Novel materials based on chitosan, its derivatives and cellulose fibres

O presente trabalho tem como principal objectivo o desenvolvimento de novos materiais baseados em quitosano, seus derivados e celulose, na forma de nanofibras ou de papel. Em primeiro lugar procedeu-se à purificação das amostras comerciais de quitosano e à sua caracterização exaustiva em termos morfológicos e físicoquímicos. Devido a valores contraditórios encontrados na literatura relativamente à energia de superfície do quitosano, e tendo em conta a sua utilização como precursor de modificações químicas e a sua aplicação em misturas com outros materiais, realizou-se também um estudo sistemático da determinação da energia de superfície do quitosano, da quitina e seus respectivos homólogos monoméricos, por medição de ângulos de contacto Em todas as amostras comerciais destes polímeros identificaram-se impurezas não polares que estão associadas a erros na determinação da componente polar da energia de superfície. Após a remoção destas impurezas, o valor da energia total de superfície (gs), e em particular da sua componente polar, aumentou consideravelmente. Depois de purificadas e caracterizadas, algumas das amostras de quitosano foram então usadas na preparação de filmes nanocompósitos, nomeadamente dois quitosanos com diferentes graus de polimerização, correspondentes derivados solúveis em água (cloreto de N-(3-(N,N,N-trimetilamónio)-2- hidroxipropilo) de quitosano) e nanofibras de celulose como reforço (celulose nanofibrilada (NFC) e celulose bacteriana (BC). Estes filmes transparentes foram preparados através de um processo simples e com conotação ‘verde’ pela dispersão homogénea de diferentes teores de NFC (até 60%) e BC (até 40%) nas soluções de quitosano (1.5% w/v) seguida da evaporação do solvente. Os filmes obtidos foram depois caracterizados por diversas técnicas, tais como SEM, AFM, difracção de raio-X, TGA, DMA, ensaios de tracção e espectroscopia no visível. Estes filmes são altamente transparentes e apresentam melhores propriedades mecânicas e maior estabilidade térmica do que os correspondentes filmes sem reforço. Outra abordagem deste trabalho envolveu o revestimento de folhas de papel de E. globulus com quitosano e dois derivados, um derivado fluorescente e um derivado solúvel em água, numa máquina de revestimentos (‘máquina de colagem’) à escala piloto. Este estudo envolveu inicialmente a deposição de 1 a 5 camadas do derivado de quitosano fluorescente sobre as folhas de papel de forma a estudar a sua distribuição nas folhas em termos de espalhamento e penetração, através de medições de reflectância e luminescência. Os resultados mostraram que, por um lado, a distribuição do quitosano na superfície era homogénea e que, por outro lado, a sua penetração através dos poros do papel cessou após três deposições. Depois da terceira camada verificou-se a formação de um filme contínuo de quitosano sobre a superfície do papel. Estes resultados mostram que este derivado de quitosano fluorescente pode ser utilizado como marcador na optimização e compreensão de mecanismos de deposição de quitosano em papel e outros substratos. Depois de conhecida a distribuição do quitosano nas folhas de papel, estudou-se o efeito do revestimento de quitosano e do seu derivado solúvel em água nas propriedades finais do papel. As propriedades morfológicas, mecânicas, superficiais, ópticas, assim como a permeabilidade ao ar e ao vapor de água, a aptidão à impressão e o envelhecimento do papel, foram exaustivamente avaliadas. De uma forma geral, os revestimentos com quitosano e com o seu derivado solúvel em água tiveram um impacto positivo nas propriedades finais do papel, que se mostrou ser dependente do número de camadas depositadas. Os resultados também mostraram que os papéis revestidos com o derivado solúvel em água apresentaram melhores propriedades ópticas, aptidão à impressão e melhores resultados em relação ao envelhecimento do que os papéis revestidos com quitosano. Assim, o uso de derivados de quitosano solúveis em água em processos de revestimento de papel representa uma estratégia bastante interessante e sustentável para o desenvolvimento de novos materiais funcionais ou na melhoria das propriedades finais dos papéis. Por fim, tendo como objectivo valorizar os resíduos e fracções menos nobres da quitina e do quitosano provenientes da indústria transformadora, estes polímeros foram convertidos em polióis viscosos através de uma reacção simples de oxipropilação. Este processo tem também conotação "verde" uma vez que não requer solvente, não origina subprodutos e não exige nenhuma operação específica (separação, purificação, etc) para isolar o produto da reacção. As amostras de quitina e quitosano foram pré-activadas com KOH e depois modificadas com um excesso de óxido de propileno (PO) num reactor apropriado. Em todos os casos, o produto da reacção foi um líquido viscoso composto por quitina ou quitosano oxipropilados e homopolímero de PO. Estas duas fracções foram separadas e caracterizadas.

