Orientadores: Job Jesus Batista, Bernardino Figueiredo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociencias / Made available in DSpace on 2018-07-18T17:40:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sachs_LilianeLavouraBueno_M.pdf: 17699176 bytes, checksum: fa1333599bb62707cb905b7b086fddc9 (MD5) Previous issue date: 1993 / Resumo: O depósito mineral poli metálico do Igarapé Bahia (Cu-Au-Ag-Mo) é hospedado por rochas metavulcânicas e metassedimentares de baixo grau do Grupo Igarapé Bahia na Província Mineral de Carajás, norte do Brasil. O Grupo Igarapé Bahia constitui-se principalmente de rochas vulcânicas básicas e piroclásticas, rochas sedimentares psamopelíticas e formações ferríferas, que exibem direção NNW e mergulhos de 70° ENE. Estas rochas são capeadas por um manto laterítico, o qual hospeda um considerável depósito de ouro na área. O presente trabalho exibe os resultados petrográficos e litogeoquímicos realizados nas rochas vulcânicas básicas do depósito do Igarapé Bahia, assim como os resultados petrográficos da mineralização primária sulfetada associada a estas rochas. Um total de 23 amostras de rochas tiveram seus elementos maiores e traços analisados por Fluorescência de Raio-X, Absorção Atômica e outros métodos analíticos, realizados na UNICAMP e na UNESP. Os teores de ETR foram determinados em 8 amostras de rochas pelo método ICP, na GEOSOL. Estas rochas foram também estudadas microscopicamente e a paragênese do minério foi determinada num total de 25 seções polidas. Os tipos litológicos são: metabasaltos,metadiabásios com intercrescimento granofírico, meta-andesitos a metadacitos, rochas ricas em magnetita, as quais hospedam lentes de sulfeto maciço, e rochas básicas intrusivas que cortam a sequência vulcanosedimentar. No geral, as rochas vulcânicas do Igarapé Bahia foram alteradas hidrotermalmente em condições compatíveis a da facies xisto verde.Todos os tipos litológicos, exceto as rochas básicas intrusivas contêm quantidades variáveis de clorita, carbonato, quartzo e epidoto. Os teores de elementos incompatíveis e ETR obtidos para estas rochas indicam que elas correspondem provavelmente a Tholeiítos Continentais, com relativo enriquecimento em Rb, Ba, K, La e Ce. Este enriquecimento pode ser devido à alteração hidrotermal ou à contaminação crustal. A mineralização primária sulfetada do depósito do Igarapé Bahia sofreu remobilização durante o evento hidrotermal, em condições da faices xisto verde e foi também afetada por evento cisalhante / Abstract: The polymetallic Igarapé Bahia mineral deposit (Cu-Au-Ag-Mo) is hosted by the low-grade metavolcanic and metasedimentary roeles of the Igarapé Bahia Group in the Carajás Mineral Province, northern Brazil. The Igarapé Bahia Group consists mainly of basic volcanic and pyroclastic rocks, psamo-pelitic sedimentary rocks and iron formation, which follow a general NNW strike with a dip of 7(1 ENE. These rocks are overlain by a lateritic sequence which hosts the largest gold deposit in the area. The present study reports a petrographic and lithogeochemica1 investigation on the basic volcanic rocks of the Igarapé Bahia deposit, as well as petrographic results on the primary sulfide mineralization associated with these rocks. A total of 23 rock samples were analyzed for both major and trace elements by XRF, ASS and other analytical methods available at UNICAMP and UNESP. REE contents were determined on 8 selected rock samples by ICP method at GEOSOL. These rocks were also studied by conventional optical microscopy and the ore paragenesis were recognized in a total of 25 polished-thin section. Lithologica1 types are: metabasalts, metabasalts with granophyric intergrowths, meta-andesites to metadacites, country rocks with interlayerings of magnetiterich rocks, which host massive sulfide lenses, and intrusive basic rocks crosscutting the volcanic-sedimentary sequence. In general, the Igarapé Bahia volcanic rocks have been hydrotermally altered at greenschist facies conditions. All types, except the subvolcanic basic rocks contain variable amounts of chlorite, carbonate, quartz and epidote. The incompatible element and REE patterns obtained for these rocks resemble those of Continental Tholeiites probably, with relative enrichment for Rb, Ba, k, La and Ce. These enrichment may be due to the hydrothermal alteration or crostal contamination. The primary sulfide mineralization of the Igarapé Bahia deposit underwent local remobilization during hydrothermal alteration events at greenschist facies and was also affected by shearing within a more brittle regime / Mestrado / Mestre em Geociências

Orientador: Antonio José Ranalli Nardy / Resumo: O supercontinente Gondwana passou por uma intensa atividade magmática durante o período Cretáceo, a qual originou extensos derrames. Essas regiões são consideradas como grandes large igneous province (LIPS), onde se observa a ocorrência de extensos depósitos vulcânicos com composições básicas, intermediárias e ácidas. Nas rochas vulcânicas da Formação Serra Geral, em termos macroscópicos, podem ser identificados três tipos petrográficos distintos. O tipo majoritário é representado pelos basaltos e andesitos que apresentam textura predominantemente intergranular. De modo subordinado, dois tipos de rochas com composição ácida são reconhecidos e denominados tipos Palmas e Chapecó. Os primeiros são porfiríticos e as últimos maciços e afíricos. Do ponto de vista petrográfico e geoquímico, as rochas ácidas do tipo Chapecó podem ser divididas em Ourinhos, Tamarana e Guarapuava. Este último subtipo apresentou características geoquímicas e de química mineral robustas que o subdividem em: Guarapuava 1, 2 e 3. / Abstract: The supercontinent Gondwana underwent intense magmatic activity during the Cretaceous period, which resulted in extensive strokes. These regions are considered as major magmatic provinces (LIPS), where extensive volcanic deposits with basic, intermediate and acidic compositions are observed. In the volcanic rocks of the Serra Geral Formation, in macroscopic terms, three distinct petrographic types can be identified. The major type is represented by the basalts and andesites that present predominantly intergranular texture. Subordinately, two types of rocks with acid composition are recognized and called Palmas and Chapecó types. The former are porphyritic and the latter massive and aphyric. From the petrographic and geochemical point of view, Chapecó acid rocks can be divided into Ourinhos, Tamarana and Guarapuava. This last subtype presented robust geochemical and mineral chemistry characteristics that subdivide it into: Guarapuava 1, 2 and 3. / Mestre

Richard Serra's sculpture constitutes a political act through its analytical and operative strategies: analytical, when the work exposes the structures that frame our intersubjectivity, and operative, when the work acts as an example of resistance to the habitual acceptance of these structures. The significance of this oeuvre to architecture is that Serra's sculpture deliberately presents itself as something just shy of architecture, claiming its critical role to be that abandoned by--and proper to--architecture.

