Fundação de Apoio a Pesquisa e à Inovação Tecnológica do Estado de Sergipe - FAPITEC/SE / The studied acid metavolcanic rocks outcrop at Estrada Real, Rio de Contas (BA), SW of Bahia State. Those rocks represent the Novo Horizonte Formation, basal portion of Rio dos Remédios Group (Espinhaço Supergroup) and are associated to development of sin-rift phase at Oriental Espinhaço basin, at Chapada Diamantina. The methodology used to make this work consisted of fieldstrip, petrography and geochemistry. Twenty-one samples have selected to petrographic analyses and ten to whole rock chemical analyses. The rocks show grey to dark-grey color, are aphanitic and show incipient to well-marked foliation. Petrographically, the rocks present porphyroblastic, lepidoblastic and blast-porphyritic textures. The mineralogy consists of quartz blasto-porphyries, andaluzite and kyanite porphyroblasts, garnet pseudomorphs, feldspars, biotite, muscovite, sericite, chlorite, epidote, monazite, zircon and opaque minerals immersed in a quartz-feldspar matrix. The trace elements spiderdiagram shows enrichment of LILEs in relation to HFSEs. The negative anomalies of Sr, P, Nb-Ta and Ti are notable. The distribution patterns of the Rare Earth Elements show enrichment in ETRL in relation to ETRP and negative anomaly in Eu. It suggests the formation of these rocks in a continental rift environment, from a mantle previously modified by subduction. / As rochas metavulcânicas ácidas estudadas afloram na Estrada Real, Rio de Contas (BA), sudoeste do Estado da Bahia. Estas rochas representam a Formação Novo Horizonte, porção basal do Grupo Rio dos Remédios (Supergrupo Espinhaço) e estão associados ao desenvolvimento da fase sin-rifte na Bacia Espinhaço Oriental, na Chapada Diamantina. A metodologia utilizada para a realização deste estudo consistiu no trabalho de campo, petrografia e geoquímica. Vinte e uma amostras foram selecionadas para análise petrográfica e sete amostras para análise química de rocha total. As rochas possuem tonalidade cinza a cinza escuro, são afaníticas e apresentam foliação incipiente a bem marcada. Petrograficamente, apresentam textura porfiroblástica, lepidoblástica e blasto-porfirítica. A mineralogia é constituída por blasto-pórfiros de quartzo, porfiroblastos de andaluzita e cianita, pseudomorfos de granada, feldspatos, biotita, muscovita, sericita, clorita, epidoto, monazita, zircão e minerais opacos imersos em uma matriz quartzo-feldspática. As metavulcânicas foram classificadas como riolitos. O diagrama multi-elementar de elementos-traço mostra enriquecimento de LILEs em relação aos HFSEs. As anomalias negativas de Sr, P, Nb-Ta e Ti são notáveis. Os padrões de distribuição dos Elementos Terras Raras evidenciam enriquecimento em ETRL em relação aos ETRP e anomalia negativa de Eu. A formação dessas rochas em um ambiente de rifte continental é sugerida, a partir de um manto previamente modificado por subducção.

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No. of bitstreams: 1 Dissertação - Andréa Cristina Souza.pdf: 19975355 bytes, checksum: 24d9d8fcc47cdc6cf40d9038928fcf1d (MD5) Previous issue date: 2012-08-21 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The mafic and felsic rocks studied are located in the quarries Figueiredo, Javel, Manaus and Mercês, as well as in the vicinity of 151-155 km between the BR-174. These lithologies are inserted in Domínio Uaimiri, Province Tapajós-Parima, Craton Amazônico geotectonic unit. Through petrographic these rocks were classified as monzogranites the terms felsicdiorites and quartz diorites as the mafic terms. The monzogranites mainly consist of quartz crystals, alkali feldspar, plagioclase and biotite. Some samples also exhibit grenade. This assemble mineral presents aspects microtexturais as lamella deformation, grain boundaries migration and chessboard, indicating the presence of solid-state deformation. The diorites and quartz diorites are composed primarily of amphibole, biotite and plagioclase, which sometimes present themselves oriented in a preferred direction formed by magmatic flow. On a macroscopic scale are seen in front of the quarry mining Javel features indicating contemporaneity of mingling between the dikes diorite and quartz diorite, and thus can be characterized as syn-plutonic. The occurrence of a hydrothermal event is recorded in both lithologies, macroscopically evidenced by fractures filled by epidotes and sulfides as well as microscopically, since destabilization of crystals of plagioclase, alkali feldspar and biotite. Based on the degree of hydrothermal alteration more significant in diorites and quartz diorites separadados they were more altered and less altered. Mineral chemistry data show a dominant composition of plagioclases albite for monzogranites and a compositional variation for diorites and quartz diorites from labradorite to oligoclase, and quartz diorite to less altered diorites, labradorite and albite altered to have more. Chemically, the composition peraluminosa monzogranites present, affinities alkaline magmatism type a highly evolved generated in oxidized environments. ΣETR present between 126.1 to 293.8 and shows a LREE fractionation, represented by the ratio LaN / SmN between 7.01 to 14.53. Based on their chemical characteristics can be correlated to the Intrusive Suite granites belonging Mapuera mainly to São Gabriel Granite crops out in the vicinity of the study area. The diorites and quartz diorites are metaluminous, calc-alkaline geochemical affinities of high K and intermediate terms to evolve by fractional crystallization process. ΣETR present between 62.1 to 117 and changed over in accordance ΣETR between 66.8 to 123.3 under less altered. Their chemical characteristics do not show any correlation with mafic occurrence in the literature for the region and can treat yourself to a unit not yet mapped. The occurrence of an event subsequent deformation is recorded by reworking by shear zones with NE-SW monzogranites us diorites and quartz diorites and as well as by aspects microtexturais these rocks. This event is also responsible for the