Orientador: José Manoel dos Reis Neto / Co-orientador: Nilo Siguehiro Matsuda / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Setor de Ciencias da Terra, Programa de Pós-Graduaçao em Geologia. Defesa: Curitiba, 30/11/2006 / Inclui bibliografia e anexos / Área de concentração: Geologia Exploratória / Resumo: Visando a caracterização petrográfica, mineralógica e paleoambiental dos calcários dolomitizados (metadolomitos) de idade Neoproterozóica da Formação Capiru (Grupo Açungui), região norte da área metropolitana de Curitiba, foram estudados dois afloramentos compostos de duas pedreiras nos municípios de Colombo e Almirante Tamandaré. As rochas carbonáticas têm se tornado um objeto de grande interesse devido ao seu potencial exploratório, tanto pelas indústrias de mineração como pelas petrolíferas. Análises de campo, estudos petrográficos (microscopia óptica e análises em lupa petrográfica) e químicos (difratometria de raios-X, fluorescência de raios-X e isótopos de ó13C e ó180) foram realizados com o objetivo de caracterizar faciologicamente e discriminar os paleoambientes das rochas expostas nas pedreiras Motin Pavin (região da Gruta de Bacaetava) e Tranqueira. Litologicamente, a área é composta por calcários dolomitizados, sendo classificados como metadolomitos devido ao metamorfismo regional de baixo grau (fácies xisto verde). Uma grande variação de estruturas sedimentares e biogênicas, como estromatolitos e microbiolitos, foram identificados e classificados morfologicamente. As estruturas variam de estromatolitos colunares (por vezes bifurcados e ramificados), tepees, gretas de contração, flat pebbles conglomerates e esteiras microbiais. Microfaciologicamente são identificados diferentes ciclos deposicionais, como níveis maciços (tempestitos), retrabalhados (intraclastos), siliciclásticos (quartzo detrítico) e possíveis níveis evaporíticos (pseudomorfos de cristais de anidrita substituídos por dolomita). Estes se enquadram em um ambiente de planície de maré, sendo a maioria das ocorrências classificadas entre a supramaré e a intermaré, onde um dos principais controles da sedimentação é a variação de flutuação diária das marés. As análises mineralógicas mostraram uma composição essencialmente dolomítica e, os valores isotópicos de ó13C e ó180 bastante coincidentes nas duas pedreiras, indicam que os processos (deposicionais e/ou diagenéticos) atuantes nos metadolomitos foram similares. Uma outra hipótese a ser considerada é a que as assinaturas negativas dos isótopos, podem ser inclusas num contexto de glaciação ou deglaciação, por correlação á outros depósitos carbonáticos Neoproterozóicos brasileiros e mundiais. Como contribuição deste trabalho relativo a perspectiva econômica, os estudos das estruturas biogênicas (esteiras microbiais e estromatolitos) associadas aos processos de dolomitização atuantes nos carbonatos, tem despertado atenção redobrada nos meios acadêmicos, como também nas indústrias petrolíferas, uma vez que os mesmos podem servir de potenciais reservatórios em larga escala. / Abstract: Low metamorphosed dolostone from Capiru Formation (Açungui Group) Late-proterozoic from two quarries (Motin Pavin and Tranqueira), situated along the north portion of the Curitiba metropolitan area (districts of Colombo and Almirante Tamandaré) were petrographycally, mineralogically and paleoenvironmentally characterized. Such carbonates are intensively explored by the mining industries and now they are turning to an intersting subject as water and hydrocarbon reservoir. Field analysis, petrography and chemical studies were accomplished with the objective to faciology characterization. Lithologicaly, the two quarries is composed by dolostone, being classified as low grade metamorphosed carbonates due to the regional metamorphism (green schist facies). A great variation of sedimentary and biogenic structures such as stromatolites and microbial mats are identified and classified. The structures of columnars stromatolites vary from bifurcated and ramified. Tempestites, tepees, contraction cracks, flat pebble conglomerates and microbial mat also are very common. Unusual depositional cycles, as solid levels (tempestites), reworked intraclasts, siliciclastics as detritic quartz and possible evaporitic pseudmorphs levels are identified using thin section magnification. Those evidences the studied units can be classified as the tide flat environmental deposition, being most of the occurrences settled between the supratidal and the intertidal zones, where one of the main sedimentation controls was the variation of daily flotation of the tides. The whole rocks mineralogical analyses show essentially dolomitic composition. The values of the isotopic composition of <513C and (5180 (Sample X PDB%o) are very similars if compared both two quarries (except one point). As the ó13C and ó180 value are situated whitin in a quite restricted area, is deduct that the depositionals and/or diagenétics processes were acted in the similar way. Another hypothesis to be considered is the negative signatures of the isotopic value. It could be included within the glaciation or deglaciation context by the correlation from the Brazilian and, from other Late-proterozoic carbonate deposits of world. This work aims beyond the scientific study of microbial and stromatolite carbonate, as also the economical perspective associated with the processes of dolomitization. Large and important water and hidrocarbon reservoir could be potentially maped in the dolomtised microbialitic and stromatolic carbonates.