A Província Basáltica Continental do Paraná (PBCP) ocupa uma área de cerca 1,2 x 106 km2 na América do Sul e tem sua origem vinculada a fragmentação do Gondwana e a abertura do Oceano Atlântico Sul durante o Cretáceo Inferior. Estudos enfocando a morfologia e origem das estruturas nos basaltos na PBCP, realizados na porção oeste do estado do Paraná, determinaram a identificação de derrames do tipo pahoehoe e ‘a‘a , com o predomínio de pahoehoe simples e compostos. Em alguns locais constatou-se o processo de interação entre lavas e sedimentos e a ocorrência de peperitos fluidais. Na área estudada verificou-se que os derrames pahoehoe compostos são formados por lobos do tipo P (pipe) e do tipo S (spongy), com o predomínio dos primeiros. A predominância de lobos do tipo P pode ser relacionada com o rompimento e geração de pequenos lobos na porção distal de espessos derrames inflados. As características destes lobos indicam um longo tempo de residência das lavas, em um sistema de distribuição antes da extrusão. As feições de superfície originadas em derrames pahoehoe e ‘a‘a estão bem preservadas e são de fácil reconhecimento. Os derrames possuem extensão lateral de até 50 km e podem ser divididos em três porções em relação ao conduto: proximal, mediana e distal. Na porção proximal os derrames pahoehoe são espessos (40-70 m) e possuem a crosta superior e o núcleo maciço bem delimitado. Na porção mediana predominam derrames pahoehoe simples com espessura entre 20 e 30 m, localmente ocorrem derrames compostos. Na porção distal predominam derrames compostos de até 5 m de espessura, formados por lobos. A geração de derrames tipo pahoehoe inflados sugerem baixas taxas de erupção na geração dos basaltos do oeste do Paraná. Estimativas baseadas na espessura da crosta superior indicam um período de 33 meses para a geração de fluxos inflados com 25 m de espessura total. Os peperitos foram gerados pela interação entre derrames e sedimentos úmidos, predominantemente silte e argila, depositados em um ambiente lacustre. A presença destes sedimentos indica uma mudança climática, que ocorreu entre a erupção da porção basal da PBCP, associada com ambiente desértico (Formação Botucatu) e a porção superior associada com ambiente lacustre. Nesta fase interrupções no vulcanismo possibilitaram a deposição de sedimentos em pequenos lagos estabelecidos sobre os derrames. A presença de sedimento vesiculado preenchendo vesículas e fraturas e a deformação de estruturas sedimentares indicam que a fração sedimentar estava inconsolidada ou pouco consolidada e úmida, quando da geração dos peperitos. As texturas presentes nos peperitos fluidais indicam que os principais fatores que influenciaram no mingling entre lava e sedimentos foram: 1- as propriedades da lava (baixa viscosidade), 2- a presença de sedimentos inconsolidados a pouco consolidados e úmidos e 3- um evento único na interação entre lava e sedimento. Neste ambiente os peperitos eram formados na base do derrame e processos posteriores, como a inflação do derrame e a extrusão de outros derrames, não causaram perturbações nos domínios de peperito gerados previamente. Os trabalhos realizados na porção oeste do Paraná indicam que os derrames da PBCP são dominantemente do tipo pahoehoe, tanto simples como compostos, associados com fluxos inflados. Estas evidências contrariam a estruturação convencionalmente estabelecida para a Formação Serra Geral onde os derrames são espessos, maciços e com geometria tabular. Esta aparente organização pode ser também gerada pela amalgamação de sucessivos e simultâneos lobos de lavas.

Este trabalho apresenta um estudo de alguns casos de instabilidade na encosta da Serra Geral no Estado do Rio Grande do Sul. A encosta da Serra Geral na sua borda leste apresenta-se como um paredão abrupto entalhado por profundos canyons os quais são orientados segundo um sistema de falhas regionais. As encostas da borda leste são formadas por litologias pertencentes à Formação Serra Geral (rochas vulcânicas básicas e ácidas) e Formação Botucatu. Na borda leste foram descritos vários casos de instabilidade ocorridos no vale do rio Três Forquilhas, quando da abertura da rodovia RS-486 (Rota do Sol). Neste área verificou-se que os movimentos de massa são os fluxos de detritos e quedas de blocos nas cotas mais altas, principalmente nas rochas vulcânicas ácidas, e os movimentos de tálus e massas coluviais na porção intermediária e próximo ao fundo dos vales em rochas vulcânicas básicas e solos de alteração. Várias rupturas em taludes de solo e rocha alterada envolveram a mobilização da resistência ao cisalhamento residual. A encosta sul da Serra Geral desenvolve-se como uma borda profundamente erodida e as escarpas vão gradualmente diminuindo de altitude de leste para oeste. Nas encostas da borda sul afloram várias formações sedimentares principalmente as Formações Rosário do Sul, Santa Maria e Caturrita. Na borda sul foram examinados casos de instabilidade nas localidades de Taquara- Gramado, Teutônia, São Vendelino, Candelária, Santa Cruz do Sul, Malhada, Faxinal do Soturno e Santa Maria. A encosta até a região de Santa Cruz do Sul apresenta movimentos de massa associados a colúvios argilosos sobre rocha basáltica ou arenítica. Os materiais envolvidos são originados da Formação Serra Geral e da Formação Botucatu. A partir desta área os sedimentos das Formação Santa Maria (siltitos vermelhos) tornam-se importantes nos processos de instabilidade de encostas e taludes. Nos taludes de Faxinal do Soturno