L’Anti-Atlas marocain est une vaste province géologique composée d’un socle précambrien et d’une couverture sédimentaire tardi-néoprotérozoïque à paléozoïque. Plus de 200 occurrences cuprifères sont répertoriées dans cette couverture. Avec l’augmentation de la demande mondiale en cuivre depuis les années 2000, ces minéralisations, considérées non rentables dans les années 1980, sont désormais d’intérêt économique majeur pour les compagnies minières. Outre cet intérêt économique, ces occurrences restent un mystère scientifique du point de vue de leur genèse. En effet, les quelques études existantes sur ces objets ne permettent pas d’établir un modèle métallogénique clair expliquant la formation de ces concentrations à cuivre. Notre étude est centrée sur la boutonnière de Bou Azzer-El Graara (Anti-Atlas central). Elle propose de réaliser une synthèse des minéralisations de ce secteur basée sur quatre axe : (1) une étude de terrain à l’échelle des objets minéralisés, (2) une caractérisation minéralogique et texturale des minéralisations, (3) une approche statistique appliquée aux bases de données roche totale de ces occurrences, (4) une étude des inclusions fluides des minéraux de gangue associés au cuivre. Les résultats ont montré que l’ensemble des minéralisations de la couverture avait une texture en stockwork et une minéralogie identique auto-similaire à toute les échelles d’observation, et ce indépendamment de la morphologie des corps. Ce stockwork est contemporain de zones plissées et faillées. Il est contemporain du mouvement de failles du socle Précambrien rejouant au Varisque et induisant la circulation de saumures profondes minéralisant le socle précambrien comme la couverture néoprotérozoïque à cambrienne de cette boutonnière. / The Anti-Atlas belt is a large geological province. It is composed by a Precambrian basement and a Neoproterozoic to Paleozoic sedimentary cover. More than 200 copper occurrences are localized in this cover. Since the 2000s, with the increase of global copper demand, these mineralizations have a great economic interest for mining company. Besides economic interests, the scientific understanding of these mineralizations in this area are not clear. It does not exist a global model to explain the formation of these deposits. Our study is focus on the Bou Azzer-El Graara inlier (central Anti-Atlas). We proposed to realize a synthesis of copper deposits in this area based on four axes: (1) a field study at the ore bodies’ scale, (2) a mineralogical and textural characterization of these mineralizations, (3) a statistical approach applied to rock total data bases of these deposits, (4) a study of fluid inclusions associated to the ore gangue minerals. Results showed that the whole of mineralizations in the Neoproterozoic to Cambrian cover have a same stockwork texture and a same mineralogy at all scales of observations and that, independently of the ore bodies morphology. This stockwork is synchronous of folded and faulted zones. It is too synchronous of Precambrian basement faults movements during the Variscan compression. These movements are link to deep brines circulations responsible of copper mineralizations localized in the Precambrian basement and in the Neoproterozoic to Cambrian cover of this inlier.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:02Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-12-22Bitstream added on 2014-06-13T19:40:47Z : No. of bitstreams: 1 taniguchi_cak_dr_jabo.pdf: 1062568 bytes, checksum: bc86d88e56e243b9e6b9c324c687bcd6 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Gelita do Brasil S.A. / Na fabricação de gelatina, são gerados resíduos que, particularmente pela concentração de N, são de interesse para uso agrícola. Os objetivos com este trabalho foram verificar o potencial do lodo biológico de indústria de gelatina (LB) em fornecer nitrogênio para plantas de milho e avaliar a resposta das plantas de milho à aplicação do LB. O LB foi fornecido pela Gelita do Brasil, unidade de Mococa (SP). Ao todo, foram conduzidos seis experimentos: dois em laboratório, dois em casa de vegetação e dois em campo. Para os experimentos em laboratório e em casa de vegetação, foram coletadas amostras de Argissolo Vermelho do local onde foram instalados os experimentos de campo, em Mococa. No laboratório e na casa de vegetação, as doses de LB avaliadas foram equivalentes a 0; 100; 200; 300; 400 e 500 m3 ha-1. Com base nesses experimentos, concluiu-se que o carbono e o nitrogênio orgânico do lodo biológico de indústria de gelatina foram rapidamente mineralizados no solo, com tempo médio de meia-vida de 8,1 e 7,8 dias, respectivamente. Os métodos de incubação aeróbia e anaeróbia foram eficientes em prever a disponibilidade de nitrogênio do lodo biológico para plantas de milho e com base no primeiro foi determinada a taxa de aplicação do LB para os experimentos em campo (85 m3 ha-1). Em um dos experimentos em campo, foram avaliadas doses equivalentes a 0,5; 1,0; 1,5 e 2,0 vezes a taxa de aplicação do LB e foi obtido aumento linear na produtividade de grãos de milho safrinha. No outro