Discrimination of geomorphic surfaces with multivariate analysis of soil attributes in sandstone - basalt lithosequence

O conceito de superfície geomórfica permite uma interligação entre os diferentes ramos da ciência do solo, tais como geologia, geomorfologia e pedologia. Esta associação favorece a compreensão da distribuição espacial dos solos na paisagem, e torna possível compreender o comportamento dos atributos do solo, que estão principalmente relacionadas com a estratigrafia e formas do relevo. Assim, este estudo visa à aplicação da estatística multivariada para categorizar superfícies geomórficas em uma litossequência arenito-basalto, de modo a fornecer uma base para a avaliação do solo em áreas afins. A área de estudo está localizada no município de Pereira Barreto, São Paulo, Brasil. A área escolhida possui 530 hectares, onde foram localizadas e mapeadas três superfícies geomórficas (I, II e III). Na área, 134 amostras foram coletadas nas profundidades de 0,0-0,2 m e 0,8-1,0 m, foram determinados os conteúdos de areia, silte e argila, pH em CaCl2, conteúdo de MO, P, Ca, Mg, K, Al e H+Al. Com base nos resultados, foram realizadas a análise univariada e multivariada de variância, clusters e principal componente, a fim de comparar as três superfícies geomórficas. A análise estatística univariada dos atributos do solo não foi eficiente na identificação das três superfícies geomórficas. Utilizando-se os atributos físicos e químicos do solo, as técnicas estatísticas multivariada permitiram à separação dos três grupos de corpos naturais do solo que foram equivalentes as três superfícies geomórficas mapeadas. Estes resultados são interessantes, pois demonstram a viabilidade da utilização de classificação numérica das superfícies geomórficas para ajudar no mapeamento de solo.

Homogeneity of the geochemical reference material BRP-1 (paranábasin basalt) and assessment of minimum mass

Reference materials (RM) are required for quantitative analyses and their successful use is associated with the degree of homogeneity, and the traceability and confidence limits of the values established by characterisation. During the production of a RM, the chemical characterisation can only commence after it has been demonstrated that the material has the required level of homogeneity. Here we describe the preparation of BRP-1, a proposed geochemical reference material, and the results of the tests to evaluate its degree of homogeneity between and within bottles. BRP-1 is the first of two geochemical RM being produced by Brazilian institutions in collaboration with the United States Geological Survey (USGS) and the International Association of Geoanalysts (IAG). Two test portions of twenty bottles of BRP-1 were analysed by wavelength dispersive-XRF spectrometry and major, minor and eighteen trace elements were determined. The results show that for most of the investigated elements, the units of BRP-1 were homogeneous at conditions approximately three times more rigorous than those strived for by the test of sufficient homogeneity. Furthermore, the within bottle homogeneity of BRP-1 was evaluated using small beam (1 mm(2)) synchrotron radiation XRF spectrometry and, for comparison, the USGS reference materials BCR-2 and GSP-2 were also evaluated. From our data, it has been possible to assign representative minimum masses for some major constituents (1 mg) and for some trace elements (1-13 mg), except Zr in GSP-2, for which test portions of 74 mg are recommended.

Geoestatística e atributos do solo em áreas cultivadas com cana-de-açúcar

The intense traffic of agricultural machines in soils cultivated with sugar cane can cause soil compaction. Therefore, the objective of this research was to characterize the spatial variability of soil physical attributes and content organic matter of a eutroferric Red Latosol gibbisitic (under Basalt) and dystroferric Red Latosol caulinitic (under Sandstone) in the depths of 0.0-0.2m and 0.2-0.4m in areas cultivated with sugar cane. Soils were sampled at the crossing points of a grid at regular intervals of 10m and at depths of 0.0-0.2m and 0.2-0.4m. Bulk density, macroporosity, organic matter content and soil penetration resistance were measured for all sampling points. The physical attributes show values of soil penetration resistance, bulk density and macroporosity above average for these soils. The studied variable presented a larger range and minor variation coefficient in the eutroferric Red Latosol (Oxisol Eutrustox) when compared with the dystroferric Red Latosol (Oxisol Haplustox), in the studied depths. It is recommended a bigger number of samples to study the eutroferric Red Latosol attributes and the depth of 0.2-0.4m.

