Made available in DSpace on 2014-06-11T19:26:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-05-05Bitstream added on 2014-06-13T19:54:18Z : No. of bitstreams: 1 squisato_e_me_rcla.pdf: 1767564 bytes, checksum: 7402c6efa5c703b95454872a8a0b9bb4 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Este trabalho trata da investigação petrográfica e geoquímica dos derrames da Formação Serra Geral da Bacia do Paraná, distribuídas em quatro regiões distintas: Jaú, Ribeirão Preto, Franca e Fernandópolis, cobrindo praticamente toda a área de exposição dessas rochas no estado de São Paulo. As amostras coletadas nessas regiões foram analisadas através de microscopia de luz polarizada, evidenciando que os basaltos estudados são constituídos fundamentalmente por plagioclásio (30-40%), piroxênios (20-30%), magnetita (5-15%) e apatita (menos de 1%), apresentando textura predominantemente intergranular e suas variedades (intersertal, hialofítica e pilotaxítica). Os dados geoquímicos revelaram que as amostras estudadas correspondem a basaltos de natureza toleítica, com TiO2 ≥ 1,8%, característicos da região norte da Bacia do Paraná. Dados geoquímicos de elementos traços e terras raras mostraram que as rochas estudadas podem ser agrupadas em três diferentes magmas-tipo: Paranapanema (basaltos de Fernandópolis), Urubici (basaltos de Franca) e Pitanga (basaltos de Ribeirão Preto e de Jaú). Os padrões de distribuição desses elementos mostram que eles não podem ser gerados a partir de fontes mantélicas astenosféricas, mas sim, de fontes litosféricas distintas. / A petrographical and geochemistry characterization of flood basalts of Serra Geral Formation of Paraná Basin is here presented. The investigated area is sited in four different regions of São Paulo state: Jaú, Ribeirão Preto, Franca e Fernandópolis. It represents almost the total exposure area of lava flows in São Paulo State. The petrographical data of these rocks reveals that the basalts are constituted mainly by plagioclase (30-40%), pyroxene (20-30%), magnetite (5-15%) and apatite, that characterized a intergranular, intersertal, hialophitic and pilotaxitic textures. The geochemical data show a basic and tholeiitic composition of the studied basalts with TiO2 ≥ 1,8%, characterized of the northern of Paraná Basin. Three different magmatypes were recognized: Paranapanema (basalts of Fernandópolis region), Urubici (basalts of Franca region) and Pitanga (basalts of Ribeirão Preto and Jaú regions). The distribution patterns of these elements in a spider diagram have showed that they are generated by lithospheric mantle.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-09-03Bitstream added on 2014-06-13T19:42:57Z : No. of bitstreams: 1 machado_fb_dr_rcla.pdf: 5312808 bytes, checksum: 15fbc455b5a4e01ba9b62b7b87d26ffa (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Os basaltos da Formação Serra Geral nos estados de Mato Grasso do Sul e Mato Grosso ocupam uma área aproximada de 180.000 km2 e estão sobrepostos aos arenitos desérticos da Formação Botucatu e sotopostos pelos sedimentos neocretácicos dos Grupos Bauru e Caiuá. Apresentam mineralogia primária constituída de plagioclásio (40% - 55%; An42-67), clinopiroxênios (19% - 40%; augita Wo30-40En34-46Fs35-39), minerais opacos (2% - 10%) e olivina (até 1,5%; Fo31-50). Dados geotermométricos revelam temperaturas de cristalização dos clinopiroxênios em ~1100ºC. A geoquímica dessas rochas mostram tratar-se de basaltos dos tipos Pitanga (ATi; 2,6%<TiO2<4,2%, 396ppm<Sr<438ppm) e Ribeira (BTi;1,7%TiO2<2,4%, 246ppm<Sr<286ppm), onde observam-se diferenças marcantes na distribuição de elementos traços, as quais parecem consistentes com um processo de cristalização fracionada. Processos de contaminação crustal que poderiam interferir na interpretação dos resultados analíticos foram descartados pelos baixos valores de Sri sempre menores de 0,706 e também Rb/Ba < 1,0. O empobrecimento dos basaltos Pitanga e Ribeira em Pbi, (206Pb/204Pbi<17,747; 207Pb/204Pbi<15,522 e 208Pb/204Pbi<38,174), Ndm (0,51235 – 0,51239) e Sri, (0,70549 – 0,70586) são semelhantes com as rochas básicas do sítio 525A da Cadeia Walvis e com o componente mantélico EMI, e ainda, os valores de eNd (-5,21 a - 6,00) sugerem tratar-se de rochas submetidas à fusão parcial pré-cambrianas. Os LILEs possuem padrões de abundância inconsistentes com aqueles de Tristão da Cunha (OIB) e NMORB, e ficam fora da linha de mistura destes. Assim, as razões (La/Yb)n: (4,17-7,70); e (La/Sm)n: (2,15-2,54) e isótopos das amostras representativas dos magmas, em conjunto com aquelas publicadas na literatura, indicam a contribuição do manto litosférico subcontinental na geração da Província Magmática do Paraná... / The Paraná Magmatic Province (PMP) represents one of the greatest volcanic event of our planet, covering more than 70% of the Paraná Basin as flows, sills and dykes. In the Mato Grosso do Sul and Mato Grosso states, the study of basalts has geologic importance because of the absence of published works. In those regions, basaltic rocks occupy 180,000 km2, and are re-covered by the sediments of Bauru Basin, and are associated to sandstones of Botucatu Formation. The mineralogy of basalt is represented by plagioclase (An 42-67; 40% - 55%), pyroxene (augite: Wo30-40En34-46Fs35-39; 19-40%), magnetite (2-10%) and olivine (Fo31-50; <1,5%). Based on rheologic calculations the temperature of crystallization of the pyroxenes is estimated 1100ºC. Also geochemical analyses show that the investigated basalts are of Pitanga (ATi) and Ribeira (BTi) types: ATi: 2,6%<TiO2<4,2%; 396ppm<Sr<438ppm and BTi: 1,7%TiO2<2,4%, 246ppm<Sr<286ppm. LILE abundance for the studied flows evidence differences that are consistent with process of fractional crystallization. Processes of crustal contamination can be discarded considering the values of Sri < 0,70586 e Rb/Ba < 1,0. Moreover, the values of LILE show values that are not consistent with those of OIB - Tristão da Cunha and N-MORB and are outside of the line of mixture of these. In relation to isotopic ratio, the magmas are depleted in Pbi, ,(206Pb/204Pbi<17,747; 207Pb/204Pbi<15,522 e 208Pb/204Pbi<38,174); Ndm (0,51235 – 0,51239) e Sri, (0,70549 – 0,70586) if compared with BTi basalts occurring in southern PMP. These ratios are also similar with that of the basic rocks of the small site 525A of the Walvis Chain and of the mantle component EMI. The values of εNd (-5,21 a -6,00) and of 87Sr/86Sri indicate that the magma types Pitanga and Ribeira were submitted to partial melting in Precambrian times. The ratios (La/Yb)n: (4,17- 7,70); and (La/Sm)... