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Dissertações |
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CAROLINE ARAUJO FREITAS
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COMPORTAMENTO DOS ELEMENTOS TERRAS RARAS E DOS ISÓTOPOS DE Nd e Sr EM PERFIS LATERÍTICOS NO BRASIL CENTRAL.
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Orientador : ADRIANA MARIA COIMBRA HORBE
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MEMBROS DA BANCA :
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ADRIANA MARIA COIMBRA HORBE
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ELTON LUIZ DANTAS
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JEREMIE GARNIER
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ROMULO SIMOES ANGELICA
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Data: 13/02/2023
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Estudos sobre mineralogia e geoquímica em perfis lateríticos fornecem informações sobre a interação fluido/rocha e contribui para o entendimento dos processos intempéricos. Nesse sentido foi feito o estudo mineral e geoquímico em dois perfis lateríticos em Goiás. Apesar das diferenças químicas associadas as fases minerais distintas em cada rocha mãe, o intemperismo e a lateritização do filito no perfil 1 e de um arenito no perfil 2, originou dois perfis lateríticos estruturados em saprólito, mosqueado, crosta laterítica ferruginosa e desmantelado. No perfil 2, o retrabalhamento da crosta ferruginosa a partir da hidratação da hematita originou o latossolo sobreposto. A lateritização ocasionou a decomposição da muscovita e illita no perfil 1 e microclínio e illita no perfil 2 que resultou na lixiviação, sobretudo dos cátions e traços associados a essas fases em detrimento da concentração de Fe2O3, P2O3, ETRL, LOI, As, Cu, Pb, V, Th e Zn no perfil 1, e além desses de U, Sc e Cs no perfil 2, os quais são também lixiviados na decomposição da crosta e formação do solo. Os elementos terra raras pesados são controlados no perfil 1 pela muscovita e são empobrecidos com o avanço do intemperismo, enquanto no perfil 2 são retidos por estarem associados ao zircão, rutilo e anatásio, são residuais no intemperismo. As terras raras leves são associadas em ambos os perfis as fases secundárias (óxidos de fe, illita e caulinita) e são concentrados com o avanço do intemperismo, entretanto a formação do solo no perfil 2 resulta no seu empobrecimento em função da transformação da caulinita em gibbsita. As razões de Sm/Nd e εNd(0) preservam a assinatura das rochas se não são fracionados, enquanto as razões Rb/Sr e 87Sr/87Sr, maiores no perfil 1 por sua associação com muscovita, de ambos os perfis são decrescentes para o topo de forma similar, refletindo o intemperismo dos minerais primários.
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Studies on mineralogy and geochemistry in lateritic profiles provide information on the fluid/rock interaction and contribute to the understanding of weathering processes. In this sense, a mineral and geochemical study was carried out in two lateritic profiles in Goiás. Despite the chemical differences associated with the distinct mineral phases in each parent rock, weathering and lateritization of the phyllite in profile 1 and a sandstone in profile 2, originated two lateritic profiles structured in saprolite, mottled, ferruginous and dismantled lateritic crust. In profile 2, the reworking of the ferruginous crust from the hydration of the hematite originated the superimposed latosol. Lateritization caused the decomposition of muscovite and illite in profile 1 and microcline and illite in profile 2, which resulted in leaching, especially of cations and traces associated with these phases to the detriment of the concentration of Fe2O3, P2O3, ETRL, LOI, As, Cu, Pb, V, Th and Zn in profile 1, and in addition to those of U, Sc and Cs in profile 2, which are also leached in crustal decomposition and soil formation. The heavy rare earth elements are controlled in profile 1 by muscovite and are depleted with the advance of weathering, while in profile 2 they are retained because they are associated with zircon, rutile and anatase, they are residual in weathering. The light rare earths are associated in both profiles with the secondary phases (fe, illite and kaolinite oxides) and are concentrated with the advance of weathering, however the soil formation in profile 2 results in its impoverishment due to the transformation of kaolinite into gibbsite. The ratios of Sm/Nd and εNd(0) preserve the signature of the rocks if they are not fractionated, while the ratios Rb/Sr and 87Sr/87Sr, higher in profile 1 due to its association with muscovite, of both profiles are decreasing for the top in a similar way, reflecting the weathering of the primary minerals
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Ana Clara Legora Woitech Hecksher
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Isótopos de Nd e a Arquitetura do Arcabouço Tectônico de um Sistema Orogênico Confinado: Domínios Litosféricos do Orógeno Araçuaí.
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Orientador : ELTON LUIZ DANTAS
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MEMBROS DA BANCA :
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ELTON LUIZ DANTAS
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REINHARDT ADOLFO FUCK
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ELIZA INEZ NUNES PEIXOTO
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MONICA DA COSTA PEREIRA LAVALLE HEILBRON
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Data: 28/02/2023
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Este estudo apresenta o resultado de um mapeamento isotópico usando a metodologia Sm-Nd e a integração com dados geofísicos do orógeno Araçuaí e sua relação com o Cráton do São Francisco. As duas técnicas foram combinadas a fim de delimitar diferentes domínios litosféricos, que registram todos os eventos relacionados a diferentes momentos da história evolutiva do arcabouço tectônico de um sistema orogênico Neoproterozóica que foi desenvolvido bordejando um cráton estável desde o Paleoproterozóico. O estudo isotópico foi feito a partir dos padrões estabelecidos pela interpretação de 320 análises Sm-Nd de idade modelo TDM Nd e pelos valores de ENd (t). A integração dos padrões estruturais observados em mapas geofísicos, aeromagnéticos e gamaespectrométricos, com o mapeamento isotópico, permite definir a paleogeografia de diferentes blocos crustais organizados em domínios tectônicos que refletem a junção de duas placas litosféricas de idades contrastantes. A identificação dos limites entre os domínios litosféricos é bem marcada no mapa de anomalia Bouguer e nos produtos gerados neste estudo, com distintas assinaturas isotópicas e radiométricas. Antiga litosfera continental é caracterizada por rochas com idade modelo TDM Nd entre 3,0 e 2,2 Ga, e valores de ENd (t) variando de -30 a -20 e corresponde às unidades representativas do Cráton do São Francisco. O relevo magnético deste bloco é caracterizado por alto valores (> 0.1 nt ). Uma zona de transição de de 100 Km de largura com fragmentos de rochas Paleoproterozóicas envolvidas na deformação brasiliana, mas preservando uma assinatura isotópica da antiga litosfera, pode refletir pedaços do Cráton que foram desmembrados e separados em blocos crustais individuais. Dentro de cada bloco os valores de ENd (t) ficam em torno de - 20 e a idade modelo TDM em torno de 2,2 Ga. O principal limite deste bloco crustal Jequitinhonha e o orógeno é a zona de cisalhamento Abre Campo. A fragmentação da antiga litosfera continental, deixa registro na forma de magmatismo intracontinental Toniano, em torno de 900-750 Ma, e bacias precursoras do sistema orogênico, com assinaturas isotópicas distintas. Nesta fase ocorre um afinamento crustal na litosfera e o soerguimento do manto astenosférico, devido ao quebramento dos antigos blocos continentais, que é caracterizada por idade modelo TDM Nd próximo variando de 1,8 até 1,2 Ga e valores de ENd (t) próximos a zero e pouco negativos até - 5 em média. A inversão dos processos de oceanização e o início de uma tectônica compressiva relacionado à processos de subducção em 860 Ma até 490 Ma, é caracterizado pela formação de um sistema de arcos magmáticos acrescionários e colisionais. Fragmentos dispersos de arco juvenil toniano e com assinatura juvenil são pouco preservados, sendo que o maior volume de magmatismo relacionado a colisão do arco- continente apresenta rochas com idade modelo TDM Nd variando entre 2,0-1,4 Ga, e valores de ENd (t) entre -9 até -7, sugerem a participação do manto subcontinental litosférico (SCLM) como a principal fonte mantélica da geração de uma variedade do magmatismo e intenso plutonismo na região. A litosfera jovem Neoproterozóica, com valores de idade modelo TDM Nd de 1,0 Ga e valores positivos (+5), requer a abertura de um oceano jovem, que deixa resquícios na forma de corpos ultramáficos e ofiolitos. O alinhamento dos corpos ultramáficos com assinatura isotópica positiva e fortes anomalias magnéticas, delimitam os domínios das paleo-litosferas, e marcam a posição geográfica da zona de sutura entre diferentes litosferas, jovem e antiga. Existe uma variação da assinatura isotópica, com valores específicos para cada suíte magmática descrita para a Faixa Araçuaí, desde G1 até G5, sugerindo a interação de fontes antigas paleoproterozóicas com intenso retrabalhamento crustal e fontes jovens juvenis neoproterozóicas, que refletem a existência de distintas litosferas e sendo a profundidade do que o magma é gerado o principal fator que define a assinatura isotópica das fontes do magmatismo do sistema orogênico. Os grandes lineamentos identificados nos mapas geofísicos são interpretados como zonas de cisalhamento dúcteis, e são responsáveis pelos limites dos domínios litosféricos e diferentes blocos crustais, que encontram se deslocados de sua posição original. Eventos tafrogênicos de épocas diferentes são representados por enxames de diques desenvolvidos em limites de blocos crustais, refletem a litosfera a que eles intrudem, herdando a assinatura isotópica em profundidade de cada uma delas.
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This study presents the result of an isotopic mapping using the Sm-Nd methodology and the integration with geophysical data from the Araçuaí orogen and its relationship with the São Francisco Craton. The two techniques were combined in order to delimit different lithospheric domains, which record all events related to different moments in the evolutionary history of the tectonic framework of a Neoproterozoic orogenic system that was developed bordering a stable craton since the Paleoproterozoic. The isotope study was carried out based on the standards established by the interpretation of 320 Sm-Nd analyzes of the TDM Nd model age and by the ENd (t) values. The integration of structural patterns observed in geophysical, aeromagnetic and radiometric maps, with isotopic mapping, allows us to define the paleogeography of different crustal blocks organized into tectonic domains that reflect the junction of two lithospheric plates of contrasting ages. The identification of boundaries between lithospheric domains is well marked in the Bouguer anomaly map and in the products generated in this study, with distinct isotopic and radiometric signatures. Former continental lithosphere is characterized by rocks with TDM Nd model age between 3,0 and 2,2 Ga, and ENd (t) values ranging from -30 to -20 and corresponds to the representative units of the São Francisco Craton. The magnetic relief of this block is characterized by high values (> 0.1 nt ). A 100 km wide transition zone with fragments of Paleoproterozoic rocks involved in the Brasiliano deformation, but preserving an isotopic signature of the ancient lithosphere, may reflect pieces of a Craton that have been dismembered and separated into individual crustal blocks. Within each block the ENd (t) values are around -20 and the TDM Nd model age around 2,2 Ga. The main boundary of this Jequitinhonha crustal block and the orogen is the Abre Campo shear zone. The fragmentation of the ancient continental lithosphere leaves a record in the form of Tonian intracontinental magmatism, around 900-750 Ma, and precursor basins of the orogenic system, with distinct isotopic signatures. In this phase there is a crustal thinning in the lithosphere and the uplift of the asthenospheric mantle, due to the breakup of the old continental blocks, which is characterized by a near TDM Nd model age ranging from 1,8 to 1,2 Ga and ENd (t) values close to zero and slightly negative up to -5 on average. The inversion of oceanization processes and the beginning of a compressive tectonics related to subduction processes at 860 Ma to 490 Ma, is characterized by the formation of a system of accretionary and collisional magmatic arcs. Dispersed fragments of the Tonian juvenile arc and with a juvenile signature are poorly preserved, and the largest volume of magmatism related to the collision of the continent-arc presents rocks with model age TDM Nd ranging between 2,0-1,4 Ga, and ENd (t) values between -9 to -7, suggest the participation of the subcontinental lithospheric mantle (SCLM) as the main mantle source of the generation of a variety of magmatism and intense plutonism in the region. The young Neoproterozoic lithosphere, with TDM Nd model age values of 1,0 Ga and positive values (+5), requires the opening of a young ocean, which leaves remnants in the form of ultramafic bodies and ophiolites. The alignment of ultramafic bodies with positive isotopic signature and strong magnetic anomalies, delimit the domains of paleo-lithospheres, and mark the geographic position of the suture zone between different lithospheres, young and old. There is a variation in the isotopic signature, with specific values for each magmatic suite described for the Araçuaí Belt, from G1 to G5, suggesting the interaction of ancient Paleoproterozoic sources with intense crustal reworking and young Neoproterozoic sources, which reflect the existence of distinct lithospheres and being the depth from which the magma is generated the main factor that defines the isotopic signature of the magmatism sources of the orogenic system. The large lineaments identified in geophysical maps are interpreted as ductile shear zones, and are responsible for the limits of lithospheric domains and different crustal blocks, which are displaced from their original position. Taphrogenic events from different times are represented by swarms of dykes developed at crustal block boundaries, reflecting the lithosphere they intrude, inheriting the depth isotopic signature of each of them. Palavras chaves em Português: Orógeno Confinado; Mapeamento Isotópico; Idade Modelo TDM; Neodímio; Epsilon Neodímio; Aeromagnetometria; Aerogamaespectrometria; Anomalia Bouguer; Orógeno Araçuaí.
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JULIA MANÇANO QUINTARELLI
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Origem e dinâmica do mercúrio em sedimentos da bacia do alto Madeira
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Orientador : JEREMIE GARNIER
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MEMBROS DA BANCA :
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ADRIANA MARIA COIMBRA HORBE
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JEREMIE GARNIER
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ROBERTO VENTURA SANTOS
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WANDERLEY RODRIGUES BASTOS
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Data: 27/04/2023
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A bacia do Rio Madeira é alvo da exploração de ouro através de minerações artesanais e de pequena escala/garimpo desde o início do século XIX. Nesse contexto, o mercúrio (Hg) – metal conhecido pela sua alta toxicidade – é utilizado para concentrar o ouro fino. Neste trabalho foram analisadas amostras de sedimento (margem e centro) e água (dissolvido e particulado) do rio Madeira à montante da cidade de Jaci-Paraná (Rondônia, BR) e de seus principais contribuintes (rios Beni, Madre de Diós e Mamoré), além de amostras de uma draga garimpeira no rio Madeira. A composição elementar das amostras sólidas possui pouca variação entre as amostras naturais, com variações apenas no grau de enriquecimento ou empobrecimento (principalmente nas amostras de sedimento de centro). A assembleia mineralógica dos finos consiste em filossilicatos 2:1 e 1:1, óxidos e hidróxidos de Fe, Al e Ti e quartzo, em diferentes proporções. A composição química e análise isotópica de Sr dissolvido permitiram diferenciar os diferentes afluentes e a proveniência desses elementos dissolvido, onde 87Sr/86Sr ≈ 0,71 em rios que drenam rochas andinas e 87Sr/86Sr ≈ 0,72 em rios com contribuição de rochas do escudo do Brasil Central. Não foram encontradas concentrações de Hg dissolvido acima do limite de detecção do método. Nas amostras sólidas naturais, a concentração de Hg varia de 17,6 - 547,8 ng g-1 , enquanto nas amostras contaminadas coletadas na draga a concentração de Hg chega até 1447,4 x 10³ ng g -1 . A concentração de Hg total apresenta um incremento de 2x entre MPS>margem>centro. A principal fase portadora nos sedimentos de margem são os filossilicatos aluminosos e óxihidróxidos de Fe e Al. No MPS o Hg não parece ser muito associado às fases minerais e pode estar ligado a grupos funcionais de S da matéria orgânica. A amostra de rejeito sólido da draga de garimpo é extremamente enriquecida em Hg (EF=91,27) quando comparada com a concentração da crosta continental superior (0,05 ng g-1 ) e extremamente poluída por Hg (Igeo = 10,95). A avaliação de risco a saúde indica que o rejeito é extremamente perigoso (HI>1) para adultos (HI=8,1) e crianças (HI=15,6). Cerca de 26% do Hg presente no rejeito tem maior labilidade e pode ser rapidamente mobilizado e disponibilizado no meio, de acordo com o procedimento de extração sequencial aplicado. Embora a concentração de Hg nos rejeitos sejam elevadíssimas e ofereçam um grande risco ambiental e à saúde humana, quando esse material entra no rio Madeira sofre uma grande diluição devido ao enorme volume de água e sedimento transportado. Essa diluição é vista nos resultados obtidos e dificulta a caracterização de um background e a caracterização da origem do Hg no meio. Entretanto, apesar da diluição, foi encontrado um hotspot de Hg em amostra de sedimento de centro em área de cachoeira, com concentrações 25x maiores que a média desse compartimento. Isso indica que os minerais pesados são capazes de carregar Hg antrópico.
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The Madeira River basin has been the target of gold exploration through artisanal and small-scale gold mining/garimpo since the early 19th century. In this work, samples of sediment (margin and center) and water (dissolved and particulate) from the Madeira River, upstream of the city of Jaci-Paraná (Rondônia, BR) and its main contributors (Beni, Madre de Diós, and Mamoré rivers) were analyzed, as well as samples from a garimpo dredge in the Madeira River. The elemental composition of solid samples has a low variation between natural samples, with variations only in the enrichment or depletion degree (especially in the center sediment samples). The mineralogical assemblage of the fine fraction consists of 2:1 and 1:1 phyllosilicates, oxides and hydroxides of Fe, Al, and Ti, and quartz, in different proportions. The chemical composition and isotopic analysis of dissolved Sr allowed differentiating the different tributaries and the provenance of these dissolved elements, where 87Sr/86Sr ≈ 0.71 in rivers draining Andean rocks and 87 Sr/86Sr ≈ 0.72 in rivers with Central Brazil Shield contribution. The dissolved Hg results were below the detection limit of the method. In natural solid samples, the concentration of Hg varies from 17.6 - 547.8 ng g-1, while in contaminated samples collected in the dredge, the concentration of Hg reaches up to 1447.4 x 10³ ng g-1. The total Hg concentration has a 2x increment between MPS>margin>center. The main carrier phases in margin sediments are aluminous phyllosilicates and Fe and Al oxides and hydroxides. In MPS Hg does not seem to be closely associated with mineral phases and may be linked to functional S groups of organic matter. The solid tailings sample of the garimpo dredge is extremely enriched in Hg (EF=91.27) when compared to the concentration of the upper continental crust (0.05 ng g-1) and extremely polluted by Hg (Igeo = 10.95). The health risk assessment indicates that the tailings are extremely dangerous (HI>1) for adults (HI=8.1) and children (HI=15.6). About 26% of the Hg present in the tailings has higher lability and can be quickly mobilized and accessible in the environment, according to the sequential extraction procedure applied. Although the concentration of Hg in the tailings is very high and offers an enormous environmental and human health risk, when this material enters the Madeira River, it undergoes a large dilution due to the huge volume of water and sediment transported. This dilution is seen in the results obtained and hinders the characterization of background and the characterization of the origin of Hg in the environment. However, despite the dilution, a Hg hotspot was found in a sediment sample from the center in a waterfall area, with concentrations 25x higher than the average of this compartment. It indicates that heavy minerals can also carry anthropic Hg.
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Júlia Ferreira Gonçalves
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O DEPÓSITO DE AU-TE POSSE, ARCO MAGMÁTICO GOIÁS, BRASIL CENTRAL: ZONEAMENTO HIDROTERMAL E MINERALOGIA DOS TELURETOS.
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Orientador : CLAUDINEI GOUVEIA DE OLIVEIRA
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MEMBROS DA BANCA :
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CLAUDINEI GOUVEIA DE OLIVEIRA
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CLAUDIO GERHEIM PORTO
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MARIA EMILIA SCHUTESKY
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NILSON FRANCISQUINI BOTELHO
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Data: 12/05/2023
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O depósito de Au-Te Posse (com reserva, teor médio e mineral contido em 23,8 Mt (seca), 1,18 g/t e 0,902 Moz, respectivamente) é definido por depósito do tipo ouro orogênico hospedado em ortognaisse granodiorítico, inserido no seguimento norte do Arco Magmático Goiás, Brasil Central. Esse depósito se desenvolveu nas fases tardias da Orogênese Brasiliana, afetado por metamorfismo regional de fácies anfibolito e retrometamorfizado em fácies xisto verde. O depósito está localizado 5 km a norte do município Mara Rosa, no estado de Goiás, Brasil. A mina, quando em operação, possuía sistema em open pit e sua cava abrange área de 1 km de extensão e 40 a 70 metros de largura. Nesse trabalho, discutimos, através de informações petrográficas e químicas, o processo de alteração hidrotermal das rochas encaixantes e sua associação com a mineralização, destacando a importância dos minerais de telúrio no contexto metalogenético do depósito. No depósito de Au-Te Posse, destacam-se três litotipos, sendo eles: ortognaisse granodioritico (gnaisse Posse), metavulcânicas máficas (anfibolito) e cianita-muscovita xistos. No contato entre os ortognaisses e os anfibolitos, ocorrem zonas de alteração hidrotermal pervasivas associadas à mineralização aurífera, que foram individualizadas, considerando a intensidade das alterações, seus diferentes tipos e assembleias mineralógicas, sendo elas: precoce, intermediário, avançado e posterior, apresentando zonas de alteração que variam em intensidade, nos processos de silicificação, carbonatação, sulfetação e sericitização. Além do sistema Orogênico Posse, foi interpretado um segundo sistema, caracterizado como pré-orogênico (cianitamuscovita xisto), associado à possível fonte de Te, além de outros elementos como Bi, Cu e Mo. É importante destacar também, que as correlações positivas entre Au e Ag em Posse, tanto na pirita quanto nos teluretos, indicam que parte do ouro está presente na pirita como teluretos de Au e Au-Ag (calaverita e silvanita), e que outros teluretos existentes no depósito apresentam fraca associação com o ouro. O modelo de mineralização aurífera associada às fases tardias da orogênese, no depósito, está diretamente relacionado à deformação por reativação de falhas e zonas de cisalhamento.
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The Au-Te Posse deposit (with reserves of 23.8 Mt (dry), average grade of 1.18 g/t, and contained mineral of 0.902 Moz) is classified as an orogenic gold deposit hosted in a granodioritic gneiss, located in the northern segment of the Goiás Magmatic Arc, central Brazil. This deposit was developed during the late stages of the Brasiliano Orogeny and was affected by a regional metamorphism of amphibolite facies and retrograded to greenschist facies. The deposit is located 5 km north of the Mara Rosa city, in the state of Goiás, Brazil. The mine, when in operation, had an open pit system with a pit that extended for 1 km in length and 40 to 70 meters in width. In this study, we discuss, based on petrographic and chemical information, the process of hydrothermal alteration of the host rocks and its association with mineralization, highlighting the importance of the telluride minerals in the metallogenetic context of the deposit. Three lithotypes are distinguished in the Au-Te Posse deposit: granodioritic gneiss (Posse gneiss), mafic metavolcanic rocks (amphibolite), and kyanite-muscovite schist. Pervasive hydrothermal alteration zones associated with gold mineralization occur at the contact between the gneiss and the amphibolite, which have been classified based on the intensity of iii alterations, their different types, and mineralogical assemblages, namely: early, intermediate, advanced, and late stages, showing variable intensities of silicification, carbonation, sulfidation, and sericitization processes. In addition to the Posse Orogenic system, a second system was identified, named as pre-orogenic system (kyanitemuscovite schist) associated with a possible source of Te, as well as other elements such as Bi, Cu, and Mo. It is important to highlight that the positive correlation between Au and Ag in Posse, both in pyrite and tellurides, indicates that part of the gold is present in pyrite as Au tellurides and Au-Ag tellurides (calaverite and sylvanite), and that other tellurides in the deposit show weak association with gold. The model for gold mineralization associated with the late stages of orogenesis in the deposit is directly related to deformation through reactivation of faults and shear zones.