e Malhada as camadas siltosas da Formação Santa Maria tiveram grande importância nos processos de instabilidade. Alguns dos casos de instabilidade estudados apresentavam superfícies de ruptura com aspecto estriado e brilhante em camadas com elevada concentração de argilo-minerais. Foram realizados ensaios ring shear em 26 solos do estado com o objetivo de investigar os mecanismos de mobilização da resistência residual. Os tipos de solos estudados incluíram colúvios sobre basaltos e siltitos; solos residuais de basalto; solos saprolíticos granulares de granito; solos residuais de arenito, de siltito e de argilito e argilas de preenchimento de juntas de basalto. Os valores de Ø'r variaram entre 7º e 36º. A interpretação dos resultados permitiu a identificação de 5 grupos principais de comportamento de solos. Em Faxinal do Soturno um talude sofreu um processo de ruptura ao longo de uma superfície claramente definida e com características peculiares. Os materiais envolvidos foram colúvios siltosos sobre siltito vermelho da Formação Santa Maria. A superfície de ruptura apresentava-se lisa e polida, com um índice de vazios e teor de umidade mais elevados. Através de microscopia eletrônica verificou-se uma orientação das partículas de argila da superfície de ruptura na direção do movimento. Retro-análises do talude indicaram a mobilização da resistência ao cisalhamento residual ao longo desta superfície. Em Malhada um grande escorregamento de solo e rocha envolvendo a borda do platô basáltico da Formação Serra Geral, arenitos da Formação Botucatu e siltitos da Formação Santa Maria ocasionou a abertura de uma grande fossa com 30m de profundidade e movimentos de massa numa área de cerca de 60 hectares. Levantamentos topográficos, geofísicos e geológicos foram realizados na área. Foram realizadas sondagens e instalados piezômetros, marcos superficiais e inclinômetros para monitoramento da encosta. Ensaios de laboratório foram executados para determinar os parâmetros de resistência dos diversos materiais envolvidos. Os movimentos desta encosta são complexos e parecem reproduzir o mecanismo de evolução natural das escarpas na região. A resistência residual do siltito foi mobilizada. / This work presents the study of some slope instability problems on Serra Geral slopes in Rio Grande do Sul State. The east border of Serra Geral slope presents an abrupt scarp cut by deep canyons. These canyons are oriented according to a regional fault system. The east border slopes are formed by materials of Serra Geral Formation (basic and acid volcanic rocks) and Botucatu Formations. Various slope instability problems in this border have been described related to RS-486 roadway construction, Três Forquilhas river valley. Debris flows and rock falls are the most common movements at higher levels, in acid volcanic rocks. In the lower and intermediate levels the movements of talus and colluvium masses are more common. Various slope failures involving weathered rock and residual soil mobilized residual shear strength. The south border of Serra Geral is deeply eroded and the scarps are gradually reduced in height from east to west. Various sedimentary formations are exposed, especially Rosário do Sul, Santa Maria and Caturrita Formations. In this border, slope problems were examined on Taquara-Gramado, Teutônia, São Vendelino, Candelária, Santa Cruz do Sul, Malhada, Faxinal do Soturno and Santa Maria locations. Up to Santa Cruz do Sul the mass movements are related to clayey colluviuns over basalt or sandstone rocks. The materials are originated from Serra Geral and Botucatu Formations. Further west the sedimentary silty rocks of Santa Maria Formations became important on the instability problems. At Malhada and Faxinal do Soturno slopes the silty layers of Santa Maria Formation had a major role on the instability. Some slope problems studied presented failure surfaces with polished aspect on layers with large content clay minerals. Ring shear tests were carried out on 26 soils on order to study the mechanisms of shear strength mobilization. The soil types included colluvium over basalt and siltstone; residual soils from basalt; granular saprolitic soils from granite; residual soils from sandstones, siltstones and mudstones and discontinuity infilling clays in basalts. The values of Ø’r varied between 7º and 36º. The tests results interpretation allowed the definition of 5 main groups of soil behaviour. The Faxinal do Soturno slope presented a clearly defined failure surface involving silty colluvium over red siltstone from Santa Maria. The material at failure surface had a higher void ratio and water content than the remaining colluvium. Photographs taken through electronic microscope showed clay particles oriented on the movement direction. Back-analysis confirmed the residual shear strength mobilization at the surface. At Malhada location the failure involved a great volume of soil and rock including the border of the basaltic plateau of Serra Geral Formation, Botucatu sandstones and Santa Maria siltstones. The movement opened a large chasm 30m deep and caused soil deformations in a 60ha area. Topographic, geologic and geophysical surveys have been carried out in the area. Monitoring included surficial stakes, piezometers and inclinometers. Laboratory tests have been carried out on most of the materials involved. The slope movements are complex and seemed to reproduce the natural evolution of the scarp in the region. The residual shear strength has been mobilized.

