Stratigraphy of near-valley head quaternary deposits and evidence of climate-driven slope-channel processes in southern Brazilian highlands

During the past 40 years colluvial and alluvial deposits have been used in Brazil as good indicators of regional landscape sensitivity to Quaternary environmental changes. In spite of the low resolution of most of the continental sedimentary record, geomorphology and sedimentology may favor palaeoenvironmental interpretation when supported by independent proxy data. This paper presents results obtained from pedostratigraphic sequences, in near-valley head sites of southern Brazilian highlands, based on geomorphologic. sedimentologic, micromorphologic, isotopic and palynologic data. Results point to environmental changes, with ages that coincide with Marine Isotopic Stages (MIS) 5b; 3; 2 and 1. During the late Pleistocene, although under temperatures and precipitation lower than today, the local record points to relatively wet local environments, where shallow soil-water saturated zones contributed to erosion and sedimentation during periods of climatic change, as during the transition between MIS 2 and MIS 1. Late Pleistocene events with ages that coincide with the Northern Hemisphere Younger Dryas are also depicted. During the mid Holocene, slope-wash deposits suggest a climate drier than today, probably under the influence of seasonally contrasted precipitation regimes. The predominance of overland flow-related sedimentary deposits suggests an excess of precipitation over evaporation that influenced local palaeohydrology. This environmental condition seems to be recurrent and explains how slope morphology had influenced pedogenesis and sedimentation in the study area. Due to relative sensitiveness, resilience and short source-to-sink sedimentary pathways, near-valley head sites deserve further attention in Quaternary studies in the humid tropics. (c) 2008 Elsevier B.A. All rights reserved.

Geomorphology and land development in the Maraca area of northern Roraima, Brazil.

The geomorphological materials and forms of the Maraca area of Roraima, Brazil are described, an their sgnificance for land development examined. Significant contrasts are noted in areas presently under rainforest and savanna vegetation. Lateritic gravels and extensive shetwash accumulations in savanna areas constrast with incipient or absent plinthite development, few gravels and limited evidence of colluvium under rainforest. Terrain is in general relatively highly-dissected. Slope profiles are characterised, particularly within the savanna zone, by a relatively steep lower concavity. These contrasts are sharply-demarcated by the present savanna/rainforest bondary, unexpectedly in view of the generally accepted hypothesis of repeated contraction an expansion of Amazonian rainforest throughout the Pleistocene. It is concluded that geomorphological conditions in the Maraca area are not favorable for land develoment.

Resistência ao cisalhamento de solos não saturados : análise experimental e teórica

Um equipamento triaxial convencional originalmente utilizado para ensaios em amostras de solos saturados saturada foi modificado para que fosse possível a realização de ensaios triaxiais em solos não saturados. As principais modificações foram a instalação de uma pedra cerâmica de alto valor de entrada de ar (300 kPa) na nova base da câmara triaxial e uma nova linha de aplicação de pressão para aplicação de pressão de ar na amostra. A técnica de translação de eixos é utilizada para evitar cavitação no sistema de aplicação de pressão. O solo estudado nesta pesquisa consiste de um colúvio de arenito localizado nas encostas da Formação Serra Geral, entre os municípios de Timbé do Sul (SC) e São José dos Ausentes (RS). Ensaios triaxiais convencionais foram realizados nas condições drenado e não drenado em amostras indeformadas para tensões de confinamento iniciais variando de 50 até 500 kPa; ensaios triaxiais convencionais foram realizados na condição drenada em amostras remoldadas para as tensões de confinamento iniciais de 50, 100 e 200kPa. Ensaios triaxiais com sucção controlada foram realizados na condição drenado em amostras indeformadas para as tensões normais líquidas de 50, 100, 150 e 200 kPa em níveis de sucção variando de 25 até 150 kPa. A partir dos resultados dos ensaios triaxiais determinou-se os parâmetros de resistência ao cisalhamento: c’ – intercepto coesivo efetivo; f´ - ângulo de atrito interno efetivo; fb – ângulo de atrito interno que quantifica a contribuição da sucção na resistência ao cisalhamento. O comportamento encontrado foi de uma envoltória de resistência ao cisalhamento não saturada bilinear com acréscimo na resistência ao cisalhamento para baixos níveis de sucção até aproximadamente 75 kPa, e após um decréscimo na resistência ao cisalhamento. A tensão normal líquida não influencia no valor de fb e a sucção não provoca alteração no valor de f´. O valor de fb apresenta valores superiores ao valor de f´, quando se utiliza o critério de ruptura clássico de resistência ao cisalhamento. Alguns critérios de determinação dos valores máximos de ruptura foram aplicados para um melhor entendimento do comportamento resistente deste material.

