Livro de Resumos do Colóquio Anisotropia 2013

Colóquio – ASM, Tectónica, (Paleo)magnetismo dos materiais

2 CGUC, Departamento de Ciências da Terra, Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra

3000-272 Coimbra, Portugal

13-14 Junho

Unidade Pedagógica Central, Pólo II Faculdade de Ciências e Tecnologias da

Universidade de Coimbra

PTDC/CTE-GIX/099447/2008

“Caracterização petrofísica e gravimétrica do Complexo Plutónico tardi-varisco de

Stª Eulália (Zona Ossa Morena): Implicações para a sua génese, instalação e

mineralizações”

LIVRO DE RESUMOS




COMISSÃO ORGANIZADORA

- Celeste Romualdo Gomes

- Helena Sant`Ovaia

- Ana Isabel Andrade

- Ana Lourenço

- Armando Rocha

- Fernando Carlos Lopes

- Alessandro La Rosa

- Marco Ramos

- Roberta Sidoti

COMISSÃO CIENTÍFICA

- Celeste Romualdo Gomes (Univ. Coimbra, Portugal)

- Daniel Rey (Univ. Vigo, Espanha)

- Emílio L. Pueyo (IGME Saragoza, Espanha)

- Eric Font (IDL - Univ. Lisboa, Portugal)

- Fernando Noronha (DGAOT-Univ. Porto, Portugal)

- Helena Sant`Ovaia (DGAOT-Univ. Porto, Portugal)

- Luís Gama Pereira (CGUC - Univ. Coimbra, Portugal)

- Márcia Ernesto (Univ. S. Paulo, Brasil)

- Maria dos Anjos Ribeiro (DGAOT-Univ. Porto, Portugal)

- Miguel G. Crespo (Univ. Barcelona, Espanha)

- Philippe Olivier (Université de Toulouse, Toulouse, France)

TÍTULO

Colóquio ASM, Tectónica, e (Paleo)magnetismo de materiais – Livro de Resumos

EDIÇÃO

Centro de Geofísica da Universidade de Coimbra

ISBN

978-989-97823-2-7

COMPOSIÇÃO

Ana Rola




PROGRAMA DO COLÓQUIO




PROGRAMA DO COLÓQUIO

1º Dia (13 junho 2013)

8h45 – Receção dos participantes e entrega da documentação

9h15 – Sessão de abertura

9h45 – 11h00 – Palestras convidadas (20+5 minutos)

9h45 Philippe Olivier (Universidade de Toulouse, França)

The Variscan Pyrenees interpreted through their granitic plutons

10h10 Alexandra Guedes (Universidade do Porto)

A importância dos materiais geológicos na investigação forense

10h35

José Carrilho Lopes*, Helena Sant’Ovaia & Celeste R. Gomes

(*Universidade de Évora, Portugal)

Update of geochemical and geochronological data of the Santa Eulália

Plutonic Complex (Alentejo, Portugal)

11h00 – Coffee break


11h30

Fernando Noronha*, Helena Sant’Ovaia & Helena Brites Martins

(*Universidade do Porto, Portugal)

A suscetibilidade magnética (SM) como ferramenta auxiliar na

prospeção de mineralizações

11h55

Helena Sant’Ovaia*, Helena Brites Martins, Celeste R. Gomes &

Fernando Noronha (*Universidade do Porto, Portugal)

Magnetic susceptibility and Δ18O characterization of Variscan Granites

related with mineralizations

12h20

Manuel Maria Godinho (FCT, Universidade de Coimbra)

CO2 a mais na atmosfera atual? Que fazer com ele? A Ciência aponta

caminhos

12h45 – Almoço

14h30 – 16h30 – Empresas (20+5 minutos)




14h30 Filipe Tavares de Melo (Comercial MAXAM, Portugal)

Aplicação e influência de explosivos em diferentes meios geológicos

14h55

José Carlos Góis (Universidade de Coimbra, Portugal)

Formação dos operadores de explosivos no desmonte de rocha:

Portugal versus Europa

15h20 Pedro Batalhão (Marsilop – Sociedade de Empreitadas SA)

A importância dos Geólogos nas Empresas de Construção Civil

15h45

Abílio Pereira

Agricultura de conservação e seus benefícios

As empresas são: Lagoalva - Equipamentos e Serviços Lda; Pompeu

C. Monteiro Grilo, Soc. Agr. Lda; João Monteiro Grilo



16h40 Luís Gama Pereira (Universidade de Coimbra, Portugal)

Alguns temas de tectónica na Geologia Portuguesa

17h05

Celeste R. Gomes & Fernando C. Lopes (Universidade de Coimbra,

Portugal)

Encerramento do 1º dia do Colóquio

2º Dia (14 junho 2013)


9h20 Miguel G. Crespo (Universidade de Barcelona, Espanha)

Understanding magnetostragraphic dating: A user's guide.

9h45

Luís Vítor Duarte (Universidade de Coimbra, Portugal)

Novos avanços na estratigrafia e geoquímica do Jurássico Inferior da

Bacia Lusitânica (Portugal)

10h10

Jorge Dinis (Universidade de Coimbra, Portugal)

Magnetostratigraphy of the Jurassic/Cretaceous transition in Porto da

Calada, W Portugal: a preliminary approach

10h35 Daniel Rey* & Kais Mohamed (*Universidade de Vigo, Espanha)

Magnetismo Ambiental & Geocronología





11h30 – 12h35 - Palestras convidadas (20+5 minutos)

11h30

Eric Font (Instituto D. Luís – Universidade de Lisboa) Jorge Ponte1 &

Eric Font1

Magnetic mineralogy of the Upper Maastrichtian at Bidart:

environmental and climatic records of the Deccan phase-2 volcanism

11h55

Emílio Luís Pueyo*, E. Sanchez, O. Pueyo-Anchuela, Belém Oliva &

M.J. Ramón (*Universidade de Saragoça, Espanha)

AMS as a passive kinematic indicator to understand complex

geometries of fold-and-thrust belts. The western External Sierras

12h20

Mónica Sousa*, Helena Sant’Ovaia & Fernando Noronha

(*Universidade do Porto, Portugal)

Caracterização do Magmatismo e Deformação do Complexo

Metamórfico da Foz do Douro: Estudos de Anisotropia da

Susceptibilidade Magnética

12h45 – Almoço

14h30 – 16h15 - Comunicações orais (10+5 minutos)

14h30

Joana Ribeiro*, Helena Sant’Ovaia, Celeste R. Gomes & Deolinda

Flores

*Universidade do Porto

Magnetic parameters of self-burning coal waste pile materials resulting

from mining in Douro Coalfield

14h45

Ana Lourenço*, Eugénio Sequeira & Celeste R. Gomes

*Universidade de Coimbra, Portugal

Aplicação das técnicas de magnetismo ambiental no estudo perfis de

solos em diferentes perfis de solos e ambientes na área de Coimbra,

Portugal Central

15h00

Celeste R. Gomes*, Armando Rocha, Ana Lourenço & Helena

Sant’Ovaia

*Universidade de Coimbra, Portugal

Modelos em Magnetismo Ambiental

15h15 – Apresentação de pósteres


17h00 – Sessão de encerramento




RESUMOS




THE VARISCAN PYRENEES INTERPRETED THROUGH THEIR

GRANITIC PLUTONS

Philippe Olivier1

1

Université de Toulouse, UPS (OMP), CNRS, IRD, LMTG, 14 Avenue Edouard Belin,

F-31400 Toulouse, France

The present-day Pyrenees correspond to an Alpine chain formed during the Cretaceous

and Eocene times at the boundary between Europe and Iberia. However, the Palaeozoic

formations, which constitute an important part of the chain, have been previously involved

in the Variscan orogeny. Understanding the Carboniferous evolution of this segment of the

great Variscan Range was made possible especially through the study of the fabrics of the

granitic plutons which were not modified by the Alpine evolution. These plutons were

emplaced in a rather short time-span, i. e. 310-300 Ma. All along the chain, these plutons

display very similar fabrics patterns, measured by the help of the AMS technique. This

allowed us to show that the period of emplacement of the granitic plutons corresponded to

a dextral transpressive regime. Such a regime being unknown in the neighbouring

Palaeozoic domains of northern Spain and southern France, this fact must be taken into

account for any geodynamic reconstitution.




A IMPORTÂNCIA DOS MATERIAIS GEOLÓGICOS NA

INVESTIGAÇÃO FORENSE

Alexandra Guedes

Centro de Geologia da Universidade do Porto; Departamento de Geociências, Ambiente e Ordenamento do

Território, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto

Palavras-chave: Geologia Forense; Valor Probatório; Caraterização de Materiais.

A Geologia Forense está relacionada com a aplicação directa dos princípios, práticas e

procedimentos geológicos na resolução de problemas e questões de tribunal. A aplicação

mais reconhecida na geologia forense é a utilização de materiais geológicos como provas,

com importante valor na associação de um suspeito a uma cena de um crime.

Rochas, minerais, solos e materiais relacionados possuem elevado valor probatório. Este

valor está associado à existência de um número quase ilimitado destes materiais e como

eles se encontram distribuídos no planeta Terra. É esta diversidade de materiais

geológicos, combinados com a capacidade de medir e observar os diferentes tipos, que

fornece o poder legal da sua discriminação.

No entanto, apesar do contributo do estudo de rochas, minerais e solos na investigação

criminal ser já conhecido há muito tempo, o seu verdadeiro potencial só recentemente tem

vindo a ser reconhecido. De facto, só em 1975 é que Murray e Tedrow publicaram o

primeiro livro sobre geologia forense, onde foram documentados os princípios, assim como

o sucesso da investigação geoforense nos casos por eles apresentados. O grande

interesse que este livro suscitou contribuiu para a sua actualização e consequente

reedição em 1991. Em 2004 e 2011, Murray apresenta novos casos com o

desenvolvimento de novos métodos geoforenses. Entretanto, outros investigadores

internacionalmente reconhecidos elaboraram e editaram livros de referência muito

importantes, onde se incluem Pye e Croft (2004), Pye (2007), Ruffell e Mckinley (2008),

Ritz et al. (2009) e, mais recentemente, Bergslien (2012).

Referências bibliográficas

Bergslien, E.T. (2012). An Introduction to Forensic Geoscience. Wiley-Blackwell.

Murray, R.C. (2004). Evidence from the Earth: Forensic Geology and Criminal Investigation.

Mountain Press Publishing.

Murray, R.C. (2011). Evidence from the Earth: Forensic Geology and Criminal Investigation.

Mountain Press Publishing.

Murray, R. & Tedrow, J.C.F. (1975). Forensic Geology: Earth Sciences and Criminal

Investigation (republished 1986). Rutgers University Press.

Murray, R.C. & Tedrow, J.C.F. (1991). Forensic Geology. Prentice Hall.

Pye, K. (2007). Geological and soil evidence. Forensic applications. Taylor & Francis. CRC

Press.

Pye, K. & Croft D.J. (2004). Forensic Geoscience. Principles, Techniques and Applications,

Geological Society of London.

Ritz,K., Dawson, L. & Miller D. (2009). Criminal and Environmental Soil Forensics. Springer.

Ruffell, A. & McKinley, J.M. (2008). Geoforensics. Wiley-Blackwell.




A SUSCETIBILIDADE MAGNÉTICA (SM) COMO FERRAMENTA AUXILIAR NA PROSPECÇÃO DE MINERALIZAÇÕES RELACIONADAS COM ROCHAS GRANÍTICAS

Fernando Noronha1, Helena Sant’Ovaia1 & Helena Brites Martins1

1

CGUP, DGAOT, Faculdade de Ciências da Universidade do Porto

Palavras-chave: Granitos; Mineralizações; Suscetibilidade Magnética.

A relação espacial de granitos com mineralizações, nomeadamente aquelas em que

estejam envolvidos processos hidrotermais é indubitável. Impõe-se por isso encontrar

ferramentas que sirvam de guia ao prospetor para que este possa definir áreas mais

favoráveis para a ocorrência de concentrações do metal ou metais que procura.

Ishihara (1977) propôs uma classificação prática dos granitos em que o parâmetro

definidor é a presença de magnetite, ilmenite e/ou sulfuretos como minerais acessórios e

classificou os granitos em “magnetite-type” e “ilmenite-type”.

A génese dos granitos “tipo oxidado” (séries com magnetite) e do “tipo reduzido” (séries

com ilmenite) está geralmente relacionada com as condições termodinâmicas no momento

da génese do magma (Takagi & Tsukimura 1997).

Magnetite ± ilmenite estão presentes em granitos do tipo I (metaluminosos) e ilmenite ±

sulfuretos em granitos do tipo S (Ishihara, 1977). Isto é, as séries graníticas com magnetite

ou com ilmenite são antes de mais controladas pela fO2. Embora os estádios redox dos

granitos sejam propriedades intrínsecas das áreas fonte dos magmas (Ishihara, 1979).

A génese de um granito do tipo oxidado (> 0.2 % modal de magnetite) ou de um granito do

tipo reduzido pode ser atribuída, entre outros, a diferenças na composição em voláteis do

respetivo magma. Com efeito, a presença de SO2 (> 250 ppm) no magma pode oxidar

minerais como a augite para formar magnetite à medida que se dá o arrefecimento pois a

linha do tampão SO2-H2S interseta a do tampão augite-magnetite-quartzo no diagrama 1/T

- f (sub O2). Por outro lado, quando o teor de SO2 é < 250 ppm, o magma solidifica como

tipo reduzido (< 0.2 % modal de magnetite). Se a f (sub O2) é tamponada por H2O-H2, CO2-

CO, ou CH4-CO2 não cristaliza magnetite e formam-se magmas do tipo reduzido (Takagi &

Tsukimura, 1997). A anatexia de metassedimentos ricos em carbono ou em sulfuretos pode

implicar uma redução das fontes do magma para formar granitos do tipo reduzido.

Ao granito “tipo oxidado” e aos granitos “tipo reduzido” podem estar especificamente

associados certos metais (Figura 1) (Ishihara, 1977; Takagi & Tsukimura 1997).

A abundância relativa num dado granito de minerais magnéticos ou de fracamente

magnéticos pode ser deduzida a partir dos valores da suscetibilidade magnética (SM >10-3

unidades SI) pelo que o valor de SM pode ser facilmente utilizado em prospeção. As séries

com magnetite possuem valores de SM > 3.0 x 10-3 unidades SI) e as séries com ilmenite

valores de SM < 3.0 x 10-3 unidades SI (Ishihara, 1977; Kumar, 2010).




Figura 1 – Síntese de comparação das diferentes classificações, condições

termodinâmicas e principais mineralizações associadas

Referências

Ishihara, S., (1977). The Magnetite-series and Ilmenite-series Granitic Rocks. Mining

Geology, v. 27, 292-305.

Ishihara, S., (1979). Lateral variation of magnetic susceptibility of the Japanese granitoids:

The Journal of the Geological Society of Japan, v. 85, p. 509–523.

Kumar, S., (2010). Magnetite and ilmenite series granitoids of Ladakh batholith, Northwest

Indian Himalaya: implications on redox conditions of subduction zone magmatism.

Current Science, Vol. 99, 9, 1260-1264.

Takagi, T., (2004). Origin of magnetite- and ilmenite- séries granitic rocks in the Japan Arc,

American Journal of Science, v 304, 169–202

Takagi & Tsukimura, (1997). Genesis of oxidized- and reduced-type granites: Economic

Geology, v. 92, 81-86.