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Antonio José Ranalli Nardy / Banca: Leila Soares Marques / Banca: Marcos Aurélio Farias de Oliveira / Banca: Evandro Fernandes de Lima / Banca: Antonio Carlos Artur / Acompanha 2 mapas anexos / Resumo: Os basaltos da Formação Serra Geral nos estados de Mato Grasso do Sul e Mato Grosso ocupam uma área aproximada de 180.000 km2 e estão sobrepostos aos arenitos desérticos da Formação Botucatu e sotopostos pelos sedimentos neocretácicos dos Grupos Bauru e Caiuá. Apresentam mineralogia primária constituída de plagioclásio (40% - 55%; An42-67), clinopiroxênios (19% - 40%; augita Wo30-40En34-46Fs35-39), minerais opacos (2% - 10%) e olivina (até 1,5%; Fo31-50). Dados geotermométricos revelam temperaturas de cristalização dos clinopiroxênios em ~1100ºC. A geoquímica dessas rochas mostram tratar-se de basaltos dos tipos Pitanga (ATi; 2,6%<TiO2<4,2%, 396ppm<Sr<438ppm) e Ribeira (BTi;1,7%TiO2<2,4%, 246ppm<Sr<286ppm), onde observam-se diferenças marcantes na distribuição de elementos traços, as quais parecem consistentes com um processo de cristalização fracionada. Processos de contaminação crustal que poderiam interferir na interpretação dos resultados analíticos foram descartados pelos baixos valores de Sri sempre menores de 0,706 e também Rb/Ba < 1,0. O empobrecimento dos basaltos Pitanga e Ribeira em Pbi, (206Pb/204Pbi<17,747; 207Pb/204Pbi<15,522 e 208Pb/204Pbi<38,174), Ndm (0,51235 - 0,51239) e Sri, (0,70549 - 0,70586) são semelhantes com as rochas básicas do sítio 525A da Cadeia Walvis e com o componente mantélico EMI, e ainda, os valores de eNd (-5,21 a - 6,00) sugerem tratar-se de rochas submetidas à fusão parcial pré-cambrianas. Os LILEs possuem padrões de abundância inconsistentes com aqueles de Tristão da Cunha (OIB) e NMORB, e ficam fora da linha de mistura destes. Assim, as razões (La/Yb)n: (4,17-7,70); e (La/Sm)n: (2,15-2,54) e isótopos das amostras representativas dos magmas, em conjunto com aquelas publicadas na literatura, indicam a contribuição do manto litosférico subcontinental na geração da Província Magmática do Paraná... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The Paraná Magmatic Province (PMP) represents one of the greatest volcanic event of our planet, covering more than 70% of the Paraná Basin as flows, sills and dykes. In the Mato Grosso do Sul and Mato Grosso states, the study of basalts has geologic importance because of the absence of published works. In those regions, basaltic rocks occupy 180,000 km2, and are re-covered by the sediments of Bauru Basin, and are associated to sandstones of Botucatu Formation. The mineralogy of basalt is represented by plagioclase (An 42-67; 40% - 55%), pyroxene (augite: Wo30-40En34-46Fs35-39; 19-40%), magnetite (2-10%) and olivine (Fo31-50; <1,5%). Based on rheologic calculations the temperature of crystallization of the pyroxenes is estimated 1100ºC. Also geochemical analyses show that the investigated basalts are of Pitanga (ATi) and Ribeira (BTi) types: ATi: 2,6%<TiO2<4,2%; 396ppm<Sr<438ppm and BTi: 1,7%TiO2<2,4%, 246ppm<Sr<286ppm. LILE abundance for the studied flows evidence differences that are consistent with process of fractional crystallization. Processes of crustal contamination can be discarded considering the values of Sri < 0,70586 e Rb/Ba < 1,0. Moreover, the values of LILE show values that are not consistent with those of OIB - Tristão da Cunha and N-MORB and are outside of the line of mixture of these. In relation to isotopic ratio, the magmas are depleted in Pbi, ,(206Pb/204Pbi<17,747; 207Pb/204Pbi<15,522 e 208Pb/204Pbi<38,174); Ndm (0,51235 - 0,51239) e Sri, (0,70549 - 0,70586) if compared with BTi basalts occurring in southern PMP. These ratios are also similar with that of the basic rocks of the small site 525A of the Walvis Chain and of the mantle component EMI. The values of εNd (-5,21 a -6,00) and of 87Sr/86Sri indicate that the magma types Pitanga and Ribeira were submitted to partial melting in Precambrian times. The ratios (La/Yb)n: (4,17- 7,70); and (La/Sm)... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

A Província Basáltica Continental do Paraná-Etendeka registra o intenso vulcanismo do Cretáceo inferior que precedeu a fragmentação do supercontinente Gondwana. Tradicionalmente investigações sobre estas rochas priorizaram a aquisição de dados geoquímicos e isotópicos, considerando a pilha vulcânica como uma monótona sucessão de derrames tabulares e espessos. O presente trabalho propõe a análise das características físicas deste vulcanismo aplicando conceitos de arquitetura de fácies vulcânicas, integrados a estudos petrográficos e geoquímicos. A Sinclinal de Torres é uma estrutura tectônica localizada na porção sul do Brasil onde ocorrem preservadas as sequencias vulcânicas do magmatismo Paraná-Etendeka. Na área de estudo As rochas vulcânicas básicas podem ser divididas em duas unidades: derrames e campos de derrames pahoehoe (Unidade I) e derrames rubbly simples (Unidade II). Geoquimicamente as duas unidades pertencem a serie de baixo- TiO2 e ao magma tipo Gramado. As primeiras