A Província Basáltica Continental do Paraná (PBCP) ocupa uma área de cerca 1,2 x 106 km2 na América do Sul e tem sua origem vinculada a fragmentação do Gondwana e a abertura do Oceano Atlântico Sul durante o Cretáceo Inferior. Estudos enfocando a morfologia e origem das estruturas nos basaltos na PBCP, realizados na porção oeste do estado do Paraná, determinaram a identificação de derrames do tipo pahoehoe e ‘a‘a , com o predomínio de pahoehoe simples e compostos. Em alguns locais constatou-se o processo de interação entre lavas e sedimentos e a ocorrência de peperitos fluidais. Na área estudada verificou-se que os derrames pahoehoe compostos são formados por lobos do tipo P (pipe) e do tipo S (spongy), com o predomínio dos primeiros. A predominância de lobos do tipo P pode ser relacionada com o rompimento e geração de pequenos lobos na porção distal de espessos derrames inflados. As características destes lobos indicam um longo tempo de residência das lavas, em um sistema de distribuição antes da extrusão. As feições de superfície originadas em derrames pahoehoe e ‘a‘a estão bem preservadas e são de fácil reconhecimento. Os derrames possuem extensão lateral de até 50 km e podem ser divididos em três porções em relação ao conduto: proximal, mediana e distal. Na porção proximal os derrames pahoehoe são espessos (40-70 m) e possuem a crosta superior e o núcleo maciço bem delimitado. Na porção mediana predominam derrames pahoehoe simples com espessura entre 20 e 30 m, localmente ocorrem derrames compostos. Na porção distal predominam derrames compostos de até 5 m de espessura, formados por lobos. A geração de derrames tipo pahoehoe inflados sugerem baixas taxas de erupção na geração dos basaltos do oeste do Paraná. Estimativas baseadas na espessura da crosta superior indicam um período de 33 meses para a geração de fluxos inflados com 25 m de espessura total. Os peperitos foram gerados pela interação entre derrames e sedimentos úmidos, predominantemente silte e argila, depositados em um ambiente lacustre. A presença destes sedimentos indica uma mudança climática, que ocorreu entre a erupção da porção basal da PBCP, associada com ambiente desértico (Formação Botucatu) e a porção superior associada com ambiente lacustre. Nesta fase interrupções no vulcanismo possibilitaram a deposição de sedimentos em pequenos lagos estabelecidos sobre os derrames. A presença de sedimento vesiculado preenchendo vesículas e fraturas e a deformação de estruturas sedimentares indicam que a fração sedimentar estava inconsolidada ou pouco consolidada e úmida, quando da geração dos peperitos. As texturas presentes nos peperitos fluidais indicam que os principais fatores que influenciaram no mingling entre lava e sedimentos foram: 1- as propriedades da lava (baixa viscosidade), 2- a presença de sedimentos inconsolidados a pouco consolidados e úmidos e 3- um evento único na interação entre lava e sedimento. Neste ambiente os peperitos eram formados na base do derrame e processos posteriores, como a inflação do derrame e a extrusão de outros derrames, não causaram perturbações nos domínios de peperito gerados previamente. Os trabalhos realizados na porção oeste do Paraná indicam que os derrames da PBCP são dominantemente do tipo pahoehoe, tanto simples como compostos, associados com fluxos inflados. Estas evidências contrariam a estruturação convencionalmente estabelecida para a Formação Serra Geral onde os derrames são espessos, maciços e com geometria tabular. Esta aparente organização pode ser também gerada pela amalgamação de sucessivos e simultâneos lobos de lavas.

Este trabalho apresenta um estudo de alguns casos de instabilidade na encosta da Serra Geral no Estado do Rio Grande do Sul. A encosta da Serra Geral na sua borda leste apresenta-se como um paredão abrupto entalhado por profundos canyons os quais são orientados segundo um sistema de falhas regionais. As encostas da borda leste são formadas por litologias pertencentes à Formação Serra Geral (rochas vulcânicas básicas e ácidas) e Formação Botucatu. Na borda leste foram descritos vários casos de instabilidade ocorridos no vale do rio Três Forquilhas, quando da abertura da rodovia RS-486 (Rota do Sol). Neste área verificou-se que os movimentos de massa são os fluxos de detritos e quedas de blocos nas cotas mais altas, principalmente nas rochas vulcânicas ácidas, e os movimentos de tálus e massas coluviais na porção intermediária e próximo ao fundo dos vales em rochas vulcânicas básicas e solos de alteração. Várias rupturas em taludes de solo e rocha alterada envolveram a mobilização da resistência ao cisalhamento residual. A encosta sul da Serra Geral desenvolve-se como uma borda profundamente erodida e as escarpas vão gradualmente diminuindo de altitude de leste para oeste. Nas encostas da borda sul afloram várias formações sedimentares principalmente as Formações Rosário do Sul, Santa Maria e Caturrita. Na borda sul foram examinados casos de instabilidade nas localidades de Taquara- Gramado, Teutônia, São Vendelino, Candelária, Santa Cruz do Sul, Malhada, Faxinal do Soturno e Santa Maria. A encosta até a região de Santa Cruz do Sul apresenta movimentos de massa associados a colúvios argilosos sobre rocha basáltica ou arenítica. Os materiais envolvidos são originados da Formação Serra Geral e da Formação Botucatu. A partir desta área os sedimentos das Formação Santa Maria (siltitos vermelhos) tornam-se importantes nos processos de instabilidade de encostas e taludes. Nos taludes de Faxinal do Soturno e Malhada as camadas siltosas da Formação Santa Maria tiveram grande importância nos processos de instabilidade. Alguns dos casos de instabilidade estudados apresentavam superfícies de ruptura com aspecto estriado e brilhante em camadas com elevada concentração de argilo-minerais. Foram realizados ensaios ring shear em 26 solos do estado com o objetivo de investigar os mecanismos de mobilização da resistência residual. Os tipos de solos estudados incluíram colúvios sobre basaltos e siltitos; solos residuais de basalto; solos saprolíticos granulares de granito; solos residuais de arenito, de siltito e de argilito e argilas de preenchimento de juntas de basalto. Os valores de Ø'r variaram entre 7º e 36º. A interpretação dos resultados permitiu a identificação de 5 grupos principais de comportamento de solos. Em Faxinal do Soturno um talude sofreu um processo de ruptura ao longo de uma superfície claramente definida e com características peculiares. Os materiais envolvidos foram colúvios siltosos sobre siltito vermelho da Formação Santa Maria. A superfície de ruptura apresentava-se lisa e polida, com um índice de vazios e teor de umidade mais elevados. Através de microscopia eletrônica verificou-se