SOLOS GERADOS A PARTIR DO INTEMPERISMO DE CROSTAS LATERÍTICAS SÍLICO-FERRUGINOSAS

A porção superior de dois perfis lateriticos localizados nos balneáreos de Outeiro e Mosqueiro, no município de Belém (Pará-Brasil), é constituída pela crosta sílico-ferruginosa e seus fragmentos de crosta, com material areno-argiloso sobreposto formando o solo. A estrutura colunar preservada, o grau de arredondamento crescente dos fragmentos e a composição mineralógica e química demonstram que há uma passagem gradacional entre a crosta, fragmentos e o solo dos dois perfis. Assim, é possível considerar o solo desses perfis como derivado do intemperismo da crosta laterítica subjacente em condições predominantemente úmidas, superimpostas ao processo laterítico que se desenvolveu na Amazônia ate então.

Resistência ao cisalhamento e grau de intemperismo de cinco solos na região de Lavras (MG)

Atualmente os parâmetros da resistência ao cisalhamento dos solos podem ser uma ferramenta muito útil na estabilização de taludes e recuperação de voçorocas, bem como na adoção de práticas mecânicas de conservação para os solos agrícolas. Com o objetivo de avaliar a resistência ao cisalhamento de cinco solos da região de Lavras (MG) e sua relação com o grau de intemperismo, realizou-se um experimento, utilizando uma prensa de cisalhamento direto, a qual permite ensaiar amostras indeformadas de solos. Essas amostras foram coletadas na profundidade de 0-0,03 m e submetidas ao ensaio de cisalhamento, para a definição das envoltórias de resistência e obtenção da coesão aparente (C) e o ângulo de atrito interno (φ). Observou-se que C, de forma geral, foi maior para solos que apresentaram maior densidade, umidade a -0,01 MPa e maior teor de areia. Os valores de (φ) foram maiores nos solos com maiores teores de argila. O Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico (LVAd) e o Argissolo Vermelho-Amarelo distrófico típico (PVAd), com densidades do solo, teores de areia e umidade a -0,01MPa maiores, apresentaram maiores resistências ao cisalhamento em relação ao Latossolo Vermelho distrófico (LVd), Cambissolo Háplico Tb distrófico (CXbd) e Latossolo Vermelho distroférrico (LVdf), que apresentaram maiores teores de argila e matéria orgânica. Para a classe dos Latossolos, a resistência ao cisalhamento foi maior onde os índices Ki e Kr foram mais elevados, graças à estrutura em blocos apresentada pelo LVAd, que condicionou maior resistência ao cisalhamento. Do ponto de vista da resistência ao cisalhamento, os solos LVAd e PVAd mostraram-se mais resistentes a voçorocamento e ao preparo do solo.

Efeito do intemperismo artificial em quatro madeiras tropicais monitorado por espectroscopia de infravermelho (DRIFT)

Four tropical woods, were investigated to compare their performance and natural resistances to artificial weathering using the diffuse reflectance infrared Fourier transform spectroscopy (DRIFT). The species were garapeira (Apuleia leiocarpa), itaúba (Mezilaurus itauba) and tauari (Couratari sp.), woods traditionally indicated for exterior uses, and marupá (Simarouba amara), that served as reference. The samples were submitted to cycles of UV radiation (350 nm) and water until 2,000 h. The photodegradation processes of woods surfaces were accomplished monitoring the changes in the intensities associated to lignin (1508 cm-1) and carbonyl group (1736 cm-1) absorptions. The results have shown that lignin was the first component to be photodegradated, resulting in surfaces mainly composed by cellulose, after 2,000 h of UV irradiation. The processes of formation and lixiviation of carbonyl compounds were different for each species. The experimental conditions used in this work were too severe to evaluate the wood density and extractives content influences during the treatment.

Simulação do intemperismo natural de pilhas zinco-carbono e alcalinas

Spent alkaline and Zn-C batteries were placed in seawater, rainwater or landfill leachate at room temperature for up 30 days in order to simulate natural weathering. After the experiments pH and electrical conductivity of the liquid were measured. The precipitate formed and the filtrate were submitted to metal analysis by ICP-OES. Seawater is the most corrosive medium, followed by landfill leachate. Pb, Cd and Hg were mainly in the filtrate. Fe, Mn and Zn were generally dominant in the precipitate. Na and K account for the electrical conductivity and are good indicators of the corrosion stage of the batteries.

