Distribuição e assinatura isotópica de Pb em sedimentos de fundo da Foz do Rio Guamá e da Baía do Guajará (Belém - Pará)

ABSTRACT: Lead analyses in bottom sediments from the hydrographic system of Belem (Para) indicated low contents of this metal for the sediments from the Guama river, with no significant anthropogenic contribution. A concentration of 18.1 ± 1.5 mg kg^-1 and ²⁰⁶Pb/²⁰⁷Pb isotopic signature of 1.196 ± 0.002 are assigned for Pb from natural sources. On the other hand, the significant increase of Pb contents in the sediments from the Guajará bay, together with the decrease of ²⁰⁶Pb/²⁰⁷ ratios (1.172 < ²⁰⁶Pb/²⁰⁷ < 1.188) point to an anthropogenic lead contribution, originated by the industrial and urban activities of the city of Belem.

Análise do comportamento dos isótopos radiogênicos durante os processos de migmatização

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Estudos isotópicos (Pb, O, H, S) em zonas alteradas e mineralizadas do depósito cupro-aurífero Visconde, Província Mineral de Carajás

O depósito cupro-aurífero Visconde está localizado na Província Mineral de Carajás, a cerca de 15 km a leste do depósito congênere de classe mundial Sossego. Encontra-se em uma zona de cisalhamento de direção WNW-ESE, que marca o contato das rochas metavulcanossedimentares da Bacia Carajás com o embasamento. Nessa zona ocorrem outros depósitos hidrotermais cupro-auríferos com características similares (Alvo 118, Cristalino, Jatobá, Bacaba, Bacuri, Castanha), que têm sido enquadrados na classe IOCG (Iron Oxide Copper-Gold), embora muitas dúvidas ainda existam quanto a sua gênese, principalmente no que diz respeito à idade da mineralização e fontes dos fluidos, ligantes e metais. O depósito Visconde está hospedado em rochas arqueanas variavelmente cisalhadas e alteradas hidrotermalmente, as principais sendo metavulcânicas félsicas (2968 ± 15 Ma), o Granito Serra Dourada (2860 ± 22 Ma) e gabros/dioritos. Elas registram diversos tipos de alteração hidrotermal com forte controle estrutural, destacando-se as alterações sódica (albita + escapolita) e sódico-cálcica (albita + actinolita ± turmalina ± quartzo ± magnetita ± escapolita), mais precoces, que promoveram a substituição ubíqua de minerais primários das rochas e a disseminação de calcopirita, pirita, molibdenita e pentlandita. Dados isotópicos de oxigênio e hidrogênio de minerais representativos desses tipos de alteração mostram que os fluidos hidrotermais foram quentes (410 – 355°C) e ricos em ¹⁸O (δ¹⁸O_H2O= +4,2 a 9,4‰). Sobreveio a alteração potássica, caracterizada pela intensa biotitização das rochas, a qual ocorreu concomitantemente ao desenvolvimento de foliação milonítica, notavelmente desenhada pela orientação de palhetas de biotita, que precipitaram de fluidos com assinatura isotópica de oxigênio similar à dos estágios anteriores (δ¹⁸O_H2O entre +4,8 e +7,2‰, a 355°C). Microclina e alanita são outras fases características desse estágio, além da calcopirita precipitada nos planos da foliação. A temperaturas mais baixas (230 ± 11°C), fluidos empobrecidos em ¹⁸O (δ¹⁸O_H2O = -1,3 a +3,7‰) geraram associações de minerais cálcico-magnesianos (albita + epidoto + clorita ± calcita ± actinolita) que são contemporâneas à mineralização. Valores de δ¹⁸D_H2O e δO_H2O indicam que os fluidos hidrotermais foram inicialmente formados por águas metamórficas e formacionais, a que se misturou alguma água de fonte magmática. Nos estágios tardios, houve considerável influxo de águas superficiais. Diluição e queda da temperatura provocaram a precipitação de abundantes sulfetos (calcopirita ± bornita ± calcocita ± digenita), os quais se concentraram principalmente em brechas tectônicas - os principais corpos de minério - que chegam a conter até cerca de 60% de sulfetos. Veios constituídos por minerais sódico-cálcicos também apresentam comumente sulfetos. A associação de minerais de minério e ganga indica uma assinatura de Cu-Au- Fe-Ni-ETRL-B-P para a mineralização. Os valores de δ³⁴S (-1,2 a +3,4‰) de sulfetos sugerem enxofre de origem magmática (proveniente da exsolução de magmas ou da dissolução de sulfetos das rochas ígneas pré-existentes) e precipitação em condições levemente oxidantes. Datação do minério por lixiviação e dissolução total de Pb em calcopirita forneceu idades de 2736 ± 100 Ma e 2729 ± 150 Ma, que indicam ser a mineralização neoarqueana e, a despeito dos altos erros, permite descartar um evento mineralizador paleoproterozoico. A idade de 2746 ± 7 Ma (MSDW=4,9; evaporação de Pb em zircão), obtida em um corpo granítico não mineralizado (correlacionado à Suíte Planalto) que ocorre na área do depósito, foi interpretada como a idade mínima da mineralização. Assim, a formação do depósito Visconde teria relação com o evento transpressivo ocorrido entre 2,76 e 2,74 Ga, reponsável pela inversão da Bacia Carajás e pela geração de magmatismo granítico nos domínios Carajás e de Transição. Esse evento teria desencadeado reações de devolatilização em rochas do Supergrupo Itacaiúnas, ou mesmo, provocado a expulsão de fluidos conatos salinos aprisionados em seus intertícios. Esses fluidos teriam migrado pelas zonas de cisalhamento e reagido com as rochas (da bacia e do embasamento) pelas quais se movimentaram durante a fase dúctil. As concentrações subeconômicas do depósito Visconde devem ser resultado da ausência de grandes estruturas que teriam favorecido maior influxo de fluidos superficiais, tal como ocorreu na formação dos depósitos Sossego e Alvo 118.