experimento em condição de campo, em que a dose de N para milho safrinha foi de 50 kg ha-1 de N, associando NH4NO3 e LB, em diferentes proporções, a produtividade não foi afetada pela fonte de N. / In the gelatin manufacturing process many wastes are generated and particularly by their N concentrations, these wastes can be used for agricultural purpose. The objectives of this study were to evaluate the potential of gelatin industry sludge (GIS) to provide nitrogen for maize plants and to evaluate the response of maize plants to GIS application. The GIS was supplied by Gelita do Brasil, subsidiary in Mococa (Sao Paulo State, Brazil). Six experiments were carried out: two in laboratory, two in greenhouse and two under field conditions. Kandiudult samples were collected from the area where the field experiments were installed, in Mococa, and these soil samples were used in laboratory and greenhouse studies. In laboratory and greenhouse the GIS rates evaluated were equivalent to 0; 100; 200; 300; 400 and 500 m3 ha-1. Based on these experiments it was concluded that organic carbon and nitrogen from GIS were rapidly mineralized in soil, with average half-life of 8.1 and 7.8 days, respectively. Long-term aerobic and anaerobic incubations were effective in predicting the nitrogen availability from GIS to maize plants and from aerobic incubation data it was determined the GIS application rate for field experiments (85.5 m3 ha-1). In one of the field study, rates equivalents to 0.5, 1.0, 1.5 and 2.0 times the GIS application rate were evaluated and it was obtained a linear increase in the out of season maize grain yield. In another field experiment, in which the recommended N rate for out of season maize was 50 kg ha-1 N, ammonium nitrate and GIS were associated in different proportions, maize grain yield was not affected by N source.

L’ostéoporose ménopausique par une accélération du remodelage osseux, conduit à une masse osseuse basse et à des altérations de la microarchitecture, augmentant ainsi le risque de fracture. Les bisphosphonates diminuent l’activité du remodelage osseux en inhibant la résorption osseuse qui conduit à un maintien de la densité minérale osseuse et à une diminution du risque fracturaire. Ce traitement étant la plupart du temps chronique, l’étude de ses effets sur les différents niveaux d’organisation de l’os, du cristal à sa macrostructure, est primordiale. A travers deux études portant sur l’ibandronate et l’alendronate, nous avons montré que leur utilisation préservait la minéralisation osseuse tissulaire. Cependant, une utilisation prolongée (6,4 ans) de l’alendronate, nous a permis de mettre en évidence un mécanisme d’action impliquant des modifications de la structure des cristaux avec un effet sur les propriétés mécaniques locales. Si l’efficacité anti fracturaire de l’alendronate est démontrée après dix ans de traitement, nos résultats suggèrent des altérations de la qualité osseuse à une échelle plus locale / Postmenopausal osteoporosis is characterized by an increase in remodelling activity leading to a low bone mass and alterations in microarchitecture, increasing the risk of fracture. Bisphosphonates slowdown remodeling inhibiting bone resorption, thus bone mineral density is preserved with a decrease in the risk of fracture. Such a treatment is often chronic, making the study of their long-term effects on multiscale bone quality (from the crystal to the macrostructure) of clinical relevance. Thank to two different studies on ibandronate and alendronate, we showed that these treatments preserved the mineralization of bone tissue. However, we firstly described that a long-term treatment with alendronate alter the structure of bone mineral crystals with a direct effect on micromechanical properties. Even if, the reduction in the risk of fracture under alendronate has been established after a ten year treatment, our results suggest alterations in bone quality at tissular and sub-tissular levels of organization

Durante a safra agrícola ocorrem aplicações simultâneas ou aplicações de um defensivo agrícola em seguida de outro. Esta prática gera a combinação de resíduos no solo que pode levar a mudanças no destino final destes compostos. Com o objetivo de investigar se a aplicação em mistura influencia no comportamento no solo de diuron, hexazinone e sulfometuron-methyl foram avaliadas a sorção, dessorção, biodegradação, lixiviação e efeito sobre microrganismos dos solos, após aplicação em mistura e isolada destes herbicidas, em diferentes solos. Nos estudos de lixiviação, sorção e biodegradação foram preparadas soluções com herbicidas radiomarcados e não radiomarcados. Nos tratamentos em mistura apenas o herbicida sendo avaliado era radiomarcado e os outros eram padrões analíticos. A avaliação do efeito sobre microrganismos foi realizada após aplicação dos herbicidas e de glicose radiomarcada. O delineamento utilizado foi o inteiramente casualizado. A mineralização e a porcentagem detectada nos lixiviados do solo arenoso, foram maiores quando hexazinone foi aplicado em mistura. A sorção foi menor quando hexazinone