A região da Depressão Central do Rio Grande do Sul é composta predominantemente por solos desenvolvidos de rochas sedimentares apresentando grande variabilidade nas características morfológicas químicas e mineralógicas ainda não bem esclarecidas. A heterogeneidade das rochas sedimentares presentes na região e a porção que esses solos ocupam nas paisagens são responsáveis pelas diferenças apresentadas pelos solos. O conhecimento da distribuição desses solos na região pode contribuir para a escolha do manejo e uso com vistas à sustentabilidade dos sistemas agrícolas e ambientais. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar do ponto de vista morfológico, químico, físico e mineralógico sete perfis de solos desenvolvidos em distintas porções da paisagem e originados de rochas sedimentares na região a sudoeste do município de Santa Maria, RS. Os resultados identificaram perfis profundos, diferenciados principalmente em função da cor e estrutura. A presença de horizontes com acúmulo de argila em subsuperfície foi verificada em todos os perfis. A composição química do complexo sortivo mostrou grande diversidade entre os solos avaliados sendo observados solos distróficos, alíticos, alumínicos e eutróficos, geralmente com altos teores de alumínio na forma trocável. As análises elementares, (ataque sulfúrico) e as dissoluções seletivas (DCB e oxalato de amônio) caracterizaram os perfis de solos 12 RS, 16 RS e 17 RS RS como menos intemperizados. Os perfis 12 RS e 16 RS também apresentaram mineralogia 2:1 corroborando com um estágio de intemperismo menos avançado, enquanto os demais apresentaram mineralogia predominantemente caulinítica. A lessivagem não foi confirmada em todos os perfis. Indícios de descontinuidade litológica ao longo do perfil foram observados apenas no perfil 50 RS. É possível que outros processos estejam envolvidos na formação dos gradientes texturais observados. Do ponto de vista morfológico, as características do solo são mais influenciadas pela posição em que o solo se desenvolve na paisagem, enquanto que, do ponto de vista químico as variáveis são melhor correlacionáveis ao material formador de cada solo. / The Depressão Central region in Rio Grande do Sul state, is predominantly composed of soils developed of sedimentary rocks showing a great variability in the chemical and mineralogical morphological features not well understood yet. The heterogeneity of sedimentary rocks in the region and the portion that these soils occupy the landscapes are responsible for the differences presented by the soil. The knowledge of the distribution of these soils in the region can contribute to the choice of the management and use for sustainability of agricultural and environmental systems. Thus, the objective of this study was to evaluate, the point of view morphological, chemical, physical and mineralogical seven soil profiles developed on different portions of the landscape and originated from sedimentary rocks in the area southwest of the city of Santa Maria, RS. The results showed deep profiles, mainly differentiated by color and structure. The presence of dense subsurface horizons was verified in all profiles. The chemical composition of exchangeable cations showed great diversity among soils, being observed dystrophic, alitics, aluminics and eutrophic soils, usually with high aluminum content in exchangeable form. Elemental analyzes, (sulfuric acid attack) and the selective dissolution (DCB and ammonium oxalate) characterized the soil profiles RS 12, RS 16 and RS 17 RS as less weathered. The RS 12 and RS 16 profiles also showed mineralogy 2: 1 corroborating a less advanced weathering stage, while the others were mostly kaolinitic mineralogy. The lessivagem was not confirmed in all profiles. Evidence lithological discontinuity along the profile were observed only in the profile 50 RS. It is possible that other processes are involved in the formation of the observed textural gradients. From the morphological point of view, the soil characteristics are more influenced by the position in which the soil is developed in the landscape, while the chemical point of view the best variables are correlated to each soil-forming material.

Os métodos radiométricos (Rb-Sr e Sm-Nd) têm sido aplicados, com sucesso, em rochas sedimentares visando a obtenção de idades deposicionais e informações sobre proveniência. Em muitos casos, apesar dos resultados geologicamente significativos, ainda persistem dúvidas em relação a extensão e interpretação dos dados obtidos. Isto ocorre porque as rochas sedimentares resultam da mistura de fragmentos detríticos de diversas proveniências com diferentes sistemas isotópicos, conseqüentemente, já contendo um registro isotópico da rocha fonte. No caso do método Rb-Sr, aplicado em rochas sedimentares de granulometria fina, pode-se obter idades absolutas para o evento deposicional. Isto é viável desde que este registro isotópico proveniente das rochas fonte seja apagado no momento da deposição, ou seja, deve ocorrer a homogeneização isotópica do Sr no ambiente sedimentar. Para tanto, devem ser observados alguns pré-requisitos em relação a amostragem, granulometria, ambiente deposicional e composição mineralógica das amostras, entre outros. No entanto, ainda existem questionamentos em relação a esta metodologia especialmente quanto à ocorrência e à extensão do processo de homogeneização isotópica do Sr em ambiente sedimentar.(Continua0 O método Sm-Nd, apesar de ser uma técnica relativamente nova quando aplicada a rochas sedimentares, tem se tornado uma ferramenta fundamental para auxílio na determinação de proveniência de rochas sedimentares. As maiores dificuldades estão na correta interpretação dos valores obtidos e sua associação com um ambiente sedimentar, ou seja, de baixa temperatura. Neste trabalho, foram aplicados os métodos radiométricos Rb-Sr e Sm-Nd em amostras de rochas sedimentares coletadas em diferentes contextos geológicos da Bacia do Paraná. Foram tentativamente testados os diferentes parâmetros que atuam no sentido da homogeneização isotópica do Sr e do comportamento do Nd. Os resultados obtidos permitiram aprimorar a metodologia radiométrica Rb-Sr e Sm-Nd quando aplicada em rochas sedimentares, bem como obter resultados sobre a idade deposicional de diferentes unidades sedimentares e, por vezes, sua proveniência.