Estudos de inclusões fluidas e de isótopos estáveis no depósito Moreira Gomes do campo mineralizado do Cuiú-Cuiú, Província Aurífera do Tapajós, Estado do Pará

Moreira Gomes é um dos depósitos do campo mineralizado do Cuiú-Cuiú, província Aurífera do Tapajós, com recursos de 21,7 t de ouro. A zona mineralizada, com 1200 metros de comprimento, 30-50 metros de largura e, pelo menos, 400 metros de profundidade é controlada por uma estrutura subvertical de orientação E-W, associada a um sistema de falhas transcorrentes sinistrais. As rochas hospedeiras nesse depósito são predominantemente tonalitos de 1997 ± 2 Ma (Suite Intrusiva Creporizão). O estilo da alteração hidrotermal relacionado à mineralização é predominantemente fissural e localmente pervasivo. Os tipos de alteração hidrotermal são sericitização, carbonatação, cloritização, sulfetação, silicificação e epidotização, além da formação de veios de quartzo de espessuras variadas. Pirita é principal sulfeto e contém inclusões de galena, esfalerita, calcopirita e, em menor quantidade, de hessita e bismutinita. O ouro ocorre mais comumente como inclusão em cristais de pirita e, secundariamente, na forma livre em veios de quartzo. Ag, Pb e Bi foram detectados por análise semi-quantitativa como componentes das partículas de ouro. Estudo de inclusões fluidas identificou fluidos compostos por CO₂ (Tipo 1), H₂O-C O₂-sal (Tipo 2) e H₂O-sal (Tipo 3). O volátil CO₂ é predominante na fase carbônica. O fluido do Tipo 2 apresenta densidade baixa a moderada, salinidade entre 1,6 e 11,8 % em peso equivalente de NaCl e foi aprisionado principalmente entre 280° e 350°C. No fluido do Tipo 3 o sistema químico pode conter aCl₂ e, talvez, MgCl₂, e a salinidade varia de zero a 10,1% em peso equivalente de NaCl. Apenas localmente a salinidade atingiu 25% em peso equivalente de NaCl. Esse fluido foi aprisionado principalmente entre 120° e 220°C e foi interpretado como resultado de mistura de fluido aquoso mais quente e levemente mais salino, com fluido mais frio e diluído. Globalmente, o estudo das inclusões fluidas indica estado heterogêneo durante o aprisionamento e ocorrência de separação de fases, mistura, flutuação de pressão e reequilíbrio das inclusões durante aprisionamento. A composição isotópica do fluido em equilíbrio com minerais hidrotermais (quartzo, clorita e calcita e pirita) e de inclusões fluidas apresenta valores de δ¹⁸O e δD entre +0,5 e +9,8 ‰, e -49 a -8 ‰, respectivamente. Os valores de ³⁴S de pirita (-0,29 ‰ a 3,95 ‰) são provavelmente indicativos da presença de enxofre magmático. Pares minerais forneceram temperaturas de equilíbrio isotópico em geral concordante com as temperaturas de homogeneização de inclusões fluidas e compatíveis com as relações texturais. Os resultados isotópicos, combinados com os dados mineralógicos e de inclusões fluidas são