lavas pahoehoe são olivina basaltos, mais primitivos. A unidade I é composta por inúmeros derrames pahoehoe que ocorrem sobre os arenitos eólicos da Formação Botucatu. Essa lavas ocorrem como sheet pahoehoe, compound lavas, e lavas do tipo ponded nos vales interduna. O emplacement dessas lavas esta relacionado a baixas taxas de erupção sustentadas por longos intervalos de tempo. A unidade II é formada por espessas lavas simples do tipo rubbly, estas são caracterizadas por núcleos maciços e topos fragmentados (rubbly tops). Essas lavas são formadas por altas taxas de erupção e durante a fase principal do vulcanismo na área. O vale principal da Sinclinal de Torres tem uma evolução formada por derames compostos na porção basal e derrames simples nas porções superiores, siilar a de outras Províncias Basálticas Continentais. / The Parana-Etendeka Volcanic Province records the volcanism of the Earlier Cretaceous that precedes the fragmentation of the Gondwana supercontinent. Traditionally, investigations of these rocks prioritized the acquisition of geochemical and isotopic data, considering the volcanic stack as a monotonous succession of tabular flows. This work provides a detailed analysis of the physical conditions of the emplacement of these volcanic rocks, applying the facies architecture integrated to petrographic and geochemical data. Torres Syncline is a tectonic structure located in southern Brazil and where the Parana- Etendeka basalts are well preserved. The basaltic lava flows in the area can be divided in pahoehoe flow fields (Unit I) and simple rubbly flows (Unit II). Geochemically both units are low TiO2 and Gramado magma type. The first pahoehoe lavas are more primitive and are olivine basalts with higher contents of MgO. The fist unit is build up by innumerous pahoehoe lava flows and flow fields that cover the sandstones of Botucatu Fm. These flows occur like sheet pahoehoe, compound pahoehoe, and ponded lavas in the interdune settings. The emplacement of pahoehoe flow fields is related to sustain low eruptive rates. The unit two is formed by thick simple rubbly lavas, characterized by a massive core and a rubbly top. These flows are associated to high effusion rates and were formed during the main phase of volcanism in the area. The Torres Syncline main valley has a similar evolution when compared with other lips with compound flows at the base and simple flows in the upper portions.

A Província Basáltica Continental do Paraná-Etendeka registra o intenso vulcanismo do Cretáceo inferior que precedeu a fragmentação do supercontinente Gondwana. Tradicionalmente investigações sobre estas rochas priorizaram a aquisição de dados geoquímicos e isotópicos, considerando a pilha vulcânica como uma monótona sucessão de derrames tabulares e espessos. O presente trabalho propõe a análise das características físicas deste vulcanismo aplicando conceitos de arquitetura de fácies vulcânicas, integrados a estudos petrográficos e geoquímicos. A Sinclinal de Torres é uma estrutura tectônica localizada na porção sul do Brasil onde ocorrem preservadas as sequencias vulcânicas do magmatismo Paraná-Etendeka. Na área de estudo As rochas vulcânicas básicas podem ser divididas em duas unidades: derrames e campos de derrames pahoehoe (Unidade I) e derrames rubbly simples (Unidade II). Geoquimicamente as duas unidades pertencem a serie de baixo- TiO2 e ao magma tipo Gramado. As primeiras lavas pahoehoe são olivina basaltos, mais primitivos. A unidade I é composta por inúmeros derrames pahoehoe que ocorrem sobre os arenitos eólicos da Formação Botucatu. Essa lavas ocorrem como sheet pahoehoe, compound lavas, e lavas do tipo ponded nos vales interduna. O emplacement dessas lavas esta relacionado a baixas taxas de erupção sustentadas por longos intervalos de tempo. A unidade II é formada por espessas lavas simples do tipo rubbly, estas são caracterizadas por núcleos maciços e topos fragmentados (rubbly tops). Essas lavas são formadas por altas taxas de erupção e durante a fase principal do vulcanismo na área. O vale principal da Sinclinal de Torres tem uma evolução formada por derames compostos na porção basal e derrames simples nas porções superiores, siilar a de outras Províncias Basálticas Continentais. / The Parana-Etendeka Volcanic Province records the volcanism of the Earlier Cretaceous that precedes the fragmentation of the Gondwana supercontinent. Traditionally, investigations of these rocks prioritized the acquisition of geochemical and isotopic data, considering the volcanic stack as a monotonous succession of tabular flows. This work provides a detailed analysis of the physical conditions of the emplacement of these volcanic rocks, applying the facies architecture integrated to petrographic and geochemical data. Torres Syncline is a tectonic structure located in southern Brazil and where the Parana- Etendeka basalts are well preserved. The basaltic lava flows in the area can be divided in pahoehoe flow fields (Unit I) and simple rubbly flows (Unit II). Geochemically both units are low TiO2 and Gramado magma type. The first pahoehoe lavas are more primitive and are olivine basalts with higher contents of MgO. The fist unit is build up by innumerous pahoehoe lava flows and flow fields that cover the sandstones of Botucatu Fm. These flows occur like sheet pahoehoe, compound pahoehoe, and ponded lavas in the interdune settings. The emplacement of pahoehoe flow fields is related to sustain low eruptive rates. The unit two is formed by thick simple rubbly lavas, characterized by a massive core and a rubbly top. These flows are associated to high effusion rates and were formed during the main phase of volcanism in the area. The Torres Syncline main valley has a similar evolution when compared with other lips with compound flows at the base and simple flows in the upper portions.