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Vivian Marjorie Braga Bandeira
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ASPECTOS GEOQUÍMICOS E PETROLÓGICOS DAS MINERALIZAÇÕES TIPO GREISEN ASSOCIADAS ÀS FÁCIES MAIS EVOLUÍDAS DOS GRANITOS NA “ZONA DA BACIA” DO MACIÇO PEDRA BRANCA, GOIÁS.
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Orientador : FEDERICO ALBERTO CUADROS JIMENEZ
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MEMBROS DA BANCA :
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WASHINGTON BARBOSA LEITE JÚNIOR
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CLAUDINEI GOUVEIA DE OLIVEIRA
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FEDERICO ALBERTO CUADROS JIMENEZ
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VALMIR DA SILVA SOUZA
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Data: 02/06/2023
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O depósito da Zona da Bacia está localizado no Maciço Pedra Branca, ao nordeste do estado de Goiás. A área de estudo está inserida na porção norte da Província estanífera de Goiás, e é caracterizado por hospedar mineralizações de Sn associadas a rochas de composição granítica. Essas mineralizações ocorrem em greisens e em granitos greisenizados, formados a partir de eventos metassomáticos responsáveis por alterar quimicamente e mineralogicamente a rocha granítica original. Este trabalho aborda a caracterização mineralógica, geoquímica e petrológica das rochas da Zona da Bacia, com o objetivo de determinar as fases minerais, assembleia mineralógica e evolução de cada zona de alteração hidrotermal do depósito. Análises petrográficas permitiram classificar 4 fácies de alteração hidrotermal: alteração 1, alteração 2, alteração 3 e greisens, constituídos principalmente por quartzo, albita, feldspato potássico, e em estágios com processo hidrotermal mais avançado, por micas de alteração, topázio, cassiterita e fluorita. Dados de química mineral em micas, obtidos a partir de microssonda eletrônica (EPMA), mostram que processo de evolução metassomática do biotita albita granito até o greisen, gera como produto micas ricas em Fe, que transiciona para uma mica enriquecida em Al, Li e K. O balanço geoquímico de massa realizado através da litogeoquímica de rocha total, foi capaz de analisar o comportamento dos elementos em cada fácies de alteração, mostrando quais elementos entraram e saíram do sistema durante o hidrotermalismo. Os estudos de mobilidade química mostraram que no decorrer do processo de greisenização, grande parte da mineralogia do biotita albita granito foi substituída pela mineralogia dos greisens. Observou-se que os elementos que adquiriram massa ao longo do processo foram Al2O3, K2O, Fe2O3, MgO, MnO, Rb, Sn, Cs, Ba, Ta, Nb e Ga enquanto os elementos SiO2, Na2O, Zr, Y e W tiveram as perdas mais expressivas no decorrer da alteração. Os resultados apresentados juntamente com a literatura existente, nos leva a conclusão de que o depósito da Zona da Bacia é de associação granítica do tipo A, de origem tardi/pós magmática, com mineralizações hospedadas em greisens mineralizados a Sn. Trata-se de um sistema Li-F, e sua mineralização ocorre dentro da própria cúpula granítica, através da atividade magmática do granito Pb2d, que é considerado o mais evoluído e diferenciado do Maciço, conduzindo os fluídos enriquecidos em metais raros e Sn até a zona de cúpula, gerando a mineralização com zonas de intensa concentração de cassiterita variando para zonas disseminadas e estéreis. Os estudos constatam que a as mineralizações tipo greisen da Zona da Bacia têm gênese e características químicas e mineralógicas próximas daquelas já descritas na literatura para outros depósitos, como os greisens da Província estanífera de Pitinga e os dos depósitos estaníferos nigerianos.
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The Zona da Bacia deposit is located in the Pedra Branca Massif, northeast of the state of Goiás. The study area is inserted in the northern portion of the Tin Province of Goiás, and is characterized by hosting Sn mineralizations associated with rocks of granitic composition. These mineralizations occur in greisens and greisenized granites, formed from metasomatic events responsible for chemically and mineralogically altering the original granitic rock. This work deals with the mineralogical, geochemical and petrological characterization of the rocks of the Basin Zone, with the objective of determining the mineral phases, mineralogical assemblage and evolution of each zone of hydrothermal alteration of the deposit. Petrographic analyzes allowed classifying 4 facies of hydrothermal alteration: alteration 1, alteration 2, alteration 3 and greisens, constituted mainly by quartz, albite, potassium feldspar, and in stages with more advanced hydrothermal process, by alteration micas, topaz, cassiterite and fluorite. Mineral chemistry data in micas, obtained from electron microprobe (EPMA), show that the process of metasomatic evolution of biotite albite granite to greisen generates Fe-rich micas as a product, which transitions to a mica enriched in Al, Li and K. The geochemical mass balance performed through whole rock lithogeochemistry was able to analyze the behavior of the elements in each alteration facies, showing which elements entered and left the system during hydrothermalism. The chemical mobility studies showed that during the greisenization process, a large part of the mineralogy of the granite albite biotite was replaced by the mineralogy of the greisens. It was observed that the elements that acquired mass during the process were Al2O3, K2O, Fe2O3, MgO, MnO, Rb, Sn, Cs, Ba, Ta, Nb and Ga while the elements SiO2, Na2O, Zr, Y and W had the most expressive losses during the alteration. The results presented together with the existing literature, lead us to the conclusion that the deposit of the Basin Zone is of type A granitic association, of late/post magmatic origin, with mineralizations hosted in greisens mineralized to Sn. It is a Li-F system, and its mineralization occurs within the granitic dome itself, through the magmatic activity of the Pb2d granite, which is considered the most evolved and differentiated of the Massif, leading the fluids enriched in rare metals and Sn to the dome zone, generating mineralization with zones of intense concentration of cassiterite varying to disseminated and sterile zones. The studies confirm that the greisen-type mineralizations of the Basin Zone have genesis and chemical and mineralogical characteristics similar to those already described in the literature for other deposits, such as the greisens of the Pitinga Tin Province and the Nigerian tin deposits.
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LUCAS FERREIRA BITTENCOURT
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Quimioestratigrafia isotópica da Formação Sete Lagoas na região central e sul da Bacia do São Francisco
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Orientador : MARTINO GIORGIONI
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MEMBROS DA BANCA :
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GABRIEL JUBÉ UHLEIN
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CARLOS JOSE SOUZA DE ALVARENGA
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LUCIETH CRUZ VIEIRA
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MARTINO GIORGIONI
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Data: 27/06/2023
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O Neoproterozoico é marcado por mudanças intensas no ciclo do carbono. Essas mudanças são únicas na história da terra e pode ser utilizada nas correlações quimioestratigráficas por meio do parâmetro δ 13C, obtido em rochas carbonáticas. A Formação Sete Lagoas, no Grupo Bambuí, é uma unidade predominantemente carbonática. Com isto, pela escassez de dados paleontológicos e geocronológicos, os isótopos passam a ter grande importância em correlações regionais e globais. Nesse contexto, seções diferentes da Formação Sete Lagoas foram estudadas detalhadamente na porção central e sul da Bacia do São Francisco. Estas seções foram avaliadas pelo ponto de vista sedimentológico e quimioestratigráfico (δ 18 Ocarb, δ 13Ccarb, δ 13Corg), para compreender como as mudanças isotópicas e do ambiente deposicional interferem entre si e se refletem características primárias, secundárias, locais ou regionais. A Seção PSB14 ocorre na região central da Bacia do São Francisco, ao sul de Januária, e representa a porção intermediária e superior da Formação Sete Lagoas. Os valores de δ 13Ccarb e δ 13Corg variam, respectivamente, de 0,01‰ a +12,27‰ e -27,54‰ a -19,31‰. A maior parte da sua sedimentação ocorre em ambiente deposicional raso, de rampa carbonática interna, e apresenta grande variação de litofácies carbonáticas e contribuição pelítica. Por outro lado, a Seção Gruta Rei do Mato ocorre na região sul da bacia, na cidade de Sete Lagoas (MG). Representa o topo da unidade e contém valores δ 13Ccarb acima de 9‰ e δ 13Corg dispersos, porém bastante alto, com média de -16‰. Esta seção apresenta características de ambiente mais profundo, de rampa carbonática média, com nenhuma contribuição pelítica ou dolomítica. Além destas, outras seções previamente estudadas foram utilizadas para correlação quimioestratigráfica regional de toda a Formação Sete Lagoas, na Bacia Bambuí. Assim, são identificados seis intervalos quimioestratigráficos, por meio do δ 13Ccarb, que podem ser utilizados com boa precisão para correlações da unidade: SL-1, SL-2, SL-3, SL-4, SL-5 e SL-6. Estes intervalos quimioestratigráficos da Formação Sete Lagoas podem ser usados em uma curva composta para correlacionar com outras unidades do Ediacarano. Portanto, com a unificação da quimioestratigrafia, geocronologia e paleontologia, a Formação Sete Lagoas correlaciona-se melhor com o Ediacarano inferior.
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The Neoproterozoic is marked by intense changes in the carbon cycle. These changes are unique in the Earth's history and can be used in chemostratigraphic correlations through the parameter δ13C, obtained in carbonate rocks. The Sete Lagoas Formation is a predominantly carbonate unit in the Bambuí Group. Therefore, due to the scarcity of paleontological and geochronological data, isotopes start to have great importance in regional and global correlations. In this context, different sections of the Sete Lagoas Formation were studied in detail in the central and southern portion of the São Francisco Basin. These sections were evaluated from a sedimentological and chemostratigraphic features (δ18Ocarb, δ13Ccar, δ13Corg) to understand how isotopic and depositional environment changes interfere with each other and whether they reflect primary, secondary, local or regional characteristics. The PSB-14 Section is located in the central region of the São Francisco Basin, in south of Januária (MG), and represents the middle and upper portion of the Sete Lagoas Formation. The δ13Ccarb and δ13Corg values vary respectively from 0.01‰ to +12.27‰ and -27.54‰ to -19.31‰. Most of its sedimentation occurs in a shallow depositional environment and presents a great variation of carbonate lithofacies and pelitic contribution. However, the Gruta Rei do Mato Section is located in the southern region of the basin, in the Sete Lagoas (MG). It represents the top of the unit and contains δ 13Ccarb values above 9‰ and δ13Corg scattered and high, with an average of -16‰. This section presents characteristics of a deeper environment of mid ramp with no pelitic or dolomitic contribution. In addition to these sections, other previously studied sections were used for regional chemostratigraphic correlation of the Sete Lagoas Formation in the Bambuí Basin. Thus, six chemostratigraphic intervals are identified using δ13Ccarb and indicate good precision for unit correlations: SL-1, SL-2, SL3, SL-4, SL-5 and SL-6. These chemostratigraphic intervals of the Sete Lagoas Formation can be used in a composite curve to correlate with other Ediacaran units. Therefore, with the unification of chemostratigraphy, geochronology and paleontology data, the Sete Lagoas Formation correlates better with the lower Ediacaran.
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Douglas Rodrigues Mendes
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AVALIAÇÃO MINERALÓGICA E SOLUBILIDADE DE ROCHAS FOSFÁTICAS NA REGIÃO DE APUÍ-AM COMO POTENCIAIS FONTES DE FOSFATO PARA APLICAÇÃO AGRONÔMICA
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Orientador : ADRIANA MARIA COIMBRA HORBE
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MEMBROS DA BANCA :
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ADRIANA MARIA COIMBRA HORBE
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GERALDO RESENDE BOAVENTURA
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PAOLA FERREIRA BARBOSA
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ROMULO SIMOES ANGELICA
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Data: 14/07/2023
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O Brasil é o sétimo maior produtor de fosfato do mundo, representando 3% da produção total. Cerca de 20% da produção nacional de fosfato é de origem sedimentar, enquanto 80% é de origem magmática. A crescente demanda por fosfato tem despertado interesse em novos depósitos. No noroeste do Brasil, existe um novo depósito de fosforita na Formação São Benedito, Grupo Alto Tapajós. As amostras no presente estudo foram coletadas na região de Apuí, no estado do Amazonas, que faz parte do Grupo Alto Tapajós. Doze amostras foram coletadas para caracterização mineral, utilizando técnicas de difratometria de raio-x e microssonda eletrônica de varredura, e caracterização química, incluindo a determinação total de elementos maiores e traços por fusão e posterior dissolução. Foi testada a solubilidade em ácido cítrico a 2% e a cinética de liberação de P2O5. Todos os substratos foram analisados por ICP-OES. As rochas são arenitos cinzas compactados com quartzo, fluorapatita e glauconita, e cimento de siderita ocupando os espaços vazios entre os minerais. As amostras apresentaram até 6% de P2O5 e solubilidade acima de 60% em solução de ácido cítrico a 2%. Outros elementos também foram avaliados, juntamente com alguns elementos traço, mas apenas CaO e Fe2O3 apresentaram teores totais acima de 5%. A cinética de extração em ácido cítrico foi realizada em dez intervalos de tempo de até 180 minutos, revelando a correlação entre os teores solúveis e totais de CaO e P2O5, bem como MgO e Fe2O3. Durante a cinética com em ácido cítrico, os teores solúveis de Fe2O3 e CaO tiveram impacto na dissolução da fluorapatita, reduzindo assim sua solubilidade. Algumas das amostras estudadas apresentaram teores totais e solúveis de P2O5, que atendem às garantias mínimas para fertilizantes fosfatados naturais de acordo com o Ministério da Agricultura do Brasil.
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Brazil is the seventh largest producer of phosphate in the world, representing 3% of the total production. Approximately 20% of the national phosphate production is of sedimentary origin, while 80% is of magmatic origin. The growing demand for phosphate has sparked interest in new deposits. In the northwest region of Brazil, there is a new phosphorite deposit in the São Benedito Formation, Alto Tapajós Group. The samples in the present study were collected in the Apuí region, in the state of Amazonas, which is part of the Alto Tapajós Group. Twelve samples were collected for mineral characterization using X-ray diffraction and scanning electron probe microanalysis techniques, as well as chemical characterization, including the determination of major and trace elements through fusion and subsequent dissolution. The solubility in 2% citric acid and the kinetics of P2O5 release were tested. All substrates were analyzed by ICP-OES. The rocks are compacted gray sandstones containing quartz, fluorapatite, and glauconite, with siderite cement occupying the empty spaces between minerals. The samples exhibited up to 6% P2O5 and solubility above 60% in 2% citric acid solution. Other elements were also evaluated, along with some trace elements, but only CaO and Fe2O3 showed total contents above 5%. The kinetics of extraction in citric acid were performed at ten time intervals up to 180 minutes, revealing the correlation between soluble and total contents of CaO and P2O5, as well as MgO and Fe2O3. During the kinetics in citric acid, the soluble contents of Fe2O3 and CaO had an impact on the dissolution of fluorapatite, thus reducing its solubility. Some of the studied samples showed total and soluble contents of P2O5 that meet the minimum guarantees for natural phosphate fertilizers according to the Brazilian Ministry of Agriculture.
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Steffanie Loislen de Sousa Oliveira
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CONTRIBUIÇÃO À PETROGÊNESE DO MAGMATISMO BASÁLTICO APOTERI, RIFTE TACUTU (RR)
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Orientador : VALMIR DA SILVA SOUZA
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MEMBROS DA BANCA :
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VALMIR DA SILVA SOUZA
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CATARINA LABOURE BEMFICA TOLEDO
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NILSON FRANCISQUINI BOTELHO
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ANA TAYLA RODRIGUES FERREIRA
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Data: 26/07/2023
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O rifte continental Tacutu, localizado entre o Brasil e Guiana está relacionado ao processo de abertura do Oceano Atlântico Centra. No lado brasileiro, durante o estágio pré-rifte, o vulcanismo basáltico (Formação Apoteri) associado a um sistema flúvio-deltaico ocorrido dentro de um domínio de rifte pobre em magma. Ao menos dois pulsos magmáticos foram registrados (Ap1 e Ap2), ao qual possui basalto subalcalino a andesito-basalto, assim como toleiíto continental calcialcalino e assinaturas químicas intraplacas. Entretanto, Ap1 apresenta textura afanítica a fina porfirítica, enquanto Ap2 possui notável textura vesicular. Ap1 possui baixo MgO, alto Ti, Zr e ETR, enquanto Ap2 possui alto Mg, alto Ti, Zr e ETR. Indicadores geoquímicos e isotópicos apontam para diferentes taxas de contaminação crustal entre os pulsos magmáticos Ap1 e Ap2, provavelmente relacionada ao tempo de residência crustal marcado por diferentes valores negativos de ƐNd. A arquitetura interna da falha (horst-gráben) e suas movimentações durante o rifteamento Tacutu controlaram o volume e a acomodação dos pulsos magmáticos basálticos. No Brasil, o vulcanismo basáltico Apoteri apresenta características subaéreo, com alguns graus de explosividade durante o pulso Ap2, associado ao sistema flúvio-deltaico, enquanto na Guiana ocorre principalmente um vulcanismo subaquático associado a um sistema deltaico-marinho.
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The Tacutu continental rift located on the border between Brazil and Guyana is related to the Central Atlantic Ocean opening process. On the Brazilian side, during to pre-rift stage, basaltic vulcanism (Apoteri Formation) associated with a fluvial-deltaic system occurred within a magma-poor rift domain. At least two magmatic pulses have been recorded (Ap1 and Ap2), which have subalkaline basalt to basalt-andesite composition, as well as a tholeiite-calcalkaline continental and intra-plate chemical signatures. However, Ap1 display aphanitic to fine porphyritic texture, while Ap2 has notable vesicular textural feature. Ap1 has low MgO, high Ti, Zr and REE, while Ap2 has high MgO, low Ti, Zr and REE. Geochemical and isotopic indicators point to different crustal contamination rates between Ap1 and Ap2 magmatic pulses, probably related to crustal residence time that is marked by different negative ƐNd values. The internal fault architecture (horst-graben) and their movements during the Tucutu rifting controlled the volume and emplacement moment of the basaltic magmatic pulses. On the Brazilian side, the Apoteri basaltic volcanism had sub-aerial characteristics, with some degree of explosivity during the Ap2 pulse, associated with a fluvial-deltaic system, while on the Guyana side occurred mainly underwater volcanism associated with a deltaic-marine system.
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Maria Moutinho Masella Machado de Mendonça
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Mineralogia Quantitativa de Alta Definição e sua Aplicação em Qualidade dos Reservatórios da Formação Barra Velha Superior, Bacia de Santos
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Orientador : PAOLA FERREIRA BARBOSA
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MEMBROS DA BANCA :
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ALESSANDRO BATEZELLI
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FEDERICO ALBERTO CUADROS JIMENEZ
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LUCIETH CRUZ VIEIRA
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PAOLA FERREIRA BARBOSA
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Data: 26/07/2023
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As rochas carbonáticas da seção sag do pré-sal da Bacia de Santos apresentam uma associação mineral original relativamente simples. Porém, os processos pósdeposicionais aumentam sua complexidade, camuflando os constituintes primários. Este estudo pretende melhorar a interpretação de dados das fácies in situ e retrabalhadas da formação Barra Velha Superior, considerando os constituintes, a textura, a porosidade e a permeabilidade das rochas. Por meio de interpretação de linhas sísmicas 3D, as rochas estudadas foram localizadas estruturalmente em um horst já elevado antes mesmo do momento da deposição dos sedimentos dessa formação. A integração entre os dados petrográficos de microscopia óptica e mineralogia quantitativa, somados à descrição de testemunhos, a dados de perfilagem de poços e a dados sísmicos fornecidos pela ANP, proporcionou uma compreensão ampla de escala microscópica (milimétrica) a macroscópica (métrica) da disposição dos ciclos definidos por fácies in situ e retrabalhadas, que se distribuem proporcionalmente ao longo da sequência analisada. A dolomitização e a silicificação foram bastante intensas. Os principais minerais analisados via QEMSCAN foram dolomita, calcita e quartzo, todos resultados de processos deposicionais e pós-deposicionais. Em média, as amostras obtidas ao longo dos testemunhos apresentaram 40% de dolomita, 40% de calcita e 20% de quartzo. Embora os processos de diagênese e hidrotermalismo tenham afetado a porosidade e permeabilidade do reservatório, a granulometria das fácies foi essencial para a definição da qualidade do reservatório. Em suma, fácies mais grossas como shrubstones e grainstones apresentaram maior permeabilidade, enquanto as mais finas, como mudstone e packstone, continuaram como não-reservatórios e reservatórios mais pobres, mesmo após a substituição de seus componentes primários.
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The reservoir rocks of the post-rift section of the Santos Basin pre-salt present a relatively simple primary mineral association. However, post-depositional processes increase their complexity, camouflaging these constituents. This study aimsto contribute to the existing body of knowledge on the in situ and reworked facies description of the Upper Barra Velha Formation, considering the constituents, the texture, the porosity, and the permeability of the rocks. 3D seismic interpretation suggests that the studied rocks are located structurally in a horst already elevated even before the moment of the deposition of the Barra Velha sediments. The integration between petrographic data from optical microscopy and quantitative mineralogy, added to the description of cores, well-logging data, and seismic data provided by the ANP, provided a broad understanding of the microscopic (millimetric) to the macroscopic (metric) scale cycles stacking, defined by in situ and reworked facies, which are proportionally distributed along the studied pools. Dolomitization and silicification were quite intense. The main minerals analyzed via QEMSCAN were dolomite, calcite and quartz, the result of depositional and post-depositional processes. On average, the samples along the cores showed 40% dolomite, 40% calcite and 20% quartz. Finally, although the processes of diagenesis and hydrothermalism affected the reservoir's porosity and permeability, the facies' granulometry was essential for defining the quality of the reservoir. Finally, coarser facies such as shrubs and grainstones showed greater porosity and absolute permeability. In contrast, fine-grained facies such as mudstone and packstone remained non-reservoir and poor reservoirs, respectively, even after their primary components were replaced.