uma orientação das partículas de argila da superfície de ruptura na direção do movimento. Retro-análises do talude indicaram a mobilização da resistência ao cisalhamento residual ao longo desta superfície. Em Malhada um grande escorregamento de solo e rocha envolvendo a borda do platô basáltico da Formação Serra Geral, arenitos da Formação Botucatu e siltitos da Formação Santa Maria ocasionou a abertura de uma grande fossa com 30m de profundidade e movimentos de massa numa área de cerca de 60 hectares. Levantamentos topográficos, geofísicos e geológicos foram realizados na área. Foram realizadas sondagens e instalados piezômetros, marcos superficiais e inclinômetros para monitoramento da encosta. Ensaios de laboratório foram executados para determinar os parâmetros de resistência dos diversos materiais envolvidos. Os movimentos desta encosta são complexos e parecem reproduzir o mecanismo de evolução natural das escarpas na região. A resistência residual do siltito foi mobilizada. / This work presents the study of some slope instability problems on Serra Geral slopes in Rio Grande do Sul State. The east border of Serra Geral slope presents an abrupt scarp cut by deep canyons. These canyons are oriented according to a regional fault system. The east border slopes are formed by materials of Serra Geral Formation (basic and acid volcanic rocks) and Botucatu Formations. Various slope instability problems in this border have been described related to RS-486 roadway construction, Três Forquilhas river valley. Debris flows and rock falls are the most common movements at higher levels, in acid volcanic rocks. In the lower and intermediate levels the movements of talus and colluvium masses are more common. Various slope failures involving weathered rock and residual soil mobilized residual shear strength. The south border of Serra Geral is deeply eroded and the scarps are gradually reduced in height from east to west. Various sedimentary formations are exposed, especially Rosário do Sul, Santa Maria and Caturrita Formations. In this border, slope problems were examined on Taquara-Gramado, Teutônia, São Vendelino, Candelária, Santa Cruz do Sul, Malhada, Faxinal do Soturno and Santa Maria locations. Up to Santa Cruz do Sul the mass movements are related to clayey colluviuns over basalt or sandstone rocks. The materials are originated from Serra Geral and Botucatu Formations. Further west the sedimentary silty rocks of Santa Maria Formations became important on the instability problems. At Malhada and Faxinal do Soturno slopes the silty layers of Santa Maria Formation had a major role on the instability. Some slope problems studied presented failure surfaces with polished aspect on layers with large content clay minerals. Ring shear tests were carried out on 26 soils on order to study the mechanisms of shear strength mobilization. The soil types included colluvium over basalt and siltstone; residual soils from basalt; granular saprolitic soils from granite; residual soils from sandstones, siltstones and mudstones and discontinuity infilling clays in basalts. The values of Ø’r varied between 7º and 36º. The tests results interpretation allowed the definition of 5 main groups of soil behaviour. The Faxinal do Soturno slope presented a clearly defined failure surface involving silty colluvium over red siltstone from Santa Maria. The material at failure surface had a higher void ratio and water content than the remaining colluvium. Photographs taken through electronic microscope showed clay particles oriented on the movement direction. Back-analysis confirmed the residual shear strength mobilization at the surface. At Malhada location the failure involved a great volume of soil and rock including the border of the basaltic plateau of Serra Geral Formation, Botucatu sandstones and Santa Maria siltstones. The movement opened a large chasm 30m deep and caused soil deformations in a 60ha area. Topographic, geologic and geophysical surveys have been carried out in the area. Monitoring included surficial stakes, piezometers and inclinometers. Laboratory tests have been carried out on most of the materials involved. The slope movements are complex and seemed to reproduce the natural evolution of the scarp in the region. The residual shear strength has been mobilized.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, 2008. / Submitted by Suelen Silva dos Santos (suelenunb@yahoo.com.br) on 2010-02-26T15:17:14Z No. of bitstreams: 1 2008_LincolnSiepierski.pdf: 12618343 bytes, checksum: 532f9b33865c65e7b1b9e29aaba203e3 (MD5) / Approved for entry into archive by Daniel Ribeiro(daniel@bce.unb.br) on 2010-03-04T00:56:47Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_LincolnSiepierski.pdf: 12618343 bytes, checksum: 532f9b33865c65e7b1b9e29aaba203e3 (MD5) / Made available in DSpace on 2010-03-04T00:56:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_LincolnSiepierski.pdf: 12618343 bytes, checksum: 532f9b33865c65e7b1b9e29aaba203e3 (MD5) Previous issue date: 2008-04 / A área GT-34, localizada na Província Mineral de Carajás, encontra-se situada no domínio gnáissico-migmatítico do Complexo Xingu (Silva et al.,1974). Caracteriza-se por apresentar zonas ricas em sulfetos hospedadas em corpos irregulares constituídos por rochas brechadas e/ou litologias ricas em ortopiroxênio-anfibólio, que afloram entre rochas gnáissicas. As rochas brechadas são constituídas por abundantes fragmentos heterogêneos resultantes da alteração do gnaisse encaixante. Os corpos enriquecidos em sulfetos ocorrem ao longo de uma faixa com direção geral NE-SW de aproximadamente 1,5 km de comprimento, atingindo localmente 500 m de profundidade. Essas zonas ricas em sulfetos ocorrem intimamente associadas a rochas costituídas dominantemente de ortopiroxênio (ortopiroxenititos) e anfibólio, consideradas como formadas por metassomatismo. As intersecções ricas em sulfetos variam de centimétricas a decamétricas. Ortopiroxenititos brechados com injeções de veios ricos em sulfetos são observados em vários pontos do GT-34. Nestas zonas observam-se brechação e substituição parcial do ortopiroxenitito por uma associação contendo sulfetos com proporções variadas de apatita, escapolita e hornblenda. Zonas enriquecidas em sulfetos ocorrem como vênulas discretas, como sistema de veios tipo “stockwork”, ou como zonas brechadas, semi-maciças, contendo fragmentos de ortopiroxenitito parcialmente alterado. Apatita ocorre invariavelmente associada e pode alcançar até 25% em volume nas amostras com sulfetos semi-maciços e veios enriquecidos. A abundância de apatita nestas zonas enriquecidas em sulfetos resulta em alto conteúdo em P, alcançando até 7,9 % em peso e com vários resultados analíticos entre 