estava em mistura com diuron, em um dos cinco solos avaliados. A mineralização e sorção de diuron nos solos não foram influenciadas pela presença de hexazinone e sulfometuron-methyl. No caso de sulfometuron-methyl, a aplicação em mistura aumentou a mineralização do herbicida, contudo, não afetou a lixiviação tampouco a sorção do herbicida. Maior evolução de 14CO2 a partir da glicose foi observada nos tratamentos com sulfometuron-methyl, diuron e da mistura dos três herbicidas em solo arenoso, contudo não foi observado aumento dos efeitos dos herbicidas quando em mistura sobre atividade biológica do solo. / Herbicides can either be applied alone or simultaneously during the entire crop cultivation. This practice could potentially promote changes in herbicide behavior in the soil. Thus, the aim of this study was to understand the effect of diuron, hexazinone, and sulfometuron-methyl and its mixtures when applied on the soil. Herbicide sorption, desorption, biodegradation, leaching and its effect on the soil microorganism in contrasting soils textures were evaluated. Radiolabeled and an analytical standard herbicide were used to understand leaching, biodegradation and sorption. Microorganism evaluation was done by adding 14C-glucose. Highest mineralization percentage was observed in hexazinone mixed with diuron and sulfometuron-methyl leachates. The application in mixture did not affect the mineralization or sorption of diuron. In the case of sulfometuron-methyl, the application with diuron and hexazinone increased the mineralization of the herbicide, however it did not affect its leaching or sorption. A greater evolution of 14CO2 was observed in the treatments with sulfometuron-methyl, diuron and the mixture of the three herbicides in sand soil. Nevertheless, the application in mixture did not increase the effects of the herbicides in the soil biological activity.

Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2016-03-03T16:57:23Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) PDF - Vanessa Virgínia Barbosa.pdf: 1782111 bytes, checksum: 02da2f8d083d207f8aa9ad08a90599b9 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-03T16:57:23Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) PDF - Vanessa Virgínia Barbosa.pdf: 1782111 bytes, checksum: 02da2f8d083d207f8aa9ad08a90599b9 (MD5) Previous issue date: 2015-02-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In this study there were three motivating questions: (i) are there differences in the decomposition kinetics of E. dense and C. braunii? (ii) in which trophic state the decomposition is faster? (iii) wthat is the magnitude of nutrients release in the water during decomposition? The hypothesis tested is that the decomposition kinetics is faster for C. braunii releasing few nutrients, because it is a seaweed, however, with both species faster decomposing in eutrophic water due to the greater microbial activity in the environment. Water samples were taken from eutrophic reservoirs with low nutrient content of the Paraiba semi-arid region. The in vitro study in which anaerobic conditions were analyzed: the decay of organic matter and release of nutrients during decomposition. Both species showed similar biphasic decay of organic matter and carbon mineralization and the trophic state did not influence this process. Nutrient release was high for both species, independent of the trophic state. The trophic state of Paraiba semi-arid water is not a limiting factor for the debry decay of E. dense and C. braunii. The species are from different families, but for being submerged macrophytes have similar content of plant fibers, as a consequence significant differences in weight loss was observed. / Neste estudo as três questões motivadoras foram: (i) existem diferenças na cinética de decomposição entre E. densa e C. braunii? (ii) em qual estado trófico a decomposição ocorre mais rapidamente? (iii) qual a magnitude da liberação de nutrientes na água durante a decomposição? A hipótese testada e que a cinética de decomposição é mais rápida para C. braunii, liberando pouco nutrientes, por ser uma macroalga, no entanto, ambas as espécies se decompõem mais rapidamente em águas eutróficas devido à maior atividade microbiana nesse meio. Para isso, foram realizadas coletas de águas em reservatórios eutrófico e oligotrófico do semiárido paraibano. O estudo foi realizado in vitro em condições anaeróbias no qual se analisou o decaimento de matéria orgânica e a liberação de nutrientes durante a decomposição. As duas espécies apresentaram o mesmo padrão bifásico de decaimento da matéria orgânica e de mineralização do carbono e o estado trófico não influenciou esse processo. A liberação de nutrientes foi elevada por ambas às espécies, independente do estado trófico. O estado de trofia da água do semiárido paraibano não representa um fator limitante para o decaimento dos detritos de E.densa e C.braunii. As duas espécies são de famílias distintas, mas por serem macrófitas submersas, possuem teor de fibras vegetais semelhantes, uma vez que não apresentaram diferenças significativas na perda de massa.

