Thesis (doctoral)--Eidgenössische Technische Hochschule Zürich, 1982. / Summary in German. Vita. Includes bibliographical references (p. 243-260).

Orientador : Prof. Dr. Anelize Bahniuk / Coorientadores : Dr. Almério Barros França ; Prof. Dr. Leonardo Fadel Cury / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Programa de Pós-Graduação em Geologia. Defesa: Curitiba, 17/03/2017 / Inclui referências ao final de cada capítulo / Resumo: Carbonatos não-marinhos, como os travertinos e tufas, têm se tornado o principal alvo de estudos por empresas petrolíferas, devido às grandes similaridades dessas rochas com as rochas reservatório do Pré-Sal. Este projeto está inserido no âmbito do Projeto Geobiocal, convênio técnico-científico entre Universidade Federal do Paraná e Universidade de Hiroshima (Japão). As tufas são rochas carbonáticas continentais precipitadas a partir de fluidos ricos em bicarbonato e carbonato em temperatura ambiente. Essas rochas possuem sua gênese relacionada à combinação de processos físico-químicos e biológicos, a saturação do fluido em bicarbonato e carbonato de cálcio e ao processo de desgaseificação, os quais influenciam na precipitação de carbonato de cálcio (calcita ou aragonita). No Brasil, os depósitos quaternários tipo tufa ocorrem extensamente na Serra da Bodoquena (MS), que pertencem ao contexto geotectônico da Faixa de Dobramentos Paraguai Sul. As tufas ocorrem principalmente ao longo de drenagens, e estão relacionadas com o sistema cárstico e com rochas subjacentes do Grupo Corumbá. O presente trabalho tem como objetivos compreender as características do sistema hidrológico, ambiente deposicional, além de testar a biogenicidade das tufas da região de Bonito. Para isso, foram realizadas análises geoquímicas através de Difratometria de Raios X (DRX) e Fluorescência de Raios X (FRX), análises isotópicas de Carbono e Oxigênio, bem como estudos por Microtomografia de Raios-X e imageamento através de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), além de análises palinológicas. Diversas amostras de rocha foram coletadas em duas localidades em Bonito, denominadas sítios Taíka e Mimosa, situadas estratigraficamente no Membro Rio Formoso, Formação Serra da Bodoquena. Descrições de campo e análises petrográficas permitiram a identificação das seguintes fácies: fitoherma, estromatolitos e shrubs. Foram identificados elementos geomorfológicos tais como piscinas, barreiras e cascatas/cachoeiras como os principais ambientes deposicionais. As amostras de tufa analisadas são constituídas essencialmente por calcita e, pontualmente, por quartzo. Valores depletados de ?18O indicam um fluído com origem meteórica, compatível com valores da literatura para tufas. A presença de cianobactérias e outros organismos fotossintéticos, além da influencia de águas de solos com carbono leve estão relacionados aos valores negativos de ?13C. A análise através de MEV revelou diversos filamentos de cianobactérias, confirmando processos com influência biológica durante a formação de tufas da Serra da Bodoquena. Análises palinológicas revelaram palinomorfos de fungos, hifas, grãos de pólen e esporos de pteridófitas, os quais indicam um ambiente úmido com vegetação abundante, típico de clima tropical. Palavras-chave: Formação Serra da Bodoquena; Membro Rio Formoso; Tufas calcárias; Geoquímica. / Abstract: Non-marine carbonate rocks, such as travertines and tufas, have become targets for oil companies because of their great similarities with the Aptian reservoir rocks in Brazil. The present project is part of the Geobiocal Project, a technical-scientific cooperation between the Federal University of Parana (Brazil) and the Hiroshima University (Japan). Tufas are continental carbonate rocks precipitated from a bicarbonate fluid at surface temperature. The genesis of tufas is related to physical, chemical, and biological processes, where calcium bicarbonate-saturated fluid loses its CO2 by degassing, which results in calcium carbonate precipitation (calcite or aragonite). Quaternary deposits occur in Bonito, Brazil, located in Serra da Bodoquena, which is included in a tectonic unit named South Paraguai Fold Belt. The tufas occur mostly along rivers and creeks in a karstic system of the Corumba Group. The present work aims to understand the hydrological system and the depositional environment, besides testing the biogenecity of tufas in the Bonito region. For this purpose geochemical (X ray Diffraction, X ray Fluorescence and stable isotopes) analyses, X ray microtomography and scanning electron microscopy observations were carried out, besides palynological analysis. Several samples of rocks were collected in two locations in Bonito, named Taika and Mimosa sites, both in the Rio Formoso Member. Field description provided the following facies: stromatolites, phytohermal tufa and shrubs. Pools, barriers and cascade/waterfall were identified as the main depositional environment. Results of XRD and XRF indicate the presence of calcite and, locally, quartz. A depletion of the ?18O indicates a fluid of meteoric origin, which is compatible with the literature for tufas. The presence of cyanobacteria and other photosynthetic organisms, besides the influence of light carbon soil is related with low values of ?13C. Images taken under SEM showed several cyanobacterial filaments, proving the influence of biological processes on the formation of tufas at Serra da Bodoquena. Palynological analysis revealed palynomorphs of fungus, hyphae, pteridophyte spores and pollen grains, which indicate a humid environment with abundant vegetation, typical of tropical climate. Keywords: Serra da Bodoquena Formation; Rio Formoso Member; Calcareous tufas; Geochemistry.