Os estudos sobre rios em leitos fluviais rochosos têm servido de base para o entendimento da evolução das paisagens que se inserem. A análise mais detalhada das litologias que compõem estes leitos fluviais, se tornam desta forma, imprescindíveis para o entendimento da evolução das morfologias resultantes da interação, entre os processos fluviais e a resistência erosiva imposta pela rocha. A presente pesquisa visou obter a resposta geomorfológica de canais com leito predominantemente rochoso, sobre duas unidades litológicas da Formação Serra Geral nível superior. A primeira de origem vulcânica básica, é composta pelos Basaltos Hipoialinos e a segunda de composição ácida, é formada pelos Riodacitos. Partiu-se da análise da estruturação física de cada litologia pertencente a estas unidades e das fragilidades inerentes a cada uma, em relação aos processos fluviais mais atuantes sobre os leitos fluviais de três cursos principais e de seus principais afluentes. Utilizou-se do modelo de regressão denominado, relação declive-área (S = ks A-) para as análises das variações de declividade e de concavidade dos perfis dos rios a fim de compreender quais os principais controles que determinam a modificação dos ajustamentos morfológicos. Foi observado que as duas unidades litológicas apresentam alta erodibilidade frente a potência de escoamento. Primeiro porque o intemperismo generalizado prepara ambas as rochas para os principais processos fluviais identificados: abrasão/macro abrasão e arrancamento. Estes processos atuam mais intensamente sobre o fraturamento rochoso, que mesmo distinto entre as duas litologias (Hipoialinos = ~50 m/m2; Riodacitos = ~9 m/m2) permitem a erosão efetiva dos leitos fluviais. Segundo que, a interferência tectônica altera a dispersão dos dados da relação declive-área integral dos canais fluviais (R2), mascarando as tendências de ajustamento das declividades dos perfis longitudinais. Os valores de ajustamento da potência do escoamento, sobre a resistência erosiva das rochas, só pôde ser vislumbrados, a partir da análise dos índices de concavidade () e de declividade (ks), de acordo com os segmentos discretizados dos perfis longitudinais em domínios homogêneos, de cada litologia pertencente ao leito fluvial. A separação dos limiares superiores que representam os trechos de maior declividade, em relação aos limiares inferiores, que representam os trechos de menor declividade relativa, também foi necessária para a compreensão das tendências de ajuste morfológico pela potência do escoamento. / Studies about rivers in rocky riverbeds have served as a basis for understanding the evolution of the landscapes that are inserted. The more detailed analysis of the lithologies that composes these riverbeds are thus essential for the understanding of the evolution of the resulting morphologies from the interaction between the river processes and the erosive resistance imposed by the rocks of the riverbeds. The present research aimed at obtaining the geomorphological response of channels with rock layer, on two lithological units of the Serra Geral Formation, upper level. The first one of basic volcanic origin, is composed of basalts and the second of acid composition, is formed by rhyodacites. The starting point was the analysis of the physical structure of each lithology belonging to these units and of the inherent weaknesses in each one, in relation to the fluvial processes most active on the river layers of three main courses and their main tributaries. The regression model called the slope-area ratio (S = ks A-) was used for the analyzes of the slope and concavity variations of the river profiles in order to understand the main controls that determine the modification of the morphological adjustments. It was observed that the two lithological units present high erodibility against the flow power. First, because the general weathering prepares both rocks for the main fluvial processes identified: abrasion / macro abrasion and pulling out. These fluvial processes act more intensely on the rocky fracture, which, even distinguished between the two lithologies (basalts = 50 m / m2; rhyodacites = 9 m / m2), allows for the effective erosion of the riverbeds. Second, tectonic interference alters the data dispersion of the slope-area integral relation of the fluvial channels (R2), masking the adjustment tendencies of the slope longitudinal profiles. The values of the adjustment of the river profiles could only be glimpsed, according to the indices of concavity () and slope (ks), according to the discretized segments of the longitudinal profiles, in homogeneous domains, of each lithology belonging to the riverbed. The separation of the upper thresholds that represent the sections of greater slope, in relation to the lower thresholds, which represent the sections of smaller relative slope, was also necessary to understand the morphological adjustment tendencies of the profile slopes.