A região da Depressão Central do Rio Grande do Sul é composta predominantemente por solos desenvolvidos de rochas sedimentares apresentando grande variabilidade nas características morfológicas químicas e mineralógicas ainda não bem esclarecidas. A heterogeneidade das rochas sedimentares presentes na região e a porção que esses solos ocupam nas paisagens são responsáveis pelas diferenças apresentadas pelos solos. O conhecimento da distribuição desses solos na região pode contribuir para a escolha do manejo e uso com vistas à sustentabilidade dos sistemas agrícolas e ambientais. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar do ponto de vista morfológico, químico, físico e mineralógico sete perfis de solos desenvolvidos em distintas porções da paisagem e originados de rochas sedimentares na região a sudoeste do município de Santa Maria, RS. Os resultados identificaram perfis profundos, diferenciados principalmente em função da cor e estrutura. A presença de horizontes com acúmulo de argila em subsuperfície foi verificada em todos os perfis. A composição química do complexo sortivo mostrou grande diversidade entre os solos avaliados sendo observados solos distróficos, alíticos, alumínicos e eutróficos, geralmente com altos teores de alumínio na forma trocável. As análises elementares, (ataque sulfúrico) e as dissoluções seletivas (DCB e oxalato de amônio) caracterizaram os perfis de solos 12 RS, 16 RS e 17 RS RS como menos intemperizados. Os perfis 12 RS e 16 RS também apresentaram mineralogia 2:1 corroborando com um estágio de intemperismo menos avançado, enquanto os demais apresentaram mineralogia predominantemente caulinítica. A lessivagem não foi confirmada em todos os perfis. Indícios de descontinuidade litológica ao longo do perfil foram observados apenas no perfil 50 RS. É possível que outros processos estejam envolvidos na formação dos gradientes texturais observados. Do ponto de vista morfológico, as características do solo são mais influenciadas pela posição em que o solo se desenvolve na paisagem, enquanto que, do ponto de vista químico as variáveis são melhor correlacionáveis ao material formador de cada solo. / The Depressão Central region in Rio Grande do Sul state, is predominantly composed of soils developed of sedimentary rocks showing a great variability in the chemical and mineralogical morphological features not well understood yet. The heterogeneity of sedimentary rocks in the region and the portion that these soils occupy the landscapes are responsible for the differences presented by the soil. The knowledge of the distribution of these soils in the region can contribute to the choice of the management and use for sustainability of agricultural and environmental systems. Thus, the objective of this study was to evaluate, the point of view morphological, chemical, physical and mineralogical seven soil profiles developed on different portions of the landscape and originated from sedimentary rocks in the area southwest of the city of Santa Maria, RS. The results showed deep profiles, mainly differentiated by color and structure. The presence of dense subsurface horizons was verified in all profiles. The chemical composition of exchangeable cations showed great diversity among soils, being observed dystrophic, alitics, aluminics and eutrophic soils, usually with high aluminum content in exchangeable form. Elemental analyzes, (sulfuric acid attack) and the selective dissolution (DCB and ammonium oxalate) characterized the soil profiles RS 12, RS 16 and RS 17 RS as less weathered. The RS 12 and RS 16 profiles also showed mineralogy 2: 1 corroborating a less advanced weathering stage, while the others were mostly kaolinitic mineralogy. The lessivagem was not confirmed in all profiles. Evidence lithological discontinuity along the profile were observed only in the profile 50 RS. It is possible that other processes are involved in the formation of the observed textural gradients. From the morphological point of view, the soil characteristics are more influenced by the position in which the soil is developed in the landscape, while the chemical point of view the best variables are correlated to each soil-forming material.