MAGNETIC SUSCEPTIBILITY AND δ18O CHARACTERIZATION OF

VARISCAN GRANITES RELATED WITH MINERALIZATIONS

Helena Sant’Ovaia1, Helena Martins1, Celeste Romualdo Gomes2 & Fernando Noronha1

1

CGUP, DGAOT, Faculdade de Ciências da Universidade do Porto 2CGUC, DCT, Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra

Key-words: Magnetic susceptibility; hydrothermal vein deposits; Variscan granites.

Introduction - A large volume of Variscan granitic rocks outcrop in CIZ which are well

documented concerning geological mapping, petrography and geochemistry (e.g. Ferreira

et al., 1987) but whose magnetic characteristics, as well as the relationship of this feature

with metallogeny, remain unknown. In this study we summarize the available magnetic

susceptibility data of Variscan granites in order to analyze their correspondence to oxidized-

type or reduced-type granites and whole-rock oxygen-isotope (δ18O) and, on this basis,

evaluate their potential relation with hydrothermal ore deposits.

Methods - Magnetic susceptibility (K) data from approximately 644 sampling stations (5152

samples) on different massifs of Variscan Portuguese granites were obtained. Details and

comprehensive discussion of the data used in this study can be found in Sant’Ovaia et al.

2013. Whole-rock oxygen-isotope (δ18O) values were compiled from the bibliography

(Antunes et al., 2008; Martins et al., 2009; Neiva et al., 2009; Sant’Ovaia et al., 2012).

Results and discussion – Despite their different geological, petrographic and geochemical

characteristics, K values obtained for the majority of the studied granites range from 15 to

300 × 10–6 SI. The dominant paramagnetic behavior of the granite bodies reflects the

presence of ilmenite as the main iron oxide. This feature indicates the reduced conditions

involved in the granite melt formation during the Variscan orogeny, which is compatible with

many other petrogenetic indicators evidenced to date in various studies (e.g. Ishihara,

1977).

The two-mica granites show K values ranging between 15 to 70 × 10–6 SI which are lower

than values displayed by the biotite-rich facies scattered within the interval of 70 and 300 ×

10–6 SI. The syntectonic two-mica granites (like Porto and Gralheira) are different and

should be distinguished from the other two-mica granites, where muscovite can have a

primary and secondary origin (like some late-tectonic and post-tectonic biotite-muscovite

granite bodies). Post-tectonic granites, such as those from Vila Pouca de Aguiar, Pedras

Salgadas, Caria, Vila da Ponte, Chaves and Lamas de Olo, have a magnetic anisotropy

<2.5%. For the two syntectonic mica granites, granites from Porto or Gralheira, the

magnetic anisotropy ranges between 5% and 6%. In the late to post-tectonic granite bodies,

such as those from Castro Daire, Valpaços, Castelo Branco, Mangualde-Trancoso or Serra

da Estrela, the magnetic anisotropy falls within the 2.5% and 5% range. The magnetite-

bearing granites are scarce but represented in Lavadores, Gerês and Manteigas. Even so,

only the Lavadores body could be considered as a true magnetite-type granite (K >3.0 ×

10–3 SI) in face of its K, comprised between 1550 and 19303 × 10–6 SI.

Carmichael (1991) established that the redox states of silicic and basic magmas are




inherited from their respective source regions. Our results indicate that the redox states of

granitic magmas are essentially intrinsic in nature, reflecting the redox states of magma

source regions. Nevertheless, some granites may acquire their oxidation or reduction state

due to specific physic-chemical conditions. Processes of magma mixing and mingling that

occurred in an open system can also play an important role in increasing the oxidizing

conditions of magma chambers. The distributions of the two granitic series are, generally,

closely linked to the metallogenic provinces: deposits of Cu and Mo, namely of the porphyry

type, tend to be formed with magnetite-granitic bodies; while W and Sn deposits are related

to ilmenite-series granitic rocks (e.g. Ishihara, 1977). In Portuguese samples, the W (Mo-Bi)

deposits are related to magnetite-type granites, whereas the Sn, Sn (W), W (Sn) and W

hydrothermal deposits are related to ilmenite-type granites. Whole-rock oxygen-isotope

data showed a significant inverse correlation between K and δ18O.

Conclusions – K values in the majority of the studied granites corresponding to

paramagnetic peraluminous and meta-peraluminous reduced ilmenite-type granites. The

oxidized or magnetite-type granites are scarce and represented by metaluminous late

orogenic with K>10–3 SI and low δ18O values ranging from 8.9 to 10.30/00. Major W-Sn ore

deposits are related to reduced ilmenite-bearing granites enriched with δ18O (9.3 to

13.50/00); W (Mo-Bi) deposits are related with oxidized granite series (i.e. magnetite or

titanomagnetite-bearing granites).

Acknowledgements - This project has been financially supported by PTDC/CTE-

GIX/099447/2008 (FCT-Portugal, COMPETE/FEDER).

References

Antunes, I.M.H.R., Neiva, A.M.R., Silva, M.M.V.G. & Corfu, F. 2008. Geochemistry of S-type

granitic rocks from the reversely zoned Castelo Branco pluton (central Portugal). Lithos,

103, 445-465.

Ferreira, N., Iglesias, M., Noronha, F., Pereira, E., Ribeiro, A., Ribeiro, M.L., 1987.

Granitóides da Zona Centro Ibérica e seu enquadramento geodinâmico. In: F. Bea, A.

Carnicero, J.C. Gonzalo, M. López Plaza & M.D. Rodríguez Alonso (eds.). Geologia de

los granitoides y rocas asociadas del Macizo Hespérico. Ed. Rueda, Madrid, pp. 37‐51.

Carmichael, I. S. E., 1991. The redox states of basic and silicic magmas: a reflection of

their source regions? Contributions to Mineralogy and Petrology, 106, 129-141.

Ishihara, S., 1977. The Magnetite-series and Ilmenite-series Granitic Rocks. Mining

Geology, 27, 292-305.

Martins, H.C.B., Sant’Ovaia, H. & Noronha, F. 2009. Genesis and emplacement of felsic

Variscan plutons within a deep crustal lineation, the Penacova-Régua-Verín fault: an

integrated geophysics and geochemical study (NW Iberian Peninsula). Lithos. Vol. 111:

142-155.

Neiva, A.M.R., Williams, I.S., Ramos, J.M.F., Gomes, M.E.P., Silva, M.M.V.G., Antunes,

I.M.H.R., 2009. Geochemical and isotopic constraints on the petrogenesis of Early

Ordovician granodiorite and Variscan two-mica granites from the Gouveia area, central

Portugal. Lithos, 111, 186 - 202.

Sant’Ovaia, H., Martins, H.C.B, Carrilho Lopes, J., Machado, J., Noronha, F. 2012.

Correlation of magnetic susceptibility with δ18O data in magnetite- and ilmenite-type




granites from Iberian massif. Mineralogical Magazine, Volume 76 (6), 2325, Goldschmidt

Conference Montreal Abstracts.

Sant’Ovaia, H., Martins, H.C.B, Noronha, F. 2012. Oxidized and reduced Portuguese

Hercynian granites associated with W and Sn hydrothermal mineralizations.

Comunicações Geológicas, 100, 1: 33-39.




APLICAÇÃO DE EXPLOSIVOS E SUA INFLUÊNCIA NOS

DIFERENTES MEIOS GEOLÓGICOS

Filipe Tavares de Melo Director Comercial da MAXAM Portugal

Palavras-chave: Explosivos; Geologia; Aplicação; Impacte ambiental.

Introdução – Esta apresentação comprova a importância da geologia no desmonte de

rocha com recurso a explosivos. Sendo este o único parâmetro que não é possível alterar

na execução de qualquer trabalho de escavação (mecânica ou a fogo), o conhecimento

das propriedades do meio geológico é essencial para a escolha do método de desmonte e

o resultado final da operação.

Método – Os diferentes tipos de maciços e sua geologia, influenciam directamente as

etapas de perfuração, carregamento e remoção do escombro. Os maciços rochosos

apresentam características geomecânicas que dependem inicialmente das características

geológicas das próprias rochas existentes e da sua interacção dentro do próprio maciço. O

conhecimento dos parâmetros geológicos é fundamental para um entendimento do

fenómeno de rotura das rochas e quantificação do impacte ambiental associado. È este

conhecimento que vai permitir a adaptação do diagrama de fogo para o resultado final

pretendido.

A existência de superfícies de descontinuidade como, diaclases, fracturas, cavidades,

falhas e fissuras obrigam também à adaptação de diferentes parâmetros do diagrama de

fogo assim como diferentes técnicas de aplicação. Desta forma, pretende-se relacionar

directamente o tipo de geologia do maciço com o tipo de explosivo a utilizar e método de

aplicação, estimando quais as propriedades do explosivo importantes nesta escolha. Uma

palavra ainda para a influência da geologia no impacte ambiental resultante da utilização

de explosivos.

Conclusão – A cada maciço e seu ambiente geológico corresponde um determinado tipo de

explosivo ideal e método de aplicação seguro. Para diferentes tipos s de maciço deverão

ser aplicados diferentes binómios de explosivo entre diferente percentagem de carga de

fundo e carga de coluna. Todos os impactes ambientais relacionados com a aplicação de

explosivos são mensuráveis e variáveis de acordo com a geologia do maciço rochoso a

escavar. O grau do impacte pode ser atenuado através da aplicação de diferentes

explosivos e técnicos independentemente das diferentes estruturas geológicas naturais

existentes num determinado maciço rochoso.


Dinis da Gama, C. & Jimeno, C. L., 1993. Rock Fragmentation Control for Blasting.

Jimeno, E. L., Jimeno, C. L. & Bermudez, P. G., 2003. Manual de Perforación y Voladura de

Rocas. ITGE. 2ª Edição. Espanha.

Olofsson, S.O., 1997. Applied Explosives Technology For Construction and Mining. Applex

AB publisher, Arla Sweden. 342 pp.




FORMAÇÃO DOS OPERADORES DE EXPLOSIVOS NO DESMONTE

DE ROCHA: PORTUGAL VERSUS EUROPA

José Góis

LEDAP - Laboratório de Energética e Detónica, Associação de Apoio;

ADAI - Associação para o Desenvolvimento da Aerodinâmica Industrial;

DEM-FCTUC -Departamento de Engenharia Mecânica – Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade

de Coimbra;

AP3E - Associação Portuguesa de Estudos e Engenharia de Explosivos

[email protected]

Palavras-chave: Operador de explosivos; formação; desmonte de rocha; segurança;

competências.

Introdução

Para os profissionais na área dos explosivos o conhecimento, em termos científicos e

tecnológicos, é fundamental para exercer em segurança a atividade. Muito embora existam

especificidades próprias para cada tipo de atividade, muito dos conhecimentos em matéria

de caraterização e procedimentos de segurança com produtos explosivos é comum. As

diferenças fundamentais dos produtos explosivos residem na energia específica, na

estabilidade química e na sensibilidade a estímulos. Havendo um conjunto de

conhecimentos em matéria de explosivos que são requeridos às diferentes atividades,

desde o fabrico, transporte, armazenagem, aplicação, até à eliminação, é fundamental que

os profissionais possuam formação e adquiram competências para exercer a atividade.

Nos últimos anos tem-se assistido a uma contracção do negócio dos explosivos um pouco

por toda a Europa (Akhavan et al, 2007), com o encerramento de muitas fábricas. Em

simultâneo têm registado muitos despedimentos e antecipação da reforma, em

consequência da crise financeira e das perdas de direitos dos aposentados. Assim, numa

altura em que o número de profissionais do setor baixou e novas exigências em termos de

segurança (Decreto-Lei n.º 265/2009, de 29 de setembro com as alterações introduzidas

pelo Decreto-Lei n.º 33/2013, de 27 de fevereiro) e de concorrência se colocam é

necessário desenvolver mecanismos para responder a estes novos desafios. Acresce o

facto da procura de emprego não estar mais confinada ao distrito da residência ou ao país

de origem, pelo que a certificação e reconhecimento de competências é fundamental. Esta

preocupação está patente nos diversos tratados assinados pelos Estados-Membros da

União Europeia que apostam na mobilidade como fator de progresso e competitividade das

empresas. Assim, só a melhoria da formação e certificação das competências dos

trabalhadores do setor dos explosivos vai permitir aumentar a competitividade em relação

aos nossos parceiros e dar maior capacidade para reagir rapidamente às mudanças

económicas e tecnológicas.

Situação atual da formação profissional

No setor dos explosivos a formação profissional assenta ainda nos métodos tradicionais e

os programas de formação diferem de país para país. As diferenças entre os programas e

as metodologias de formação adotadas dependem do tipo de atividade e do tipo de

mailto:[email protected]




produtos explosivos utilizados. Por conseguinte, existem diferentes certificados de

habilitação consoante o tipo de atividade a realizar.

No caso dos operadores de fogo, vários países europeus (Dinamarca, Finlândia, Grécia,

Noruega, República Checa e Suíça) propõem dois ou três níveis de certificados de

operador de fogo. A licença que certifica as competências é obtida por aprovação em

exame, cobrindo questões teóricas e práticas, após formação de uma ou duas semanas

mais um período de treino no local de atividade sob supervisão de um operador certificado

(Góis, 2009). De um modo geral, os exames são realizados por uma entidade profissional

(escola ou associação profissional do setor) em colaboração com a entidade

governamental que tutela o setor ou a formação profissional. As licenças são emitidas a

título individual e são unicamente válidas no país de emissão, com uma duração de cinco

anos, vindo o qual é exigida a frequência de um curso de reciclagem para conseguir a

renovação. Em Portugal, a formação e qualificações dos operadores de fogo está definida

no Decreto-lei nº 376/84 de 30 Novembro, que estabelece no Regulamento sobre o

Fabrico, Armazenagem, Comércio e Empregos de Produtos Explosivos, que o uso de

explosivos em minas, pedreiras ou construção civil deve ser desempenhado por um

indivíduo habilitado com o certificado de operador de fogo, podendo este certificado ser

atribuído para explosivos, pólvora ou substâncias explosivas. O operador de fogo tem de

ter mais de 21 anos, escolaridade obrigatória à idade adulta e obter a aprovação em

exame teórico e prático relacionado com as matérias explosivas e o seu emprego.

Que futuro para a formação profissional e certificação de competências?

A União Europeia através do programa Leonardo da Vinci (LdV) apoia projetos no âmbito

da formação profissional. Neste quadro foi aprovado em 2003 o projeto-piloto EUExcert

(www.euexcert.org), que juntou cinco países (Suécia, Reino Unido, Noruega, Itália e

Finlândia), com o propósito de estabelecer as qualificações dos profissionais do setor dos

explosivos, através da criação de um quadro europeu de qualificações, que permitisse a

concessão do certificado europeu para os trabalhadores do setor dos explosivos. Em 2006

esse projeto foi alargado a mais cinco países (Alemanha, Estónia, Lituânia, Portugal e

República Checa) a que se juntou também a Federação Europeia de Engenheiros de

Explosivos (EFEE). Os objetivos fixados para a fase II do projeto foram a melhoria das

aptidões e das competências dos trabalhadores no setor dos explosivos e a criação de um

quadro de transferência de competências para o setor de explosivos, no âmbito do quadro

europeu de qualificações. Em 2008, apoiados pelo programa LdV, oito instituições de seis

países (Alemanha, Finlândia, Noruega, Portugal, República Checa, Suécia), mais a EFEE,

juntaram-se no projeto ESSEEM (www.esseem.eu) para desenvolver um programa de

formação do operador de fogo europeu de nível 4 (Kure and Aslak, 2009). Este projeto

concluído em 2011 partiu da matriz aprovada pela EFEE e desenvolveu temas como a

Geologia, Perfuração, Explosivos, Sistemas de Iniciação, Teoria do Rebentamento por

Explosivos, Dimensionamento e Carregamento de Pegas, Desmonte de Rocha junto de

Estruturas, Demolição de Estruturas, Segurança, Aspectos Económicos. Ao nível nacional

a Associação Portuguesa de Estudos e Engenharia de Explosivos (AP3E) conjuntamente

com a Associação Nacional da Indústria Extrativa e Transformadora (ANIET) celebrou um

protocolo com a PSP para a realização de cursos de formação de operadores de fogo

segundo o programa europeu aprovado pela EFEE e que serviu de suporte ao projeto

ESSEEM. Para apoiar a formação as duas associações promoveram a construção de um

manual do operador de explosivos segundo a matriz de formação aprovada pela EFEE.

http://www.euexcert.org/

http://www.esseem.eu/





Akhavan J. & Wallace I. and Nilsson E. & Wallin, H. (2007). European explosives

qualifications – the EUExcert Project. In European Federation of Explosives Engineers, P.