Embora o nitrogênio seja um nutriente limitado, em excesso, ele pode causar a degradação de sistemas aquáticos. Apesar de, no âmbito nacional, o Brasil não apresentar problemas de escassez hídrica, regiões altamente populosas já tem enfrentado problemas de déficit hídrico, inclusive em função da poluição difusa de nitrogênio. Zonas ripárias têm sido apontadas como um dos atributos da bacia hidrográfica que pode ajudar na melhoria e manutenção da qualidade hídrica devido a sua capacidade de retirar nitrogênio do sistema terrestre oriundo de fontes difusas. Essa característica lhe é conferida por serem ambientes favoráveis ao processo de desnitrificação. A desnitrificação é um dos processos, se não o primeiro, responsável por converter o nitrato para formas gasosas N2O e N2. Considerando que os estudos sobre a função desempenhada por vegetações ripárias como sumidouro de nitrogênio se concentraram em países de clima temperado e que paisagens alteradas são o uso da terra majoritário no Estado de São Paulo, onde o problema de déficit hídrico já é uma realidade. Entender o papel que zonas ripárias desempenham sobre a dinâmica do nitrogênio torna-se fundamental para o desenvolvimento de estratégias de manejo do uso da terra voltadas para a manutenção da qualidade de sistemas aquáticos em regiões tropicais. O objetivo do trabalho é investigar se existe mudança dos processos que regulam a dinâmica do nitrogênio no solo em paisagens alteradas, enfatizando o papel desempenhado por vegetações ripárias como sumidouros de nitrogênio. A bacia hidrográfica do ribeirão Caxambu, com elevada influência antrópica, foi selecionada. Dentro dela dois rios foram escolhidos: (i) ribeirão Cachoeira drenando uma vertente com uso pastoril, na qual o pasto se estende até a zona ripária e (ii) ribeirão Caxambu drenando uma vertente agrícola com presença de floresta ripária. Extratores de solução do solo foram instalados ao longo de ambas vertentes para a quantificação do nitrogênio inorgânico dissolvido (NID) transportado ao longo de um ano. Amostras de solo foram coletadas nas porções: ripária e encosta de ambas vertentes para a quantificação das taxas líquidas de mineralização e nitrificação e também da desnitrificação potencial em cinco meses ao longo de um ano. Variáveis físico-químicas, incluindo NID, foram monitoradas em ambos os ribeirões. Os resultados indicam que as florestas ripárias estão processando o nitrogênio mais ativamente do que pastos ripários. As taxas líquidas de mineralização e nitrificação foram significativamente superiores no solo de florestas ripárias em relação ao solo de pasto ripário. No entanto, não houve diferença estatística significativa entre solo de floresta ripária e pasto ripário com relação à desnitrificação potencial. Não houve mudança das concentrações de NID na solução do solo ao longo da vertente pastoril, sendo estas relativamente baixas. Contrariamente, na vertente agrícola, submetida à fertilização, houve redução da concentração de NID na solução do solo quando se passou da encosta agrícola para a floresta ripária. Essa redução pode ser atribuída também ao processo de desnitrificação. Porém, outros processos além da desnitrificação devem estar atuando como moduladores da dinâmica do nitrogênio no solo de florestas ripárias. Tendo em vista que houve redução da ciclagem de nitrogênio na pastagem em relação à floresta, a inferência sobre o papel que o pasto ripário poderia desempenhar caso haja um elevado aporte de nitrogênio para essa zona ripária foi limitada. Concluí-se que as florestas ripárias podem atuar como sumidouro de nitrogênio em ambientes tropicais alterados. Portanto, podem ser uma ferramenta para o manejo sustentável de recursos hídricos na propriedade rural / Although nitrogen is a limiting nutrient, in excess, it can lead to the degradation of aquatic systems. Despite the fact that at national level Brazil does not have problems of water scarcity; regions highly populated are already facing deficit of water, caused among other things by nitrogen diffuse pollution. Riparian zones have been indicated as an attribute of the watershed that can maintain quality of water because their capacity in preventing diffuse pollution. Denitrification is one, if not the primary process responsible for this function, converting nitrate to gaseous N2O or N2. Considering that studies about the role of riparian vegetations in removing nitrogen loads are concentrated in temperate countries, and that altered landscapes is the main land cover of the State of Sao Paulo, where water scarcity is already a problem; understanding about the role of riparian zones on nitrogen dynamics is fundamental to orient land management practices aiming at preservation of aquatic systems in tropical regions. The objective of this study is to investigate whether processes that regulate the nitrogen dynamic in the soil change among altered landscapes, emphasizing the role of riparian vegetations as nitrogen sinks. The study area is the Caxambu watershed which is under intense anthropogenic influence. Two streams were selected: (i) Cachoeira stream draining a pasture slope with a riparian zone under pasture use and (ii) Caxambu stream draining an agricultural slope with riparian forests. Soil solution extractors were installed in each slope to quantify the concentration of dissolved inorganic nitrogen (DIN) at 50 cm deep during one year. Soil samples were collected at four sites: riparian zone with pasture, upland with pasture, riparian zone with forest, and upland with agriculture in order to quantify net mineralization, net nitrification, and denitrification potential during five months, in a period of one year. Physical-chemical variables, including DIN, in each stream were monitored during one year. The results show that nitrogen cycling in riparian forests soils is more intense than riparian pastures. Net mineralization and net nitrification are higher