Bottom up strategies for the morphology control of BaTiO3 particulates

As propriedades funcionais dos materiais ferroeléctricos tais como a polarização reversível, piroelectricidade, piezoelectricidade, elevada actividade óptica não linear e comportamento dieléctrico não linear são fundamentais para a sua aplicação em sensores, microactuadores, detectores de infravermelhos, filtros de fase de microondas e memórias não-voláteis. Nos últimos anos, motivado pelas necessidades industriais de redução do tamanho dos dispositivos microelectrónicos, aumentando a eficiência volumétrica, tem sido feito um grande esforço ao nível da investigação para desenvolver estruturas ferroeléctricas à escala micro- e nano- métrica. É sabido que a redução de tamanho em materiais ferroeléctricos afecta significamente as suas propriedades. Neste sentido e considerando que foi previsto teoreticamente por cálculos ab initio que estruturas do tipo nanocilindros e nanodiscos apresentariam um novo tipo de ordem ferroeléctrica e, na expectativa de alcançar conhecimento para o desenvolvimento de uma nova geração de dispositivos microelectróncos, existe um grande interesse em desenvolver métodos de fabrico de nanoestruturas ferroeléctricas unidimensionais (1D) tais como nanocilindros e nanotubos. As estratégias de fabrico de nanoestruturas 1D até agora descritas na literatura indicam claramente as dificuldades inerentes à sua preparação. Existem duas grandes vias de síntese destas nanoestruturas: i) o método “topdown” que consiste na redução de tamanho de um dado material até à obtenção duma estrutura 1D; e ii) o método “bottom-up” em que átomos, iões e moléculas são agrupados para formar um material 1D. O método “top down” envolve em geral técnicas de desgaste, como o uso do feixe de electrões, que apesar de permitirem elevada precisão no posicionamento e no controlo do tamanho, falham em termos de resolução, exigem muito tempo e causam facilmente defeitos que deterioram as propriedades físicas destes materiais. Na metodologia “bottom up” a utilização de moléculas ou estruturas “molde” tem sido a mais explorada. As estructuras 1D podem também ser preparadas sem recorrer a “moldes”. Neste caso a agregação orientada é promovida pelo recurso a aditivos que controlam o crescimento dos cristais em direcções preferenciais. Neste contexto, neste trabalho utilizaram-se duas estratégias “bottom up” de baixo custo para a preparação de nanopartículas de titanato de bário (BaTiO3) com morfologia controlada: 1) síntese química (em solução e em fase vapor) com utilização de nanotubos de titanato TiNTs) como “moldes” e precursores de titânio 2) síntese química em solução com presença de aditivos. Os nanotubos de titanato de sódio foram preparados por síntese hidrotermal. Como existiam muitas dúvidas acerca da natureza estrutural e do mecanismo de formação dos NTs, a parte inicial do trabalho foi dedicada à realização de um estudo sistemático dos parâmetros intervenientes na síntese e à caracterização da sua estrutura e microestrutura. Foi demonstrado que os NTs têm a fórmula geral A2Ti2O5 (A = H+ or Na+), e não TiO2 (anátase) com defendido por vários autores na literatura, e podem ser preparados por método hidrotermal em meio fortemente alcalino usando como fonte de titânio TiO2 comercial na forma de anátase ou rútilo. A menor reactividade do rútilo exige temperaturas de síntese superiores ou tempos de reacção mais longos. A forma tubular resulta do tratamento hidrotermal e não de processos de lavagem e neutralização subsequentes. Se os NTs forem tratados após a síntese hidrotérmica em água a 200 ºC, transformam-se em nanocilindros. Uma das partes principais desta tese consistiu na investigação do papel dos NTs de titanato no crescimento anisotrópico de BaTiO3. O potencial funcionamento dos NTs como “moldes” para além de precursores foi testado em reacção com hidróxido de bário em síntese em solução e por reacção com um precursor orgânico de bário em fase vapor. Tendo por base os estudos cinéticos realizados, bem como as alterações estruturais e morfológicas das amostras, é possível concluir que a formação do BaTiO3 a partir de NTs de titanato de sódio, ocorre por dois mecanismos dependendo da temperatura e tempo de reacção. Assim, a baixa temperatura e curto tempo de reacção verifica-se que se formam partículas dendríticas de BaTiO3 cuja superfície é bastante irregular (“wild”) e que apresentam estrutura pseudo-cúbica. Estas partículas formam-se por reacção topotáctica na fronteira dos nanotubos de titanato de sódio. A temperaturas mais altas e/ou reacções mais longas, a reacção é controlada por um mecanismo de dissolução e precipitação com formação de dendrites de BaTiO3 tetragonais com superfície mais regular (“seaweed”). A microscopia de força piezoeléctrica mostrou que as dendrites “seaweeds“ possuem actividade piezoeléctrica superior à das dendrites “wild”, o que confirma o papel desempenhado pela estrutura e pela concentração de defeitos na rede na coerência e ordem ferroeléctrica de nanoestruturas. Os nossos resultados confirmam que os NTs de titanato não actuam facilmente como “moldes” na síntese em solução de BaTiO3 já que a velocidade de dissolução dos NTs em condições alcalinas é superior à velocidade de formação do BaTiO3. Assumindo que a velocidade de reacção dos NTs com o precursor de bário é superior em fase vapor, efectuou-se a deposição de um precursor orgânico de bário por deposição química de vapor sobre um filme de NTs de titnato de sódio depositados por deposição electroforética. Estudou-se a estabilidade dos NTs nas diferentes condições do reactor. Quando os NTs são tratados a temperaturas superiores a 700 ºC, ocorre a transformação dos NTs em nanocilindros de anatase por um mecanismo de agregação orientada. Quando se faz a deposição do precursor de bário, seguida de calcinação a 700 ºC em atmosfera oxidante de O2, verifica-se que a superficie dos NTs fica coberta com nanocristais de BaTiO3 independentemente da concentração de bário. O papel dos NTs de titanato no crescimento anisotrópico de BaTiO3 em fase vapor é assim descrito pela primeira vez. Em relação à metodologias de crescimento de partículas na ausência de “moldes” mas com aditivos fez-se um estudo sistemático utilizando 5 aditivos de natureza differente. As diferenças entre aditivos foram sistematizadas tendo em conta as diferenças estruturais e morfológicas verificadas. Está provado que os aditivos podem funcionar como modificadores de crescimento cristalino por alteração do seu padrão de crescimento ou por alteração da cinética de crescimento das faces cristalográficas do cristal. Entre os aditivos testados verificou-se que o ácido poliacrilíco adsorve em faces específicas do BaTiO3 alterando a cinética de crescimento e induzindo a agregação orientada das partículas. O polivinilpirrolidona, o docecilsulfato de sódio e hidroxipropilmetilcelulose actuam mais como inibidores de crescimento do que como modificadores do tipo de crescimento. A D-frutose aumenta a energia de activação da etapa de nucleação não ocorrendo formação de BaTiO3 para as mesmas condições dos outros aditivos. Esta tese clarifica o papel dos NTs de titanato de sódio enquanto precursores e “moldes” no crescimento anisotrópico de BaTiO3 em solução e em fase vapor. É feita também a abordagem do controlo morfológico do BaTiO3 através do uso de aditivos. As estratégias de preparação de BaTiO3 propostas são de baixo custo, reprodutíveis e fáceis de efectuar. Os resultados contribuem para uma melhor compreensão da relação tamanho – morfologia – propriedade em materiais ferroeléctricos nanométricos com vista à sua potencial aplicação.