percolation of fluids and hydrothermal alteration that is less evident in diorites and quartz diorites. Based on microtexture as deformation lamella crystals of quartz and feldspar, by recrystallization migration of grain boundaries, formation of subgrains and forming tray chadrez shows that this event the temperature reached to 600 ° C. / As rochas felsicas e máficas estudadas estão localizadas nas pedreiras Figueiredo, Javel, Manaus e das Mercês, bem como nas adjacências entre os Km 151-155 da BR-174. Estas litologias estão inseridas no domínio Uaimiri, Província Tapajós-Parima, unidade geotectônica do Cráton Amazônico. Através de estudos petrográficos estas rochas foram classificadas como monzogranitos, os termos félsicos e como dioritos a quartzo dioritos os termos máficos. Os monzogranitos são constituídos principalmente por cristais de quartzo, feldspato alcalino, plagioclásio e biotita. Algumas amostras também apresentam granada. Esta assembleia mineral apresenta alguns aspectos microtexturais, como lamelas de deformação, migração de limites de grãos e tabuleiro de xadrez, indicando a presença de deformação em estado sólido. Os dioritos e quartzo dioritos são compostos principalmente por anfibólios, biotitas e plagioclásios, os quais por vezes apresentam-se orientados segundo uma direção preferencial definindo uma estrutura de fluxo magmático. Em escala macroscópica são observadas na frente de lavra da pedreira Javel feições de mingling indicando contemporaneidade entre os diques de dioritos e quartzo dioritos, com as encaixantes, podendo assim, serem caracterizados como sin-plutônicos. A ocorrência de um evento hidrotermal é verificada em ambas as litologias, macroscopicamente evidenciado por fraturas preenchidas por epidotos e sulfetos, bem como microscopicamente, visto pela desestabilização de cristais de plagioclásio, feldspato alcalino e biotita. Com base no grau de alteração hidrotermal mais significativa nos dioritos e quartzo dioritos eles foram subdivididos em mais alterados e menos alterados. Dados de química mineral apresentam uma composição dominante albítica para os plagioclásios dos monzogranitos e uma variação composicional de labradorita a oligoclásio para os dioritos e quartzo dioritos, menos alterados, e de labradorita a albita para os termos mais alterados. Quimicamente os monzogranitos apresentam composição peraluminosa, afinidades alcalinas de magmatismo granítico tipo A extremamente evoluídos gerados em ambientes oxidados. Apresentam ΣETR entre 126,1 ppm a 293,8 ppm e mostra um fracionamento em ETRL, representado pela razão LaN/SmN entre 7,01 a 14,53. Com base em suas características químicas podem ser correlacionados aos granitos pertencentes à Suíte Intrusiva Mapuera, principalmente ao Granito São Gabriel, aflorante nas adjacências da área de estudo. Os dioritos e quartzo dioritos são metaluminosos, com afinidade geoquímica cálcio-alcalina de alto K e evoluem até termos intermediários por processo de cristalização fracionada. Apresentam ΣETR entre 62,1 ppm a 117 ppm nos termos mais alterados e ΣETR entre 66,8 ppm a 123,3 ppm nos termos menos alterados. Suas características químicas não apresentam correlação com nenhuma ocorrência máfica presente na literatura, para a região, podendo tratar-se de uma unidade ainda não mapeada. A ocorrência de um evento deformacional posterior é registrado pelo retrabalhamento por zonas de cisalhamento, com direção NE-SW, nos monzogranitos e nos dioritos e quartzo dioritos, bem como pelos aspectos microtexturais destas rochas. Tal evento também é responsável pela percolação de fluidos e alteração hidrotermal, que é bem mais evidente nosdioritos e quartzo dioritos. Com base em microtextura, como lamelas de deformação em cristais de quartzo e feldspatos, recristalização por migração de limites de grãos, formação de subgrãos e formação de tabuleiro de xadrez, indica que a temperatura desse evento atingiu até 600°C.

[pt] Com base nos frequentes relatos de problemas associados à alteração hidrotermal, durante a escavação de túneis na cidade do Rio de Janeiro, com destaque para a ação de argilas expansivas e/ou minerais secundários, decidiu-se estudar profundamente os aspectos petrográficos-genéticos básicos das rochas que afloram num túnel da região de Jacarepaguá e avaliar até que ponto a influência da alteração hidrotermal favorece as modificações de resistência dos maciços que afloram naquela região. Para isso foram realizadas investigações detalhadas das amostras coletadas dentro do túnel e no bota fora. No laboratório as amostras foram submetidas à análise petrográfica na lupa e microscópio, análises por difração de raios-x e ensaio de resistência. Foram estabelecidas correlações entre as transformações químicas mineralógicas ocorridas nos litotipos que afloram no túnel com a sua resistência. Com os resultados obtidos foi constatada a importância da alteração hidrotermal nos projetos de túneis e desta forma pode-se concluir que pequenas abordagens geológicas podem minimizar vários problemas de engenharia. / [en] Based on the frequent problems of reports associated with hydrothermal alteration, during the excavation of tunnels in the city of Rio de Janeiro, especially the action of swelling clays and/or secondary mineral, it decided to deeply study the basic aspects petrographic-genetic this rocks appear in the tunnel of Jacarepaguá region and assess to what extent the influence of hydrothermal alteration favors changes massive resistance that appear in the region. For that were conducted detailed investigations of the samples collected in the tunnel and the slag heap. In the laboratory, the samples were subjected to petrographic analysis on the magnifying glass and microscope, analysis by diffraction of x-rays and strength test. Correlations were established between the mineralogical chemical transformations in rock types that appear in the tunnel with their resistance. With the results, it was found the importance of hydrothermal alteration in the projects of tunnels and thus it can be concluded that small geological approaches can minimize various engineering problems.