at riparian forests in relation to riparian pastures and other sampled sites. However there is no significant difference between riparian forests and riparian pastures in relation to denitrification potential. There is no significant difference between DIN concentration in the soil solution at pasture slope, and these concentrations are relatively low. On the contrary, at the agricultural slope under fertilization DIN concentrations are reduced significantly as soil solution moves through the riparian forests. This reduction could be the result of higher denitrification that occurs at riparian forest soils. However, besides denitrification other processes may be playing important role as modulators of nitrogen dynamic in the soils of riparian forests. Because the results show that nitrogen cycling is lower in the pasture compared to forest, inferring about the role that riparian pastures could play as nitrogen sinks was limited. In conclusion there is an indication that riparian forests can play an important role as nitrogen sink at altered landscapes in tropical region. Therefore restoring riparian zones could be an interesting tool to further deterioration of aquatic systems

Um dos maiores desafios da ortopedia é recuperar o tecido ósseo que tenha sido perdido por motivo de doença ou acidente. Na busca de substitutos para os enxertos, tem-se utilizado comumente biomateriais, para recuperação desse tecido. A quitosana é um polímero biocompatível, biodegradável e juntamente com a gelatina, que é produto da desnaturação do colágeno, possuem uso potencial no área de regeneração de tecidos ósseos. O objetivo deste trabalho é a preparação, caracterização de hidrogéis de quitosana:gelatina mineralizados, em diferentes proporções (1:0,5; 1:1 e 1:2) e estudar a liberação controlada de gentamicina utilizando como suporte o hidrogel mineralizado. A quitosana foi obtida a partir da desacetilação parcial da quitina oriunda de gládios de lula e a gelatina utilizada é a comercial Sigma®. Os hidrogéis foram mineralizados pelo método de imersão alternada em soluções de CaCl2 0,2 mol L-1 pH=7,4 e de Na2HPO4 0,12 mol L-1 pH=9,0. A mineralização foi caracterizada por espectroscopia na região do infravermelho (FTIR), análise termogravimétrica (TG), microscopia eletrônica de varredura (MEV), dispersão de raios-X (EDS), difração de raios-X (DRX) e cinética de absorção em PBS. Nas análises de TG e MEV pode-se observar a ocorrência de mineralização homogênea no hidrogel, aproximadamente 60% (m/m) em todas as proporções. Nos espectros de FTIR, EDS e DRX, observou-se que o sal de fosfato de cálcio formado durante o processo de mineralização alternada corresponde à hidroxiapatita. Quanto ao estudo de absorção em PBS, os hidrogéis mineralizados apresentam menor intumescimento que os não-mineralizados. Estudou-se o comportamento da liberação in vitro (em PBS, pH 7,4) de gentamicina no hidrogel mineralizado de quitosana/gelatina (1:1) quando se altera a temperatura da liberação (25°C e 37°C). A gentamicina foi incorporada ao hidrogel mineralizado através da imersão em uma solução com concentração de 30 mg ml-1 de gentamicina. O estudo de liberação foi realizado em duas temperaturas 25°C e 37°C. A quantidade de fármaco liberado após 24 horas não é afetada pela alteração na temperatura, mas a velocidade da liberação nas duas primeiras horas é maior a 37°C do que a 25°C. O mecanismo de liberação da gentamicina foi ajustado para o modelo Korsmeyer-Peppas sugerindo que segue a difusão Fickiana. / The replacement of bone tissue lost due to illness or accident is a great challenge in orthopedic area. Biomaterials have been commonly used to prepare new materials for substitution of lost tissue. Chitosan is a biocompatible and biodegradable polymer and its association with gelatin has potential application in bone tissue regeneration. The objective of this study is to describe the preparation and characterization of mineralized hydrogels of chitosan/gelatin prepared with different ratios (1:0.5, 1:1 and 1:2) and the controlled release of gentamicin using the mineralized hydrogel as a support. Chitosan was obtained from the partial deacetylation of squid pens and gelatin was commercial (Sigma ®). The mineralization process was carried out by the alternate soaking method. Hydrogels were soaked in 0.2 mol L-1 CaCl2 buffered with 0.05 mol L-1 Tris buffer (pH 7.4) at 25°C for 30 min, taken out of the Ca2+ solution, rinsed with deionized water and then soaked in 0.12 mol L-1 Na2HPO4 solution buffered with 0.05 mol L-1 Tris buffer (pH 9.0) for 30 min, taken out of the PO43- solution and rinsed with deionized water. The alternate soaking cycle was repeated 6 times to obtain the mineralized matrices which were then rinsed with water, frozen and lyophilized. Mineralized hydrogels were characterized by infrared spectroscopy (FTIR), thermogravimetric analysis (TG), scanning electron microscopy (SEM), Energy Dispersive Spectroscopy (EDS), X-ray diffraction (XRD) and kinetic absorption in PBS. SEM results showed an homogeneous mineralization, and for all hydrogels a quantity of approximately 60% (w/w) of mineralization was determined by TG. FTIR, EDS and XRD indicated that phosphate calcium deposited during mineralization process was hydroxyapatite. Mineralized hydrogels had lower swelling values in comparison with non-mineralized, as observed by absorption in PBS. Release of gentamicin in mineralized hydrogel was performed at 25°C and 37°C. Gentamicin was incorporated in the mineralized hydrogel by immersion in a gentamicin solution with a concentration of 30 mg ml-1. The change in release temperature showed that the quantity of drug delivery was not affected after 24 hours. However, the release rate in the first hour is higher at 37°C. The release mechanism of gentamicin was adjusted to the Korsmeyer-Peppas model suggesting that drug release is mostly controlled by a diffusion process.

