Analisi speleogenetica del sistema ipogenico Cavallone-Bove (Massiccio della Majella, Abruzzo)

In questo lavoro viene descritto lo studio preliminare effettuato all’interno del sistema Cavallone-Bove, nel massiccio della Majella, Abruzzo. Sono state effettuate osservazioni sulle morfologie interne ed esterne delle grotte, sulla presenza di depositi chimici e fisici. Sono stati prelevati ed analizzati dei depositi chimici presenti in abbondanza nelle due cavità. È stato così possibile identificare l'origine delle grotte ed attribuirlo al modello tipico delle SAS. Le grotte sono state interessate dalla risalita di fluidi e vapori acidi in passato, ma che da un'attenta analisi è emerso che ci sono stati più eventi di risalita e molto probabilmente anche a differente acidità. In ultima analisi sono state discusse le serie di alterazione dei minerali oggetto di studio (gruppo dell'alunite, gibbsite, gesso), utili per comprendere la speleogenesi delle cavità e la provenienza dei fluidi.

Structural and stratigraphic control on hypogene dissolution in carbonate rocks: case studies of cave analogues and implications for karst reservoirs

The aim of this research is to improve the understanding of the factors that control the formation of karst porosity in hypogene settings and its associated patterns of void-conduit networks. Subsurface voids created by hypogene dissolution may span from few microns to decametric tubes providing interconnected conduit systems and forming highly anisotropic permeability domains in many reservoirs. Characterizing the spatial-morphological organization of hypogene karst is a challenging task that has dramatic implications for the applied industry, given that only partial data can be acquired from the subsurface by indirect techniques. Therefore, two outcropping cave analogues are examined: the Cavallone-Bove Cave in the Majella Massif (Italy), and the karst systems of the Salitre Formation (Brazil). In the latter, a peculiar example of hypogene speleogenesis associated with silicification has been studied, providing an analogue of many karstified reservoirs hosted in cherts or cherty-carbonates within mixed sedimentary sequences. The first part of the thesis is focused on the relationships between fracture patterns and flow pathways in deformed units in: 1) a fold-and-thrust setting (Majella Massif); 2) a cratonic block (Brazil). These settings represent potential playgrounds for the migration and accumulation of geofluids, where hypogene conduits may affect flow pathways, fluid storage, and reservoir properties. The results indicate that localized deformation producing cross-formational fracture zones associated with anticline hinges or fault damage zones is critical for hypogene fluid migration and karstification. The second part of the thesis deals with the multidisciplinary study of hydrothermal silicification and hypogene dissolution in Calixto Cave (Brazil). Petrophysical analyses and a geochemical characterization of silica deposits are used to unravel the spatial-morphological organization of the conduit system and its speleogenesis. The novel results obtained from this cave shed new light on the relationship between hydrothermal silicification, hypogene dissolution and the development of multistorey cave systems in layered carbonate-siliciclastic sequences.