O conhecimento das propriedades físico-químicas da composição mineralógica dos agregados é de extrema importância para o não comprometimento da obra em que serão empregados. Desse modo, o conhecimento da petrografia, mineralogia e geologia das rochas-fonte para brita também são extremamente necessárias. O principal objetivo deste trabalho foi gerar informações sobre a geologia, mercado produtor e petrografia das rochas-fonte da pedra britada nas principais regiões produtoras do país. As informações disponíveis neste segmento da mineração são escassas, principalmente devido às próprias características do setor onde os investimentos em pesquisas geológicas geralmente são escassas e por vezes pouco exigidas. Os cinco principais pólos produtores de pedra britada, alvos de estudo deste trabalho, incluem as cinco maiores regiões metropolitanas do país: São Paulo,Minas Gerais, Rio de Janeiro , Paraná , Rio Grande do Sul. São locais que possuem diferentes rochas-fonte de brita para cada centro produtor, devido à diversidade geológica e abundância daquelas nestes centros. Assim sendo, na região de São Paulo capital a principal rocha-fonte utilizada são granitos e gnaisses provenientes do Embasamento; na região de Belo Horizonte são os calcários provenientes do Grupo Bambuí; na região do Rio de Janeiro capital são os sienitos alcalinos, localizados em diversos corpos alcalinos intrusivos e gnaisses; na região de Curitiba (RMC) são calcários (Formações Perau e Votuverava) e migmatitos extraídos de complexos migmatíticos; e na região de Porto Alegre (RMPA) são predominatemente basaltos e dacitos da Formação Serra Geral. Neste trabalho foi gerado um mapa geológico com localização das pedreiras ativas no período de 2004-2006 para cada região metropolitana relativa à capital de cada Estado. Em cada região foram selecionadas as minerações representativas de acordo com a geologia (rocha-fonte) e produtividade e feitas amostragens e mapeamento em frentes de lavra para a realização de análises petrográficas. As 180 amostras coletadas nas diferentes regiões metropolitanas foram analisadas petrograficamente de forma macroscópica, selecionadas e analisadas na forma microscópica, com base nas normas ABNT e recomendações do Laboratório de Petrologia e Tecnologia de Rochas do IPT. As principais características observadas foram: a composição mineralógica, texturas, estruturas, presença de minerais deletérios, grau de alteração deutérica e estado microfissural. Essas características intrínsecas da rocha-fonte influenciam diretamente a forma e a composição do material britado, e podem dificultar sua aplicação ou mesmo comprometê-la, tanto por motivo de geração de reação álcali-agregado com ligantes quanto por comprometer a resistência mecânica exigida na mistura. O desconhecimento dessas características muitas vezes gera um baixo aproveitamento dos materiais, principalmente finos de pedreira, que se acumulam em pilhas de rejeito ao derredor das empresas mineradoras podendo causar sérios problemas ambientais. Portanto, o trabalho gerou informações para uma melhor otimização e utilização das matérias-primas ou rochas-fonte de brita, contribuindo também indiretamente na redução desses problemas ambientais que atingem as principais regiões urbanas do país. / It is extremely important to know the physical and chemical properties of aggregate mineralogical composition so that the construction where they will be used is not compromised. In this sense, knowing the petrography and mineralogy is as necessary as knowing the geology of the rock deposit to be developed as a source of crushed stone. The main purpose of this work was to generate information on the geology, market and petrography of the rock source of crushed stone in the main producing areas of Brazil. This type of information is not commonly available, especially due to this sector?s characteristics, where investments in geological research are usually scarce and rarely required. The five main states that are crushed stone producers and that therefore contain the centers of production on which this present work focused as case study are: São Paulo, Minas Gerais, Rio de Janeiro, Paraná and Rio Grande do Sul. Each production center presents different types of crushed stone, mainly because of the geological diversity and abundance of the source rock in these places. In the region of the capital of São Paulo the main source rocks are granite and gneiss extracted from the embasement; in Belo Horizonte they are carbonates from the Bambuí group; in Rio de Janeiro, the alkali sienites, localized in diverse intrusive alkaline rocks and gneiss; in the region of Curitiba they are carbonates (Perau and Votuverava Formations) and migmatites extracted from migmatite complex; finally, in the region of Porto Alegre (RMPA), they are basalts and dacites from the Serra Geral Formation. The rock mines in urban regions, related to the state capitals and which were active in the period from 2004 to 2006, are shown on the geological maps generated for the present work. One map has been made for each urban region. The most important mines are shown according to the geology of the source-rock and the productivity. Samples and mapping or description of the benches from the over feet were also made in order to further proceed in petrographic analysis. The 180 samples collected in each urban region suffered macroscopic petrographic analysis after which they were selected and analysed microscopically, according to the ABNT norms and to the recommendation of the Laboratory of Petrology and Rock Technology of IPT. The main observed characteristics were: mineral composition, texture, structure, presence of deleterious minerals, degree in metheoric alteration and microfissural mapping. These intrinsic characteristics of the source rock influence directly the form and composition of the crushed stones and might cause difficulty or even compromise its use due to alkali-aggregate reaction or because of mechanical resistance lower than that required in the mixture. The lack of acknowledgement of these characteristics will often cause the poor use of material, especially of the stone quarry fines, which will end up as reject piled up around mines, causing environmental problems. Therefore, the present work has generated relevant information that can be used to optimize and better use raw material and source rock of crushed stone. It might also contribute indirectly to diminish the environmental problems which are evident in the main urban regions of the country.

