Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2016. / Submitted by Camila Duarte (camiladias@bce.unb.br) on 2017-01-17T14:01:32Z No. of bitstreams: 1 2016_OisyHernandezMenendez.pdf: 5558754 bytes, checksum: 495a161180ebc3b86953f1c5cce697f6 (MD5) / Approved for entry into archive by Ruthléa Nascimento(ruthleanascimento@bce.unb.br) on 2017-03-08T20:43:56Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_OisyHernandezMenendez.pdf: 5558754 bytes, checksum: 495a161180ebc3b86953f1c5cce697f6 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-08T20:43:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_OisyHernandezMenendez.pdf: 5558754 bytes, checksum: 495a161180ebc3b86953f1c5cce697f6 (MD5) / Na Colômbia os solos derivados de cinzas vulcânicas representam 11,6% dos solos do país e são utilizados em construção de terraplenagem, rodovias e taludes naturais. Apresentam uma grande variabilidade nas propriedades hidromecânicas e estruturais que dependem do grau de pré-secagem das amostras. Para analisar a variabilidade destas propriedades foi realizado um estudo teórico experimental que avaliou como as alterações mineralógicas ocasionam mudanças no comportamento hidromecânico e estrutural deste tipo de solos. Foi escolhido um solo de origem vulcânica na região de Popayán. O estudo experimental contou com um trabalho detalhado de laboratório, estudando amostras indeformadas e compactadas (com energia correspondente ao Proctor normal) com diferentes formas de preparação das amostras (com e sem secagem prévia). Da confecção da curva de compactação foram escolhidos vários pontos de trabalho aos quais foram feitos as avaliações do comportamento hidromecânico e estrutural. O estudo do solo iniciou pela caracterização físico-química, que foi realizada por meio de ensaios tradicionais da geotecnia além de DRX, espectroscopia infravermelha, análise termogravimétrica e espectroscopia mossbauer. A avaliação do comportamento hidráulico foi feita por meio da construção de curvas de retenção com trajetória de secagem e logo molhagem, combinando as técnicas de: placa, translação de eixos e WP4C. O comportamento mecânico foi avaliado por meio de ensaios de compressão oedométrica e cisalhamento direto. Entretanto, o comportamento estrutural foi avaliado por meio da combinação de três técnicas de caracterização, a microscopia eletrônica de varredura para os microporos, a porosimetria por adsorção e dessorção de nitrogênio para os mesoporos e a microscopia por intrusão de mercúrio para os macroporos. O estudo experimental permitiu demostrar que a secagem das amostras afeta a estrutura mineralógica do solo ocasionando mudanças na granulometria e plasticidade. As duas formas de preparação de amostras geraram duas curvas de compactação totalmente diferentes. O comportamento hidráulico das amostras sem secagem prévia apresentou uma histeresis elevada. A compressibilidade das amostras sem secagem prévia foi maior que as amostras com secagem prévia. Finalmente a análise da estrutura do solo mostrou que a compactação e secagem diminui os macroporos mas não afeta os mesoporos, e os microporos são mais visíveis na estrutura com secagem prévia. / In Colombia volcanic ash soils represent 11.6% of the country's and are used in construction of earthworks, roads and natural slopes. These soils show a great variability in hydromechanical and structural properties that depend on the degree of pre-drying of samples. To analyze the variability of these properties was realized an theoretical-experimental study that assessed how the mineralogical changes caused changes in hydromechanical and structural behavior. The local of the extraction of the sample was in Popayan region. The experimental study included a detailed laboratory work, for undisturbed and compacted samples (with energy corresponding to normal Proctor) with different forms of sample preparation (with and without drying). Two diferent compactation curves was constructed and which chosen several points for the evaluations of hydromechanical and structural behavior. For the physical and chemical characterization was used basic geotechnics tests and DRX, infravermelha spectroscopy, Mossbauer spectroscopy and thermogravimetric analysis. The hydraulic behavior was made by constructing retention curves with wetting and drying trajectories, combining different techniques: plate, translational axes and WP4C. The mechanical behavior was assessed by oedométrica compression tests and direct shear. However, the structural behavior was assessed by the combination of three characterization techniques, scanning electron microscopy for the micropores, the porosimetry adsorption and desorption of nitrogen to the mesoporous and microscopy by mercury intrusion to the macropores. The experimental study demonstrate that drying of the samples affects the mineralogical structure of the soil causing changes in particle size and plasticity. The two ways of preparation of samples generated two entirely different compactation curves. The hydraulic behavior of the samples without prior drying had a high hysteresis. The compressibility of the samples without prior drying was higher than the samples prior to drying. Finally, the analysis of the soil structure showed that compression and drying reduces the macropores but does not affect the mesopores, and micropores are more visible in the structure prior to drying.

