Avaliação do enriquecimento aluminoso em perfil laterítico desferruginizado na Chapada Sedimentar do Triângulo Mineiro e potencial econômico

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

Degradação urbana decorrente da atividade de mineração para a construção civil em Teresina - PI

Pós-graduação em Geografia - IGCE

Orange opals from Buriti dos Montes, Piauí: solid inclusions as genetic guides

As opalas laranjas de Buriti dos Montes (Piauí, nordeste do Brasil) têm propriedades gemológicas que favorecem seu uso como jóias; essas características incluem as cores, transparência, dureza e estabilidade relativamente elevadas. O exótico conteúdo de inclusões sólidas proporciona maior beleza às opalas da região. Essas opalas foram originadas por processos hidrotermais e são encontradas, principalmente, em vênulas e veios nos arenitos do Grupo Serra Grande, seccionados por soleiras e diques de diabásio da Formação Sardinha. Inclusões sólidas, tais como bolhas, agregados botrioidais, dendritos e nódulos, entre outras, consistem, principalmente, de caulinita, hematita/goethita e quartzo e influenciam a composição química das opalas. O zoneamento intenso dos cristais de quartzo e os elevados valores de Ba e Fe sugerem que os depósitos de opala foram formados em ambiente hidrotermal. Os diques de diabásio teriam sido responsáveis pelo aquecimento dos fluidos hidrotermais. Os arenitos, ricos em soluções aquosas, também teriam contribuído com a sílica disponível para a saturação dessas soluções e as fraturas permitiram a migração e aprisionamento dos fluidos hidrotermais, resultando nos veios mineralizados.

Atributos de solos hidromórficos no Pantanal Norte Matogrossense

Os solos hidromórficos, comuns na Amazônia e no Pantanal, estão sujeitos à alternância natural de períodos de alagamento e secamento, que conduzem a uma formação e características diferenciadas. Estes solos guardam estreita relação com a natureza do material de origem e com os processos de deposição e sedimentação. O objetivo neste trabalho foi avaliar as características químicas, morfológicas e mineralógicas de três perfis de solos do Pantanal Norte Matogrossense (Planossolo, Plintossolo e Gleissolo), a fim de interpretar as relações entre suas propriedades e o ambiente em que foram formados. Os Planossolos e Gleissolos possuem maior fertilidade natural, evidenciada pelos valores expressivos de CTC (capacidade de troca de cátions) e saturação por bases. Os menores teores de Fe2O3 do Planossolo estão relacionados com a redução e remoção do Fe durante sua gênese A mineralogia da fração areia dos solos é constituída principalmente de quartzo, nódulos e concreções de Fe e de Mn, e em menor grau, biotita, muscovita e traços de turmalina, magnetita, ilmenita, epídoto, zircão e rutilo. Os solos apresentaram perfil mineralógico semelhante na fração argila, constituído por caulinita, esmectita, ilita e interestratificados do tipo ilita-esmectita. A mineralogia da fração argila dos solos foi compatível com as diferenças químicas constatadas entre eles, pois o Planossolo apresentou argila de maior atividade relativa às esmectitas e interestratificados ilita/esmectita, com maior soma de bases trocáveis e CTC, enquanto o Plintossolo e o Gleissolo, cujo mineral predominante foi a caulinita, apresentaram baixo teor de bases trocáveis e menor CTC.

Caracterização de neossolos regolíticos da região semiárida do Estado de Pernambuco