Relações solo-paisagem em uma litosseqüência arenito-basalto na região de Pereira Barreto, SP

Os objetivos deste trabalho foram estudar as relações solo-paisagem em uma litosseqüência de transição arenito-basalto e verificar a similaridade dos limites de superfícies geomórficas mapeados no campo com os limites mapeados a partir de técnicas geoestatísticas. Foi realizado o mapeamento de uma área de 530 ha, utilizando-se equipamento de GPS, e em seguida elaborou-se o Modelo de Elevação Digital, que possibilitou o estabelecimento da transeção de 2.100 m a partir do topo. Ao longo da transeção, o terreno foi estaqueado a intervalos regulares de 50 m, nos quais foram realizadas medidas da altitude para confecção do perfil altimétrico. As superfícies geomórficas foram identificadas e delimitadas conforme critérios topográficos e estratigráficos, com base em intensas investigações de campo. Coletaram-se amostras de solo em pontos laterais em 67 locais, nas superfícies geomórficas identificadas, nas profundidades de 0,0-0,25 m e 0,80-1,00 m. Além disso, foram abertas trincheiras nos segmentos de vertente inseridos nas superfícies geomórficas mapeadas. As amostras coletadas foram analisadas quanto a densidade do solo, textura, Ca2+, K+, Mg2+, SB, CTC, V, pH (água e KCl), SiO2, Al2O3 e Fe2O3 (ataque por H2SO4), óxidos de Fe livres extraído com ditionito-citrato-bicarbonato e ferro mal cristalizado extraídos com oxalato de amônio. A fração argila desferrificada foi analisada por difração de raios X. A compartimentação da paisagem em superfícies geomórficas e a identificação do material de origem mostraram-se bastante eficientes para entendimento da variação dos atributos do solo. A análise individual desses atributos por meio de estatística univariada auxiliou na discriminação das três superfícies geomórficas. O uso de técnicas de geoestatística permitiu a confirmação de que mesmo os atributos do solo apresentaram limites próximos aos das superfícies geomórficas.

Superfícies geomórficas e atributos de Latossolos em uma seqüência Arenítico-Basáltica da região de Jaboticabal (SP)

Em um segmento de vertente com substrato de arenito em contato com basalto, regionalmente muito freqüente, pretendeu-se não só relacionar as superfícies geomórficas com os atributos físicos, químicos e mineralógicos dos Latossolos nelas encontrados, mas também testar métodos geoestatísticos para localização de limites dessas superfícies. Usando critérios geomorfológicos, três superfícies foram identificadas e topograficamente caracterizadas. Os solos foram amostrados, a intervalos regulares de 25 m, na profundidade de 0,6 a 0,8 m (topo do horizonte B), em uma transeção de 1.700 m perfazendo 109 pontos. Nas amostras, foram analisados: densidade de partículas, granulometria, CTC do solo, CTC da argila, Fe total da argila (ataque por H2SO4) e óxidos de Fe livres (por dissolução seletiva). A fração argila desferrificada foi analisada por difração de raios X. Com base na estratigrafia e variações do relevo local, foram identificadas e diferenciadas, no campo, três superfícies geomórficas. Analisaram-se também o perfil altimétrico e o modelo de elevação digital do terreno. Observou-se que as três diferentes superfícies estão bem relacionadas com os atributos físicos, químicos e mineralógicos dos seus respectivos solos. Na parte inferior desta vertente, superfície mais recente e sobre basalto, em Latossolo Vermelho eutroférrico típico, foram encontradas as maiores variabilidades da declividade, da argila e de Fe. As variações da inclinação do terreno, quando analisadas sistematicamente pelo split moving windows dissimilarity analysis (análise estatística de dissimilaridade, em segmentos móveis), mostraram que este método estatístico pode ser usado para ajudar a localizar os limites entre superfícies geomórficas. As variações dos solos da transeção, e arredores, mostraram-se relacionadas com idade, inclinação do terreno e litologia. O trabalho geomórfico detalhado forneceu importantes informações para subsidiar os trabalhos de levantamento de solos e de pedogênese.