A Associação Shoshonítica de Lavras do Sul (ASLS), situada no extremo sul do Brasil, tem idade neoproterozóica e hospeda ocorrências importantes de Au-Cu-sulfetos, relacionadas por alguns autores à depósitos do tipo Cu-Au pórfiro. Dados de campo, petrográficos, mineralógicos e geoquímicos permitiram identificar e classificar os diques que ocorrem na ASLS cortando os monzonitos hipabissais, andesitos e lamprófiros, em três tipos principais: diques compostos autoclásticos, diques latíticos e diques latíticos com anfibólio. Sua grande variedade litológica e textural é resultado da diferenciação magmática, segregação mineral e processos de mistura de magmas. Os diques mostram afinidade shoshonítica, com teores de K2O > (Na2O –2), acompanhados de conteúdos elevados de Rb, Ba e Sr e baixos a moderados de Nb, Zr e ETRP, assinatura esta típica da Associação Shoshonítica de Lavras do Sul. Os dados obtidos permitiram identificar dois trends composicionais: um alto-Ti, enriquecido em Fe2O3t, P2O5, HFS, LILE e ETR, com razões K2O/Na2O < 0,8; outro baixo-Ti, que predomina na ASLS, com menores teores dos elementos anteriormente citados e razão K2O/Na2O > 1,4. Os diques alto-Ti, com menores razões K2O/Na2O indicam uma evolução das fontes e processos no sentido da produção de magmas alcalinos saturados em sílica mais sódicos, como é comum na evolução do magmatismo pós-colisional. A cristalização dos magmas e o progressivo enriquecimento dos voláteis e de complexos de Au-S-Cl geraram uma supersaturação do sistema, causando o segundo ponto de ebulição e a vesiculação de porções dos diques. Admite-se que o magma lamprofírico pode ser a fonte principal do ouro e enxofre do sistema. A mistura dos magmas, com o aporte dos magmas lamprofíricos, pode ser responsável por um aumento do potencial de oxidação e dos voláteis no sistema, desencadeando assim a separação da fase volátil, a desestabilização dos complexos e precipitação dos sulfetos magmáticos portadores de Au, além da própria formação das soluções hidrotermais. / The Neoproterozoic Lavras do Sul Shoshonitic Association (LSSA) is situated in the southernmost Brazil, and hosts Au-Cu-sulphide mineralizations, that, according to some authors, could be related to porphyry copper-gold deposits. Field, petrographic, mineralogical, and geochemical data led to the identification and classification of late dikes, which crosscut the hypabissal monzonites, andesites and lamprophyres of LSSA, in three main types: authoclastic composite dikes, latitic dikes, and amphibole-bearing latitic dikes. Their large lithological and textural variation is attributed to magmatic differentiation, mineral segregation, and, magma mingling processes. The dikes show shoshonitic affinity, with K2O > (Na2O –2), contain relatively high amounts of Rb, Ba, and Sr, and low to moderate contents of Nb, Zr, HREE, features that are characteristic of the LSSA. Two main compositional trends were observed: (i) an high-Ti trend, with higher contents of Fe2O3t, P2O5, HFS, LILE and REE, and lower K2O/Na2O ratios( < 0.8); (ii) low-Ti trend, which is predominant in the LSSA, with lower contents of the cited elements and K2O/Na2O > 1.4. The lower K2O/Na2O ratios of high-Ti dikes indicate an evolution of magma sources and processes towards more sodic, silica-saturated alkaline compositions, like is usually described in the post-collisional magmatism. Magmatic crystallization and, the concurrent volatile enrichment, together with Au-S-Cl complexes formation, led to the fluid oversaturation of the magma system and to the second boiling point, which caused the dike vesiculation in the late magmatic stages. The lamprophyre magma is admitted as a possible source of Au and S in the magmatic system. Comingling between the trachyte or latite magmas with the lamprophyre one, can have caused the increase of volatiles and the consequent oxidation of this system, so, promoting the fluid phase separation, the breakdown of complexes, and precipitation of Au-bearing magmatic sulphides, as well as the hydrothermal fluid phase generation.