Estudos de caracterização de solos em regiões ainda pouco exploradas, além de disponibilizarem e ampliarem a base de informações sobre as mais distintas ordens de solos do território nacional, também permitem sistematizar informações sobre suas propriedades, que poderão servir de subsídio para o desenvolvimento de práticas de manejo e uso sustentável das terras. Entre os principais solos recorrentes na região semiárida pernambucana, destacam-se os Neossolos Regolíticos, os quais perfazem aproximadamente 27 % da superfície do Estado e recobrem importantes áreas voltadas à produção agrícola, especialmente à agricultura familiar. Considerando a possibilidade de ocorrência de Neossolos Regolíticos com distintas propriedades físicas, químicas ou mineralógicas, em razão da existência de distintos contextos geológicos e climáticos ao longo do Estado de Pernambuco, o presente trabalho teve como objetivo caracterizar física, química e mineralogicamente Neossolos Regolíticos ao longo da região semiárida do Estado de Pernambuco, bem como relacionar os solos com sua litologia. Para isso, foram selecionados cinco perfis de Neossolos Regolíticos em diversos municípios do Estado de Pernambuco (P1=São Caetano, P2=Lagoa do Ouro, P3=Caetés, P4=São João e P5=Parnamirim). Os perfis foram descritos morfologicamente, coletando-se amostras de todos os horizontes do solo e da rocha do embasamento. Foram realizadas análises físicas e químicas para fins de classificação de solos, análises mineralógicas das frações grossas (cascalho e areia) por microscopia óptica e das frações silte e argila por difração de raios X, além de análises petrográficas das amostras de rochas. De acordo com os resultados, observou-se a ocorrência de solos semelhantes e com pequeno grau de desenvolvimento pedogenético, variando de medianamente a muito profundos, com sequência de horizontes A-AC-C e Cr e textura arenosa a média. Dois perfis apresentaram caráter solódico em profundidade. Todos os solos apresentaram baixos teores de matéria orgânica e P disponível. Apesar dos baixos teores de cátions trocáveis, todos os perfis são eutróficos. A assembleia mineralógica das frações cascalho, areia e silte é constituída essencialmente por quartzo, seguido de feldspatos e mica, corroborando a constituição petrográfica analisada. A caulinita é o principal argilomineral da fração argila em todos os perfis e horizontes estudados, indicando um importante processo de monossialitização em solos autóctones, em clima caracteristicamente semiárido. No perfil P2, devido à posição mais baixa do solo na paisagem, ocorreram minerais esmectíticos com misturas de fases entre montmorilonita, beidelita ou nontronita, identificados pela análise de DRX, empregando o teste de Greene-Kelly.

Alteração mineralógica de Neossolos em uma climo-litossequência no Planalto do Rio Grande do Sul

No Estado do Rio Grande do Sul (RS), os Neossolos Litólicos e Neossolos Regolíticos são solos que têm sofrido forte pressão de uso, demandando maior conhecimento sobre sua gênese e mineralogia. O objetivo deste trabalho foi determinar o grau de intemperismo de Neossolos Litólicos e Neossolos Regolíticos, avaliando-se a alteração dos minerais em perfis dispostos em uma climo-litossequência no Planalto do RS, através de técnicas de dissolução química e difração de raios X. Foram identificados dois grupos de solos com graus de alteração distintos. O primeiro é constituído pelos perfis da porção Oeste da climo-litossequência (P1, P2 e P3) e encontra-se no estádio entre a bissialitização e a monossialitização, com predomínio de esmectita com hidroxi-Al entrecamadas (EHE), caulinita e hematita na fração argila. O segundo é representado pelos perfis da porção Leste (P4 e P5), encontrando-se no estádio entre a monossialitização e a ferralitização, com predomínio de caulinita e goethita e presença de gibbsita e EHE na fração argila. Os resultados sugerem maior influência do clima na alteração dos perfis. Os índices ki e kr não foram eficientes em representar a condição de alteração secundária dos perfis de Neossolos.

Morphology, mineralogy and micromorphology of soils associated to summit depressions of the Northeastern Brazilian Coastal Plains

The scarcity of comprehensive characterizations of soils associated to gentle summit depressions of the Northeastern Brazilian Coastal Plains justifies this work, which had as objective to provide basic information for the more diverse agricultural and non-agricultural uses. For that, representative soils (Spodosols or similar soils) from these environments were selected in Alagoas, Sergipe and Bahia states. This approach included characterization of morphological, mineralogical and micromorphological properties of the soil profiles, employing standard procedures. The morphological characterization corroborated the effect of the podzolization process during the formation of these soils. The mineralogy of the clay fraction of these soils was basically composed of kaolinite and quartz, which, associated to the very sandy texture, helped in the understanding of the obtained data. The soil micromorphological study, besides confirming the field morphology, mainly in regard to the strong cementation, aggregated value to the work in terms of the secure identification of the clay illuviation process (non-identified in the field), in association with the dominant podzolization process.