Influência da adição no comportamento reológico da pasta autoadensável de alto desempenho

Influence of admixture on the rheological behavior of high performance self-compacting paste. This research proposes to study the influence of the specific area, mould and surface texture of admixtures on the rheological behavior of high performance self-compacting paste (HPSCP). The selected admixtures are calcareous filler and basalt filler, which are industrial residues, thus contributing to sustainable development. The paste is made up of cement, silica fume, calcareous filler or basalt filler, water and superplasticizer additive. For this study, the water/cement ratios are fixed = 0.40 L kg(-1); silica fume/cement = 0.10 kg kg(-1); the filler/cement and superplasticizer/cement ratios are determined through Marsh cone and mini-slump tests. The results show that for same filler/cement ratios, the ratios of superplasticizer to paste with calcareous filler are significantly lower than those of paste with basalt filler. The results show that the specific area, mould and surface texture of these admixtures significantly influence the rheological behavior of HPSCP.

Relações solo-paisagem em topossequência de origem basáltica

Variações nos atributos do solo dependem da posição do solo na paisagem e processos de drenagem, erosão e deposição. Este estudo objetivou avaliar os atributos físicos e químicos do solo, em uma topossequência de origem basáltica, na região de Batatais (SP). A área possui relevo aplanado e altitude oscilando entre 740 m e 610 m, em região dominada por basaltos. Foi estabelecido caminhamento de 3.000 m, a partir do espigão da vertente, no seu declive mais suave. As superfícies geomórficas foram identificadas e delimitadas conforme critérios topográficos e estratigráficos, com base em intensas investigações detalhadas de campo. Foram coletadas amostras laterais aos perfis modais representativos das diversas superfícies geomórficas (S.G.) da topossequência (S.G. I = topo; S.G. II = meia encosta e sopé de transporte; S.G. III = ombro e sopé de deposição), totalizando 142 amostras. Além disto, foram abertas trincheiras, nos segmentos de vertente inseridos nas superfícies geomórficas mapeadas. As amostras coletadas foram analisadas quanto à densidade do solo, textura, bases trocáveis (Ca2+, K+ e Mg2+), soma de bases, capacidade de troca catiônica, saturação por bases, pH (água e KCl), SiO2, Al2O3, Fe2O3 (ataque por H2SO4), óxidos de Fe livres extraídos com ditionito-citrato-bicarbonato e Fe mal cristalizado extraído com oxalato de amônio. Os resultados revelaram que os solos oriundos de basalto apresentaram atributos físicos e químicos com comportamento dependente das formas do relevo. Com o uso de técnicas estatísticas multivariadas, foi possível distinguir três diferentes ambientes, que equivalem às três superfícies geomórficas.

Efeitos da rochagem e de resíduos orgânicos sobre aspectos químicos e microbiológicos de um subsolo exposto e sobre o crescimento de Astronium fraxinifolium Schott

Áreas degredadas, como as oriundas da construção da Usina Hidrelétrica de Ilha Solteira, de onde as camadas superficiais do solo foram removidas, apresentam baixa regeneração natural e subsolo desnudo, com problemas de compactação, alta densidade global, alta resistência à penetração de raízes e falta de matéria orgânica. Para revegetar essas áreas, torna-se necessário melhorar as condições gerais do subsolo. Este trabalho objetivou verificar os efeitos da rochagem (basalto) e da aplicação de diferentes resíduos orgânicos sobre aspectos químicos e microbiológicos de um subsolo exposto e sobre o crescimento de Gonçalo Alves (Astronium fraxinifolium Schott), uma espécie arbórea nativa de Cerrado. O experimento foi conduzido em casa de vegetação e constou de 17 tratamentos, como se segue: subsolo de área de empréstimo com quatro doses de basalto (0, 2, 4 e 8 t ha-1), combinadas ou não com 8 t ha-1 de três resíduos orgânicos (aguapé, esterco de curral e lodo doméstico), gerando 16 tratamentos, além de um adicional, com solo de Cerrado preservado, utilizado como referência, com quatro repetições por tratamento. Foram realizadas análises químicas e microbiológicas do subsolo, além de medidas de altura, massa seca e fresca da parte aérea e do sistema radicular das plantas. Os resultados indicam que os procedimentos com esterco e aguapé, adicionados ou não de basalto, foram os que mais contribuíram para melhorar as condições químicas do subsolo e proporcionar os maiores resultados para as variáveis microbiológicas, enquanto as plantas apresentaram o maior crescimento nos tratamentos em que foram adicionados lodo de esgoto e basalto. A rochagem, realizada com basalto, proporcionou resultados positivos.