O estudo de tensões e deformações decorrentes da abertura de uma escavação subterrânea pode atualmente ser desenvolvido com maior precisão e rapidez que há poucos anos atrás, graças às modernas ferramentas computacionais. Essas ferramentas que possibilitam análises numéricas em duas ou três dimensões e em quaisquer geometrias de escavação precisam, porém, de dados precisos para a alimentação do sistema. A partir de uma série de medidas de deformação das paredes das escavações, onde foi calibrado um sistema alternativo de medição de deslocamentos; de ensaios laboratoriais para a caracterização mecânica da rocha; e da classificação geomecânica da obra, foi possível nesta dissertação calcular por meio de retro-análise as tensões horizontais atuantes no maciço, e a relação entre a tensão horizontal e a tensão vertical, conhecida por K0. Utilizando o software Plaxis® Tunnel 3D, que emprega o Método do Elementos Finitos, e com dados geomecânicos parametrizados, foi possível calcular as tensões atuantes no sistema de sustentação para a primeira fase de escavação (meia seção), e as tensões atuantes e os deslocamentos para a configuração final da escavação (seção plena escavada). Além disto, foi possível calcular o Fator de Segurança global da estrutura, para cada fase de escavação, que se mostraram satisfatórios. / Thanks to modern computational tools, the study of stress and strains caused by an underground excavation can currently be modeled with better precision and much faster than a few years ago. However, the tools which allow numerical analysis in two or three dimensions for any geometry of excavation need data for input into the system. In the Reversão tunnel project, the contractor used a standard instrument system from IPT (which was difficult to use), for the measurement of a series of displacements of the walls of the tunnels. An alternative system for the measurement of displacement was developed by LPM to measure the closure of the tunnels. This was done in conjunction with the mechanical characterization of the rock and the geomechanical classification of the tunnel workmanship. Using these three parameters, it was possible in this study to calculate the stress in the rock mass, by means of backward-analysis, and the ratio between the horizontal stress and the vertical stress, known as K0. This was accomplished using finite element software. In addition, with parameterized geomechanical data, it was possible to calculate the stresses acting on the support system for the first phase of excavation (half section), and the stress and displacements for the final excavation configuration (full excavation). Moreover, it was possible to calculate the Factor of Safety – FOS – of the structure, for each phase of excavation.

Submitted by Everaldo Pereira (pereira.evera@gmail.com) on 2018-06-25T13:39:46Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO - JOSÉ DIÓGENES PEREIRA TORRES.pdf: 4467664 bytes, checksum: ed484bb8de7871d00b0efd13a0e699be (MD5) / Approved for entry into archive by NUBIA OLIVEIRA (nubia.marilia@ufba.br) on 2018-06-25T14:10:23Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO - JOSÉ DIÓGENES PEREIRA TORRES.pdf: 4467664 bytes, checksum: ed484bb8de7871d00b0efd13a0e699be (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-25T14:10:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO - JOSÉ DIÓGENES PEREIRA TORRES.pdf: 4467664 bytes, checksum: ed484bb8de7871d00b0efd13a0e699be (MD5) / No sul do Estado da Bahia afloram, encaixados em rochas arqueanas a mesoproterozoicas,corpos ígneos alcalinos anorogênicos datados do Neoproterozoico, e pertencentes à Província Alcalina do sul da Bahia – PASEBA. Itarantim, o município sede do estudo, localiza-se no extremo sul da Província, estando localizado nos limites entre dois domínios tectônicos denominados por Cráton do São Francisco e a Faixa de Dobramento Neoproterozoica Araçuaí. O presente trabalho visa o estudo litogeoquímico (através da análise de elementos maiores, traços e terras raras) e a caracterização petrográfica da porção norte do Maciço Itarantim, a qual abrange a Fácies Sienito Rancho Queimado, a Fácies Fenito e o Embasamento não fenitizado do Complexo Itapetinga. As rochas do embasamento são ortognaisses e predominantemente granitos peralcalinos potássicos, e os sienitos e fenitos apresentam um caráter sódico. Na petrografia, constatou-se