Mineralogia de solos com excesso de sódio no estado do Ceará

Foram estudados dois perfis de solos com problemas de sodicidade (Planossolo Solódico e Solonetz-Solodizado), no estado do Ceará, com o objetivo de conhecer a mineralogia das frações areia, silte e argila e os processos de alterações que ocorrem nos respectivos minerais. A areia e o silte grosso foram avaliados por microscopia de polarização e contraste de fase, enquanto o silte fino e a argila foram analisados por difração de raios-X. Utilizou-se, ainda, a microscopia eletrônica de varredura para obtenção de informações complementares sobre as transformações mineralógicas ocorridas nos horizontes dos dois perfis. Verificou-se que o Planossolo Solódico apresenta na fração argila quantidades mais ou menos equivalentes de caulinita e montmorilonita no horizonte 2Btn, o mesmo acontecendo com as proporções de caulinita e vermiculita no horizonte A. Nas outras frações, foram encontrados teores variáveis de quartzo, plagioclásios, hornblenda e biotita. Por sua vez, o Solonetz-Solodizado mostrou uma fração argila essencialmente caulinítica ao longo de todo o perfil e com quantidades variáveis de quartzo, feldspato e biotita nas outras frações. Em ambos os perfis, o enriquecimento de argila no Bt resultou essencialmente das alterações "In situ" dos minerais primários intemperizáveis contidos na rocha subjacente. A hipótese de alternância de processos de oxi-redução nos horizontes A e, ou, E, em razão da baixa permeabilidade do horizonte 2Btn, provocando um processo de ferrólise naqueles horizontes, é também uma alternativa de gênese que não pode ser descartada para explicar o alto contraste textural desses solos. O intemperismo da albita e de outros plagioclásios ricos em sódio, o clima semi-árido, e a drenagem impedida são os fatores condicionantes dos percentuais elevados de sódio, observados nos dois pedons. Também nos dois solos, os teores destoantes de quartzo, a geomorfologia da região e a presença de uma linha de pedras separando os horizontes A ou A + E do 2Btn revelam duplicidade de materiais originários.

Mineralogia da fração argila dos solos do Planalto Ocidental Paulista

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Geomorfologia del giacimento di orso delle caverne nella grotta di Govjestica, Valle di Praca, Bosnia-Ercegovina

In 2011 the GSB/USB caving group of Bologna has discovered, in the southern fossil branches of Govjestica cave (Valle di Praça, Bosnia) a fossil deposit of vertebrates containing bones of Ursus spelaeus, Capra ibex, Cricetulus migratorius and Microtus. On the basis of the U/Th ages of the bones, teeth and carbonate flowstone covering the fossils (60 ka), datings carried out in the laboratories of U-Series at Bologna, and on the disposition of the bones, a past connection between Govjestica and the nearby Banja Stjena cave is hypothesised. The closure of this passage has occurred suddenly through a collapse that has forced the last cave bears awakened from their winter sleep to stay blocked in Govjestica, and die. The connecting passage has later been covered with calcite flowstones and is no longer visible. This hypothesis is sustained by the rather scarce number of skeletons of cave bears found in Govjestica (a dozen of skulls against the often large amounts of cave bears found in similar caves): Govjestica cave, and especially the Room of the Bones in its southern part, has been used by cave bears only for a couple of centuries before these parts became inaccessible. Furthermore, the entrance of Banja Stjena cave was probably located close to or at the level of the Praça river, that has excavated its thalweg for around 20 metres in the last 60 ka.

Idrogeologia e geomorfologia dell'area carsica Buca di Ronzana, Dolina dell'Inferno e Farneto

Il ritrovamento, all'interno del Complesso Partigiano-Modenesi, di un grosso collettore attivo ha aggiunto un nuovo interrogativo nella già complessa situazione idrogeologica dell'area carsica Farneto, Buca di Ronzana, Dolina dell'Inferno. Si è quindi fatto ricorso ad un'attenta ricerca bibliografica riguardo alle colorazioni precedenti e ad un'accurata ricerca sul campo, in cui sono state descritte ed analizzate tutte le grotte, inghiottitoi e risorgenti attive della zona. In seguito è stata eseguita una nuova colorazione, immettendo 200 g di fluoresceina nella Valle Cieca di Ronzana il 16/5/2016, con fluocaptori posizionati in tre punti all'interno del Complesso Partigiano-Modenesi, nelle due risorgenti accessibili (Grotta Nuova e Ca' Masetti) e nella Grotta del Farneto. Il 22/5/2016 è stato osservato il torrente attivo principale della Grotta dei Modenesi di colore verde fluorescente, mentre nessuna traccia di colore è stata vista nelle altre cavità e nelle risorgenti. A fronte dei lavori svolti e dei risultati ottenuti con la collaborazione del GSB – USB, si può dunque affermare che: a) il torrente attivo scoperto a dicembre 2015 nel Complesso Grotta del Partigiano – Grotta dei Modenesi riceve l'acqua dalla Valle Cieca di Ronzana e, secondo le colorazioni di L. Fantini del 1959 e R. Casali nel 1972, recapita alla ex-risorgente del Fontanaccio, infine sfocia nel torrente Zena, dopo aver percorso un livello basso della Grotta del Farneto, inaccessibile all'uomo; b) il Sistema Ronzana-Modenesi-Farneto risulta completamente separato dall'adiacente sistema parallelo Coralupi-Nuova e dalla Risorgente di Ca' Masetti; c) le ricerche, le descrizioni e i risultati ottenuti con questa tesi possono essere utilizzati come base per effettuare nuove ricerche negli altri sistemi idrologici dell'area, in modo da chiarirne ulteriormente la circolazione idrica ipogea.