Lichen biodiversity and biomonitoring of atmospheric pollution

Esta tese debruça-se sobre a biodiversidade de líquenes epífitos de pinhais dunares portugueses e sobre uso de líquenes como biomonitores de poluição atmosférica nesse habitat. A Mata Nacional das Dunas de Quiaios (Figueira da Foz) foi o ponto de partida dos estudos de biodiversidade efetuados nesta tese, mas alguns deles estenderam-se à maior parte da costa portuguesa. Como resultado, encontrou-se uma espécie nova para a ciência, Lecanora sorediomarginata Rodrigues, Terrón & Elix, epifítica sobre Pinus pinaster Aiton e P. pinea L, que se encontra distribuída na maior parte da costa. Esta espécie caracteriza-se morfologicamente por um talo crustáceo, de cor esbranquiçada a acinzentada ou esverdeada e que desenvolve sorálios a partir de pequenas verrugas marginais. Quimicamente caracteriza-se pela presença dos ácidos 3,5-dicloro-2'-O-metilnorestenospórico [maior], 3,5-dicloro-2 -O-metilanziaico [menor], 3,5-dicloro-2 -O-metilnordivaricático [menor], 5-cloro-2'-Ometilanziaico [traço] e úsnico [traço]; atranorina [menor] e cloroatranorina [menor]. É quimicamente semelhante a L. lividocinerea Bagl., com a qual apresenta afinidades filogenéticas com base na análise da sequência ITS do rDNA, e a L. sulphurella Hepp. Adicionalmente, espécies Chrysothrix flavovirens Tønsberg e Ochrolechia arborea (Kreyer) Almb, também se encontraram epifíticas sobre P. pinaster e P. pinea em vários pinhais ao longo da costa, representando novos registos para a flora liquénica portuguesa, bem como a espécie Lepraria elobata Tønsberg encontrada epifítica sobre P. pinaster apenas nas Dunas de Quiaios. Além disso, as espécies Hypotrachyna lividescens (Kurok.) Hale e H. pseudosinuosa (Asahina) Hale encontraram-se epifíticas sobre P. pinaster e outros forófitos nas Dunas de Quiaios, constituindo novos registos para a flora liquénica da Península Ibérica. Estes resultados põe em evidência a importância dos pinhais dunares como habitat para líquenes epífitos. Num estudo conduzido entre janeiro e julho de 2008 num pinhal dunar (Mata do Urso, Figueira da Foz), em cuja bordadura existe uma fábrica de celulose de papel, usaram-se transplantes de líquenes da espécie Flavoparmelia caperata (L.) Hale para avaliar a acumulação de trinta e três elementos putativamente emitidos por fábricas de papel e pasta de papel. A cinética da fluorescência da clorofila a foi estudada nos líquenes transplantados, através da análise dos parâmetros Fv/Fm, F0, Fm, qP, NPQ, PSII, e Exc, de forma a avaliar os efeitos decorrentes da acumulação de elementos na vitalidade dos líquenes. Pretendeu-se avaliar se a acumulação de elementos e a cinética da fluorescência da clorofila a variavam significativamente com o local e o tempo de exposição, tendo em consideração os resultados obtidos de transplantes colocados num local de referência (Dunas de Quiaios) durante o mesmo período de tempo. (Continua no verso) resumo A maior parte dos elementos — Al, B, Ba, Ca, Co, Cr, Cu, Fe, Hg, Li, Mg, Mn, Mo, Na, Ni, P, S, Sb, Sc, Sr, Ti e V — ocorreu em concentrações significativamente mais elevadas nos transplantes expostos a 500 m da fábrica. Cerca de metade dos elementos estudados — B, Ba, Cr, Fe, Hg, Mg, Mn, Mo, Na, P, Pb, S, Sb e V — encontraram-se em concentrações significativamente mais elevadas nos transplantes expostos durante 180 dias. O solo foi identificado como uma fonte parcial da maior parte dos elementos. Os parâmetros Fv/Fm, Fm, PSII e Exc variaram significativamente com o local e/ou com o tempo de exposição. Observou-se um decréscimo significativo nos parâmetros Fv/Fm e Fm nos transplantes expostos a 500 e 1000 da fábrica, e também naqueles expostos durante 135 e 180 dias. Observou-se também um decréscimo significativo nos parâmetros PSII e Exc expostos durante 180 dias. Estes parâmetros correlacionaram-se de forma negativa e significativa com a acumulação de elementos: Fv/Fm: B, Ba, Co, Fe, Hg, Mg, Mn, Mo, N, P, S, Sb e Zn; Fm: Ba, Co, Hg, Mn, Mo, N, P, S, Sb e Zn; PSII: N e P; Exc: Mn, N, P e S. Estudos acerca da diversidade liquénica efetuados nos mesmos locais onde os transplantes foram colocados no local impactado, revelaram um menor valor de diversidade liquénica a 500 m da fábrica, que foi também o único local onde se encontraram espécies nitrófilas, o que se poderá dever à deposição de amónia e/ou poeiras. À semelhança de outros estudos, este trabalho confirma que os líquenes podem ser usados com sucesso em estudos de biomonitorização, mesmo em locais florestados. Além disso, traz também informações adicionais sobre como a acumulação de elementos pode influenciar a cinética da fluorescência da clorofila a em líquenes.