para o nefelina sienito a ocorrência de nefelina sericitizada nos interstícios dos feldspatos alcalinos, além de agregados máficos com presença de magnetita titanífera. No embasamento foram classificados dois litotipos nomeados muscovita gnaisse e monzogranito; para os fenitos identificaram-se dois litotipos diferenciados de acordo com a orientação ou não dos cristais de biotita. Analisando o manto residual, os feldspatóides são os primeiros minerais a serem atingidos pela alteração, podem apresentar uma fase direta na formação das albitas, bem como indireta gerando a caulinita, que por sua vez é pratìcamente obrigatória na evolução das muscovitas e biotitas. No caso dos feldspatos, a formação de albita em geral, é direta. Para a geoquímica, levou-se em consideração a mobilidade geoquímica envolvendo a distribuição dos elementos nestas rochas e como eles se comportam no ciclo geoquímico, relacionando suas concentrações em rocha fresca e manto de intemperismo. Geoquimicamente, a saprolitização é marcada pela perda de sílica associada com considerável perda de álcalis. Avaliando-se o comportamento da alumina, são apresentados teores superiores a 26% para os sienitos alterados, contrastando com os 15-18% no foid-sienito, e similar ocorre para as rochas feníticas. Sendo assim, indicase um enriquecimento supergênico para Al, bem como potencial para Nb e Cu nos sienitos saprolitizados, para Ba, Sr, Cs nos alteritos do fácies fenitos, e para Ba e Zr em alteritos do embasamento. / ABSTRACT - Alkaline anorogenic igneous bodies crop out at southern Bahia State (Brazil), these intrusive rocks have been dated as Neoproterozoic, are emplaced in Archean and Upper Mesoproterezoic rocks, and belong to the Alkaline Province of Southern Bahia (PASEBA). The study is focused on Itarantim city area, located at the southern border of the province, between two tectonic domains namely the São Francisco Craton and the Neoproterozoic Araçuaí fold belt. This study aims to study the lithogeochemistry (major, trace, and rare earth elements) and the petrography of the northern sector of the Itarantim Massive (MI), which includes the Rancho Queimado Syenite Facies (FSRQ), the Fenite Facies (FF), and the unfenitized Basement (E) of the Itapetinga Complex. The basement rocks are orthogneisses and peralkaline potatssic granites, while the syenites and fenites display a sodic signature. The presence of sericitized nepheline among alkaline feldspars interstices in nepheline syenite, and the presence of titaniferous magnetite in mafic aggregates, have been described over the petrographic studies. The basement rocks were classified in two lithotypes namely muscovite gneiss and monzogranite. The fenites are divided in two groups, which differ each other from the presence or the lack of biotite orientation. Regarding the weathering mantle, the early weathered minerals are the feldspathoids that can be altered to albite or directly to kaolinite, the main result of muscovite and biotite weathering. The albite formation after feldspars is generally direct. Geochemically, the saprolitization is marked by a widespread silica loss associated to a considerable alkalis leaching. Alumina grades of over 25% occur in weathered syenites, contrasting to the 15-18% foid-syenite grades, which is similar to the fenitic rocks. Hence, an alumina supergenic enrichment is indicated, as well as Nb and Cu mineral potential related to syenite saprolites, and Ba, Sr, and Cs in fenite facies alterites, additionally Ba and Zr in basement alterites.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Programa de Pós-Graduação em Bioctecnologia / Made available in DSpace on 2012-10-24T01:42:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 252066.pdf: 458931 bytes, checksum: faa9bb013d339b89f5271d5d94e1279f (MD5) / O presente estudo teve como objetivo selecionar microrganismos capazes de solubilizar fósforo (P) e potássio (K) a partir de pó de rochas e rejeitos de mineração e promover uma melhor produção de matéria seca e absorção desses elementos por plantas de alface. A seleção iniciou-se com o isolamento de microrganismos solubilizadores a partir de amostras de produtos e rejeitos de mineração. O potencial solubilizador desses isolados foi avaliado em meio de cultura GEL suplementado com pó de rochas, produtos e rejeitos de mineração. O experimento foi conduzido em delineamento