Rilevamento Geomorfologico delle principali forme legate al processo solfureo acido (SAS) nei rami turistici della Grotta Grande del Vento, Frasassi (Marche, Italia)

Nell'elaborato svolto, dopo un'introduzione generale nella quale vengono illustrati i due processi principali che formano le grotte, quello epigenico ed ipogenico, viene descritta in dettaglio la parte turistica del complesso "Grotta del Fiume-Grotta Grande del Vento".Si analizzano le varie morfologie derivanti da una speleogenesi solfurea acida, spiegando come si sono formate. Vengono inoltre spiegati i metodi con i quali si è redotta la nuova carta geomorfologica del complesso (oggetto dell'elaborato), e dopo averla illustrata, viene fatto un confronto con la vecchia carta morfologica del 1990.

Mineralogia de um latossolo vermelho distrófico submetido a diferentes manejos por 24 anos

Atualmente, procuram-se sistemas de manejo que preservem ou melhorem as qualidades do solo, tanto mineralógicas como orgânicas, priorizando maior produtividade. Este trabalho teve como objetivo verificar qualitativamente, por meio das técnicas de fluorescência de raios X, difração de raios X e infravermelho com transformada de Fourier, os efeitos provocados pela utilização dos manejos: plantio convencional, preparo mínimo e plantio direto, por 24 anos, na mineralogia de um Latossolo Vermelho distrófico de Ponta Grossa, PR. Não foram observadas mudanças significativas na mineralogia do Latossolo estudado, por meio das técnicas utilizadas, quanto aos diferentes manejos durante os anos de sua aplicação. Pôde-se verificar, qualitativamente, a presença dos minerais gibbsita, caulinita, haloisita, montmorilonita, hematita, rutilo, anatásio, goethita e quartzo.

Mineralogia da fracção argilosa da Formação de Vale Álvaro (Bragança, NE Portugal)

The studied materials were sampled from several conglomerate and carbonate sandstone units, overlapped for 23 meters. This formation represents a debris flow dominated alluvial fan alternating with quiet sedimentary conditions. These deposits of probably Paleogene age were placed upon mafic and ultramafic rocks that are the exclusive source of sediments. Optical and SEM identification, microanalysis and XRD studies (with decomposition procedures) of clay fractions obtained after high-speed centrifugation were performed in order to characterise the clay minerals content. The results of the analytical program allowed the establishment of the following remarks: a) Fe-rich montmorillonite dominance over paligorskite, chlorite, chlorite-smectite mixed-layers, serpentine and talc; b) smectites in the 12.4 - 15 A range, expanding to about 17 A after EG treatment; c) serpentine and talc as secondary minerals in the interior of altered clasts; d) chlorite and clorite smectite mixed-layer compositions in the borders of the clasts and in the cement. The composition of sediments results from coarse clasts eroded from mafic and ultramafic rocks and clayey material. Clasts show evidences of post-depositional weathering (coatings of chlorite and smectite). Clayey material has the contributions of i) inherired chlorite, smectite and chlorite-smectite mixed-layers; ii ) authigenic crystallisation of Fe-montmorillonite (due to availability of Fe in the crystallising solutions following previous weathering events); iii) authigenic paligorskite associated to a carbonate cement.