1 e 5% em peso, evidenciando uma correlação geoquímica positiva entre P e S. As zonas sulfetadas são enriquecidas em Fe o que reflete a paragênese dos sulfetos dominada por pirrotita, com pirita, calcopirita e pentlandita associadas; contudo, as rochas metassomatizadas vizinhas a essas zonas sulfetadas não são enriquecidas em Fe. Os ortopiroxenititos são caracterizados pelo alto conteúdo de Mg (>3 % em peso) e estão associados às zonas sulfetadas porém, nem sempre, representam as rochas hospedeiras desses corpos. A composição dos cristais de ortopiroxênio de diversas áreas do GT-34 é similar. O conteúdo de En nessas amostras varia de 68,0 a 77,5% e não mostra correlação significativa com o conteúdo de TiO2, Cr2O3, CaO e Al2O3. Quando comparados a cristais de ortopiroxênio com conteúdo similar de En provenientes de intrusões acamadadas máficas-ultramáficas, os cristais de ortopiroxênio do GT-34 exibem invariavelmente baixo conteúdo de TiO2, Cr2O3, CaO e Al2O3. Igualmente, os ortopiroxenititos possuem conteúdo extremamente baixo de Cr2O3 (< 0.01 % em peso; ou 22 a 71 ppm Cr) e TiO2 (0.03 a 0.14 % em peso), confirmando o mesmo aspecto vi composicional distinto quando comparado com ortopiroxenitos de origem magmática. Essas características sustentam a interpretação que os cristais de piroxênios, e por associação, os ortopiroxenititos do GT-34 foram originados por processos metassomáticos. A evolução composicional dos ortopiroxenititos com ou sem sulfetos, e das rochas ricas em sulfetos sugere que a formação das zonas sulfetadas resulta da substituição moderada a extensiva das rochas ricas em ortopiroxênio. O conteúdo de ETR encontrado nas rochas ricas em sulfetos é diretamente correlacionável a abundância de apatita. Esta correlação é também observada no gráfico Ce x P2O5 que indica a substituição progressiva do ortopiroxenitito pelos termos mais ricos em apatita-sulfeto. A interpretação dos dados disponíveis do GT-34, portanto, sugere que as rochas ricas a ortopiroxênio representem metassomatitos de alta temperatura desenvolvidos sobre rochas gnáissicas (Fase 1), seguido por evento posterior caracterizado por brechação, percolação de fluídos e deposição de sulfetos (Fase 2). As condições geológicas apropriadas para desenvolver um sistema metassomático equivalente ao observado no GT-34 (P>0,5 Kb), sugerem temperaturas superiores a 700°C, compatíveis com a cristalização de ortopiroxênio. A Fase 2 no sistema GT-34 consiste no desenvolvimento de brechação e venulação nos ortopiroxenititos e gnaisses, com cristalização de sulfeto e apatita. Este processo promoveu a concentração de diversos elementos (ex.: P, F, S, ETR, Fe, Cu, Co, Ni, etc). A associação espacial entre essas litologias sugere uma relação genética entre o processo de alteração inicial (Fase 1) e a sulfetação tardia (Fase 2). Apesar disso, observa-se que o enriquecimento e empobrecimento relativos de diversos elementos são distintos nas duas fases, indicando que os fluidos associados ao metassomatismo e/ou as condições físicas atuantes durante o processo de alteração foram significativamente diferentes. As zonas ricas em sulfetos possuem abundantes sulfetos portadores de ferro (pirrotita-pirita-calcopirita-pentlandita) e são desprovidas de óxidos de ferro (magnetita ou hematita). A cristalização de pirrotita e pirita na ausência de óxidos de Fe indica condições de alta fugacidade de enxofre (fS2) e baixa fugacidade de oxigênio (fO2). A temperatura de cristalização para as fases ricas em sulfetos pode ser inferida pela presença de hornblenda associada, sugerindo temperaturas superiores a 500°C, na ausência de ortopiroxênio (T < 700°C). As características presentes no GT-34, quando comparadas com os depósitos de Cu-Au em Carajás, sugerem que o metassomatismo ocorreu em condições de alta temperatura e baixa fO2. Esses aspectos permitem indicar que o metassomatismo e sulfetação desenvolvidos no GT- 34 ocorreram em nível crustal relativamente mais profundo, representando possivelmente zonas hipogênicas do sistema IOCG regional, com idade 2.5 Ga, da Província Mineral de Carajás. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The GT-34 Prospect in the Carajás Mineral Province is located within older gneissmigmatite terrains (Xingu Complex). Sulfide mineralization is hosted by irregular bodies of brecciated rocks and/or orthopyroxene-amphibole bearing rocks outcropping among gneissic rocks. Distribution of sulfide-rich intervals form an irregular NE trend of about 1.5 km-long and up to 500 meters deep. Breccias include highly heterogeneous fragmental rocks resulting from alteration of gneisses. Sulfide-rich zones are closely associated with rocks consisting mainly of orthopyroxene (orthopyroxenitite) and amphibole, considered to form by metasomatism. Sulfide-rich intersections may be up to dozens of meters-thick or restricted to few centimeters-thick veins. Brecciation of orthopyroxenitites by sulfide-bearing veins is observed throughout the GT-34 Prospect. In these zones orthopyroxene is brecciated and partially replaced by an assemblage of sulfides associated with variable proportions of apatite, scapolite and hornblende. Enrichment in sulfides occurs in discrete veins, in veining systems developing net textured rocks or in semi-massive brecciated zones where partially altered fragments of orthopyroxenitites frequently occur. Apatite is ubiquitous and abundant (up to 25 vol. %) in brecciated semi-massive sulfides or sulfide-rich veins. Sulfide minerals consist mainly of pyrrhotite with associated pyrite, chalcopyrite and pentlandite. The abundance of apatite in the sulfide-rich samples results in their high P contents (up to 7.9 wt. % and several values between 1-5 wt. %) and good correlation with S values. Sulfide-rich zones are enriched in Fe, reflecting the abundance of Fe-bearing sulfides but metasomatic rocks closely associated with the sulfiderich zones are not Fe-enriched. Higher Mg contents (> 3 wt. % Mg) characterizes the orthopyroxene-rich rocks (orthopyroxenitites). These rocks are closely associated with sulfiderich zones but not neccessarily their host rocks. Compositions of orthopyroxene crystals from orthopyroxenitites collected in different portions of the GT-34 Prospect are very similar. En contents for orthopyroxene from the GT-34 vary from 68.0 to 77.5 %. Variation in En content shows no correlation with contents of TiO2, Cr2O3, CaO and Al2O3. When compared to orthopyroxene with similar En content of orthopyroxenites from mafic-ultramafic layered intrusions, orthopyroxene crystals from the GT- 34 Prospect show lower contents for TiO2, Cr2O3, CaO and Al2O3. Orthopyroxenitites have extremely low Cr2O3 (< 0.01 wt. %; or 22 to 71 ppm Cr) and TiO2 (0.03 to 