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Gabriel Angelo Barbosa Silva
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Caracterização e controles das Mineralizações Auríferas associadas à Suíte Granítica Aurumina e Formação Ticunzal, no nordeste do Estado de Goiás
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Orientador : NILSON FRANCISQUINI BOTELHO
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MEMBROS DA BANCA :
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NILSON FRANCISQUINI BOTELHO
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CLAUDINEI GOUVEIA DE OLIVEIRA
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VALMIR DA SILVA SOUZA
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CLOVIS VAZ PARENTE
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Data: 31/08/2023
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Várias ocorrências de ouro na porção nordeste do Estado de Goiás têm sido esporadicamente exploradas desde o século XVIII. O foco deste trabalho é o estudo dos garimpos Novo Horizonte, Morro dos Borges e Tucano. A região se localiza na parte norte da Faixa Brasília, no seu embasamento paleoproterozoico exposto. As mineralizações de ouro estão relacionadas à granitos peraluminosos sin-tectônicos da Suíte Aurumina e suas rochas metasedimentares encaixantes da Formação Ticunzal. O minério está hospedado em zonas de cisalhamento com a direção variando de NE-SW até E-W no contato entre biotita-muscovita monzogranito e xisto grafitoso, em muscovita-quartzo milonito derivado do granito. Elementos estruturais e texturais indicam que as mineralizações são concomitantes à deformação dúctil e controladas pela trama S-C, com corpos mineralizados comumente apresentando morfologia sigmoidal, indicadores cinemáticos de rotação dextral e lineação de estiramento mineral oblíqua à foliação. A alteração hidrotermal formou zonas intensamente silicificadas, além de muscovita e clorita hidrotermais, sulfetos e ouro. Sulfetos incluem arsenopirita, pirita, calcopirita, galena, esfalerita e pirrotita. O ouro ocorre livre em veios de quartzo, associado a sulfetos ora como finas inclusões, e como grãos estirados entre lamelas de muscovita. Análises geoquímicas de rocha total em amostras de granito mostram alto SiO2 e Al2O3, enquanto valores de Fe2O3 e MgO são mais altos em amostras de xisto. Teores de ouro obtidos alcançam 6,017 ppb em amostra de milonito silicificado de Morro dos Borges, e até 16,273 ppb em veio de quartzo de Novo Horizonte. Amostras de biotita-muscovita granito de Novo Horizonte apresentam concentrações de Pd até 24.2 ppb e de Pt até 14.4 ppb. Amostras de milonito e granito dos depósitos possuem padrões de fracionamento de ETRs similares, e que são menos fracionados do que a média de amostras regionais para granitos da Suíte Aurumina. Dados de microssonda eletrônica em arsenopirita e calcocita de amostras mineralizadas do garimpo de Novo Horizonte indicam enriquecimento em Au, Ni, Co, Se, Bi, Sb e Te, e temperaturas estimadas pelo geotermômetro da arsenopirita entre 390-535 °C são interpretadas como o intervalo de temperatura de cristalização do minério. Análises in situ por LA-ICP-MS de isótopos de enxofre resultaram em razões de δ 34S para arsenopirita entre 5.62 to - 1.76‰ e entre +0.53 e +9.98‰ para pirita, ambos de uma amostra de veio mineralizado do depósito de Novo Horizonte, e indicam, em conjunto com dados de sulfeto total dissolvido de amostras de esfalerita (-4.7‰), pirrotita (-5.1‰) e pirita (- 6.4‰) da mina de Aurumina, sugerem um componente metasedimentar como fonte, ou como uma das diferentes fontes de enxofre. Trabalhos anteriores classificaram estes depósitos como do tipo ouro orogênico. Apesar de apresentarem muitas propriedades comuns a este tipo de depósito, as mineralizações possuem caracterísitcas essenciais que são consistentes com depósitos do tipo intrusionrelated reduzido. Tais características incluem o ambiente tectônico de interior de arco continental, ocorrência regional de mineralizações de estanho e tungstênio, forte associação com os plútons graníticos, com estruturas ativas durante seu alojamento e resfriamento e precipitação do ouro, temperaturas altas de formação, e ausência de mineralizações nos xistos sem a presença de granito. Um modelo viável para a formação dos depósitos envolve processos magmático-hidrotermais relacionados à exsolução de fluidos dos corpos graníticos durante o alojamento controlado pelas zonas de cisalhamento, formando mineralizações hospedadas nas intrusões.
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Various gold occurrences have been sporadically exploited since the XVIII century in the northeast portion of the Goias State, central Brazil, as small-scale and artisanal mines (“garimpos”). Study of the garimpos named Novo Horizonte, Morro dos Borges and Tucano is the main focus of this work. The region is located in the northern part of the Brasilia Fold Belt, in its exposed Paleoproterozoic basement rocks. The gold mineralizations are related to Paleoproterozoic peraluminous, reduced syn-tectonic granites of the Aurumina Suite, and metasedimentary country rocks of the Ticunzal Formation. The ore is hosted in shear zones, with directions varying from NE-SW to E-W, near the contact between biotite-muscovite monzogranite and graphite-bearing schist, in muscovite-quartz mylonite derived from granite shearing. Structural and textural elements indicate that mineralization is coeval with ductile shearing and is controlled by S-C fabric, with orebodies commonly having sigmoidal morphology with dextral rotation kinematic indicators and oblique mineral stretching lineation. Hydrothermal alteration resulted in intense silicification in narrow zones near the contact between the two lithologies, as well as the crystallization of gold and associated hydrothermal muscovite, chlorite, and sulfides. Ore sulfides include arsenopyrite, pyrite, chalcopyrite, galena, sphalerite, and pyrrhotite. Gold occurs as free grains along fractures in quartz veins, as elongated grains between muscovite lamellae, and as fine inclusions in sulfides. Granite samples in whole-rock chemical analysis have high SiO2 and Al2O3 contents, while Fe2O3 and MgO are greater in the schists. Au concentrations obtained from ore samples are up to 6,017 ppb in silicified mylonite from Morro dos Borges, and up to 16,273 ppb in a quartz vein from Novo Horizonte. Biotite-muscovite granite samples from Novo Horizonte have up to 24.2 ppb Pd and 14.4 ppb Pt. Mylonite and granite samples from the deposits show similar REE fractionation patterns, which are less fractionated than those of regional Aurumina granite samples. EPMA results of goldassociated arsenopyrite and chalcocite from the Novo Horizonte deposit indicates variable enrichments in Au, Ni, Co, Se, Bi, Sb, and Te, and temperatures estimated using arsenopyrite geothermometry yield crystallization temperatures of 390–535°C, interpreted as the crystallisation temperature interval for gold. In situ LA-ICP-MS spot analysis yelded ranges of δ 34S ratios for arsenopyrite of 5.62 to -1.76‰ and between +0.53 and +9.98‰ for pyrite, from a mineralized vein sample of the Novo Horizonte deposit, and together with values from bulk dissolved sulfide analysis performed on sphalerite (-4.7‰), pyrrhotite (-5.1‰) and pyrite (-6.4‰) from the Aurumina mine, suggest a metasedimentary component as the source, or one of the different sources of sulfur. Previous works define these deposits as orogenic gold deposits. However, despite having similarities with orogenic gold deposits, the mineralizations have some essential features that are also consistent with reduced intrusion-related gold deposits. Such features include its cordilleran hinterland tectonic environment, a regional association with tin and tungsten mineralizations, a strong association between the ore and the granitic pluton, with structures active during emplacement, cooling, and gold precipitation, high formation temperatures, and absence of mineralizations hosted in schist without a granite intrusion present. A viable model for the formation of the gold deposits involves a magmatic-hydrothermal process related to fluid exsolution from granitic bodies during shear zone-controlled emplacement, in a RIRG system forming intrusion-hosted type mineralizations.
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Ana Valéria Alves Calmon Almeida
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Papel da diagênese na composição geoquímica e mineralógica das carapaças de Corumbella werneri, Formação Tamengo, Grupo Corumbá, Mato Grosso do Sul.
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Orientador : MARTINO GIORGIONI
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MEMBROS DA BANCA :
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CARLOS JOSE SOUZA DE ALVARENGA
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FABRICIO DE ANDRADE CAXITO
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MARCIO VINICIUS SANTANA DANTAS
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MARTINO GIORGIONI
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Data: 20/10/2023
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O Neoproterozóico é notável por seus eventos de natureza tectônica, climática e ambiental de grande magnitude. A análise das sequências carbonáticas desse período tem se tornado cada vez mais relevante, impulsionada por descobertas geoquímicas, embora algumas apresentem-se um tanto controversas. No contexto brasileiro, destacase a Formação Tamengo, que compõe as camadas superiores do Grupo Corumbá, em virtude da sua significativa importância geológica e paleontológica. É nesta formação que são encontrados registros dos fósseis guias Corumbella werneri e Cloudina lucianoi. Este trabalho tem como escopo principal entender quais foram as contribuições da diagênese nos dados químicos elementares e isotópicos nas carapaças de Corumbella werneri e nas rochas dessa unidade. Para isso foram utilizadas as metodologias de petrografia, imageamento a partir de QEM-Scan, microssonda eletrônica, análises de ICP-MS e análises de isótopos de C, O e Sr. As Corumbellas ocorrem em níveis de pelitos e margas, e apresentam mineralogia composta, majoritariamente, por calcita. Já a matriz da rocha é composta por argilominerais e quartzo, em sua maioria, e outros minerais. A análise de elementos terras raras (ETR) mostrou um padrão homogêneo e enriquecido entre a matriz e as carapaças. Além disso, os valores médios de 87Sr/86Sr apresentam-se distintos para a matriz e a carapaça, enquanto os valores de δ 13C e δ 18O estão muito próximos nos dois constituintes. A assinatura dos isótopos estáveis apresenta uma origem prevalentemente primária, entretanto, a análise de ETR revelou a influência de um processo hidrotermal regional após a formação e soterramento dos sedimentos. Esse fenômeno, resultou em um notável enriquecimento tanto na matriz quanto nas carapaças em ETR com típica assinatura hidrotermal. No entanto, apesar de afetar a composição elementar, esse processo não alterou as características texturais e isotópicas da rocha.
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Mostrar Abstract
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The Neoproterozoic is notable for its tectonic, climatic, and environmental events of great magnitude. The analysis of carbonate sequences from this period has become increasingly relevant, driven by geochemical discoveries, although some are somewhat controversial. In the Brazilian context, the Tamengo Formation stands out, which is part of the upper layers of the Corumba Group, due to its remarkable geological and paleontological importance. It is in this formation that records of the index fossils Corumbella werneri and Cloudina lucianoi are found. This work's main scope is to understand the contributions of diagenesis to the elementary chemical and isotopic data in the carapaces of Corumbella werneri and the rocks of this unit. For this purpose, petrography, imaging from QEM-Scan, electron microprobe, ICP-MS analyses, and C, O, and Sr isotope analyses were used. Corumbellas occur in levels of impure, marly limestone, and present mineralogy composed mainly of calcites. The rock matrix is composed mostly of clay minerals quartz and other minerals. The analysis of rare earth elements (REE) showed a homogeneous and enriched pattern between the matrix and the carapaces. Furthermore, the average values of 87Sr/86Sr were different for the matrix and the carapace, but δ13C and δ18O values were very close in the two constituents. Detailed analysis of the rock and fossil revealed the influence of a regional hydrothermal process after its formation. This phenomenon occurred at a certain distance, resulting in a remarkable enrichment in both matrix and carapaces in REE. However, despite affecting the elemental composition, this process did not alter the textural and isotopic characteristics of the rock.
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GABRIEL TAIRA
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O Complexo Metamórfico Uruaçu, Brasil Central: Significado geológico e implicações na evolução tectono-metamórfica do Orógeno Brasília.
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Orientador : CLAUDINEI GOUVEIA DE OLIVEIRA
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MEMBROS DA BANCA :
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CESAR FONSECA FERREIRA FILHO
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CLAUDINEI GOUVEIA DE OLIVEIRA
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ELTON LUIZ DANTAS
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TICIANO JOSE SARAIVA DOS SANTOS
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Data: 30/11/2023
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O Complexo Uruaçu é um terreno metamórfico neoproterozoico (690-650 Ma) de forma dômica exposto sob as rochas supracrustais do Grupo Serra da Mesa, na porção central da Faixa Brasília Norte, entre os complexos máfico-ultramáficos e o Arco Magmático de Mara Rosa. Neste estudo, combinamos dados de campo, modelagem metamórfica por pseudoseção e proveniência de zircões detríticos para determinar o ambiente tectônico e a evolução tectônica do Complexo Uruaçu e das suas rochas adjacentes associadas ao Grupo Serra da Mesa. As principais rochas encontradas no Complexo Uruaçu são ortognaisses de composição tonalítica a granítica e paragnaisses. Os anfibolitos ocorrem como pequenos corpos dispersos no complexo. As pseudosseções calculadas para o paragneisse e anfibolito, juntamente com geotermobarômetros convencionais indica o pico metamórfico em ~7 kbar e 700°C, com retrometamorfismo em ~4.42 e 551°C. O Grupo Serra da Mesa é principalmente composto de quartzitos e xistos, com ocorrências menores de mármores. A modelagem por pseudosseção com base no perfil composicional da granada prevê uma trajetória P-T de 4.3 kbar e 547°C até 5.9 kbar e 616°C para o granada xisto do Grupo Serra da Mesa. Além disso, foram observadas estruturas normais cortando a foliação regional, implicando em evidências preliminares de tectônica extensional na Faixa Brasília Norte. Os zircões detríticos coletados do Grupo Serra da Mesa sugerem que os sedimentos foram depositados em três bacias distintas: (1) bacia intracontinental paleo- mesoproterozoica a qual pode ser correlata ao Grupo Traíras; (2) Bacia de retroarco neoproterozoica nas margens do Arco Magmático de Mara Rosa e (3) Bacia de antepaís neoproterozoica, que também é associada à porção oriental da Sequência Santa Terezinha. Combinando esses novos dados, propomos que o Complexo Uruaçu foi exumado por meio de diapirismo durante a fase colisional do Orógeno Brasília.
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Mostrar Abstract
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The Uruaçu Complex is a Neoproterozoic domed-shaped metamorphic terrain (690-650 Ma) exposed underneath the supracrustal rocks of the Serra da Mesa Group in the central portion of the Northern Brasília Belt between the mafic-ultramafic complexes and the Mara Rosa Magmatic Arc. In this study, we combine field data, metamorphic modelling, and U-Pb detrital zircon provenance to constrain the tectonic setting and the evolution of the Uruaçu Complex and its surrounding rocks from the Serra da Mesa Group. The main rocks from the Uruaçu Complex are orthogneisses with tonalitic to granitic composition, and paragneisses. The amphibolites occur as scattered bodies through the complex. The pseudosection from the paragneiss and the amphibolite coupled with conventional geothermobarometers contrains the peak metamorphic at ~7 kbar and 700°C with retrogressive metamorphism at ~ 4.42 kbar and 551°C. The Serra da Mesa Group is mainly composed of quartzites and schist with minor occurrences of marble. The pseudosection modelling based on the garnet compositional profile predicts a P-T path from 4.3 kbar and 547°C to 5.9 kbar and 616°C for the garnet schist from the Serra da Mesa Groups. In addition, normal structures were observed cross-cutting the regional foliation implying in preliminary evidence for extensional tectonics in the Northern Brasília Belt. The U-Pb detrital zircons collected from the Serra da Mesa Group suggest that the sediments were deposited in three different basins: (1) Paleo-Mesoproterozoic intracontinental extensional basin which can be the lateral correlative of the Traíras Group; (2) Neoproterozoic back-arc basin in the margins of the Mara Rosa Magmatic Arc, and (3) Neoproterozoic foreland basin also associated with the eastern portion of the Santa Terezinha Sequence. Combining these new data, we proposed that the Uruaçu Complex underwent a diapiric ascent during the collisional stage of the Brasília Orogen.
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JOÃO PEDRO SANTOS DE BRITO
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DATAÇÃO U-PB DE ROCHAS CARBONÁTICAS DO PRÉ-SAL: IMPLICAÇÕES PARA A HISTÓRIA GEOLÓGICA DA BACIA DE SANTOS.
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Orientador : ROBERTO VENTURA SANTOS
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MEMBROS DA BANCA :
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CRISTIANO DE CARVALHO LANA
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LUCIETH CRUZ VIEIRA
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MARCIO VINICIUS SANTANA DANTAS
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ROBERTO VENTURA SANTOS
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Data: 08/12/2023
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Os carbonatos do pré-sal e suas características únicas representam um desafio para a compreensão dos processos deposicionais e diagenéticos relacionados a essas rochas. Até a geocronologia da Formação Barra Velha é controversa. Por exemplo, há controvérsias se os carbonatos dessa formação foram depositados durante o Barremiano ou durante o Aptiano. Para se obter a cronologia dos processos deposicionais e diagenéticos relacionados aos carbonatos da porção superior da Formação Barra Velha e também entender como funciona o sistema isotópico U-Pb nos carbonatos, este estudo integrou petrografia convencional, imageamento por QEMSCAN, e datação U-Pb in situ de carbonatos. As amostras são de três testemunhos (3-BRSA-923A-SPS, 9- BRSA-928-SPS, e 7-SPH-6-SPS) do campo de Sapinhoá, localizado na porção central da Bacia de Santos. As idades obtidas neste estudo coincidiram com eventos tectônicos e termais regionais que afetaram a Bacia de Santos. Esses eventos têm idades de ~ 127/125 Ma, ~ 116/114 Ma, e ~ 105/100 Ma. Uma influência local nas idades obtidas também foi observada, já que os padrões de idades foram diferentes entre os testemunhos. Por exemplo, as partículas primárias de calcita dos testemunhos 9-BRSA-928-SPS e 3-BRSA-923A-SPS foram afetadas por resetting pósdeposicional do sistema U-Pb, o que resultou em idades entre ~ 106 Ma e ~ 84 Ma para essas partículas. No entanto, as partículas primárias do testemunho 7-SPH-6-SPS preservaram idades mais antigas de ~ 115 Ma. Tal comportamento contrastante das idades pode ser explicado por diferentes contextos magmáticos, hidrotermais, estruturais e estratigráficos atuando em diferentes áreas do campo de Sapinhoá. As dolomitas, por sua vez, demonstraram que o resetting geocronológico dos constituintes pode não ser um efeito pervasivo, mas que depende mais da interação rocha-fluido e das propriedades físicas das partículas, como porosidade e permeabilidade. Isso foi observado em consequência das camadas não-porosas e não-permeáveis de dolomita não terem sido afetadas pelo resetting geocronológico do sistema U-Pb. Na verdade, dolomita microcristalina e finos romboedros de dolomita registraram as primeiras datações diretas de idades Barremianas para os carbonatos da Formação Barra Velha Superior, fornecendo uma idade deposicional Barremiana da Formação Barra Velha Superior. Em relação às idades das dolomitas, estas foram separadas em dolomitas pré-silicificação e em dolomitas pós-silicificação. As dolomitas pré-sílica ocorrem como dolomitas microcristalinas e como finos romboedros de idades Barremiana-Aptiana; como cristais finos de dolomita romboédrica de ~115 – 109 Ma, produtos de dolomitização pervasiva; e como dolomitas microcristalinas pseudomórficas que sofreram resetting do sistema isotópico U-Pb relacionado a um evento de silicificação do AlbianoCenomaniano. Dolomitas pós-sílica têm idades por volta de ~100 Ma e são representadas por cimentos diagenéticos tardios como dolomita blocosa e dolomita em sela. A dolomita em sela limita temporalmente um evento de silicificação como mais velho que 100 Ma.
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The Pre-salt carbonates and their unique characteristics represent a challenge for understanding depositional and diagenetic processes related to these rocks. Even the Barra Velha Formation's chronology is controversial, whether it was deposited during Barremian and Aptian times. To constrain the chronology of depositional and diagenetic processes related to the Upper Barra Velha carbonates and also to understand how the U-Pb isotopic system works in carbonates, this study presents an integrated study of conventional petrography, QEMSCAN imaging, and in situ U-Pb dating of carbonate samples from three wells (3-BRSA-923A-SPS, 9-BRSA-928-SPS, and 7-SPH-6-SPS) of the Sapinhoá field, located in the central part of the Santos Basin. Ages obtained in this study coincide with regional tectonic and thermal events that affected the Santos Basin. These events have geochronological ages of ~ 127/125 Ma, ~ 116/114 Ma, and ~ 105/100 Ma. A local influence of the geological and structural contexts of the analyzed particles was also detected, since the pattern of ages obtained in each well was different from the other. For instance, the calcite primary particles from the well 9-BRSA-928-SPS underwent U-Pb post-depositional resetting, which resulted in younger post-depositional ages of ~ 106 Ma for these particles. Instead, the calcite primary particles from the 7-SPH-6-SPS well preserved older ages of ~115 Ma. This different age behavior may be explained by different magmatic, hydrothermal, structural, or stratigraphic contexts acting on the studied wells. The dolomites, compared to calcite particles, showed that the geochronological resetting of the particles may not be a pervasive effect but may depend more on fluid-rock interaction and physical properties of the particles, such as porosity and permeability. This was observed hence the non-porous and non-permeable dolomitic aggregates were not affected by U-Pb geochronological resetting. Indeed, primary microcrystalline and fine dolomite rhombs recorded the first direct Barremian ages for the Barra Velha carbonates, providing a Barremian depositional age of the Upper Barra Velha Formation. Otherwise, microcrystalline pseudomorphic dolomites and calcite particles underwent U-Pb resetting caused probably by fluid-rock interactions and thermal effects. Concerning the dolomite ages, they were separated in pre-silicification and post-silicification dolomites. Pre-silicification dolomites occur as Barremian-Aptian microcrystalline to very fine laminated dolomite rhombs, as ~115 – 109 Ma fine rhombohedral dolomite crystals that are the product of pervasive dolomitization, and as pseudomorphic microcrystalline dolomites that underwent U-Pb resetting related to an Albian-Cenomanian silicification event. Post-silicification dolomites have ages of ~ 100 Ma and are represented by later diagenetic cements such as blocky dolomite and saddle dolomite. The saddle dolomite temporally limits a silicification event as older than 100 Ma.
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VICTOR DIAS CAVALCANTE
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Análise do salvamento paleontológico no contexto do licenciamento ambiental brasileiro.
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Orientador : RODRIGO MILONI SANTUCCI
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MEMBROS DA BANCA :
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LUIZ CARLOS BORGES RIBEIRO
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RICARDO LOURENCO PINTO
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ROBERTO IANNUZZI
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RODRIGO MILONI SANTUCCI
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Data: 12/12/2023
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O salvamento paleontológico é definido pela Portaria do Departamento Nacional de Produção Mineral (DNPM) 1 n° 155/2016 como a coleta exaustiva de fósseis para mitigar o risco iminente de destruição ou dano irreversível, incluindo, também, as medidas que se fizerem necessárias para a sua curadoria. A execução dessas atividades no Brasil é, em alguns casos, um requisito para a emissão de licenças ambientais de empreendimentos ou atividades com potencial de causar uma degradação do patrimônio paleontológico. Esta dissertação apresenta uma visão geral acerca da execução do salvamento paleontológico no Brasil desde o seu primeiro registro documentado na Agência Nacional de Mineração (ANM) em 2007 até o ano de 2022. Esta dissertação também apresenta um levantamento a respeito das normas que regem a execução desses programas e recomendações feitas com base em casos considerados bem sucedidos na gestão desses programas em contexto municipal, bem como na experiência de outras áreas do conhecimento, como a espeleologia e arqueologia, e que podem ser replicados na paleontologia para aprimorar as análises por parte dos órgãos licenciadores quanto à necessidade de solicitação de execução de programas de salvamento paleontológico.
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Paleontological salvage is defined by the National Department of Mineral Production (DNPM) Ordinance N° 155/2016 as the exhaustive sampling of fossils with the objective of mitigating the risk of destruction or irreversible damage to the fossil record. This process also includes necessary measures to promote the curation of the sampled material. In Brazil, these activities are sometimes a requirement for the issuing of environmental licenses of projects or activities with the potential of leading to the degradation of the paleontological heritage. This dissertation provides an overview of paleontological salvage activities in Brazil from the first record at the Agência Nacional de Mineração (ANM), formerly DNPM, in 2007, up to the year 2022. It also discusses the existing regulation guiding these activities and provides recommendations based on successful experiences in the management of paleontological salvage activities at a municipal level. Drawing from the experiences of other fields of study, such as speleology and archeology, this dissertation suggests replicable practices in paleontology to improve the analysis made by the environmental agencies regarding the necessity of requiring the implementation of paleontological salvage activities.