Moser et al. (ed), Proc. of Fourth World Conference on Explosives and Blasting, Vienna,

Austria, 2007, pp. 417-424, ISBN 978-0-9550290-1-1.

Góis, J. (2009). Benefits and barriers to the harmonisation of vocational training on

explosives in Europe. In European Federation of Explosives Engineers, P. Moser et al. (ed),

Proc. of Fifth World Conference on Explosives and Blasting, Budapest, Hungary, 2009, pp.

83-87, ISBN 978-0-9550290-2-8.

Kure, K and Aslak, R, (2009). A summary of EFEE shotfirer committee work for the

development of the European shotfirer education. In European Federation of Explosives

Engineers, P. Moser et al. (ed), Proc. of Fifth World Conference on Explosives and

Blasting, Budapest, Hungary, 2009, pp. 89-93, ISBN 978-0-9550290-2-8.




UNDERSTANDING MAGNETOSTRAGRAPHIC DATING: A USER'S

GUIDE

Miguel Garcés

Geomodels Research Institute, Group of Geodynamics and BasinAnalysis, Facultat de Geologia Universitat de

Barcelona, Barcelona, Spain

Magnetostratigraphy relies on the ability of sedimentary rocks to acquire a remanent

magnetization which parallels the direction of the then ambient magnetic field. Since the

geomagnetic field has undergone multiple non-periodic field reversals through Earth history,

a magnetic zonation of sedimentary sequences is possible attending to the polarity of the

rock magnetization. Because geomagnetic reversals are globally isochronous,

magnetostratigraphy allows dividing the stratigraphic record into time slices which can be

correlated worldwide. The relatively high frequency of geomagnetic reversals occurring over

most of Earth thus history provides an ideal chronostratigraphic framework where to

integrate the diverse stratigraphic disciplines (Biostratography, Chemostratigraphy, etc) in

order to build the Geological Time Scale.

It is precisely the random character of geomagnetic reversal which makes

magnetostratigraphic zonations useful for correlation purposes. When a satisfactory

correlation with the Geomagnetic Polarity Time Scale (GPTS) is achieved, absolute ages

can be assigned to every magnetozone boundaries. Magnetostratigraphic correlation with

the GPTS is guided in first place by age constrains typically provided by other external

sources. A correlation exists when a magnetostratigraphic zonation, in the thickness

domain, fits well with the pattern of reversals of the GPTS in the time domain. From this it is

inferred that goodness of a magnetostratigraphic correlation demands that sedimentation

rates do not change significantly, so that the relative thickness of magnetozones maintains

certain proportionality with the time ellapsed. Sedimentation steadiness is, therefore,

needed for a magnetostratigraphic correlation to work. The problem arises when a best-fit

magnetostratigraphic correlation does not fully coincide with age constrains provided by

other means such as Biostratigraphy or radioisotopic dating, a scenario which is not rarely

encountered. At this point, magnetostratigraphic correlation becomes a multidisciplinary

approach which involves a proper analysis of all sources of uncertainty.




MAGNETISMO AMBIENTAL Y GEOCRONOLOGÍA

Daniel Rey & Kais Mohamed

1 Departamento de Geociencias Marinas, Universidad de Vigo, España

Palavras-chave: Geocronología; Magnetismo Ambiental.

El Magnetismo Ambiental es un ciencia relativamente nueva que tiene su origen en

las mediciones de la susceptibilidad magnética realizadas sobre sedimentos recientes

varvados en lagos de Suecia por Gustav Ising en 1926 (Ising, 1943). La disciplina se centra

en la aplicación de técnicas del magnetismo de rocas y minerales al estudio de situaciones

en las que el transporte, la sedimentación y/o la transformación de los minerales

magnéticos es forzada por procesos ambientales en la atmósfera, hidrosfera y litosfera

(Thompson and Oldfield, 1986; Verosub and Roberts, 1995; Dekkers, 1997; Maher and

Thompson, 1999; Evans and Heller, 2004). Es capaz de proporcionar datos

geocronológicos y ambientales relevantes para los estudios de cambio global, paleoclima e

impacto antropogénico.

A diferencia de la magnetoestratigrafía y el arqueomagnetisno, basados en el

registro de las variaciones del campo geomagnético en los minerales magnéticos de

secuencias geológicas o de objetos arqueológicos, el valor geocronológico de las técnicas

del magnetismo ambiental se basa en el estudio de la variabilidad de los constituyentes

magneto-mineralógicos del propio registro y sus forzamientos, considerando la escala

espaciotemporal específica a la que se producen estos fenómenos. Esta vinculación

fenómeno/registro, permite una doble aproximación.

Fig. 1. Clasificación de las técnicas de datación cuaternarias, basado en Coleman et al 1987.

La primera aproximación comparte elementos característicos de los métodos de

datación absolutos basados en registros bandeados. Es viable cuando es posible

relacionar una propiedad magnética dada con un patrón de variabilidad periódica conocida.

En el ejemplo ya mencionado, los picos de susceptibilidad magnética de los sedimentos

varvados estudiados por Ising proporcionan edades numéricas absolutas, en tanto que

identifican la acumulación de dichos sedimentos en el tiempo.




La segunda aproximación geocronológica participa de los métodos de datación basados en

la equivalencia de edad, y de manera semejante a la magnetoestratigrafía, se basa en la

identificación de horizontes contemporáneos integrados en secuencias estratigráficas

separadas geográficamente y a menudo muy distintas. La identificación de capas de Ice

Rafted Detritus (IRDs) asociadas a eventos de Heinrich a partir de sus propiedades

magnéticas constituyen líneas de referencia temporal claves en todo el Atlántico Norte y

son fácilmente identificables por sus propiedades magnéticas (Kissel, 2005; Rey et al.

2008; Mohamed et al. 2010) .

En Iberia, la mayor parte de los estudios de este tipo han estado vinculados a

trabajos de naturaleza paleoclimática reciente (op. cit.), abarcando los últimos 150.000

años. Los principales registros estudiados se corresponden con sedimentos de tipo

estuarino y marinos del margen Ibérico Atlántico, particularmente del NW peninsular y

sedimentos lacustres cuaternarios. Se describirán distintos ejemplos en los que se

ilustrarán las diferentes aplicaciones, en particular algunos problemas relacionados con los

tiempos de bloqueo en sedimentos marinos, o la complejidad en la identificación de

eventos de Heinrich en los márgenes continentales.

Fig. 2. Durabilidad de la señal magnetoambiental en sedimentos marinos cuaternarios NW de Iberia

Referências bibliográficas Kissel C., Laj C., Piotrowski A.M., Goldstein S.L., Hemming S.R., Millenial-scale

propagation of Atlantic deep waters to the glacial southern ocean. Paleoceanography, VOL. 23, PA2102,

Maher, B.A.; Thompson, R. (1999). Quaternary Environments, Climates and Magnetism. Cambridge University Press.Evans, Michael E.; Heller, Friedrich (2003). Environmental Magnetism: Principles and Applications of Enviromagnetics. Academic Press. ISBN 0-12-243851-5.

Mohamed, K., D. Rey, B. Rubio, F. Vilas, T. Frederich (2010). Interplay between detrital and diagenetic processes since the LGM in NW Iberian continental shelf. Quaternary Research, 73, 3, 507-520

Rey, D., B. Rubio, K. Mohamed, F. Vilas, B. Alonso, G. Ercilla, T. Rivas, 2008. Detrital and early diagenetic processes in Late Pleistocene and Holocene sediments from the SW Galicia Bank inferred from high-resolution environmagnetic and geochemical records. Marine Geology, 249, 1-2, 64-92

Colman, S M; Pierce, K. L. & Birkeland, P. W. (1987). Quaternary Research, Volume 28, Issue 2, September 1987, Pages 314-319

Thompson and Oldfield (1986); Environmental magnetismo. Allen and Unwin. Verosub, Kenneth L.; Roberts, Andrew P. (1995). "Environmental magnetism: Past, present

and future". J. Geophys. Res. 100: 2175–2192. Dekkers, M. J. (1997). "Environmental

magnetism: an introduction". Geologie en Mijnbouw 76 (1–2): 163–182.

Cont. Proj. MAR GCL2010-16688, 09MMA012312PR & 10MMA312022PR




MAGNETIC MINERALOGY OF THE UPPER MAASTRICHTIAN AT

BIDART: ENVIRONMENTAL AND CLIMATIC RECORDS OF THE

DECCAN PHASE-2 VOLCANISM

Jorge Ponte1 & Eric Font1

1

Instituto Dom Luiz; Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa

Palavras-chave: Mineralogia Magnética; KPB; Deccan Traps; Ambiente.

A origem da extinção em massa na fronteira do Cretácico-Paleogénico (KPB) é ainda alvo

de intensos debates entre os partidários do impacto do meteorito em Chicxulub e aqueles

que defendem uma origem terrestre baseada no episódio de vulcanismo intenso que

ocorreu na India (Deccan Traps). Se o impacto de Chicxulub é facilmente identificado em

secções sedimentares marinhas pelo seu típico nível de Iridium, ainda não existe nenhum

marcador para o vulcanismo do Deccan Traps. Um estudo recente em Bidart (França) e

Gubbio (Itália) indicou a presença de um intervalo de susceptibilidade magnética (SM)

muito baixa imediatamente abaixo do KPB, associado à presença de um óxido de ferro rico

em cloro (Cl) que se julga ser um mineral raro em condições naturais, a akaganeite, e cuja

formação os autores interpretam ser resultado do vulcanismo de Deccan Traps (Font et al.,

2011). Neste trabalho, realizou-se um estudo de magnetismo de rocha com alta resolução

(a cada cm) na secção de Bidart com o objectivo de investigar a origem do intervalo de

baixa SM, assim como a mineralogia associada e a sua conexão com o Deccan Traps. Os

nossos resultados mostram que o intervalo de baixa SM corresponde às camadas

sedimentares onde há maior ausência em titanomagnetite. Confirmaram igualmente a

presença de uma fase muito coerciva nas curvas IRM (akaganeite) nesse intervalo, sendo

que não está presente no resto da secção. A presença da akaganeite é interpretada como

sendo resultado da interacção dos aerossóis do Deccan Traps com a alta atmosfera. A

existência de correntes de convecção, chamadas convecção penetrativa, permite levar a

akaganeite e os aerossóis ácidos até à estratosfera (Kaminski et al., 2011). Uma vez na

estratosfera, os aerossóis podem dar a volta ao globo terrestre em 3 semanas (Robock,

2000), explicando assim a sua deposição em Bidart e Gubbio. O desaparecimento da

titanomagnetite explica o intervalo de baixa SM, e poderá ter sido causado pelo efeito das

chuvas ácidas na superfície terrestre (Font et al., 2013).

Font, E., Nedelec, A., Ellwood, B.B., Mirao, J., Silva, P.F., 2011. A new sedimentar

benchmark for the Deccan Traps volcanism? Geophysical Research Letters 38.

Kruiver, P.P., Dekkers, M.J., Heslop, D., 2001. Quantification of magnetic coercivity

components by the analysis of acquisition curves of isothermal remanent magnetisation.

Earth Planet Sc Lett 189, 269-276.

White, A.F., Peterson, M.L., Hochella, M.F., 1994. Electrochemistry and Dissolution

Kinetics of Magnetite and Ilmenite. Geochim Cosmochim Ac 58, 1859-1875.

Kaminski, E., Chenet, A.L., Jaupart, C., Courtillot, V., 2011. Rise of volcanic plumes to the

stratosphere aided by penetrative convection above large lava flows, Earth and

Planetary Science Letters, 301, 171-178.

Robock, A., 2000. Volcanic Eruptions and Climate, Reviews of Geophysics, 38, 2,191-219.




MAGNETIC PARAMETERS OF SELF-BURNING COAL WASTE PILE

MATERIALS RESULTING FROM MINING IN DOURO COALFIELD

Joana Ribeiro1, Helena Sant’Ovaia1, Celeste Romualdo Gomes2 & Deolinda Flores1

1

Centro de Geologia da Universidade do Porto e Departamento de Geociências, Ambiente e Ordenamento do

Território, Faculdade de Ciências da Universidade do Porto. 2 Centro de Geofísica e Departamento de Ciências da Terra, Faculdade de Ciências e Tecnologia da

Universidade de Coimbra.

Keywords: environmental magnetism; magnetic mineralogy; self-burning coal mining

residues.

Introduction - The Douro Coalfield (NW Portugal) was the most important coal producer in

Portugal (from 1795 until 1994). The rejected and overburdened material resulting from coal

mining was emplaced in several waste piles which are disposed over the old mines and

adjacent areas. These waste piles represent one of the most significant environmental

impacts, caused by the mining activities in the Douro Coalfield. Three of these coal waste

piles have been burning spontaneously since their ignition caused by forest fires in 2005.

The self-burning process of these coal waste piles is adding further environmental

concerns. Coal fires occurring all over the world have been the subject of several studies

because of the associated environmental impact, which include the emission of harmful

gases and particulate matter into the atmosphere and mobilization and leaching of

hazardous elements that cause environmental pollution and have effects on human health

and biodiversity. In addition, the combustion of fossil fuels has been described in literature

as one of the anthropogenic sources of magnetic pollutant particles released into the

atmosphere. Some environmental magnetism studies report that: the thermally affected

materials, as the result of burning coal seams, produce good geomagnetic field records due

to the magnetic enhancement caused by heating; the coal fires are accompanied by the

acquisition of a significant magnetization, which reflects the mineralogical conversion.

Considering the above, the objectives of this study are: i) to determine the magnetic

parameters of the self-burning coal waste material resulting from Douro Coalfield mining; ii)

to compare the magnetic properties with the non-burning coal waste material, in order to

identify the changes occurred as the result of the incomplete combustion process, including

the identification of new mineral phases and hence the temperature reached during the

combustion process; and iiii) to assess any potential environmental impacts associated with

these materials. Samples from three burning coal waste piles were collected from both

burning/burnt zones and unburnt zones. In addition, samples of coal and waste material

from a non-burning coal waste pile were also analyzed.

Methods - The methodologies used for the evaluation of the magnetic parameters were

magnetic susceptibility (MS) and isothermal remanent magnetization measurements (IRM).