As brechas vulcanoclásticas massivas correspondem a maciços rochosos de fragmentos vulcânicos geralmente imersos numa matriz mais fina que estão caraterizadas por apresentar baixo fraturamento ou ausência de descontinuidades. Embora as brechas vulcânicas massivas sejam de baixa resistência, possuem condições mecânicas que permitem escavar taludes altos ou túneis moderadamente profundos mostrando comportamentos estáveis. Neste trabalho foi estudado um afloramento de brechas vulcânicas da zona Pacífica Central da Costa Rica, com o objetivo de caracterizar mecanicamente a rocha. Avaliou-se a influência dos clastos nas propriedades globais de resistência e deformação. Estudou-se também o fraturamento progressivo e o efeito escala sobre as propriedades mecânicas da rocha sob carregamentos de compressão uniaxial e diametral. Caracterizaram-se os constituintes da brecha vulcanoclástica e a relação da proporção e a distribuição dos tamanhos de blocos para as escalas de afloramento e de laboratório. Mostram-se as propriedades mecânicas dos blocos e da matriz, avaliando-se o contraste mecânico existente e a influência na resistência e deformabilidade da brecha. A resistência à compressão e o módulo de deformação da brecha obtidos nos ensaios de laboratório não apresentaram influência significativa com a variação da porcentagem de blocos entre 10% até 65%. A coesão mostra um decréscimo entre o 7%-19%, e o ângulo de atrito aumentou 1.1° e diminuiu 2.6° com o acréscimo da porcentagem volumétrico de clastos de 25% para 50%. Em termos comparativos com outras rochas similares, a brecha analisada apresenta pouca influência mecânica significativa dos blocos. Quanto ao processo de fraturamento no ensaio de compressão axial e diametral, mostram-se os tipos curva completas dos ensaios e sua relação com a emissão acústica (EA) e inspeções visuais. Realizaram-se observações do microfissuramento preexistente e do obtido ao longo do ensaio de compressão diametral, mediante ensaios de microtomografia de rádio X (μCT). De acordo com as observações nos ensaios de microtomografia, a propagação das fissuras é tortuosa e preferencial nos contornos dos clastos. Ocasionalmente, as fissuras podem cortar alguns blocos de densidade superior à matriz sem se perceberem mudanças na curva de força deslocamento ou acréscimos de resistência. Na inspeção macro dos testemunhos carregados, as trajetórias do fraturamento percorrem a matriz da rocha, a interface blocos-matriz, ou o interior dos blocos. O efeito escala sobre o comportamento mecânico foi estudado para amostras de diâmetro de 31 até 145 mm. A brecha vulcânica estudada se considera como uma rocha pouco fissurada e não apresenta efeito escala na resistência à compressão e tração, no comportamento da curva completa de compressão uniaxial, no módulo de deformação, no coeficiente de Poisson ou no fator de intensidade de tensão crítico. As curvas de força versus deslocamento horizontal no ensaio de compressão diametral apresentam comportamentos mais dúcteis para as amostras pequenas e tendências mais frágeis em tamanho maior. Finalmente o trabalho apresenta o caso de estudo de brechas vulcânicas massivas escavadas no túnel de condução da usina hidroelétrica Cachí na Costa Rica. Mostram-se a caracterização do maciço, a comparação comportamento teórico esperado da escavação comparado com o real percebido e as experiências da produtividade de escavação com métodos com explosivos e fresadora. / Massive volcanoclastic breccias are rock masses of volcanic fragments generally immerse in a fine matrix, and they are characterized by little or no presence of jointing. Despite massive volcanoclastic breccias being soft rock, they have mechanic conditions that allow them to be excavated in high slopes and moderately deep tunnels that present stable behavior. Volcanoclastic breccias of the Central Pacific of Costa Rica were studied for this dissertation aiming at mechanically characterizing this type of rock. The influence of the proportion of clasts was evaluated on the global properties of resistance and deformation. In addition, the progressive fracture process and the scale effect were studied focusing on the mechanical properties under uniaxial and diametrical compression loading. The constituents, the proportion and size distribution of clasts were characterized for outcrop and laboratory scales. The mechanical properties of blocks and the matrix are presented evaluating the mechanical contrast and the influence on the strength and deformability of the