Mineralogia, intemperismo e comportamento geotécnico de solos saprolíticos de rochas vulcânicas da formação Serra Geral

Os solos residuais tropicais são formados principalmente através do intemperismo químico das rochas. As características destes solos também podem ser influenciadas por processos pedogenéticos. Solos residuais fortemente intemperizados, que apresentam influência pedogenética significativa, são denominados solos lateríticos ou solos com comportamento laterítico. Por outro lado, os solos residuais menos intemperizados, onde a estrutura e a fábrica da rocha de origem ainda podem ser identificadas, são denominados solos saprolíticos. Esta tese compreende um estudo abrangente e aprofundado sobre a mineralogia, o intemperismo e o comportamento mecânico de solos saprolíticos de rochas básicas e ácidas da Formação Serra Geral no estado do Rio Grande do Sul. O estudo foi realizado através de análises petrográficas das rochas e solos saprolíticos correspondentes, análises de fluorescência e difração de raios-X, caracterização geotécnica, ensaios edométricos, ensaios de cisalhamento direto convencionais e especiais, ensaios ring shear, ensaios triaxiais isotrópicos, CID e K0, e microscopia eletrônica. Os resultados obtidos mostram que os solos estudados podem ser definidos como solos estruturados. Sua estrutura é formada durante o processo de intemperismo químico, caracterizado como um processo isovolumétrico de substituição pseudomórfica de minerais primários por argilominerais e hidróxidos de ferro. Devido às diferentes composições mineralógicas das rochas de origem, argilominerais do grupo das esmectitas predominam em solos saprolíticos de rochas básicas, enquanto argilominerais do grupo das caulinitas são predominantes em solos saprolíticos de rochas ácidas. O comportamento mecânico dos solos estudados é afetado significativamente pela estrutura, antes e após a ruptura O comportamento pré-ruptura é controlado pela estrutura, seguindo genericamente o padrão proposto por Leroueil & Vaughan (1990), com pequena influencia da mineralogia. A resistência ao cisalhamento residual dos solos estudados é significativamente afetada pela mineralogia. Os valores de φ’r obtidos das envoltórias residuais variaram entre 7,6º e 13,6º para os solos saprolíticos de rochas básicas, enquanto os solos saprolíticos de rochas ácidas apresentaram valores de φ’r variando entre 16,5º e 27,2º. O comportamento pós-ruptura, especialmente a grandes deslocamentos, está associado à degradação de partículas e agregados durante o cisalhamento. Este mecanismo, juntamente com a proporção relativa entre partículas lamelares e maciças do solo, controla o tipo de comportamento do solo na mobilização da resistência residual (turbulento, transicional ou deslizante). A intensidade da degradação depende do grau de intemperismo, da estrutura do solo e da tensão normal. O grau de intemperismo e a estrutura determinam a resistência das partículas e agregados, e conseqüentemente sua suscetibilidade à degradação mecânica durante o cisalhamento sob um determinado nível de tensão normal.

A história do intemperismo na Província Borborema Oriental, Nordeste do Brasil: implicações paleoclimáticas e tectônicas