O conhecimento das propriedades físico-químicas da composição mineralógica dos agregados é de extrema importância para o não comprometimento da obra em que serão empregados. Desse modo, o conhecimento da petrografia, mineralogia e geologia das rochas-fonte para brita também são extremamente necessárias. O principal objetivo deste trabalho foi gerar informações sobre a geologia, mercado produtor e petrografia das rochas-fonte da pedra britada nas principais regiões produtoras do país. As informações disponíveis neste segmento da mineração são escassas, principalmente devido às próprias características do setor onde os investimentos em pesquisas geológicas geralmente são escassas e por vezes pouco exigidas. Os cinco principais pólos produtores de pedra britada, alvos de estudo deste trabalho, incluem as cinco maiores regiões metropolitanas do país: São Paulo,Minas Gerais, Rio de Janeiro , Paraná , Rio Grande do Sul. São locais que possuem diferentes rochas-fonte de brita para cada centro produtor, devido à diversidade geológica e abundância daquelas nestes centros. Assim sendo, na região de São Paulo capital a principal rocha-fonte utilizada são granitos e gnaisses provenientes do Embasamento; na região de Belo Horizonte são os calcários provenientes do Grupo Bambuí; na região do Rio de Janeiro capital são os sienitos alcalinos, localizados em diversos corpos alcalinos intrusivos e gnaisses; na região de Curitiba (RMC) são calcários (Formações Perau e Votuverava) e migmatitos extraídos de complexos migmatíticos; e na região de Porto Alegre (RMPA) são predominatemente basaltos e dacitos da Formação Serra Geral. Neste trabalho foi gerado um mapa geológico com localização das pedreiras ativas no período de 2004-2006 para cada região metropolitana relativa à capital de cada Estado. Em cada região foram selecionadas as minerações representativas de acordo com a geologia (rocha-fonte) e produtividade e feitas amostragens e mapeamento em frentes de lavra para a realização de análises petrográficas. As 180 amostras coletadas nas diferentes regiões metropolitanas foram analisadas petrograficamente de forma macroscópica, selecionadas e analisadas na forma microscópica, com base nas normas ABNT e recomendações do Laboratório de Petrologia e Tecnologia de Rochas do IPT. As principais características observadas foram: a composição mineralógica, texturas, estruturas, presença de minerais deletérios, grau de alteração deutérica e estado microfissural. Essas características intrínsecas da rocha-fonte influenciam diretamente a forma e a composição do material britado, e podem dificultar sua aplicação ou mesmo comprometê-la, tanto por motivo de geração de reação álcali-agregado com ligantes quanto por comprometer a resistência mecânica exigida na mistura. O desconhecimento dessas características muitas vezes gera um baixo aproveitamento dos materiais, principalmente finos de pedreira, que se acumulam em pilhas de rejeito ao derredor das empresas mineradoras podendo causar sérios problemas ambientais. Portanto, o trabalho gerou informações para uma melhor otimização e utilização das matérias-primas ou rochas-fonte de brita, contribuindo também indiretamente na redução desses problemas ambientais que atingem as principais regiões urbanas do país. / It is extremely important to know the physical and chemical properties of aggregate mineralogical composition so that the construction where they will be used is not compromised. In this sense, knowing the petrography and mineralogy is as necessary as knowing the geology of the rock deposit to be developed as a source of crushed stone. The main purpose of this work was to generate information on the geology, market and petrography of the rock source of crushed stone in the main producing areas of Brazil. This type of information is not commonly available, especially due to this sector?s characteristics, where investments in geological research are usually scarce and rarely required. The five main states that are crushed stone producers and that therefore contain the centers of production on which this present work focused as case study are: São Paulo, Minas Gerais, Rio de Janeiro, Paraná and Rio Grande do Sul. Each production center presents different types of crushed stone, mainly because of the geological diversity and abundance of the source rock in these places. In the region of the capital of São Paulo the main source rocks are granite and gneiss extracted from the embasement; in Belo Horizonte they are carbonates from the Bambuí group; in Rio de Janeiro, the alkali sienites, localized in diverse intrusive alkaline rocks and gneiss; in the region of Curitiba they are carbonates (Perau and Votuverava Formations) and migmatites extracted from migmatite complex; finally, in the region of Porto Alegre (RMPA), they are basalts and dacites from the Serra Geral Formation. The rock mines in urban regions, related to the state capitals and which were active in the period from 2004 to 2006, are shown on the geological maps generated for the present work. One map has been made for each urban region. The most important mines are shown according to the geology of the source-rock and the productivity. Samples and mapping or description of the benches from the over feet were also made in order to further proceed in petrographic analysis. The 180 samples collected in each urban region suffered macroscopic petrographic analysis after which they were selected and analysed microscopically, according to the ABNT norms and to the recommendation of the Laboratory of Petrology and Rock Technology of IPT. The main observed characteristics were: mineral composition, texture, structure, presence of deleterious minerals, degree in metheoric alteration and microfissural mapping. These intrinsic characteristics of the source rock influence directly the form and composition of the crushed stones and might cause difficulty or even compromise its use due to alkali-aggregate reaction or because of mechanical resistance lower than that required in the mixture. The lack of acknowledgement of these characteristics will often cause the poor use of material, especially of the stone quarry fines, which will end up as reject piled up around mines, causing environmental problems. Therefore, the present work has generated relevant information that can be used to optimize and better use raw material and source rock of crushed stone. It might also contribute indirectly to diminish the environmental problems which are evident in the main urban regions of the country.