Magnetic susceptibility is a measure of the magnetic response of a material to a “weak”

external magnetic field. The remanence acquired by exposure of a sample to a “strong”

magnetic field at ambient temperature is called the IRM. The IRM acquisition curves are

important to obtain signatures of the coercivity of ferromagnetic structures. The trend of the

IRM acquisition curves depends on the relative concentration of low-coercivity minerals




(magnetite-type), and high-coercivity minerals (hematite-type). The S-ratio provides a

measure of the relative amounts of high-coercivity remanence to low-coercivity remanence.

Results – The results demonstrate that the samples of unburnt coal waste material have

MS values ranging between 19.1×10-8 and 59.7×10-8 m3/kg. In the burning/burnt coal

waste material the MS varies between 9.3×10-8 and 403×10-8 m3/kg. In the coal samples

the MS is much lower, ranging between 2.9×10-8 and 8.0×10-8 m3/kg. The IRM

measurements show the same trend as that noted for MS. The samples of unburnt material

present values ranging between 2.1×10-3 and 7.8×10-3 Am2/kg. The burning/burnt

samples present values ranging between 1.8×10-3 and 134×10-3 Am2/kg. In the coal

samples the IRM ranges between 0.3×10-3 and 1.0×10-3 Am2/kg. The samples presenting

the highest values of MS and IRM are from burning/burnt areas and those that have

hematite in the mineralogical composition. The presence of hematite in these samples is

attributed to the combustion process and its content depends on many factors, such as

temperature and oxygen during combustion.

The shape of the IRM acquisition curves provides information about the magnetic

composition. Magnetite and maghemite are magnetite-type minerals and have low

coercivity, which means that they are magnetically soft and reach saturation in fields up to

300 mT, resulting in a flat curve at higher fields. The hematite has high coercivity, which

means that it is magnetically hard and normally requires a field higher than 1000 mT to

reach saturation. The characteristic IRM acquisition curve for the unburnt coal waste

material demonstrates that saturation is achieved at an applied field of about 1000 mT, i.e.,

much later than 300 mT, suggesting the occurrence of hematite-type structures. None of

these minerals have been detected by X-ray diffraction (XRD), indicating that they are

present only in small amounts. The IRM acquisition curves for the burning/burnt samples

present two different trends but, generally, these samples required higher fields than the

unburnt material to achieve saturation, demonstrating the greater abundance of hematite-

type structures. In samples less affected by combustion, saturation is achieved much later

than an applied field of 300 mT, which indicates an important hematite-type mineral

contribution. In the most affected burning/burnt material the characteristic IRM acquisition

curves reach saturation at higher fields, which indicates that these samples have a more

significant contribution from hematite-type structures. This is in accordance with XRD

analysis that detected hematite in the most thermally-affected samples. The S-300 ratio also

indicates the presence of magnetite-type and hematite-type structures.

Conclusions – Magnetic parameter measurement shows an increase in MS and IRM in

some burning/burnt zones, indicating a magnetic enhancement due to the combustion

process. Hematite was not detected by mineralogical analysis in the unburnt zones but

magnetic parameters indicated its presence. In the burning/burnt zones, hematite was

detected by XRD and IRM, which indicates the increase of hematite concentration during

the combustion. Magnetic parameters in the burning/burnt zones also indicate the presence

of a magnetite-type structure, which could be maghemite or magnetite. The formation of

new mineral phases found in the burning/burnt coal waste samples suggests that higher

temperatures were involved in the in-situ combustion process in some areas of the coal

waste piles (at least 1000 ºC, and may have reached temperatures of 1500 ºC).

The ferrimagnetic iron oxide particles in the coal waste piles are, potentially, a source of




pollution to the environment and human health because they can be released into the

atmosphere, especially through weathering agents and combustion processes.




APLICAÇÃO DAS TÉCNICAS DE MAGNETISMO AMBIENTAL NO

ESTUDO PERFIS DE SOLOS EM DIFERENTES PERFIS DE SOLOS

E AMBIENTES NA ÁREA DE COIMBRA, PORTUGAL CENTRAL

Ana Lourenço1, Eugénio Sequeira2 & Celeste Romualdo Gomes1

1

CGUC, Dep. de Ciências da Terra, Fac. de Ciências e Tecnologia, Universidade de Coimbra, Largo Marquês

de Pombal, 3000-272 Coimbra, Portugal, [email protected], [email protected].

2 Investigador coordenador da ex-Estação Agronómica Nacional, Quinta Marquês, 2784-505 Oeiras.

Palavras-chave: Magnetismo; Poluição; Solos.

Introdução

Este estudo apresenta uma aplicação das técnicas do magnetismo ambiental na

caracterização de solos na área de Coimbra (centro de Portugal). Medições magnéticas,

geoquímicas e estudos de microscopia eletrónica de varrimento foram realizados em

amostras colhidas em seis perfis de solo, a fim de encontrar possíveis relações e obter

implicações ambientais.

Método

Os perfis foram abertos em locais de modo a representar diferentes tipos de solos e

substratos geológicos (Lourenço, 2013). No laboratório, as amostras (uma por horizonte)

foram secas a uma temperatura máxima de 40 ºC (Maher, 1986) e, em seguida, passadas

num crivo de 2 mm. A susceptibilidade magnética (χ) foi medida num susceptibilímetro

Kappabridge KLY-4S. Para determinar a magnetização remanescente natural (MRN) e a

magnetização remanescente isotérmica (MRI) utilizaram-se um magnetómetro do tipo

“fluxgate” Minispin e um magnetizador, ambos da marca Molspin, Ltd. As análises químicas

foram realizadas pelo método de ICP-MS. As análises de SEM/EDS foram feitas em

microscópios electrónicos de varrimento JEOL - JSM 5310 e Philips XL30 (equipado com

uma microsonda EDS de raio-X). Nas análises convencionais de solo determinaram-se a

matéria orgânica (MO), o pH, o P2O5, o K2O e as bases de troca (Ca, Mg, Na e K).

Resultados e discussão

Os solos contaminados apresentaram valores mais elevados para os parâmetros

magnéticos, nos horizontes superficiais e nas áreas mais próximas de estradas, fábricas e

centros urbanos, o que está de acordo com estudos anteriores feitos na mesma área

(Lourenço, 2003). Os valores mais baixos foram observados nos horizontes mais

profundos do solo e nas áreas menos perturbadas pela actividade humana. Os resultados

sugerem também que o sinal magnético destes solos é influenciado principalmente pela

contribuição de minerais ferrimagnéticos (magnetite/maghemite) e apenas uma pequena

contribuição de minerais antiferromagnéticos (hematite/goethite). Em solos não poluídos, a

contribuição litogénica é refletida pelo aumento da susceptibilidade magnética perto do

material parental. Imagens de microscopia eletrónica de varrimento de amostras de solo

superficial revelaram a presença de esférulas magnéticas, típicas de gases de escape de

veículos e processos de queima de combustíveis fósseis em geral (e.g. Yan et al., 2011).

Esta evidência sugere que a deposição de cinzas volantes é a principal razão para o




aumento do sinal magnético nas camadas superficiais do solo. A análise química mostrou

que a concentração de certos metais pesados é superior aos valores médios de fundo para

solos portugueses (Inácio et al., 2008), sendo em geral mais elevada nos solos

superficiais. Os metais pesados mostraram correlação positiva significativa com as

propriedades magnéticas. As análises convencionais de solo revelaram que o teor de MO

é, em geral, baixo em todas as amostras; só os quocientes S se correlacionaram positiva e

significativamente com alguns parâmetros pedológicos (nomeadamente a MO e o K+).

Conclusão

A χ apresenta valores mais elevados para amostras retiradas dos horizontes superficiais,

o que está relacionado com a contribuição de partículas antrópicas, cuja presença foi

confirmada por observações SEM. Em solos não poluídos, amostras colhidas em

profundidade apresentaram valores mais elevados para a χ. Esta situação também se

observou para os solos podzolizados. Maher (1998) obteve resultados semelhantes. Este

parâmetro pode ser uma ferramenta útil na compreensão dos processos pedogenéticos e

mapeamento de solos. Os valores dos quocientes S ≈1 indicam que a fracção

ferrimagnética controla as propriedades magnéticas das amostras (e.g. Chaparro et al.,

2003), com excepção das camadas mais profundas do perfil 3, onde os valores dos

quocientes S <0.5 refletem uma contribuição antiferromagnética predominante (Thompson

& Oldfield, 1986). Os valores da HardMRI% permitem chegar à mesma conclusão. Os

valores médios MRIs/χ são característicos de granulometrias na ordem dos 5 µm

(Thompson & Oldfield, 1986). As análises convencionais do solo mostram que os solos

estudados têm baixo teor de MO. As análises químicas mostram que a concentração de

vários metais pesados é superior aos valores médios de fundo para os solos portugueses.

O presente estudo mostrou que: 1) a combinação de análises magnéticas, geoquímicas e

pedológicas é um método eficaz para estudar e caracterizar os solos em diferentes

substratos geológicos e distribuição geográfica, em relação às principais fontes de poluição

e 2) as conclusões destacam a importância da utilização de métodos e técnicas de

magnetismo ambiental no processo de avaliação da evolução do solo e história da

poluição.


Chaparro, M.A.E., Bidegain, J.C., Sinito, A.M., Gogorza, C.S.G. & Jurado, S. (2003).

Preliminary results of magnetic measurements on stream-sediments from buenos aires

province, argentina. Stud. Geoph. Geod. 47, 121-145.

Inácio, M., Pereira, V. & Pinto, M. (2008). The Soil Geochemical Atlas of Portugal: Overview

and applications. J. Geoch. Expl. 98, 22-33.

Lourenço, A.M. (2003). Parâmetros magnéticos de solos na periferia da área urbana de

Coimbra. Dissert. Mest. F.C.T., Univ. Coimbra, 154p.

Lourenço, A. M. (2013). Caracterização de solos entre Coimbra e Montemor-o-Velho. Um

estudo de Magnetismo Ambiental. Dissert. Dout. F.C.T., Univ. Coimbra, 228p.

Maher, B.A. (1986). Characterisation of soils by mineral magnetic measurements. Phys.

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Maher, B.A. (1998). Magnetic properties of modern soils and Quaternary loessic paleosols:

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Thompson, R. & Oldfield, F. (1986). Environmental Magnetism. George Allen and Unwin,




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suitable target for monitoring heavy metal pollution by magnetic proxies. J. Appl.

Geohys., 75, 211-219.




MAGNETIC PARAMETERS, CHEMICAL AND MINERALOGICAL

COMPOSITION OF TOPSOILS NEAR COIMBRA, CENTRAL

PORTUGAL

Ana Lourenço 1, Fernando Rocha2 & Celeste Romualdo Gomes1

1

CGUC, Centre for Geophysics, Earth Sciences Department, University of Coimbra, Largo Marquês de Pombal,

3000-272 Coimbra, Portugal, [email protected], [email protected].

2 Geobiotec Centre, Geosciences Department, University of Aveiro, 3810-193 Aveiro, Portugal

Introduction

Recent studies have demonstrated the advantages and the potential of the environmental

magnetism methods as valuable aids in the detection and delimitation of areas affected by

pollution (e.g. Matýsek et al., 2008). This method is based on the assumption that industrial

and traffic processes which use fossil fuel combustion release, into the atmosphere,

particulate matter (fly ash) containing a significant proportion of magnetic minerals

(Flanders, 1999). Several toxic metals are easily adsorbed on the surface of Fe-oxides, or

can be substituted in their crystal lattice during high-temperature formation of fly ashes (e.g.

Strzyszcz et al., 1996). Mapping of the magnetic properties of topsoils has been used in

several countries as a proxy to anthropogenic pollution (Lourenço, 2003). The main goals of

our study are: 1) to measure the magnetic susceptibility (χ), anhysteretic remanent

magnetization (ARM) and isothermal remanent magnetization (IRM); 2) to study the

magnetic parameters, the chemical contents and the mineralogical composition in order to

characterize the soil; 3) to relate magnetic parameters and chemical contents with pollution

levels to identify the major pollution sources; 4) to find possible relationships among the

parameters; and 5) to analyze environmental implications.

Methodology

The samples (104) collected in select locations near Coimbra using a square grid of 500 x

500 m, were dried at a maximum temperature of 40 ºC and passed through a 2 mm sieve.

Frequency dependent magnetic susceptibility (χfd) was measured with a magnetic

susceptibility meter MS2, Bartington Instruments Ltd., linked to a MS2B dual frequency

sensor (470 and 4700 Hz). χ was determined with an AGICO Kappabridge KLY-4S

magnetic susceptibility meter. ARM, here expressed as susceptibility of ARM (χ ARM), was

measured on the Molspin Minispin magnetometer, after demagnetization in an AF field of

100 mT, inducing a DC biasing field of 0.05 mT by using a AGICO AF demagnetizer and a

anhysteretic attachment AGICO LDA-3/AMU1. IRM up to 3 T was imparted in a MMPM9

magnetizer, and measured on a MOLSPIN Minispin magnetometer. The magnetic

parameter HardIRM (HIRM), broadly indicative of antiferromagnetic minerals, was

calculated using the formula: HIRM = 0.5 x (SIRM+IRM-300 mT) (e.g. Alargasamy, 2009),

were SIRM = IRM 1T. For the chemical analyses representative 0.5 g subsamples were

digested with a mixture of HNO3 + HClO4 + HF, and analyzed for Zn, Ni, Co, Cr, Cu and Pb,

using Atomic Absorption Spectrometry (Perkin-Elmer 2380, air-acetylene flame). The

mineral composition was determined by X-ray diffraction. In order to study the relationship

between the crystallinity of clay minerals and the content of toxic metals, a new index, R,

was also computed: the amount of phyllosilicates (global clay minerals) computed for the




total sample, was redistributed between the three main clay minerals (illite, kaolinite and

chlorite), according to their relative proportions in the clay fractions (Martins et al. 2007),

and multiplied by the index of crystallinity of each main clay mineral.

Results and discussion

The mean value of χ was 65.5 x 10-8 m3kg-1 and the higher values were recorded near

roads and streams. Acquisition curves of IRM up to 3T suggest the presence of

ferrimagnetic structures such magnetite/maghemite. The SIRM/χ ratio pointed to a grain

size between 4 and > 10 μm. The χARM values showed that the samples collected in

agricultural fields contain low to moderate concentrations of stable single domain

magnetite. The S-100 mT and the S-300 mT values range between 0.4 and 1.0 and 0.8 and 1.0,

respectively, confirming the presence of ferrimagnetic structures. The values of χfd range

from 0 to 14 % with an average of 4 %. These values are low enough to indicate the SD

and MD grains’ predominant presence which can be attributed to ferrrimagnetic minerals

with possible anthropogenic origin. The mean levels for Pb, Ni, Zn and Cu are high

compared with the average background for Portuguese soils (Inacio et al., 2008). Positive

and significant correlations were found between heavy metals and χ, ARM, SIRM and IRM-

100mT. The XRD analysis revealed that the mineral suites consist mainly of quartz,

phyllossilicates, k-feldspars, plagioclases, calcite, dolomite and siderite.

Conclusion

Spatial variation of magnetic susceptibility showed a characteristic distribution with higher

values near roads and streams. Near roads, these values were associated with

ferrimagnetic material produced by car traffic. Near streams, the reason for the high values

lies in the accumulation of antropogenic magnetic particles during floods. The analysis of

IRM acquisition curves and the “S-ratios” suggest that the main magnetic phases present in

the samples were ferrimagnetic structures (e.g. magnetite/maghemite). Our results

demonstrated that magnetic susceptibility has a good correlation with heavy metals.