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ALEX GABRIEL CAJADO FERREIRA
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Análise da microestrutura óssea dos osteodermos de Crocodylomorpha do Grupo Bauru
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Orientador : RODRIGO MILONI SANTUCCI
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MEMBROS DA BANCA :
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JULIA KLACZKO
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RICARDO LOURENCO PINTO
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RODRIGO MILONI SANTUCCI
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THIAGO DA SILVA MARINHO
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Data: 12/12/2023
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Os crocodilomorfos viventes fazem parte do grupo monofilético Crocodylia, que atualmente inclui mais de 20 espécies distribuídas nas regiões intertropicais ao redor do mundo. Além das espécies viventes, como crocodilos, jacarés e gaviais, os Crocodylomorpha também abrangem várias linhagens extintas. No Brasil, os depósitos sedimentares continentais pós-paleozoicos são notáveis pela abundância de fósseis de Crocodylomorpha. Uma característica comum a todos os crocodilomorfos, sejam eles vivos ou extintos, é a presença do esqueleto dérmico. Esse revestimento é composto por ossos conhecidos como osteodermos ou placas dérmicas, que são interligados por tecidos fibrosos. Essas placas desempenham papéis essenciais na proteção, flexibilidade, absorção de energia e armazenamento mineral, variando em tamanho, forma, ornamentação e funções de acordo com a espécie. Este estudo tem como objetivo a análise das placas dérmicas de espécies fósseis pertencentes aos táxons Baurusuchidae, Peirosauridae, Sphagesauridae e Mariliasuchus, presentes na coleção FUP da Faculdade UnB Planaltina. Foram confeccionadas seções delgadas para a análise histológica dos espécimes a fim de comparar suas diferenças e semelhanças morfológicas com outras linhagens viventes e extintas. No decorrer da pesquisa, foram examinados osteodermos de um indivíduo de Baurusuchidae (nas regiões cervical, dorsal anterior e dorsal posterior) e lâminas de Sphagesauridae, tanto da fileira parasagital quanto do escudo ventral. Também foram analisados osteodermos de Baurusuchidae juvenil. Para efeitos de comparação, lâminas de Candidodontidae e Caimaninae (associados a Purussaurus) foram seccionadas. Embora as placas dérmicas analisadas provenham de crocodilomorfos de diferentes (Peirosauridae, Baurusuchidae, Sphagesauridae e Mariliasuchus), estas apresentam morfologias externas distintas em nível macroscópico. No entanto, a análise histológica revelou notáveis semelhanças, especialmente em relação à estrutura do tecido ósseo. O tecido apresenta fibras dispostas em uma matriz de fibras paralelas e entrelaçada, ósteons secundários muito maiores que os primários, indicando processos de reabsorção óssea, e a presença de linhas de crescimento em algumas das lâminas histológicas analisadas.
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The living crocodylomorphs are part of the monophyletic group Crocodylia, which currently includes more than 20 species distributed in the intertropical regions around the world. In addition to the extant species such as crocodiles, alligators, and gharials, Crocodylomorpha also encompasses various extinct lineages. In Brazil, post-Paleozoic continental sedimentary deposits are notable for the abundance of Crocodylomorpha fossils. A common feature among all crocodylomorphs, whether living or extinct, is the presence of the dermal skeleton. This covering is composed of bones known as osteoderms or dermal plates, which are interconnected by fibrous tissues. These dermal plates play essential roles in protection, flexibility, energy absorption, and mineral storage, varying in size, shape, ornamentation, and functions according to the species. This study aims to analyze the dermal plates of fossil species belonging to the taxa Baurusuchidae, Peirosauridae, Sphagesauridae, and Mariliasuchus, kept in the collection of the University of Brasília, Planaltina Campus. Thin sections were prepared for the histological analysis of the specimens to compare their morphological differences and similarities with other living and extinct lineages. During the research, osteoderms from an individual of Baurusuchidae (cervical, anterior dorsal, and posterior dorsal regions) and dermal plates from Sphagesauridae, both from the parasagittal row and ventral shield, were examined. Osteoderms of juvenile Baurusuchidae were also analyzed. For comparison purposes, thin sections of osteoderms attributed to Candidodontidae and Caimaninae (associated with Purussaurus) were also made. Although the dermal plates analyzed come from crocodylomorphs of different crocodylomorph groups (Peirosauridae, Baurusuchidae, Sphagesauridae, and Mariliasuchus), they exhibit distinct external morphologies at a macroscopic level. However, histological analysis revealed notable similarities, especially regarding the structure of the bone tissue. The bone tissue shows fibers arranged in a matrix of parallel and interwoven fibers, secondary osteons are much larger than the primary ones, indicating bone resorption processes, and the presence of growth lines in some of the analyzed histological slides.
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PATRÍCIA FABIANA RODRIGUES COSTA
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DESCRIÇÃO E TAFONOMIA DA PALEOICTIOFAUNA DAS FORMAÇÕES ARAÇATUBA E ADAMANTINA (CRETÁCEO SUPERIOR), GRUPO BAURU DA REGIÃO DE PRESIDENTE PRUDENTE, ESTADO DE SÃO PAULO.
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Orientador : RODRIGO MILONI SANTUCCI
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MEMBROS DA BANCA :
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ELISEU VIEIRA DIAS
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RICARDO LOURENCO PINTO
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RODRIGO MILONI SANTUCCI
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VERONICA DE BARROS SLOBODIAN MOTTA
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Data: 13/12/2023
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A paleoictiofauna do Grupo Bauru compreende em restos de peixes, normalmente isolados como escamas, vértebras, dentes e ossos do crânio. A diversidade de peixes abrange actinoperígios como Lepisosteidae, Amiidae, Osteoglossiformes, Characiformes e Perciformes, e alguns registros de dipnoicos mas que, dado o grau de escassez de exemplares mais completos, o entendimento dos componentes da paleoictiofauna nessa unidade ainda é desconhecido. O material aqui apresentado foi coletado na região de Presidente Prudente, próximo a Pirapozinho e General Goulart e está depositado na coleção paleontológica do LaPaDA-FUP, onde foram preparados e descritos com base em literatura específica, alguns analisados com auxílio de microtomografia computadorizada e análise morfométrica das escamas ganóides. Nesse trabalho, o material está associado a depósitos lacustres, preservados em arenitos finos a médios com intercalações de lamito e frequente cimentação carbonática e gretas de ressecamento associadas a períodos de seca do lago (Formação Araçatuba) e fluviais, preservados em arenitos finos a médios com cimentação carbonática e estratificação plano paralela, marcas onduladas e perfurações de invertebrados indicando uma porção de águas mais rasas (Formação Adamantina). A semelhança entre a Formação Araçatuba e Formação Adamantina estudadas nesse trabalho, indicou ser uma área de transição e gradual de uma unidade lacustre para fluvial, em ambas há níveis com vários restos ósseos de tartaruga e restos de peixes associados a um nível mais calmo e com cimentação carbonática, enquanto que no topo de ambas as sequências, há fósseis fortemente associados a altos níveis de transporte, abrasão e empacotamento, indicando fluxos maiores de energia do corpo aquoso. Na Formação Adamantina, mais na base, ocorrem várias dezenas de girogonites de algas carófitas. Concluiu-se que a paleoictiofauna dessas duas unidades são bem parecidas, havia espécies em simpatria como é o caso de Lepisosteidae e Atractosteus coabitando a região e ambas unidades apresentam registros de escamas cicloides de Characiformes e espinhos peitorais de Siluriformes com morfologias semelhantes. As escamas cicloides nunca foram devidamente estudadas no Grupo Bauru, seus registros são breves e vagos, dada a incompletude de material. Tentou-se então neste trabalho, abordar e caracterizar melhor a descrição morfológica dessas escamas elasmoides com base em estudos de escamas recentes e comparação com os morfotipos e subtipos atuais, podendo atribuí-las às escamas cicloides de Characiformes. Os registros mais comuns são, sem dúvida, de Lepisosteidae, podendo indicar uma abundância maior desses indivíduos ou que apenas possuem restos mais facilmente preservados no registro fóssil, como é o caso das escamas ganóides. Nesse trabalho é reportado pela primeira vez no Grupo Bauru, um dentário de Atractosteus juvenil, com base em suas características ímpares como três dentes cônicos robustos e com forte plicidentina, ausência de uma fileira de dentes menores laterais e morfologia do canal mandibular indicando estágio ontogenético de um juvenil.
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The paleoichthyofauna of the Bauru Group comprises fish remains, usually isolated such as scales, vertebrae, teeth, and cranial bones. The diversity of fish includes Actinopterygians such as Lepisosteidae, Amiidae, Osteoglossiformes, Characiformes, and Perciformes, with some records of dipnoi. However, due to the scarcity of more complete specimens, the understanding of the components of the paleoichthyofauna in this unit is still unknown. The material was collected in the Presidente Prudente region, near Pirapozinho and General Goulart, and it is deposited in the paleontological collection of LaPaDA-FUP. It has been prepared and described based on specific literature, with some specimens analyzed using computerized microtomography and morphometric analysis of ganoid scales. In this study, the material is associated with lacustrine deposits, preserved in fine to medium sandstones with intercalations of mudstone and frequent carbonate cementation, as well as mudcracks associated with lake dry periods (Araçatuba Formation). Additionally, fluvial deposits are preserved in fine to medium sandstones with carbonate cementation, planar stratification, climbing ripples, and invertebrate burrows indicating shallower water conditions (Adamantina Formation). The similarity between the Araçatuba and Adamantina Formations studied in this work suggests a transitional area from lacustrine to fluvial conditions. In both formations, levels with various turtle bone remains and fish fossils associated with calmer to more turbulent water conditions and carbonate cementation were identified. At the top of both sequences, there are fossils strongly associated with high levels of transport, abrasion, and packing, indicating larger water body energy flows. In the Adamantina Formation, at the base, there are numerous gyrogonites of charophyte algae. It was concluded that the paleoichthyofauna of these two units are quite similar, with sympatric species such as Lepisosteidae and Atractosteus cohabiting the region. Both units show records of cycloid scales of Characiformes and pectoral spines of Siluriformes with similar morphologies. Cycloid scales have not been adequately studied in the Bauru Group, and their records are brief and vague due to the incompleteness of the material. Therefore, this study aimed to better characterize the morphological description of these cycloid scales based on recent scale studies and comparisons with current morphotypes and subtypes, possibly attributing them to cycloid scales of Characiformes. The most common records undoubtedly belong to Lepisosteidae, indicating either a greater abundance of these individuals or that they simply have more easily preserved remains in the fossil record, such as ganoid scales than elasmoid scales. This work reports for the first time in the Bauru Group a left dentary of a juvenile Atractosteus, based on its unique characteristics such as three robust conical teeth with strong plicidentine, the absence of a row of smaller lateral teeth, and mandibular canal morphology indicating an ontogenetic stage of a juvenile.
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Carolina Michelon Camarda
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ÓXIDOS DE FERRO HIDRATADOS NO MANTO SUPER PROFUNDO E SUAS IMPLICAÇÕES NA DINÂMICA TERRESTRE
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Orientador : TIAGO LUIS REIS JALOWITZKI
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MEMBROS DA BANCA :
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ADRIANA ALVES
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ROBERTA MARY VIDOTTI
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TIAGO LUIS REIS JALOWITZKI
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WOLF UWE REIMOLD
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Data: 15/12/2023
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Minerais hidratados presentes na litosfera oceânica são conhecidos como os principais agentes responsáveis pelo transporte de água para o manto terrestre através das zonas de subducção. No manto superior, a água pode ser armazenada na estrutura cristalina de minerais como anfibólio e mica, ou em minerais nominalmente anidros, como olivina e piroxênios. Ainda, a zona de transição do manto tem sido reconhecida como um potencial reservatório de água do manto mais profundo. Estudos experimentais demonstraram que polimorfos de alta pressão da olivina que demarcam esta zona, wadsleyita e ringwoodita, possuem significativa capacidade de armazenamento de OH, o que também foi comprovado em duas ringwooditas naturais e hidratadas encontradas como inclusões em diamantes super profundos. Por outro lado, o manto inferior sempre foi considerado uma parte anidra do manto terrestre devido a sua mineralogia não ter capacidade de agregar OH nas estruturas cristalinas. Os minerais hidratados no manto inferior, conhecidos como silicatos de magnésio hidratados densos (dense hydrous magnesium silicates - DHMSs), conseguem agregar apenas uma pequena proporção de OH em suas estruturas cristalinas além de serem fases pouco abundantes. Estudos experimentais recentes mostraram que fases de oxihidróxido de ferro podem se manter estáveis em condições de pressão e temperatura do manto inferior, o que implica que a água pode ser transportada e armazenada no interior da Terra por polimorfos de goethita (α-FeOOH). Estes estudos sugerem que α-FeOOH, comumente presente nas placas oceânicas subductadas, decompõem-se parcialmente em óxidos de ferro do tipo Fe2O3 e Fe3O4 a pressões de ~ 35 - 76 GPa (~ 1.155 – 2.500 km) e temperaturas de 876,85- 2476,85 ºC, liberando assim H2O e O2 no manto inferior. De forma notável, através de investigações em inclusões minerais de um diamante super profundo de Juína, Mato Grosso - Brasil, encontrou-se a primeira ocorrência natural documentada de ε-FeOOH estável no manto inferior. Esta fase foi encontrada em transição, apresentando uma goethita natural (ε-FeOOH) decompondo-se para hematita de alta pressão (Fe2O3) possivelmente hidratada, e magnetita (Fe3O4). Através da estrutura cristalina da hematita, foi possível identificar que esta transição de fase ocorre a uma pressão de 56 GPa, que condiz a ~1.850 km de profundidade no manto inferior. Com a transição, se tem também a liberação de H2O e O2 para o manto profundo. Portanto, essa descoberta fornece informações valiosas sobre o ciclo da água no interior da Terra, sugerindo que o manto inferior contém mais água do que se acreditava, e que deve apresentar heterogeneidades composicionais formadas pelas reações de oxirredução geradas pela liberação de H2O e O2 em um ambiente majoritariamente redutor. Os resultados são baseados em diversos dados inovadores obtidos em três linhas de luz da nova fonte de radiação síncrotron de 4ª geração - Sirius no Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS) do Brasil, tais como μ-Tomografia (linha de luz MOGNO), fluorescência de raios-X (linha de luz CARNAÚBA), nanotomografia (linha de luz CARNAÚBA), XANES (linha de luz CARNAÚBA), e micro difração de raios-X (linha de luz EMA).
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Hydrated minerals present in the oceanic lithosphere are known as the main agents responsible for the transport of water into the Earth's mantle through subduction zones. In the upper mantle, water can be stored in the crystalline structure of minerals such as amphibole and mica, or in nominally anhydrous minerals such as olivine and pyroxenes. Additionally, the mantle transition zone has been recognized as a potential reservoir of water. Experimental studies have demonstrated that high-pressure polymorphs of olivine that mark this zone, wadsleyite and ringwoodite, have significant OH storage capacity, which has also been confirmed in two naturally hydrated ringwoodites found as inclusions in super-deep diamonds. On the other hand, the lower mantle has always been considered anhydrous due to its main mineralogy that has low storage capacity of OH. Hydrated minerals in the lower mantle, known as dense hydrous magnesium silicates (DHMSs), can only incorporate a small proportion of OH into their crystal structures and are relatively scarce phases. Recent experimental studies have shown that iron oxihydroxide phases can remain stable under lower mantle conditions, implying that water can be transported and stored inside the Earth by goethite polymorphs (α-FeOOH). These studies suggest that α-FeOOH, commonly present in subducted oceanic plates, partially decomposes into Fe2O3 and Fe3O4 at pressures of ~35 - 76 GPa (~1,155 – 2,500 km) and temperatures of 876,85- 2476,85 ºC, thus releasing H2O and O2 into the lower mantle. Notably, through investigations on inclusions in a super-deep diamond from Juína, Mato Grosso - Brazil, the first documented natural occurrence of stable ε-FeOOH in the lower mantle was found. This phase was observed in transition, with natural goethite (εFeOOH) decomposing into possibly hydrated high-pressure hematite (Fe2O3) and magnetite (Fe3O4). Through the crystalline structure of hematite, it was possible to identify that this phase transition occurs at a pressure of 56 GPa, corresponding to ~1,850 km depth in the lower mantle. With the transition, there is also the release of H2O and O2 into the deep mantle. Therefore, this discovery provides valuable information about the water cycle inside the Earth, suggesting that the lower mantle contains more water than previously believed and may exhibit compositional heterogeneities formed by redox reactions generated by the release of H2O and O2 in a predominantly reducing environment. The results are based on novel data obtained from three beamlines of the new 4th generation synchrotron radiation source - Sirius at the Brazilian National Synchrotron Light Laboratory (LNLS), which includes μ-tomography (MOGNO beamline), X-ray fluorescence (CARNAÚBA beamline), nano-tomography (CARNAÚBA beamline), XANES (CARNAÚBA beamline), and micro-X-ray diffraction (EMA beamline).
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Aline Alves dos Santos
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Química mineral, isótopos de Sr-Nd-Os e elementos do grupo da platina dos Peridotitos do vulcão Los Gemelos, Meseta de Canquel, Patagônia Argentina.
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Orientador : TIAGO LUIS REIS JALOWITZKI
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MEMBROS DA BANCA :
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GUILHERME DE OLIVEIRA GONCALVES
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MARIA EMILIA SCHUTESKY
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TIAGO LUIS REIS JALOWITZKI
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VALDECIR DE ASSIS JANASI
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Data: 19/12/2023
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Os xenólitos mantélicos da Meseta de Canquel, Patagônia, são objeto deste estudo e compreendem a primeira investigação dos espinélio-peridotitos datados do Mesoproterozoico (1,3–0,9 Ga). A composição dos xenólitos varia de harzburgitos a lherzolitos, com baixo teor de clinopiroxênio, indicando eventos de fusão parcial. Os baixos teores de Al2O3 e CaO em rocha total (ambos <1.5 wt.%), o alto Mg# nas fases silicáticas (90–95) e o espinélio rico em Cr (Cr# 0.20–0.42), juntamente com a depleção de elementos altamente siderófilo (Re, Ru, Pd) em relação ao manto superior primitivo, o que confirma as altas taxas de fusão e o caráter fortemente depletado das amostras analisadas. A presença de flogopita, associada a presença abundante de veios de composição alcalina com alta e baixa SiO2, são evidências incontestáveis de metassomatismo modal. O enriquecimento do clinopiroxênios em elementos terras raras leves (LREE), assim como o padrão em U dos REE da rocha total, são evidências de metassomatismo críptico. A interação entre a rocha e o líquido (melt) é evidenciada pelo conteúdo de elementos maiores (e.g., Mg# vs. elementos basálticos) e traços (e.g., La/YbN vs. Sr/Y e Ti/Eu; e Sr vs. Ti/Eu) dos piroxênios. Além disso, as composições dos líquidos em equilíbrio com os clinopiroxênios coexistentes com a flogopita, assim com as razões isotópicas de rocha total de Sr-Nd, sugerem a interação com componentes relacionados a subducção. Os efeitos do metassomatismo são impressos mais proeminentemente nas porções mantélicas profundas (~70 km) em comparação com as porções mais rasas (~50 km). Tais características são consistentes com a hibridização do manto litosférico depletado com líquidos alcalinos ricos em K. Considerando o sistema de subducção de longa duração estabelecido na região de back-arc da Patagônia durante o Fanerozoico, é muito provável que o evento metassomático registrado pelos xenólitos mantélicos de Los Gemelos esteja associado ao soerguimento de material através de uma janela astenosférica durante o Paleoceno-Eoceno, que causou a fusão parcial da placa oceânica.
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Mantle xenoliths from Canquel Plateau, Patagônia, are object of this study,which represent the first investigation of a new spinel-bearing suite dated from Mesoproterozoic (1.3–0.9 Ga). The composition vary between harzburgites and clinopyroxene-poor lherzolites characterized by typical indicators of partial melt extraction, such as low whole-rock Al2O3 and CaO contents (both <1.5 wt.%), high Mg# of silicate phases (90–95), and Cr-rich spinel (Cr# 0.20–0.42). The depletion of incompatible highly siderophile elements (Re, Ru, Pd) relative to the primitive upper mantle certify the high-degrees of melt extraction and the highly-depleted caracther of the samples. The existence of phlogopite, accompained by abundant alkaline glass veins containing high- and low-SiO2 compositions are undoubtable evidence of modal metasomatism. The light rare earth element (LREE) enrichment observed in clinopyroxene, as well as the whole-rock U-shaped REE pattern are evidence of cryptic metasomatism. The melt-rock interaction is corroborated by major (i.e., Mg# vs. basaltic elements) and trace (i.e., La/YbN vs. Sr/Y and Ti/Eu; and Sr vs. Ti/Eu) element contents of pyroxenes. Moreover, the calculated compositions of melts in equilibrium with clinopyroxene coexisting with phlogopite, as well as whole-rock SrNd isotopic ratios suggest interaction with subduction-related components. Remarkably, the metasomatic overprint is selectively prominent in the deeper (~70 km) mantle column compared to the shallower (~50 km). These features are consistent with the hybridization of the depleted lithosphere with a K-rich alkaline melt. Considering the long-lived subduction system established in the Patagonia back-arc throughout the Phanerozoic, it is most likely that the metasomatic event recorded by Los Gemelos mantle xenoliths is associated with the upwelling of asthenospheric material through a slab-window during the Paleocene-Eocene, wich promoted the partial melting of the oceanic crust.
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TULIO MARQUES SOARES
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Proveniência e ambiente tectônico das sequências metassedimentares do Greenstone Belt Serra de Santa Rita: implicações para evolução do Maciço de Goiás, Brasil Central.