Re-Os isotope and highly siderophile element systematics of the Parana continental flood basalts (Brazil)

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

As rochas intrusivas da Formação Serra Geral na Porção leste da Bacia do Paraná no Estado de São Paulo: Aspectos petrográficos e geoquímicos - Resultados preliminares

The purpose of this paper is to present preliminary aspects of the petrography and chemistry of intrusive rocks (sills and dykes) from the eastern portion of the Parana Basin in the State of Säo Paulo. Data from 80 samples of the region show a subaphyric and subophitic nature and have plagioclase (25-50%), augite (3-39%), pigeonite (0-10%) and magnetite (4-20%) as an essential minerals. Apatite and quartz are present as accessory minerals. The geochemical data of intrusive rocks show a basic to intermediate composition (48% < SiO 2 < 56%) and a high Ti nature (TiO 2 > 2%). Based on the minor and trace composition of the intrusive rocks, two different magma types were recognized, named Paranapanema and Pitanga. The spatial distribution of these magma types is not alleatory in the studied region. The intrusive rocks of Pitanga magma type are displayed in the Campinas-Paulinia region, while the Paranapanema magma type cover a large region above that one, between Rio Claro and Cajuru. Furthermore, the chemical composition of the lava flows of the Serra Geral Formation, sampled in this work, reveals a magma of Urubici type. So, the intrusive rocks of the eastern portion of the of State Säo Paulo are not the extension of the lava flows, or they aren't a portions which don't reach the surface.

Resistência à compressão do concreto autoadensável: Influência da atividade pozolânica do calcário e do basalto

This research studies the influence of the pozzolanic activity of the calcareous and basalt in the resistence behavior of the compressive strength of high performance self-compacting concrete (HPSCC). The selected aditives are the calcareous filler and basalt filler, for they are industrial residues helping that way the sustainable development. The paste of this concrete type is constituted of cement, silica fume, calcareous filler or basalt filler, water and superplasticizer additive. In this research the relationships water/cement are fixed in 0,40 kg/kg, silica fume/cement of 0,10 kg/kg and the relationships filler/cement and superplasticizer/cement are determined through of Marsh́s cone and mini-slump tests. The granular skeleton is gotten from a composition between quartzous sand and brita of basalt that presents the lesser index of emptinesses. The results show that the HPSCC with the addition of calcareous filler has greater compressive strength than what the HPSCC with addition of basalt filler in the ages of 7, 28 and 63 days. It is explained by the fact that the calcareous filler presents greater index of pozzolanic activity than the basalt filler. Besides that the relation water/fine for the HPSCC with calcareous filler is 0,27 l/kg whereas the HPSCC with basalt filler is of 0,29 l/kg.

Litogeoquímica E aspectos Petrogenéticos dos basaltos da Província Magmática do Paraná na porção centro-norte do Estado de São Paulo

The petrographic and geochemical characterization of flood basalts of Serra Geral Formation are here presented. The investigated areas are situated in four different regions of São Paulo state: Jaú, Ribeirão Preto, Franca and Fernandópolis. They represent almost the total area of outcrops of basalts in the São Paulo State. The petrographical data reveals that these rocks are constituted mainly by plagioclase (30-40%), pyroxenes, augite and pigeonita (20-30%) and magnetite (5-15%), and show a intergranular texture and its varieties intersertal, hialophitic and pilotaxitic. The geochemical data show a basic and tholeiitic affinity of the studied basalts, with high-Ti content (TiO2 > 1.8%), typical of the northern region of Paraná Basin. Three different magma-types were recognized: Paranapanema, Urubici and Pitanga. The first magma-type is concentrated in the Fernandópolis region, the second in the Franca region, and the Pitanga occurs in the Ribeirão Preto and Jaú regions. The distribution patterns of these magma-types and the detailed study of geochemical data showed that they are, probably, generated by a melting of a continental lithospheric mantle.