Until some years ago, weathering geochronology was primarily based on the K-Ar and 40Ar/39Ar dating of supergene minerals. Recent advances in the analysis of supergene goethite by the (U-Th)/He method expanded the number of suitable minerals for such purpose, as well as the time of application for weathering geochronology. This study represents the first systematic approach in Brazil, combining both the 40Ar/39Ar e (U-Th)/He methodologies to improve the knowledge on the weathering and the age of nonfossiliferous sediments. Supported by geologic and geomorphologic correlations, we identified different types of weathering profiles occurring in the interior and coastal areas of northeastern Brazil. These profiles were correlated to main regional geomorphological domains: the Borborema Plateau , the Sertaneja Depression , and the Coastal Cuestas and Plains, and respective planation surfaces, which study is fundamental to understand the landscape evolution of the northern portion of the eastern Borborema Province. The depth and stratigraphic organization of the weathering profiles in each of the geomorphological domains permitted to establish that: (i) the profiles on the highlands that cap the Borborema Surface are deeper (up to 100 m) and can be considered as typical lateritic profiles; (ii) on the lowlands that form the Sertaneja Surface , the weathering profiles are shallow and poorly developed (2-5 m deep); (iii) the profiles along the coastal area are moderately developed (up to 25 m deep), and are characterized by thick saprolites and mottle zones. Aiming to establish the timing of the evolution of northeastern Brazil, we studied 29 weathering profiles representing distinct topographic levels of the Borborema Province, from the highlands to the coast, through the analysis of 248 grains of supergene manganese oxides using laser step-heating 40Ar/39Ar geochronology. Additionally, we applied the (U-Th)/He method in 20 weathering profiles, by dating 171 grains of supergene iron oxides and hydroxides. Geochronological results for 248 grains of manganese oxides analyzed by the 40Ar/39Ar method indicate that the weathering profiles in the study area record the history of weathering from the Oligocene to the Pleistocene, with ages in the order of 31.4 ± 1.0 Ma to 0.8 ± 0.4 Ma. Dating of 171 grains of goethite by the (U-Th)/He method yielded ages ranging from 43.2 ± 4.3 Ma to 0.8 ± 0.1 Ma, suggesting the weathering processes last from the Eocene to the Pleistocene. The precipitation of supergene goethite in this interval confirms the age of the weathering processes identified from the manganese oxides record. 105 goethite grains from 8 different occurrences of the Barreiras Formation were dated by the (U-Th)/He method. Five grains collected from the cement in the Barreiras Formation sandstones, in the Lagoa Salgada and Rio do Fogo coastal cuestas, yielded ages of 17.6 ± 1.8 Ma, 17.3 ± 1.7 Ma, 16.3 ± 1.6 Ma, 16.2 ± 1.6 Ma and 13.6 ± 1.4 Ma. Results of 69 goethite grains from authigenic pisoliths collected in 7 different localities also yielded concordant ages, varying from 17.8 ± 1.8 to 7.5 ± 0.8 Ma. Results obtained from 31 detrital grains are concordant in 3 distinct localities (Lagoa Salgada, Praia da Garças e Ponta Grossa); they vary in the range of 43.2 ± 4.3 to 21.6 ± 2.2 Ma, and indicate that the maximum age for the Barreiras Formation deposition is around 22 Ma. 40Ar/39Ar results for 15 manganese oxides grains associated with the Barreiras Formation weathering profiles, in 3 different localities, vary from 13.1 ± 0.9 to 7.7 ± 0.4 Ma, in the same range of ages obtained by the (U-Th)/He method. The systematic application of the 40Ar/39Ar and (U-Th)/He methods, respectively for manganese oxides and goethites, show that the Barreiras Formation sediments were already deposited since ca. 17 Ma, and that the weathering processes were active until ca. 7 Ma ago. The ages obtained from manganese oxides collected in the Cenozoic basalts (Macau Formation) also reveal a weathering history between 19 and 7 Ma, pointing to hot and humid conditions during most of the Miocene. 40Ar/39Ar ages yielded by manganese oxides associated with the Serra do Martins Formation vary from 14.1 ± 0.4 to 10.5 ± 0.3 Ma. On the other hand, (U-Th)/He ages from iron oxides/hydroxides collected in the Serra do Martins Formation mesas vary from 20.0 ± 2.0 to 5.5 ± 0.6 Ma, indicating that those sediments are older than 20 Ma. 40Ar/39Ar and (U-Th)/He results produced in this study are in agreement with paleoclimatic interpretations based on stable isotopes and clay index values measured in the Atlantic Ocean sediments, validating the use of weathering geochronology to investigate paleoclimatic variations. The direct dating of the Barreiras Formation permitted, for the first time, confident inferences on the age of the brittle deformation recorded by this sedimentary unit in the Rio Grande do Norte and Ceará states. The first event, syn-deposition, occurred during the early Miocene; an younger event, related to the post-depositional deformation of the Barreiras Formation, is associated with tectonic activity from the very early Miocene to the Holocene. In agreement with data from other areas, results obtained in this study reveal that the depth and complexity of the weathering profiles reflect the time of exposition of such areas to the weathering agents close to the surface. However, there is no clear relationship between ages vs. altitude. The depth and the stratigraphic organization of weathering profiles in northeastern Brazil, contrary to the southeastern Brazil pattern, do not vary toward the coast. In our study area, field observations reveal the presence of ancient, thick and complex lateritic profiles preserved in the sedimentary mesas on the Borborema Plateau, as younger, narrow and incipient ones occur in the dissected areas. Geochronological results obtained for these profiles yielded older ages on the high altitudes, and younger ages in the lowlands, suggesting the scarp retreatment is the most reliable model to explain the regional landscape evolution. However, in the coastal lowlands, the relatively older ages obtained indicate that more complexes processes were involved in the modeling of the local relief

Avaliação do intemperismo químico e influências antropogênicas na bacia do Alto Sorocaba (SP)

Pós-graduação em Geologia Regional - IGCE

Avaliação da taxa de remoção de material dissolvido devido ao intemperismo químico da formação Serra Geral na bacia do Ribeirão Preto

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Influência do intemperismo natural ou induzido sobre a estabilidade cromática de próteses faciais, em função do material de confecção e da pigmentação