L'altération hydrothermale du manteau lithosphérique dans les dorsales médio-océaniques fournit un mécanisme de transfert de chaleur et de masse entre la terre profonde et l'océan recouvrant. Le manteau lithosphérique est constituée de roches ultramafiques, également appelées péridotites. Ils comprennent plus de 70% d'olivine, de pyroxènes associés et de phases minérales mineures. La percolation de l'eau de mer dans le socle ultramafique produit l'altération de l'olivine et des pyroxènes en serpentine par le processus de serpentinisation et il est associé à des réactions d'oxydation et de carbonatation (lorsque le CO2 est présent dans le fluide). Le processus de serpentinisation présente un intérêt particulier pour la production de H2, le stockage du CO2, le développement de la vie et la production de gisements de minerai économiquement intéressants concentrés dans les fumeroles hydrothermaux. La durabilité et l'efficacité des réactions nécessitent la pénétration et le renouvellement des fluides à l'interface fluide-minéral. Les failles et les fractures des détachements océaniques sont les zones hautement perméables qui permettent à l'eau de mer de pénétrer profondément dans le manteau lithosphérique. Cependant, le processus de serpentinisation conduit à la précipitation de minéraux de faible densité qui peuvent remplir le réseau poreux, colmatant les chemins d'écoulement qui peuvent modifier les propriétés hydrodynamiques et la réactivité des roches réagi.Ces travaux de thèse visent à améliorer la compréhension des effets en retour des réactions sur les propriétés hydrodynamique du milieu dans les zones hautement perméables au cours des premières étapes de l'altération du socle ultramafique. Il se concentre en particulier sur les changements de texture et les réactions chimiques des roches ultramafiques en évaluant les effets du (i) débit et (ii) des fluides salins riches en CO2. Deux séries d'expériences de percolation réactive ont été réalisées à T = 170-190°C et P = 25MPa. La première série d'expériences consistait à injecter de l'eau de mer dans des échantillonnes de poudre d'olivine compressé sur une large gamme de débits constants. La tomographie par rayons X de haute résolution a été acquise avant et après l'expérience avec des débits élevés; afin d'évaluer les changements dans la microstructure de la roche lors de la réaction de serpentinisation. La deuxième série d'expériences consistait à injecter des fluides salins riches en CO2 dans des échantillonnes de péridotite fracturés mécaniquement.Les résultats ont permis de différencier: (1) un contrôle du débit du flux à l'échelle du pore peut contrôler la composition du fluide local et le développement de différents chemins de réaction à l'échelle de l'échantillon. (2) Le développement de différentes chemins réactifs et les changements de texture dans la roche dépend de la concentration de CO2 dissous dans la solution. (3) La formation de minéraux carbonatés (MgCO3) peut stocker du CO2 sous forme stable de minéral à long terme. (4) Un contrôle de la concentration de CO2 dissous dans le fluide et du réseau de fractures peut améliorer / limiter l'efficacité du stockage de CO2 dans les réservoirs de péridotite fracturés.Ces nouvelles données suggèrent un contrôle complexe de la structure des roches ultramafiques dans le processus de serpentinisation et fournissent de nouvelles perspectives pour le stockage potentiel du CO2 dans les réservoirs fracturés à la péridotite. / The hydrothermal alteration of the mantle lithosphere at mid-ocean ridges provides a mechanism for transferring heat and mass between the deep Earth and the overlaying ocean. The mantle lithosphere is constituted by ultramafic rocks, also called Peridotites. They comprise more than 70% of olivine, associated pyroxenes and minor mineral phases. The percolation of seawater into the ultramafic basement produces the alteration of olivine and pyroxenes to serpentine through the so-called serpentinization process and is associated to oxidation and carbonation reactions, the later when CO2 is present. The serpentinization process has special interest on H2 production, CO2 storage, development of life, and the production of economically valuable ore-deposits concentrated at hydrothermal vents. The sustainability and efficiency of the reactions requires penetration and renewal of fluids at the mineral-fluid interface. Oceanic detachment faults and fractures are the highly permeable zones allowing seawater derived fluids to penetrate deeply into the mantle lithosphere. However, the serpentinization process lead to the precipitation of low density minerals that can fill the porous network, clogging flow paths efficiently that may in turn modify the hydrodynamic properties and the reactivity of the reacted rocks.This PhD thesis aims at better understanding the feedback effects of chemical reactions on the hydrodynamic rock properties