Nos derrames basálticos da Formação Serra Geral são reconhecidas numerosas ocorrências de fraturas sub-horizontais de grande continuidade lateral. Tais fraturas, de até centenas de metros de extensão, foram consideradas estruturas típicas em derrames e constituem importantes descontinuidades na estabilidade de obras de engenharia e como rotas de percolação de fluídos. Descritas inicialmente no final da década de 60, as fraturas sub-horizontais em derrames basálticos foram intensamente estudadas até o início da década de 90, por ocasião da construção de grandes barragens sobre os derrames basálticos da Formação Serra Geral. No presente trabalho, a reunião das informações disponíveis sobre as fraturas sub-horizontais em basaltos permitiu estabelecer as relações entre suas formas de ocorrência e seus processos geradores, bem como a análise crítica dos modelos apresentados na literatura no que diz respeito a movimentações sobre fraturas sub-horizontais. As fraturas sub-horizontais possuem uma ampla variação de características, atribuída a diferentes processos genéticos e atuação de agentes secundários. Tais estruturas podem ocorrer como simples juntas sub-horizontais bastante contínuas, de abertura milimétrica, ou constituírem horizontes fraturados com espessura decimétrica a métrica (até 2 metros), apresentando fortes ondulações. Esses horizontes são caracterizados por fraturas pouco persistentes, que delimitam blocos tabulares com terminações em cunha e em forma de lentes. As fraturas sub-horizontais ocorrem em porções específicas dos derrames: abaixo da zona vesiculo-amigdaloidal do topo; em meio ao basalto maciço, normalmente no limite entre diferentes níveis de disjunções colunares; ou próximo à base do derrame. Os diferentes tipos de fraturas sub-horizontais foram classificados dentro do quadro de eventos sin-, tardi- e pós-magmáticos. As fraturas sub-horizontais sin-magmáticas correspondem a feições de fluxo formadas devido a esforços cisalhantes gerados pela diferença de velocidade de fluxo da lava. As fraturas sub-horizontais tardi-magmáticas correspondem a juntas de resfriamento geradas pelo avanço das frentes de resfriamento que se deslocam das periferias para o centro do derrame. As fraturas sub-horizontais pós-magmáticas correspondem a dois principais tipos de estruturas: juntas de alívio e fraturas de cisalhamento. Tais estruturas podem ser neoformadas, ocorrendo em qualquer porção do derrame, ou se desenvolverem sobre fraturas sub-horizontais preexistentes. Na literatura, as fraturas sub-horizontais foram denominadas como juntasfalhas, devido a variedade de estruturas que apresentavam correlações com feições primárias do derrame e sinais de movimentações como estrias de atrito e deslocamentos de diques e fraturas verticais. Os deslocamentos observados nas fraturas sub-horizontais podem estar associados ao processo de alívio de tensões laterais em taludes, pelo entalhamento de vales fluviais, bem como a movimentações decorrentes de esforços tectônicos regionais. Estrias de fricção ao longo de fraturas sub-horizontais preexistentes têm indicado que tais deslocamentos são compatíveis com movimentações transcorrentes na bacia. Fraturas no fundo dos vales apresentam um padrão conjugado com fraturas sub-horizontais podendo apresentar feições de cisalhamento. / In the basaltic lava flows of Serra Geral Formation, numerous occurrences of subhorizontal fractures of extensive continuity are recognized. Such fractures, of up to hundreds of meters long, were considered typical structures in lava flows and are relevant discontinuities in the stability of engineering works and as fluid percolation routes. Described initially in the late 60s, the subhorizontal fractures in basaltic lava flows were intensely studied until the early 90s, when large dams were built over the rocks of Serra Geral Formation. In this work, a reunion of available information on subhorizontal fractures in basalts allowed to establish the relations between the ways they take place and their genetic processes, as well as the critical analysis of the models presented in the literature with respect to movements on such subhorizontal fractures. Subhorizontal fractures have a wide variety of characteristics, due to different genetic processes and action of secondary agents. Such structures may occur as quite continuous simple subhorizontal joints, of millimetric opening, or fractured undulate horizons with decimetric to metric (up to 2 meters) thickness. Such horizons are characterized by low lateral continuity, limiting tabular blocks with wedge and lensshaped endings. The subhorizontal fractures occur in specific portions of the flows: below the upper crust zone; in the massive basalt, usually at the boundaries between different levels of columnar joints; or near the base of the flow. The different types of subhorizontal fractures were classified within the syn-, late- and post-magmatic events. The synmagmatic subhorizontal fractures correspond to features of flow formed due to shear stress generated by lava flow speed difference. The late magmatic subhorizontal fractures correspond to cooling joints generated by moving forward of those cooling fronts displacing from the peripheral areas to the middle of the flow. The postmagmatic subhorizontal fractures correspond to two different types of structures: release joints and shear fractures. Such structures may be neoformed, and occur in any portion of the flow, or being developed over the preexisting subhorizontal fractures. In the literature, the subhorizontal fractures were named as joint-faults, due to the variety of structures that presented correlations with the flow primary features and signs of movements such as friction striae and displacement of vertical dikes and fractures. The displacements observed in the subhorizontal fractures may be associated with the process of lateral stress release in slopes, by erosion in river valleys, as well as regional tectonic movements. Friction striae along preexisting subhorizontal fractures have shown that displacements are compatible with transcurrent movements in the basin. Fractures in the valley bottoms present a pattern of conjugate subhorizontal fractures and it may also present shear features.