Orientador: Maria Margarita Torres Moreno / Banca: Antenor Zanardo / Banca: André Sampaio Mexias / Banca: Viviane Carillo Ferrari / Banca: Sérgio Ricardo Christofoletti / Resumo: As rochas sedimentares da Formação Corumbataí (Neopermiano) afloram próximas à borda leste da Bacia do Paraná e na região de Rio Claro (SP) constituem importante fonte de matéria-prima para a indústria cerâmica regional. O objetivo deste trabalho foi estudar a gênese e a evolução dos argilominerais presentes nos litotipos de dois perfis posicionados estratigraficamente na porção basal da Formação Corumbataí. As amostras foram coletadas nas frentes de lavra das minerações Pieroni e Estrela Dalva, localizadas no Distrito de Assistência, município de Rio Claro (SP) e analisadas através de difração de raios X, espectrometria de fluorescência de raios X, microscopia ótica e granulometria por absorção de raios X. A aplicação de técnicas complementares na interpretação dos difratogramas, como decomposição de picos e elaboração de difratogramas calculados, permititu a identificação dos argilominerais individualizados e interestratificados e associá-los aos processos deposicional, diagenético, hidrotermal e intempérico que atuaram ao longo da evolução geológica da Bacia do Paraná. A assembléia dos argilominerais é constituída por illita 2M1, illita 1Md, clorita, illita/clorita, clorita/esmectita e esmectita. O politipo illita 2M1 dioctaédrico é predominante e constitui o único argilomineral detrítico. Os argilominerais illita 1Md, clorita e illita/clorita resultam de transformações provocadas pela atuação de fluidos termais originados a partir da intrusão dos magmas básicos na forma de diques e sills correlatos à Formação Serra Geral, de idade Eocretácea. O interestratificado clorita/esmectita constitui o registro do início da fase pós-hidrotermal. / Abstract: Corumbataí Formation (Neopermian) sedimentary rocks arise near of the East edge of Parana Basin and in Rio Claro region (SP) constitute important raw material source for the regional ceramic industry. The aim of this work is to show genesis and evolution of clay minerals of the litotypes of two minings stratigraphycally located in Corumbatai Formation basal zone. The samples were collected from Pieroni and Estrela Dalva minings, in Assistencia District, Rio Claro city (SP) and analysed by techniques of X-ray diffraction, chemical analysis, optical microscopy and grain-size distribution. Aplicattion of complementary techniques in difratograms analysis as peak decomposition and calculated patterns difratograms allowed individualized and interstratified clay minerals identification and associate them with deposicional, diagenetic, hidrothermal and weathering processes during Parana Basin geological evolution. Clay minerals assemblage includes illite 2M1, illite 1Md, chlorite, illite/chlorite, chlorite/smectite and smectite. The polytipe illite 2M1dioctahedral is the predominant detritic clay mineral. Illite 1Md, chorite and illite/chlorite are the result of transformation due to basic magmas intrusions as sills and dykes associated to Serra Geral Formation (Eocretaceous). The presence of smectite at the top litotypes is due to weathering processes, conditioned for Cenozoic sediments that recover Corumbatai Formation rocks. The results suggest that the superimposed hidrothermalism on these pelitic rocks from the eocretaceous intrusions related to Serra Geral Formation constitutes the main geologic process during pelitic rocks evolution, changing the previous features and preparing all the posterior mechanisms, including the weathering alteration. / Doutor

A Ressonância Magnética Nuclear (RMN) é uma das técnicas mais versáteis de investigação científica experimental, com destaque para o estudo da dinâmica, estrutura e conformação de materiais. Em particular, sua utilização na ciência do petróleo é uma de suas primeiras aplicações rotineiras. Metodologias desenvolvidas especificamente para atender esta comunidade científica mostraram-se desde cedo muito úteis, sendo o estudo da interação rocha/fluido uma de suas vertentes mais bem sucedidas. Desde então, importantes propriedades petrofísicas de reservatórios de óleo e gás têm sido determinadas e entendidas, tanto em laboratório quanto in-situ, nas próprias formações geológicas que armazenam esses fluidos. Entre estas propriedades, a permeabilidade, porosidade e molhabilidade de um reservatório figuram dentre as mais importantes informações estimadas. Com essa finalidade, a determinação e correlação dos possíveis efeitos que a interação rocha/fluido pode causar nos fenômenos de relaxação magnética e difusão molecular, tais como influência da susceptibilidade magnética e geometria do espaço poroso, foram estudados em onze rochas sedimentares retiradas de afloramentos, que possuem propriedades petrofísicas similares àquelas apresentadas por rochas reservatório de petróleo. Os resultados mostraram que os tipos de interação rocha/fluido, detectáveis pelos experimentos de RMN, são por sua vez influenciados pelas características geométricas e estruturais do meio poroso, sendo possível obter essas informações pelos resultados de RMN. Assim, este trabalho teve como objetivo principal estudar e estabelecer essas correlações, afim de se obter informações petrofísicas com maior acurácia e abrangência. Em particular, o estudo da razão T1/T2, que é a razão entre os tempos de relaxação longitudinal e transversal, típicos parâmetros envolvidos numa medida de RMN, mostrou ser um parâmetro útil no estabelecimento destas correlações. Ainda, diferentes metodologias para se medir estes e outros parâmetros de RMN foram estudadas e propostas, cuja interpretação conjunta mostrou ser fundamental para o entendimento dessas correlações. A permeabilidade das rochas, importante parâmetro que define as propriedades de transporte de fluidos dentro da matriz porosa, foi estimada aplicando-se essas metodologias propostas, mostrando excelentes resultados. Através do uso da técnica de RMN em estado-estacionário, esses resultados podem ser estendidos para a escala de well-logging, fato que aumenta consideravelmente a importância desses resultados. Uma vez consolidadas as medidas in-situ, as metodologias propostas deverão auxiliar a indústria de exploração e produção de petróleo a otimizar seus métodos e estratégias de produção, reduzindo seus custos e aumentando a vida útil de seus reservatórios. / The Nuclear Magnetic Resonance (NMR) technique is one of the most versatile techniques for scientific research, specially for the study of dynamics, structure and conformational of materials. In particular, its application in oil science is one of its first routine applications. Methodologies developed specifically to match this scientific community proved to be very useful, and the