interpretados como produto da evolução de um sistema magmático hidrotermal em três estágios. (1) Exsolução de fluido magmático aquoso e portador de CO₂ entre 400°C e 320-350°C, seguido de separação de fases e precipitação principal da assembleia clorita-sericita-pirita-quartzo-ouro sob pressões menores que 2,1 kb e a 6-7 km de profundidade. (2) Resfriamento e continuação da exsolução do CO₂ do fluido magmático geraram fluido aquoso, mais pobre a desprovido de CO₂ e levemente mais salino, com aprisionamento dominantemente a 250°-280°C. A assembleia hidrotermal principal ainda precipitou, mas epidoto foi a principal fase nesse estágio. (3) Mistura do fluido aquoso do estágio 2, mais quente e mais salino, com um fluido aquoso mais frio e menos salino, de origem meteórica. Carbonatação está associada com esse estágio. A assembleia hidrotermal e os valores isotópicos indicam que fluido foi neutro a levemente alcalino e relativamente reduzido, que H₂S (ou HS-) pode ter sido a espécie de enxofre predominante, e que Au(HS) ^-2 deve ter sido o complexo transportador de ouro. A deposição do ouro em Moreira Gomes ocorreu em resposta a diversos mecanismos, envolvendo a separação de fases, mistura e reações fluido-rocha. O depósito Moreira Gomes é interpretado como o produto de um sistema magmático-hidrotermal, mas não possui feições clássicas de depósitos relacionados a intrusões graníticas, tanto oxidadas como reduzidas. A idade de deposição do minério (1,86 Ga) sugere que o sistema magmático-hidrotermal pode estar relacionado com a fase final do extenso magmatismo cálcio-alcalino da Suíte Intrusiva Parauari, embora o magmatismo transicional a alcalino da Suíte Intrusiva Maloquinha não possa ser descartado.

U-Pb SHRIMP and 40Ar/39Ar constraints on the timing of mineralization in the Paleoproterozoic Caxias orogenic gold deposit, São Luís cratonic fragment, Brazil

Caxias é um depósito de ouro orogênico do fragmento cratônico São Luís, que é correlacionável aos terrenos Riacianos do Cráton Oeste-Africano. O depósito se formou após o metamorfismo regional (estimado em 2100 ± 15 Ma) e está hospedado em zona de cisalhamento que secciona xistos do Grupo Aurizona (2240 ± 5 Ma) e o Microtonalito Caxias. O microtonalito foi aqui datado em 2009 ± 11 Ma, e representa um estágio magmático tardio na evolução do fragmento cratônico São Luís. Cristais de zircão com idades de 2139 ± 10 Ma foram herdados da fonte magmática ou são produto de contaminação durante a intrusão. A composição dos isótopos de chumbo sugere que granitoides de arco de ilhas de ca. 2160 Ma são a fonte provável para o Pb incorporado na pirita relacionada com o minério. Sericita hidrotermal mostra idade ⁴⁰Ar/³⁹Ar de 1990 ± 30 Ma, que, combinada com a idade de posicionamento do microtonalito hospedeiro, limita o evento mineralizador ao intervalo 2020-1960 Ma.