Em nível microscópico, as rochas apresentam microdefeitos que agem como concentradores locais de tensão, favorecendo a ocorrência de ruptura frágil. O entendimento desse processo requer análises experimentais em rochas submetidas a tensões de tração. O ensaio de compressão diametral é uma alternativa apropriada, pois não apresenta as dificuldades envolvidas no ensaio de tração direta. A propagação de microfissuramento em materiais frágeis produz liberação de energia na forma de ondas elásticas chamadas de emissões acústicas (EA). O monitoramento com EA permite acompanhar a propagação de dano no corpo de prova (CP), sem perturbá-lo. Nesta pesquisa, CPs de mármore e monzogranito são submetidos a ensaios de compressão diametral com deslocamentos monotônicos e cíclicos, com controle de deslocamento. Aplica-se a técnica de EA, em conjunto com análises petrográficas, análises das curvas de força versus deslocamento e exame visual, para caracterizar o seu processo de microfissuramento. A localização tridimensional das fontes de EA foi realizada inicialmente utilizando-se o software AEwin® da PASA. Foi desenvolvido um programa de localização aprimorado que incorpora o cálculo da velocidade de propagação das ondas (vp) média para cada instante em que uma fonte é localizada. O novo programa (Crack Location by Acoustic emission with P Wave Velocity determination, CLAPWaVe) mostra um claro decréscimo da velocidade de propagação com o aumento do dano. O programa desenvolvido (CLAPWaVe) mostrou melhor ajuste e maior coerência com a literatura e com a condição final rompida dos CPs do que o software AEwin. Em mármore e monzogranito o microfissuramento se inicia a 25-30% e 75-85% do carregamento de pico, respectivamente, e localiza-se na vizinhança do centro do CP. Em ambas as rochas se acumulou, também, dano na região dos apoios do CP, associado à transferência de carregamento do berço ao CP. Antes do pico de carregamento, o microfissuramento tornou-se mais denso e localizado no centro e nos apoios do CP, embora a região central ainda concentre a maior parte. Após o pico, o microfissuramento acumulou-se em uma das faces do CP, progredindo até a outra face. O monzogranito apresentou ruptura progressiva do CP, enquanto que no mármore a maior parte da superfície de ruptura já está desenvolvida imediatamente após o pico. Durante o ensaio em ambas as rochas, no núcleo central foram registradas as menores velocidades vp do CP. Na região dos apoios, embora tenha havido microfissuramento, registraram-se as maiores velocidades vp no CP, pois o confinamento produzido pelo contato com o berço aumentou localmente a rigidez do CP. A distribuição não homogênea de vp no CP revelou que a consideração desse parâmetro como constante e igual à condição intacta ao longo do ensaio, como comumente encontrado na literatura, não representa a condição real do CP danificado. O microfissuramento no monzogranito se propaga principalmente através dos cristais de quartzo, seguindo um caminho tortuoso subparalelo à direção de carregamento e liberando altos níveis de energia absoluta. No mármore, a propagação segue os planos de clivagem da calcita, liberando níveis baixos de energia absoluta. Os histogramas da distribuição espacial da resistência em ambas as rochas mostraram bom ajuste a uma distribuição de Weibull, porém o monzogranito mostrou melhor ajuste e menor variabilidade que o mármore. As análises dos sinais no domínio das frequências mostraram que o microfissuramento é caracterizado por emissões de banda larga. / At microscopic level, rocks exhibit microflaws, which act as local stress concentrators, favoring the occurrence of brittle failure. The understanding of this process requires experimental analyses of rock specimens under tensile stresses. The diametral compression test is an adequate alternative for such a studies, because it does not present the difficulties of direct tension tests. Crack propagation in brittle materials releases energy as transient elastic waves known as acoustic emission (AE). Monitoring with AE enables an insight into the cracking process without affecting the integrity of the sample. In this work, marble and monzogranite specimens were subjected to monotonic and cyclic displacementcontrolled diametral compression tests. The AE monitoring technique was applied in conjunction with petrographic analyses, interpretation of the load versus displacement curves and visual examination of the samples for the characterization of their cracking process. The three-dimensional localization of the AE sources was initially carried out by using the software AEwin® from PASA. An improved localization software, which considers the P-wave velocity variation along the damage process (vp) for each AE source was developed. The developed software (Crack Location by Acoustic emission with P Wave Velocity determination, CLAPWaVe) has shown greater consistency with literature and the final cracked samples and better accuracy than AEwin. Microcracking in monzogranite and marble initiated at 25-30% and 75-80% of the peak load, respectively, and is located at the center of the specimen. In addition, both rocks showed concentrated microcracking close to the region of contact between the specimen and the loading platens, related to the loading transference along the loading edge. Before peak load, microcracking becomes denser and localized at the center and the contact region of the specimen, although, the central region still concentrates the main portion of the damage. After the peak load, new microcracks were first concentrated on one of the faces at the center of the specimen and then propagated through its thickness all the way to the other face. The progressive failure in monzogranite extended through to the end of the test, while in marble the main portion of the failure surface of the specimen developed just after peak. During the whole test in both rocks, the lowest velocities (vp) of the specimen were recorded in the central core. Although microcracking was induced at the contact region, the highest velocities vp of the specimen were registered there, because of the confinement effect produced by the platens, which lead to a local increase in the stiffness of the specimen. The non-homogeneous distribution of vp in the specimen has revealed that the utilization of this parameter as a constant and equal to the value measured in the specimen before testing (as usually adopted in the literature), does not represent the real condition of the damaged specimen. In monzogranite, microcracks propagate mainly through quartz crystals, following a tortuous path subparallel to the loading direction, by releasing high-level of absolute energy, while in marble the propagation of microcracks follows the cleavage planes of calcite, by releasing low-level of absolute energy. The histograms of spatial strength distribution in both rocks have shown good adjustment to a Weibull distribution, but monzogranite exhibited a more accurate adjustment with lower variability than marble. The analysis of signals in the frequency domain showed that the microcracking is characterized by wide band emissions.

