Uranium-lead dating method at the Pará-Iso isotope geology laboratory, UFPA, Belém – Brazil

ABSTRACT: Analytical procedures for U-Pb isotope dilution analyses at the Pará-Iso isotope geology laboratory of the Federal University of Pará (UFPA) are described in detail. The procedures are applied to zircon, titanite, rutile, apatite, columbite-tantalite and whole rock. Reagent preparation and chemical processing are done in clean-room conditions. Samples are dissolved using Teflon™ microcapsules in steel jacket Teflon™ Parr Instrument™ bomb or Teflon™ screw cap containers. U and Pb are separated using anion exchange AG 1x8 resin columns. Typical blanks for mineral sample amounts of 0.01 to 1.0 mg are less than 1 pg U and 20-30 pg Pb. Isotope analysis of the U and Pb from the same filament are carried out using a Finnigan MAT 262 mass-spectrometer in static and dynamic modes. The current analytical level is demonstrated on analyses of international standard zircon 91500 with three different ²³⁵U-²⁰⁵Pb and ²³⁵U-²⁰⁸Pb isotope tracers and whole rock standards. Results of analyses of two zircon samples are also presented.

Simulação de perfis nucleares de poço em formações complexas

A identificação e descrição dos caracteres litológicos de uma formação são indispensáveis à avaliação de formações complexas. Com este objetivo, tem sido sistematicamente usada a combinação de ferramentas nucleares em poços não-revestidos. Os perfis resultantes podem ser considerados como a interação entre duas fases distintas: • Fase de transporte da radiação desde a fonte até um ou mais detectores, através da formação. • Fase de detecção, que consiste na coleção da radiação, sua transformação em pulsos de corrente e, finalmente, na distribuição espectral destes pulsos. Visto que a presença do detector não afeta fortemente o resultado do transporte da radiação, cada fase pode ser simulada independentemente uma da outra, o que permite introduzir um novo tipo de modelamento que desacopla as duas fases. Neste trabalho, a resposta final é simulada combinando soluções numéricas do transporte com uma biblioteca de funções resposta do detector, para diferentes energias incidentes e para cada arranjo específico de fontes e detectores. O transporte da radiação é calculado através do algoritmo de elementos finitos (FEM), na forma de fluxo escalar 2½-D, proveniente da solução numérica da aproximação de difusão para multigrupos da equação de transporte de Boltzmann, no espaço de fase, dita aproximação P₁, onde a variável direção é expandida em termos dos polinômios ortogonais de Legendre. Isto determina a redução da dimensionalidade do problema, tornando-o mais compatível com o algoritmo FEM, onde o fluxo dependa exclusivamente da variável espacial e das propriedades físicas da formação. A função resposta do detector NaI(Tl) é obtida independentemente pelo método Monte Carlo (MC) em que a reconstrução da vida de uma partícula dentro do cristal cintilador é feita simulando, interação por interação, a posição, direção e energia das diferentes partículas, com a ajuda de números aleatórios aos quais estão associados leis de probabilidades adequadas. Os possíveis tipos de interação (Rayleigh, Efeito fotoelétrico, Compton e Produção de pares) são determinados similarmente. Completa-se a simulação quando as funções resposta do detector são convolvidas com o fluxo escalar, produzindo como resposta final, o espectro de altura de pulso do sistema modelado. Neste espectro serão selecionados conjuntos de canais denominados janelas de detecção. As taxas de contagens em cada janela apresentam dependências diferenciadas sobre a densidade eletrônica e a fitologia. Isto permite utilizar a combinação dessas janelas na determinação da densidade e do fator de absorção fotoelétrico das formações. De acordo com a metodologia desenvolvida, os perfis, tanto em modelos de camadas espessas quanto finas, puderam ser simulados. O desempenho do método foi testado em formações complexas, principalmente naquelas em que a presença de minerais de argila, feldspato e mica, produziram efeitos consideráveis capazes de perturbar a resposta final das ferramentas. Os resultados mostraram que as formações com densidade entre 1.8 e 4.0 g/cm³ e fatores de absorção fotoelétrico no intervalo de 1.5 a 5 barns/e^-, tiveram seus caracteres físicos e litológicos perfeitamente identificados. As concentrações de Potássio, Urânio e Tório, puderam ser obtidas com a introdução de um novo sistema de calibração, capaz de corrigir os efeitos devidos à influência de altas variâncias e de correlações negativas, observadas principalmente no cálculo das concentrações em massa de Urânio e Potássio. Na simulação da resposta da sonda CNL, utilizando o algoritmo de regressão polinomial de Tittle, foi verificado que, devido à resolução vertical limitada por ela apresentada, as camadas com espessuras inferiores ao espaçamento fonte - detector mais distante tiveram os valores de porosidade aparente medidos erroneamente. Isto deve-se ao fato do algoritmo de Tittle aplicar-se exclusivamente a camadas espessas. Em virtude desse erro, foi desenvolvido um método que leva em conta um fator de contribuição determinado pela área relativa de cada camada dentro da zona de máxima informação. Assim, a porosidade de cada ponto em subsuperfície pôde ser determinada convolvendo estes fatores com os índices de porosidade locais, porém supondo cada camada suficientemente espessa a fim de adequar-se ao algoritmo de Tittle. Por fim, as limitações adicionais impostas pela presença de minerais perturbadores, foram resolvidas supondo a formação como que composta por um mineral base totalmente saturada com água, sendo os componentes restantes considerados perturbações sobre este caso base. Estes resultados permitem calcular perfis sintéticos de poço, que poderão ser utilizados em esquemas de inversão com o objetivo de obter uma avaliação quantitativa mais detalhada de formações complexas.