Muyrakyta ou muiraquita: um talismã arqueológico em jade procedente da amazônia: aspectos físicos, mineralogia, composição química e sua importância etnogeológica

Os muiraquitãs são artefatos líticos com formas batraquianas confeccionados principalmente em pedra verde, tipo jade, utilizados pelos povos Tapajó/Santarém e Conduri do Baixo Amazonas, dizimados pelos colonizadores europeus. Eram utilizados como amuletos e como símbolo de poder e ainda como objeto de troca. Supunha-se que o jade viera da Ásia. Estudos mineralógicos e químicos em dez peças do Museu Paraense Emílio Goeldi (MPEG), do Museu de Arqueologia e Etnografia (MAE) da Universidade de São Paulo e profa. Amarilis Tupiassu mostram que os muiraquitãs do MPEG e da profa. Amarilis são confeccionados em tremolita e os do MAE em actinolita, talco e pirofdita. Tremolita e actinolita são os minerais mais comuns de jade nefrítico, que não é assim tão raro. As microanálises químicas confirmam as determinações mineralógicas e ainda mostram que o jade do MAE contém sulfato e ferro ferroso. Tanto o jade do MPEG como do MAE diverge daquele de Baytinga (Amargosa-BA). Rochas ricas cm tremolita e actinolita são muito comuns no Proterozóico da Amazônia, encontrados tanto ao norte como ao sul da bacia, próximo na região do Baixo Amazonas, sendo desnecessário invocar uma fonte asiática para o jade dos muiraquitãs. Portanto se tornam vulneráveis às interpretações etnográficas e antropológicas com base em área asiática como fonte para a matéria-prima destes artefatos.

Mineralogia e geoquímica dos perfis sobre sedimentos neógenos e quaternários da bacia do Solimões na região de Coari - AM

O estudo do intemperismo das rochas é uma ferramenta indispensável para entender a evolução paleoambiental do Cenozóico na Amazônia. Com esse objetivo foram estudados seis perfis intempéricos desenvolvidos a partir da Formação Solimões e um perfil do Quaternário da várzea do rio Solimões, no centro-leste do estado do Amazonas. As informações obtidas permitiram determinar o grau de evolução intempérica na região, além das suas características estruturais, mineralógicas e químicas. Os perfis desenvolvidos sobre a Formação Solimões são constituídos, de baixo para cima, pelos horizontes saprolítico (C), mosqueado (B) e solo (A), enquanto o perfil sobre a sedimentação quaternária é estruturado nos horizontes saprolito (C) e solo (A). São argilo-arenosos a areno-argilosos, cinzentos, amarelados, avermelhados e esbranquiçados e compõem-se de quartzo, caulinita, muscovita, illita e esmectita. Segundo as suas características os perfis são divididos em dois grupos: 1) perfis 2, 3, 4 e 5: são areno-argilosos, tem altos teores de SiO2, Hg e Zr e estão associados unicamente à Formação Solimões; 2) perfis 1, 6 e 7: são pelíticos, têm maiores conteúdos em esmectita, illita, muscovita, Al2O3, álcalis e elementos-traço, especialmente de Ba, Co, Li, Ni, Sr, V, Y e Zn, e agrupam parte dos perfis sobre a Formação Solimões e o sedimento quaternário. A semelhança geoquímica entre este último e parte dos perfis sobre a Formação Solimões sugere que esta pode ser a fonte pelo menos de parte do material depositado na várzea. O conjunto das características demonstra que os horizontes dentro de cada perfil são muito semelhantes entre si e, portanto, pouco evoluídos, apesar do clima atual quente e chuvoso da região de Coari (2300 mm.ano-1) promover intensa lixiviação. Conseqüentemente, por serem derivados dos sedimentos mais jovens da Bacia do Solimões, e, portanto sob ação recente do intemperismo, pode-se afirmar que a unidade que deu origem aos perfis na Formação Solimões foi exposta no Quaternário e que estes se encontram em desequilíbrio com as condições agressivas de lixiviação do ambiente laterítico reinantes na Amazônia pelo menos desde o Paleógeno.