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Orientador : CATARINA LABOURE BEMFICA TOLEDO
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MEMBROS DA BANCA :
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CATARINA LABOURE BEMFICA TOLEDO
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NATALIA HAUSER
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ELIZA INEZ NUNES PEIXOTO
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FARID CHEMALE JUNIOR
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Data: 20/12/2023
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O Domínio Crixás-Goiás está inserido no Maciço de Goiás, na porção centro-oeste da Faixa de Dobramentos Brasília, e é composto por uma associação de terrenos TTGs (Tonalitos, Trondjemitos e Granodioritos) e faixas de greenstone belts. O Greenstone Belt Serra de Santa Rita está localizado na porção sul do Domínio Crixás-Goiás e é composto, da base para o topo, por sequências de rochas metavulcânicas ultramáficas e máficas sotopostas a unidades metassedimentares mais jovens, que são objeto de investigação desta pesquisa. Este trabalho apresenta dados de geoquímica isotópica U-Pb, Sm-Nd e Lu-Hf das rochas metassedimentares do Greenstone Belt serra de Santa Rita com o objetivo de caracterizar possíveis fontes sedimentares, estilos de bacias, ambientes de deposição e a idade máxima de sedimentação, assim como propor uma evolução para essas bacias dentro do cenário regional. Os resultados obtidos nesta pesquisa permitiram individualizar sequências sedimentares pertencentes à duas bacias distintas: Serra de Santa Rita e Serra de Cantagalo, respectivamente. A bacia Serra de Santa Rita é constituída de meta-arcóseo, meta grauvaca, metapelito, filito carbonoso, mármore e arenitos de granulometria fina e apresenta dados de zircão detríticos com idades arqueanas e riacianas. As fontes arqueanas apresentam assinaturas isotópicas Lu-Hf e Sm-Nd condizentes com fontes crustais mais antigas, enquanto as fontes riacianas exibem uma assinatura crustal juvenil. A idade máxima de deposição, obtida com base na média ponderada das idades dos grãos de zircão mais jovens, aponta para uma idade de 2,14 Ga. A bacia Serra de Cantagalo compreende uma sequência metassedimentar composta por metaconglomerados, metaarenitos e quartzitos e apresenta dados de zircão detrítico de idades arqueanas, riacianas, orosirianas e estaterianas. A idade máxima de deposição para a sequência sedimentar dessa bacia é de 1,98 Ga. As assinaturas isotópicas Lu-Hf e Sm-Nd obtidas para a sequência sedimentar da bacia Serra de Cantagalo são condizentes com fontes crustais mais antigas. As possíveis fontes arqueanas são os TTG presentes no Domínio Crixás-Goiás. As fontes riacianas provavelmente se originaram de rochas ígneas e metamórficas presentes nos Domínios Campinorte, Cavalcante-Arraias e Almas-Conceição do Tocantins. Por sua vez, sugere-se que as fontes estaterianas e orosirianas estão relacionadas a rochas vulcânicas em um contexto geológico de rifteamento, correlacionável aos Grupos Araí e Serra da Mesa. A evolução tectono-sedimentar da bacia Serra de Santa Rita apresenta dois ciclos: o primeiro está relacionado à sua abertura, adotando um estilo de bacia do tipo pull-apart, com deposição de arcóseos e grauvacas da formação Fazenda Cruzeiro, enquanto o segundo ciclo está relacionado a um aumento do nível do mar e à deposição de uma sequência marinha, caracterizada por pelitos, filitos ricos em matéria orgânica, carbonatos e arenitos de granulometria fina da formação Fazenda Limeira. Este último ciclo é seguido pelo soerguimento da bacia após a diagênese e ínicio da erosão. A bacia de Serra do Cantagalo pode ser relacionada a um rifteamento pós-colisional, resultante do abatimento do orógeno riaciano, ou ao mesmo evento tectônico que formou as bacias Araí e Serra da Mesa. Por fim, a Formação Serra do Cantagalo foi posicionada tectonicamente sobre o Greenstone Belt Serra de Santa Rita durante o evento orogenético Brasiliano-Pan Africano.
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The Crixás-Goiás Domain is situated in the Goiás Massif, central-western portion of the Brasília Fold Belt, and consists of an assemblage of TTGs (Tonalites, Trondhjemites, and Granodiorites) and greenstone belts. The Serra de Santa Rita Greenstone Belt is in the southern part of the Crixás-Goiás Domain and is composed, from base to top of sequences of ultramafic and mafic metavolcanic rocks underlying younger metasedimentary units. This study presents U-Pb, Sm-Nd, and Lu-Hf isotopic geochemistry data of the metasedimentary rocks from the Serra de Santa Rita Greenstone belt with the aim of characterizing potential sedimentary sources, basin styles, deposition environments, and maximum depositional ages, as well as proposing the evolutional history of these basins within the regional context. The results obtained in this research have allowed the identification of sedimentary sequences belonging to two distinct basins: the Serra de Santa Rita Basin and the Serra de Cantagalo Basin. The Serra de Santa Rita Basin is composed of meta-arkose, meta-graywacke, metapelites, carbonaceous phyllites, marble, and fine-grained sandstones. It presents detrital zircon data with Archean and Rhyacian ages. Archean sources exhibit Lu-Hf and Sm-Nd isotopic signatures consistent with older crustal sources, while Rhyacian sources display a juvenile crustal signature. The maximum deposition age, obtained based on the weighted mean of the youngest zircon grains, points to a 2.14Ga age. The Serra de Cantagalo Basin is a metasedimentary sequence composed of meta conglomerates, meta-arenites, and quartzites, with detrital zircon data indicating Archean, Rhyacian, Orosirian, and Statherian ages. The maximum deposition age for the sedimentary sequence in this basin is 1.98 Ga. The Lu-Hf and Sm-Nd isotopic signatures obtained for the sedimentary sequence of the Serra de Cantagalo Basin are consistent with the influence of older crustal sources. The possible Archean sources are the TTGs present in the Crixás-Goiás Domain. Rhyacian sources likely originated from igneous and metamorphic rocks of the Campinorte, Cavalcante-Arraias, and Almas-Conceição do Tocantins Domains. In turn, it is suggested that Statherian and Orosirian sources are related to volcanic rocks in a rift-related geological context, comparable to the Araí and Serra da Mesa Groups. The tectono-sedimentary evolution of the Serra de Santa Rita Basin presents two cycles: the first is related to its opening, adopting a pull-apart basin style, with the deposition of arkoses and graywackes of the Fazenda Cruzeiro Formation. The second cycle is associated with a sea-level rise and the deposition of a marine sequence characterized by pelites, organic-rich phyllites, carbonates, and finegrained sandstones of the Fazenda Limeira Formation. This latter cycle is followed by basin uplift after diagenesis and the onset of erosion. The Serra do Cantagalo Basin may be related to post-collisional rifting, resulting from the subsidence of the Rhyacian orogen, or to the same tectonic event that formed the Araí and Serra da Mesa basins. Finally, the Serra do Cantagalo Formation was tectonically positioned over the Serra de Santa Rita Greenstone Belt during the Brasiliano-Pan African orogenic event.
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Brunno Abílio Ciriaco Araujo
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O Depósito de Fosfato Coqueiros, Complexo Alcalino-Carbonatítico Catalão II: Significância dos Processos Magmáticos na Concentração de Apatita
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Orientador : CLAUDINEI GOUVEIA DE OLIVEIRA
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MEMBROS DA BANCA :
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ROGÉRIO GUITARRARI AZZONE
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CLAUDINEI GOUVEIA DE OLIVEIRA
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JOSE AFFONSO BROD
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NILSON FRANCISQUINI BOTELHO
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Data: 21/12/2023
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O Complexo de Catalão II está situado na porção setentrional da Província Ígnea Alto Paranaíba, próximo à cidade homônima de Catalão (Goiás, Brasil). O complexo é uma intrusão com forma bicêntrica e alongada no sentido NNE abrangendo uma área de 12 km², predominantemente composto por bebedouritos, foscoritos e carbonatitos, com alcalino-feldspáticos sienito e lamprófiros ultramáficos subordinados. Sistemas magmáticos distintos entre as porções sul e norte do complexo são reconhecidos com base em diferenças no modo de intrusão e nos tipos de rochas predominantes. Catalão II Sul é composto por foscoritos tardios e calcita a dolomita carbonatitos em um complexo sistema de diques e veios, com pequenas intrusões subordinadas. Catalão II Norte é composto por bebedouritos, apatitito, calcita carbonatitos e diques tardios que compreendem foscoritos, calcita a dolomita carbonatitos e álcali-feldspato sienito. Lamprófiros ultramáficos constituem ocorrem em toda a área. Rochas ricas em apatita abrigam importantes recursos de fosfato na porção norte. A área conhecida como o depósito Coqueiros permanece ainda inexplorada e pouco conhecida. Recursos de fosfato são estimados na ordem de 45 Mt a 11,0% de P2O5 para apatita residual no perfil de intemperismo, e 410 Mt a 9,0% de P2O5 em rocha fresca. As principais litologias portadoras de apatita são bebedouritos, apatitito e calcita carbonatitos associados. Embora foscoritos strictu sensu contenham um conteúdo importante de apatita, apresentam uma distribuição volumétrica limitada e não contribuem substancialmente para a mineralização de fosfato. Com base em descrições de testemunhos de sondagem, caracterização petrográfica, composição de rocha total e mineral, pelo menos três estágios intrusivos de bebedouritos podem ser reconhecidos, e dois deles associados a um respectivo clinopiroxênio calcita carbonatito. O tetraferriflogopita bebedourito compõe a porção externa do depósito Coqueiros. Intrusões marginais em forma de lente são compostas pelo apatita bebedourito e diopsídio calcita carbonatito. A porção central do depósito é predominantemente composta pelo tetraferriflogopita apatitito. Estágio tardio de titanita bebedourito e aegirina-augita calcita carbonatito ocorrem intrusivos como stocks, plugs e diques. Dados petrográficos, composição de rocha total e mineral indicam que múltiplos estágios de magmas variavelmente diferenciados tenham contribuído para a formação do complexo. Nesse contexto, a associação ultramáfico-carbonatítica em Catalão II é formada a partir da diferenciação de um magma parental de composição silicato-carbonatítico, provavelmente semelhante aos lamprófiros ultramáficos. O primeiro estágio intrusivo é representado pelo tetraferriflogopita bebedourito e fatores como a presença de xenoliths derivados do embasamento e padrões de elementos traços distintos indicam que contaminação crustal tenha tido certa contribuição na formação dessa litologia. Os segundo e terceiro estágio intrusivos são representados pelos bebedouritos pareados com carbonatitos. Em ambos os casos, há evidências a partir de contatos gradacionais, continuidade entre trends de evolução mineral e distribuição semelhante dos padrões de elementos traço, de uma evolução via cristalização fracionada. Portanto, a mineralização de fosfato hipogênica no depósito Coqueiros é representada por bebedouritos enriquecidos em apatita devido a um extenso fracionamento de minerais silicáticos, formando uma sequência de cumulados ultramáficos na base, níveis intermediários ricos em apatita e clinopiroxênio calcita carbonatitos residuais.
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The Catalão II complex is the northernmost alkaline-carbonatite complex of the Alto Paranaíba Igneous Province situated next to the homonymous city of Catalão (Goiás, Brazil). The complex is an NNE kidney-shaped body that comprises an area of 12 km2 dominantly consisting of bebedourites, phoscorites, and carbonatites, with subordinate alkali-feldspar syenites and ultramafic lamprophyres. Separate magmatic systems between the southern and northern portions of the complex are recognized based on differences in the mode of emplacement and predominant rock types. Catalão II South is predominantly composed of evolved phoscorites and calcite- to dolomite carbonatites in a complex system of cross-cutting dikes with subordinate small-scale intrusions. On the other hand, Catalão II North is composed of successive intrusions of bebedourites, calcite carbonatites, and late transgressive dikes that comprise phoscorites, calcite- to dolomite carbonatites, and alkali-feldspar syenite. Ultramafic lamprophyres are the last magmatic pulse and occur in all area as plugs, pipes, and dikes. Apatite-rich rocks host important phosphate resources in the northern portion. The area known as the Coqueiros deposit remains unexplored and the detailed lithological characterization was poorly constrained in previous works. Phosphate resources are estimated in the order of 45 Mt at a grade of 11. 0% P2O5 for residual apatite in the weathering profile, and 410 Mt at a grade of 9.0% P2O5 for fresh rock apatite. The major apatite-bearing lithologies are the bebedourites, apatitite, and associated calcite carbonatites. Although strictu sensu phoscorites contain an important apatite content, they are volumetrically limited and do not contribute substantially to the phosphate mineralization. Based on drill-core descriptions, petrographical characterization, mineral and hole-rock composition, at least three bebedourite stages can be recognized and two of them can be paired with a respective clinopyroxene-bearing calcite carbonatite. A tetraferriphlogopite-rich bebedourite composes an external ultramafic rim in the Coqueiros deposit. Marginal lens-shaped intrusions are composed of apatite bebedourite and diopside calcite carbonatite. The central core is predominantly composed of a tetraferriphlogopite apatitite. Late-stage titanite-rich bebedourites and an associated aegirine-augite calcite carbonatite occur as small-scale stocks and plugs. Petrographical and compositional data indicate a multistage emplacement of variably differentiated magma batches. The ultramaficcarbonatite association in Catalão II represents the result of a complex differentiation of a mixed silicatecarbonate parental magma probably similar to the coeval ultramafic lamprophyres in the complex. The first intrusion stage is represented by the tetraferriphlogopite bebedourite and the presence of basement xenoliths and distinct trace-element patterns are compatible with some contribution of crustal contamination. The second and third intrusion stages are represented by paired consanguineous bebedourites and carbonatites. In both cases, there is clear evidence from gradational contacts, mineral composition trends, and similar trace-element distribution, of an evolution mechanism via fractional crystallization. In that sense, hypogenic phosphate mineralization in the Coqueiros deposit is represented by apatite-enriched bebedourites formed due to an extensive fractionation of silicate minerals forming a sequence of bottom ultramafic cumulates, intermediate apatite-rich levels, and residual clinopyroxene calcite carbonatites.
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Mariana da Silva Gomes
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Caracterização granulométrica e mineralógica de sedimentos de manguezais da Ilha de Tinharé, Bahia, Brasil: uma contribuição ao manejo ambiental e à elaboração de modelo deposicional.
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Orientador : EDI MENDES GUIMARAES
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MEMBROS DA BANCA :
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DERMEVAL APARECIDO DO CARMO
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EDI MENDES GUIMARAES
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JOSEFA VARELA GUERRA
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LUCIETH CRUZ VIEIRA
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Data: 21/12/2023
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Este trabalho examina as características granulométricas e mineralógicas de sedimentos obtidos de dois manguezais — Pedarta e Garapuá — localizados na Ilha de Tinharé (BA). A distribuição das classes granulométricas e as formas dos grãos são principalmente influenciadas pela energia hidrodinâmica das marés e pelas condições do substrato. De modo geral, ambos os manguezais apresentam uma prevalência de areia média a muito fina, mal selecionada (0,5 a 0,125 mm), com Pedarta atingindo até 40%, e Garapuá ultrapassando 60%. Os sedimentos consistem em bioclastos retrabalhados e grãos siliciclásticos, juntamente com minerais autigênicos, como halita, gipsita e cimentos carbonáticos. Os grãos de bioclastos (Halimeda, moluscos e outros) são predominantemente fragmentos sub-arredondados e perfurados, enquanto os constituintes siliciclásticos são quartzo sub-angular, feldspato (albita, microclina), micas e raros grãos de gibbsita. A composição mineral, determinada por meio de análise por difração de raios X da amostra total de ambos os manguezais, revela os constituintes principais em cada um: aragonita, halita, quartzo, Mg-calcita, calcita e caulinita. Além disso, outros minerais como albita, microclina, gipsita e gibbsita estão presentes, contribuindo para a diversidade mineralógica geral. A morfologia e regime de energia do manguezal Pedarta não favorece a formação de cimento de composição Mg-Calcita nos bioclastos, em contrapartida, Garapuá, sujeita à ação das ondas devido à sua morfologia e descontinuidade do recife de coral, revelou bioclastos cimentados com cimento calcítico de alto Mg.
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This work examines the granulometric and mineralogical features of sediments obtained from two mangroves—Pedarta and Garapuá—situated on Tinharé Island (BA). The distribution of granulometric classes and the shapes of grains are primarily influenced by tidal hydrodynamic energy and substrate conditions. Generally, both mangroves exhibit a prevalence of poorly sorted medium to very fine sand (0.5 to 0.125 mm), with Pedarta reaching up to 40%, and Garapuá exceeding 60%. The sediments consist of reworked bioclasts and siliciclastic grains, alongside authigenic minerals such as halite, gypsum, and carbonate cements. Bioclasts (Halimeda, mollusks, and others) grains are predominantly sub-rounded fragments and perforated, while siliciclastic constituents are sub-angular quartz, feldspar (albite, microcline), micas, and rare gibbsite grains. The mineral composition, determined through XRD analysis of the bulk sample from both mangroves, reveals the primary constituents in each: aragonite, halite, quartz, Mg-calcite, calcite, and kaolinite. Additionally, other minerals such as albite, microcline, gypsum, and gibbsite are present, contributing to the overall mineralogical diversity. The morphology and energy regime of the Pedarta mangrove do not favor the formation of Mg-Calcite composition cement in the bioclasts. In contrast, Garapuá, subject to wave action due to its morphology and coral reef discontinuity, revealed bioclasts cemented with high-Mg calcite cement.
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Eder Luis Mathias Medeiros
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SIGNIFICADO GEOTECTÔNICO DO ALTO DE EMBASAMENTO DE CORRENTINA –BAHIA.
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Orientador : ELTON LUIZ DANTAS
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MEMBROS DA BANCA :
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LAURO CÉZAR MONTEFALCO DE LIRA SANTOS
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ELIZA INEZ NUNES PEIXOTO
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ELTON LUIZ DANTAS
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REINHARDT ADOLFO FUCK
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SIMONE CERQUEIRA PEREIRA CRUZ
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Data: 28/02/2023
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Grande parte do embasamento da porção noroeste do Cráton do São Francisco encontra-see encoberto pelas rochas sedimentares da Bacia do São Francisco e da Bacia São Franciscana. Nesse cenário, com pouca exposição do embasamento cristalino, a Janela erosiva Correntina-Coribe (BA) e a região de Júlio Borges e Avelino Lopes (PI) representam uma região estratégica do ponto de vista científico, pois expõe o embasamento cristalino a noroeste do CSF. Para esse estudo combinamos o mapeamento geológico, micropetrografia das assembleias minerais, mapas geofísicos de anomalia magnética e da primeira derivada vertical e integração dos resultados das análises de dados Sm-Nd e U- Pb. O objetivo é compreender os dados isotópicos das rochas presentes na borda e interior do Cráton e estabelecer correlação com os basement inliers circunvizinhos presentes nos orogénos Brasilia e Rio Preto. Ademais, este trabalho tem por objetivo verificar evidências e registros de possível perda de estabilidade cratônica na porção NW do CSF e sua influência para configuração tectônica do quadro atual. Dados da análise de zircão U-Pb (LA-ICP-MS) para as rochas graníticas do Complexo correntina, e unidades do Complexo Júlio Borges, junto aos granitos tipo mansidão indicam a presença de núcleos da crosta riaciana, com idades de cristalização de 2.15 Ma. Análises de Sm-Nd indicam valores juvenis com TDM entre 2,2 2.1 Ga, indicando um pequeno intervalo desde a extração até a cristalização, típico em sistemas de arcos intra oceânicos. Os sienogranitos de Correntina correspondem a evolução do arco intraoceânico para um arco continental com retrabalhamento e contaminação em um cenário pos colisional. As análises isotópicas Sm - Nd mostra valores negativos de ƐNd(t), indicando uma reciclagem crustal intensiva e valores TDM entre 3.0 a 2.26 Ga indicando retrabalhamento e fusão de rochas crustais mais antigas. O conjunto de amostra sinaliza uma grande proximidade petrogenética e mostra que os blocos que compõem o embasamento cratônico na porção noroeste representam um importante episódio de crescimento e acresção crustal que evolui durante o riaciano e culminou na amalgamação do embasamento do Paleo continente São Francisco Congo 2,3 e 1,9 Ga. O novo supercontinente paleoproterozoico, sofreu ao longo de sua história evolutiva diversos eventos térmicos regionais que são relacionados a possiveis plumas mantélicas com ocorrências de exames de diques estateriano e toniano. Os grandes lineamentos identificados nos mapas geofísicos são interpretados como extensão da área de dano do Lineamento Transbrasiliano e desempenham um papel muito importante na configuração da borda NW do CSF, pois seu delineamento foi gerado através de um sistema de escape tectônico dado por zonas de cisalhamento transcorrentes que rotacionam em profundidade os blocos crustais do embasamento, reativando estruturas já existentes. Análise microestrutural dessas rochas permitiu a identificação de quatro estágios de deformação (E1, E2, E3 e E4) que operam em diferentes escalas e evidenciam a transição de rochas da série milonítica para rochas da série cataclástica.
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A large part of the basement of the northwest portion of the São Francisco Craton is covered by sedimentary rocks from the São Francisco Basin and the São Franciscana Basin. In this scenario, with little exposure of the crystalline basement, the Correntina- Coribe (BA) erosive window and the region of Júlio Borges and Avelino Lopes (PI) represents a strategic region from the scientific point of view, as it exposes the crystalline basement northwest of the CSF. For this study we combined geological mapping, micropetrography of mineral assemblages, geophysical maps of magnetic anomaly and first vertical derivative and integration of the results of Sm-Nd and U-Pb data analysis. The objective is to understand the isotopic data of the rocks present on the edge and interior of the Craton and establish a correlation with the surrounding basement inliers present in the Brasilia and Rio Preto orogens. Furthermore, this work aims to verify evidence and records of possible loss of cratonic stability in the NW portion of the CSF and its influence on the current tectonic configuration. Data from the analysis of U-Pb zircon (LA-ICP-MS) for the granitic rocks of the Correntina Complex, and units of the Júlio Borges Complex, together with the mansidão-type granites, indicate the presence of riatian crust cores, with crystallization ages of 2.15 Bad. Sm-Nd analyzes indicate juvenile values with TDM between 2.2 2.1 Ga, indicating a short interval from extraction to crystallization, typical in intraoceanic arc systems. The Correntina syenogranites correspond to the evolution of the intraoceanic arc to a continental arc with reworking and contamination in a post collision scenario. Sm – Nd isotopic analyzes show negative ƐNd(t) values, indicating intensive crustal recycling, and TDM values between 3.0 to 2.26 Ga indicating reworking and melting of older crustal rocks. The sample set indicates a great petrogenetic proximity and shows that the blocks that make up the cratonic basement in the northwest portion represent an importante episode of crustal growth and accretion that evolved during the Riatian and culminated in the amalgamation of the basement of the Paleo continent São Francisco Congo 2, 3 and 1.9 Ga. The new Paleoproterozoic supercontinent has suffered, throughout its evolutionary history, several regional thermal events that are related to possible mantle plumes with occurrences of statherian and tonian dykes. The large lineaments identified in the geophysical maps are interpreted as an extension of the Transbrasiliano Lineament damage area and play a very important role in the configuration of the NW border of the CSF, since its delineation was generated through a tectonic escape system given by transcurrent shear zones that deeply rotate the crustal basement blocks, reactivating existing structures. Microstructural analysis of these rocks allowed the identification of four stages of deformation (E1, E2, E3 and E4) that operate at different scales and show the transition from rocks of the mylonitic series to rocks of the cataclastic series.
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RAPHAEL TEIXEIRA CORRÊA
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Estrutura Termal e Elétrica do Cráton Amazônico
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Orientador : ROBERTA MARY VIDOTTI
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MEMBROS DA BANCA :
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ANTÔNIO LOPES PADILHA
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MAURICIO DE SOUZA BOLOGNA
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GEORGE SAND LEAO ARAUJO DE FRANCA
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ROBERTA MARY VIDOTTI
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VALMIR DA SILVA SOUZA
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Data: 17/03/2023
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O Cráton Amazônico evoluiu durante o Paleo-Mesoproterozoico através de sucessivos arcos magmáticos continentais, as quais idades diminuem na direção oeste. No entanto, quando, onde e se esses arcos magmáticos colidiram com outro continente, incluindo o fechamento de bacia oceânica é um debate em andamento. Províncias Geocronólogicas foram propostas para explicar a evolução geológica do cráton. Entretanto, a distribuição geográfica irregular dos dados geocronológicos associada há um certo grau de descorrelação com estruturas magnetométricas e gravimétricas profundas faz surgir uma série de questionamentos em relação a continuação das províncias e o significado estrutural de suas bordas. Tendo como base a premissa que a reologia dos sólidos é controlada principalmente pela temperatura, mapeou-se a profundidade da base da litosfera magnética, assumida como uma estimativa à profundidade da temperatura Curie, de modo a endereçar a estrutura termal. Além disso, modelos de resistividade elétrica tem sido efetivos em mapear descontinuidades de escala crustal. Desta forma, adquiriu-se dados magnetotelúricos em regiões chaves, de modo que fosse possível comparar as crostas formadas durante a evolução dos arcos magmáticos. Nosso modelo termal sugere que os limites dos domínios Carajás e Bacajás devem ser revisitados, assim como o limite entre Tapajós e Iriri-Xingú. Permitiu-se concluir que o manto na porção leste do domínio Carajás e no domínio Tapajós preservaram minerais serpentinizados. O modelo de resistividade elétrica confirmou que o manto do domínio Tapajós foi hidratado e refertilizado devido ao longo processo de subducção. Essa fertilidade mantélica possui correlação com um aumento de depósitos magmático-hidrotermais. Uma estrutura de escala crustal com mais de 1000 km de extensão foi identificada. Argumenta-se que esta estrutura separa dois fragmentos tectônicos, uma vez que os mesmos possuem diferenças relevantes na direção das estruturas e no gradiente magnético. Ao longo desta feição, encontra-se i) par de longo comprimento de onda de baixo e alto bouguer, ii) um degrau na descontinuidade de Mohorovic, iii) e um condutor na crosta inferior. Essas evidências corroboram a hipótese de uma colisão Paleoproterozoica.