breccia. The compressive strength and the deformation modulus obtained in the laboratory testing do not present significance influence when the block proportion measured in the breccia rock cores changed varying from 10% to 60%. The cohesion decreased between a 7% and a 19% and the friction angle increased with the increment of the volumetric proportion blocks from 25% to 50%. The volcanoclastic breccias analyzed exhibit little influence of the mechanical properties of the blocks when compared to other similar rocks. When discussing the fracturing process in uniaxial and diametral compression test, the dissertation presents the types of complete curves and their relationship to acoustic emissions (AE) and visual observations. There are remarks of preexistent micro-fissuring and the fracturing status obtained in the diametral compression test by the ray-X micro tomography technique (μCT). In line with the observations in the micro tomography tests, the crack propagation path is tortuous preferably going through the surface of the clasts. Occasionally, the fracture can split some blocks denser than the matrix without changes in the force-horizontal displacement curve nor in the resistance. The fracture path goes through the matrix of the rock, the interface between the rock and the matrix and even the blocks. The scale effect in the mechanical behavior was studied in cores ranging from 31 mm to 145 mm of diameter. The volcanoclastic breccias are considered as a lightly fissured rock, and they do not present scale effect in the compressive and tensile strength, the deformation modulus, the complete curve behavior over the uniaxial compressional test, the Poisson´s ratio, and the critical fracture toughness. The complete force-horizontal displacement curves in the diametral compression test display ductile behaviors in the smaller diameters, and a trend of fragile behavior in bigger samples. Finally, this dissertation presents the study case of massive volcanic breccias excavated in the pressure tunnel of the Cachí hydroelectric project in Costa Rica. The characterization of the rock mass, a comparison of the excavation expected theoretical behavior with the real behavior and the experience of the excavation performance with the conventional methods and the roadheader mechanical methods are presented.

Submitted by Pedro Barros (pedro.silvabarros@ufpe.br) on 2018-08-21T21:39:48Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Bruna Maria Borba de Carvalho.pdf: 5442808 bytes, checksum: 8639c85e2db5e905a8035ccf37767ab7 (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-08-28T23:41:42Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Bruna Maria Borba de Carvalho.pdf: 5442808 bytes, checksum: 8639c85e2db5e905a8035ccf37767ab7 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-28T23:41:42Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Bruna Maria Borba de Carvalho.pdf: 5442808 bytes, checksum: 8639c85e2db5e905a8035ccf37767ab7 (MD5) Previous issue date: 2016-08-02 / FACEPE / A ocorrência de plugs e necks basálticos portadores de nódulos ultramáficos, de idade Oligoceno–Mioceno, na região central do Rio Grande do Norte e Paraíba, foram estudados desde longo tempo atrás. A Serra de São Pedro, localizada a 15 km a leste de Itapetim, é o único plug deste tipo em Pernambuco e nunca foi estudado em detalhe. Análises químicas em rocha total desta ocorrência apresentam deficiência em SiO₂ que varia de 43 a 45%, exibindo Na₂O + K₂O de 4 a 6%. Amostras formam um trend dentro da série alcalina como basanitos (> 10% de olivina normativa) e tefritos (<10% de olivina normativa). Nódulos ultramáficos (espinélio-lherzolito e dunitos) em geral com < 2 cm de tamanho é um dos principais focos deste trabalho e que são comparados com nódulos ultramáficos coletados em três plugs (Nyos, Fundong e Monte Camarões) da “Linha Vulcânica dos Camarões”. Estes ultimos mostram uma maior variedade petrográfica, e são constituídos por dunitos, espinélio-lherzolitos e piroxenitos. Tanto os nódulos do plug de São Pedro como os dos plugs da Linha Vulcânica dos Camarões mostram uma certa deformação no estado sólido, olivinas e piroxênios exibindo geminação secundária e kink bands. Nestes nódulos, em geral olivina aparece como cristais mais desenvolvidos e algumas vezes com contatos a 120o indicando uma textura de equilíbrio metamórfico. A deformação observada nestes nódulos resultou provavelmente do movimento das placas Sul-Americana (São Pedro) ou Africana (Camarões). Análises químicas