DRIFT and DRUV spectroscopy methods for studying the interaction of metal compounds with native cellulose

Dissertação de mestrado, Qualidade em Análises, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2015

Diversity in levels of intracellular total creatine and triglycerides in human skeletal muscles observed by 1H-MRS

We used1H-magnetic resonance spectroscopy to noninvasively determine total creatine (TCr), choline-containing compounds (Cho), and intracellular (IT) and extracellular (between-muscle fibers) triglycerides (ET) in three human skeletal muscles. Subjects' (n = 15 men) TCr concentrations in soleus [Sol; 100.2 ± 8.3 (SE) mmol/kg dry wt] were lower (P < 0.05) than those in gastrocnemius (Gast; 125.3 ± 9.2 mmol/kg dry wt) and tibialis anterior (TA; 123.7 ± 8.8 mmol/kg dry wt). The Cho levels in Sol (35.8 ± 3.6 mmol/kg dry wt) and Gast (28.5 ± 3.5 mmol/kg dry wt) were higher (P < 0.001 andP < 0.01, respectively) compared with TA (13.6 ± 2.4 mmol/kg dry wt). The IT values were found to be 44.8 ± 4.6 and 36.5 ± 4.2 mmol/kg dry wt in Sol and Gast, respectively. The IT values of TA (24.5 ± 4.5 mmol/kg dry wt) were lower than those of Sol (P < 0.01) and Gast (P < 0.05). There were no differences in ET [116.0 ± 11.2 (Sol), 119.1 ± 18.5 (Gast), and 91.4 ± 19.2 mmol/kg dry wt (TA)]. It is proposed that the differences in metabolite levels may be due to the differences in fiber-type composition and deposition of metabolites due to the adaptation of different muscles during locomotion.

The artist biopic: a historical analysis of narrative cinema, 1934-2010

The thesis provides an historical overview of the artist biopic that has emerged as a distinct sub-genre of the biopic as a whole, totalling some ninety films from Europe and America alone since the first talking artist biopic in 1934. Their making usually reflects a determination on the part of the director or star to see the artist as an alter-ego. Many of them were adaptations of successful literary works, which tempted financial backers by having a ready-made audience based on a pre-established reputation. The sub-genre’s development is explored via the grouping of films with associated themes and the use of case studies. These examples can then be used as models for exploring similar sets of data from other countries and time periods. The specific topics chosen for discussion include the representation of a single painter, for example, Vincent Van Gogh, to see how the treatment of an artist varies across several countries and over seventy years. British artist biopics are analysed as a case study in relation to the idea of them posing as a national stereotype. Topics within sex and gender studies are highlighted in analysis of the representation of the female artist and the queer artist as well as artists who have lived together as couples. A number of well-known gallery artists have become directors of artist biopics and their films are considered to see what particular insights a professional working artist can bring to the portrayal of artistic genius and creation. In the concluding part of the thesis it is argued that the artist biopic overall has survived the bad press which some individual productions have received and can even be said to have matured under the influence of directors producing a quality product for the art house, festival and avant-garde distribution circuits. As a genre it has proved extremely adaptable and has reflected the changing attitudes towards art and artists within the wider community. It has both encouraged renewed interest in the work of established national artists and also raised the profile of those relatively obscure such as Séraphine de Senlis and Pirosmani.

Electroanalysis of urinary L-dopa using tyrosinase immobilized on gold nanoelectrode ensembles

The performance of an amperometric biosensor constructed by associating tyrosinase (Tyr) enzyme with the advantages of a 3D gold nanoelectrode ensemble (GNEE) is evaluated in a flow-injection analysis (FIA) system for the analysis of l-dopa. GNEEs were fabricated by electroless deposition of the metal within the pores of polycarbonate track-etched membranes. A simple solvent etching procedure based on the solubility of polycarbonate membranes is adopted for the fabrication of the 3D GNEE. Afterward, enzyme was immobilized onto preformed self-assembled monolayers of cysteamine on the 3D GNEEs (GNEE-Tyr) via cross-linking with glutaraldehyde. The experimental conditions of the FIA system, such as the detection potential (−0.200 V vs. Ag/AgCl) and flow rates (1.0 mL min−1) were optimized. Analytical responses for l-dopa were obtained in a wide concentration range between 1 × 10−8 mol L−1 and 1 × 10−2 mol L−1. The limit of quantification was found to be 1 × 10−8 mol L−1 with a resultant % RSD of 7.23% (n = 5). The limit of detection was found to be 1 × 10−9 mol L−1 (S/N = 3). The common interfering compounds, namely glucose (10 mmol L−1), ascorbic acid (10 mmol L−1), and urea (10 mmol L−1), were studied. The recovery of l-dopa (1 × 10−7 mol L−1) from spiked urine samples was found to be 96%. Therefore, the developed method is adequate to be applied in the clinical analysis.

Contribution to the geology of Thailand and implications for the geodynamic evolution of Southeast Asia