Contexto geológico, estudos isotópicos (C, O e Pb) e associação metálica do depósito aurífero Tocantinzinho, domínio Tapajós, Província Tapajós-Parima

O depósito Tocantinzinho, localizado em um lineamento de direção NW–SE, a SW de Itaituba (PA), é atualmente o maior depósito aurífero conhecido na Província Tapajós. Está hospedado no granito homônimo, essencialmente isótropo, no qual dominam rochas sieno e monzograníticas, que foram fraca a moderadamente alteradas por fluidos hidrotermais. Microclinização (mais precoce), cloritização, sericitização, silicificação e carbonatação (mais tardia) são os mais importantes tipos de alteração. O principal estágio de mineralização é contemporâneo à sericitização/silicificação e é representado por vênulas com sulfetos (pirita ± calcopirita ± galena ± esfalerita) e ouro associado, as quais mostram localmente trama stockwork. Além de teores expressivos de Cu, Pb e Zn, são anômalos, em algumas amostras, os de As, Bi e Mo. A relação dos teores do Au com os dos metais-base é aleatória e as razões Au/Ag variam de 0,05 a 5,0. O Au é mais enriquecido nas porções com maior abundância de sulfetos de metais-base, embora ocorra principalmente incluso na pirita. Monocristais de zircão, extraídos do granito Tocantinzinho, forneceram idade Pb-Pb média de 1982 ± 8 Ma, permitindo interpretá-lo como uma manifestação magmática precoce do arco Creporizão. Valores de δ¹³C_PDB em calcita do estágio de carbonatação, dominantemente entre -3,45 e -2,29‰, são compatíveis com fonte crustal profunda, quiçá carbonatítica, enquanto os de δ¹⁸O_SMOW (+5,97 a +14,10‰) indicam forte contribuição magmática, ainda que mascarada por influxo de águas provavelmente superficiais. Estudos de inclusões fluidas em andamento revelam a presença de fluidos aquocarbônicos, cujo CO₂ poderia ter estado dissolvido no magma granítico em vez de ser relacionado à zona de cisalhamento. Os dados até aqui disponíveis permitem classificar o depósito aurífero Tocantinzinho como do tipo relacionado à intrusão.

Composición isotópica (13C/12C y 18 O/16 O) de las rocas encajantes de los yacimientos Zn-Pb del Cretácico Inferior de Cantabria (Sector Reocín-La Florida).

En este trabajo se presentan datos de la composición isotópica en carbono y oxígeno de rocas carbonáticas (calizas y dolomías) en el sector Reocín-La Florida (Cantabria). Estos materiales constituyen la roca encajante de importantes mineralizaciones dé Zn-Pb (tipo Mississippi Valley) de edad Cretácica. Las calizas analizadas tienen valores medios del ð13C(PDB) y ð18 O(SMOW) de +3,15 y +27,21, respectivamente. y las dolomías de +2,05 y +25,53, respectivamente. Estos datos sugieren una génesis diferente para ambos tipos de carbonatos, de tal forma que un origen singenético para las mineralizaciones debe ser rechazado. También se analizan otros tipos de carbonatos presentes (calizas de dolomitización y espeleotemas), cuyos datos indican un origen relacionado con aguas meteóricas, dado el empobrecimiento que estos materiales poseen en los isótopos pesados.

Analytical procedures for determining Pb and Sr isotopic compositions in water samples by ID-TIMS

Few articles deal with lead and strontium isotopic analysis of water samples. The aim of this study was to define the chemical procedures for Pb and Sr isotopic analyses of groundwater samples from an urban sedimentary aquifer. Thirty lead and fourteen strontium isotopic analyses were performed to test different analytical procedures. Pb and Sr isotopic ratios as well as Sr concentration did not vary using different chemical procedures. However, the Pb concentrations were very dependent on the different procedures. Therefore, the choice of the best analytical procedure was based on the Pb results, which indicated a higher reproducibility from samples that had been filtered and acidified before the evaporation, had their residues totally dissolved, and were purified by ion chromatography using the Biorad® column. Our results showed no changes in Pb ratios with the storage time.