de orto e clinopiroxênio de nódulos do plug de São Pedro permitem uma estimativa preliminar da variação P-T na fonte destes nódulos, gerando resultados de aproximadamente 950°C para a temperatura, e pressão variando entre 25 e 35 kbars. / The occurrence of basaltic plugs and necks carrying ultramafic nodules, which present ages around Oligocene-Miocene in the central region of Rio Grande do Norte and Paraíba, has been studied since a long time ago. The Serra de São Pedro plug, located 15 km east of Itapetim, is the only occurrence of this type in Pernambuco and it has never been studied in detail before. Chemical analysis of the whole rock show that they are SiO₂ deficient, with values ranging from 43 to 45%. Na₂O + K₂O displays values from 4 to 6%. The results form a trend within the alkaline series as basanites (> 10% normative olivine) and tephrites (<10% of normative olivine). Ultramafic nodules (spinel-lherzolite and dunites) generally <2 cm in size is the major focus of this work, and they are compared with ultramafic nodules collected in three other locations from the "Cameroon Volcanic Line, CVL", which are Nyos, Fundong and Mount Cameroon. The latter show a greater variety of petrographic features and are constituted by dunites, spinel-lherzolites and pyroxenites. Both nodules from the Serra de São Pedro plug, as the Cameroon Volcanic Line plugs, show a certain deformation in the solid state, olivine and pyroxene displays secondary twinning and kink bands. In these nodules, olivine generally appears as more developed crystals and sometimes forms triple junctions indicating a metamorphic equilibrium texture. The deformation observed in these nodules probably resulted from the movement of the South American tectonic plate (Serra de São Pedro) or African tectonic plate (Cameroon Volcanic Line). Chemical analysis of ortho and clinopyroxene of xenoliths from the Serra de São Pedro plug allow a preliminary estimate of P-T variation of the rock source of these nodules. The results show a temperature of approximately 950°C, and pressures ranging from 25 to 35 kbars.

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-06-14T16:24:34Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AlteracaoSupergenicaRochas.pdf: 6626869 bytes, checksum: 86ac24c40467b1a7d28c5d8d22173a97 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-06-14T16:36:04Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AlteracaoSupergenicaRochas.pdf: 6626869 bytes, checksum: 86ac24c40467b1a7d28c5d8d22173a97 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-14T16:36:04Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AlteracaoSupergenicaRochas.pdf: 6626869 bytes, checksum: 86ac24c40467b1a7d28c5d8d22173a97 (MD5) Previous issue date: 1981-11-19 / O presente trabalho focaliza a alteração supergênica das rochas vulcânicas básicas do Grupo Grão Pará e aponta evidências que podem sustentar ser o depósito de bauxita da clareira N5-Serra dos Carajás um produto extremo dessa alteração. Na impossibilidade de se observar um perfil continuo que demonstrasse diretamente esse laço genético, testou-se esta hipótese com um perfil composto aproveitando-se as informações de sub superfície da clareira N4 contígua, onde testemunhos de sondagens existentes revelam toda a seqüência intemperizada até a rocha básica sã. Os níveis bauxíticos e lateriticos, apenas desenvolvidos em N5, foram então integrados a essa seqüência compondo os horizontes mais superficiais e tomados, por conseguinte, como materiais formados in situ. As rochas básicas são de idade pré-cambriana e foram classificadas como basaltos toleiticos com tendência ao campo composicional das suítes calco-alcalinas que ocorrem nos arcos de ilhas modernos (diagrama TiO2-Zr/P2O5). A assembléia mineralógica primária é composta dominantemente por labradorita e pigeonita-augita, tendo como acessórios principais zircão, ilmenita e opacos. Eventos hidrotermais causaram modificações mineralógicas nessas rochas produzindo clorita, epidoto, calcita, sericita, anfibólio e quartzo. Profundas mudanças nas composições química e mineralógica dessas rochas vulcânicas foram induzidas pela ação intempárica e puderam ser avaliadas desde profundidades da ordem de 140 m até a superfície. O material semidecomposto mostrou perdas significantes de CaO, Na2O e FeO (este por oxidação parcial à Fe+3) e perdas menos expressivas de SiO2, MgO e K2O. Em contrapartida, houve um enriquecimento relativo de Fe2O3, Al2O3, TiO2 e P2O5, além de substancial entrada de H2O. Dentro