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.

Burial history and porosity evolution of Brazilian upper Jurassic to tertiary sandstone reservoirs

The parameter time-depth index (TDI) is applied in this study to quantify empirically the influence of burial history on sandstone porosity evolution. The TDI, expressed in kilometers per million years of age, is defined as the area in the burial history diagram enclosed by the burial curve of the reservoir and the axes of the diagram. In practice, reservoir depths during burial history are integrated at regular time intervals of 1 m.y. The calculations exclude present-day bathymetry or paleobathymetry. Sandstone reservoirs from several sedimentary basins along the Brazilian continental margin (Santos, Campos, Espírito Santo, Cumuruxatiba, Recôncavo, Sergipe, Alagoas, and Potiguar) were analyzed to investigate the evolution of porosity against TDI. These Upper Jurassic to Tertiary sandstones lie in depths of 700 to 4900 m, and are hydrocarbon charged (oil or gas). Average porosities of most of these reservoirs were obtained from core analysis, and a few porosity data were taken from well log interpretations. Detrital constituents of the sandstones are mainly quartz, feldspar, and granitic/gneissic rock fragments. Sandstones were grouped into three main reservoir types, based on composition (detrital quartz content) and grain sorting: Type I (average quartz content <50%) are very coarse grained to conglomeratic, poorly to very poorly sorted lithic arkoses. Rock fragments are mainly granitic/gneissic and coarse grained. Type II (average quartz content ranging from 50% to 70%) are fine- to coarse-grained (pebbles absent or occurring in small percentages), moderately sorted arkoses. Type III (average quartz content >80%) are fine to coarse, moderately to poorly sorted quartz arenites or subarkoses. Plots of average porosity against depth show great dispersion in porosity values; such dispersion is mostly due to differences in the reservoir burial histories. However, plotting porosity values against the TDI for individual reservoir types produces well-defined trends. The decrease in porosity is less marked in Type III reservoirs, intermediate in Type II, and faster in Type I. Such plots suggest that it is possible to make relatively accurate porosity predictions based on reservoir TDI, texture, and composition,: within the constraints of reservoir depth/age and basin tectonics analyzed in this study.

Spatial variability of physical attributes of an alfisol under different hillslope curvatures

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

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.

Mineralogy of the clay fraction of alfisols in two slope curvatures: IV - spatial correlation with physical properties

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

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.

Balanço hídrico e da salinidade do solo na bananeira irrigada com água de diferentes salinidades

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de diferentes níveis de salinidade de água de irrigação no uso consultivo na fase reprodutiva da bananeira e evolução da salinidade do solo. Adotou-se o delineamento inteiramente casualizado em parcelas subdivididas, totalizando oito tratamentos com quatro repetições por tratamento. Os níveis de salinidade foram obtidos a partir de águas naturais de poços dos aquíferos arenito e calcário e foram misturadas em tanques de alvenaria para a obtenção das concentrações de salinidade desejada. Verificou-se que a área do bulbo com umidade superior a 8% representa aproximadamente 50% do volume do solo. A evapotranspiração da cultura diminuiu com o aumento da salinidade entre os tratamentos, o kc médio no período variou de 1,01 a 1,09 em águas de salinidade extremas. Comparando os perfis da salinidade do solo, verificou-se que a concentração de sais foi superior na camada superficial aos 440 dias após plantio.

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.

Viabilidade econômica do cultivo de abacaxi no arenito Caiuá, região noroeste do Estado do Paraná

A área da região noroeste do Estado do Paraná, sobre o arenito Caiuá, carece de opções de exploração agrícola economicamente viáveis. Assim, o abacaxi apresenta-se como opção de cultivo, entretanto, necessitando de maiores estudos referentes à sua exploração nesta região. O presente trabalho teve por objetivo avaliar a viabilidade socioeconômica do cultivo desta frutífera na região de Umuarama, Estado do Paraná em relação às principais regiões fornecedoras de abacaxi para o Estado. Para tanto, visitaram-se três propriedades nos municípios de Umuarama, Cafezal do Sul e Cruzeiro do Oeste, objetivando levantar os coeficientes técnicos desta atividade e seus indicadores de lucratividade. A região analisada apresenta boa capacidade competitiva em relação às regiões tradicionalmente produtoras (Frutal, Estado de Minas Gerais e Guaraçaí, Estado de São Paulo), principalmente pela proximidade do mercado consumidor. O abacaxi é uma excelente opção de cultivo no contexto da agricultura familiar.