occurred on highly permeable zones during the earliest stages of alteration of the ultramafic basement. It focuses in particular on the changes in texture and chemical reaction paths of ultramafic rocks by assessing the effects of (i) flow rate and (ii) CO2-rich saline fluids. Two suite of reactive percolation experiments were performed at T=170-190°C and P=25MPa. The first suite of experiments consisted in injecting artificial seawater into porous compressed olivine powder cores over a wide range of constant flow rates. X-Ray µ-tomography of high resolution was acquired before and after the experiment run with high flow rates; in order to evaluate the micro-structural changes of the rock occurred during the serpentinization reaction. The second suite of experiments consisted in injecting CO2-rich saline fluids into peridotite cores mechanically fractured.The results allowed us to differentiate: (1) That, a control of flow infiltration rate at the pore-scale can control the local fluid compositions and the development of different reaction paths at the sample-scale. (2) The development of different reaction paths and textural changes in the rock depends on the concentration of CO2 dissolved in solution. (3) The formation of carbonate minerals (MgCO3) can store CO2 in a form of stable mineral at long-term. (4) A control of the concentration of dissolved CO2(g) and the fracture network can enhance/limit the efficiency of CO2-storage in peridotite fractured reservoirs.These new supporting data suggest a complex control of the structure of the ultramafic rocks in serpentinization process and provides new insights for the potential CO2-storage in peridotite fractured reservoirs.

Embora o nitrogênio seja um nutriente limitado, em excesso, ele pode causar a degradação de sistemas aquáticos. Apesar de, no âmbito nacional, o Brasil não apresentar problemas de escassez hídrica, regiões altamente populosas já tem enfrentado problemas de déficit hídrico, inclusive em função da poluição difusa de nitrogênio. Zonas ripárias têm sido apontadas como um dos atributos da bacia hidrográfica que pode ajudar na melhoria e manutenção da qualidade hídrica devido a sua capacidade de retirar nitrogênio do sistema terrestre oriundo de fontes difusas. Essa característica lhe é conferida por serem ambientes favoráveis ao processo de desnitrificação. A desnitrificação é um dos processos, se não o primeiro, responsável por converter o nitrato para formas gasosas N2O e N2. Considerando que os estudos sobre a função desempenhada por vegetações ripárias como sumidouro de nitrogênio se concentraram em países de clima temperado e que paisagens alteradas são o uso da terra majoritário no Estado de São Paulo, onde o problema de déficit hídrico já é uma realidade. Entender o papel que zonas ripárias desempenham sobre a dinâmica do nitrogênio torna-se fundamental para o desenvolvimento de estratégias de manejo do uso da terra voltadas para a manutenção da qualidade de sistemas aquáticos em regiões tropicais. O objetivo do trabalho é investigar se existe mudança dos processos que regulam a dinâmica do nitrogênio no solo em paisagens alteradas, enfatizando o papel desempenhado por vegetações ripárias como sumidouros de nitrogênio. A bacia hidrográfica do ribeirão Caxambu, com elevada influência antrópica, foi selecionada. Dentro dela dois rios foram escolhidos: (i) ribeirão Cachoeira drenando uma vertente com uso pastoril, na qual o pasto se estende até a zona ripária e (ii) ribeirão Caxambu drenando uma vertente agrícola com presença de floresta ripária. Extratores de solução do solo foram instalados ao longo de ambas vertentes para a quantificação do nitrogênio inorgânico dissolvido (NID) transportado ao longo de um ano. Amostras de solo foram coletadas nas porções: ripária e encosta de ambas vertentes para a quantificação das taxas líquidas de mineralização e nitrificação e também da desnitrificação potencial em cinco meses ao longo de um ano. Variáveis físico-químicas, incluindo NID, foram monitoradas em ambos os ribeirões. Os resultados indicam que as florestas ripárias estão processando o nitrogênio mais ativamente do que pastos ripários. As taxas líquidas de mineralização e nitrificação foram significativamente superiores no solo de florestas ripárias em relação ao solo de pasto ripário. No entanto, não houve diferença estatística significativa entre solo de floresta ripária e pasto ripário com relação à desnitrificação potencial. Não houve mudança das concentrações de NID na solução do solo ao longo da vertente pastoril, sendo estas relativamente baixas. Contrariamente, na vertente agrícola, submetida à fertilização, houve redução da concentração de NID na solução do solo quando se passou da encosta agrícola para a floresta ripária. Essa redução pode ser atribuída também ao processo de desnitrificação. Porém, outros processos além da desnitrificação devem estar atuando como moduladores