desse quadro químico, se estabilizaram novas fases mineralógicas, representadas, em ordem de abundância, por clorita, esmectita-clorita, opacos e quartzo. Os horizontes mais superficiais, correspondendo a um estágio mais avançado da alteração, apresentaram uma perda praticamente total dos álcalis, MgO e CaO, com SiO2 baixando a teores da ordem de 40% dos valores iniciais. Isto favoreceu ganhos relativos ainda maiores de Fe2O3, Al2O3, TiO2, P2O5 e H2O em relação ao estágio anterior. As assembléias mineralógicas resultantes passaram, então, a ser dominadas por caulinita, goetita e óxidos de titánio, e secundariamente por gibbsita e quartzo. Concentrações de Cr, Ni, Co e Zr foram determinadas tanto nos basaltos como nos correspondentes intemperizados, verificando-se fatores de enriquecimento da ordem de 1,5 a 5,0, progressivos em geral, em direção ã superfície, o que vem demonstrar a maior ou menor mobilidade desses elementos no ambiente supergenico. Cr, Ni e Co foram retidos por coprecipitação juntamente com os hidróxidos de Fe e Zr foi mantido pela presença do zircão como mineral residual. O depósito de bauxita de N5, por sua vez, é constituido por uma camada superficial com espessura variável entre 4 e 7 m e cerca de 3,0% de SiO2, 2,3% de TiO2, 47,0% de Al2O3, 23,0% de Fe2O3 e 24,0% de voláteis, sendo a natureza do material bauxítico a base de gibbsita, caulinita, óxidos de Ti e goetita. As camadas subjacentes tem diferenças químicas marcantes, com composições mineralógicas que diferem muito mais pelo grau de abundância de determinadas fases do que pela espécie. De cima para baixo observa-se uma crosta lateritica de espessura em torno de 10 m, uma argila gibbsítica que não ultrapassa 35 m de espessura e um horizonte argiloso de espessura indefinida. A crosta laterítica mostrou uma composição química com cerca de 6,0% de SiO2, 2,0% de TiO2, 28,0% de Al2O3, 47,0% de Fe2O3 e 19,0% de voláteis e uma mineralogia dominada por hematita, caulinita, hidróxidos de Fe, óxidos de Ti e quantidades subordinadas de gibbsita. Já a argila gibbsítica apresentou teores médios de 24,0%, 2,0%, 28,0%, 32,0% e 13,0% e o horizonte argiloso teores de 47,0%, 1,5%, 20,0%, 22,0% e 7,5% respectivamente para SiO2, TiO2, Al2O3, Fe2O3 e voláteis. As assembléias mineralógicas desses dois últimos níveis são dominadas por caulinita, gibbsita, óxidos de Fe, aparecendo hematita apenas na argila gibbsitica e goetita e quartzo apenas no horizonte argiloso. Análises de elementos, menores e traços em amostras dos quatro horizontes que compõem a seqüência de N5 mostraram que há, de um modo geral, um aumento progressivo em direção à superfície dos teores de Ti, Zr e Nb, enquanto que o Ni mostra uma tendência inversa. O Cr tem distribuição bi-modal com as 3 maiores concentrações ocorrendo na crosta laterítica e no horizonte argiloso. A distribuição do Co é semelhante a do Ni, se bem que mais errática. A identificação de minerais pesados em amostras tanto de basaltos totalmente decompostos como do material bauxítico apontou a mesma assembléia, constituída dominantemente por ilmenita, zircão, rutilo e turmalina, este ultimo mineral encontra do em maior abundância na bauxita. Análises de B nos diversos horizontes de ambas as seqüências (N4 e N5) indicaram teores que variaram entre 70 e 100 ppm, justificando a provável presença de turmalina mesmo nas rochas onde não foi possível a extração de minerais pesados. A integração de todos estes dados permitiu interpretar a bauxita como um depósito residual da alteração supergênica das rochas vulcãnicas do Grupo Grão Pará com base em: 1) identidades mineralógica e química das duas seqüências, especialmente o basalto decomposto de N4 e a argila gibbsitica de N5 e correspondência química que sugere ser o horizonte argiloso um estágio de alteração intermediária entre os basaltos semidecomposto e decomposto; 2) presença de gibbsita no basalto decomposto sugerindo um estágio de evolução que, dado o tempo devido e as condições apropriadas, poderia conduzir a um material progressivamente enriquecido em alumina; 3) elementos traços típicos de rochas básicas presentes no depósito de bauxita em concentrações relativamente altas e, aceito o laço genético, mostrando fatores de enriquecimento ou empobrecimento ao longo de uma tendência comum desde o basalto até a bauxita e 4) mesma suite de minerais pesados para os basaltos e a bauxita. Especial atenção foi dada a crosta laterítica que se formou subjacentemente ao depósito de bauxita, sendo interpreta da como resultado da