As variaveis relevo e 'solo' na distribuicao desigual da umidade do solo. Avaliacao preliminar.

In a general way the analysis of soil water content enabled one to define which of the colluvium units hold larger water retention capacity. They are: Bela Vista, Piracema I, Campo Alegre, Bom Retiro and Treviso II. These results suggest that the contact zones among alostratigraphic units with high and low water retention capacity are potential zones for the generation of subsurface flow (throughflow). -from English summary

Análise geoambiental da região de marília, SP: Suscetibilidade a processos erosivos frente ao histórico de ocupação da área

The study area comprises the western portion of the Marília Plateau, State of São Paulo, southeastern Brazil. The geological substrate encompasses Cretaceous sedimentary rocks of the Bauru Group and local Neocenozoic units like colluvium aprons, fluvial terrace deposits, in situ regoliths, and modern alluvial deposits. In a geomorphologic sense, the study area might be characterized as showing two main pediplanes, viz. P1 Surface (upper) and P2 Surface (lower), both surfaces are presently under dissecation processes. After the 1920's the expansion of the railroad system fostered the removal of the natural vegetation, which in turn was followed by the introduction of coffee, peanut, corn and cotton crops. This intense exploitation was conducted without respect to the soil carrying capacity and its natural susceptibility to erosional processes, including an aggressive form known as voçoroca. As a result, the study shows that the most susceptible material includes colluvium aprons, in situ regoliths, and colluvium-alluvium or alluvium deposits. The most critical situation is in the P2 Surface context, near the bottom of the Marília Plateau scarpment, where surface runoff can be very strong. Another point of active erosion is represented by the exposed walls of gullies and voçorocas, mainly in fluvial reaches subjected to talweg lowering. In a general sense, this study shows current evidence of erosional stability due to the ìntroduction of pastures as a predominant type of land occupation and to a series of erosion control procedures. Among these actions are terrace implantation, construction of small pits for runoff control, natural or induced reforestation by land owners. Despite these efforts, some erosion points remain chiefly in steeper country roads and trail stretches, in areas of concentration of cattle tracks (e.g., near cattle ponds), gullies or voçorocas exposed walls, and badly planned urbanization. The permanence of these erosion points demonstrates the necessity of a continuous monitoring of surface dynamics as well as a rapid and effective intervining measures of erosion and/or silting control.

Caracterização geoambiental como subsídio ao planejamento urbano e turístico em Amparo (SP)

Pós-graduação em Geociências e Meio Ambiente - IGCE

Estudo da permeabilidade dos solos de fundação do aterro de resíduos sólidos urbanos de Bauru

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Análise morfoestratigráfica da Bacia do Ribeirão dos Poncianos - MG

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Geologia, mineralogia e geoquímica dos fosfatos de Sapucaia (Bonito - PA)