A new fossil Adamussium (Bivalvia: Pectinidae) from Antarctica

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Permian bivalves of the Taciba Formation, Itarare group, Parana basin, and their biostratigraphic significance

A small and poorly diversified bivalve fauna from Taciba Formation, Itarare Group, Parana Basin (State of Santa Catarina, Mafra Municipality), is described in this paper for the first time, based on new findings. The fauna is recorded in a 30 cm thick interval of fine sandstone locally at the top of Taciba Formation, in the Butia quarry. The studied fossil-bearing sand-stone bed is a marine intercalation recording a brief eustatic rise in sea-level, probably following glacier retreat and climate amelioration at the end of a broad glacial scenario. The fauna is mainly dominated by productid brachiopods, which are not described here, and rare mollusk shells (bivalves and gastropods). Two bivalve species were identified: Myonia argentinensis (Harrington, 1955), and Aviculopecten multiscalptus (Thomas, 1928). The presence of Myonia argentinensis is note-worthy since this species is also present in the Baitaca assemblage found in marine siltstones (Baitaca assemblage) of the Rio do Sul Formation, cropping out at the Teixeira Soares region, Parana State. This species is also recorded in the bivalve fauna from the Bonete Formation, Pillahinco Group, Sauce Grande Basin, Buenos Aires Province, in Argentina. Hence, the marine bivalves of the Taciba Formation are associated with the transgressive event that characterizes the Eurydesma fauna, indicating a Late Asselian-Sakmarian age for the bivalve fauna. Presence of the Myonia argentinensis megadesmid species reinforces the Gondwanic nature of the studied fauna.

Shell beds as paleoecological puzzles: A case study from the Upper Permian of the Parana Basin, Brazil

Microstratigraphic, sedimentological, and taphonomic features of the Ferraz Shell Bed, from the Upper Permian (Kazanian-Tatarian?) Corumbatai Formation of Rio Claro Region (the Parana Basin, Brazil), indicate that the bed consists of four distinct microstratigraphic units. They include, from bottom to top, a lag concentration (Unit 1), a partly reworked storm deposit (Unit 2), a rapidly deposited sandstone unit with three thin horizons recording episodes of reworking (Unit 3), and a shell-rich horizon generated by reworking/winnowing that was subsequently buried by storm-induced obrution deposit (Unit 4). The bioclasts of the Ferraz Shell Bed represent exclusively bivalve mollusks. Pinzonella illusa and Terraia aequilateralis are the dominant species. Taphonomic analysis indicates that mollusks are heavily time-averaged (except for some parts of Unit 3). Moreover, different species are time-averaged to a different degree (disharmonious time-averaging). The units differ statistically from one another in their taxonomic and ecological composition, in their taphonomic pattern, and in the size-frequency distributions of the two most common species. Other Permian shell beds of the Parana Basin are similar to the Ferraz Shell Bed in their faunal composition (they typically contain similar sets of 5 to 10 bivalve species) and in their taphonomic, sedimentologic, and microstratigraphic characteristics. However, rare shell beds that include 2-3 species only and are dominated by articulated shells preserved in life position also occur. Diversity levels in the Permian benthic associations of the Parana Basin were very low, with the point diversity of 2-3 species and with the within-habitat and basin-wide (alpha and gamma) diversities of 10 species, at most. The Parana Basin benthic communities may have thus been analogous to low-diversity bivalve-dominated associations of the present-day Baltic Sea. The 'Ferraz-type' shell beds of the Parana Basin represent genetically complex and highly heterogeneous sources of paleontological data. They are cumulative records of spectra of benthic ecosystems time-averaged over long periods of time (10(2)-10(4) years judging from actualistic research). Detailed biostratinomic reconstructions of shell beds can not only offer useful insights into their depositional histories, but may also allow paleoecologists to optimize their sampling designs, and consequently, refine paleoecological and paleoenvironmental interpretations.