A integração de mapeamento geológico com estudos petrográficos e geoquímicos permitiram caracterizar a evolução petrológica do Granito Encruzilhada do Sul. Este maciço ocorre na parte norte do Batólito Pelotas, porção leste do Cinturão Dom Feliciano. O Granito Encruzilhada do Sul apresenta relações de mistura química com a formação dos granitóides híbridos e física com rochas máficas representadas por dioritos e enclaves máficos. Os dados geoquímicos mostram a afinidade toleítica do magmatismo máfico e classifica as rochas graníticas como do tipo-A. A zonação petrográfica e composicional foi gerada a partir do resfriamento de uma única câmara magmática, caracterizada por monzogranitos porfiríticos ricos em enclaves máficos nos bordos leste e oeste, gradando para sieno a monzogranitos ricos em quartzo e com baixo teor de minerais máficos na porção central. Uma fácies de sienogranitos tardios ocorre na porção centro-norte e representa a cúpula parcialmente preservada do maciço. O posicionamento do granito foi controlado por uma fase cinemática extensional da Zona de Cisalhamento Dorsal de Canguçu, que permitiu a ascenção dos magmas até sua colocação em níveis superiores da crosta. Os dados obtidos sugerem que a geração da suíte ocorreu no período pós-colisional da orogênese Dom Feliciano, associada à fusão parcial de uma crosta granulítica desidratada, promovida pelo aumento do gradiente geotérmico associado aos magmas máficos. As condições de alta temperatura dos magmas permitiram em estágio precoce da cristalização, a mistura química entre pólos félsico e máfico. A evolução da cristalização, entretanto, modifica a viscosidade e densidade dos magmas e favorece o desenvolvimento de estruturas geradas pela mistura física. / The integration of geological mapping, petrographic and geochemical studies allowed the characterization of the petrological evolution of the Encruzilhada do Sul Granite. This massif occurs in the northern part of the Pelotas Batholith, eastern portion of the Dom Feliciano Belt. The Encruzilhada do Sul Granite present chemical mixing relations with the formation of hybrid granitoids and physical mixing with mafic rocks represented by diorites and mafic microgranulares enclaves. Geochemical data indicate the tholeiitic composition of mafic magmatism and that granitic rocks are A-type. The petrographic and compositional pattern zonation generated from a single cooling magma chamber and defined by porphyritic monzo to granodiorite, rich in mafic enclaves, on the eastern and western border, transitioning to heterogranular syeno and monzogranites, rich in quartz and poor in mafic minerals in the central portion. An equigranular facies composed by syenogranites occurs in the northern central portion, representing the partially preserved top of the magma chamber. The emplacement of the granite was controlled by an extensional kinematic phase of the regional Dorsal do Canguçu Shear Zone, which allowed the rise of magmas up to superior levels of a crust. The data suggest that the generation of the suite took place in the post-collisional period of Dom Feliciano orogeny and was associated with partial melting of a granulite crust promoted by increased of the geothermal gradient by the mafic magmas from the mantle. The high temperature conditions of the magmas allowed the chemical mixing between felsic and mafic poles at an early stage of crystallization. The evolution of crystallization modified the viscosity and density of the magmas and favors the development of mingling structures.

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No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_GeologiaPetrografiaGeoquimica.pdf: 5779530 bytes, checksum: e0590363cd7d92e2d6e9516e48fd55b9 (MD5) Previous issue date: 2014 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O mapeamento geológico realizado na área de Nova Canadá, porção sul do Domínio Carajás, aliado aos estudos petrográficos e geoquímicos, permitiram a caracterização de pelo menos três novas unidades que antes estavam inseridas no contexto geológico do Complexo Xingu. São elas: (i) Leucogranodiorito Nova Canadá, que é constituído por rochas leucogranodioríticas mais enriquecidas em Al2O3, CaO, Na2O, Ba, Sr e na razão Sr/Y, que mostram fortes afinidades geoquímicas com a Suíte Guarantã do Domínio Rio Maria, as quais também podem ser correlacionadas aos TTGs Transicionais do Cráton Yilgarn. Estas rochas apresentam padrão ETR levemente fracionado, mostram baixas razões (La/Yb)N e anomalias negativas de Eu ausentes ou discretas; (ii) Leucogranito Velha Canadá, caracterizado pelos conteúdos mais elevados de SiO2, Fe2O3, TiO2, K2O, Rb, HFSE (Zr, Y e Nb), das razões K2O/Na2O, FeOt/(FeOt+MgO), Ba/Sr e Rb/Sr. Apresentam dois padrões distintos de ETR: (a) baixas à moderadas razões (La/Yb)N com anomalias negativas de Eu acentuadas; e (b) moderadas à altas razões (La/Yb)N, com anomalias negativas de Eu discretas e um padrão côncavo dos ETRP. Em diversos aspectos, as rochas do granito Velha Canadá mostram fortes afinidades com os leucogranitos potássicos tipo Xinguara e Mata Surrão do Domínio Rio Maria, assim como aqueles da região da Canaã dos Carajás e mais discretamente com os granitos de baixo Ca do Cráton Yilgarn. Para a origem das rochas do Leucogranodiorito Nova Canadá é admitida a hipótese de cristalização fracionada a partir de líquidos com afinidade sanukitóide, seguido por processos de mistura entre estes e líquidos de composição trondhjemítica, enquanto que para aquelas de alto K do Leucogranito Velha Canadá, acreditase na fusão parcial de metatonalitos tipo TTG em diferentes níveis crustais, para gerar líquidos com tais características; e (iii) associações trondhjemíticas com afinidade TTG de alto Al2O3, Na2O e baixo K2O, compatíveis com os