Abstract The purpose of this study is to unravel the geodynamic evolution of Thailand and, from that, to extend the interpretation to the rest of Southeast Asia. The methodology was based in a first time on fieldwork in Northern Thailand and Southernmost Myanmar, using a multidisciplinary approach, and then on the compilation and re-interpretation, in a plate tectonics point of view, of existing data about the whole Southeast Asia. The main results concern the Nan-Uttaradit suture, the Chiang Mai Volcanic Belt and the proposition of a new location for the Palaeotethys suture. This led to the establishment of a new plate tectonic model for the geodynamic evolution of Southeast Asia, implying the existence new terranes (Orang Laut and the redefinition of Shan-Thai) and the role of the Palaeopacific Ocean in the tectonic development of the area. The model proposed here considers the Palaeotethys suture as located along the Tertiary Mae Yuam Fault, which represents the divide between the Cimmerian Sibumasu terrane and the Indochina-derived Shan-Thai block. The term Shan-Thai, previously used to define the Cimmerian area (when the Palaeotethys suture was thought to represented by the Nan-Uttaradit suture), was redefined here by keeping its geographical location within the Shan States of Myanmar and Central-Northern Thailand, but attributing it an East Asian Origin. Its detachment from Indochina was the result of the Early Permian opening of the Nan basin. The Nan basin closed during the Middle Triassic, before the deposition of Carnian-Norian molasse. The modalities of the closure of the basin imply a first phase of Middle Permian obduction, followed by final eastwards subduction. The Chiang Mai Volcanic Belt consists of scattered basaltic rocks erupted at least during the Viséan in an extensional continental intraplate setting, on the Shan-Thai part of the Indochina block. The Viséan age was established by the dating of limestone stratigraphically overlying the basalts. In several localities of the East Asian Continent, coeval extensional features occur, possibly implying one or more Early Carboniferous extensional events at a regional scale. These events occurred either due to the presence of a mantle plume or to the roll-back of the Palaeopacific Ocean, subducting beneath Indochina and South China, or both. The Palaeopacific Ocean is responsible, during the Early Permian, for the opening of the Song Ma and Poko back-arcs (Vietnam) with the consequent detachment of the Orang Laut Terranes (Eastern Vietnam, West Sumatra, Kalimantan, Palawan, Taiwan). The Late Triassic/Early Jurassic closure of the Eastern Palaeotethys is considered as having taken place by subduction beneath its southern margin (Gondwana), due to the absence of Late Palaeozoic arc magmatism on its northern (Indochinese) margin and the presence of volcanism on the Cimmerian blocks (Mergui, Lhasa). Résumé Le but de cette étude est d'éclaircir l'évolution géodynamique de la Thaïlande et, à partir de cela, d'étendre l'interprétation au reste de l'Asie du Sud-Est. La méthodologie utilisée est basée dans un premier temps sur du travail de terrain en Thaïlande du nord et dans l'extrême sud du Myanmar, en se basant sur une approche pluridisciplinaire. Dans un deuxième temps, la compilation et la réinterprétation de données préexistantes sur l'Asie du Sud-est la été faite, dans une optique basée sur la tectonique des plaques. Les principaux résultats de ce travail concernent la suture de Nan-Uttaradit, la « Chiang Mai Volcanic Belt» et la proposition d'une nouvelle localité pour la suture de la Paléotethys. Ceci a conduit à l'établissement d'un nouveau modèle pour l'évolution géodynamique de l'Asie du Sud-est, impliquant l'existence de nouveaux terranes (Orang Laut et Shan-Thai redéfini) et le rôle joué par le Paléopacifique dans le développement tectonique de la région. Le modèle présenté ici considère que la suture de la Paléotethys est située le long de la faille Tertiaire de Mae Yuam, qui représente la séparation entre le terrain Cimmérien de Sibumasu et le bloc de Shan-Thai, d'origine Indochinoise. Le terme Shan-Thai, anciennement utilise pour définir le bloc Cimmérien (quand la suture de la Paléotethys était considérée être représentée par la suture de Nan-Uttaradit), a été redéfini ici en maintenant sa localisation géographique dans les états Shan du Myanmar et la Thaïlande nord-centrale, mais en lui attribuant une origine Est Asiatique. Son détachement de l'Indochine est le résultat de l'ouverture du basin de Nan au Permien Inférieur. Le basin de Nan s'est fermé pendant le Trias Moyen, avant le dépôt de molasse Carnienne-Norienne. Les modalités de fermeture du basin invoquent une première phase d'obduction au Permien Moyen, suivie par une subduction finale vers l'est. La "Chiang Mai Volcanic Belt" consiste en des basaltes éparpillés qui ont mis en place au moins pendant le Viséen dans un contexte extensif intraplaque continental sur la partie de l'Indochine correspondant au bloc de Shan-Thai. L'âge Viséen a été établi sur la base de la datation de calcaires qui surmontent stratigraphiquement les basaltes. Dans plusieurs localités du continent Est Asiatique, des preuves d'extension plus ou moins contemporaines ont été retrouvées, ce qui implique l'existence d'une ou plusieurs phases d'extension au Carbonifère Inférieur a une échelle régionale. Ces événements sont attribués soit à la présence d'un plume mantellique, ou au rollback du Paléopacifique, qui subductait sous l'Indochine et la Chine Sud, soit les deux. Pendant le Permien inférieur, le Paléopacifique est responsable pour l'ouverture des basins d'arrière arc de Song Ma et Poko (Vietnam), induisant le détachement des Orang Laut Terranes (Est Vietnam, Ouest Sumatra, Kalimantan, Palawan, Taiwan). La fermeture de la Paléotethys Orientale au Trias Supérieur/Jurassique Inférieur est considérée avoir eu lieu par subduction sous sa marge méridionale (Gondwana), à cause de l'absence de magmatisme d'arc sur sa marge nord (Indochinoise) et de la présence de volcanisme sur les blocs Cimmériens de Lhassa et Sibumasu (Mergui). Résumé large public L'histoire géologique de l'Asie du Sud-est depuis environ 430 millions d'années a été déterminée par les collisions successives de plusieurs continents les uns avec les autres. Il y a environ 430 millions d'années, au Silurien, un grand continent appelé Gondwana, a commencé à se «déchirer» sous l'effet des contraintes tectoniques qui le tiraient. Cette extension a provoqué la rupture du continent et l'ouverture d'un grand océan, appelé Paléotethys, éloignant les deux parties désormais séparées. C'est ainsi que le continent Est Asiatique, composé d'une partie de la Chine actuelle, de la Thaïlande, du Myanmar, de Sumatra, du Vietnam et de Bornéo a été entraîné avec le bord (marge) nord de la Paléotethys, qui s'ouvrait petit à petit. Durant le Carbonifère Supérieur, il y a environ 300 millions d'années, le sud du Gondwana subissait une glaciation, comme en témoigne le dépôt de sédiments glaciaires dans les couches de cet âge. Au même moment le continent Est Asiatique se trouvait à des latitudes tropicales ou équatoriales, ce qui permettait le dépôt de calcaires contenant différents fossiles de foraminifères d'eau chaude et de coraux. Durant le Permien Inférieur, il y a environ 295 millions d'années, la Paléotethys Orientale, qui était un relativement vieil océan avec une croûte froide et lourde, se refermait. La croûte océanique a commencé à s'enfoncer, au sud, sous le Gondwana. C'est ce que l'on appelle la subduction. Ainsi, le Gondwana s'est retrouvé en position de plaque supérieure, par rapport à la Paléotethys qui, elle, était en plaque inférieure. La plaque inférieure en subductant a commencé à reculer. Comme elle ne pouvait pas se désolidariser de la plaque supérieure, en reculant elle l'a tirée. C'est le phénomène du «roll-back ». Cette traction a eu pour effet de déchirer une nouvelle fois le Gondwana, ce qui a résulté en la création d'un nouvel Océan, la Neotethys. Cet Océan en s'ouvrant a déplacé une longue bande continentale que l'on appelle les blocs Cimmériens. La Paléotethys était donc en train de se fermer, la Neotethys de s'ouvrir, et entre deux les blocs Cimmériens se rapprochaient du Continent Est Asiatique. Pendant ce temps, le continent Est Asiatique était aussi soumis à des tensions tectoniques. L'Océan Paléopacifique, à l'est de celui-ci, était aussi en train de subducter. Cette subduction, par roll-back, a déchiré le continent en détachant une ligne de microcontinents appelés ici « Orang Laut Terranes », séparés du continent par deux océans d'arrière arc : Song Ma et Poko. Ceux-ci sont composés de Taiwan, Palawan, Bornéo ouest, Vietnam oriental, et la partie occidentale de Sumatra. Un autre Océan s'est ouvert pratiquement au même moment dans le continent Est Asiatique : l'Océan de Nan qui, en s'ouvrant, a détaché un microcontinent appelé Shan-Thai. La fermeture de l'Océan de Nan, il y a environ 230 millions d'années a resolidarisé Shan-Thai et le continent Est Asiatique et la trace de cet événement est aujourd'hui enregistrée dans la suture (la cicatrice de l'Océan) de Nan-Uttaradit. La cause de l'ouverture de l'Océan de Nan peut soit être due à la subduction du Paléopacifique, soit aux fait que la subduction de la Paléotethys tirait le continent Est Asiatique par le phénomène du « slab-pull », soit aux deux. La subduction du Paléopacifique avait déjà crée de l'extension dans le continent Est Asiatique durant le Carbonifère Inférieur (il y a environ 340-350 millions d'années) en créant des bassins et du volcanisme, aujourd'hui enregistré en différents endroits du continent, dont la ceinture volcanique de Chiang Mai, étudiée ici. A la fin du Trias, la Paléotethys se refermait complètement, et le bloc Cimmérien de Sibumasu entrait en collision avec le continent Est Asiatique. Comme c'est souvent le cas avec les grands océans, il n'y a pas de suture proprement dite, avec des fragments de croûte océanique, pour témoigner de cet évènement. Celui-ci est visible grâce à la différence entre les sédiments du Carbonifère Supérieur et du Permieñ Inférieur de chaque domaine : dans le domaine Cimmérien ils sont de type glaciaire alors que dans le continent Est Asiatique ils témoignent d'un climat tropical. Les océans de Song Ma et Poko se sont aussi refermés au Trias, mais eux ont laissé des sutures visibles