completamente casualizado com 14 fontes de nutrientes (13 rochas e uma testemunha) e 24 tratamentos de inoculação (23 isolados microbianos e uma testemunha não inoculada). Após 15 dias de incubação, o teor de P e K foi determinado a partir de alíquotas do meio de cultura e as melhores combinações rocha e microrganismo foram estabelecidas. O potencial dos microrganismos em disponibilizar nutrientes para as plantas a partir dessas fontes, foram estudados em dois experimentos em casa de vegetação. Na avaliação da liberação de K foram utilizadas as rochas biotitito, flogopita olivina melilitito e fonólito. Para liberação de P, foram avaliadas as rochas fonólito e flogopita olivina melilitito. A unidade experimental foi constituída de uma planta em substrato composto de turfa e vermiculita (3:1, V/V), em tubo de PVC, Os microrganismos utilizados foram os selecionados no experimento em meio de cultura. As testemunhas TNP, TNK e TNPK receberam, respectivamente, nitrogênio (N) e P; N e K, e N, P e K, sem adição de nenhum tipo de pó de rocha. Após 35 dias de cultivo analisaram-se o peso da matéria seca e os teores de P e de K. Na etapa de isolamento, foram selecionados 24 microrganismos, mas após sucessivas repicagens restaram 10 isolados. A liberação de P e K variou de acordo com o microrganismo e o tipo de rocha. Os isolados apresentaram potencial para serem utilizados na inoculação de plantas visando à solubilização de K, a partir da flogopita olivina melilitito e do fonólito e o isolado MSF-360 para liberação de P a partir do biotitito. A inoculação de microrganismos solubilizadores de nutrientes tem potencial como insumo biológico para favorecer a produção agrícola e deve ser alvo de novos estudos visando o desenvolvimento de novas tecnologias que resultem na diminuição de insumos químicos na agricultura.

Perfis de alteração em basaltos com baixos teores de Ti02 (LTiB) da Parte Sudeste da Bacia do Paraná (SPB) associam-se a superfícies aplainadas, nos planaltos das Araucárias (Ab' Saber, 1973), entre altitudes de 950 m a 750 m (Vacaria) e 1000m a 920m (a Sul de Lages). Em domínios mais dissecados do relevo, que crescem de Este para Oeste, e nas encostas intensamente dissecadas destes planaltos a Sul (calha do rio Antas) e a Norte (calha do rio Pelotas), os perfis de alteração são truncados ou inexistentes. A associação dos perfis de alteração com superfícies geomorfológicamente mais antigas (aplainadas e elevadas) faz supor que o início dos processos de alteração seja correlativo às superfícies aplainadas, antigo e, provável mente, Terciário. As sequências de alteração mais completas localizam-se em morros de topo plano e apresentam as seguintes fácies: Rocha mãe, saprólito, alterito argiloso, alterito esferoidal, "stone line", coberturas móveis e solo atual. Químicamente os produtos de alteração intempérica dos basaltos são "lateritas" segundo definição de Schellmann (1981), com enriquecimento em Fe2D.3 e H20; perdas em Si02, FeO, MgO, CaO, Na20 e K20; prováveis pequenas perdas emA12D.3. No saprólito, os pedaços de rocha fragmentada permitiram a descrição das alterações hidrotermais refletidas nas para gêneses dos sítios intersticiais, constitui dos por materiais cristalinos e criptocristalinos. Os cristais de titanomagnetita aparecem com manchas azuis irregulares que sugerem variações cristaloquímicas contínuas dentro de um mesmo cristal, típicas da maghemitização. O alterito argiloso é sede de pseudomorfoses dos minerais magmáticos e hidrotermais. Esmectitas, ocupam os sítios das camadas mistas hidrotermais; halloysitas 7 e 10 Á são dominantes nos plasmas das pseudomorfoses de plagioclásios e plasmas ricos em ferro e sílica predominam nas pseudomorfoses de piroxênios. Observa-se a transição halloysita -caolinita desordenada rica em ferro estrutural nas partes superiores do conjunto. Os plasmas secundários são silico-aluminosos, nas partes baixas do conjunto, e predominantemente opacos no topo. Estes plasmas constituem-se de halloysita, litioforita (ou plasma rico em Mn), goethita e maghemita. O alterito esferoidal apresenta o núcleo de rocha e um córtex de cor amarelo -alaranjada em que se verifica a presença dominante da goethita aluminosa. Secundáriamente, aparecem cristobalita, maghemita e gibbsita. As coberturas móveis, são constitui das de plasma caolinítico e plasmas ricos em hematita e goethita. Aparecem ainda