mobilidade relativa do Fe e A,e sob condições de Eh e pH que favoreceram o movimento descendente do ferro e a fixação do At. nos horizontes superficiais. / The present study deals with the supergene alteration of the basic volcanic rocks of the Grão Pará Group and gathers evidences that support the N5 bauxite deposit (Carajás Sierra) to be an extreme product of this alteration. In the lack of a continuous profile, this hypothesis was tested with a composed profile using the subsurface information available for the contiguous N4 plateau where the whole weathered sequence could be observed. The bauxite-rich and lateritic horizons, only developed in N5, were then assumed to be a part of that sequence and taken as its more superficial levels. The basic volcanic rocks are of precambrian age and were classified as tholeiitic basalts compositionally similar to those of the calc-alkaline suites that occur in modern island ares (TiO2-Zr/P2O5 diagram). The primary mineral assembly is dominantly composed of labradorite and pigeonite-augite and has zircon, ilmenite and opaque minerals as the major accessory phases. Hydrothermal activity caused mineralogical changes in theses rocks producing chlorite, epidote, calcite, sericite, amphibole and quartz. Significant chemical and mineralogical changes were induced by the weathering in these rocks and could be evaluated to depths up to 140 m. The serbidecomposed material showed substantial losses of CaO, Na2O and FeO (this due to partial oxidation to Fe+3) and less important lasses of SiO2, MgO and K2O. In contraposition there was relative enrichment of Fe2O3, Al2O3, TiO2 and P2O5 besides major gains of H2O. This new chemical environment favored the formation of compatible stable phases represented, in order of abundance, by chlorite, smectite-chlorite, opaque minerals and quartz. The totally decomposed basalts revealed an aimost complete loss of alkalls, MgO and CaO, with SiO2 contents dimishing to values of approximately 40% of its initial quantities. This enhanced great relative gains of Fe2O3, Al2O3, TiO2 and P2O5 and H2O with respect to the previous alterations stage. The resulting mineral assembly turned out be dominated by kaolinite, goethite and titanium oxides, and secondarily by gibbsite and quartz. Determinations of Cr, Ni, Co and Zr were done for both the bas.alts and its weathered equivalents. Enrichment factors of the order of 1.5 to 5.0 generally progressive towards the surface indicate the greater or lesser mobility of these elements within the supergene environment. Cr, Ni and Co were retained by coprecitpitation with iron hidroxides while Zr was accounted for by the preservation of zircon as a residual mineral. The N5 bauxite deposit consists of a gibbsite-rich upper layer with an average thickness of 4.7 m and average chemical composition of 3-.13% SiO2, 2.3% TiO2, 47.0% Al2O3, 23.0% Fe2O3 and 24.0% volatiles. Mineralogically it is composed of gibbsite, kaolinite, titanium oxides and iron hidroxides (goethite). The subjacent layers show distinct chemical constitution but the mineral suites differ in the proportions rather than in the kinds of the phases present. Downwards it is observed 1) a lateritic crust as thick as 10 m, 2) a gibbsite-rich clay that do not exceed 35 m in thickness and 3) an argillaceous horizon of indefinite thickness. The lateritic crust has an average chemical composition of 3.6% SiO2, 2.0% TiO2, 28.0% Al2O3, 47.0% Fe2O3 and 19.0% volatiles, and a mineralogy dominated by hematite, kaolinite, iron hidroxides, titanium oxides and subordinate quantities of gibbsite. The gibbsite-rich clay has average proportions of 24.0%, 2.0%, 28.0%, 32.0% and 13.0.% for SiO2, TiO2, Al2O3, Fe2O3 and volatiles respectively while the argillaceous horizon shows average proportions of 47.0%, 1.5%, 20.0%, 22.0% and 7.5% for these same components in that order. The mineral assembly of these two last levels is dominated by kaolinite, gibbsite, titanium oxides and iron hydroxides although hematite appears only in the gibbsite-rich clay while goethite and quartz appear, only ,in, the argillacebus horizon. The identification of heavy minerals in samples of both the decomposed basalt and the bauxite material revealed the same suite consisting of ilmenite, zircon and tourmaline, the latter mineral being found in greater abundances in the bauxite. Boron determinations from samples of the various horizons of both sequentes (N4 and N5) indicated contente that varied from 70 to 100 ppm, justifying /the probable presence