study of rock/fluid interactions is one of its most successful cases. Since then, important petrophysical properties of oil and gas reservoirs have been determined and understood both in the laboratory and inside the geological formations that store those fluids. Among these properties, the permeability, porosity and wettability of a reservoir formation are the most important information to be estimated. For this purpose, the determination and correlation of possible rock/fluid interaction effects that cause alterations on magnetic relaxation phenomena and molecular diffusion, such as the influence of the magnetic susceptibility and geometry of the porous space, were studied in eleven sedimentary rock cores taken from outcrops, since they have the same petrophysical properties presented by oil reservoir rocks. The results obtained confirmed that the types of rock/fluid interactions, detectable by the NMR experiments, are for instance influenced by the porous media geometry and structure, being possible so to obtain such information using those NMR results. Thus, the main goal of this work was the study and establishment of these correlations, in order to obtain petrophysical information with greater accuracy and comprehensiveness. In particular, the study of the T1/T2 ratio, which is the ratio of longitudinal and transverse relaxation times, common parameters strongly involved in a typical NMR measurement, was found to be useful in establishing those correlations. Moreover, different methodologies to measure this and other NMR parameters were studied and proposed, whose joint interpretation proved to be fundamental for the success of these correlations. The permeability of the rocks, an important parameter that controls the fluid transport properties inside the porous matrix, was estimated using the proposed methodologies, showing excellent results. Appling the steady-state NMR technique, those results could be extended to the well-logging scale, which could improve considerably the importance of that results. Once confirmed in measurements in-situ, the proposed methodologies will be able to help the production and exploration industry to optimize their production methods and strategies, thereby reducing production costs and increasing the reservoir lifetimes.

O estudo do intemperismo é de suma importância uma vez que a quebra química de minerais instáveis termodinamicamente na superfície da Terra por agentes do intemperismo é uma parte fundamental na ciclagem de elementos global. Esse processo é responsável pela formação dos solos dos quais depende toda a vida terrestre, desempenhando um papel central no controle da fertilidade dos solos através do fornecimento de muitos nutrientes que permitem o crescimento das plantas. Atualmente as análises relacionadas ao intemperismo são realizadas através de índices matemáticos ligados à presença ou ausência de determinados minerais e observação do comportamento dos elementos químicos ao longo do perfil de solo. Surge, portanto, a necessidade de técnicas mais rápidas e eficazes. Os objetivos do presente trabalho foram o de caracterizar e avaliar o potencial de vários instrumentos sensores próximos na identificação dos processos de intemperismo em cortes verticais originados de diferentes materiais de origem numa região de São Paulo, Brasil. Cinco perfis de solo com materiais de origem contrastantes (sedimentar e magmático) foram utilizados para a avaliação da espectroscopia como ferramenta capaz de identificar as mudanças ocorridas no perfil durante o intemperismo. Amostras de terra foram coletadas e enviadas para análises química, física, mineralógica e espectroscópica. As análises por sensoriamento próximo em laboratório foram realizadas utilizando três sensores, cada um contemplando uma região do espectro eletromagnético (raio x, visível e infravermelho). No campo, utilizou-se o sensor de raios gama e a câmera multiespectral AISA fênix que realizou a leitura, nas regiões espectrais do visível ao infravermelho de ondas curtas, de todo o perfil de solo desenvolvido sob arenito. Fez-se a descrição elementar, mineralógica e de outros atributos presentes nas amostras de terra coletadas a fim de avaliar a intensidade de intemperismo de cada horizonte dos perfis de solo. Esses dados foram utilizados na descrição do comportamento dos espectros. Os índices de intemperismo e os óxidos maiores foram quantificados a partir de modelos lineares e multivariados utilizando os dados do sensor gama e do visível ao infravermelho (Vis-IR), respectivamente. Os óxidos foram espacializados nas imagens do sensor AISA Fenix para a observação visual do comportamento dos elementos e minerais ao longo dos perfis. Calculou-se a diferença elementar entre horizontes a partir dos dados de fluorescência para comparação com o balanço de massa calculado pelos dados fornecidos pelas análises tradicionais e utilizou-se toda a região espectral, em separado e em conjunto, para a segregação das amostras de acordo com a intensidade de intemperismo. A partir do comportamento das curvas espectrais na região do visível ao infravermelho médio, foi possível identificar a diferença na textura dos horizontes, a presença de água estrutural e no solo, a influência da matéria orgânica e os principais minerais que são reflexos da intensidade de intemperismo de cada horizonte dos perfis analisados. Os dados dos sensores GAMA e FRX apresentaram altos valores de correlação com os óxidos e índices utilizados na quantificação da intensidade de intemperismo, indicando à viabilidade dos sensores para o cálculo dos índices. Os modelos de quantificação dos índices de intemperismo e dos óxidos apresentaram R² acima de 0,5. A aplicação do modelo do Vis-IR às imagens da AISA permitiu quantificar os óxidos pixel a pixel ao longo do perfil e observar a diferenciação dos horizontes, facilitando a interpretação da análise de intemperismo. Devido à especificidade de cada região espectral para analisar um objeto, a utilização de vários sensores que trabalham em diferentes comprimentos de onda pode ser uma alternativa para a mais rápida avaliação da intensidade de intemperismo ocorrendo em perfis provenientes de diferentes materiais de origem. / The study of weathering is of paramount importance since the chemical breakdown of thermodynamically unstable minerals on the surface of the earth by weathering agents is a fundamental part of the cycling of global elements. This process is responsible for the formation of soils on which all terrestrial life depends, playing a central role in soil fertility control by providing many nutrients that enable plant growth. Currently the analyzes related to weathering are performed through mathematical indexes linked to the presence or absence of certain minerals and observation of the behavior of