granitoides arqueanos da série cálcioalcalina tonalítica-trondhjemítica de baixo potássio. Foram distinguidas duas variedades: (a) biotita-trondhjemito com estruturação marcada pelo desenvolvimento de feições que indicam atuação de pelo menos dois eventos deformacionais em estágios sin- a pós-magmáticos, como bandamentos composicionais, dobras e indícios de migmatização; e (b) muscovita ± biotita trondhjemito que é distinguido da variedade anterior pela presença da muscovita, saussuritização do plagioclásio, textura equigranular média e atuação discreta da deformação com o desenvolvimento de uma foliação E-W de baixo angulo. A primeira variedade destes litotipos, que ocorre predominantemente na porção norte, tem ocorrência restrita. Com intensa deformação e prováveis feições de anatexia (migmatitos) podem indicar que estas rochas tenham sido afetadas por um retrabalhamento crustal, ligado à geração dos leucogranitos dominantemente descritos na área. Os trondhjemitos do sul da área são mais enriquecidos em Fe2O3, MgO, TiO2, CaO, Zr, Rb, e na razão Rb/Sr em relação aos trondhjemitos da porção norte da área. Estas exibem ainda padrões fracionados de ETR, com variações nos conteúdos de ETRP, além da ausência de anomalias de Eu e Sr, e baixos conteúdos de Y e Yb. Tais feições são tipicamente atribuídas à magmas gerados por fusão parcial de uma fonte máfica em diferentes profundidades, com aumento da influência da granada no resíduo e a falta de plagioclásio tanto na fase residual como na fracionante. Em uma análise geral, a disposição dos trends geoquímicos evolutivos de ambas as variedades sugere que estas unidades não são comagmáticas. As afinidades geoquímicas entre as rochas da área de Nova Canadá com aquelas do Domínio Mesoarqueano Rio Maria, poderiam nos levar a entender a região de Nova Canadá como uma extensão do Rio Maria para norte, enquanto que para aquelas do Leucogranito Velha Canadá, que são mais jovens e geradas já no Neoarqueano, se descarta a idéia de associação com os mesmos eventos tectono-magmáticos que atuaram em Rio Maria. / The geological mapping carried out in the Nova Canada and Velha Canada villages, south portion of the Carajas Domain, ally to the petrographic and geochemical data allowed to the characterization of new geological units before inserted in the Xingu Complex geological context. In abundance order they are: (i) Nova Canada Leucogranodiorite composed predominantly by leucogranodiorite rocks that are more enriched in Al2O3, CaO, Na2O, Ba, Sr and in the Sr/Y ratio. They show strong geochemical affinities with Guarantã Suites from the Rio Maria Domain, which are also correlated to Transitional TTGs from Yilgarn Craton. Their REE pattern is slightly fractionated with low (La/Yb)N ratios with Eu negative anomalies absent or discrete; (ii) Velha Canadá Leucogranite comprised essentially by leucogranitic rocks that show higher contents of SiO2, Fe2O3, TiO2, K2O, Rb, HFSE (Zr, Y e Nb), and K2O/Na2O, FeOt/(FeOt+MgO), Ba/Sr e Rb/Sr ratios. The Velha Canada area rocks are characterized by two distinct patterns REE of: (a) moderate to low (La/Yb)N ratios with accentuated Eu negative anomalies, and (b) high to moderate (La/Yb)N ratios with discrete Eu negative anomalies. A concave HREE pattern is observed. In several aspects, the Velha Canada granite show similarities with K-Leucogranites like Xinguara and Mata Surrão granites from Rio Maria Domain, and more discretely with low-Ca granites from Yilgarn Craton. To origin of Nova Canadá Leucogranodiorite rocks is admitted fractional crystallization by sanukitoid liquids, following by mixing with trondhjemitic magmas, while for those high-K rocks is assumed partial melting of metatonalites rocks related to TTG Suites on different crustal levels, for give rise to these liquids; and (iii) Trondhjemitic associations with high-Al and low-K calc-alkaline TTG series affinities. Two varieties were distinguished: (a) biotite-trondhjemite with deformational features like compositional banding, folds and evidence of migmatization, suggesting the presence at least two compressional events during the sin- and post magmamtic stages; and (b) (muscovite) biotite-trondhjemite that differs from the previous one by the presence of muscovite, plagioclase saussuritization, medium evengrained texture and discrete deformation features with development of a low-angle foliation with E-W direction. The restrict occurrence of the first one, ally with intense deformation and eventual anatexie processes that affected these rocks, can indicate a crustal rework linked to generation of the leucogranites described in the Nova Canadá area. The trondhjemites of the southern part of area are more enriched in Fe2O3, MgO, TiO2, CaO, Zr, Rb, an in the Rb/Sr ratio in relation to those of the northern part. The arrangement of trends defined by the set of analyzed samples, suggests that theses varieties are not cogenitc or comagmatic. These rocks also show fractionated REE patterns, with variations in contents of the heavy REE and Strong light REE enrichment, besides the absence of the Eu and Sr anomalies, and low contents of Yb and Y. Such aspects are tipically attributed to magmas generated from partial melting of a mafic source at different depths, with increasing of the garnet influence in the residue, as well as the lack of plagioclase in both residual and fractionating phases. Geochemical affinities between the rocks studied with those of the mesoarchean Rio Maria domain, suggest the extension of Rio Maria Domain to north until the Nova Canadá area, while that the leuocogranodiorites of the Velha Canadá area, that are younger and generated in the neoarchean, discard the hypothesis to associate the generation of these rocks to the same tectonic-magmatic events that acted in Rio Maria.