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

Avaliação da taxa de intemperismo químico na bacia do Rio Jaú (SP)

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Anomalias eletromagnéticas de corpos tubulares inclinados em contato com o manto de intemperismo usando diferentes arranjos de bobinas-modelamento analógico

A principal aplicação dos métodos eletromagnéticos é a prospecção de sulfetos maciços que pela própria natureza geológica são corpos longos e delgados, encrustados em rocha encaixante resistiva, permitindo a interpretação através de curvas de modelos reduzidos usando semi-planos em meio resistivo (ar-livre). No entanto, com a extensão do uso dos métodos eletromagnéticos em regiões que tem um manto de intemperismo de parcialmente condutivo a condutivo, como na região Amazônica e nas regiões semi-áridas ou de climas tropicais , esta técnica de interpretação tem levado a resultados bem diferentes da situação real. O objetivo deste trabalho é estudar a influência do manto de intemperismo em contato ôhmico com o corpo-alvo, utilizando os arranjos de bobinas horizontal coplanar (HCP), vertical coplanar (VCP), vertical coaxial (VCA) e mínimo (PERP), através do modelagem analógico. Para simular o corpo foram utilizadas placas de grafite, cujas dimensões satisfazem a condição de semi-plano. Para simular o manto foi usada uma solução de cloreto de amônia. De forma geral, os resultados obtidos com os diversos arranjos apresentaram as mesmas características, ressalvada as diferenças peculiares de cada arranjo. De forma resumida tem-se as seguintes alterações na anomalia atribuídas à um manto condutivo em contato ôhmico com o corpo-alvo: i) Há rotação de fase, que inicialmente é em sentido anti-horário, mas mais adiante, com o aumento do número de indução do manto , torna-se horária; ii) Alteração na forma padrão do perfil de quadratura devido ao surgimento do pico extra no lado a favor do mergulho; iii) Só há uniformidade de comportamento para o pico-a-pico contra da quadratura, que cresce com o aumento número de indução do manto. Maiores anomalias são obtidas com o sistema horizontal coplanar e as menores com o vertical coplanar. Neste estudo não foi observado formação de pico extra nas anomalias do arranjo vertical coplanar. Ainda, os efeitos de cobertura são mais acentuados no sistema horizontal coplanar comparados aos sistemas de bobina vertical e em anomalias de semi-planos menos inclinados e em menor profundidade.

Efeitos do manto de intemperismo sobre anomalias eletromagnéticas provocadas por corpos tabulares inclinados: um estudo através de modelamento reduzido

Electromagnetic methods have been extensively applied in the prospecting of sulphide bodies and other conducting materials. The interpretation of e. m. data is based on the results obtained either with reduced scale or analytical modelling. In most models, the host rocks, the overburden as well as the halo of disseminated sulphides are considered highly resistive although in nature they are often weakly conductive. Presence of a well-developed conducting overburden in tropical and sub-tropical regions and a saline rich crustal layer in semi-arid regions have been found to modify significantly the e. m. anomalies in practice. Therefore, the parameters of the target, determined on the basis of simple models where the presence of the conducting environment is neglected, are found to be in considerable error. The effects of the overburden on the e. m. anomalies of a dipping tabular ore body were studied with reduced scale models for varying response parameters of both the overburden and the orebody, and also for different depths and dips of the target. The overburden and the orebody were represented by metallic sheets of varying thickness in the scale model developed in accordance with the law of electromagnetic similitude. The results of these investigations show that the overburden affects the anomaly by causing: a) phase rotation; b) amplitude reduction; c) base level displacement; d) reversion of the quadrature; and e) appearance of an extra peak in the quadrature in the case of low dipping models. The last two effects complicate the quantification of the anomalies but, on the other hand, provide a qualitative indication of the response parameters of both the ore body and the overburden. The results were assembled in the form of Argand diagrams and, finally, an interpretation scheme is suggested for the e. m. field data on the basis of these diagrams.