O depósito mineral de Sapucaia, situado no município de Bonito, região nordeste do Estado do Pará, é parte de um conjunto de ocorrências de fosfatos de alumínio lateríticos localizados predominantemente ao longo da zona costeira dos estados do Pará e Maranhão. Estes depósitos foram alvos de estudo desde o início do século passado, quando as primeiras descrições de “bauxitas fosforosas” foram mencionadas na região NW do Maranhão. Nas últimas décadas, com o crescimento acentuado da demanda por produtos fertilizantes pelo mercado agrícola mundial, diversos projetos de exploração mineral foram iniciados ou tiveram seus recursos ampliados no território brasileiro, dentre estes destaca-se a viabilização econômica de depósitos de fosfatos aluminosos, como o de Sapucaia, que vem a ser o primeiro projeto econômico mineral de produção e comercialização de termofosfatos do Brasil. Este trabalho teve como principal objetivo caracterizar a geologia, a constituição mineralógica e a geoquímica do perfil laterítico alumino-fosfático do morro Sapucaia. A macrorregião abrange terrenos dominados em sua maioria por rochas pré-cambrianas a paleozóicas, localmente definidas pela Formação Pirabas, Formação Barreiras, Latossolos e sedimentos recentes. A morfologia do depósito é caracterizada por um discreto morrote alongado que apresenta suaves e contínuos declives em suas bordas, e que tornam raras as exposições naturais dos horizontes do perfil laterítico. Desta forma, a metodologia aplicada para a caracterização do depósito tomou como base o programa de pesquisa geológica executada pela Fosfatar Mineração, até então detentora dos respectivos direitos minerais, onde foram disponibilizadas duas trincheiras e amostras de 8 testemunhos de sondagem. A amostragem limitou-se à extensão litológica do perfil laterítico, com a seleção de 44 amostras em intervalos médios de 1m, e que foram submetidas a uma rota de preparação e análise em laboratório. Em consonância com as demais ocorrências da região do Gurupi, os fosfatos de Sapucaia constituem um horizonte individualizado, de geometria predominantemente tabular, denominado simplesmente de horizonte de fosfatos de alumínio ou crosta aluminofosfática, que varia texturalmente de maciça a cavernosa, porosa a microporosa, que para o topo grada para uma crosta ferroalumino fosfática, tipo pele-de-onça, compacta a cavernosa, composta por nódulos de hematita e/ou goethita cimentados por fosfatos de alumínio, com características similares aos do horizonte de fosfatos subjacente. A crosta aluminofosfática, para a base do perfil, grada para um espesso horizonte argiloso caulinítico com níveis arenosos, que repousa sobre sedimentos heterolíticos intemperizados de granulação fina, aspecto argiloso, por vezes sericítico, intercalados por horizontes arenosos, e que não possuem correlação aparente com as demais rochas aflorantes da geologia na região. Aproximadamente 40% da superfície do morro é encoberta por colúvio composto por fragmentos mineralizados da crosta e por sedimentos arenosos da Formação Barreiras. Na crosta, os fosfatos de alumínio estão representados predominantemente pelo subgrupo da crandallita: i) série crandallita-goyazita (média de 57,3%); ii) woodhouseíta-svanbergita (média de 15,8%); e pela iii) wardita-millisita (média de 5,1%). Associados aos fosfatos encontram-se hematita, goethita, quartzo, caulinita, muscovita e anatásio, com volumes que variam segundo o horizonte laterítico correspondente. Como os minerais pesados em nível acessório a raro estão zircão, estaurolita, turmalina, anatásio, andalusita e silimanita. O horizonte de fosfatos, bem como a crosta ferroalumínio-fosfática, mostra-se claramente rica em P₂O₅, além de Fe₂O₃, CaO, Na₂O, SrO, SO₃, Th, Ta e em terras-raras leves como La e Ce em relação ao horizonte saprolítico. Os teores de SiO₂ são consideravelmente elevados, porém muito inferiores aqueles identificados no horizonte argiloso sotoposto. No perfil como um todo, observa-se uma correlação inversa entre SiO₂ e Al₂O₃; entre Al₂O₃ e Fe₂O₃, e positiva entre SiO₂ e Fe₂O₃, que ratificam a natureza laterítica do perfil. Diferente do que é esperado para lateritos bauxíticos, os teores de P₂O₅, CaO, Na₂O, SrO e SO₃ são fortemente elevados, concentrações consideradas típicas de depósitos de fosfatos de alumínio ricos em crandallita-goyazita e woodhouseítasvanbergita. A sucessão dos horizontes, sua composição mineralógica, e os padrões geoquímicos permitem correlacionar o presente depósito com os demais fosfatos de alumínio da região, mais especificamente Jandiá (Pará) e Trauíra (Maranhão), bem como outros situados além do território brasileiro, indicando portanto, que os fosfatos de alumínio de Sapucaia são produtos da gênese de um perfil laterítico maturo e completo, cuja rocha fonte pode estar relacionada a rochas mineralizadas em fósforo, tais como as observadas na Formação Pimenteiras, parcialmente aflorante na borda da Bacia do Parnaíba. Possivelmente, o atual corpo de minério integrou a paleocosta do mar de Pirabas, uma vez que furos de sondagem às proximidades do corpo deixaram claro a relação de contato lateral entre estas unidades.