the chemical elements along the soil profile. There is therefore a need for faster and more effective techniques. The objectives of the present work were to characterize and evaluate the potential of several proximal sensing instruments in the identification of weathering processes in vertical cuts originating from different rock parents in a region of São Paulo, Brazil. Five soil profiles with contrasting source materials (sedimentary and magmatic) were used to evaluate the spectroscopy as a tool capable of identifying changes in the profile during weathering. Soil samples were collected and sent for chemical, physical, mineralogical and spectroscopic analyzes. The proximal sensors analyzes in the laboratory were realized using three sensors, each contemplating a region of the electromagnetic spectrum (x-ray, visible and infrared). In the field, the gamma-ray sensor and the multispectral AISA fênix camera were used to read the entire soil profile developed under sandstone in the spectral regions of visible to shortwave infrared. The elemental, mineralogical and other attributes present in the soil samples collected were evaluated in order to evaluate the weathering intensity of each horizon of the soil profiles. These data were used to describe spectra behavior. The indexes of weathering and the major oxides were quantified from linear and multivariate models using gamma and visible infrared (Vis-IR) data, respectively. The oxides were spatialized in the images of the Fenix AISA sensor for the visual observation of the behavior of the elements and minerals along the profiles. The elemental difference between horizons was calculated from the fluorescence data for comparison with the mass balance calculated by the data provided by the traditional analyzes and the entire spectral region was used separately and together for the segregation of the samples according to with the intensity of weathering. From the behavior of the spectral curves in the region of visible to the medium infrared, it was possible to identify the difference in texture of the horizons, the presence of structural and soil water, the influence of the organic matter and the main minerals that are reflections of the intensity of weathering of each horizon of the analyzed profiles. The data of the GAMA and FRX sensors presented high values of correlation with the oxides and indices used in the quantification of the intensity of weathering, indicating the viability of the sensors for the calculation of the indices. The models for the quantification of the indexes of weathering and oxides presented R² above 0.5. The application of the Vis-IR model to the AISA images allowed quantifying the pixel-to-pixel oxides along the profile and observing the differentiation of the horizons, facilitating the interpretation of the weathering analysis. Due to the specificity of each spectral region to analyze an object, the use of several sensors working at different wavelengths may be an alternative for the faster evaluation of the intensity of weathering occurring in profiles from different source materials.

A Formação Piauí registra a deposição de um sistema eólico, fluvial e marinho raso acumulado em uma bacia de sinéclise intracratônica. A caracterização das associações de fácies e do arcabouço estratigráfico foi feito através de uma descrição detalhada das fácies sedimentares e levantamento de perfis de afloramentos. As fácies foram classificadas de acordo com a textura dos grãos (tamanho e seleção) e estruturas sedimentares observadas. Medidas de paleocorrentes foram feitas nas estratificações e laminações cruzadas. Os perfis foram medidos na escala 1:50 em locais com boa exposição vertical. Seis associações de fácies foram reconhecidas, dunas e interdunas eólicas, lençóis de areia eólicos, canais fluviais, canais fluviais influenciados por maré, shoreface superior e shoreface inferior. Através da correlação das superfícies estratigráficas as associações de fácies foram organizadas em tratos de sistema, que formaram oito sequências deposicionais de alta frequência, delimitados por discordâncias subaéreas. Estas sequências são compostas por um trato de sistemas de nível baixo (TSNB), que é dominado por sistemas eólicos ou fluviais, um trato de sistemas transgressivo (TST), que é formado por canais fluviais influenciados por maré e/ou depósitos de shoreface superior e inferior com empilhamento retrogradacional, e um trato de sistemas de nível alto (TSNA), que é formado por depósitos de shoreface superior e inferior com empilhamento progradacional. Duas sequências deposicionais de mais baixa frequência foram determinadas ao observar o empilhamento das sequências de alta frequência. Ambas as sequências são formadas por uma regressão inicial seguida por uma transgressão progressiva. O principal controle das variações no nível relativo do mar durante a acumulação da Formação Piauí foi glacio-eustático. Contudo, mudanças climáticas estavam associadas com as fases glacio-eustáticas e influenciaram a deposição eólica e fluvial. / The Piauí Formation records the deposition of aeolian, fluvial and shallow marine systems accumulated in a cratonic sag basin. Characterization of the facies associations and sequence stratigraphic framework was done by detailed description of sedimentary facies and logging of outcrops. The facies were classified based on grain texture (size and selection) and sedimentary structures observed. Paleocurrent orientations were measured from cross-strata. Stratigraphic sections were measured at a 1:50 scale at outcrops with good vertical exposure. Six facies associations were recognized: aeolian dunes and interdunes, aeolian sandsheets, fluvial channels, tidally-influenced fluvial channels, upper shoreface and lower shoreface. Through correlation of stratigraphic surfaces the facies associations were organized in system tracts, which formed eight high frequency depositional sequences, bounded by subaerial unconformities. These sequences are composed of a lowstand system tract (LST), that is aeolian-dominated or fluvial-dominated, a transgressive system tract (TST) that is formed by tidally-influenced fluvial channels and/or upper and lower shoreface deposits with retrogradational stacking, and a highstand system tract (HST), which is formed by lower and upper shoreface deposits with progradational stacking. Two low frequency cycles were determined by observing the stacking of the high frequency cycles. Both sequences are formed by an initial regression followed by a progressive transgression. The main control on sedimentation in Piauí Formation was glacioeustasy, which was responsible for the changes in relative sea level. Even though, climate changes were associated with glacioeustatic phases and influenced the aeolian and fluvial deposition.