Efeitos do manto de intemperismo sobre anomalias “VLF” dos corpos tabulares inclinados

A utilização dos métodos indutivos de propagação E.M. na exploração mineral em regiões tropicais, apresenta grandes dificuldades devido a presença de uma camada superficial condutiva (manto de intemperismo) comumente encontrada nestas regiões. Na região Amazônica, o manto apresenta-se bastante desenvolvido e condutivo, e em regiões semi-áridas, pode-se formar uma fina crosta superficial de sal. Em conseqüência disto, a interpretação dos dados E.M. obtidos para modelos que não consideram uma cobertura condutiva levam a erros consideráveis. Objetivando-se estudar os efeitos do manto sobre anomalias VLF devidas a corpos tabulares inclinados em contato com o manto (manto ohmico), foi realizada uma série de experimentos através do modelamento analógico, considerando-se diferentes parâmetros de resposta para o manto e o corpo. O manto de intemperismo foi simulado por soluções de cloreto de amônia (NH₄Cl) dispostas horizontalmente e o corpo condutor por chapas de grafite colocadas em posições inclinadas verticalmente. Utilizou-se quatro corpos condutores e três mantos com diferentes espessuras e condutividades, simulando, desta forma, diversas situações geológicas. Os resultados são dados por simples situações dos corpos localizados em um meio não condutor (ar), onde os parâmetros variados são: profundidade do topo, condutividade e mergulho do corpo. Os efeitos da condutividade da cobertura são amplamente ilustrados e avaliados. Para a análise dos resultados, foi plotado um conjunto de curvas considerando-se os valores pico-a-pico das anomalias de "tilt angle" e de elipsidade. Os resultados foram sintetizados em um outro conjunto de curvas reunidas em diagramas de Argand. Estando ou não o manto presente, observou-se, tanto para o tilt angle quanto para a elipsidade, o efeito do aumento da profundidade é o de reduzir a magnitude pico-a-pico e a forma do pico da anomalia, fazendo com que este afaste-se do ponto de "cross-over". Para um condutor de mesma espessura, o aumento da condutividade causa um ligeiro aumento nas anomalias de tilt angle, e uma atenuação nas anomalias de elipsidade. O efeito geral na variação do mergulho do condutor é o de causar uma assimetria nos perfis de tilt angle e de elipsidade. O aumento da condutância do manto de intemperismo causa um acréscimo nas anomalias de elipsidade e uma ligeira diminuição nas anomalias de tilt angle; porém, a partir de um certo valor de condutância do manto (mantos mais condutivos) tanto as anomalias de tilt angle quanto as anomalias de elipsidade começam a atenuar. Há rotação de fase no sentido anti-horário, sendo mais intensa para grandes valores de número de indução do corpo. Na presença do manto, o corpo parece estar a uma profundidade inferior à verdadeira e a ser menos condutivo.

Estudos dos efeitos do manto de intemperismo sobre anomalias de VLF geradas por corpos inclinados: modelagem numérica através de programa eGs

As referências apresentadas e utilizadas através de métodos indutivos de propagação eletromagnética E.M., são utilizadas na prospecção de minerais, entre outros, haja vista que em regiões tropicais existem camadas superficiais condutivas (manto intemperismo) que levam a influenciar, evidentemente, na interpretação do resultado real. Em nossa região Amazônica, o manto apresenta-se bastante desenvolvido e condutivo. O objetivo deste trabalho é estudar os efeitos dos mantos sobre anomalias VLF, devidos a corpos tabulares inclinados em contato ou não com o manto (manto galvânico e manto indutivo). Deste modo, foram realizadas umas séries de experimentos em modelagens numéricas através da eGs, considerando-se diferentes parâmetros de resposta para o manto e para o corpo. Os trabalhos de modelagem numérica, bem como seus resultados foram apresentados por diversas situações, como: variação da profundidade do topo do condutor, variação do mergulho do condutor, variação da condutância do manto, entre outros. Para interpretação dos resultados, foi gerado um conjunto de curvas considerando-se valores pico-a-pico das anomalias de Tilt Angle e de Elipsidade. Os resultados foram sintetizados em um outro conjunto de curvas reunidas em diagramas de Argand. A medida em que se aumenta a profundidade, o pico-a-pico e a forma do pico da anomalia do Tilt Angle e da Elipsidade diminuem na presença do manto, ou na ausência do mesmo, fazendo com que este se afaste do ponto de “Cross-Over”. Para um condutor da mesma espessura, o aumento da condutância causa um aumento nas anomalias de Tilt Angle e da Elipsidade. O efeito geral na variação do mergulho do condutor é o de causar uma assimetria nos perfis de Tilt Angle e Elipsidade. O aumento da condutância do manto de intemperismo causa uma diminuição nas anomalias de Tilt Angle e de Elipsidade. Há rotação de fase no sentido anti-horário, sendo mais intensa para grandes valores de condutância do corpo. Na presença do manto, o corpo parece estar a uma profundidade inferior à verdadeira e, tendendo, a ser menos condutivo.

Balanço entre intemperismo químico e remoção do solo na bacia do Ribeirão Monjolo Grande, Ipeúna (SP), determinado por geoquímica fluvial

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