Atributos químicos, físico-hídricos e mineralogia da fração argila em solos do Baixo Amazonas: Serra de Parintins

Estudos sobre os atributos dos solos amazônicos geram informações para compor um levantamento atual sobre suas condições frente às várias formas de alterações que estão sujeitos. O objetivo deste trabalho foi descrever e avaliar a evolução química, físico-hídrica, bem como a mineralogia de Latossolos no Baixo Amazonas como forma de entender as variações desses atributos em diferentes coberturas vegetais. Coletaram-se amostras deformadas e indeformadas para análises físicas, químicas, mineralógicas e hídricas, em dois pontos de uma topossequência na Serra de Parintins: platô e vertente, sendo três perfis de solo em cada posição. Os resultados obtidos demonstraram que a floresta predominante sobre os perfis do topo e vertente promove condições físicas e hídricas adequadas para uma boa agregação, maior intensidade de poros grandes, maior condutividade hidráulica saturada (Ko) e melhor retenção hídrica dos solos. Fato semelhante ocorrendo com as áreas de capoeira, apresentando boa permeabilidade, porosidade e retenção de água no solo. O acúmulo de carbono é maior dos perfis da vertente, decrescendo em profundidade, relacionando-se diretamente com Ko e com o sistema radicular. A análise mineralógica da fração argila indicou a caulinita como argilomineral predominante, seguido pelos minerais gibbsita, goethita, quartzo e anatásio, não havendo variações ao longo da paisagem. A Serra de Parintins possui um solo pobre em nutrientes, ácido, com textura média a muito argilosa com acúmulo de plintita nos horizontes subsuperficiais, evitando o fenômeno de terras caídas. Um gradiente elevado de umidade volumétrica é observado nos horizontes subsuperficiais, havendo mais água retida, quando comparado com horizontes superficiais.

Mineralogia e química dos sedimentos de fundo do médio e baixo Madeira e de seus principais tributários: Amazonas - Brasil

O objetivo deste trabalho foi investigar a variação composicional e mineralógica dos sedimentos de fundo transportados pelos grandes rios da Amazônia, com nascentes nos Andes provenientes de rochas cratônicas. O estudo foi realizado com base em análises granulométricas, mineralógicas e químicas, incluindo isótopos de Pb, no rio Madeira e seus tributários. O conjunto de dados mostra que os sedimentos de fundo do rio Madeira são granulométrica, mineralógica e quimicamente distintos de seus principais tributários. Os sedimentos do rio Madeira são mais arenosos; têm maior quantidade de quartzo; menor conteúdo de Al2O3, Fe2O3, K2O, MgO, Na2O, PF, TiO2, P2O5, MnO e elementos-traço; e a maturidade aumenta de montante para jusante. Dentre os sedimentos dos tributários, os rios Machado e secundariamente o rio Marmelos são os que mais se aproximam da composição dos sedimentos do rio Madeira, enquanto que o Jamari com sedimentos com maior proporção de TiO2, Zr, Y, Nb, Ga, Hf, U, Ta e ETR, é o mais distinto. Apesar do ambiente de intenso intemperismo e erosão, em condições tropicais úmidas, a que estão submetidas as rochas drenadas pela bacia do rio Madeira, os valores das razões Th/Co, Th/Pb, Th/Yb, Al/Pb, Zr/Co e a composição isotópica de Pb indicam fontes distintas para os sedimentos de fundo estudados. Os sedimentos do rio Madeira são provenientes, principalmente, de rochas máficas, enquanto que os sedimentos de seus tributários têm como fonte essencialmente rochas félsicas.