Therefore, this parameter can be used as a proxy for soil pollution and, in the studied area,

the remanent magnetic parameters were better indicators for heavy metal pollutions than

magnetic susceptibility. The R index had a good correlation with magnetic parameters and

with Co and Cr contents. Our study showed that magnetic mapping is a sensitive, fast and

robust method, which can be advantageously applied to regions affected by urban and road

pollution.

References

Flanders, P. J. (1999). Identifying fly ash at a distance from fossil fuel power stations. Environ. Sci. Technol., 33, 528– 532.

Inácio, M., Pereira, V. & Pinto, M. (2008). The Soil Geochemical Atlas of Portugal: Overview and applications. J. Geoch. Expl. 98, 22-33.

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Martins, V., Dubert, J., Jouanneau, J., Weber, O., Ferreira, E., Patinha, C., Dias, J. & Rocha, F. (2007). A multiproxy approach of the Holocene evolution of shelf–slope circulation on the NW Iberian Continental Shelf. Mar. Geol., 239, 1–18.

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Strzyszcz, Z., Magiera, T. & Heller, F. (1996). The influence of industrial immissions on the

magnetic susceptibility of soils in Upper Silesia. Stud. Geophys. Geod., 40, 276–286.




APLICAÇÃO DE MAGNETISMO AMBIENTAL EM ESTUDOS

FORENSES

Ana Lourenço1, Alexandra Guedes2 & Celeste Romualdo Gomes1

1 CGUC, Departamento de Ciências da Terra, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade de Coimbra.

2 Centro de Geologia e DGAOT da Faculdade de Ciências, Universidade do Porto.

Palavras-chave: cor; propriedades magnéticas; solos.

Introdução

As medições efectuadas no âmbito de estudos de magnetismo ambiental podem ser

utilizadas em vários domínios científicos nomeadamente paleoclimatologia, pedologia,

estratigrafia, limnologia e monitorização ambiental, entre outros. A sua aplicação a estudos

do domínio forense constitui uma das mais recentes linhas de investigação (Ribeiro et al.,

2011). Os métodos magnéticos podem ajudar na investigação criminal, auxiliando na

detecção da proveniência de solos/sedimentos de uma forma simples, económica e não-

destrutiva (Chen et al., 2009; Guedes et al., 2009). As vantagens da utilização destas

técnicas relacionam-se com a sua elevada resolução: o limite de detecção é extremamente

baixo, na ordem de 1 ppm (Thompson et al., 1980), o que é particularmente útil em estudos

forenses, em que nem sempre é possível dispor de amostras com volume suficiente para

submeter a outras técnicas analíticas. A cor é uma das propriedades de sedimentos e solos

que tem sido aplicada na investigação forense (Pye, 2007). A utilização de uma

combinação de técnicas analíticas independentes assume particular importância, a fim de

caracterizar de um modo fiável amostras de prova em investigações criminais. Neste

estudo, apresenta-se a caracterização de 150 amostras de solos na área de Coimbra, a

partir das suas propriedades magnéticas e da análise da cor, por espectrofotometria.

Método

Para as análises magnéticas, as amostras foram secas a uma temperatura máxima de 40

ºC (Maher, 1986) e, em seguida, passadas num crivo de 2 mm. Para determinar a

magnetização remanescente natural (MRN) e a magnetização remanescente isotérmica

(MRI) utilizaram-se um magnetómetro do tipo “fluxgate” Minispin e um magnetizador,

ambos da marca Molspin, Ltd. Na análise de cor, foi utilizado um espectrofotómetro Konica

Minolta CM-2600d. Este equipamento foi programado com as seguintes definições: área de

medição de 0,3 mm de diâmetro, a componente especular foi excluída, tendo sido utilizado

o Iluminante D65. Os parâmetros de cor (L*a*b*) obtidos correspondem ao sistema

CIELAB e foram directamente calculados recorrendo ao software específico do

espectrofotómetro-SpectraMagic NX.


Os vários parâmetros, determinados no âmbito do presente estudo, permitiram caracterizar

e discriminar amostras de solos da área de Coimbra (tabela 1). Os valores mais elevados

para a MRI 1T foram observados na proximidade dos centros urbanos, vias de comunicação

e de uma unidade fabril. Os valores médios dos quocientes S calculados (S-100 = 0,69 e S-

300 = 0,86) indicam que as principais fases magnéticas, na maioria das amostras, são




estruturas ferrimagnéticas (magnetites/maghemites). A HardMRI, que permite estimar a

contribuição dos minerais antiferromagnéticos, apresentou os valores mais elevados em

amostras colhidas em locais mais afastados do centro urbano e colhidas em profundidade,

nos perfis de solos.

Tabela 1 – Resumo estatístico das medições (n=150).

L* a* b*

MRI 1T (10

-3Am

2kg

-1)

MRI-100mT (mAm

-1)

MRI-300mT (mAm

-1)

HMRI S-100 S-300

M 66,84 14,81 19,89 74,22 24424,28 25402.26 1177,70 1,00 1,00

m 46,52 3,32 4,03 0,28 20,64 56,94 0,36 0,02 0,09

Md 56,33 5,97 10,28 6,37 2069,82 2067,50 84,68 0,69 0,86

M-máximo; m-mínimo; Md-média aritmética.

Foi analisada ainda a relação entre parâmetros magnéticos e os parâmetros L*, a*, e b*. O

parâmetro a* apresenta correlação positiva e significativa (99%) com a MRI 1T e a

HardMRI.

Conclusão

A combinação de diferentes técnicas de análise permitiu caracterizar e discriminar

amostras de solos de um modo bastante eficiente. A medição conjunta dos parâmetros

magnéticos e dos parâmetros da cor constitui uma ferramenta poderosa, auxiliando na

detecção da proveniência de solos/sedimentos de uma forma simples, económica e não-

destrutiva. Este tipo de abordagem permite a criação de bases de dados, para integração

em Sistemas de Informação Geográfica, que poderão revelar-se particularmente uteis em

estudos forenses.


Chen, M., Yu, L., Niu, X. & Chen, B. (2009). Application of environmental magnetism on

crime detection in a highway traffic accident from Yangzhou to Guazhou, Jiangsu

Province, China. For. Sci. Int., 187, 29-33.

Guedes, A., Ribeiro, H., Valentim, B. & Noronha, F. (2009). Quantitative colour analysis of

beach and dune sediments for forensic applications: A Portuguese example. For. Sci.

Int., 190, 42–51.

Maher, B.A. (1986). Characterisation of soils by mineral magnetic measurements. Phys.

Earth Plan. Int., 42, 76-92.

Pye, K. (2007). Geological and Soil Evidence: Forensic Applications, CRC, Boca Raton,

London.

Ribeiro, C., Guedes, A., Valentim, B., Sant´Ovaia, H., Ribeiro, H.& Noronha, F. (2011).

Variação da susceptibilidade magnética com a granulometria. Suas implicações nos

estudos forenses. VIII Congresso Ibérico de Geoquímica, 24-28 Setembro, Castelo

Branco, Portugal, 421-424.

Thompson, R., Bloemendal, J.A., Dearing, J., Oldfield, F., Rummery, T.A., Stober, J. C. &

Turner, G.M. (1980). Environmental Applications of Magnetic Measurements. Science,

207, 481-486.




OS RELEVOS CALCÁRIOS DA REGIÃO CENTRAL DO BARROCAL

ALGARVIO (MARGEM ALGARVIA) - UM MODELO TECTÓNICO

Fernando Carlos Lopes1, Luís Carlos Gama Pereira1, António Alberto Gomes2, Pedro

Proença Cunha3 & Celeste Romualdo Gomes1

1 Centro de Geofísica; Departamento de Ciências da Terra; Universidade de Coimbra

2 CEGOT-Centro de Estudos de Geografia e Ordenamento do Território; Departamento de Geografia;

Universidade do Porto 3 Earth Sciences Department & IMAR-Marine and Environmental Research Centre, University of Coimbra

Palavras-chave: Margem Sul Portuguesa; Barrocal Algarvio; Duplexes translacionais

compressivos direitos; Zona de Cisalhamento; Deformação Riedel.

Introdução - O sector emerso da Margem Sul Portuguesa (Orla Meso-Cenozóica

Meridional ou Algarvia) estende-se segundo uma direcção grosseiramente E-W, com cerca

de 20 km de largura e 140 km de comprimento (do Cabo de São Vicente à fronteira

espanhola). A sua geologia e a sua geomorfologia levam a reconhecer nele, de norte para

sul, três subsectores (e.g. Gouveia, 1939; Feio, 1983): i) a Serra, situada no bordo

setentrional, corresponde ao soco varisco da Zona Sul Portuguesa; ii) o Barrocal, zona

entre a faixa litoral e a serra, constituído pelas formações Mesozóicas; iii) a Orla Litoral,

que se estende até ao oceano e onde predominam as formações Cenozóicas. Na região

central do Barrocal erguem-se várias elevações calcárias, de formas alongadas, que

raramente ultrapassam os 400 m de altitude, denominadas barrocos, de que são exemplos

a Rocha dos Soidos (487 m), a Rocha da Penha (480 m), a Rocha de Messines (348 m) e

a Gralheira (281 m). Neste trabalho procura mostrar-se que estes relevos correspondem a

duplexes translacionais compressivos direitos de uma grande zona de cisalhamento, de

orientação NW-SE e de acentuada expressão topográfica, cujo limite meridional, a sudeste

de Monchique, é definido pela zona de Falha de São Marcos-Quarteira.

Método - análise integrada de imagens de satélite e de cartografias geo-referenciadas

diversificadas (geológicas, geomorfológicas e tectónicas), produção de modelos digitais de

terreno (MDT) e reconhecimento de terreno para validação da cartografia elaborada e

aquisição de dados de pormenor. O reconhecimento dos alinhamentos tectono-estruturais

mais significativos foi efectuado com suporte em técnicas de interpretação visual.

Resultados e discussão – Uma observação cuidada das imagens de satélite, dos MDT’s e

da cartografia topográfica, geomorfológica e geológica disponível, na sequência do

proposto em Cunha et al. (2009), permitiu constatar que os relevos do sector central do

Barrocal Algarvio formam uma série de sigmóides anastomosados, em forma de “S”

alongado, de direcção média E-W, contidos no interior de uma faixa de alinhamentos

cisalhantes, de orientação NW-SE. Esta faixa de cisalhamento, com cerca de 15 a 20 km

de largura e de acentuada expressão topográfica, estende-se ao longo de mais de 100 km,

desde o litoral alentejano, entre Zambujeira do Mar e Vila Nova de Milfontes, ao litoral

meridional, entre a Quarteira e a Fuzeta (zona de cisalhamento Zambujeira do Mar-

Quarteira-ZCZQ). O seu troço alentejano, situado entre o litoral oeste e o Maciço de

Monchique, está avançado para sul relativamente ao seu troço algarvio, que se estende




para sudeste deste maciço. O troço algarvio tem como limite sudoeste a Zona de Falha de

São Marcos-Quarteira (e.g. Terrinha, 1998; Lopes et al., 2006; Cunha et al., 2009) e é

responsável pela depressão de São Marcos da Serra, que separa a Serra de Monchique, a

oeste, da Serra do Caldeirão, a leste. A deformação sigmoidal exibida pelos barrocos

algarvios, dentro desta zona de cisalhamento NW-SE, é típica de uma zona Riedel com

movimentação direita, relativamente à qual estes relevos funcionam como duplexes

translacionais compressivos, provavelmente enraizados nos evaporitos hetangianos. Este

movimento direito é compatível com o regime tectónico que acompanhou as fortes

compressões do Campaniano médio a final (Cretácico Final, contemporâneo da instalação

do maciço de Monchique) e do Luteciano (Eocénico Médio), em que σ1 terá sido horizontal

e de orientação N-S a NNE-SSW (e.g. Mougenot; Terrinha, 1998; Lopes et al., 2006). A

partir de meados do Tortoniano, com a actuação geral de σ1 segundo NW-SE (e.g. Ribeiro

et al., 1990; Terrinha, 1998; Lopes et al., 2006), passaram a ser favorecidas as

movimentações esquerdas segundo os alinhamentos cisalhantes NNE-SSW. O efeito

desta movimentação terá causado a torção em sigmóide esquerdo do maciço de

Monchique (Gomes & Gama Pereira, 2004), entre as falhas de Aljezure e de Portimão-

Monchique, e o deslocamento para sul do troço alentejano da faixa de cisalhamento ZCZQ,

ao longo da falha de Portimão-Monchique.

Conclusão – a geometria e a disposição dos relevos calcários do sector central do Barrocal

Algarvio permitem interpretá-los como duplexes translacionais compressivos direitos de

uma grande zona de cisalhamento Riedel, de orientação NW-SE e de acentuada

expressão topográfica, cujo limite meridional, a sudeste do Maciço de Monchique, é

definido pela zona de Falha de São Marcos-Quarteira (faixa ZCZQ). O movimento direito

desta zona de cisalhamento é compatível com a atuação do regime tectónico dos

episódios compressivos do Campaniano médio-final e do Luteciano.


Feio, M. (1949). Le Bas Alentejo et l’Algarve. Livre-Guide du Congrès International de

Géographie de Lisbonne. 207p.

Cunha, P.P., Lopes, F.C., Gomes, A.A., Martins, A.A. & Pais, J. (2009). Análise

geomorfológica da Margem Continental Algarvia. 6th Symposium on the Atlantic Iberian

Margin (Proceedings), 1-5 December 2009, Univ. Oviedo, 97-200.

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Mougenot, D. (1981). Une phase de compression au Crétacé terminal à l'Ouest du

Portugal: quelques arguments. In Livro em homenagem ao Professor Carlos Teixeira.

Boletim da Sociedade Geoógica de Porugal, 22, 233–239.

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Terrinha, P. (1998). Structural geology and tectonic evolution of the Algarve Basin, south




Portugal. PhD thesis, Imperial College, London, 430p.




MAGNETISMO AMBIENTAL E RADIOATIVIDADE NATURAL NO COUTO MINEIRO DA CUNHA BAIXA

Gina Pereira Correia1, Celeste Romualdo Gomes1 & Alcides J.C Pereira1

1 Centro de Geofísica: Departamento de Ciências da Terra da Universidade de Coimbra.

Palavras-chave: Contaminação ambiental; Exploração mineira; Magnetismo ambiental;

Radioatividade natural.

Introdução

Em Portugal a ocorrência de recursos geológicos é diversificada. Um exemplo são os

minérios radioativos cuja exploração deixou um legado de poluição ambiental. A

contaminação dos solos e das águas superficiais e subterrâneas é frequente e os impactes

ambientais podem prolongar-se no tempo. Os estudos radioativos e os estudos de

magnetismo ambiental podem ser uma ajuda para a identificação e um contributo para a

resolução desta problemática ambiental.

O couto mineiro da Cunha Baixa é uma mina desativada localizada no concelho de

Mangualde, distrito de Viseu e situa-se na designada Região Uranífera das Beiras. A sua

área, onde predominam granitos e metassedimentos do CXG, insere-se na bacia

hidrográfica do Rio do Castelo, afluente do Mondego. Os objetivos definidos são: a) Avaliar

a variação de radiação gama e relacionar esses valores com o uso das águas locais; b)

Avaliar e caracterizar as propriedades magnéticas em amostras de solo; c) Relacionar os

valores magnéticos e da radiação gama com a geologia da região; d) Relacionar os valores

magnéticos das amostras, com o valor de radiação gama.