da dinâmica do nitrogênio no solo de florestas ripárias. Tendo em vista que houve redução da ciclagem de nitrogênio na pastagem em relação à floresta, a inferência sobre o papel que o pasto ripário poderia desempenhar caso haja um elevado aporte de nitrogênio para essa zona ripária foi limitada. Concluí-se que as florestas ripárias podem atuar como sumidouro de nitrogênio em ambientes tropicais alterados. Portanto, podem ser uma ferramenta para o manejo sustentável de recursos hídricos na propriedade rural / Although nitrogen is a limiting nutrient, in excess, it can lead to the degradation of aquatic systems. Despite the fact that at national level Brazil does not have problems of water scarcity; regions highly populated are already facing deficit of water, caused among other things by nitrogen diffuse pollution. Riparian zones have been indicated as an attribute of the watershed that can maintain quality of water because their capacity in preventing diffuse pollution. Denitrification is one, if not the primary process responsible for this function, converting nitrate to gaseous N2O or N2. Considering that studies about the role of riparian vegetations in removing nitrogen loads are concentrated in temperate countries, and that altered landscapes is the main land cover of the State of Sao Paulo, where water scarcity is already a problem; understanding about the role of riparian zones on nitrogen dynamics is fundamental to orient land management practices aiming at preservation of aquatic systems in tropical regions. The objective of this study is to investigate whether processes that regulate the nitrogen dynamic in the soil change among altered landscapes, emphasizing the role of riparian vegetations as nitrogen sinks. The study area is the Caxambu watershed which is under intense anthropogenic influence. Two streams were selected: (i) Cachoeira stream draining a pasture slope with a riparian zone under pasture use and (ii) Caxambu stream draining an agricultural slope with riparian forests. Soil solution extractors were installed in each slope to quantify the concentration of dissolved inorganic nitrogen (DIN) at 50 cm deep during one year. Soil samples were collected at four sites: riparian zone with pasture, upland with pasture, riparian zone with forest, and upland with agriculture in order to quantify net mineralization, net nitrification, and denitrification potential during five months, in a period of one year. Physical-chemical variables, including DIN, in each stream were monitored during one year. The results show that nitrogen cycling in riparian forests soils is more intense than riparian pastures. Net mineralization and net nitrification are higher at riparian forests in relation to riparian pastures and other sampled sites. However there is no significant difference between riparian forests and riparian pastures in relation to denitrification potential. There is no significant difference between DIN concentration in the soil solution at pasture slope, and these concentrations are relatively low. On the contrary, at the agricultural slope under fertilization DIN concentrations are reduced significantly as soil solution moves through the riparian forests. This reduction could be the result of higher denitrification that occurs at riparian forest soils. However, besides denitrification other processes may be playing important role as modulators of nitrogen dynamic in the soils of riparian forests. Because the results show that nitrogen cycling is lower in the pasture compared to forest, inferring about the role that riparian pastures could play as nitrogen sinks was limited. In conclusion there is an indication that riparian forests can play an important role as nitrogen sink at altered landscapes in tropical region. Therefore restoring riparian zones could be an interesting tool to further deterioration of aquatic systems

Structural and geochemical analyses of the Top and Casino deposits, Bald Mountain-Alligator Ridge district, Nevada, were conducted to determine how structures affected gold deposition in Carlin-type deposit s. We also examined how permeability changed over time in a fault that cuts siltstone-dominated sedimentary rocks. The association of gold and related arsenic with faults at the margins of a Jurassic pluton and sedimentary rocks suggests that ore fluids migrated along faults and fracture s. Permeability of the faults changed over time within the Casino deposit, where the ore-controlling fault was a distributed conduit in the early stages of mineralization but a barrier and a localized conduit a t opposite ends of the deposit during later stages. Results indicate that faults may significantly influence patterns of ore deposition and change character over deposit-scale distances, and continued slip along faults may create clay-rich low-permeability faults that are mineralized during early stages of development.