Submitted by Mariana Dornelles Vargas (marianadv) on 2015-03-18T14:57:09Z No. of bitstreams: 1 feicoes_interacao.pdf: 9915787 bytes, checksum: 4b1c20d2863d86d2dfb0d81ff707fb25 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-18T14:57:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 feicoes_interacao.pdf: 9915787 bytes, checksum: 4b1c20d2863d86d2dfb0d81ff707fb25 (MD5) Previous issue date: 2006-01 / CNPQ – Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Feições de interação vulcano-sedimentar foram estudadas em associação com dois eventos vulcânicos: o Magmatismo Rodeio Velho (470 Ma), associado aos alogrupos Santa Bárbara e Guaritas (Bacia do Camaquã), nas localidades de Arroio Carajá e Passo do Moinho; e o Vulcanismo Serra Geral (idade média de 130 Ma), associado à Formação Botucatu (Bacia do Paraná), em Torres, São Sebastião do Caí e Feliz. A metodologia principal foi trabalho de campo, integrando-se, dados de microscopia ótica e eletrônica. Arroio Carajá mostra uma sucessão de dois derrames intercalados por arenito e pelito, e um sill, encaixado na superfície de contato entre o derrame e o arenito. No Passo do Moinho, apenas um derrame é registrado. Torres mostra três ciclos de sedimentação com vulcanismo e formação de peperito. São Sebastião do Caí e Feliz apresentam contato entre rocha sedimentar e derrame, com intrusões alimentadoras em Feliz. Marcas de fluxo indicam derrame pahoehoe. Peperito e dique clástico de injeção são formados pela injeção de sedimento para dentro do derrame. Peperito de frente de derrame é formado por utobrechamento e tração. Diques de preenchimento atestam a migração de sedimento. Xenólitos e apófises indicam intrusão. As seguintes feições indicam indubitavelmente contemporaneidade entre sedimento e derrame: estrias de fluxo, impressões de lava em corda, marcas em crescente, peperitos de frente de derrame e peperitos e diques clásticos de injeção. É possível perceber influência dos derrames na diagênese das rochas sedimentares. A interação se deu com sedimento seco e são raras as feições de recristalização presentes. / Volcanic-sedimentary interaction features were studied in association with two volcanic events: Rodeio Velho Magmatism (470 Ma), associated to Santa Bárbara and Guaritas allogroups (Camaquã Basin), at the localities of Arroio Carajá and Passo do Moinho; and Serra Geral Volcanism (average age of 130 Ma), associated to the Botucatu Formation (Paraná Basin), at Torres, São Sebastião do Caí and Feliz. The main methodology was field work, integrated with optical and electronic microscopy. Arroio Carajá shows a succession of two flows intercalated by sandstone and mudstone, and a sill at the contact surface of a flow and the sediment. Torres shows three cycles of sedimentation with volcanism and peperite formation. São Sebastião do Caí and Feliz show the contact between sedimentary rocks and a lava flow, with feeding intrusions at Feliz. Flow impressions indicate a pahoehoe flow over unconsolidated sediment. Injection peperite and clastic dyke are formed by the injection of sediment inwards the flow. Flow front peperite is formed by autobrecciation and bulldozing. Filling clastic dykes attest sediment migration. Xenoliths and apophasis indicate intrusion. The following features indicate undoubtfully the contemporaneity of sedimentation and flow: flow striation, ropy lava flow impression, crescent marks, flow front peperites and injection peperites and clastic dykes. It is possible to recon influence of the lava flows in the diagenesis of the sedimentary rocks. The interaction was with dry sediment, and recrystallization features are rare.