Food availability affects the maternal transfer of androgens and antibodies into eggs of a colonial seabird.

Mothers can improve the quality of their offspring by increasing the level of certain components in their eggs. To examine whether or not mothers increase deposition of such components in eggs as a function of food availability, we food-supplemented black-legged kittiwake females (Rissa tridactyla) before and during egg laying and compared deposition of androgens and antibodies into eggs of first and experimentally induced replacement clutches. Food-supplemented females transferred lower amounts of androgens and antibodies into eggs of induced replacement clutches than did non-food-supplemented mothers, whereas first clutches presented no differences between treatments. Our results suggest that when females are in lower condition, they transfer more androgens and antibodies into eggs to facilitate chick development despite potential long-term costs for juveniles. Females in prime condition may avoid these potential long-term costs because they can provide their chicks with more and higher quality resources.

Microfacies analysis of the lower paleocene beda formation in Western Concession 59 and Block 59F, Sirte Basin, Libya /

The rock sequence of the Tertiary Beda Formation of S. W. concession 59 and 59F block in Sirte Basin of Libya has been subdivided into twelve platformal carbonate microfacies. These microfacies are dominated by muddy carbonates, such as skeletal mudstones, wackestones, and packstones with dolomites and anhydrite. Rock textures, faunal assemblages and sedimentary structures suggest shallow, clear, warm waters and low to moderate energy conditions within the depositional shelf environment. The Beda Formation represents a shallowing-upward sequence typical of lagoonal and tidal flat environments marked at the top by sabkha and brackish-water sediments. Microfossils include benthonic foraminifera, such as miliolids, Nummulites, - oerculina and other smaller benthonics, in addition to dasycladacean algae, ostracods, molluscs, echinoderms, bryozoans and charophytes. Fecal pellets and pelloids, along with the biotic allochems, contributed greatly to the composition of the various microfacies. Dolomite, where present, is finely crystalline and an early replacement product. Anhydrite occurs as nodular, chickenwire and massive textures indicating supratidal sabkha deposition. Compaction, micr it i zat ion , dolomit izat ion , recrystallization, cementation, and dissolution resulted in alteration and obliteration of primary sedimentary structures of the Beda Formation microfacies. The study area is located in the Gerad Trough which developed as a NE-SW trending extensional graben. The Gerad trough was characterized by deep-shallow water conditions throughout the deposition of the Beda Formation sediments. The study area is marked by several horsts and grabens; as a result of extent ional tectonism. The area was tectonically active throughout the Tertiary period. Primary porosity is intergranular and intragranular, and secondary processes are characterized by dissolution, intercrystalline, fracture and fenestral features. Diagenesis, through solution leaching and dolomitization, contributed greatly to porosity development. Reservoir traps of the Beda Formation are characterized by normal fault blocks and the general reservoir characteristics/properties appear to be facies controlled.

Quaternary geology of the Campbellford, Trenton, Consecon, Tweed, Belleville, Wellington, Sydenham, Bath, and Yorkshire Island map-areas, Ontario /

Sediment relationships observed during geological mapping in southeastern Ontario indicate a relatively simple deglaciation history for the area during late Wisconsin time. The ice from the north (part of the Lake Simcoe lobe) and the Lake Ontario ice lobe, which were coalesced during most of late Wisconsin time, initially separated along the crest of the Oak Ridges Moraine. Available data indicate that the Oak Ridges Moraine is composed primarily of sediments pre-late Wisconsin in age capped by late Wisconsin till and interlobate deposits. Retreat of the northern ice was relatively steady and resulted in the deposition of the Dummer Moraines, a facies of the drumlinized till to the south. Retreat of the Lake Ontario ice lobe into the Lake Ontario basin was interrupted by a re-advance which covered the southeastern half of the map area. The northern ice had already retreated from the area by this time. The Lake Ontario lobe was fed through the St. Lawrence Valley, indicating that the Ottawa Valley was ice filled at this time. High level glacial lakes fronted the ice during deglaciation. These waters quickly fell to low levels as the ice retreated from the St. Lawrence Valley, opening lower outlets.