Radon in groundwaters from Guarany aquifer, South America: environmental and exploration implications

Groundwater and sandstone samples were analyzed for radon in Guarany aquifer, Parana sedimentary basin, South America. The dissolved radon ranged between 3 and 3303 pCi/l, being lognormally distributed, with a modal value of 1315 pCi/l, and a median value of 330 pCi/l. Rn-222 leakage experiments for sandstones yielded a theoretical value of 1390 pCi/l for Rn-222 in water, showing that theoretical modeling can reliably be used to interpret laboratory and field data. (C) 2002 Elsevier B.V. Ltd. All rights reserved.

Caracterização e classificação de solos desenvolvidos de arenitos da formação Aquidauana-MS

A formação Aquidauana é constituída por um conjunto de sedimentos com até 500 m de espessura, predominando arenito de granulometria fina a média, intercalado com conglomerado arenoso. Nesse ambiente, o relevo é um dos principais fatores condicionantes na formação de solos. Objetivou-se, neste trabalho, caracterizar e classificar os solos desenvolvidos desses arenitos. Para isso, foram estudados quatro perfis ao longo de uma topossequência, de uma pendente representativa das colinas suaves onduladas verificadas na área de estudo. Os perfis localizavam-se no terço superior (P1), terço médio (P2), terço inferior (P3) e sopé de encosta (P4). Eles foram morfologicamente descritos, e os horizontes, caracterizados quanto às propriedades físicas e químicas. Os solos estudados apresentaram predomínio da fração areia (> 680 g kg-1), com textura variando de franco-arenosa (P4) a franco-argiloarenosa. Os valores de pH em água variaram de 4,2 a 6,5. Os valores de capacidade de troca catiônica variaram de 1,6 cmol c kg-1 no P4 a 10,3 cmol c kg-1 no P2, com predomínio dos íons H+ no P1 e P4 e Ca2+ no P2 e P3. Os horizontes subsuperficiais do P1 e P4 são distróficos, enquanto em P2 e P3 verificou-se elevada saturação por bases, evidenciando caráter eutrófico. À exceção do P2, os demais apresentaram argila de baixa atividade. em todos os perfis verificaram-se atributos morfológicos, físicos, químicos e mineralógicos condicionados pelo material de origem e relevo, demonstrando a influência desses fatores na pedogênese.

Camadas de tempestito grosso (coarse grained storm beds): exemplos do Permiano da bacia do Paraná

Tempestitos grossos constituem camadas delgadas de conglomerado gradando a arenito, com estratificação cruzada seguida de laminação ondulada truncante a simétrica e de drape/flaser de siltito/folhelho. Cinco exemplos extraídos do Permiano da bacia do Paraná ilustram esse tipo de depósito: três deles são de rochas siliciclásticas, contendo bioclastos de bivalves e vertebrados (Formação Rio Bonito-Membro Triunfo e Formação Palermo), enquanto os outros dois são de rochas carbonática e fosfática (respectivamente, formações Teresina e Corumbataí do Grupo Passa Dois). O componente tracional da base do tempestito grosso apresenta-se como arenite quartzoso/lítico ou grainstone oolítico com cimento calcífero preenchendo poros (casos das formações Palermo e Teresina). em sua maioria, os tempestitos grossos constituem pavimentos transgressivos intercalados em folhelhos ou tempestitos finos (arenitos muito finos a folhelhos com estratificação ondulada truncante-hummocky). em outro caso, extraído de subsuperfície, o pavimento transgressivo ocorre na base de uma sucessão progradante de barra de plataforma. O tempestito grosso da Formação Teresina constitui um evento transgressivo sobreposto a depósitos de barra de plataforma.