grânulos, pisólitos e nódulos herdados de antigas couraças desmanteladas. Os minerais, formados em condições lateritizantes, são os filossilicatos halloysita 7Á e lOÁ, caolinita desordenada e os óxidos e hidróxidos, hematita, goethita, gibbsita e litioforita.Observou-se que a mineralogia de alteração está intimamente associada à textura da rocha original. Encontram-se, ainda, nestes horizontes de alteração intempérica, a cristobalita (metaestável) e a titanomaghemita. As titanomaghemitas identificadas nos saprólitos e alteritos apresentam as características de maghemitização: diminuição da taxa 32(Fe+ Ti)/O, aumento de lacunas na malha cristalina e diminuição do parâmetro ~. Mg diminui com o intemperismo, Mn e AI se concentram nas fases magnéticas. A halloysita 7Á predomina sobre a lOÁ, na fração < 2Jlm, do alterito argiloso, alterito esferoidal e no sistema fissural. A caolinita predomina no horizonte "tacheté". No alterito esferoidal, ocorre também caolinita e esmectita. As argilas halloysíticas apresentam quatro morfologias: esferas, tubos, lamelas planares e cones. A halloysita forma-se preferencialmente à caolinita no córtex de alteração do alterito esferoidal e na fácies argilosa, constituindo um primeiro estágio de intemperismo. Os tubos e cones têm os menores teores de Fe2Ü3 enquanto as halloysitas planares têm os mais altos teores de Fe2Ü3. O teor de Fe das partículas esferoidais é variado. Os óxidos e hidróxidos destes perfis caracterizaram variações da atividade a água, de atividade da sílica dissolvida e temperatura, refletindo as paleocondições (climáticas) de formação destas coberturas fósseis.

O estudo de tensões e deformações decorrentes da abertura de uma escavação subterrânea pode atualmente ser desenvolvido com maior precisão e rapidez que há poucos anos atrás, graças às modernas ferramentas computacionais. Essas ferramentas que possibilitam análises numéricas em duas ou três dimensões e em quaisquer geometrias de escavação precisam, porém, de dados precisos para a alimentação do sistema. A partir de uma série de medidas de deformação das paredes das escavações, onde foi calibrado um sistema alternativo de medição de deslocamentos; de ensaios laboratoriais para a caracterização mecânica da rocha; e da classificação geomecânica da obra, foi possível nesta dissertação calcular por meio de retro-análise as tensões horizontais atuantes no maciço, e a relação entre a tensão horizontal e a tensão vertical, conhecida por K0. Utilizando o software Plaxis® Tunnel 3D, que emprega o Método do Elementos Finitos, e com dados geomecânicos parametrizados, foi possível calcular as tensões atuantes no sistema de sustentação para a primeira fase de escavação (meia seção), e as tensões atuantes e os deslocamentos para a configuração final da escavação (seção plena escavada). Além disto, foi possível calcular o Fator de Segurança global da estrutura, para cada fase de escavação, que se mostraram satisfatórios. / Thanks to modern computational tools, the study of stress and strains caused by an underground excavation can currently be modeled with better precision and much faster than a few years ago. However, the tools which allow numerical analysis in two or three dimensions for any geometry of excavation need data for input into the system. In the Reversão tunnel project, the contractor used a standard instrument system from IPT (which was difficult to use), for the measurement of a series of displacements of the walls of the tunnels. An alternative system for the measurement of displacement was developed by LPM to measure the closure of the tunnels. This was done in conjunction with the mechanical characterization of the rock and the geomechanical classification of the tunnel workmanship. Using these three parameters, it was possible in this study to calculate the stress in the rock mass, by means of backward-analysis, and the ratio between the horizontal stress and the vertical stress, known as K0. This was accomplished using finite element software. In addition, with parameterized geomechanical data, it was possible to calculate the stresses acting on the support system for the first phase of excavation (half section), and the stress and displacements for the final excavation configuration (full excavation). Moreover, it was possible to calculate the Factor of Safety – FOS – of the structure, for each phase of excavation.