of tourmaline even in the rocks from which was not possible to separate heavy minerals. The integration of all these data allowed the interpretation of the N5 bauxite plateau as a residual deposit of the supergene alteration of the volcanic basic rocks of the Grão Pará. Group with basis on 1) the chemical and mineralogical identities between the two sequences, especially the decomposed basalt and the gibbsite-rich clay, 2) the chemical correspondente that suggests the argillaceous horizon to be an intermediate stage of alteration between the semidecomposed and the decomposed basalt, 3) the presence of gibbsite in the decomposed basalt suggesting a stage of evolution which, given enough time and the appropriate conditions, could produce a material progressively rich in alumina and 4) typical trace elements of basic rocks present in relatively high concentrations in the bauxite deposit and, taken the genetic link for granted, showing enrichment or impoverishment factors along a common trend from the unaltered basalt to the bauxite material. Special attention was paid to the lateritic crust that formed underlying the bauxite deposit. It has been interpreted as a result of the relativo mobility of Fe and Pd, under Eh-pH conditions that favored the descending movement of Fe and the fixation of in the upper horizons.

Les grands effondrements de flanc sont des phénomènes récurrents dans l'évolution géologique des îles océaniques. Parfois catastrophiques. les épisodes de déstabilisation sont capables de générer d'importants tsunamis, et représentent donc des événements dangereux. Le îles des Açores à l’est de la Dorsale Médio-Atlantique sont situées sur la frontière de plaques diffuse entre l’Eurasie (Eu) et la Nubie (Nu), et donc sous l'influence d’un contrôle structural et d’une activité sismique importante (événements historiques de magnitude jusqu'à environ 7). Avant le projet MEGAHazards (PTDC/CTE-GIX /108149/2008, financé par FCT, Portugal), les effondrements de flanc à grande échelle étaient considérés inexistants aux Açores, principalement à cause de la petite dimension des édifices volcaniques. Ici, nous concluons sans équivoque que de tels événements se sont bien produits dans les Açores. La thèse de doctorat porte sur l'évolution de la ride volcanique escarpée de Pico-Faial, qui se trouve sur une faille normale majeur associée à la limite diffuse Nu/Eu, et particulièrement sur les grands effondrements de flanc qui ont affecté l'île de Pico. A partir de modèles numériques de terrain à haute-résolution, de nouvelles données structurales, stratigraphiques, et de datations K-Ar, nous avons: (1) calibré la stratigraphie volcanique de Pico; (2) reconstruit les phases majeures de croissance et de destruction des îles de Pico durant les derniers 200 kyr; (3) reconstruit l'évolution du slump actif du SE d'île de Pico, au cours des derniers 125 kyr; (4) fourni de nouvelles interprétations concernant l'escarpement qui coupe le flanc S du stratovolcan de Pico; (5) montré l’existence d’effondrements catastrophiques des flancs N et S de l'île de Pico entre ca. 125 et 70 ka, qui ont généré d'importants débris sous-marins; et (6) proposé que l’accommodation de l' extension associé à la limite des plaques Nu/Eu le long de la ride Pico-Faial, a été consolidée dans les derniers ca. 125 ka. De nombreux facteurs favorisant le développement des instabilités de flanc sur les îles volcaniques ont été proposés dans la littérature, mais leur rôle exact et leur contribution mutuelle restent mal compris. Nous présentons ici une solution analytique pour la théorie du Prisme Critique de Coulomb cohésif, appliquée à des instabilités gravitaires, et des simulations analogiques complémentaires pour tester certaines implications structurales du modèle. Nous étudions l'impact de variables comme: la géométrie et les dimensions du prisme, la cohésion, le coefficient de friction interne et le rapport de surpression de fluide (surpression de fluide divisé par la pression lithostatique).Nous concluons que: (1) l’augmentation de la pente des flancs du volcan et du décollement basal conduit à une diminution du rapport de surpression de fluide nécessaire pour produire la rupture; (2) la diminution de l'effet stabilisateur de la cohésion avec la profondeur du décollement basal favorise l'occurrence de déstabilisation gravitaire profonde à grande échelle pour des décollements plus profonds que 2000-2500 m. Pour des décollements basales plus superficiels, les rapports de surpression de fluide nécessaires