Contribuição ao estudo do magmatismo Paleo e Mesoproterozóico do SW do Craton Amazônico através da aplicação de isótopos estáveis de O, H e S

Os isótopos estáveis de O, H e S foram utilizados para investigar a origem das rochas magmáticas nos Terrenos Jauru e Pontes e Lacerda do SW do Craton Amazônico, estado de Mato Grosso, Brasil. No Terreno Jauru as rochas granitóides do Greenstone belt Alto Jauru e da Suíte Cachoeirinha apresentam valores de δ18O entre +9,0‰ e +6,3‰ que indicam derivação a partir de magmas juvenis. Na Suíte Intrusiva Rio Branco valores de δ18O para rochas básicas estão entre +5,4‰ e +5,8‰ e para rochas félsicas entre +8,7‰ e +9,0‰; rochas intermediárias apresentam valores entre +7,3‰ e +8,3‰. Os valores mais baixos de δ18O, obtidos nas rochas básicas, são compatíveis com derivação mantélica, porém as rochas félsicas apresentam valores de δ18O compatíveis com origem crustais. Análises de isótopos estáveis de H (rocha total) forneceram valores de δD entre - 83‰ e -92‰, diferente das assinaturas de rochas metamórficas e de águas meteóricas. Resultados em sulfetos para isótopos estáveis de S em rochas básicas e intermediárias desta suíte apresentam valores de δ34S coerentes com uma fonte mantélica (entre + 0,7‰ e +3,8‰), enquanto os valores de δ34S (entre +5,2‰ e +6,1‰) obtidos nas rochas félsicas sugerem participação crustal na sua gênese. Na Suíte Santa Helena (Terreno Pontes e Lacerda) os resultados obtidos para δ18O se agrupam entre +4,4‰ e +8,9‰ indicando uma origem mantélica. O presente estudo confirma a importância da aplicação de isótopos estáveis para a compreensão de processos magmáticos e evolução crustal.

Caracterização mecânica e térmica da borracha natural formulada e vulcanizada dos clones: GT 1, IAN 873, PB 235 e RRIM 600

Neste trabalho estudou-se o desempenho mecânico e térmico de compostos de borracha natural (Hevea brasiliensis) de 4 diferentes clones (GT 1, IAN 873, PB 235 e RRIM 600) cultivados no Estado de São Paulo, assim como de uma mistura destes clones e de uma borracha comercial, GEB-1. Estas borrachas foram formuladas e vulcanizadas com tempos de 5, 7 e 9 minutos. A caracterização foi realizada por calorimetria exploratória diferencial, termogravimetria, ensaios de resistência à tração, análise dinâmico-mecânica, medidas de dureza Shore A, microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia na região do infravermelho. Os resultados permitiram concluir que o tempo de vulcanização e o tipo de clone não influenciaram na temperatura de transição vítrea (Tg) dos compostos. Os valores de Tg obtidos por DMA foram de cerca de -62 °C, e os resultados ensaios de dureza apresentaram valores próximos de 60 para todos os compostos estudados. Os ensaios de resistência à tração mostraram que o melhor desempenho mecânico foi obtido pelo clone RRIM 600. De acordo com os resultados obtidos neste trabalho, todos os clones atingiram as propriedades reportadas na literatura, podendo ser utilizados, em princípio, nas indústrias de artefatos de borracha separadamente ou na forma de mistura.