A Associação Shoshonítica de Lavras do Sul (ASLS), situada no extremo sul do Brasil, tem idade neoproterozóica e hospeda ocorrências importantes de Au-Cu-sulfetos, relacionadas por alguns autores à depósitos do tipo Cu-Au pórfiro. Dados de campo, petrográficos, mineralógicos e geoquímicos permitiram identificar e classificar os diques que ocorrem na ASLS cortando os monzonitos hipabissais, andesitos e lamprófiros, em três tipos principais: diques compostos autoclásticos, diques latíticos e diques latíticos com anfibólio. Sua grande variedade litológica e textural é resultado da diferenciação magmática, segregação mineral e processos de mistura de magmas. Os diques mostram afinidade shoshonítica, com teores de K2O > (Na2O –2), acompanhados de conteúdos elevados de Rb, Ba e Sr e baixos a moderados de Nb, Zr e ETRP, assinatura esta típica da Associação Shoshonítica de Lavras do Sul. Os dados obtidos permitiram identificar dois trends composicionais: um alto-Ti, enriquecido em Fe2O3t, P2O5, HFS, LILE e ETR, com razões K2O/Na2O < 0,8; outro baixo-Ti, que predomina na ASLS, com menores teores dos elementos anteriormente citados e razão K2O/Na2O > 1,4. Os diques alto-Ti, com menores razões K2O/Na2O indicam uma evolução das fontes e processos no sentido da produção de magmas alcalinos saturados em sílica mais sódicos, como é comum na evolução do magmatismo pós-colisional. A cristalização dos magmas e o progressivo enriquecimento dos voláteis e de complexos de Au-S-Cl geraram uma supersaturação do sistema, causando o segundo ponto de ebulição e a vesiculação de porções dos diques. Admite-se que o magma lamprofírico pode ser a fonte principal do ouro e enxofre do sistema. A mistura dos magmas, com o aporte dos magmas lamprofíricos, pode ser responsável por um aumento do potencial de oxidação e dos voláteis no sistema, desencadeando assim a separação da fase volátil, a desestabilização dos complexos e precipitação dos sulfetos magmáticos portadores de Au, além da própria formação das soluções hidrotermais. / The Neoproterozoic Lavras do Sul Shoshonitic Association (LSSA) is situated in the southernmost Brazil, and hosts Au-Cu-sulphide mineralizations, that, according to some authors, could be related to porphyry copper-gold deposits. Field, petrographic, mineralogical, and geochemical data led to the identification and classification of late dikes, which crosscut the hypabissal monzonites, andesites and lamprophyres of LSSA, in three main types: authoclastic composite dikes, latitic dikes, and amphibole-bearing latitic dikes. Their large lithological and textural variation is attributed to magmatic differentiation, mineral segregation, and, magma mingling processes. The dikes show shoshonitic affinity, with K2O > (Na2O –2), contain relatively high amounts of Rb, Ba, and Sr, and low to moderate contents of Nb, Zr, HREE, features that are characteristic of the LSSA. Two main compositional trends were observed: (i) an high-Ti trend, with higher contents of Fe2O3t, P2O5, HFS, LILE and REE, and lower K2O/Na2O ratios( < 0.8); (ii) low-Ti trend, which is predominant in the LSSA, with lower contents of the cited elements and K2O/Na2O > 1.4. The lower K2O/Na2O ratios of high-Ti dikes indicate an evolution of magma sources and processes towards more sodic, silica-saturated alkaline compositions, like is usually described in the post-collisional magmatism. Magmatic crystallization and, the concurrent volatile enrichment, together with Au-S-Cl complexes formation, led to the fluid oversaturation of the magma system and to the second boiling point, which caused the dike vesiculation in the late magmatic stages. The lamprophyre magma is admitted as a possible source of Au and S in the magmatic system. Comingling between the trachyte or latite magmas with the lamprophyre one, can have caused the increase of volatiles and the consequent oxidation of this system, so, promoting the fluid phase separation, the breakdown of complexes, and precipitation of Au-bearing magmatic sulphides, as well as the hydrothermal fluid phase generation.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Filosofia e Ciências Humanas. Programa de Pós-Graduação em Geografia. / Made available in DSpace on 2012-10-24T10:29:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 264291.pdf: 5523662 bytes, checksum: 3dfca7aa71ff707d5468c63598a72586 (MD5) / Devido sua morfologia escalonada, os perfis longitudinais dos rios desenvolvidos sobre basaltos apresentam uma modalidade diferenciada de evolução intrinsecamente ligada à evolução das rupturas de declive. A morfologia dos perfis longitudinais dos rios da Formação Serra Geral, constituinte da província vulcânica continental da Bacia do Paraná, é atribuída, de forma ampla, às diferenças no grau de vesiculação e no estilo de fraturamento dos níveis internos dos derrames. Porém, pouco se sabe sobre a interação entre essas e outras propriedades na determinação dos declives fluviais. O propósito do presente estudo foi investigar como as características litológicas, tectono-estruturais e hidráulicas influenciam a morfologia do perfil longitudinal de um rio situado sobre os basaltos da Formação Serra Geral. O