Método

Este estudo determinou a realização de trabalho de campo e de laboratório. A área

amostrada possui, aproximadamente 50x75m, é atravessado por uma linha de água

proveniente da área mineira e encontra-se, maioritariamente, ocupado por retalhos

agrícolas. O processo de recolha de amostras teve por base os valores de radiação gama

registados na superfície. As colheitas realizaram-se em Maio de 2004, tendo-se recolhido

material que se encontrava à superfície e outro a uma profundidade de 20 e 30cm, num

total de 26 amostras. A preparação das amostras foi efetuada nos Laboratórios de

Radioatividade Natural e de Sedimentologia, do DCT da Univ. de Coimbra. Os parâmetros

magnéticos foram determinados no Laboratório de Radioatividade, do DCT da Univ. de

Coimbra, no Laboratório de Petrofísica do Departamento de Geologia da Faculdade de

Ciências da Univ. do Porto e no Laboratório de Paleomagnetismo e Arqueomagnetismo, do

Departamento de Geociências Marinhas e Ordenamento de Território da Univ. de Vigo.


Radiação Gama - A radiação varia entre os 650 e 2000 cps. Geograficamente, os valores

mais elevados localizam-se, quase exclusivamente, nas proximidades da linha de água

que atravessa a área de amostragem.

Suscetibilidade magnética a diferentes frequências (χlf e χhf) - Os valores são, na

globalidade, muito baixos. Mas, de uma forma geral, são mais elevados nas amostras da

fração com menor granulometria (<63m).




Análise da χfd - Os valores variam numa média de 7,7%, para a fração com

granulometria inferior a 63 m e de 6,2%, para a fração <2mm.

Suscetibilidade magnética a diferentes intensidades de campo - Os valores registados

são particularmente baixos compreendidos entre o intervalo de 0,786E-7 e 3,056E-7 m3/kg.

Existe uma tendência para alguma flutuação até uma intensidade de 150A/m, mas, para

campos superiores, sofrem uma queda mais ou menos acentuada. Geograficamente, as

amostras com valores mais elevados encontram-se predominantemente na margem

esquerda da linha de água.

Análise da χHd - Os valores variam entre um mínimo de 2,4 e um máximo de 7,3%.

Magnetização Remanescente Isotérmica - A MRI1T varia entre os valores de 602,88

mA/m e 267,2 mA/m, situando-se, respetivamente, no lado esquerdo e direito da linha de

água. O cálculo das S-ratio-100mT apresenta uma média de 0,66 e a relação S-300mT

varia entre 0,77 e 0,94, valores que confirmam a presença de minerais magnéticos ‘hard’.

As curvas de aquisição de MRI até 1T apontam a presença de estruturas ferrimagnéticas e

alguns antiferromagnéticos.

Conclusão

Os valores de radiação gama são muito elevados quando comparados com os valores

médios de radiação gama recomendados. Para esta situação contribuem a geologia

regional e o uso das águas locais. As determinações da suscetibilidade magnética a duas

frequências evidenciam a ocorrência de minerais superparamagnéticos (SP). Comparando

os valores de suscetibilidade das diferentes granulometrias (63m e 2mm), observa-se que

são mais elevados nas amostras cujos minerais possuem menor dimensão. A análise da

χfd indicia uma mistura de minerais SP e não-SP, embora em duas das amostras se

registe um predomínio de partículas SP. Os valores da suscetibilidade a diferentes

intensidades de campo sugerem um predomínio significativo de minerais diamagnéticos,

uma vez que, para intensidades de campo superiores a 150A/m, os valores de

suscetibilidade diminuem, ainda que ligeiramente. A análise da χHd mostra que a

dependência da suscetibilidade magnética em função do campo magnético não é muito

significativa. A análise das curvas de aquisição de MRI apontam a presença de estruturas

ferrimagnéticas como a magnetite/maghemite, bem como de algumas antiferromagnéticas

como a hematite, dados igualmente apoiados pelo cálculo das S-ratio. Os dados permitem

estabelecer uma relação entre a geologia e a suscetibilidade magnética a diferentes

intensidades de campo. Assim, a suscetibilidade magnética apresenta valores mais

elevados em amostras provenientes dos materiais de alteração das rochas do CXG e mais

baixos em amostras de origem granítica. Correlacionando os valores de radiação gama

com os da suscetibilidade a diferentes frequências e/ou intensidades de campo aplicado,

verifica-se que ocorre uma correlação negativa, estabelecendo-se uma relação inversa

entre os valores de radiação gama e os da suscetibilidade.


Correia, G.M.P. (2006). Aplicação de Técnicas de Magnetismo Ambiental e Radioatividade

no Couto Mineiro da Cunha Baixa. Uma proposta para o ensino das Ciências

Ambientais. Dissertação de Mestrado (trabalho não publicado), Coimbra, FLUC.




O PALEOMAGNETISMO NOS MANUAIS DE GEOCIÊNCIAS DO ENSINO SECUNDÁRIO

Gina Pereira Correia1 & Celeste Romualdo Gomes2

1 Centro de Geofísica: Departamento de Ciências da Terra da Universidade de Coimbra.

Palavras-chave: Ensino secundário; Manuais escolares; Paleomagnetismo.

Introdução

O manual escolar é um recurso fundamental no processo de ensino e aprendizagem e

embora se destine ao aluno há professores que, em detrimento dos programas

curriculares, recorrem à sua consulta para a elaboração das planificações a longo prazo

(Morgado, 2004). No âmbito curricular, o Paleomagnetismo é um conteúdo que integra

apenas o plano de estudos formal de Geologia, disciplina de carácter opcional, do 12.º ano

do ensino regular dos Cursos Científico-Humanístico de Ciências e Tecnologias. Ainda, no

ensino secundário regular, e embora não esteja contemplado no programa curricular,

poderá ser lecionado em Biologia e Geologia (BG) do 10.º ano.

O objetivo deste trabalho, que se inclui num projeto mais abrangente, é identificar a

profundidade com que o Paleomagnetismo é abordado nos manuais escolares de BG do

10.º ano e de Geologia do 12.º de escolaridade do ensino secundário, tendo por base as

respetivas orientações curriculares (Silva et al., 2001; Amador e Silva, 2004).

Método

Para o cumprimento do objetivo procedeu-se a uma análise qualitativa do universo dos

manuais disponíveis no mercado nacional (10.º BG = 5 e 12.º Geologia = 3). Para o 10.º

ano, optou-se por selecionar o conteúdo programático “Métodos para o estudo do interior

da geosfera” (os Métodos indiretos) que faz parte do “Tema III – Compreender a estrutura

e a dinâmica da geosfera”. Para o 12.º ano, selecionou-se o conteúdo programático “Os

primeiros passos de uma nova teoria. A Teoria da Tectónica de Placas”, integrante do

“Tema I - Da Teoria da Deriva dos Continentes à Teoria da Tectónica de Placas”. Na tabela

1 disponibiliza-se a grelha de análise na qual estão identificadas a categoria e

subcategorias definidas (adaptado de Leite, 2002).

Tabela 1 - Grelha de análise.

Categoria Subcategoria

Estatuto dos conteúdos científicos

Essencial/básico Complementar

A subcategoria Essencial/básico (conteúdo cuja lecionação é obrigatória) foi apenas

considerada para os manuais de Geologia de 12.º, uma vez que para BG do 10.ºano os

conteúdos programáticos apenas preveem a lecionação do geomagnetismo. Assim, o

desenvolvimento do conceito específico de paleomagnetismo é apenas adicional e

facultativo, com um carácter de enriquecimento/desenvolvimento e, como tal, matéria

integrante da segunda subcategoria Complementar.





Globalmente verifica-se que todos os manuais de 12.º ano de Geologia registam

conteúdos considerados para a subcategoria Essencial/básico (tabela 2) que, sendo

comuns aos três recursos, se referem à ‘definição de paleomagnetismo’ e ao conceito de

‘inversões de polaridade’. Na categoria Complementar as referências nos manuais de BG

do 10.º ano, são reduzidas destacando-se o manual 10B sem qualquer menção Os

conceitos mais referenciados são as ‘inversões de polaridade’ e as ‘anomalias

magnéticas’. Relativamente aos manuais de 12.º ano, apenas o 12B apresenta conteúdos

com uma função de enriquecimento. Nesse, os autores fazem referência a ‘vetores’, e

‘inclinação e declinação magnética’, conceitos que não se encontram referenciados no

programa curricular da disciplina de Geologia do 12.º ano.

Tabela 2 - Resultados da análise da categoria “Estatuto dos conteúdos sobre

paleomagnetismo” em manuais de BG do 10.º ano e de Geologia do 12.º ano (f).

Subcategoria Manuais

10A 10B 10C 10D 10E 12A 12B 12C

Essencial/básico ---- ---- ---- ---- ---- 2 2 2

Complementar 1 ---- 1 2 5 ---- 2 ----

Conclusão

Os dados obtidos permitem concluir que os autores dos manuais cumprem as orientações

curriculares em ambos os anos e disciplinas. No que respeita ao 10.º ano de BG julgamos

que os manuais deveriam incluir mais informação adicional que pudesse complementar o

programa e enriquecer os conhecimentos dos discentes. No caso particular da lecionação

do geomagnetismo, a experiência permite-nos afirmar que para uma correta compreensão

e aplicabilidade deste conceito, não se pode dissociar o presente (geomagnetismo) do

passado (paleomagnetismo), razão pela qual consideramos importante a definição: a) de

campo paleomagnético; b) das inversões de polaridade; e c) de minerais magnéticos. No

12.º ano, tendo por base fatores como: a) a pertinência desta matéria no desenvolvimento

das Geociências, durante a segunda metade do séc. XX; b) o nível de ensino em causa; c)

a especificidade da disciplina ser opcional; seria desejável que os autores destes manuais

aprofundassem este assunto e facultassem mais informação complementar sobre esta

temática. Na medida em que o limite de páginas de um manual é uma preocupação,

sugere-se a apresentação de informação complementar em formato digital. Assim, os

alunos poderiam expandir e enriquecer os seus conhecimentos tendo em conta a sua

capacidade e vontade intelectual. Julgamos que a atitude dos autores se possa dever ao

facto deste tema de estudo ser considerado complexo e/ou pouco apelativo para a maioria

dos discentes e mesmo docentes e, como tal, limitam-se a apresentar os conceitos

considerados ‘obrigatórios’.


Amador, F. & Silva, M. (2004). Programa de Geologia 12º ano – Curso Científico-

Humanístico de Ciências e Tecnologias. Lisboa: Direcção-Geral de Inovação e de

Desenvolvimento Curricular, Ministério da Educação.

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Secundário, Ministério da Educação.




CITOTOXIDADE DE PARTÍCULAS ACUMULADAS EM FOLHAS DE

PLANTAS DA CIDADE DE COIMBRA, PORTUGAL CENTRAL

Sandra Jesus1, Jorge Pacheco2, Armando Rocha3, Olga Borges1 & Celeste Romualdo

Gomes4

1

Centro de Neurociências e Biologia Celular, Faculdade de Farmácia, Universidade de Coimbra; Pólo das

Ciências da Saúde, Azinhaga de Santa Comba, 3000-548 Coimbra, Portugal, [email protected]. 2

Departamento de Ciências da Terra, Universidade de Coimbra, 3000-272 Coimbra, Portugal,

[email protected]. 3

Escola Básica nº 2 da Lousã, 3200-240 Lousã, Portugal, [email protected]. 4

CGUC, Departamento de Ciências da Terra, Universidade de Coimbra, 3000-272 Coimbra, Portugal,

[email protected].

Palavras-chave: Citotoxidade; Granulometria das partículas; Nerium oleander; Poluição.

A poluição por partículas tem constituído um tema de estudos multidisciplinares. As

partículas, quando inaladas, são prejudiciais à saúde e qualidade de vida dos seres vivos,

em especial devido ao seu tamanho, forma e composição química. O objectivo deste

estudo foi efectuar ensaios de citotoxidade usando uma amostra de partículas acumuladas

em folhas de Nerium oleander de um local com tráfego automóvel elevado, na cidade de

Coimbra. Para a obtenção das partículas, uma amostra de folhas de Nerium (15,1 g) foi

colocada num copo com 470 ml de água desionizada, durante cerca de 18 horas, sob

agitação magnética; o copo com a amostra foi depois colocado num banho de ultra-sons

durante 1 hora, sem aquecimento, após o que se procedeu à filtração do conteúdo do copo

e à recolha do filtrado. Para concentrar a amostra, o filtrado foi centrifugado durante 50

minutos a 5500 rpm e o produto resultante da centrifugação foi posteriormente seco,

recorrendo ao processo de liofilização. O tamanho das partículas foi medido na suspensão,

após a filtração e antes de secagem, no equipamento Beckman Coulter – DelsaTM Nano C,

Particle size Analyzer. O ensaio de citotoxidade foi efectuado em células de baço

provenientes de três murganhos (C57BL/6). Numa placa de 96 poços foram colocadas

concentrações crescentes de partículas, previamente esterilizadas, em contacto com as

células do baço isoladas previamente (106 células/poço). A incubação das células com as

partículas ocorreu numa estufa a 37 ºC, com 95 % de humidade e 5 % de CO2 durante 24

horas. A citotoxicidade foi avaliada através da medida da redução do MTT pela

desidrogenase mitocondrial das células, como indicador de células metabolicamente

activas (viabilidade celular). Através dos estudos de granulometria, verificou-se que a

amostra utilizada nos ensaios de citotoxicidade in vitro era uma amostra heterógenea, com

uma elevada dispersão de tamanhos de partículas. Foi possivel registar três

subpopulações traduzidas em 3 picos, 2 com diâmetros médios de cerca de 15 µm e 10

µm e 1 pico com partículas com diâmetro inferior a 1 µm. Os resultados dos estudos de

viabilidade celular mostraram que esta diminuiu apenas para valores de concentração das

partículas superiores a 1000 µg/mL. A concentração de 1000 µg/mL é considerada elevada

e de difícil correlação com o que hipoteticamente se poderia ter in vivo no decurso de uma

exposição normal. Em estudos futuros será testado se as partículas têm um efeito

estimulante e que tipo de compostos podem ser estimulados em consequência da

exposição a este tipo de partículas.




ATIVIDADES PRÁTICAS COM CARTAS GEOLÓGICAS PARA A

DISCIPLINA DE GEOLOGIA ESTRUTURAL

Carlos Marques1, Fernando Lopes2, Luís Gama Pereira2 & Celeste Romualdo Gomes2

1

Escola Básica Eugénio de Castro 2 CGUC; Departamento Ciências da Terra da Universidade de Coimbra

Palavras-chave: Atividades práticas; Didática; Geologia Estrutural.

Introdução – Numa perspectiva didática, as cartas geológicas podem ser usadas como

recursos para o ensino da Geologia. Através da seleção e adaptação de setores dessas

cartas com interesse pedagógico-didático, podem criar-se modelos para o ensino de leitura

de cartas geológicas e a sua interpretação (Marques, 2009). Neste trabalho, escolheu-se

uma secção da folha 19-C, Figueira da Foz, da carta geológica de Portugal à escala

1/50000 como modelo para o ensino, exemplificativo na aplicação e avaliação de

conteúdos curriculares da disciplina de Geologia Estrutural do Curso de Geologia. Os

exercícios propostos têm como objetivos gerais: aplicar a carta geológica como modelo

para a análise e interpretação de estruturas geológicas; converter os dados de campo em

trabalho prático de sala de aula; e relacionar os dados de campo com os obtidos através

da carta geológica.