A integração de mapeamento geológico com estudos petrográficos e geoquímicos permitiram caracterizar a evolução petrológica do Granito Encruzilhada do Sul. Este maciço ocorre na parte norte do Batólito Pelotas, porção leste do Cinturão Dom Feliciano. O Granito Encruzilhada do Sul apresenta relações de mistura química com a formação dos granitóides híbridos e física com rochas máficas representadas por dioritos e enclaves máficos. Os dados geoquímicos mostram a afinidade toleítica do magmatismo máfico e classifica as rochas graníticas como do tipo-A. A zonação petrográfica e composicional foi gerada a partir do resfriamento de uma única câmara magmática, caracterizada por monzogranitos porfiríticos ricos em enclaves máficos nos bordos leste e oeste, gradando para sieno a monzogranitos ricos em quartzo e com baixo teor de minerais máficos na porção central. Uma fácies de sienogranitos tardios ocorre na porção centro-norte e representa a cúpula parcialmente preservada do maciço. O posicionamento do granito foi controlado por uma fase cinemática extensional da Zona de Cisalhamento Dorsal de Canguçu, que permitiu a ascenção dos magmas até sua colocação em níveis superiores da crosta. Os dados obtidos sugerem que a geração da suíte ocorreu no período pós-colisional da orogênese Dom Feliciano, associada à fusão parcial de uma crosta granulítica desidratada, promovida pelo aumento do gradiente geotérmico associado aos magmas máficos. As condições de alta temperatura dos magmas permitiram em estágio precoce da cristalização, a mistura química entre pólos félsico e máfico. A evolução da cristalização, entretanto, modifica a viscosidade e densidade dos magmas e favorece o desenvolvimento de estruturas geradas pela mistura física. / The integration of geological mapping, petrographic and geochemical studies allowed the characterization of the petrological evolution of the Encruzilhada do Sul Granite. This massif occurs in the northern part of the Pelotas Batholith, eastern portion of the Dom Feliciano Belt. The Encruzilhada do Sul Granite present chemical mixing relations with the formation of hybrid granitoids and physical mixing with mafic rocks represented by diorites and mafic microgranulares enclaves. Geochemical data indicate the tholeiitic composition of mafic magmatism and that granitic rocks are A-type. The petrographic and compositional pattern zonation generated from a single cooling magma chamber and defined by porphyritic monzo to granodiorite, rich in mafic enclaves, on the eastern and western border, transitioning to heterogranular syeno and monzogranites, rich in quartz and poor in mafic minerals in the central portion. An equigranular facies composed by syenogranites occurs in the northern central portion, representing the partially preserved top of the magma chamber. The emplacement of the granite was controlled by an extensional kinematic phase of the regional Dorsal do Canguçu Shear Zone, which allowed the rise of magmas up to superior levels of a crust. The data suggest that the generation of the suite took place in the post-collisional period of Dom Feliciano orogeny and was associated with partial melting of a granulite crust promoted by increased of the geothermal gradient by the mafic magmas from the mantle. The high temperature conditions of the magmas allowed the chemical mixing between felsic and mafic poles at an early stage of crystallization. The evolution of crystallization modified the viscosity and density of the magmas and favors the development of mingling structures.

A integração de mapeamento geológico com estudos petrográficos e geoquímicos permitiram caracterizar a evolução petrológica do Granito Encruzilhada do Sul. Este maciço ocorre na parte norte do Batólito Pelotas, porção leste do Cinturão Dom Feliciano. O Granito Encruzilhada do Sul apresenta relações de mistura química com a formação dos granitóides híbridos e física com rochas máficas representadas por dioritos e enclaves máficos. Os dados geoquímicos mostram a afinidade toleítica do magmatismo máfico e classifica as rochas graníticas como do tipo-A. A zonação petrográfica e composicional foi gerada a partir do resfriamento de uma única câmara magmática, caracterizada por monzogranitos porfiríticos ricos em enclaves máficos nos bordos leste e oeste, gradando para sieno a monzogranitos ricos em quartzo e com baixo teor de minerais máficos na porção central. Uma fácies de sienogranitos tardios ocorre na porção centro-norte e representa a cúpula parcialmente preservada do maciço. O posicionamento do granito foi controlado por uma fase cinemática extensional da Zona de Cisalhamento Dorsal de Canguçu, que permitiu a ascenção dos magmas até sua colocação em níveis superiores da crosta. Os dados obtidos sugerem que a geração da suíte ocorreu no período pós-colisional da orogênese Dom Feliciano, associada à fusão parcial de uma crosta granulítica desidratada, promovida pelo aumento do gradiente geotérmico associado aos magmas máficos. As condições de alta temperatura dos magmas permitiram em estágio precoce da cristalização, a mistura química entre pólos félsico e máfico. A evolução da cristalização, entretanto, modifica a viscosidade e densidade dos magmas e favorece o desenvolvimento de estruturas geradas pela mistura física. / The integration of geological mapping, petrographic and geochemical studies allowed the characterization of the petrological evolution of the Encruzilhada do Sul Granite. This massif occurs in the northern part of the Pelotas Batholith, eastern portion of the Dom Feliciano Belt. The Encruzilhada do Sul Granite present chemical mixing relations with the formation of hybrid granitoids and physical mixing with mafic rocks represented by diorites and mafic microgranulares enclaves. Geochemical data indicate the tholeiitic composition of mafic magmatism and that granitic rocks are A-type. The petrographic and compositional pattern zonation generated from a single cooling magma chamber and defined by porphyritic monzo to granodiorite, rich in mafic enclaves, on the eastern and western border, transitioning to heterogranular syeno and monzogranites, rich in quartz and poor in mafic minerals in the central portion. An equigranular facies composed by syenogranites occurs in the northern central portion, representing the partially preserved top of the magma chamber. The emplacement of the granite was controlled by an extensional kinematic phase of the regional Dorsal do Canguçu Shear Zone, which allowed the rise of magmas up to superior levels of a crust. The data suggest that the generation of the suite took place in the post-collisional period of Dom Feliciano orogeny and was associated with partial melting of a granulite crust promoted by increased of the geothermal gradient by the mafic magmas from the mantle. The high temperature conditions of the magmas allowed the chemical mixing between felsic and mafic poles at an early stage of crystallization. The evolution of crystallization modified the viscosity and density of the magmas and favors the development of mingling structures.