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The Amazon Craton evolved in the Paleo-Mesoproterozoic through sucessive continental magmatic arcs, which ages decrease westwards. However, when, where and if these magmatic arcs collided to another continent closing an ocean-basin is a subject of ongoing debate. Geochronological Provinces have been proposed to explain the geological evolution of the Craton. However, the irregular geographic distribution of geochronological data associated to a certain degree of decorrelation with magnetic and gravity strucutres rised a series of questions about the continuation of these provinces and the meaning of their boundaries. Assuming that the reology of solids is primarly a function of temperature, we mapped the depth to the bottom of the magnetic’s lithosphere, which is a proxy of the depth to the Curie temperature thereby addressing the thermal structure. Furthermore, electrical resistivity models have been effective to map crustal scale discontinuities. Therefore, we acquired magnetotelluric data in key regions in order to compare the crusts formed during the evolutions of the magmatic arcs. The thermal model suggests that the limits between Carajás and Bacajas domains should be revisited, as well the limits between Tapajós and Iriri Xingu domains. It also suggests that the mantle of the eastern portion of the Carajás domain and Tapajós have preserved serpentinized minerals. The electrical resistivity model confirmed that the mantle of the Tapajós domain was hydrated and refertilized due to long lived subduction processes. This mantelic fertility has high correlation with the position of magmatic-hydrothermal mineral deposits. A major crustal-scale strucuture (more than 1000 km in extension) separates two tectonic fragments with remarkable differences in the magnetic gradient and the structures trend. Additionally, we also find along this major boundary: i) high and low bouguer anomalies of long-wavelenght paired; ii) step in Mohorovic discontinuity; and iii) a lower crust conductor. These evidence support the hypothesis of a collision in Paleoproterozoic times.
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Rodrigo Tokuta Castro
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O domínio laterítico do Centro Oeste brasileiro: características do regolito e dinâmica.
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Orientador : ADRIANA MARIA COIMBRA HORBE
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MEMBROS DA BANCA :
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TIAGO AMÂNCIO NOVO
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MARIA LÍDIA MEDEIROS VIGNOL
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ADRIANA MARIA COIMBRA HORBE
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ELTON LUIZ DANTAS
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JEREMIE GARNIER
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Data: 10/05/2023
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No Centro-Oeste do Brasil, a Província Tocantins é um grande orógeno Neoproterozóico que resultou da colisão dos paleocontinentes Amazônico, São Francisco e Paranapanema durante o ciclo Brasiliano/Pan Africano, como parte da amalgamação do Gondwana Ocidental. As deformações intracontinentais causam soerguimento de superfícies erosivas e são consequência de processos de desestabilização da litosfera em domínios cratônicos. A abertura do Oceano Atlântico influenciou processos a 2,000 km da costa com reflexos no regolito. O regolito do Centro-Oeste brasileiro é caracterizado por uma paisagem escalonada de planaltos, serras, chapadas, inselbergs, cânions e planícies aluviais que formam quatro superfícies morfoestratigráficas. A superfície 1 é sustentada por serras de quartzito e as superfícies 2 e 3 por crostas lateríticas ferruginosas. As crostas da superfície 2 são quartzohematíticas, endurecidas, colunares, rosa-avermelhadas a vermelhoamareladas, possuem texturas protonodulares, brechóide e pisolíticas e alcançam até 3 m de espessura, enquanto as crostas lateríticas ferruginosas da superfície 3 são mais friáveis, quartzo-goethíticas, colunares, vermelhoamareladas a amarelo-alaranjadas, apresentam textura vermiforme com matriz argilo-ferruginosa microagregada e bioturbada, alcançando até 2 m de espessura. A superfície 4 inclui as planícies aluviais inferiores. O objetivo deste estudo foi entender a formação dessas superfícies regolíticas, suas relações, o impacto da dinâmica laterítica e as influências continentais como agentes formadores/controladores da paisagem. A área foi estudada por meio de imagens SRTM, perfis de varredura e Índice de Concentração de Rugosidade, bem como controle de campo, texturas, mineralogia, análise geoquímica e traços de fissão em apatita. Essas técnicas permitiram contribuir na modelagem térmica da Província Tocantins e investigar episódios de resfriamento/aquecimento e a possível influência desses processos na evolução do regolito do Centro-Oeste brasileiro. A superfície 1 marca o evento regional de erosão, enquanto as superfícies 2 e 3 marcam dois episódios de ferruginização relacionados a lateritização e mudança climática sazonal seca a úmida. A superfície 4 esculpe as planícies. As características dessas superfícies sequenciais foram produzidas a partir do final do Paléogeno em complexo processo paisagístico modelado por um extenso regime erosivo UnB|IG|PPG Geologia iv resultante de movimentos tectônicos durante a evolução do Oceano Atlântico e clima tropical. Os ATF identificaram dois modelos de resfriamento para a região que indicam taxas de erosão de 60-80 m Myr-1 compatíveis com a formação de crostas lateríticas apenas nos últimos 20 Ma quando a taxa de erosão decresceu.
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In Midwest Brazil, the Tocantins Province is a large Neoproterozoic orogen that resulted from the collision of the Amazonian, São Francisco and Paranapanema paleocontinents during the Brasiliano/Pan African cycle, as part of the West Gondwana amalgamation. Intracontinental deformations cause the uplift of erosive surfaces and are a consequence of destabilization processes of the lithosphere in cratonic domains. The opening of the Atlantic Ocean influenced processes 2.000 km from the coast with reflections on the regolith. The regolith of the Brazilian Midwest is characterized by a stepwise landscape of highlands, mountains, plateaus, inselbergs, canyons, and alluvial plains that form four morphostratigraphic surfaces. Surface 1 is supported by quartzite saws and surfaces 2 and 3 by ferruginous lateritic crusts. The crusts of surface 2 are quartz-hematitic, hardened, columnar, reddish-pink to yellowish-red, have protonodular, breccia and pisolitic textures and reach up to 3 m in thickness, while the ferruginous lateritic crusts of surface 3 are more friable, quartz - goethitic, columnar, yellowish-red to orange-yellow, they have a vermiform texture with a microaggregated and bioturbated clay-ferruginous matrix, reaching up to 2 m in thickness. Surface 4 includes the lower floodplains. The objective of this study was to understand the formation of these regolith surfaces, their relationships, the impact of lateritic dynamics and continental influences as forming/controlling agents of the landscape. The area was studied using SRTM images, scan profiles and Roughness Concentration Index, as well as field control, textures, mineralogy, geochemical analysis and fission traces in apatite. These techniques allowed contributing to the thermal modeling of the Tocantins Province and investigating cooling/heating episodes and the possible influence of these processes on the evolution of regolith in the Brazilian Midwest. Surface 1 marks the regional erosion event, while surfaces 2 and 3 mark two ferruginization episodes related to lateritization and seasonal dry to wet climate change. Surface 4 carves the plains. The characteristics of these sequential surfaces were produced from the end of the Paleogene in a complex landscape process modelled by an extensive erosion regime resulting from tectonic movements during the evolution of the Atlantic Ocean and tropical climate. The TFA identified two cooling models for the region that indicate erosion rates of 60-80 m Myr-1 compatible with the formation of lateritic UnB|IG|PPG Geologia vi duricrusts only in the last 20 Ma when the erosion rate decreased in consequence of final cooling.
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Fernando Santos Diener
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Geologia da Suíte Gabro-Anortosítica Córrego das Campinas e de rochas metamórficas da porção sul da Faixa Araguaia: relações com o Arco Magmático de Goiás e implicações na evolução geodinâmica da Província Tocantins.
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Orientador : REINHARDT ADOLFO FUCK
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MEMBROS DA BANCA :
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ELTON LUIZ DANTAS
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FABRICIO DE ANDRADE CAXITO
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MARIA EMILIA SCHUTESKY
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PAULO SERGIO DE SOUSA GORAYEB
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REINHARDT ADOLFO FUCK
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Data: 16/05/2023
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A Província Tocantins, localizada na porção central do Brasil, apresenta rochas que estão relacionadas a importantes eventos geotectônicos do Neoproterozoico. A história evolutiva da província é complexa, marcada por eventos acrescionários e de rifteamento que levaram ao amálgama de Gondwana Oeste. Tendo em vista contribuir para o entendimento evolutivo da província, no presente trabalho foram estudadas rochas de dois contextos geológicos distintos, localizados na porção central da província. A partir dos resultados deste estudo, são levantadas novas possibilidades para os processos geodinâmicos que levaram à formação da Província Tocantins. Na primeira área foi estudada a Suíte Gabro-Anotosítica Córrego das Campinas. A suíte está inserida no arcabouço do Arco Magmático de Goiás no contexto da Faixa Brasília. A suíte é constituída por um corpo de anortosito do tipo maciço proterozóico, associado a corpo gabróico de dimensões semelhantes e corpos e lentes menores de tonalito, quartzo monzodiorito, quartzo sienito, albita granito, diques de Fe dioritos e níveis ricos em ilmenita. A interpretação dos dados petrográficos, litoquímicos e de química mineral indica que a formação da suíte está de acordo com o modelo petrológico clássico dos anortositos do tipo maciço, com a segregação de magmas basálticos cálcio-alcalinos, acúmulo de plagioclásio em câmaras magmáticas e sua posterior ascensão diapírica, gerando o anortosito, o corpo gabróico e quartzo sienito, enquanto a cristalização de líquidos residuais gerou as demais rochas. Datações U-Pb em zircão de várias rochas da suíte mostram idade de cristalização variando entre aproximadamente 648 e 661 Ma. A idade da suíte e seu posicionamento indicam correlação com importante evento magmático máfico que ocorreu na Faixa Brasília entre 670 e 600 Ma. A interpretação de dados geológicos da Faixa Brasília, associada ao presente estudo, indica que as rochas da suíte se desenvolveram em ambiente de retro arco de uma margem continental ativa. A presença do anortosito do tipo maciço no contexto da Faixa Brasília reforça a tese de que a evolução da faixa é marcada pela elevação dos gradientes termais, sugerindo que a combinação entre o isolamento do manto provocado por uma “Armadilha de Calor”, associada ao calor proveniente da pluma de quebra de Rodínia, espessamento crustal e formato alongado da placa tectônica foram os principais responsáveis pela elevação dos gradientes termais no contexto de formação da Faixa Brasília. A outra área de estudo, está mais a oeste, na porção sul da Faixa Araguaia. Nessa área ocorrem faixas rochosas de orientação preferencial NE-SW, representadas principalmente por rochas metassedimentares imaturas, associadas a lentes de rochas metamáficas e ortognaisses. Esse arcabouço foi afetado por esforços compressivos que geraram dobras e empurrões e pelo sistema de zonas de cisalhamento dextrais do Lineamento Transbrasiliano. As rochas metassedimentares imaturas apresentam composições similares às de rochas tonalíticas a graníticas, tendo grauvacas e litoarenitos como prováveis protólitos. Estudo de proveniência de zircão detrítico das rochas metassedimentares imaturas indica sedimentação neoproterozoica, com idade máxima de deposição em torno de 600 Ma e participação de fontes mais antigas, mesoproterozoicas a arqueanas. As rochas metamáficas são representadas principalmente por estreitas lentes de anfibolitos, interpretadas como prováveis soleiras e diques. O estudo litoquímico de anfibolitos mostra composições variando entre basalto e andesito, com assinatura tipo OIB e E-MORB, que se desenvolveram em ambiente de arco magmático. Datação U-Pb em zircão de anfibolito fino mostra idade de cristalização de aproximadamente 664 Ma. A associação entre rochas metassedimentares imaturas e lentes metamáficas indica estágio inicial de abertura ou reativação de bacia, em que são comuns enxames de diques e sedimentação proximal de alta energia. A assinatura de arco magmático das rochas metamáficas e paraderivadas, associada às idades neoproterozoicas, indica provável ambiente de bacia de retro arco relacionado à evolução do Arco Magmático de Goiás, entre aproximadamente 660 e 600 Ma. Os pacotes metassedimentares e de rochas metamáficas são correlacionáveis às rochas da Formação Monte do Carmo, indicando o possível prolongamento dessa unidade para a porção sul da Faixa Araguaia. Datação U Pb em zircão de ortognaisses associados aos pacotes metassedimentares indica idade de cristalização de 596±18 Ma e 1.985±12 Ma. A rocha de idade mais nova é correlacionável à Suíte Aliança, enquanto a mais antiga pode ser associada ao Complexo Rio dos Mangues, interpretado como embasamento da Faixa Araguaia. As datações geocronológicas revelaram também duas idades de metamorfismo (~580 Ma e ~540 Ma), indicativas de dois eventos colisionais no contexto da Faixa Araguaia. A partir dos dados levantados, é discutida a possibilidade de que o Arco Magmático de Goiás tenha se desenvolvido também no contexto da Faixa Araguaia. O novo modelo evolutivo explicaria algumas características peculiares da Faixa Araguaia, como a constante presença de rochas metassedimentares textural e mineralogicamente imaturas, evidência de dois picos metamórficos e presença de rochas com assinatura de arco magmático. As áreas de estudo representam dois contextos geológicos distintos de evolução da Província Tocantins, separadas pela Sutura de Porangatu, mas que apresentam rochas de ambientes tectônicos e idades semelhantes. Este fato mostra que a evolução da Província foi complexa e provavelmente marcada por várias frentes acrescionárias do Arco Magmático de Goiás em intervalos similares de tempo. A integração dos dados obtidos no presente estudo e do extenso acervo de dados da Província Tocantins permite estabelecer os compartimentos e eventos geotectônicos da província e elaborar uma possível história evolutiva. Essas interpretações indicam que os eventos geotectônicos que levaram à formação da Província Tocantins são correlacionáveis aos processos que induziram a fragmentação do Rodínia. Neste sentido, sugere-se que a contínua elevação dos gradientes termais na Província Tocantins esteja relacionada ao processo de fragmentação do Rodínia. A condição de elevadas temperaturas determinou a formação de boa parte dos constituintes litológicos da província e muitos processos geodinâmicos de sua evolução dando origem, por exemplo, a adakitos, charnockitos, evento metamórfico de Ultra Alta Temperatura, expressivo magmatismo máfico rico em complexos acamadados e ao anortosito do tipo maciço proterozoico. Corroborando a correlação entre os eventos, vários estudos mostram magmatismo do tipo OIB no contexto de evolução da província, sugerindo a possível atuação de uma pluma em várias ocasiões de sua evolução. Além disso, os processos de rifteamento que ocorreram na província também são temporalmente correlacionáveis aos movimentos divergentes de fragmentação de Rodínia, indicando que a fragmentação de Rodínia teve significativa influência na formação de Gondwana Oeste.
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The Tocantins Province, located in Central Brazil, comprises rock types that are related to important Neoproterozoic geotectonic events. The evolution history of the province is complex, marked by accretionary and rifting events that led to the Western Gondwana amalgamation. In order to contribute to the understanding of the evolution processes, in the present work, rocks of two distinct geological contexts located in the central part of the Tocantins Province were studied. New possibilities for the geodynamic processes that resulted in the formation of the Tocantins Province are raised from the results of this study. In the first area, the Córrego das Campinas Gabbro-Anorthosite Suite was investigated. It is inserted in the Goiás Magmatic Arc framework, Brasília Belt. The Córrego das Campinas Gabbro-Anortosite Suite is constituted of a Proterozoic massive-type anorthosite body associated to a gabbroic body of similar dimensions and minor intrusions and lenses of tonalite, quartz monzogranite, quartz syenite, albite granite, Fe-diorite dykes, and ilmenite-enriched layers. The interpretation of petrographic, lithogeochemistry and mineral chemistry data indicate that the Córrego das Campinas Gabbro-Anorthosite Suite genesis is in accordance with the traditional petrological model of the massive-type anorthosites related to calc-alkaline basaltic magma segregation, plagioclase accumulation in magmatic chambers and its subsequent diapiric ascent, generating anorthosites, gabbros, and quartz syenites. Crystallization of residual liquids formed the other rock types. Zircon U-Pb dating of different rocks of the suite shows crystallization ages of ca. 661 and 648 Ma. The age of the suite and its positioning indicates a correlation with an important mafic magmatic event in the Brasília Belt at 670–600 Ma. Interpretation of the Brasília Belt geological data, associated with the present study, indicates that the rocks of the suite developed in an active continental margin back-arc environment. The presence of massive type anorthosite in the Brasília Belt context reinforces the thesis that the evolution of this belt is characterized by thermal gradient raising. It is suggested that mantle isolation that resulted from a “heat trap”, heat coming from the Rodinia break-off mantle plume, crustal thickening, and elongated shape of the tectonic plate were the main factors responsible for the thermal gradients in the context of the Brasília Belt formation. The other study area is located to the west, in the southern Araguaia Belt. In this area, NE-SW-oriented layers of mainly immature metasedimentary rocks associated with metamafic and orthogneiss lenses are exposed. This framework was affected by compressive forces forming folds and thrusts, and by the Transbrasiliano Lineament dextral shear zone system. The immature metasedimentary rocks show compositions similar to those of tonalite to granite, suggesting graywacke and lithoarenite as likely protoliths. Detrital zircon provenance study indicates Neoproterozoic sedimentation, with maximum depositional ages at around 600 Ma, and contribution of older Archean to Mesoproterozoic sources. The metamafic rocks are represented mainly by narrow amphibolite lenses interpreted as probable dykes and sills. Lithogeochemical data of the amphibolites show basaltic to andesitic compositions, with OIB and E-MORB signatures developed in a magmatic arc setting. Zircon U-Pb dating of a fine-grained amphibolite yielded a crystallization age of ca. 664 Ma. The association between immature metasedimentary rocks and metamafic lenses indicates an early stage opening or reactivation of basin, in which dyke swarms and high-energy proximal sedimentation are common. The magmatic arc signature of metamafic and paraderived rocks, associated with Neoproterozoic ages, indicates a probable retro-arc basin environment related to the evolution of the Goiás Magmatic Arc, between approximately 660 and 600 Ma. The metasedimentary and mafic rocks can be correlated to the Monte do Carmo Formation rocks, indicating the possible extension of this unit to the southern portion of the Araguaia Belt. Zircon U-Pb dating of orthogneisses associated with the metasedimentary rocks provided crystallization ages of 596±18 Ma and 1985±12 Ma. The youngest rock can be correlated to the Aliança Suite, while the oldest can be associated with the Rio dos Mangues Complex, interpreted as the Araguaia Belt basement. Geochronological data also revealed two metamorphic ages (ca. 580 and 540 Ma), indicative of two collisional events in the context of the Araguaia Belt. From the obtained data, it is discussed the possibility that the Goiás Magmatic Arc had developed also in the Faixa Araguaia context. The new evolutional model would explain some peculiar features of the Araguaia Belt, such as the common presence of textural and mineralogical immature metasedimentary rocks, two metamorphic peaks, and magmatic arc-related rocks. The study area represents two distinct geological contexts of the Tocantins Province evolution, separated by the Porangatu Suture, but displays rocks of similar tectonic settings and ages. This fact indicates that the province evolution is complex and was likely marked by many accretionary fronts of the Goiás Magmatic Arc during similar age periods. Integration of obtained data from this study and the extensive available data of the Tocantins Province allows the establishment of the compartments and geotectonic events of the province and the elaboration of an evolution model. These interpretations indicate that the geotectonic events that formed the Tocantins Province are correlated to the processes that induced the Rodinia fragmentation. In this sense, it is suggested that the continuous raising of thermal gradients inside the Tocantins Province is related to the Rodinia break-off. This condition of elevated temperatures resulted in many lithological constituents and geodynamic processes generating, for example, adakites, charnockites, ultrahigh-temperature metamorphism, extensive mafic magmatism with many layered complexes, and Proterozoic massive-type anorthosites. Corroborating this correlation between the events, many studies show OIB-type magmatism in the evolution context of the province, suggesting the likely presence of a mantle plume on various occasions of its evolution. Further, the rifting processes that took place in the Province are also time-correlated to the divergent settings of Rodinia fragmentation. Thus, it appears that the Rodinia break-off had a significant role in the Western Gondwana generation.
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Rick Souza de Oliveira
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Compartimentação crustal e evolução tectono-sedimentar da Bacia do Acre.
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Orientador : ROBERTA MARY VIDOTTI
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MEMBROS DA BANCA :
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CARLOS JOSE SOUZA DE ALVARENGA
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DAVID LOPES DE CASTRO
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FERNANDO FLECHA DE ALKMIM
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MARTIN BERNARD RODDAZ
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ROBERTA MARY VIDOTTI
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Data: 13/07/2023
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A compreensão acerca da transição crustal entre zonas orogênicas e terrenos cratônicos em regiões distais de bacias antepaís tem aumentado, mas a análise é muitas vezes limitada pela cobertura sedimentar. Apesar de os Andes ser um dos clássicos exemplos de subducção, pouco se conhece acerca da área de influência do cinturão de dobras e cavalgamentos na deformação da região retroarco distal. Nesse contexto, a Bacia do Acre por apresentar poucos estudos acerca do seu embasamento e preenchimento, se torna um ambiente tectônico chave devido a sua localização peculiar, especificamente entre o Craton Amazônico e a zona sub-Andina, na região do flat slab peruano. Portanto, esta tese busca mapear as profundidades do embasamento, estimar as composições crustais, identificar os principais depocentros, estruturas, limites e propor uma evolução tectonoestratigráfica para a Bacia do Acre visando compreender a evolução litosférica, sua relação com o Cráton Amazônico e seu posicionamento dentro da orogenia Andina. Para tanto, foi utilizado uma abordagem integrada entre métodos potenciais, sísmica 2D e dados de poços. As estimativas de profundidade Tilt indicam embasamento entre 500 e 7.800 m, com maiores espessuras sedimentares na porção norte da bacia. Grupos de fontes potenciais foram modelados entre 0,1 e 22 km e profundidades de Moho entre 26 e 37 km. A modelagem direta conjunta de dados de gravimetria e magnetometria também aponta para uma crosta superior constituída predominantemente de rochas metassedimentares e metamórficas de baixo grau e granitos, indicando que as bacias subAndinas e do Acre compartilham embasamento com composição semelhante. Há indícios de que o embasamento da Bacia do Acre seja formado essencialmente pela província Sunsás do Cráton Amazônico. Diferenças locais na profundidade do embasamento, susceptibilidade magnética e potencial exploratório levaram à subdivisão em sub-bacias Divisor e Xapuri, respectivamente ao norte e ao sul do Arco de Fitzcarrald. A história deposicional da Bacia do Acre é marcada pelo grande controle por falhas, mediante uma alternância entre regimes extensionais e compressionais, onde o embasamento e a herança estrutural de antigas falhas, muitas vezes definiu a deposição e o estilo de deformação em períodos mais jovens. A definição e mapeamento de seis unidades sísmicas com idades entre o Devoniano e o Neógeno, confirmadas por restauração, indicaram uma história tectônica compatível com os principais eventos registrados nas bacias sub-Andinas, marcadas por uma intercalação entre sinéclise, rifte e regimes compressionais. Foram identificadas unidades sísmicas representativas das orogenias Famatiniana, Gondwanide, Juruá, Andina e fragmentação do Pangeia. O posicionamento atual do Arco de Iquitos foi condicionado por um mecanismo localmente não elástico de soerguimento relacionado ao alto do embasamento do Jurássico superior (Alto do Javari), reativação cenozóica de falhas de rifte Triássico e pelo soerguimento de blocos do embasamento intra-antepaís em tectônica thick-skinned durante a fase Andina Quechua III. Assim, além de colocar a Bacia do Acre no contexto das bacias sub-Andinas, compondo o Foredeep da Amazônia Ocidental instalado durante o Neógeno, esses depósitos ajudam a entender os mecanismos geodinâmicos e a complexidade da deformação Andina mesmo em regiões distais ao cinturão de dobras e cavalgamentos.