Submitted by Maicon Juliano Schmidt (maicons) on 2015-07-15T16:40:07Z No. of bitstreams: 1 Marcelo Kehl de Souza.pdf: 8811133 bytes, checksum: 60e926db27cbf5fa1c6577c32be6adfa (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-15T16:40:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marcelo Kehl de Souza.pdf: 8811133 bytes, checksum: 60e926db27cbf5fa1c6577c32be6adfa (MD5) Previous issue date: 2012-01-31 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / FAPERGS - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul / Petrobras - Petróleo Brasileiro S. A. / PROSUP - Programa de Suporte à Pós-Gradução de Instituições de Ensino Particulares / Este estudo desenvolveu um método para a obtenção da orientação espacial de estruturas geológicas planares com a utilização da técnica Light Detection and Ranging (LIDAR), especificamente com o Laser Scanner Terrestre. A área de estudo localiza-se na Incopel- pedreira de basalto, no município de Estância Velha, estado do Rio Grande do Sul. O estudo cobriu levantamento de campo com as determinações das atitudes de planos utilizando bússola e clinômetro e o imageamento digital utilizando a técnica LIDAR. Três métodos foram utilizados para computar os planos selecionados na nuvem de pontos, sendo eles: Três pontos, Regressão Planar e Momento de Inércia. A eficiência dos métodos utilizados foi avaliada pelos métodos tradicionais de medidas (bússola e clinômetro). O método de Três Pontos é simples e fácil para computar a orientação de planos, contudo, não possui ferramentas de análise de qualidade. O método de Regressão Planar é efetivo para medir a orientação de planos e possui ferramenta de análise de grau de ajuste ao plano calculado. O método de Análise de Momento de Inércia, além de apresentar menores diferenças em relação aos métodos tradicionais, apresenta análise de grau de ajuste e análise da confiabilidade com relação aos planos computados, provando ser uma ferramenta eficiente para o processamento da orientação de planos a partir de pontos. Palavras-chave: LIDAR. Formação Serra Geral. Orientação de fraturas. Três Pontos. Análise de Momento de Inércia. Regressão Planar. / This study aimed to build a model to survey geological planar structures geometries by using Light Detection and Ranging (LIDAR) technique, specifically with the Terrestrial Laser Scanner. The area chosen for the survey and application of the proposed method is located at Incopel basalt quarry, in the town of Estância Velha, State of Rio Grande do Sul. The study covered a field survey with the determinations of planes attitude using compass and clinometer and digital images using LIDAR. Three methods were used to compute the selected planes in the point cloud, namely: Three Points, Planar Regression, and Moment of Inertia analysis. The methods were evaluated and compared to traditional methods of measurement (compass and clinometer). The Three Point method is quick and simple to measure planar geological structures orientation; however, it does not have any tool for quality analysis. The Planar Regression method proves to be effective in calculating the orientation of planes and features a tool for analyzing the degree of fit to the calculated plane. The Moment of Inertia presents minor measurement differences compared to traditional methods, and provides degree of fit and reliability analysis to the calculated plane, proving to be an efficient tool for processing the orientation of planes from points.

A RS471/BR153 é uma importante rodovia de integração, pois atravessa o estado do RS diagonalmente (Noroeste – Sudeste). O trecho estudado nesta dissertação localiza-se entre os municípios de Herveiras e Vera Cruz, coincidente com descida do planalto até a região central do estado. Durante o detalhamento do projeto e na construção da obra foram encontrados diversos problemas geotécnicos, os quais são sucintamente descritos. O texto apresenta as condicionantes geotécnicas de três subtrechos: (a) planalto, composto de rochas ácidas de origem vulcânica e grau de fraturamento muito alto; (b) descida da serra, composto pelos derrames da formação Serra Geral (brechas ácidas e basálticas e derrames basálticos) e (c) planície, com a presença de rochas sedimentares e materiais coluvionares. Além disto, há uma região especial onde o traçado atravessa uma sela topográfica coincidente com uma falha regional, com cortes de cerca de 60 m de altura através de rochas ácidas, básicas e brechas vulcânicas. A dissertação apresenta estudos dos processos de quedas de blocos rochosos que têm ocorrido nos cortes da rodovia. Foi utilizado um procedimento que correlaciona as leituras obtidas com o martelo Schmidt (Esclerômetro) e o coeficiente de restituição normal (RN) das rochas em diversos locais. Utilizando estes dados experimentais, foram executadas simulações de queda de blocos em quatro seções transversais bastante distintas com o uso do programa RocFall. Para cada seção foram simulados cinco cenários: (a) a existência de alargamentos para construção de áreas de retenção de blocos, (b) inexistência destas áreas, (c) a existência de preenchimento de uma ou várias banquetas existentes nos taludes de corte, e (d) o abatimento da seção com eliminação das banquetas. Foram também simulados quatro tipos de elementos de proteção: barreiras de baixa altura em concreto, camadas de areia fofa, barreiras metálicas flexíveis e proteção superficial dos taludes. A existência de áreas de retenção de blocos mostrou ser uma ótima