Genesis and distribution of Mississippi Valley-type ore assemblages in Middle Silurian strata, Niagara Peninsula, Ontario /

Presently non-commercial occurrences of Mississippi Valley-type ore assemblages in the Middle Silurian strata of the Niagara Peninsula have been studied. Based on this detailed study, a new poly-stage genetic model is proposed which relates ore mineralization in carbonate environments to the evolution of the sedimentary basin. Sulphide ore mineralization occurred during two episodes: 1. During the late diagenesis stage, which is characterized by compaction-maturation of the sediments, the initial mineralization took place by upward and outward movement of connate waters. Metals were probably supplied from all the sediments regardless of their specific lithologies. However, clay minerals were possibly the main contributors. The possible source of sulphur was from petroleum-type hydrocarbons presently mixed with the sediments at the site of ore deposition. Evidence for this is the fact that the greatest abundance of ore minerals is in petroliferous carbonates. The hydrocarbons probably represent liquids remaining after upward migration to the overlying Guelph-Salina reservoirs. The majority of sphalerite and galena formed during this period, as well as accessory pyrite, marcasite, chalcopyrite, chalcocite, arsenopyrite, and pyrrhotite; and secondary dolomite, calcite, celestite, and gypsum. 2. During the presently ongoing surface erosion and weathering phase, which is marked by the downward movement of groundwater, preexisting sulphides were probably remobilized, and trace amounts of lead and zinc were leached from the host material, by groundwaters. Metal sulphides precipitated at, or below, the water table, or where atmospheric oxygen could raise the Eh of groundwaters to the point where soluble metal complexes are unstable and native sulphur co-precipitates with sphalerite and galena. This process, which can be observed today, also results in the transport and deposition of the host rock material. Breakdown of pre-existing sulphide and sulphate, as well as hydrocarbon present in the host rock, provided sulphur necessary for sulphide precipitation. The galena and sphalerite are accompanied by dolomite, calcite, gypsum, anglesite, native sulphur and possibly zincite.

Biogeochemistry of Paleozoic brachiopods from New York State and Ontario

A comprehensive elemental, isotopic and microstructural analyses was undertaken of brachiopod calcites from the Hamilton Group (Middle Devonian), Clinton Group (Middle Silurian) and Middle to Upper Ordovician strata of Ontario and New York State. The majority of specimens were microstructurally and chemically preserved in a pristine state, although a number of specimens show some degree of post-depositional alteration. Brachiopod calcites from the Hamilton and Clinton Groups were altered by marine derived waters whereas Trenton Group (Middle Ordovician) brachiopods altered in meteorically derived fluids. Analysis of the elemental and isotopic compositions of pristine Hamilton Group brachiopods indicates there are several chemical relationships inherent to brachiopod calcite. Taxonomic differentiation of Mg, Sr and Na contents was evident in three co-occuring species from the Hamilton Group. Mean Mg contents of pristine brachiopods were respectively Athyris spiriferoides (1309ppm), Mucrospirifer mucronatus (1035ppm) and Mediospirifer audacula (789ppm). Similarly, taxonomic differentiation of shell calcite compositions was observed in co-occuring brachiopods from the Clinton Group (Middle Silurian) and the Trenton Group (Middle Ordovician). The taxonomic control of elemental regulation into shell calcite is probably related to the slightly different physiological systems and secretory mechanisms. A relationship was observed in Hamilton Group species between the depth of respective brachiopod communities and their Mg, Sr and Na contents. These elements were depleted in the shell calcites of deeper brachiopods compared to their counterparts in shallower reaches. Apparently shell calcite elemental composition is related to environmental conditions of the depositional setting, which may have controlled the secretory regime, mineral morphology of shell calcite and precipitation rates of each species. Despite the change in Mg, Sr and Na contents between beds and formations in response to environmental conditions, the taxonomic differentiation of shell calcite composition is maintained. Thus, it may be possible to predict relative depth changes in paleoenvironmental reconstructions using brachiopod calcite. This relationship of brachiopod chemistry to depth was also tested within a transgressiveregressive (T-R) cycle in the Rochester Shale Formation (Middle Silurian). Decreasing Mg, Sr and Na contents were observed in the transition from the shallow carbonates of the Irondequoit Formation to the deeper shales of the lowest 2 m of Rochester Shale. However, no isotopic and elemental trends were observed within the entire T-R cycle which suggests that either the water conditions did not change significantly or that the cycle is illusory. A similar relationship was observed between the Fe and Mn chemistries of shell calcite and redox/paleo-oxygen conditions. Hamilton Group brachiopods analysed from deeper areas of the shelf are enriched in Mn and Fe relative to those from shallow zones. The presence of black shales and dysaerobic faunas, during deposition of the Hamilton Group, suggests that the waters of the northern Appalachian Basin were stratified. The deeper brachiopods were marginally positioned above an oxycline and their shell calcites reflect periodic incursions of oxygen depleted water. Furthermore, analysis of Dalmanella from the black shales of the Collingwood Shale (Upper Ordovician) in comparison to those from the carbonates of the Verulam Formation (Middle Ordovician) confirm the relationship of Fe and Mn contents to periodic but not permanent incursions of low oxygen waters. The isotopic compositions of brachiopod calcite found in Hamilton Group (813C; +2.5% 0 to +5.5% 0; 8180 -2.50/00 to -4.00/00) and Clinton Group (813C; +4.00/00 to +6.0; 8180; -1.8% 0 to -3.60/ 00) are heavier than previously reported. Uncorrected paleotemperatures (assuming normal salinity, 0% 0 SMOW and no fractionation effects) derived from these isotopic values suggest that the Clinton sea temperature (Middle Silurian) ranged from 18°C to 28°C and Hamilton seas (Middle Devonian) ranged between 24°C and 29°C. In addition, the isotopic variation of brachiopod shell calcite is significant and is related to environmental conditions. Within a single time-correlative shell bed (the Demissa Bed; Hamilton Group) a positive isotopic shift of 2-2.5% 0 in 013C compositions and a positive shift of 1.0-1.50/00 in 0180 composition of shell calcite is observed, corresponding with a deepening of brachiopod habitats toward the axis of the Appalachian Basin. Moroever, a faunal succession from deeper Ambocoelia dominated brachiopod association to a shallow Tropidoleptus dominated assocation is reflected by isotopic shifts of 1.0-1.50/00. Although, other studies have emphasized the significance of ±20/oo shifts in brachiopod isotopic compositions, the recognition of isotopic variability in brachiopod calcite within single beds and within depositional settings such as the Appalachian Basin has important implications for the interpretation of secular isotopic trends. A significant proportion of the variation observed isotopic distribution during the Paleozoic is related to environmental conditions within the depositional setting.