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Understanding of the crustal transition between orogenic zones and cratonic terranes in distal regions of foreland basins has increased, but analysis is often limited by sedimentary cover. Although the Andes are one of the classic examples of subduction, little is known about the area of influence of the fold-thrust belt in the deformation of the distal retroarc region. In this context, the Acre Basin, for presenting a lack of studies about its basement and filling, becomes a key tectonic environment due to its peculiar location, specifically between the Amazonian Craton and the sub-Andean zone, in the Peruvian flat slab region. Therefore, this thesis seeks to map the depths of the basement, estimate the crustal compositions, identify the main depocenters, structures, boundaries and propose a tectono-stratigraphic evolution for the Acre Basin in order to understand the lithospheric evolution, its relationship with the Amazonian Craton and its positioning within the Andean orogeny. For that, an integrated methodological approach was used that included potential methods, 2D seismic and well data. Tilt depth estimates indicate a basement between 500 and 7,800 m, with greater sedimentary thicknesses in the northern portion of the basin. Potential source groups were modeled between 0.1 and 22 km and Moho depths between 26 and 37 km. The modeling also points to an upper crust consisting predominantly of low-grade meta-sedimentary and metamorphic rocks and granites, indicating that the sub-Andean and Acre basins share a basement with similar composition. There are indications that the basement of the Acre Basin is essentially formed by the Sunsás province of the Amazonian Craton. Local differences in basement depth, magnetic susceptibility and exploratory potential led to the subdivision into Divisor and Xapuri sub-basins, in the north and south of the Fitzcarrald Arch, respectively. The depositional history of the Acre Basin is marked by great control exerted by faults, through an alternation between extensional and compressional regimes, where the basement and the structural inheritance of ancient faults, many times defined the deposition and the style of deformation in younger periods. The definition and mapping of six seismic units with ages between the Devonian and the Neogene, confirmed by restoration, indicated a tectonic history compatible with the main events registered in the sub-Andean basins, marked by an intercalation between syneclisis, rift and compressional regimes. Seismic units representative of the Famatinian, Gondwanide, Juruá and Andean oregenies, and the Pangea breakup were identified. The current positioning of the Iquitos Arch was conditioned by a locally non-elastic uplift mechanism related to the upper Jurassic basement high (Javari High), Cenozoic reactivation of Triassic rift faults, and by the uplift of intra-foreland basement blocks in thick-skinned tectonics during the Andean phase Quechua III. Thus, in addition to placing the Acre Basin in the context of the sub-Andean basins, composing the Foredeep of the Western Amazon installed during the Neogene, these deposits help to understand the geodynamic mechanisms and the complexity of the Andean deformation even in regions distal to the fold-thrust belt.
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Débora Ezequiel Cavalcanti
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ESPECTROSCOPIA, CRISTALOQUÍMICA E INCLUSÕES FLUIDAS DA ESMERALDA DE MONTE SANTO, TOCANTINS, BRASIL.
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Orientador : VALMIR DA SILVA SOUZA
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MEMBROS DA BANCA :
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DANIEL ATENCIO
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FEDERICO ALBERTO CUADROS JIMENEZ
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NILSON FRANCISQUINI BOTELHO
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RICARDO AUGUSTO SCHOLZ CIPRIANO
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VALMIR DA SILVA SOUZA
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Data: 04/08/2023
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As esmeraldas de Monte Santo ocorrem no Cinturão Araguaia, Tocantins, Brasil. O depósito foi descoberto em 1996 e vem tornando-se uma importante fonte de esmeraldas, uma vez que são tipicamente de excelente qualidade e comparáveis a algumas das melhores esmeraldas do mundo. A proveniência é uma importante questão econômica e social inerente à indústria de pedras preciosas. Os consumidores procuram cada vez mais conhecer a origem das suas pedras preciosas para garantir que a sua compra não apoia condições de trabalho desumanas, não causa problemas legais e para distinguir entre pedras naturais, tratadas e sintetizadas. Esta pesquisa apresenta, pela primeira vez, dados espectroscópicos, cristaloquímicos e de inclusões fluidas detalhados, da esmeralda de Monte Santo, com o objetivo de estabelecer sua assinatura, tornando possível compará-la e distingui-la de outros importantes depósitos de esmeraldas em todo o mundo, além de alcançar uma melhor compreensão das características acerca da origem dos fluidos parentais, e outras informações sobre a gênese do depósito. Cerca de sessenta amostras de esmeraldas do depósito de Monte Santo foram analisadas por métodos espectroscópicos, como a espetroscopia Raman, a espetroscopia no ultravioleta-visível-infravermelho proximal (UV-Vis-NIR) e a espetroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR). As assinaturas de elementos maiores e traços foram analisadas através da análise por microssonda eletrônica (EMPA). A técnica de difração de raios-X em monocristal (XRD) foi utilizada para estudar a sua estrutura cristalográfica. A origem dos fluidos parentais e o processo de cristalização deste depósito são muito complexos e o estudo das inclusões fluidas (FIs) ajudou a elucidar aspectos de sua formação. A análise da composição química do berilo revelou a presença de elementos alcalinos como Na, K e Cs nos canais. Foram detectados componentes fluidos H2O tipos I, II; CO2 e CH4, bem como a presença de V, Cr e Sc como elementos cromóforos, a sua carga iónica e provável posição na estrutura cristalina. A esmeralda de Monte Santo éclassificada como tipo octaédrico e como esmeraldas ricas em álcalis. São V-dominantes, com quantidades consideráveis de Cr. Entre os depósitos significativos conhecidos, a esmeralda de Monte Santo tem uma composição química muito singular na sua combinação de V e Sc elevados, Cr moderado a elevado e concentração de Fe de baixa a moderada. Uma concentração nitidamente mais elevada de Sc é o principal critério que separa a esmeralda de Monte Santo de outras esmeraldas ao redor do mundo. A gênese do depósito de esmeraldas é consistente com uma mineralização multi-fases, com contribuições metamórficas e magmáticas.
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Monte Santo emeralds occur in the Araguaia Belt, Tocantins, central Brazil. The deposit was discovered in 1996 and is becoming an important source of emeralds, since they are typically of excellent quality and compare with some of the finest emeralds worldwide. Provenance is an important economic and societal issue inherent to the gems industry. Consumers increasingly aim to know the origin of their gems to ensure that their purchase does not support inhumane working conditions, cause legal problems, and to distinguish between natural, treated, and synthesized stones. This study presents, for the very first time, detailed spectroscopic, crystallochemical and fluid inclusions data for the Monte Santo emerald, in order to establish its fingerprints, making it possible to compare and distinguish it from other important emerald deposits worldwide, as well as to achieve a better understanding of the depositional-fluid characteristics, pressure-temperature emplacement conditions, and formational model. About sixty emerald samples from the Monte Santo emerald deposit were analyzed by spectroscopic methods, such as Raman spectroscopy, ultraviolet-visible-near-infrared spectroscopy (UV-Vis-NIR) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). Both major and trace element signatures were analyzed through electron microprobe analysis (EMPA). Single-crystal X-ray diffraction (XRD), was used to study its crystallographic structure. The origin of the parental fluid and the crystallization process of this deposit is very complex and the study of fluid inclusions (FIs) helped to understand its formation. Analysis of beryl chemical composition revealed the alkaline elements such as Na, K and Cs into the channels. Fluid H2O types I, II; CO2 and CH4 components were detected, as well as the presence of V, Cr and Sc as chromophore elements, their ionic charge and probable position in the crystalline structure. The Monte Santo emerald is classified into octahedral type and as alkali-rich emeralds. They are vanadium-dominant, with considerable amounts of Cr. Among significant known deposits, Monte Santo emerald has a very unique chemical composition in its combination of high V and Sc, moderate to high Cr, and low to moderate Fe concentrations. A distinctly higher Sc concentration is the main criteria that separates the Monte Santo emerald from its worldwide counterparts. The emerald deposit genesis is consistent with a multi-stage mineralizing episode derived from both metamorphic and magmatic contributions.
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Lucas Santos Batista Teles
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Depósitos de Agrominerais da Faixa de Dobramentos Brasília: Geologia, Caracterização e Potencial
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Orientador : JOSE ELOI GUIMARAES CAMPOS
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MEMBROS DA BANCA :
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DANIEL BEZERRA DAS CHAGAS
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FARID CHEMALE JUNIOR
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JOSE ELOI GUIMARAES CAMPOS
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MARCIO VINICIUS SANTANA DANTAS
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MARTINO GIORGIONI
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Data: 10/11/2023
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O agronegócio é um dos principais componentes do Produto Interno Bruto brasileiro, sendo inclusive reconhecido internacionalmente por sua força e expectativa de desenvolvimento crescente. No entanto, a dependência externa de insumos, em especial dos elementos fósforo (P) e potássio (K) para a fabricação de fertilizantes, representa uma fragilidade que impõe a atual necessidade de evolução da pesquisa e exploração do setor de agrominerais. Atualmente, a produção nacional de fosfato é basicamente oriunda de complexos alcalinos carbonatíticos e o real potencial dos depósitos sedimentares permanece incerto, o que contraria a tendência mundial. Para o potássio, o cenário ainda é mais crítico, tendo em vista que todas as bacias do hemisfério sul são naturalmente empobrecidas no elemento devido a sua evolução geológica. Dentro dessa questão, surge o interesse nas rochas dos grupos Vazante e Bambuí, inseridos na Porção Externa da Faixa de Dobramentos Brasília e que hospedam depósitos conhecidos de P e K. Por mais que esses depósitos já tenham sido aborados na literatura, o número de trabalhos focados na caracterização geológica dessas áreas é bastante reduzido e carente de novos dados e modelos que fomentem a discussão e consequente evolução do conhecimento acerca dos depósitos sedimentares de agrominerais. Com o principal objetivo de preencher essa lacuna, a presente tese de doutorado propõe uma descrição detalhada das rochas, associações faciológicas, ambientes deposicionais e modelos genéticos dos depósitos sedimentares fosfáticos do Tipo Coromandel-MG, Tipo Campos Belos-GO e finalmente, para o depósito potássico de Cedro do Abaeté-MG. O depósito Tipo Coromandel-MG ocorre inserido na Formação Retiro, base do Grupo Vazante e apresenta uma intrínseca relação entre uma Unidade Rudácea, composta por diamictitos polimíticos, arenitos conglomeráticos e arcóseos finos e a Unidade Fosfatada. As fácies fosfatadas compreendem Fosforitos Laminados, Fosforitos Brechados e Siltitos Fosfatadas que apresentam teores de P2O5 variando de 2% a 34%. Devido as correlações de campo e evolução da bacia Vazante, essas rochas foram interpretadas como a materialização da sedimentação ocorrida em ambiente glaciomarinho, onde as condições físico-químicas favoráveis, a precipitação fosfática, foram diretamente controladas por geleiras terminais, em um mecanismo classificado como depósitos de fosforitos de capa (“cap phosphorites”) em analogia e semelhança com os dolomitos glaciais já amplamente abordados. De forma semelhante, o depósito do Tipo Campos Belos-GO, enquadrado no contexto da Formação Sete Lagoas, base do Grupo Bambuí, também apresenta uma relação inerente entre a Unidade Fosfatada e os diamictitos da Formação Jequitaí. Tal unidade é subdividida nas fácies Fosforito Estratificado/Laminado, Fosforito Brechado, Fosforito Pedogenético e Siltito Fosfatado, nas quais os valores de P2O5 variam entre 4% e até mais de 30%. Por mais que os modelos genéticos entre os depósitos do Tipo Coromandel e Campos Belos possuam suas similaridades, alguns outros fatores genéticos cruciais não permitem o mesmo enquadramento. A ação do paleo relevo, incluindo paleo canais encaixados nas rochas graníticas da Suíte Aurumina ou arcóseos do topo do Grupo Araí são controles fundamentais nos depósitos e que, conjuntamente com assembléia mineral mais simples, fácies de minério e interpretações ambientais distinguem os dois modelos. O depósito potássico de Cedro do Abaeté está inserido na Formação Serra da Saudade, topo do Grupo Bambuí. O depósito é composto por pelitos exóticos de coloração esverdeada denominados de verdetes e possui relatos de teores de P2O5, em média de 8%, porém com locais pontuais com até 34%, entretanto, a importância econômica do depósito se dá pela presença de teores de 7% a 14% de K2O espacializados em um massivo volume de verdetes. A partir dos dados de magnetometria, gamaespectrometria, geoquímica e mineralogia é possível relacionar a gênese dos verdetes a intrusões alcalinas profundas do Grupo Mata da Corda e interpretar a mineralização como resultado de metassomatismo potássico dos sedimentos pelíticos primários, em razão da circulação dos fluídos oriundos dessas intrusões. Finalmente, os novos dados adicionados com as novas interpretações genéticas e seus respectivos vetores exploratórios são poderosas ferramentas para a ampliação, tanto do conhecimento, como também no âmbito de exploração e suprimento do mercado nacional de agrominerais.
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Agrobusiness is one of the main components of the Brazilian Gross Domestic Product, internationally recognized for its strength and expectations of continuous growth. However, the external dependence on inputs, especially on phosphorus (P) and potassium (K) elements for fertilizer production represents a vulnerability that imposes the current need for the evolution of research and exploration in the agromineral sector. Currently, national phosphate production is mainly derived from carbonatite alkaline complexes, and the real potential of sedimentary deposits remains uncertain, contrary to global trends. Regarding potassium, the scenario is even more drastic, considering that all southern hemisphere basins are naturally deficient in this element due to their geological evolution. Within this problem, there is interest in the rocks of the Vazante and Bambuí groups, located in the External Portion of the Brasília Fold Belt, which host wellrecognized deposits of P and K. Despite these deposits being discussed in the literature, there is a limited number of works focused on the geological characterization of these areas, lacking new data and models that can stimulate the discussion and evolution of knowledge about sedimentary agromineral deposits. With the primary goal of filling this gap, this doctoral thesis proposes a detailed description of the rocks, facies associations, depositional environments, and genetic models of sedimentary phosphate deposits of the Coromandel and Campos Belos types, and of the potassic deposit of Cedro do Abaeté. The Coromandel Type deposit is found within the Retiro Formation, at the base of the Vazante Group, and exhibits an intrinsic relationship between a Rudaceous Unit, composed of polymictic diamictites, conglomeratic sandstones, and fine arkoses, and the Phosphatic Unit. The phosphatic facies comprise Laminated Phosphorites, Brecciated Phosphorites, and Phosphatic Siltstones with P2O5 contents ranging from 2% to 34%. Due to field correlations and the evolution of the Vazante basin, these rocks were interpreted as the result of sedimentation in a glacimarine environment, where physicochemical conditions favorable for phosphate precipitation were directly controlled by terminal glaciers, in a mechanism classified as "cap phosphorites" deposition due to similarities with widely discussed glacial dolomites (cap dolomite). Similarly, the Campos Belos Type deposit, situated within the context of the Sete Lagoas Formation, at the base of the Bambuí Group, also exhibits an inherent relationship between the Phosphatic Unit and the diamictite of the Jequitaí Formation. This unit is subdivided into Stratified/Laminated Phosphorite, Brecciated Phosphorite, Pedogenic Phosphorite, and Phosphatic Siltstone facies, with P2O5 values ranging from 4% to up 30%. Although the genetic models between the Coromandel and Campos Belos Type deposits share similarities, crucial genetic factors distinguish them. The influence of paleorelief, such as paleochannels incised in the granitic rocks of the Aurumina Suite or arkoses at the top of the Araí Group, plays a fundamental role in the deposition and, together with simpler mineral assemblages, ore facies, and environmental interpretations, distinguishes the two models. The potassic deposit of Cedro do Abaeté, located within the context of the Serra da Saudade Formation at the top of the Bambuí Group, is composed of exotic greenish-colored pelite known as verdetes and has reported P2O5 contents averaging 8%, with occasional areas reaching up to 34%. However, the economic significance of the deposit lies in the presence of 7% to 14% K2O content spatially distributed within a massive volume of verdetes. Based on magnetometry, gamma spectrometry, and mineralogy data, it is possible to relate the genesis of verdetes to deep alkaline intrusions of the Mata da Corda Group and interpret the mineralization as a result of potassic metasomatism of primary pelitic sediments due to the circulation of fluids from these intrusions. Finally, the new data added with the new genetic interpretations and their respective exploration vectors are powerful tools for expanding both knowledge and exploration in the context of supplying the domestic agromineral market.
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Frankie James Serrano Fachetti
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Evolução geológica de migmatitos da Zona de Cisalhamento Patos, Província Borborema, NE do Brasil: Abordagem integrada U-Pb, Lu-Hf e Sm-Nd.
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Orientador : REINHARDT ADOLFO FUCK
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MEMBROS DA BANCA :
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LAURO CÉZAR MONTEFALCO DE LIRA SANTOS
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NILSON FRANCISQUINI BOTELHO
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REINHARDT ADOLFO FUCK
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TICIANO JOSE SARAIVA DOS SANTOS
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VALMIR DA SILVA SOUZA
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Data: 13/12/2023
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A configuração tectônica da Província Borborema exibe complexo arcabouço estrutural, definido por história policíclica desde o arqueano até o final do Neoproterozóico. Diferentes blocos crustais foram acrescidos, amalgamados e retrabalhados, formando um conjunto de sub províncias, cada qual com história evolutiva distinta separados por um sistema de zonas de cisalhamento interconectadas. A Zona de Cisalhamento Patos corresponde a extensa estrutura de mais de 400 km de comprimento, orientação E-W, separando Domínio Rio Grande do Norte e a Zona Transversal a sul, no estado da Paraíba. Dentro do corredor de cisalhamento, cuja cinemática é essencialmente dextral, afloram migmatitos, granitos foliados, gnaisses diversos e faixas de milonitos, afetados em maior ou menor grau de deformação. Neste trabalho apresentamos resultados de diferentes fases de migmatização nas rochas que se encontram dentro da faixa definida pelo Lineamento de Patos. O principal objetivo foi determinar a sequência de eventos que permitiu estabelecer diferentes fases de geração de migmatitos em rochas submetidas a diferentes eventos de fusão parcial e retrabalhamento crustal. Idades U-Pb de 3.5 e 3.3 Ga são interpretados com sendo a cristalização destes migmatitos no Paleoarqueano. Idades Meso-Neoarqueanas encontradas nas rochas datadas mostram história contínua de magmatismo e deformação em 3.2, 3.0 e 2.65 Ga, com fases de geração de migmatitos contemporâneos. Um novo pulso de eventos magmáticos com migmatização associada se desenvolve no Paleoproterozóico, com idades de 2.2, 2.1 e 2.0 Ga. Por fim, um evento em 575 Ma é bem evidente na geração de migmatitos róseos avermelhados, com magmatismo granítico rico em K, cortando e injetando as demais rochas anteriormente descritas. Assim, embora a Orogenia Brasiliana seja o responsável pelo desenvolvimento das extensas zonas de cisalhamento transcorrentes na região, e o desenvolvimento do arcabouço tectônico do Lineamento Patos, nossos resultados mostram que foram preservados fragmentos de crosta antiga ao longo do mesmo. A semelhança entre as idades e a estruturação geológica dessas rochas permite concluir estas unidades de crosta paleoproterozóica do Cráton do São Francisco e os inliers adjacentes do embasamento, que carrega uma história tectônica semelhante, sejam consideradas como um sistema orogênico coevo,possivelmente contínuo em sua formação, e sejam conhecidas como Orógeno do Grande São Francisco.
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The tectonic configuration of the Borborema Province exhibits a complex structural framework defined by polycyclic history from the Archean to the end of the Neoproterozoic. Different crustal blocks have been accreted, amalgamated, and reworked, forming a set of sub-provinces, each with a distinct evolutionary history separated by an interconnected system of shear zones. The Patos Shear Zone corresponds to an extensive structure over 400 km in length, oriented E-W, separating the Rio Grande do Norte Domain from the Transversal Zone to the south in the state of Paraíba. Within the shear corridor, whose kinematics are essentially dextral, migmatites, foliated granites, various gneisses, and mylonite zones are exposed, affected to varying degrees by deformation. In this study, we present results from different phases of migmatization in rocks within the belt defined by the Patos Lineament. The main objective was to determine the sequence of events that allowed the establishment of different phases of migmatite generation in rocks subjected to different episodes of partial melting and crustal reworking. U-Pb ages of 3.5 and 3.3 Ga are interpreted as the crystallization of these migmatites in the Paleoarchean. Meso-Neoarchean ages found in dated rocks show a continuous history of magmatism and deformation at 3.2, 3.0, and 2.65 Ga, with contemporaneous phases of migmatite generation. A new pulse of magmatic events with associated migmatization developed in the Paleoproterozoic, with ages of 2.2, 2.1, and 2.0 Ga. Finally, an event at 575 Ma is clearly evident in the generation of pinkish-red migmatites, with K-rich granitic magmatism cutting across and injecting the previously described rocks. Thus, although the Brasiliano Orogeny is responsible for the development of extensive strike-slip shear zones in the region and the development of the tectonic framework of the Patos Lineament, our results show that fragments of ancient crust have been preserved along it. The similarity between the ages and geological structure of these rocks allows us to conclude that these Paleoproterozoic crustal units of the São Francisco Craton and the adjacent basement inliers, which carry a similar tectonic history, should be considered as a coeval orogenic system, possibly continuous in its formation, and be known as the Greater São Francisco Orogen.
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Mariana de Assunção Rodrigues
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Análise da proveniência de sedimentos das bacias cretáceas do sistema Andes-Amazônia-Margem Equatorial e sua relação com a paleogeografia e tectônica.