medida, com frequências de invasão de pista geralmente abaixo de 1%, podendo chegar a 6,5% em condições de grande acúmulo de material. O melhor desempenho foi obtido pela instalação de camadas de areia fofa, obtendo-se todas as frequências abaixo de 2%. O uso de barreiras rígidas de 81 cm de altura teve um bom desempenho para taludes de baixa altura, chegando a detenções de até 25% dos blocos em trajetória de invasão. As barreiras flexíveis e proteções superficiais geraram resultados satisfatórios, mas que podem ser melhorados com outras modulações e dimensões. / The RS471/BR153 is an important road of integration, that cross RS state diagonally (northwest - southeast). The segment studied on this dissertation is located between the towns of Vera Cruz and Herveiras, coincident with the descent way from the plateau to the central state region. During the design and during the road construction several geotechnical problems were faced, which are briefly described. The text presents the geotechnical constraints of 3 segments: (a) plateau, composed of acid rocks of volcanic origin and very high degree of fracturing, (b) hills of the mountain, made up of volcanic rocks of Serra Geral formation (acid and basaltic breccias, basaltic flows) and (c) the plain, with the presence of sedimentary rocks and colluvial materials. There is also a special region where the road crosses a topographic saddle which it coincides with a regional fault, with cuts of about 60 m high through acid and basic rocks and volcanic breccia. The dissertation presents studies of rock falls that have occurred in the road cuts. A procedure that correlates the readings obtained with the Schmidt hammer (rebound hammer) and the normal coefficient of restitution (RN) of the rocks was carried out for measures taken at several locations. With these experimental data, simulations of falling boulders in four very different cross sections were done using the program RocFall. For each section five situations were simulated: (a) enlargements for the construction of rockfall catchment areas (b) the absence of these areas, (c) the existence of accumulation in the benchs of the cuts, and (d) the reduction of the section with bench removal. Four types of elements of protection were tested: concrete low barriers, layers of sand, flexible metal barriers and slope surface protection. The existence of rockfall catchment areas was shown to be a very good measure with frequencies of track invasion usually below 1% reaching 6.5% on conditions of large material accumulation. The best performance was obtained by the installation of sand layers, with all frequencies below 2%. The use of rigid barriers of 81 cm high had a good performance for low-slope heights, reaching up to 25% block retention. The use of flexible barriers and surface protections also had a good performance. / La RS471/BR153 es una importante carretera de integración, atraviesa el estado de RS diagonalmente (Noroeste-Sureste). El tramo estudiado en esta disertación se localiza entre los municipios de Herveiras y Vera Cruz, y coincide con el descenso desde el altiplano hasta la región central del estado. Durante las etapas de detalle y construcción de la obra fueron encontrados diversos problemas geotécnicos que son brevemente descritos. El texto presenta los condicionantes geotécnicos de tres subtramos: (a) altiplano, compuesto por rocas ácidas de origen volcánico y grado de fracturamiento muy alto; (b) descenso de la sierra, compuesto por los derrames de la formación Serra Geral (brechas ácidas y basálticas e derrames basálticos) y (c) planicie, con rocas sedimentarias y materiales coluviales. Además, hay una región donde el trazado atraviesa una “silla” topográfica que coincide con una falla regional, con cortes de aproximadamente 60 m de altura a través de rocas ácidas, básicas y brechas volcánicas. La disertación presenta estudios de procesos de caídas de rocas que han ocurrido en algunos cortes. Fue utilizado un procedimiento que correlaciona las lecturas obtenidas con el martillo Schmidt (Esclerómetro) y el coeficiente de restitución normal (RN) de las rocas en diferentes lugares. Con estos datos experimentales, fueron ejecutadas simulaciones de caídas de rocas en cuatro secciones transversales bastante distintas usando el programa RocFall. En cada sección fueron simulados cinco escenarios: (a) existencia de sobreanchos para la construcción de áreas de retención de rocas, (b) inexistencia de estas áreas, (c) existencia de relleno en una o más gradas existentes en los taludes de corte, y (d) diminución de la pendiente de los taludes y eliminación de las gradas. También fueron simulados cuatro tipos de elementos de protección: barreras de baja altura en concreto, capas de arena suelta, barreras metálicas flexibles y protección superficial de los taludes. La existencia de áreas de retención de rocas mostro ser una excelente medida, con frecuencias de invasión de pista generalmente inferiores a 1%, pudiendo llegar a 6,5% en condiciones de gran acumulación de material. El mejor desempeño fue obtenido con la instalación de capas de arena suelta, con todas las frecuencias por debajo de 2%. El uso de barreras rígidas de 81 cm de altura tuvo un buen desempeño para taludes de baja altura, llegando a detenciones de hasta 25% de los bloques en trayectoria de invasión. Las barreras flexibles y protecciones superficiales generaron resultados satisfactorios, que podrían ser mejorados con otras modulaciones y dimensiones.