Sedimentology and stratigraphy of the Lower Silurian Grimsby formation, in subsurface, Lake Erie and Southwestern Ontario

Since the first offshore Lake Erie well was drilled in 1941, the Grimsby and Thorold formations of the Cataract Group have been economically important to the oil and gas industry of Ontario. The Cataract Group provides a significant amount of Ontario's gas production primarily from wells located on Lake Erie. The Grimsby - Thorold formations are the result of nearshore estuarine processes influenced by tides on a prograding shelf and are composed of subtidal channel complexes, discrete tidal channels, mud flats and non-marine deposits. Deposition was related to a regressive - transgressive cycle associated with eustatic sea level changes caused by the melting and resurgence of continental glaciation centred in Africa in the Late Ordovician/Early Silurian. Grimsby deposition began during a regression with the deposition of subtidal channel complexes incised into the marine deposits of the Cabot Head Formation. The presence of mud drapes and mud couplets suggest that these deposits were influenced by tides. These deposits dominate the lower half of the Grimsby. Deposition continued with a change from these subtidal channel complexes to laterally migrating, discrete, shallow tidal channels and mud flats. These were in turn overlain by the non-marine deposits of the Thorold Formation. Grimsby - Thorold deposition ended with a major transgression replacing siliciclastic deposition with primarily carbonate deposition. Sediment was sourced from the east and southeast and associated with a continuation of the Taconic Orogeny into the Early Silurian. The fluvial head of the estuary prograded from a shoreline that was located in western New York and western Pennsylvania running NNE-SSW and then turning NW-SE and paralleling the present day Lake Erie shoreline. iii The facies attributed to the Grimsby - Thorold formations can be ascribed to the three zones within the tripartite zonation suggested by Dalrymple et ale (1992) for estuaries, that is, a marine-dominated facies, a mixed energy facies, and a facies that is dominated by fluvial processes. Also, sediments within the Grimsby - Thorold are commonly fining upwards sequences which are common in estuarine settings whereas deltaic deposits are normally composed of coarsening upwards sequences in a vertical wedge shape with coarser material near the head. The only coarsening observed was in the Thorold Formation and attributed to non-marine deposition by palynological evidence. The presence of a lag deposit at the base of the sediments of the Grimsby Thorold formations suggests that they were incised into the Cabot Head Formation. Further, the thickness of Early Silurian sediments located between the top of the Queenston Formation, where Early Silurian sedimentation began, to the top of the Reynales - Irondequoit formation are constant whether the Grimsby - Thorold formations are present or not. Also, cross-sections using a sand body located in the Cabot Head Formation for correlation further imply that the Grimsby Formation has been incised into the previous deposits of the Cabot Head.

Sedimentology of the Sixteen Mile Creek Lagoon, Niagara Peninsula, Ontario, Canada

The effec s of relative water level changes in Lake Ontario were detected in the ysical, chemical and biological characteristics of the sediments of the Fifteen, Sixteen and Twenty Mile Creek lagoonal complexes. Regional environmental changes have occurred resulting in the following sequence of sediments in the three lagoons and marsh. From the base up they are; (I) Till,(2) Pink Clay, (3) Bottom Sand, (4) Gyttja, (5) Orange Sandy Silt, (6) Brown Clay and (7) Gray Clay. The till was only encountered in the marsh and channel; however, it is presumed to occur throughout the entire area. The presence of diatoms and sponge spicules, the vertical and ongitudinal uniformity of the sediment and the stratigr ic position of the Pink Clay indicate that it has a glacial or post-glacial lacustrine origin. Overl ng the Pink Clay or Till is a clayey, silty sand to gravel. The downstream fining and unsorted nature of this material indicate that it has a fluvial/deltaic origin. Water levels began rising in the lagoon 3,250 years ago resulting in the deposition of the Gyttja, a brown, organic-rich silty clay probably deposited in a shallow, stagnant environment as shown by the presence of pyrite in the organic material and relatively high proportions of benthic diatoms and grass pollen. Increase in the rate of deposition of the Gyttja on Twenty Mile Creek and a decrease in the same unit on Sixteen Mile Creek is possibly the result of a capture of the Sixteen Mile Creek by the Twenty Mile Creek. The rise in lake level responsible for the onset and transgression of this III unit may have been produced by isostatic rebound; however, the deposition also corresponds closely to a drop in the level of Lake Huron and increased flow through the lower lakes. The o ange Sandy Silt, present only in the marsh, appears to be a buried soil horizon as shown by oxidized roots, and may be the upland equivalant to the Gyttja. Additional deepening resulted in the deposition of Brown Clay, a unit which only occurs at the lakeward end of the three lagoons. The decrease in grass pollen and the relatively high proportion of pelagic diatoms are evidence for this. The deepening may be the result of isostatic rebound; however, the onset of its deposition at 1640 years B.P. is synchronous in the three lagoons and corresponds to the end of the subAtlantic climatic episode. The effects of the climatic change in southern Ontario is uncertain. Average deposition rates of the Brown Clay are similar to those in the upper Gyttja on Sixteen Mile Creek; however, Twenty Mile Creek shows lower rates of the Brown Clay than those in the upper Gyttja. The Gray Clay covers the present bottom of the three lagoons and also occurs in the marsh It is inter1aminated wi sand in the channels. Increases in the rates of deposi ion, high concentrations of Ca and Zn, an Ambrosia rise, and an increase in bioturbation possibly due to the activities of the carp, indicate th this unit is a recent deposit resulting from the activities of man.