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Orientador : ROBERTO VENTURA SANTOS
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MEMBROS DA BANCA :
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CÉCILE GAUTHERON
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CARLOS JOSE SOUZA DE ALVARENGA
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CHRISTIAN GORINI
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JEAN MICHEL LAFON
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JÉRÔME VIERS
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MARTIN BERNARD RODDAZ
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NATALIA HAUSER
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ROBERTO VENTURA SANTOS
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Data: 18/12/2023
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O Cretáceo é caracterizado por grandes mudanças paleogeográficas, geodinâmicas e climáticas, incluindo a formação de novos oceanos, como o Oceano Atlântico equatorial, a fragmentação contínua do Gondwana e períodos de efeito estufa. Todas essas mudanças estão potencialmente contidas nos registros sedimentares das bacias. O sistema Andes-Amazônia-Margem Equatorial é um vasto sistema sedimentar cuja evolução geodinâmica e paleoambiental está registrada nas bacias foreland do retroarco amazônico, nas bacias intracratônicas brasileiras e nas da margem equatorial. Na parte ocidental (região andina), estudos recentes sugerem que o início da orogenia andina ocorreu durante o Cretáceo Superior, mas o desenvolvimento dos sistemas de drenagem e a origem dos sedimentos depositados durante o Cretáceo ainda são pouco conhecidos. O Cretáceo Inferior é registrado nas bacias intracratônicas e equatoriais brasileiras e testemunha as fases de rifteamento da crosta após a quebra de Gondwana. A Bacia do Araripe é um bom exemplo dessas bacias, pois contém um registro sedimentar completo e particularmente bem estudado. No entanto, a origem dos sedimentos dos vários estágios tectônicos da formação da bacia e a origem cretácea das incursões marinhas que a afetaram ainda não foram determinadas. O objetivo desta tese é propor uma reconstrução paleogeográfica do sistema Margem Andes-Amazônia-Equatorial durante o Cretáceo e analisar as mudanças geodinâmicas e tectônicas que o afetaram. Para isso, usamos métodos de proveniência, em especial a geoquímica de elementos principais e traços, a composição isotópica de Sm e Nd e idades UPb em zircões. Os resultados obtidos nos permitiram identificar as zonas de origem da Bacia do Araripe durante as fases pré, sin e pós-rifte e, assim, obter uma melhor compreensão da configuração paleogeográfica da região nordeste do Brasil no início do Cretáceo. Os sedimentos da Bacia do Araripe provêm principalmente dos terrenos paleoproterozoicos (2,3-1,6 Ga) da Província Borborema e dos plútons graníticos do ciclo Brasiliano (720-541Ma). A bacia tem uma história sedimentar ligada às fases de ruptura do Atlântico Sul e Equatorial. Durante a fase pré-rifte (~152-135 Ma), a bacia fazia parte da depressão afrobrasileira e recebia sedimentos do N-NW. Durante a fase de rifte (~135-125Ma), houve uma mudança na fonte devido à ruptura continental e à formação do Atlântico Sul, com um influxo de sedimentos da parte oriental da província da Borborema. Durante a fase pós-rifte (121-113 Ma), a bacia deixou de ser alimentada pela parte oriental e as incursões marinhas dominaram o ambiente de sedimentação. Finalmente, durante a fase pós-rifte II (113-100 Ma), foi observada uma última mudança nas fontes, com fontes para o NE refletindo o momento final da fragmentação de Gondwana. Um estudo da proveniência dos sedimentos das bacias da Amazônia ocidental (Acre e Madre de Dios) indica que as fontes são cratônicas, originadas principalmente dos terrenos Ventuari Tapajós (2,0 - 1,82 Ga) e Rio Negro - Juruena (1,82 - 1,54 Ga). Esses resultados indicam que uma vasta rede de drenagem intracontinental ("Sanozama") surgiu em resposta à elevação do Arco do Purus e das regiões cratônicas do Brasil e das Guianas durante a abertura do Oceano Atlântico equatorial. A integração dos resultados obtidos, compilados com dados da literatura, possibilitou a proposta de quatro mapas paleogeográficos da parte norte da plataforma sulamericana. Eles destacam como os mecanismos geodinâmicos ligados à abertura dos oceanos Atlântico Sul e equatorial controlaram e moldaram a paleogeografia dessa região.
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The Cretaceous is characterized by major paleogeographic, geodynamic, and climatic changes, including the formation of new oceans such as the equatorial Atlantic Ocean, the continued fragmentation of Gondwana, and greenhouse effect periods. All these changes are potentially contained in the sedimentary records of the basins. The Andes-Amazonia-Equatorial Margin system is a vast sedimentary system whose geodynamic and palaeoenvironmental evolution is recorded in the Amazonian retroarc foreland basins, the Brazilian intracratonic basins, and those of the equatorial margin. In the western part (Andean region), recent studies suggest that the onset of the Andean orogeny occurred during the Late Cretaceous. However, the development of drainage systems and the source of sediments deposited during the Cretaceous are still poorly understood. The Lower Cretaceous is recorded in Brazilian intracratonic and equatorial basins and bears witness to crustal rifting phases following Gondwana's break-up. The Araripe Basin is a good example of these basins since it contains a complete and particularly well-studied sedimentary record. However, the origin of the sediments from the various tectonic stages of basin formation and the Cretaceous origin of the marine incursions that affected it remain to be determined. This thesis aims to propose a palaeogeographic reconstruction of the Andes-Amazonia Equatorial Margin system during the Cretaceous and to analyze the geodynamic and tectonic changes that affected it. To do this, we used provenance methods, particularly major and trace element geochemistry, Sm and Nd isotopic composition, and U-Pb ages on zircons. The results obtained have enabled us to identify the source zones of the Araripe Basin during the pre-, syn- and post-rift phases and thus to gain a better understanding of the palaeogeographic configuration of the north-eastern region of Brazil at the beginning of the Cretaceous. The sediments in the Araripe basin come mainly from the Palaeoproterozoic (2.3-1.6 Ga) terrains of the Borborema province and the granitic plutons of the Brasiliano cycle (720-541Ma). The basin has a sedimentary history linked to the South Atlantic and equatorial break-up phases. During the pre-rift phase (~152-135 Ma), the basin was part of the Afro-Brazilian depression and received sediments from the N-NW. During the rift phase (~135-125Ma), there was a change in source due to continental break-up and the formation of the South Atlantic, with an influx of sediments from the eastern part of the Borborema province. During the post-rift phase (121-113 Ma), the basin ceased to be fed by the eastern part and marine incursions dominated the sedimentation environment. Finally, during the post-rift II phase (113-100 Ma) a last change in sources was observed, with sources to the NE reflecting the final moment of the fragmentation of Gondwana. A study of the provenance of sediments from the basins of western Amazonia (Acre and Madre de Dios) indicates that the sources are cratonic, originating mainly from the Ventuari-Tapajos (2.0 - 1.82 Ga) and Rio Negro - Juruena (1.82 - 1.54 Ga) terrains. These results indicate that a vast intracontinental drainage network ('Sanozama') emerged in response to the uplift of the Purus Arch and the cratonic regions of Brazil and the Guianas during the opening of the equatorial Atlantic Ocean. The integration of the results obtained compiled with data from the literature has made it possible to propose four palaeogeographic maps of the northern part of the South American platform. They highlight how geodynamic mechanisms linked to the opening of the South Atlantic and equatorial oceans controlled and shaped the paleogeography of this region.
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HARIS RAZA
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Investigations of the Reservoir-triggered Seismicity of Nova Ponte and Irapé, Brazil
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Orientador : GEORGE SAND LEAO ARAUJO DE FRANCA
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MEMBROS DA BANCA :
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GEORGE SAND LEAO ARAUJO DE FRANCA
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MONICA GIANNOCCARO VON HUELSEN
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SUSANNE TAINA RAMALHO MACIEL
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ALANNA COSTA DUTRA
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CRISTOBAL CONDORI QUISPE
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Data: 18/12/2023
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A ascensão de grandes centrais hidroeléctricas com extensos reservatórios levantou a necessidade de uma compreensão mais profunda da sismicidade desencadeada por reservatórios (SDR), um fenómeno que causa desafios significativos para a gestão segura dos reservatórios. A sismicidade desencadeada por reservatórios é um tema de interesse cada vez mais relevante em todo o mundo. Os casos de distribuição global envolvem um grande número de centrais hidroelétricas, bem como futuras barragens e reservatórios planejados , com muitos casos documentados há mais de seis décadas. Nesse cenário, o Brasil registrou 29 casos de SDR, entre os quais, o caso de magnitude 4.0 em Nova Ponte e de magnitude 3.0 em Irapé é ainda bem discutido. Ainda é importante entender o mecanismo M4.0 SDR em Nova Ponte, o segundo maior caso conhecido de SDR de reservatório no Brasil. O evento principal ocorreu no ano de 1998 ao longo de falhas predominantemente reversas e aproximadamente orientadas NE-SW. Mas ainda não foi possível esclarecer se isso ocorreu por pressão dos poros ou pela resposta não drenada do excesso de carga do reservatório em rochas de baixa permeabilidade que são necessárias para acionar o SDR. Se a difusão da pressão dos poros não puder se propagar profundamente nas rochas verticais de baixa permeabilidade, pode levar centenas de anos para atingir a profundidade dos eventos sísmicos. Assim, nessas condições acima, os dois principais eventos de SDR ocorreram em 1995 e 1998, apenas 1,5 anos após o represamento do reservatório, quando a água atingiu o nível mais alto. Assim, neste estudo, fizemos testes a nesta área para explorar o mecanismo causal criando o modelo 3D do reservatório e seu efeito no subsolo tanto em termos de pressão dos poros quanto de mudanças de tensão com a ajuda da modelagem numérica. Simulamos numericamente a resposta poromecânica do subsolo ao represamento do reservatório usando um modelo 3D que inclui três camadas de rochas geológicas até 10 km de profundidade. A partir dos potenciais planos nodais propostos para o evento de magnitude M3.5 de 1995, mostramos que o terremoto provavelmente ocorreu em uma falha vertical, orientada para E-W, com um componente de deslocamento reverso. As tensões desviantes geradas pelo carregamento da coluna de água na superfície, sobrepostas pelo aumento da pressão dos poros não drenados em camadas profundas de baixa permeabilidade podem explicar a reativação da falha. Descobrimos que para que o o evento de magnitude M4.0 de 1998 ocorra, deveriam existir caminhos de fluxo condutivo com permeabilidade tão alta quanto 6,6·10-15 m2 para transmitir a pressão dos poros para uma falha profunda e criticamente orientada. A análise de nossa propriedade aumenta a importância de levar em conta os mecanismos poromecânicos acoplados que controlam a estabilidade da falha, as propriedades hidromecânicas de diferentes camadas rochosas e a forma realista do reservatório para avaliar com precisão o potencial de sismicidade desencadeada pelo reservatório. Observamos que nossas descobertas podem explicar a SDR pela resposta não drenada do excesso de carga do enchimento do reservatório devido à perturbação da pressão dos poros, como em rochas subterrâneas profundas e pouco permeáveis.O segundo estudo de caso Irapé no Brasil é um local SDR proeminente onde a sismicidade aumentou após o enchimento do reservatório, com um evento máximo de magnitude 3,0 em maio de 2006. Tentamos compreender as causas potenciais do SDR na barragem de Irapé, Brasil, que é a barragem mais alta no Brasil com cerca de 208 m, e o segundo mais alto da América do Sul. Apesar de mais de uma década, os fatores que governam estes tremores e a sua ligação às propriedades das rochas subterrâneas permanecem pouco compreendidos. Realizamos testes de permeabilidade e porosidade de núcleos cilíndricos de amostras duras e intactas de rochas, que foram extraídas (por pite a 10 cm da superfície) próximas à zona SDR para determinar o papel da permeabilidade e da porosidade no desencadeamento dos terremotos de Irapé. Relatamos valores de porosidade variando de 6,340 a 14,734% e maioria dos valores de permeabilidade são <0,002 milidarcia (mD). De acordo com nossos cálculos analíticos, o nível da água do reservatório aumentou 137 m, resultando em um aumento de 0,96 MPa na pressão dos poros. A tensão efetiva vertical resultante aumentou 0,41 MPa e a tensão efetiva horizontal diminuiu 0,08 MPa. Assim, a tensão desviante aumentaria no regime de tensão de falha, desestabilizando a falha e causando SDR. Abaixo do reservatório, há um aumento instantâneo na pressão dos poros no subsolo devido à compressão elástica, o que aproxima as falhas potenciais localizadas abaixo do reservatório das condições de falha. As medições laboratoriais e cálculos analíticos corroboram a hipótese de que a atividade sísmica inicial foi induzida pela resposta não drenada do subsolo ao carregamento do reservatório em Irapé.
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The rise of large hydropower plants with extensive reservoirs has raised the need for a deeper understanding of reservoir-triggered seismicity, a phenomenon that causes significant challenges for safe reservoir management. Reservoir-triggered seismicity is an increasingly relevant topic of interest throughout the world. The global distribution cases involve a large number of hydroelectric power plants as well as future planned dams and reservoirs, with many documented cases for more than six decades. In this scenario, Brazil has experienced 29 cases of RTS in which the mechanism of magnitude 4.0 Nova Ponte and M3.0 Irape is not well understood. The M4.0 RTS mechanism at Nova Ponte is still important to understand, the second-largest known case of Reservoir reservoir-triggered earthquake in Brazil. The main event occurred in the year 1998 along predominantly reverse faulting and roughly oriented NE-SW. But it still remains to be understood whether it occurred by state pore pressure or undrained response of excess loading of the reservoir is such low permeable rocks that are needed to trigger RTS. If the pore pressure diffusion could not propagate deep into vertical low permeable rocks it can take hundreds of years to reach the depth of the earthquakes. So, in such above conditions, the two major events of triggered earthquakes occurred in 1995 and 1998 just 1.5 years after the impoundment of the reservoir when the water reached the highest level. Thus, in this study, we made an attempt in this area to explore the causal mechanism by creating the 3D Reservoir model and its effect on the subsurface both in terms of pore pressure and stress changes with the help of numerical modeling. We numerically simulate the poromechanical subsurface response to reservoir impoundment using a 3D model that includes three geological rock layers down to 10 km depth. From the proposed potential nodal planes of the 1995 M3.5 earthquake, we show that the earthquake has most likely occurred on a vertical, E-W-oriented strike-slip fault with a reverse-displacement component. The deviatoric stresses generated by the water column loading on the surface, superimposed by undrained pore pressure enhancement in deep low-permeability layers can explain the fault reactivation. We find that for the 1998 M4.0 earthquake to occur, conductive flow pathways with permeability as high as 6.6·10-15 m2 should exist to transmit pore pressure to a deep critically oriented fault. The analysis owned by us raises the importance of accounting for coupled poromechanical mechanisms controlling fault stability, hydromechanical properties of different rock layers, and realistic shape of the reservoir to accurately assess the potential for reservoir-triggered seismicity. We remarked that our findings can explain the triggered seismicity by the undrained response of excess loading of the reservoir filling due to pore pressure perturbation such as in deep underground low permeable rocks. The second case study Irapé in Brazil is a prominent RTS site where seismicity surged after reservoir filling, with a maximum event of M3.0 in May 2006. We attempt to understand the potential causes of RTS at Irapé dam, Brazil, which is the highest dam in Brazil with about 208 m, and the second highest in South America. Despite more than a decade, the factors governing these earthquakes and their connection to subsurface rock properties remain poorly understood. We have done permeability and porosity tests of cylindrical cores from hard and intact samples of rocks, which have been extracted (by pitting 10 cm from the surface) near the RTS zone to determine the role of permeability and porosity on the triggering of the Irapé earthquakes. We report porosity values ranging from 6.340 to 14.734% and most of the permeability values are <0.002 mD. According to our analytical calculations, the reservoir-water level increased by 137 m, resulting in a 0.96 MPa pore pressure rise. The resulting vertical effective stress increased by 0.41 MPa and the horizontal effective stress decreased by 0.08 MPa. Thus, the deviatoric stress would increase in the faulting stress regime, destabilizing the fault and causing RTS. Below the reservoir, there is an instantaneous increase in pore pressure in the subsurface due to elastic compression, which brings potential faults located below the reservoir closer to failure conditions. The laboratory measurements and analytical calculations corroborate the hypothesis that the initial seismic activity was induced by the undrained subsurface response to the reservoir loading at Irapé.
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Michele Andriolli Custódio
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Evolução sedimentar Cenozoica do sistema fonte-sedimentaçãoAndes-Amazônia-Margem Equatorial Sul-Americana.
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Orientador : ROBERTO VENTURA SANTOS
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MEMBROS DA BANCA :
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ADRIANO DOMINGOS DOS REIS
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CHRISTIAN GORINI
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CÉCILE GAUTHERON
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DILCE DE FÁTIMA ROSSETTI
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GUILHERME DE OLIVEIRA GONCALVES
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JÉRÔME VIERS
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MARTIN BERNARD RODDAZ
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ROBERTO VENTURA SANTOS
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Data: 19/12/2023
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O sistema fonte-sedimentação (S2S) Andes-Amazônia-Margem Equatorial SulAmericana (AAMESA), que se estende por cerca de 3.200 km e está localizado ao norte da plataforma Sul-Americana, é um dos maiores sistemas S2S do mundo. Atualmente, o sistema AAMESA é controlado pelos Andes do ponto de vista sedimentar, pois 95% do fluxo médio anual de sedimentos suspensos fornecidos pela Amazônia ao Oceano Atlântico provêm de afluentes Andinos. Apesar dos avanços científicos que detalham as influências dos processos de construção e erosão dos Andes na sua origem, evolução e registro sedimentar do sistema S2S AAMESA desde o final do Cretáceo ao início do Paleoceno na Amazônia Ocidental e o estabelecimento do rio Amazonas transcontinental no final do Mioceno (Neógeno) na Amazônia Oriental, a história geológica e, em particular, as configurações pré-Neogeno e Plioceno do sistema AAMESA ainda não foram esclarecidas. O principal objetivo desta tese é propor uma reconstrução paleogeográfica do sistema Andes-Amazônia-Margem Equatorial durante o Cenozoico, com base em novos dados estratigráficos, sedimentológicos e de proveniência sedimentar obtidos de uma das bacias que constituem o sistema de bacias do foreland do retroarco Amazônico (Bacia Huallaga, norte do Peru) e da principal bacia da margem equatorial amazônica (Bacia da Foz do Amazonas). Mostramos que, do Paleoceno ao Eoceno Inferior (Daniano - Ypresiano) (66 – 43.5 Ma), desenvolveu-se um hiato deposicional nas bacias do retroarco Amazônico ligado a um episódio de quiescência tectônica nos Andes. Essa quiescência tectônica é contemporânea da formação das superfícies lateríticas "SulAmericanas" na Amazônia Central e das baixas taxas de sedimentação na Bacia da Foz do Amazonas. A retomada da elevação e da erosão dos Andes peruanos no Eoceno médio a tardio (Luteciano - Bartoniano) (43.5 – 37.6 Ma) foi registrada na sedimentação da bacia de foreland do retroarco Amazônico pela presença de detritos dos arcos magmáticos da Cordilheira Ocidental e por uma transgressão Bartoniana marcada pela presença de depósitos de maré em depósitos lacustres continentais. O início da elevação da Cordilheira Oriental está registrado nos sedimentos da bacia de foreland do retroarco Amazônico (Bacia Huallaga) há 30 Ma, no Rupeliano. Do Rupeliano ao Mioceno Médio, a Cordilheira Oriental continuou a se elevar, criando um relevo topográfico capaz de atuar como uma barreira orográfica aos fluxos atmosféricos do Oceano Atlântico. Essa elevação contínua pode ter levado à presença de climas mais úmidos no oeste da Amazônia, o que poderia ter favorecido a formação de superfícies lateríticas na Amazônia Central entre o Oligoceno e o Mioceno Inferior, em relação à intensa fase de alteração que ocorreu entre 30 e 18 Ma. Nossos dados de proveniência registram um novo período de exumação da Cordilheira Oriental desde o Mioceno Superior até os dias atuais. Esse período de rejuvenescimento do relevo da Cordilheira Oriental está ligado a um período de propagação do prisma orogênico amazônico em direção ao cráton. Isso levou a uma reorganização da rede de drenagem Amazônica e é provavelmente uma das forças motrizes por trás da transcontinentalização da Amazônia no Mioceno Médio-Superior. Por fim, o sistema AAMESA não existia em termos de "source-to-sink" (S2S) até o Mioceno tardio, com o estabelecimento transcontinental do rio Amazonas. O período anterior foi marcado pelo domínio de dois sistemas diferentes, representados pelo cráton Amazônico Oriental e pela região NE da América do Sul (província Borborema, cráton São Luís, cinturão Gurupi).
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The Andes-Amazon-South American Equatorial Margin (AAMESA) sourcesedimentation system (S2S), which extends for around 3,200 km and is located north of the South American platform, is one of the largest S2S systems in the world. Currently, the AAMESA system is controlled by the Andes from a sedimentary point of view, as 95% of the average annual flow of suspended sediment supplied by the Amazon to the Atlantic Ocean comes from Andean tributaries. Despite scientific advances detailing the influences of Andean construction and erosion processes on the origin, evolution and sedimentary record of the S2S AAMESA system from the end of the Cretaceous to the beginning of the Paleocene in Western Amazonia and the establishment of the transcontinental Amazon River at the end of the Miocene (Neogene) in Eastern Amazonia, the geological history and, in particular, the pre-Neogene and Pliocene configurations of the AAMESA system have yet to be clarified. The main objective of this thesis is to propose a paleogeographic reconstruction of the Andes-AmazonEquatorial Margin system during the Cenozoic, based on new stratigraphic, sedimentological and sedimentary provenance data obtained from one of the basins that make up the foreland basin system of the Amazonian backarc (Huallaga Basin, northern Peru) and the main basin of the Amazonian equatorial margin (Foz do Amazonas Basin). We show that, from the Paleocene to the Lower Eocene (Danian - Ypresian) (66 - 43.5 Ma), a depositional hiatus developed in the basins of the Amazonian backarc linked to an episode of tectonic quiescence in the Andes. This tectonic quiescence is contemporaneous with the formation of the "South American" laterite surfaces in Central Amazonia and the low sedimentation rates in the Foz do Amazonas Basin. The resumption of uplift and erosion of the Peruvian Andes in the middle to late Eocene (Lutetian - Bartonian) (43.5 - 37.6 Ma) was recorded in the sedimentation of the foreland basin of the Amazonian backarc by the presence of debris from the magmatic arcs of the Cordillera Occidental and by a Bartonian transgression marked by the presence of tidal deposits in continental lacustrine deposits. The beginning of the rise of the Eastern Cordillera is recorded in the sediments of the foreland basin of the Amazonian backarc (Huallaga Basin) 30 Ma ago, in the Rupelian. From the Rupelian to the Middle Miocene, the Eastern Cordillera continued to rise, creating a topographic relief capable of acting as an orographic barrier to atmospheric flows from the Atlantic Ocean. This continuous elevation may have led to the presence of wetter climates in western Amazonia, which could have favored the formation of laterite surfaces in central Amazonia between the Oligocene and the Lower Miocene, in relation to the intense phase of alteration that occurred between 30 and 18 Ma. Our provenance data record a new period of exhumation of the Cordillera Oriental from the Upper Miocene to the present day. This period of rejuvenation of the relief of the Eastern Cordillera is linked to a period of propagation of the Amazonian orogenic prism towards the craton. This led to a reorganization of the Amazon drainage network and is probably one of the driving forces behind the transcontinentalization of Amazonia in the Middle-Upper Miocene. Finally, the AAMESA system did not exist in "source-tosink" (S2S) terms until the late Miocene, with the transcontinental establishment of the Amazon River. The preceding period was marked by the dominance of two different systems, represented by the Eastern Amazon craton and the NE region of South America (Borborema province, São Luís craton, Gurupi belt).
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