0.14 wt. %) contents, also indicating distinctive compositional features when compared to orthopyroxenites of magmatic origin. These compositional features support the interpretation that orthopyroxene crystals (and orthopyroxenitites) in the GT-34 Prospect are not magmatic, being originated by metasomatic processes. viii Sulfide-rich rocks (S > 10 wt. %) have high total Fe2O3 (27.10 to 44.71 wt. %) and P2O5 (4.20 to 20.92 wt. %) contents, reflecting their abundance in Fe-sulfides (pyrrhotite, pyrite, chalcopyrite and pentlandite) and apatite. Compositional trends for orthopyroxenitites, sulfidebearing orthopyroxenitites and sulfide-rich rocks suggest that sulfide-bearing rocks result from mild to extensive replacement of orthopyroxene-bearing rocks. REE contents in sulfide-bearing rocks are correlated with the abundance of apatite. This correlation is illustrated by the plot of Ce versus P2O5 contents for orthopyroxenitites, sulfide-bearing orthopyroxenitites and sulfide-rich rocks, indicating the progressive replacement of orthopyroxenitites by apatite-sulfide rich zones. Interpretation of available data of the GT-34 Prospect suggests that high-temperature orthopyroxene-bearing metasomatic replacement bodies (Phase 1) developed within gneissic country rocks, followed by a late event of veining, brecciation and sulfide mineralization (Phase 2). Geological conditions appropriated to sustain the extensive high-temperature metasomatic system described in the GT-34 prospect (P > 0.5 Kb), suggest temperatures over 700°C for the crystallization of orthopyroxene. The second Phase in the GT-34 system consists of brecciation and veining of orthopyroxenitites and host gneisses, together with sulfide-apatite mineralization. This process involved the crystallization of significant amount of sulfides and apatite, thus promoting the concentration of a diverse range of elements (e.g. P, F, S, REE, Fe, Cu, Ni). The close spatial association suggests a genetic link between early alterarion (Phase 1) and later sulfidization (Phase 2). However, relative enrichment and depletion of elements are distinctively different in these two events indicating that fluids associated with metasomatism, and/or physical conditions prevailing during alteration, were highly different during these events. Sulfide-rich zones have abundant Fe-bearing sulfides (pyrrhotite, pyrite, chalcopyrite, pentlandite) and no associated oxides. Crystallization of pyrrhotite and pyrite without Fe-oxides (magnetite or hematite) indicates conditions of high sulfur fugacity (fS2) and low oxygen fugacity (fO2). The temperature of crystallization of sulfide-rich zones is constrained by associated hornblende, suggesting temperatures above 500°C, and the lack of orthopyroxene (e.g. T < 700°C). Characteristics of the GT-34 Prospect suggest that metasomatism occurred under higher temperature and lower fO2 conditions, compared to Cu-Au deposits in Carajás. These features possibly indicate that metasomatism and sulfidization of the GT-34 Prospect represent deep zones (e.g. deeper crustal level) of the regional 2.5 Ga Cu-Au ore-forming system of Carajás.

A Província Basáltica Continental do Paraná (PBCP) ocupa uma área de cerca 1,2 x 106 km2 na América do Sul e tem sua origem vinculada a fragmentação do Gondwana e a abertura do Oceano Atlântico Sul durante o Cretáceo Inferior. Estudos enfocando a morfologia e origem das estruturas nos basaltos na PBCP, realizados na porção oeste do estado do Paraná, determinaram a identificação de derrames do tipo pahoehoe e ‘a‘a , com o predomínio de pahoehoe simples e compostos. Em alguns locais constatou-se o processo de interação entre lavas e sedimentos e a ocorrência de peperitos fluidais. Na área estudada verificou-se que os derrames pahoehoe compostos são formados por lobos do tipo P (pipe) e do tipo S (spongy), com o predomínio dos primeiros. A predominância de lobos do tipo P pode ser relacionada com o rompimento e geração de pequenos lobos na porção distal de espessos derrames inflados. As características destes lobos indicam um longo tempo de residência das lavas, em um sistema de distribuição antes da extrusão. As feições de superfície originadas em derrames pahoehoe e ‘a‘a estão bem preservadas e são de fácil reconhecimento. Os derrames possuem extensão lateral de até 50 km e podem ser divididos em três porções em relação ao conduto: proximal, mediana e distal. Na porção proximal os derrames pahoehoe são espessos (40-70 m) e possuem a crosta superior e o núcleo maciço bem delimitado. Na porção mediana predominam derrames pahoehoe simples com espessura entre 20 e 30 m, localmente ocorrem derrames compostos. Na porção distal predominam derrames compostos de até 5 m de espessura, formados por lobos. A geração de derrames tipo pahoehoe inflados sugerem baixas taxas de erupção na geração dos basaltos do oeste do Paraná. Estimativas baseadas na espessura da crosta superior indicam um período de 33 meses para a geração de fluxos inflados com 25 m de espessura total. Os peperitos foram gerados pela interação entre derrames e sedimentos úmidos, predominantemente silte e argila, depositados em um ambiente lacustre. A presença destes sedimentos indica uma mudança climática, que ocorreu entre a erupção da porção basal da PBCP, associada com ambiente desértico (Formação Botucatu) e a porção superior associada com ambiente lacustre. Nesta fase interrupções no vulcanismo possibilitaram a deposição de sedimentos em pequenos lagos estabelecidos sobre os derrames. A presença de sedimento vesiculado preenchendo vesículas e fraturas e a deformação de estruturas sedimentares indicam que a fração sedimentar estava inconsolidada ou pouco consolidada e úmida, quando da geração dos peperitos. As texturas presentes nos peperitos fluidais indicam que os principais fatores que influenciaram no mingling entre lava e sedimentos foram: 1- as propriedades da lava (baixa viscosidade), 2- a presença de sedimentos inconsolidados a pouco consolidados e úmidos e 3- um evento único na interação entre lava e sedimento. Neste ambiente os peperitos eram formados na base do derrame e processos posteriores, como a inflação do derrame e a extrusão de outros derrames, não causaram perturbações nos domínios de peperito gerados previamente. Os trabalhos realizados na porção oeste do Paraná indicam que os derrames da PBCP são dominantemente do tipo pahoehoe, tanto simples como compostos, associados com fluxos inflados. Estas evidências contrariam a estruturação convencionalmente estabelecida para a Formação Serra Geral onde os derrames são espessos, maciços e com geometria tabular. Esta aparente organização pode ser também gerada pela amalgamação de sucessivos e simultâneos lobos de lavas.