estudo baseou-se no levantamento e análise de informações cartográficas sobre falhas, basculamentos de bloco, variação da área de drenagem e informações de campo sobre vesiculação, fraturamento e resistência da rocha intacta, ao longo do Rio das Pedras (extensão # 62 km; área da bacia # 330 km²). Utilizou-se como modelo direcionador e integrativo das análises a relação declive-área (S = ksA-?). A resistência da rocha intacta não influencia os declives, exceto subsidiariamente nas zonas de ruptura em basalto vesicular-amidalóide, onde, respectivamente, a potência do escoamento é maior e a resistência é, em média, menor. As zonas de ruptura (knickzones) são feições comuns do perfil longitudinal, sendo originadas em sua maioria por falhas transversais ao canal e esculpidas em qualquer nível estrutural interno dos derrames de basalto. A evolução das zonas de ruptura combina a retração paralela das rupturas individuais com a inclinação da zona como um todo. O arranque é o processo erosivo predominante, mas formas esculpidas por abrasão desenvolvem-se quando o fraturamento está entre 3 e 5 m/m². A média da densidade de fraturas em trechos fluviais cuja orientação é controlada pela inserção em zonas fraturadas tectonicamente é maior (6,2 m/m²) que nos trechos livres de controle (4,5 m/m²). Zonas de baixa declividade relativa tendem a diminuir em declividade com o aumento da densidade de fraturas, ocorrendo o inverso nas zonas de ruptura. Combinações específicas entre declividade, potência do escoamento, modalidades de arranque e fluxo de sedimentos são sugeridas como causa dessa diferença. Segmentos convexos do perfil estão relacionados ao fluxo do rio contrariamente ao mergulho de blocos tectonicamente basculados. O índice de concavidade (?) apresenta valores diferenciados de acordo com o macro-domínio tectônico em que o rio está inserido. Fluxo contrário ao mergulho de um bloco basculado reduz ?, o mesmo acontecendo quando há inserção extensiva do canal em zonas fraturadas tectonicamente. Independente do controle, no rio estudado ? está em torno de 1. Dentro de cada macro-domínio as variações das propriedades litológicas e de estruturas menores determinam os valores do índice de declividade (ks). A densidade de fraturas é o principal fator diferenciador de domínios ks. Due to the stepped morphology, the longitudinal profiles developed over basalts present a differentiated modality of evolution which is closely related to knickpoint evolution. The morphology of longitudinal profiles of rivers of Serra Geral Formation, a component of Paraná Basin volcanic province, is widely attributed to the differences in vesiculation and style of fracturing of the internal levels of the floods. However, little is known about the interaction between this and others properties in the determination of fluvial slopes. The objective of the present study was to investigate how the lithological, tectonic, and hydraulic characteristics influence the morphology of the longitudinal profile of a river situated on basalts of the Serra Geral Formation. The study was based on a survey and analysis of cartographic information about faults, block tilting and drainage area variation and field information about vesiculation, fracturing and intact rock strength, along the Rio das Pedras (extension # 62 km; basin area # 330 km²). The slope-area relationship (S = ksA-?) was used as directive and integrative model of the analysis. The intact rock strength does not influence the slopes, except in a subsidiary way in the knickzones formed in vesicular basalt, where the stream power is greater and the rock strength is, on average, less. The knickzones are common features of the longitudinal profile, originating mainly from faults crossing the channel, and are sculpted in any internal structural level of the basalt floods. The knickzone's evolution combines the parallel retreat of individual knickpoints with the inclination of the zone. Plucking is the predominant erosion process, but the features sculpted by abrasion develop when the fracturing is between 3 and 5 m/m². The average fracture density in fluvial reaches whose orientation is controlled by insertion in tectonic fracture zones is larger (6.2 m/m²) than in control free reaches (4.5 m/m²). Relatively low slope zones tend to decrease in steepness with the increase in the density of fractures, and the inverse occur in the knickzones. Specific combinations of slope, stream power, plucking type, and sediment flux are suggested as the cause of the difference. Convex segments of the profile are related to the river flux contrary to the plunge of the tilting blocks. The concavity index (?) presents differentiated values according to the tectonic domain where the river is situated. The flux contrary to the plunge of the tilting block decreases ?; the same happens when there is extensive insertion of the channel in fracture zones. Independently of control, ? is around 1 in the studied river. Inside each tectonic domain the variations in lithological properties and small structures determine the steepness index values (ks). The fracture density is the major factor that determines ks values.