Método – Para a elaboração de exercícios para o ensino da leitura e interpretação de

cartas geológicas, selecionou-se um excerto de uma carta com uma estrutura de origem

tectónica e informações que permitam a aplicação de conceitos sobre leitura de atitude de

estratos e aplicação de técnicas de determinação de direção e pendor de estratos através

de métodos geométricos. Para além deste tipo de exercício, os alunos serão solicitados a

projetar dados recolhidos em campo e determinar o corredor de deformação que gerou

essa deformação.

Resultados e discussão – Da análise da folha 19-C, Figueira da Foz, da carta geológica de

Portugal à escala 1/50 000, selecionou-se uma região onde está cartografado um sinclinal

de eixo mergulhante a afetar rochas jurássicas e cretácicas. Da análise desta estrutura,

elaborou-se um conjunto de exercícios (a implementar nas aulas práticas de Geologia

Estrutural) para determinação da direção e do pendor dos flancos da dobra, através da

leitura direta dos símbolos presentes e da aplicação do método de horizontais, e para a

determinação da atitude do eixo. A respetiva projeção do eixo da dobra na figura terá uma

orientação aproximadamente N 50º E. Relativamente à projecção de dados de campo,

utilizaram-se dados obtidos na Serra de Sicó com a localização UTM P 0538670 e M

4430645, com os seguintes valores: eixo de dobra (28º; N 50º E), famílias de fraturação (N

10º W; 70º NE, N 20º E; 64º SE e N 40º W; Vertical). Com estes dados, os alunos

determinam que as relações geométricas das orientações destas fraturas só possibilitam

um corredor de deformação de orientação N 05º E e que este corredor terá uma

movimentação esquerda (Twiss & Moores, 1992), atuado por forças de orientação N40ºW.

Conclusão – Relativamente à análise orientada do excerto da carta geológica selecionada

e dos dados recolhidos no campo, os alunos deverão concluir que as estruturas estudadas




se encontram associadas a um corredor de deformação de orientação de N 05º E, que

pode ser explicado através do Modelo Riedel. Segundo este modelo, se o corredor de

deformação tiver a orientação de N 05º E e as relações geométricas das estruturas a ele

associadas forem como as que se observam na área estudada, as forças que geraram

este corredor terão uma orientação segundo N 40º W. Como na área em estudo a

deformação ocorre sobre estratos jurássicos e cretácicos, então essa deformação será

pós-cretácica. Durante este regime compressivo, definiu-se a Bacia do Mondego, a Norte

da Bacia Lusitânica (Reis, et al. 2008) e Serras como a de Sicó. Após a deformação, os

vales sinclinais foram preenchidos por depósitos do Paleogénico e do Neogénico (Rocha

et. al., 1981). Assim, pode concluir-se que as cartas geológicas constituem recursos úteis

para o ensino da análise e interpretação cartográficas, permitindo inferir a geometria e a

orientação de estruturas tectónicas e os processos tectónicas que estiveram na sua

origem.


Marques, C. (2009). Leitura, Análise e Interpretação tectono-Estrutural de Cartas

Geológicas de Portugal na Escala 1/50 000. Coimbra.

Reis, R., Pimentel, N. & Bueno, G. (2008). Síntese da Evolução Geodinâmica da Bacia Lusitânica Durante o Mesozóico e o Cenozóico. In Reis, R. & Pimentel, M. (3ª Edição). Roteiro III Curso de Campo na Bacia Lusitânica (Portugal). Coimbra: Impressão e Soluções Laboratório de imagem lda.

Rocha, R., Manuppela, G., Mouterde, R., Ruget, C. & Zbyszewski, G. (1981). Nota Explicativa da Folha 19-C Figueira da Foz. Lisboa, Direcção Geral de Geologia e Minas.

Twiss, R. & Moore, E. (1992). Strutural Geology. W.H. Freeman Company.




ESTUDO EM MAGNETISMO AMBIENTAL – AS RELAÇÕES ENTRE

TOPOCLIMA URBANO E POLUIÇÃO ATMOSFÉRICA POR

PARTÍCULAS NA CIDADE DE COIMBRA

José Fialho1, Celeste Romualdo Gomes2 & Nuno Ganho3

1 Universidade de Coimbra, Departamento de Ciências da Terra

2 CGUC, Universidade de Coimbra, Departamento de Ciências da Terra

3 CEGOT, Universidade de Coimbra, Departamento de Geografia

Palavras-chave: clima urbano; gradiente térmico; magnetismo ambiental; Magnetização

Remanescente Isotérmica (MRI); poluição por partículas.

Introdução - O clima urbano assume-se como uma entidade com alguma autonomia dado

ser gerado por um vasto conjunto de fatores próprios de uma cidade, a que se

acrescentam os fatores inerentes ao contexto geográfico da sua localização. Assim, o

clima regional, localmente modificado pela topografia, pelos índices de ocupação do solo,

pela morfologia urbana, pela maior ou menor extensão de espaços verdes no interior do

tecido urbano, bem como pela concentração das actividades humanas, determinam os

contrastes topoclimáticos dentro da Urbe e entre esta e a sua periferia. (Alcoforado, 1978;

Ganho, 1996 e Ganho, 1998).

O estudo da concentração da matéria particulada, através da metodologia do Magnetismo

Ambiental, assume um carácter essencial na definição efetiva do risco de poluição por

partículas, associada aos diversos fatores intervenientes nas configurações espaciais do

clima urbano.

Método - O trabalho de campo efectuado baseou-se num conjunto de 10 campanhas

itinerantes de observação e recolha de informação, num total de 22 km percorridos por

cada uma, ao longo de um percurso que abrangesse os pontos mais representativos da

diversidade topoclimática da cidade de Coimbra. Neste percurso, recolheram-se dados

climáticos e matéria particulada, utilizando, para tal, diferentes metodologias.

Assim, assumindo a temperatura como a variável climática de maior relevância para este

estudo, fez-se o seu registo em dias e horas específicas, utilizando para o efeito um

Termo-higrometroLambrecht – meteodigit II.

Para todos os dados recolhidos, foi efetuado um tratamento laboratorial, mais

concretamente na leitura das amostras dos coletores de matéria particulada, e um

posterior tratamento cartográfico, recorrendo ao uso dos Sistemas de Informação

Geográfica.

Foram lidas, para a análise da matéria particulada, a Magnetização Remanescente

Isotérmica (MRI), após magnetização a 1 T (tesla), -25 mT, -100 mT e -300 mT. Foram

também calculados S-Ratios, para aferição da dimensão das partículas recolhidas, tendo

por base as curvas de desmagnetização de Dunlop e Özdemir, 1997.

Resultados e discussão – Os resultados mostram a expressão geográfica da ilha de calor

urbano e dos lagos de ar frio, com inversões de gradiente térmico vertical que, em valores

absolutos máximos superam 10ºC. Mostram, também, a variação da sua expressão




geográfica em função das condições meteorológicas vigentes durante os percursos de

recolha dos dados, da configuração da malha urbana e da morfologia local do terreno.

No que diz respeito à matéria particulada, forma detetadas diferenças significativas de MRI

nas amostras, tanto nos dias de amostragem como nos diferentes pontos de recolha. As

concentrações medidas são baixas, já que o tempo de exposição do coletor passivo é

muito efémero. Ainda assim, foi possível detetar discrepâncias entre as mais diversas

amostras. Dos cálculos dos S-Ratios, S-25, S-100 e S-300, concluiu-se que foram

recolhidas partículas ferromagnéticas com estrutura de magnetite, como era esperado,

tendo em atenção os trabalhos desenvolvidos anteriormente para a cidade de Coimbra

(e.g., Gomes et al., 2003; Lourenço, 2003; Gomes et al., 2008).

Na correlação dos dados de matéria particulada com os dados topoclimáticos, consegue

aferir-se, diretamente, que as áreas de forte estabilidade vertical do ar por inversão térmica

de superfície, são aquelas que, tendencialmente, correspondem a maior concentração de

matéria particulada.

Conclusão – O conhecimento da localização e delimitação das áreas onde mais

frequentemente se verificam condições de forte estratificação térmica inversa do ar,

reveste-se da máxima importância por implicar a diminuição da profundidade vertical da

camada de mistura, e consequente inibição da dispersão de poluentes, como é o caso da

matéria particulada. A espacialização das diferentes concentrações de matéria particulada,

no espaço urbano de Coimbra, aferida através da leitura dos diferentes valores obtidos nos

coletores parciais, demonstra significativos contrastes entre diferentes áreas espaço

urbano.

Os valores de MRI dos coletores passivos provam que em todos os dias de amostragem

foi recolhida matéria particulada, apesar do curto espaço de tempo que os colectores

estiveram expostos ao ar. Os valores de MRI1T foram, em alguns casos, significativos,

explicitando-se, por exemplo, o dia 20-12-2008, com 2,38 x10-3 Am-1.

Bibliografia

Alcoforado, M.J. (1978) – Reflexões metodológicas em climatologia regional e local:

aspectos térmicos. Finisterrra, Revista portuguesa de Geografia, Lisboa, 13, 25, 108 –

120.

Dunlop, D.J. & Özdemir, Ö. (1997) – Rock Magnetism. Fundamentals and Frontiers.

Cambridge University Press, Cambridge, 573p.

Ganho, N. (1996) – Espaços Verdes no interior do tecido urbano: Contrastes

topoclimáticos, influência Bioclimática e riscos de Poluição – O caso de Coimbra.

Territorium, 3, 35-56.

Ganho, N. (1998) – O Clima Urbano de Coimbra: estudo de climatologia local aplicada ao

ordenamento urbano. Dissertação de Doutoramento apresentado à Faculdade de Letras

da Universidade de Coimbra, 551p.

Gomes, C., rey, D. & rocha, A.L. (2003) – Propriedades magnéticas em folhas de árvores e

níveis de poluição em Coimbra. Magiber II, Livro de Comunicações, Coimbra.

Gomes, C.; Dinis, A. M.; Rocha, A. F. Gomes, E. M.; Neves, L. F. (2008) – Magnetic

Properties and Size of Microscopic Pollutant Particles in the Urban Area of Coimbra.

MicroscMicroanal 14 (supp 3), pp. 144-145.




Lourenço, A.M. (2003) – Parâmetros Magnéticos dos solos na periferia da área urbana de

Coimbra. Dissertação de Mestrado (não publicado). Departamento de Ciências da

Terra, Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra.

Ogg, J.G., Ogg, G. & Gradstein, F.M. (2010). The Concise Geologic Time Scale.

Cambridge, University Pess.




ESTUDO DE ASM NO ENCAIXANTE DO BORDO SW DO MACIÇO DE LAVADORES

Ana Gonçalves1, Cláudia Cruz1, Maria dos Anjos Ribeiro1 & Helena Sant’Ovaia1

1

CGUP, DGAOT, Faculdade de Ciências da Universidade do Porto

Palavras-chave: ASM; Gnaisses; Migmatitos.

Introdução - Neste resumo apresentam-se resultados preliminares de um estudo no âmbito

da unidade curricular de Estágio do 1º Ciclo em Geologia da FCUP. Este estudo tem como

objetivos a análise litológica e estrutural dos afloramentos presentes nas rochas

encaixantes do bordo SW do Maciço de Lavadores. Nesta área afloram rochas

migmatíticas de natureza diatexítica e metatexítica, nas quais o maciço granítico pós-

tectónico de Lavadores é intrusivo (Ribeiro et al., 2011). Na análise estrutural das litologias

utilizaram-se duas metodologias complementares: o estudo da Anisotropia da

Suscetibilidade Magnética (ASM) e a cartografia de elementos estruturais. As zonas alvo

foram a praia da Madalena (sul) e a praia das Pedras Amarelas. Na praia da Madalena

(Fig.1) afloram rochas gnaisso-migmatítica, diatexiticas e metatexíticas enquanto na praia

das Pedras Amarelas, afloram sobretudo rochas gnaisso-biotitica diatexíticas cortadas por

filões sub-horizontais e sub-verticais aplito-pegmatitos róseos com turmalina (Fig.1).

Fig. 1: Litologias presentes nas praias da Madalena (a) e das Pedras Amarelas (b).

Método – Para o estudo da ASM realizaram-se 7 locais de amostragem na praia da

Madalena e 11 locais na praia das Pedras Amarelas, estudando-se um total de 16

amostras na zona da Madalena (sul) e 21 amostras nas Pedras Amarelas. Para a medição

da ASM utilizou-se o equipamento KLY-4 Kappabridge (Agico) do CGUP; tendo as

amostras sido sujeitas a um campo magnético de 300 A/m. Quando um material é exposto

a um campo magnético H, obtém-se uma magnetização induzida, M, que se relacionam

pela expressão M=KH, sendo K um tensor simétrico de segunda ordem expresso por um

elipsóide triaxial, tal que K1≥K2≥K3. A suscetibilidade magnética média, Km, corresponde à

média das suscetibilidades principais: Km=(K1+K2+K3)/3. O parâmetro P% representa o

grau de anisotropia: P%=100x[(K1/K3)–1]. O parâmetro T representa a forma do elipsoide.

A cartografia estrutural consistiu na medição das foliações observáveis nas zonas e na sua

representação cartográfica.

a b




Resultados e discussão – Na tabela 1 apresenta-se uma síntese dos parâmetros de ASM

obtidos. Os dados de ASM indicam que na praia da Madalena os valores de Km estão

compreendidos entre 210×10-6SI e 12.7×10-6 SI e em Pedras Amarelas entre 159 × 10-6 SI

e os 76 × 10-6. SI. Os valores de T são sempre positivos na zona da Madalena (sul) e

Pedras Amarelas o que indica um elipsoide de ASM achatado, para ambas as zonas

(Fig.2). Na zona da Madalena, a foliação magnética tem uma direção predominante NW-

SE com inclinações variáveis entre 75º a 85º para SW. A lineação magnética inclina entre

50 a 80 para SE. Nas Pedras Amarelas a foliação tem também a direção NW-SE com

inclinações que variam entre 50º a 70 º para SW, no entanto, a lineação é fortemente

inclinada nas numa estação de amostragem e subhorizontal noutras estações

Tabela 1: Parâmetros de ASM determinados na Praia da Madalena (MAD) e Praia das Pedras

Amarelas (P.A.). L.M. Lineação Magnética; F.M. Foliação Magnética.

Locais P% Km T L.M.Dir: L.M.- inc.: F.M. Dir.: F.M.-inc. N

MAD SUL 1 a 4 14,4 0,000173 0,626 N140º 51º N109º 67ºSW 8

MAD SUL 5 12,6 0,00021 0,586 N153º 81º N153º 81SW 3

MAD SUL 6 7,2 0,0000127 0,456 N157º 70º N115º 76ºSW 3

MAD SUL 7 8,9 0,000083 0,052 N190º 80º N97º 84ºSW 2

P.A. 1 a 7 7,6 0,000112 0,295 N227º 63º N88º 71ºS 14

P.A. 8 e 9 22,4 0,000159 0,27 N302º 2º N137º 63ºSW 3

P.A 10 e 11 3,7 0,000076 0,409 N103º 6º N119º 53ºSW 4

Fig. 3. Projeção dos polos das foliações de campo (símbolo +) e das

foliações magnéticas (outros símbolos).

Conclusão – As zonas estudadas apresentam valores de Km semelhantes indicativos da

presença de minerais paramagnéticos. O valor mais baixo de Km foi encontrado na

estação 6 da Praia da Madalena o que é justificada pela natureza leucocrata desta litologia

(leucossoma). A forma achatada do elipsoide é justificada pela presença de biotite. As

foliações e as lineações magnéticas apresentam uma atitude semelhante aos dados

obtidos no campo (Fig. 3).