Este trabalho apresenta um estudo de alguns casos de instabilidade na encosta da Serra Geral no Estado do Rio Grande do Sul. A encosta da Serra Geral na sua borda leste apresenta-se como um paredão abrupto entalhado por profundos canyons os quais são orientados segundo um sistema de falhas regionais. As encostas da borda leste são formadas por litologias pertencentes à Formação Serra Geral (rochas vulcânicas básicas e ácidas) e Formação Botucatu. Na borda leste foram descritos vários casos de instabilidade ocorridos no vale do rio Três Forquilhas, quando da abertura da rodovia RS-486 (Rota do Sol). Neste área verificou-se que os movimentos de massa são os fluxos de detritos e quedas de blocos nas cotas mais altas, principalmente nas rochas vulcânicas ácidas, e os movimentos de tálus e massas coluviais na porção intermediária e próximo ao fundo dos vales em rochas vulcânicas básicas e solos de alteração. Várias rupturas em taludes de solo e rocha alterada envolveram a mobilização da resistência ao cisalhamento residual. A encosta sul da Serra Geral desenvolve-se como uma borda profundamente erodida e as escarpas vão gradualmente diminuindo de altitude de leste para oeste. Nas encostas da borda sul afloram várias formações sedimentares principalmente as Formações Rosário do Sul, Santa Maria e Caturrita. Na borda sul foram examinados casos de instabilidade nas localidades de Taquara- Gramado, Teutônia, São Vendelino, Candelária, Santa Cruz do Sul, Malhada, Faxinal do Soturno e Santa Maria. A encosta até a região de Santa Cruz do Sul apresenta movimentos de massa associados a colúvios argilosos sobre rocha basáltica ou arenítica. Os materiais envolvidos são originados da Formação Serra Geral e da Formação Botucatu. A partir desta área os sedimentos das Formação Santa Maria (siltitos vermelhos) tornam-se importantes nos processos de instabilidade de encostas e taludes. Nos taludes de Faxinal do Soturno e Malhada as camadas siltosas da Formação Santa Maria tiveram grande importância nos processos de instabilidade. Alguns dos casos de instabilidade estudados apresentavam superfícies de ruptura com aspecto estriado e brilhante em camadas com elevada concentração de argilo-minerais. Foram realizados ensaios ring shear em 26 solos do estado com o objetivo de investigar os mecanismos de mobilização da resistência residual. Os tipos de solos estudados incluíram colúvios sobre basaltos e siltitos; solos residuais de basalto; solos saprolíticos granulares de granito; solos residuais de arenito, de siltito e de argilito e argilas de preenchimento de juntas de basalto. Os valores de Ø'r variaram entre 7º e 36º. A interpretação dos resultados permitiu a identificação de 5 grupos principais de comportamento de solos. Em Faxinal do Soturno um talude sofreu um processo de ruptura ao longo de uma superfície claramente definida e com características peculiares. Os materiais envolvidos foram colúvios siltosos sobre siltito vermelho da Formação Santa Maria. A superfície de ruptura apresentava-se lisa e polida, com um índice de vazios e teor de umidade mais elevados. Através de microscopia eletrônica verificou-se uma orientação das partículas de argila da superfície de ruptura na direção do movimento. Retro-análises do talude indicaram a mobilização da resistência ao cisalhamento residual ao longo desta superfície. Em Malhada um grande escorregamento de solo e rocha envolvendo a borda do platô basáltico da Formação Serra Geral, arenitos da Formação Botucatu e siltitos da Formação Santa Maria ocasionou a abertura de uma grande fossa com 30m de profundidade e movimentos de massa numa área de cerca de 60 hectares. Levantamentos topográficos, geofísicos e geológicos foram realizados na área. Foram realizadas sondagens e instalados piezômetros, marcos superficiais e inclinômetros para monitoramento da encosta. Ensaios de laboratório foram executados para determinar os parâmetros de resistência dos diversos materiais envolvidos. Os movimentos desta encosta são complexos e parecem reproduzir o mecanismo de evolução natural das escarpas na região. A resistência residual do siltito foi mobilizada. / This work presents the study of some slope instability problems on Serra Geral slopes in Rio Grande do Sul State. The east border of Serra Geral slope presents an abrupt scarp cut by deep canyons. These canyons are oriented according to a regional fault system. The east border slopes are formed by materials of Serra Geral Formation (basic and acid volcanic rocks) and Botucatu Formations. Various slope instability problems in this border have been described related to RS-486 roadway construction, Três Forquilhas river valley. Debris flows and rock falls are the most common movements at higher levels, in acid volcanic rocks. In the lower and intermediate levels the movements of talus and colluvium masses are more common. Various slope failures involving weathered rock and residual soil mobilized residual shear strength. The south border of Serra Geral is deeply eroded and the scarps are gradually reduced in height from east to west. Various sedimentary formations are exposed, especially Rosário do Sul, Santa Maria and Caturrita Formations. In this border, slope problems were examined on Taquara-Gramado, Teutônia, São Vendelino, Candelária, Santa Cruz do Sul, Malhada, Faxinal do Soturno and Santa Maria locations. Up to Santa Cruz do Sul the mass movements are related to clayey colluviuns over basalt or sandstone rocks. The materials are originated from Serra Geral and Botucatu Formations. Further west the sedimentary silty rocks of Santa Maria Formations became important on the instability problems. At Malhada and Faxinal do Soturno slopes the silty layers of Santa Maria Formation had a major role on the instability. Some slope problems studied presented failure surfaces with polished aspect on layers with large content clay minerals. Ring shear tests were carried out on 26 soils on order to study the mechanisms of shear strength mobilization. The soil types included colluvium over basalt and siltstone; residual soils from basalt; granular saprolitic soils from granite; residual soils from sandstones, siltstones and mudstones and discontinuity infilling clays in basalts. The values of Ø’r varied between 7º and 36º. The tests results interpretation allowed the definition of 5 main groups of soil behaviour. The Faxinal do Soturno slope presented a clearly defined failure surface involving silty colluvium over red siltstone from Santa Maria. The material at failure surface had a higher void ratio and water content than the remaining colluvium. Photographs taken through electronic microscope showed clay particles oriented on the movement direction. Back-analysis confirmed the residual shear strength mobilization at the surface. At Malhada location the failure involved a great volume of soil and rock including the border of the basaltic plateau of Serra Geral Formation, Botucatu sandstones and Santa Maria siltstones. The movement opened a large chasm 30m deep and caused soil deformations in a 60ha area. Topographic, geologic and geophysical surveys have been carried out in the area. Monitoring included surficial stakes, piezometers and inclinometers. Laboratory tests have been carried out on most of the materials involved. The slope movements are complex and seemed to reproduce the natural evolution of the scarp in the region. The residual shear strength has been mobilized.