Certificações socioambientais: desenvolvimento sustentável e competitividade da indústria mineira na Amazônia

Este estudo trata do crescimento econômico de um setor que consome recursos naturais não-renováveis, o setor minerometálico, e do processo de desenvolvimento sustentável na Amazônia oriental, no estado do Pará. Desde os anos 1980, o segmento minerometálico do Pará vem crescendo de forma acelerada. As empresas ali instaladas - Companhia Vale do Rio Doce (CVRD), Mineração Rio do Norte (MRN) e Alumínio Brasileiro S.A. (Albras) - são líderes globais nas suas respectivas áreas de atuação e necessitam estar ajustadas às normas socioambientais; por isso, quase todas são certificadas social e ambientalmente. A conquista dessas certificações é um forte indício de que essas empresas compartilham dos preceitos da sustentabilidade. Dessa forma, o objetivo deste estudo é verificar a relação entre essas certificações e o processo de desenvolvimento sustentável das áreas onde essas empresas estão instaladas, considerando-se que são regiões carentes. A partir dos fundamentos conceituais do desenvolvimento sustentável e de uma perspectiva espacial e setorial, a pesquisa apresenta os principais indicadores do segmento minerometálico do Pará, além do perfil socioambiental de suas mais importantes empresas. É feito ainda um breve histórico da recente evolução do processo de certificações socioambientais no Brasil. A partir de uma série de indicadores, é discutido não apenas se essas certificações contribuem para o desenvolvimento sustentável, mas se também se são importantes para que essas organizações se mantenham competitivas. A conclusão é que os aspectos positivos dessas ações ainda são muito mais visíveis no desempenho econômico das empresas do que no desenvolvimento socioeconômico do entorno delas. Da mesma forma, é verificado que as certificações socioambientais inspiradas no desenvolvimento sustentável ainda têm um viés muito mais ecológico do que social.

O Refinamento de Rietveld como um método para o controle de qualidade de minérios de ferro

O método de Rietveld é uma técnica robusta para a análise quantitativa de fases minerais, através da difração de raios x. A quantificação de minérios de ferro com duas ou mais fases é possível de ser realizada em uma pequena fração de tempo. Esse trabalho apresenta os princípios básicos para a preparação e quantificação de misturas de hematita, magnetita, goethita e quartzo, como constituintes principais de minérios de ferro. Métodos de preparação de amostras especiais são necessários devido a diferenças de variedades de hematita. Diferentes parâmetros de preparação de amostras têm de ser avaliados antes da análise quantitativa. Recomenda-se o preenchimento da amostra, nos porta-amostras, através do método "side loading" ou "back loading". O tempo de moagem depende da variedade de hematita e deve variar entre 4 e 12 minutos. Uma quantificação com misturas de três fases foi realizada e revelou bons resultados, com valores máximos de desvio-padrão relativo de 3%.

Viabilidade da aplicação do GPR para o mapeamento de camadas de bauxita laterítica e de goethita

O método eletromagnético GPR foi testado no mapeamento de camadas em depósitos de minérios, localizados em dois diferentes ambientes geológicos. Foram realizadas medidas com o intuito de mapear camadas que compõem depósitos de origem supergênica de bauxita laterítica e goethita. Os levantamentos para o mapeamento das camadas de bauxita foram realizados no município de Paragominas, no Pará. As medidas para o mapeamento das camadas de goethita foram realizadas no interior de uma fazenda particular, localizada entre os municípios de Xambioá e Vanderlândia, estado do Tocantins, próximo ao Cinturão Araguaia. O estudo teve como principal objetivo identificar os parâmetros profundidade e espessura das zonas mineralizadas, que podem auxiliar no trabalho de explotação dos minérios. Os resultados obtidos podem ser considerados bastante satisfatórios, pois o método apresentou boa resposta para os dois tipos de minérios investigados, tornando-se possível a caracterização das camadas e a verificação de suas profundidades e espessuras.