pour induire la rupture sont relativement supérieurs. Pour les décollements moins profonds, des flancs très inclinés et des matériaux très résistants, la rupture superficielle parallèle à la surface du flanc est favorisée, par rapport à la rupture profonde; (3) Pour des profondeurs supérieures à 2500 m (cas des grands édifices volcaniques), tandis que l'impact de la cohésion diminue, l'effet de la friction interne le long du décollement basal devient relativement plus importante. L’étude des grands effondrements de flanc dans les îles des Açores, et la modélisation des variables qui contrôlent la stabilité des édifices volcaniques demeurent cependant incomplets, et seront approfondis dans un futur proche. / Large-scale flank collapses are recurrent in the geological evolution of volcanic ocean islands. Such catastrophic episodes of destabilization can be voluminous and generate large tsunamis, which may cause considerable damage and thus represent extremely hazardous events. The Azores islands east of the Mid-Atlantic Ridge are located on the Eurasia(Eu)/Nubia(Nu) plate boundary, and therefore subject to structural control and seismic activity (historical events of magnitude up to ca. 7). However, prior to MEGAHazards Project (PTDC/CTE-GIX/108149/2008, funded by FCT, Portugal), large-scale flank collapses in the Azores were considered to be lacking, mainly due to the small dimension of the volcanic edifices. Here, we conclude unequivocally on the occurrence of such events in the Azores. The present PhD thesis addresses the evolution of the Pico-Faial steep volcanic ridge, which sits on a major normal fault associated with the Eu/Nu diffuse boundary, focusing especially on the large-scale flank failures in Pico Island. Based on high-resolution sub-aerial and submarine Digital Elevation Models, new structural and stratigraphic data, and high-resolution K-Ar dating on separated volcanic groundmass, we: (1) constrain the volcano stratigraphy of Pico; (2) reconstruct the major phases of growth and destruction in Pico and Faial islands in the last 200 kyr; (3) reconstruct the ca. 125 kyr evolution of the currently active large-scale slump in the SE of Pico Island; (4) provide new structural data/interpretations regarding the scarp that sharply cuts the S flank of Pico Stratovolcano; (5) report on the occurrence of large-scale failures in the N and S flanks of the Pico Island between ca. 125 and 70 ka, which generated large submarine debris deposits; and (6) propose that the role of the Pico-Faial ridge as a structure accommodating part of the extension on the diffuse Nu/Eu boundary has been consolidated in the last ca. 125 kyr. Many factors favouring the development of such large-scale flank instabilities have been proposed in the literature, but their exact role and mutual contribution remain poorly understood. We here present an analytical solution for the cohesive Coulomb Critical Wedge theory applied to gravitational instabilities, and associated analogue simulations to test some structural implications of the model. We investigate the impact of several variables on the stability of volcanic flanks, including: wedge slope and dimensions, cohesion, internal friction along the basal detachment, and fluid overpressure. We conclude that: (1) the steepening of the volcanic flanks and basal detachment lead to a decrease in the fluid overpressure ratio (fluid overpressure divided by lithostatic pressure) necessary to produce failure. (2) The decrease of the stabilizing effect of cohesion with increasing depth of the basal detachment favours the occurrence of deep-seated large-scale gravitational destabilization in basal detachments deeper than ca. 2000-2500 m (in volcanic edifices necessarily higher than 2500 m). For shallower basal detachments, the overpressure ratios required to induce failure are comparatively larger. For shallower basal detachments, steeper flanks and stronger edifice materials, shallow failure parallel to the edifice flank surface is favoured, instead of deep-seated deformation. (3) With increasingly deeper basal detachments (possible in larger volcanic edifices), while the impact of cohesion diminishes, the relative importance of basal internal friction for the stability of the edifice increases. The investigation of the occurrence of large-scale mass-wasting in the Azores islands, and the modelling of the variables controlling the stability of the volcanic edifices are only at their first steps and will be further developed in the future.