Geologia e litogeoquímica da formação serra geral nos estados de mato grosso e mato grosso do sul

The basalts of the Formação Serra Geral in Parana Basin in the Mato Grosso do Sul and Mato Grosso states cover an area of 180,000 km2. They rest on the Botucatu sandstones and they are recovered by the sedimentary rocks of Bauru and Caiuá Groups. The mineralogical composition of these rocks are plagioclase (40%-55%), clinopyroxenes (19%-40%; augite and pigeonite), opaque minerals (2%-10%; magnetite and ilmenite) and olivine (1.5%). Geochemical data show two different types of basalts, named ATi-Pitanga (2.6% < TiO2 < 4.2%; 396 ppm < Sr < 438 ppm) and BTi-Ribeira (1.7% TiO2 <2.4%, 246 ppm < Sr < 286 ppm). In general, ATi-Pitanga have gently higher La/Yb(n) (6,1 ± 1,5ppm) than those BTi-Ribeira (5.6 ± 1,7ppm). The geochemical differences between ATi-Pitanga and BTi-Ribeira probably are related to different degrees of partial melt of a same mantle source, or to different mantle sources. The field relations show that BTi-Ribeira is displaced towards the north-western margin of the Paraná Basin and the thickness of lava flows increases towards the Paraná Graben, suggesting that ATi-Pitaga overlies BTi-Ribeira.

Influência do arcabouço hidroestratigráfico nas ocorrências de arsênio em águas subterrâneas ao longo do corredor termal do rio Uruguai (Argentina - Brasil - Uruguai)

The Thermal Corridor of Uruguay River is located in the triple border of Argentine, Brazil and Uruguay, and shows an intense economic thermal tourism activity, mainly based on groundwaters from Guarani Aquifer System (GAS). Recent studies have pointed out the occurrence of high concentrations of arsenic (>10 μg/L) in GAS groundwater in this area. The complex geological and hydrogeological framework in the area is associated to the Paraná Basin geological evolution south of the Assuncion-Rio Grande Arch; it encompass paleozoic marine sequences and continental sequences permian/eotriassic to mesozoic in age, which are covered by basaltic lavas of Serra Geral Formation. Iron oxide coatings have been described in sandstones of Buena Vista and Sanga do Cabral formations, which underlie GAS units. Arsenic occurrence is associated to sodium bicarbonate groundwater with pH values over 8.0. Arsenic is released to groundwater by desorption from iron oxides/hydroxides, as result of the higher pH of these waters, indicating that arsenic is released from the units that underlie GAS units. Increase in chromium and uranium concentrations are also related to high pH groundwaters, thus indicating special care on using groundwater from this region.

Caracterização geotermobarométrica dos metabasitos de Cajamar (SP), Grupo São Roque, Cinturão Ribeira

Metamafic orthoderivate rocks, characterized by MORB signatures and paleoproterozoic ages occur in Cajamar region central east part of São Paulo State, Brazil. They are associated to philites, metasandstones and metalimestones of São Roque Group volcanosedimentary sequence, Southeastern portion of the Ribeira Belt. For the metamafic rocks the assemblage of metamorphic peak is represented by actinolitealbite- epidote-chlorite typical of regional metamorphism, greenschist facies. For a good characterization of P and T parameters of metamorphism microprobe analyses of main minerals were performed. Metamorphism did not destroy completely the primary mineralogy of original basalt and microgabbro, and augite crystals are registered in many samples, preserved together with metamorphic assemblage, and possibly indicate that the igneous temperatures of crystallization are between 900 and 1.100°C. Textures of mineral equilibrium for the peak paragenesis are not always present in the studied samples. It may be partially caused by the superposition of retrometamorphic events that is a consequence of regional shearing process. Where the equilibrium is reached, chiefly in the occurrences in the south of the area temperature and pressure determinations indicate values close to 487 ± 42°C and 8,2 ± 2.0 kbar, respectively. Other values for P and T lower than that of the peak were also obtained in central and north portion of the area and they are: 450 ± 68°C for T e 4.7 kbar for P and 315 ± 26°C for T and 3.0 kbar for P and may indicate that the mineral equilibrium was not reached in these samples or that they represent the retrometamorphic event. As a concluding remark considering the metamorphic P-T path now obtained one can say that the exhumation process in this area occurred by isothermal decompression.