Nanoscale surface properties and interaction with fundamental biomolecules of chlorite and phlogopite

The surface properties of minerals have important implications in geology, environment, industry and biotechnology and for certain aspects in the research on the origin of life. This research project aims to widen the knowledge on the nanoscale surface properties of chlorite and phlogopite by means of advanced methodologies, and also to investigate the interaction of fundamental biomolecules, such as nucleotides, RNA, DNA and amino acid glycine with the surface of the selected phyllosilicates. Multiple advanced and complex experimental approaches based on scanning probe microscopy and spatially resolved spectroscopy were used and in some cases specifically developed. The results demonstrate that chlorite exposes at the surface atomically flat terraces with 0.5 nm steps typically generated by the fragmentation of the octahedral sheet of the interlayer (brucitic-type). This fragmentation at the nanoscale generates a high anisotropy and inhomogeneity with surface type and isomorphous cationic substitutions determining variations of the effective surface potential difference, ranging between 50-100 mV and 400-500 mV, when measured in air, between the TOT surface and the interlayer brucitic sheet. The surface potential was ascribed to be the driving force of the observed high affinity of the surface with the fundamental biomolecules, like single molecules of nucleotides, DNA, RNA and amino acids. Phlogopite was also observed to present an extended atomically flat surface, featuring negative surface potential values of some hundreds of millivolts and no significant local variations. Phlogopite surface was sometimes observed to present curvature features that may be ascribed to local substitutions of the interlayer cations or the presence of a crystal lattice mismatch or structural defects, such as stacking faults or dislocation loops. Surface chemistry was found similar to the bulk. The study of the interaction with nucleotides and glycine revealed a lower affinity with respect to the brucite-like surface of chlorite.

Ab initio quantum mechanical investigation of structural and chemical-physical properties of selected minerals for minero-petrological, structural ceramic and biomaterial applications

The purpose of this thesis is the atomic-scale simulation of the crystal-chemical and physical (phonon, energetic) properties of some strategically important minerals for structural ceramics, biomedical and petrological applications. These properties affect the thermodynamic stability and rule the mineral-environment interface phenomena, with important economical, (bio)technological, petrological and environmental implications. The minerals of interest belong to the family of phyllosilicates (talc, pyrophyllite and muscovite) and apatite (OHAp), chosen for their importance in industrial and biomedical applications (structural ceramics) and petrophysics. In this thesis work we have applicated quantum mechanics methods, formulas and knowledge to the resolution of mineralogical problems ("Quantum Mineralogy”). The chosen theoretical approach is the Density Functional Theory (DFT), along with periodic boundary conditions to limit the portion of the mineral in analysis to the crystallographic cell and the hybrid functional B3LYP. The crystalline orbitals were simulated by linear combination of Gaussian functions (GTO). The dispersive forces, which are important for the structural determination of phyllosilicates and not properly con-sidered in pure DFT method, have been included by means of a semi-empirical correction. The phonon and the mechanical properties were also calculated. The equation of state, both in athermal conditions and in a wide temperature range, has been obtained by means of variations in the volume of the cell and quasi-harmonic approximation. Some thermo-chemical properties of the minerals (isochoric and isobaric thermal capacity) were calculated, because of their considerable applicative importance. For the first time three-dimensional charts related to these properties at different pressures and temperatures were provided. The hydroxylapatite has been studied from the standpoint of structural and phonon properties for its biotechnological role. In fact, biological apatite represents the inorganic phase of vertebrate hard tissues. Numerous carbonated (hydroxyl)apatite structures were modelled by QM to cover the broadest spectrum of possible biological structural variations to fulfil bioceramics applications.

39Ar-40Ar geochronology of mono- and polymetamorphic basement rocks

The 39Ar-40Ar technique is often used to date the metamorphic evolution of basement rocks. The present review article examines systematic aspects of the K-Ar decay system in different mineral chronometers frequently found in mono- and polymetamorphic basements (amphibole, biotite, muscovite/phengite, K-feldspar). A key observation is that the measured dissolution rate of silicates in aqueous fluids is many orders of magnitude faster, and has a much lower activation energy, than the rate of Fickian diffusion of Ar. The effects of this inequality are patchy age zonations, very much like those observed in many U-Pb chronometers, unaccompanied by intra-crystalline bell¬shaped Ar loss profiles. Recognizing the importance of the respective rate constants in field situations leads to re-evaluating the ages and the interpretive paradigms in classic examples such as the Central Alpine "Lepontine" amphibolite event and the Western Alpine eclogitic event.