Determinação de As, Cd e Pb em amêndoas e mesocarpo de babaçu, sapucaia, xixá e castanha-do-pará por espectrometria de absorção atômica

This work describes methods for the simultaneous determination of Cd and Pb by graphite furnace atomic absorption spectrometry and As by hydride generation atomic absorption spectrometry in Brazilian nuts. The samples (~ 0.300 g) were digested to clear solutions in a closed vessel microwave oven. The pyrolysis and atomization temperatures for simultaneous determinations of Cd and Pb were 1100 and 2100 °C, respectively, using 0.5% (w v-1) NH4H2PO4 + 0.03% (w v-1) Mg(NO3)2 as chemical modifier. The limits of detection (3Δ) were 3.8 μg kg-1 for As, 0.86 μg kg-1 for Cd and 13 μg kg-1 for Pb. The reliability of the entire procedures was confirmed by peach leaves (No. 1547 - NIST) certified reference material analysis and addition and recovery tests. The found concentrations presented no statistical differences at the 95% confidence level.

A biosensor based on immobilization of lactate oxidase in a PB-CTAB film for FIA determination of lactate in beer samples

An amperometric lactate biosensor with lactate oxidase immobilized into a Prussian Blue (PB) modified electrode was fabricated. The advantage of using cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) in the electrodeposition step of PB films onto glassy carbon surfaces was confirmed taking into account both the stability and sensitivity of the measurements. The biosensor was used in the development of a FIA amperometric method for the determination of lactate. Under optimal operating conditions (pH = 6.9, E = -0.1 V), the linear response of the method was extended up to 0.28 µmol L-1 lactate with a limit of detection of 0.84 mmol L-1. The repeatability of the method for injections of a 0.28 mmol L-1 lactate solution was 2.2 % (n = 18). The usefulness of the method was demonstrated by determining lactate in beer samples and the results were in good agreement with those obtained by using a reference spectrophotometric enzyme method.

Utilização de pelos de animais silvestres para monitoramento ambiental de Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Pb e Zn

This study investigates the use of wild animal hair of C. brachyurus, C. thous and L. pardalis as biomonitors of trace metal at Parque Nacional das Emas, Brazil. Results reveal a strong correlation between Cd and Pb as well as Cu and Zn, which suggests a single source of emission. Most metals showed a lower or equal concentration than those obtained in previous studies. The research shows that monitoring may be performed only with Zn, Pb, Cd, and Cr because of statistical similarity and of a non-natural occurrence of large amounts of the material under analysis.

EPR study of local symmetry sites of Ce(3+) in Pb(1-x)Ce(x)A (A=S, Se, and Te)

The local site symmetry of Ce(3+) ions in the diluted magnetic semiconductors Pb(1-x)Ce(x)A (A=S, Se, and Te) has been investigated by electron-paramagnetic resonance (EPR). The experiments were carried out on single crystals with cerium concentration x ranging from 0.001 to 0.035. The isotropic line due to Ce(3+) ions located at the substitutional Pb cation site with octahedral symmetry was observed for all the studied samples. We determined the effective Lande factors to be g=1.333, 1.364, and 1.402 for A=S, Se, and Te, respectively. The small difference with the predicted Lande factor g of 10/7 for the Gamma(7) (J=5/2) ground state was attributed to crystal-field admixture. In addition, EPR lines from Ce(3+) ions located at sites with small distortion from the original octahedral symmetry were also observed. Two distinct sites with axial distortion along the < 001 > crystallographic direction were identified and a third signal in the spectrum was attributed to sites with the cubic symmetry distorted along the < 110 > direction. The distortion at these distinct Ce sites is attributed to Pb lattice vacancies near the cerium ions that compensate for its donor activity.

Antilocalization of hole carriers in Pb(1-x)Eu(x)Te alloys in the metallic regime

Magnetoresistance measurements in p-type Pb(1-x)Eu(x)Te alloys, for x varying from 0% up to 5%, have been used to investigate localization and antilocalization effects. These are attributed to both the spin-orbit scattering and to the large Zeeman splitting present in these alloys due to the large values of the effective Lande g factor. The magnetoresistance curves are analyzed using the model of Fukuyama and Hoshino, which takes into account the spin-orbit and Zeeman scattering mechanisms. The spin-orbit scattering time is found to be independent of the temperature, while the inelastic-scattering time increases with decreasing temperature suggesting the electron-phonon interaction as the main scattering mechanism.