Os diamictitos pertencentes à Formação Rio do Sul, porção superior do Grupo Itararé (Carbonífero superior), na parte centro-sul de Santa Catarina, Bacia do Paraná, formam camadas com seixos de granulação variável, imersos em uma matriz síltico-arenosa e depositados entre folhelhos, ritmitos finos e turbiditos. Embora alojados entre depósitos finamente laminados, os diamictitos são maciços e compactos, o que sugere a existência de processos deformacionais que praticamente homogeneizaram o sedimento. Estes processos podem estar registrados no arranjo interno (trama) do sedimento. A rocha é composta principalmente de quartzo e feldspato, além de biotita, muscovita, hornblenda, turmalina, estaurolita e zircão como acessórios. Fragmentos de rochas pelíticas, quartzitos, granitos e rochas metamórficas também foram encontrados nos diamictitos. Com o objetivo de determinar a fábrica dos grãos clásticos dos diamictitos e estabelecer relações com as paleocorrentes, que alojaram os corpos glaciais, seu ambiente deposicional e sua paleogeografia, foi empregado o Método do Tensor de Inércia, para caracterizar a Orientação Preferencial de Forma (OPF) da trama desses diamictitos. A aplicação da técnica da orientação preferencial de clastos suportados por matriz em ruditos da Formação Rio do Sul, combinados com estudos estruturais e estratigráficos, permitiu reconstituir a distribuição de grãos em sedimentos maciços, aparentemente isotrópicos, baseados no método do Tensor de Inércia. Foram definidas, na estratigrafia da área, fácies sedimentares (Dm - diamictito maciço, Dcg - diamictito conglomerático, De - diamictito estratificado, Vv - varvito, Re a Rd - Ritmito espesso a delgado, Fr - folhelho rítmico, F - folhelho, Ac - arenito com estratificação cruzada, ASd - Arenito e siltito com dropstone, Asc - Arenito e siltito com estratificação convoluta e Il - Interlaminação arenito-folhelho) que associadas, formaram 3 ciclos ) deposicionais com argilosidade crescente para o topo. As amostras que foram coletadas e posicionadas nas unidades estratigráficas da área fazem parte dos 1° e 2° Ciclos Deposicionais. Por meio do estudo da OPF na trama dos diamictitos da Formação Rio do Sul, foi verificada uma consistência marcante das direções principais da fábrica dos clastos. Nos diamictitos situados na base da coluna estratigráfica, e interpretados na literatura como tilitos de alojamento, o fluxo de grãos situa-se na direção NW-SE. Esta mesma direção é encontrada em diamictitos relacionados a episódios de deglaciação (Dona Emma), como em diamictitos alojados entre turbiditos marinhos localizados entre Rio do Sul e Ituporanga. O transporte dos sedimentos destes diamictitos é sistematicamente para SE. Variações locais da fábrica foram encontradas em diamictitos entre Rio do Sul e Ituporanga (transporte para N), e nos depósitos situados no topo do 2° Ciclo Deposicional, cujo transporte é para SW. Nos diamictitos deste último caso, a OPF aparentemente reflete a interferência de direções de correntes para SW e NW, também observado no campo / Diamictites from Rio do Sul, upper portion of Itararé Group (Late Carboniferous), Paraná Basin, located in center-south parto f Santa Catarina State, form layers with clasts of variable granulation, immersed in a silt-sandy matrix, and deposited among shales, fine ritmites and turbidites. Although they are associated with deposits finely laminated, they are solid and compact, suggesting the existence of deformation processes that practically homogenized the sediments. The rock is composed mainly by quartz and feldspar, with biotite, muscovite, hornblende, tourmaline, estaurolite and zircon as accessories minerals. Fragments of politic rocks, quartzites, granites, and metamorphic rocks were also found in diamictites. The objective of the study was to determinate the fabric of the clastic grains of the diamictites and to establish relationships with paleocurrent during the deposition of the glacial rocks with its depositional environment, and with its paleogeography, using the Method of Inertia Tensor to characterize diamictite fabric Orientation Preferential of Form (OPF). The application of OPF for matrix supported clastics technique in rudites of Rio do Sul Formation, combined with structural and stratigraphical studies, allowed to reconstitute the distribution of grains in solid sediments, apparently isotropic, based on Method of Inertia Tensor. In the studied area eleven (11) sedimentary facies types were identified (Dm - solid diamictite, Dcg - conglomeratic diamictite, De - stratified diamictite, Vv - varve, Reverse Rd - thick ritmite the thin, Fr - shale rhythmic, F - shale, Ac - sandstone with crossed bedding, ASd - sandstone, and siltite with bedding convolute, as well Il - Interlamination sand-shale), forming 3 depositional cycles with an upward increase of clay contend. Samples collected along the stratigraphic units of the area belong to the 1st and 2nd Depositional Cycles. The study of the texture of the diamictites Rio do Sul Formation through OPF presented, an outstanding consistence of the clast main directions. In the diamictites located in the base of the stratigraphic colums, and interpreted on the literature as allogement tilites, the grains flow indicates the NW-SE direction. This same direction is found in diamictites related to episodes of deglaciation (Dona Emma), as in diamictites associated with turbidites between Rio do Sul and Ituporanga. The direction sediment transport of these diamictites is systematically taward SE. Local variations of fabric to N were found in diamictites between Rio do Sul and Ituporanga, and in deposits located at the top of the 2° Depositional Cycle, whose transport is to SW. In diamictites of this last case, OPF seems to reflect the interference of currents SW-NW directions, also observed in field investigations.