Investigação da condutividade hidráulica dos solos de uma área de aterro de resíduos sólidos urbanos por meio de ensaios de campo e laboratório

A contaminant plume due to leachate infiltration was found in the solid waste landfill from Bauru, SP. The soil hydraulic conductivity (K) is an important parameter to understand the moving of this plume. This paper intends to show representative K values for the soils that occur in the vicinity of this landfill determined by field and laboratory tests. There are four soil types in the area: colluvium, alluvium, sandstone residual soil and the sandstone. Laboratory tests were performed using constant and variable head in rigid and flexible wall permeameters. Slug tests and hydraulic conductivity tests with the Guelph permeameter were also carried out in situ in the area. Representative K values of 3.7x10-7 m/s for the saturated zone and 2.4x10-8 m/s for the unsaturated zone were determined for the residual soil. A K value of 5.3x10-5 m/s was obtained for the colluvium soil. A great variation of K with depth was observed for the alluvium and the assumed average values for the saturated zone were 7.9x10-7 m/s and 1.1x10-4 m/s for the unsaturated surficial layer. An average K value of 3.3x10-8 m/s was determined in laboratory for the sandstone and it was assumed representative for this material.

Estudo do meio físico e caracterização da capacidade de suporte natural da região de Pirassununga/SP

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

LARGE SCALE LANDSLIDE ON THE ONTONAGON RIVER, MICHIGAN

In 2003, a large landslide occurred along the Ontonagon River, located in the Upper Peninsula of Michigan, and adjacent to US-45 in Ontonagon County. The failure took place during the springtime, when the river reached a peak discharge that was the second highest on record. The volume of the slide has been estimated to be approximately 1,400,000 cubic yards. The colluvium blocked the river, forcing a new channel to be carved around the debris. The landslide consisted of a silt layer at its base, overlain by a coarsening upward sand sequence, and finally a varved glacio-lacustrine clay with sparse dropstone inclusions making up the upper section of hillside.

U-Pb, trace element, and Hf isotope analysis for Macquarie Island detrital zircon

Oceanic zircon trace element and Hf-isotope geochemistry offers a means to assess the magmatic evolution of a dying spreading ridge and provides an independent evaluation of the reliability of oceanic zircon as an indicator of mantle melting conditions. The Macquarie Island ophiolite in the Southern Ocean provides a unique testing ground for this approach due to its formation within a mid-ocean ridge that gradually changed into a transform plate boundary. Detrital zircon recovered from the island records this change through a progressive enrichment in incompatible trace elements. Oligocene age (33-27 Ma) paleo-detrital zircon in ophiolitic sandstones and breccias interbedded with pillow basalt have trace element compositions akin to a MORB crustal source, whereas Late Miocene age (8.5 Ma) modern-detrital zircon collected from gabbroic colluvium on the island have highly enriched compositions unlike typical oceanic zircon. This compositional disparity between age populations is not complimented by analytically equivalent eHf data that primarily ranges from 14 to 13 for sandstone and modern-detrital populations. A wider compositional range for the sandstone population reflects a multiple pluton source provenance and is augmented by a single cobble clast with eHf equivalent to the maximum observed composition in the sandstone (~17). Similar sandstone and colluvium Hf-isotope signatures indicate inheritance from a similar mantle reservoir that was enriched from the depleted MORB mantle average. The continuity in Hf-isotope signature relative to trace element enrichment in Macquarie Island zircon populations, suggests the latter formed by reduced partial melting linked to spreading-segment shortening and transform lengthening along the dying spreading ridge.

Análise paramétrica da estabilidade de falésias e estudo de caso da Ponta do Pirambu em Tibau do Sul/RN

The coastline from Rio Grande do Norte state is characterized for the presence of dunes and cliffs. The latter consist of slopes with height up to 40 meters and inclinations ranging from 30° to 90° wich horizontal. Thus, this dissertation had as objective the evaluation of the stability of cliff from Ponta do Pirambu in Tibau do Sul/RN, and the realization of a parametric study on the stability of a homogeneous cliff considering as variables the material's cohesion, the cliff height and the slope inclination. The study in Ponta do Pirambu considered yet the possibility of the existence of a colluvial cover with thickness ranging from 0.50 to 5.00 meters. The analyzes were performed by Bishop method, using GEO5 software. In parametric analysis were produced graphics that relate height cliff with the inclination, to safety factors equals to 1.00 and 1.50; besides graphics where it is possible easily get the lowest safety factor as from the cohesion, cliff height and its inclination. It was concluded that these graphs are very useful to preliminary analyzes, for the definition of critical areas in risk mappings in areas of cliffs and for determination of an equation for obtaining the lowest safety factor function of the strength parameters and of slope geometry. Regarding the cliff from Ponta do Pirambu, the results showed that the cliff is subject to superficial landslides located in the points where may there be the presence of colluvium with thicknesses greater than two meters. However, the cliff remains stable presenting the global safety factor equal or superior to 2.50 in the saturated condition.