A RS471/BR153 é uma importante rodovia de integração, pois atravessa o estado do RS diagonalmente (Noroeste – Sudeste). O trecho estudado nesta dissertação localiza-se entre os municípios de Herveiras e Vera Cruz, coincidente com descida do planalto até a região central do estado. Durante o detalhamento do projeto e na construção da obra foram encontrados diversos problemas geotécnicos, os quais são sucintamente descritos. O texto apresenta as condicionantes geotécnicas de três subtrechos: (a) planalto, composto de rochas ácidas de origem vulcânica e grau de fraturamento muito alto; (b) descida da serra, composto pelos derrames da formação Serra Geral (brechas ácidas e basálticas e derrames basálticos) e (c) planície, com a presença de rochas sedimentares e materiais coluvionares. Além disto, há uma região especial onde o traçado atravessa uma sela topográfica coincidente com uma falha regional, com cortes de cerca de 60 m de altura através de rochas ácidas, básicas e brechas vulcânicas. A dissertação apresenta estudos dos processos de quedas de blocos rochosos que têm ocorrido nos cortes da rodovia. Foi utilizado um procedimento que correlaciona as leituras obtidas com o martelo Schmidt (Esclerômetro) e o coeficiente de restituição normal (RN) das rochas em diversos locais. Utilizando estes dados experimentais, foram executadas simulações de queda de blocos em quatro seções transversais bastante distintas com o uso do programa RocFall. Para cada seção foram simulados cinco cenários: (a) a existência de alargamentos para construção de áreas de retenção de blocos, (b) inexistência destas áreas, (c) a existência de preenchimento de uma ou várias banquetas existentes nos taludes de corte, e (d) o abatimento da seção com eliminação das banquetas. Foram também simulados quatro tipos de elementos de proteção: barreiras de baixa altura em concreto, camadas de areia fofa, barreiras metálicas flexíveis e proteção superficial dos taludes. A existência de áreas de retenção de blocos mostrou ser uma ótima medida, com frequências de invasão de pista geralmente abaixo de 1%, podendo chegar a 6,5% em condições de grande acúmulo de material. O melhor desempenho foi obtido pela instalação de camadas de areia fofa, obtendo-se todas as frequências abaixo de 2%. O uso de barreiras rígidas de 81 cm de altura teve um bom desempenho para taludes de baixa altura, chegando a detenções de até 25% dos blocos em trajetória de invasão. As barreiras flexíveis e proteções superficiais geraram resultados satisfatórios, mas que podem ser melhorados com outras modulações e dimensões. / The RS471/BR153 is an important road of integration, that cross RS state diagonally (northwest - southeast). The segment studied on this dissertation is located between the towns of Vera Cruz and Herveiras, coincident with the descent way from the plateau to the central state region. During the design and during the road construction several geotechnical problems were faced, which are briefly described. The text presents the geotechnical constraints of 3 segments: (a) plateau, composed of acid rocks of volcanic origin and very high degree of fracturing, (b) hills of the mountain, made up of volcanic rocks of Serra Geral formation (acid and basaltic breccias, basaltic flows) and (c) the plain, with the presence of sedimentary rocks and colluvial materials. There is also a special region where the road crosses a topographic saddle which it coincides with a regional fault, with cuts of about 60 m high through acid and basic rocks and volcanic breccia. The dissertation presents studies of rock falls that have occurred in the road cuts. A procedure that correlates the readings obtained with the Schmidt hammer (rebound hammer) and the normal coefficient of restitution (RN) of the rocks was carried out for measures taken at several locations. With these experimental data, simulations of falling boulders in four very different cross sections were done using the program RocFall. For each section five situations were simulated: (a) enlargements for the construction of rockfall catchment areas (b) the absence of these areas, (c) the existence of accumulation in the benchs of the cuts, and (d) the reduction of the section with bench removal. Four types of elements of protection were tested: concrete low barriers, layers of sand, flexible metal barriers and slope surface protection. The existence of rockfall catchment areas was shown to be a very good measure with frequencies of track invasion usually below 1% reaching 6.5% on conditions of large material accumulation. The best performance was obtained by the installation of sand layers, with all frequencies below 2%. The use of rigid barriers of 81 cm high had a good performance for low-slope heights, reaching up to 25% block retention. The use of flexible barriers and surface protections also had a good performance. / La RS471/BR153 es una importante carretera de integración, atraviesa el estado de RS diagonalmente (Noroeste-Sureste). El tramo estudiado en esta disertación se localiza entre los municipios de Herveiras y Vera Cruz, y coincide con el descenso desde el altiplano hasta la región central del estado. Durante las etapas de detalle y construcción de la obra fueron encontrados diversos problemas geotécnicos que son brevemente descritos. El texto presenta los condicionantes geotécnicos de tres subtramos: (a) altiplano, compuesto por rocas ácidas de origen volcánico y grado de fracturamiento muy alto; (b) descenso de la sierra, compuesto por los derrames de la formación Serra Geral (brechas ácidas y basálticas e derrames basálticos) y (c) planicie, con rocas sedimentarias y materiales coluviales. Además, hay una región donde el trazado atraviesa una “silla” topográfica que coincide con una falla regional, con cortes de aproximadamente 60 m de altura a través de rocas ácidas, básicas y brechas volcánicas. La disertación presenta estudios de procesos de caídas de rocas que han ocurrido en algunos cortes. Fue utilizado un procedimiento que correlaciona las lecturas obtenidas con el martillo Schmidt (Esclerómetro) y el coeficiente de restitución normal (RN) de las rocas en diferentes lugares. Con estos datos experimentales, fueron ejecutadas simulaciones de caídas de rocas en cuatro secciones transversales bastante distintas usando el programa RocFall. En cada sección fueron simulados cinco escenarios: (a) existencia de sobreanchos para la construcción de áreas de retención de rocas, (b) inexistencia de estas áreas, (c) existencia de relleno en una o más gradas existentes en los taludes de corte, y (d) diminución de la pendiente de los taludes y eliminación de las gradas. También fueron simulados cuatro tipos de elementos de protección: barreras de baja altura en concreto, capas de arena suelta, barreras metálicas flexibles y protección superficial de los taludes. La existencia de áreas de retención de rocas mostro ser una excelente medida, con frecuencias de invasión de pista generalmente inferiores a 1%, pudiendo llegar a 6,5% en condiciones de gran acumulación de material. El mejor desempeño fue obtenido con la instalación de capas de arena suelta, con todas las frecuencias por debajo de 2%. El uso de barreras rígidas de 81 cm de altura tuvo un buen desempeño para taludes de baja altura, llegando a detenciones de hasta 25% de los bloques en trayectoria de invasión. Las barreras flexibles y protecciones superficiales generaron resultados satisfactorios, que podrían ser mejorados con otras modulaciones y dimensiones.