Mineralogia e reserva de K de Cambissolos submetidos a diferentes manejos após derrubada e queima da floresta na Amazônia Meridional

As altas temperaturas ocorrentes durante a queima na floresta Amazônica podem induzir transformações mineralógicas da fração argila. Este trabalho objetivou avaliar as alterações mineralógicas nas frações areia, silte e argila e na reserva mineral de solos submetidos a diferentes manejos (11 anos de mata secundária, pastagem e café) após a derrubada e queima de floresta nativa situada na Amazônia Meridional, município de Cacoal (RO). Uma área de floresta nativa ombrófila densa, com mesma feição pedológica, foi dividida em quatro partes, sendo três áreas submetidas ao corte e à queima e posteriormente cultivadas. Em cada manejo, os perfis de solos foram descritos e amostras dos horizontes A, AB, B1, 2B2 e 2BC foram coletadas para as análises mineralógicas das frações argila, silte e areia (difratometria de raios X) e químicas da fração argila (extração de Fe com ditionito-citrato-bicarbonato - DCB e com oxalato de amônio - OA). Os teores de K não trocáveis foram determinados nas amostras de solo após extração com HNO3 1 mol L-1 fervente. Verificou-se o predomínio da caulinita na fração argila e alta reserva mineral de K nos solos, associada à ocorrência de mica nas frações argila, silte e areia. Os diferentes manejos não afetaram os teores de Fe2O3DCB e Fe2O3OA; por outro lado, o maior valor estimado para a relação entre os teores de goethita e hematita [Gt/(Gt+Hm)] na fração argila no horizonte A da floresta indica uma possível transformação parcial de Gt em Hm durante a queima da floresta para a implantação dos manejos mata secundária, pastagem e café.

Mineralogia e geoquímica de perfis de solo com Terra Preta Arqueológica de Bom Jesus do Tocantins, sudeste da Amazônia

A comparação de dados morfológicos, mineralógicos e químicos de solo com horizontes antrópicos - Terra Preta Arqueológica (TPA) com Argissolos adjacentes permitiu identificar os principais processos responsáveis pela formação da TPA em um sítio arqueológico no Município de Bom Jesus do Tocantins, sudeste do Estado do Pará. A similaridade entre os dados dos horizontes subsuperficiais do solo com TPA e solos adjacentes indica que o horizonte antrópico do solo TPA foi provavelmente desenvolvido a partir de um horizonte similar aos Argissolos adjacentes com posterior transformação pedogenética através da introdução de materiais orgânicos e inorgânicos por antigas colonizações humanas, resultando no espessamento do horizonte superficial e em concentrações maiores de CaO e P2O5 (teores totais), Zn (teor traço), P e Zn disponível (teores disponíveis), além de Ca e Mg trocáveis (teores trocáveis) em relação aos Argissolos adjacentes. Além disso, essa intervenção antrópica antiga também provocou modificações no horizonte subsuperficial do Argissolo com TPA, como concentrações altas de P2O5 e principalmente P disponível. O Soil Taxonomy e o Sistema Brasileiro de Classificação de Solos (SiBCS) são adequados para a identificação de solo com horizonte antrópico (p.exe. TPA), uma vez que priorizam nas ordens do solo os principais processos pedogenéticos atuantes na formação do solo, relacionados aos horizontes subsuperficiais, além das transformações pedogenéticas posteriores no horizonte superficial. Contudo, este trabalho recomenda o acréscimo de alguns atributos diagnósticos como quantidade de artefatos cerâmicos e líticos, P2O5, P e Zn disponíveis, C orgânico, Ca2++ Mg2+ (teores trocáveis), CTC e índice de saturação por bases no horizonte superficial para o agrupamento e distinção dos diversos tipos de solos antrópicos antigos da Amazônia.