Neste trabalho foram utilizadas amostras colhidas por Jorge Sousa (1978 – 2013), a quem prestamos a nossa homenagem com este trabalho.


Ribeiro, M.A., Sant’Ovaia, H., Dória, A. 2011. Litologias gnaisso-migmatíticas da faixa

costeira Lavadores-Madalena: possível significado das paragéneses com hercinite. In:

L.J.P.F. Neves, A.J.S.C. Pereira, C.S.R. Gomes, L.C.G. Pereira e A. O. Tavares (Eds),

Fig. 2. Relação entre o parâmetro T e P %.




Modelação de Sistemas Geológicos. Homenagem ao Professor Doutor Manuel Maria

Godinho Laboratório de Radioactividade Natural. Universidade de Coimbra. pp 343-351.




THE J/K BOUNDARY AT PORTO DA CALADA, PORTUGAL:

TENTATIVE LOCATION BY MAGNETOSTRATIGRAPHY

Jorge Dinis1, Johanna Salminen2 & Octávio Mateus3

1

Earth Science Dep., Univ. Coimbra, Portugal & IMAR-CMA, Marine and Environmental Reseach Centre,

Coimbra, Portugal, [email protected] 2

Dep. Geosciences and Geology & Dep. Physics, Univ. Helsinki, Finland: [email protected] 3

CICEGe, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Univ. Nova de Lisboa, Portugal & Museu da Lourinhã, Portugal,

[email protected]

Key-words: lithostratigraphy; Lusitanian basin; magnetostratigraphy; Portugal; Tithonian-

Berriasian.

Introduction - The Jurassic/Cretaceous (J/K) boundary is still poorly understood and is the

last system boundary without a GPSS, but it is currently located at the base of Chron M18r

(Ogg et al., 2012). The Lusitanian Basin (Western Portugal) includes good exposures but

the exact position of the J/K boundary is unknown, due to the lack of good biostratigraphic

markers in a complex stratigraphy, still reflecting the Late Oxfordian to Early Kimmeridgian

rifting. Preliminary magnetostratigraphic data coupled with regional correlations and

biostratigraphy is here used to locate the J/K boundary.

Method - 102 standard paleomagnetic cores were collected from the 113 m thick Porto da

Calada section (39.04°N; 9.41°W). Paleomagnetic measurements were made in a

magnetically shielded room at the Yale University, USA. After measurement of natural

remanent magnetization (NRM), samples were placed into liquid N2 in a null field to

demagnetize viscous remanent magnetization (Borradaile et al., 2004). The samples were

stepwise thermally demagnetized in a N2-atmosphere using a ASC TD48-SC furnace.

Remanent magnetization was measured with an automated 2G cryogenic magnetometer

(Kirchvink et al., 2008). Sister specimens were stepwise demagnetized using the alternating

field (AF) method and a 2G cryogenic magnetometer in the University of Helsinki. Due to

high coercivity minerals in some of the samples the thermal method was more effective.

Results and discussion – NRM intensities and magnetic susceptibility values are typical for

sedimentary rocks being lithologically controlled, so that limestones show lowest values.

Thermal demagnetization and thermomagnetic (Curie point) measurements show that

magnetite and pyrrhotite are the main ferrimagnetic minerals. Most samples were fully

cleaned by thermal demagnetization and vectors decayed to origin indicating that no higher

coercivity/unblocking temperature component were present. Based on these results we

were able to obtain polarity reversals. However the reversed polarity shows shallower

inclinations than normal polarity data. These non-antipodal directions are widely seen in

paleomagnetic records and several reasons have been proposed. Anyhow, this non-

antipodalism does not affect the magnetic reversal stratigraphic interpretation and its

correlation to the global polarity time scale (e.g. Parés and Van der Voo, 2013).

The upper carbonate level of the Assenta mb. of the Lourinhã fm. is Late Tithonian after

biostratigraphy (Rey, 1972), and regional (Schneider et al., 2009) and European (Leinfelder




& Wilson, 1998) correlations. Dinocyst associations within the Porto da Calada Fm.

represent the early to middle Berriasian transition (Berthou & Leereveld, 1990).

By comparing the polarity log with the available age indicators we tentatively identify the

M19n to M16n magnetozones and locate the Tithonian-Berriasian boundary (base of M18r)

about 5 m below the limit between the Assenta mb. and the Porto da Calada Fm. The

calculated depositional rates are very consistent and shows an upward decrease (from 20

to 10 m/Ma, with an average of 14.6 m/Ma), as expected for the late post-rift tectonic

setting, with vanishing thermal subsidence.

Conclusions – Magnetostratigraphy contributed to refine the low-resolution age data

(biostratigraphy and correlations), since the polarity log fits well with age constrains,

allowing the location of the J/K boundary and suitable depositional rate calculations. The

method shows its efficiency in revealing reversals, still quite rare for the Berriasian in Iberia.

References

Berthou P.-Y. & Leereveld H. (1990) Stratigraphic implications of palynological studies on

Berriasian to Albian deposits from western and southern Portugal. Rev. Palaeobotany

and Palynology, 66, 313-344.

Leinfelder R.R. & Wilson R.C.L. (1998) Third order Sequences in an Upper Jurassic Rift-

Related Second Order Sequence, Central Lusitanian Basin, Portugal. SEPM Sp. Pub.,

60, 507-525.

Ogg J.G., Hinnov L.A. & Huang C. (2012) Cretaceous. In Gradstein F. M., Ogg J.G. Schmitz

M.D. & Ogg, G.M., The Geologic Time Scale 2012, 2. Oxford: Elsevier, 793-853.

Parés J.M. & Van der Voo R. (2013) - Non-antipodal directions in magnetostratigraphy: an

overprint bias? Geophys. J. Int., 192, 75-81.

Rey J. (1972) - Recherches géologiques sur le Crétacé inférieur de l'Estremadura

(Portugal). Mem. Serv. Geol. Portugal 21(N. S.), 477p.

Schneider S., Fürsich F.T. & Werner W. (2009) Sr-isotope stratigraphy of the Upper Jurassic

of central Portugal (Lusitanian Basin) based on oyster shells. Int. J. Earth Sc., 98(8),

1949-1970.

Borradaile G.J., Luca K. & Middleton R.S. (2004) - Low-temperature demagnetization

isolates stable magnetic vector components in magnetite-bearing diabase. Geophys. J.

Int., 157, 526-536.

Kirschvink J.L., Kopp R.E., Raub T.D., Baumgartner C.T. & Holt J.W. (2008) Rapid, precise,

and high-sensitivity acquisition of paleomagnetic and rock-magnetic data: Development

of a low-noise automatic sample changing system for superconducting rock

magnetometers. GGG, 9. Q05Y01. doi: 10.1029/2007GC001856.

ACKNOWLEDGEMENTS: Contribution to projects Angiogal (PTDC/CTE-GIX/104999/2008),

CretaCarbo (PTDC/CTE-GIX/113983/2009, FCOMP 01 0124 FEDER 014524) and

DinoEggs (PTDC/BIA-EVF/113222/2009) funded by FCT (Fundação para a Ciência e a

Tecnologia) and COMPETE Program/FEDER European Fund. JS was funded by Suomen

Kulttuurirahasto.




ESTUDO DA VARIAÇÃO TEMPORAL DE PROPRIEDADES DE SEDIMENTOS COM OBJETIVOS FORENSES

Carla Ribeiro1, Alexandra Guedes2, Bruno Valentim2, Helena Sant’Ovaia2, Helena Ribeiro1

& Fernando Noronha2

1

Centro de Geologia da Universidade do Porto 2 Centro de Geologia da Universidade do Porto; Departamento de Geociências, Ambiente e Ordenamento do

Território, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto

Palavras-chave: Geologia Forense; Sedimentos; Propriedades físicas.

O presente trabalho teve como objetivo avaliar as variações temporais na distribuição

granulométrica, cor e suscetibilidade magnética dos sedimentos da Reserva Ornitológica

do Mindelo e da Reserva Natural Local do Estuário do Douro (Cabedelo), locais com

dinâmicas ambientais, erosivas e pedogénicas distintas.

Trimestralmente, ao longo de um ano, colheram-se amostras nestas zonas, sendo

posteriormente caracterizadas através de análises granulométricas, espetrofotométricas,

para determinação da cor, e de suscetibilidade magnética, para avaliar diferenças

composicionais.

Relativamente à variação temporal, no período de tempo considerado, verificou-se que a

distribuição granulométrica, a cor e a suscetibilidade magnética não variaram

significativamente no Mindelo mas, comparativamente, variaram mais no caso do

Cabedelo. Não será alheio a este facto a maior heterogeneidade local que o Cabedelo

apresenta relativamente ao Mindelo, muito provavelmente resultante, desde logo, de

diferente enquadramento geológico e também por os sedimentos do Cabedelo fazerem

parte de uma restinga fortemente exposta à ação do rio, do mar e do Homem, enquanto os

do Mindelo constituem um cordão dunar quase só exposto à ação do vento e da chuva.

A maior importância deste trabalho resulta do facto de este constituir o ponto de partida

para estudos posteriores sobre a variação temporal de diferentes propriedades dos

sedimentos e solos, que permitirão estabelecer o valor probatório destes materiais nas

investigações forenses.




A ANISOTROPIA DA SUSCETIBILIDADE MAGNÉTICA NO ESTUDO

DA CARACTERIZAÇÃO DOS “XISTOS DE FOZ CÔA”

Sílvia Aires1, Helena Sant’Ovaia1 & Fernando Noronha1

1

CGUP, DGAOT, Faculdade de Ciências da Universidade do Porto 2 Laboratório Nacional de Energia e Geologia, S. Mamede de Infesta

Palavras-chave: ASM, Grupo do Douro; Xistos de Foz Côa.

Introdução – Na região de Trás-os-Montes e Alto Douro (TMAD), é frequente a ocorrência

de rochas metassedimentares, formadas a partir de sedimentos com idades que variam do

Pré-câmbrico ao Devónico. Apesar da sua abundância, nem todas as rochas xistentas

podem ser usadas como rocha natural, dependendo da estrutura geológica, intensidade de

deformação e grau de metamorfismo. Neste estudo apresentam-se resultados relativos aos

“Xistos de Foz Côa” e em particular os designados “Xisto negro de Foz Côa” (XNFC) e

“Xisto oxidado de Foz Côa” (XOFC). A exploração destes xistos localiza-se no distrito da

Guarda, concelho e freguesia de Vila Nova de Foz Côa. Os “Xistos de Foz Côa” ocorrem

na Zona Centro-Ibérica (ZCI) e fazem parte da Formação da Desejosa do Grupo do Douro,

de idade Câmbrica A Formação da Desejosa contacta na base com a Formação do Pinhão

que é caracterizada pela ocorrência de filitos com ilmenite e magnetite como minerais

acessórios (Sousa, 1982). A região caracteriza-se por uma forte partição da deformação,

em que estreitas faixas profundamente deformadas (antiformas de Chão do Couce e de

Vale de Moinhos) alternam com extensas regiões nas quais a deformação se traduz por

ondulações fracas com comprimentos de onda quilométricos - sinclinório do Poio e

sinforma de Vila Nova de Foz Côa, devido à atuação da primeira fase de deformação

varisca D1 (Búrcio, 2004; Búrcio et al., 2006; Moreira et al., 2010). As explorações do

“Xisto de Foz Côa” localizam-se no sinclinório do Poio onde a inclinação dos planos de S0

e da clivagem ardosiana é de 90º.

Método – Na caracterização destas rochas foram usados vários métodos. Referimos em

particular os estudos petrográficos, análises químicas dos elementos maiores e traço e

estudos de Anisotropia da Suscetibilidade Magnética (ASM). Para os estudos petrográficos

efetuaram-se lâminas delgadas que foram observadas num microscópio petrográfico

Nikon, com luz transmitida e luz refletida. As análises químicas para rocha total foram

efetuadas por fluorescência de Raios-X nos Laboratórios do LNEG. Para os estudos de

ASM realizaram-se vários furos orientados com uma sonda portátil. No laboratório, os

testemunhos foram cortados perpendicularmente ao seu eixo para obtenção de cilindros

individuais com as dimensões de 22 mm de altura e 25 mm de diâmetro. As medições de

ASM foram efetuadas numa balança de suscetibilidade magnética Kappabridge, modelo

KLY-4S da Agico (República Checa) do Centro de Geologia da Universidade do Porto.

Resultados e discussão – Macroscopicamente, estas rochas apresentam uma cor cinzenta

escura (XNFC), por vezes amarelada (XOFC) e granulometria fina. A alternância entre

leitos gresosos e argilosos confere-lhes um aspeto listrado. Em XNFC é possível observar

“load casts” na base das zonas gresosas. Microscopicamente, é observável uma textura

granoblástica a lepidoblástica formada por quartzo, mica branca, clorite, minerais opacos e




argilosos. Em XOFC, as camadas mais argilosas são ricas em matéria orgânica e óxidos

de coloração castanha, contribuindo para a tonalidade amarela-acastanhada. No XNFC, a

matéria orgânica impregna os minerais filitosos, conferindo à rocha uma cor negra. Os

resultados dos elementos maiores e traço indicam que XOFC é mais rico em SiO2

(69,29%) do que XNFC (63,38%). A elevada percentagem de Al2O3 de XnFC (15,49%)

sugere uma maior componente argilosa em oposição a XOFC (13,81%) que é mais

silicioso. Os estudos de ASM, realizados no XNFC mostraram uma suscetibilidade

magnética média de 282 x 10-6 SI. O grau de anisotropia expresso pelo parâmetro P, que

relaciona a suscetibilidade máxima com a suscetibilidade mínima, é de 1,222. O parâmetro

T (Jelinek, 1981) indicador da forma do elipsóide de ASM é de -0,664. A lineação

magnética média é de 7°→N303° e a foliação magnética tem atitude média de

N126°,85°SW.

Conclusão – Os estudos petrográficos e geoquímicos sugerem que XNFC é um filito

listrado e XOFC um metaquartzovaque. O valor da suscetibilidade magnética obtido é

concordante com o comportamento paramagnético das amostras de Foz Côa, o que indica

que não possuem magnetite. O grau de anisotropia é compatível com os valores

encontrados por Hrouda (1982) para xistos. O parâmetro T indica um elipsóide de forma

constrito (“prolate ellipsoid”), traduzindo um reflexo da estrutura destas litologias. O fabric

magnético expresso pela atitude da lineação e da foliação magnética é concordante com a

atitude determinada para a lineação de estiramento e para clivagem, respetivamente, no

setor (Moreira et al., 2010).

Agradecimentos – Este trabalho foi financiado pelo projeto da FCT- PTDC/CTE-

GIN/70704/2006 (SCHISTRESOURCE). Sílvia Aires beneficia de uma bolsa

SFRH/BD/86641/2012.


Búrcio, M. (2004). Controle estrutural da localização de pedreiras de esteios de xisto para

vinhas em Vila Nova de Foz Côa. Tese de Mestrado não publicada. Universidade de

Évora. Évora.

Búrcio, M., Dias, R. & Leal Machado, I. (2006). Partição da deformação na região de Vila

Nova de Foz Côa. Livro de Actas do VII Congresso Nacional Geologia, Estremoz.

Jelinek, V. (1981). Characterization of the magnetic fabric of rocks. Tectonophysics 79, 63-

67.

Hrouda, F. (1982). Magnetic anisotropy of rocks and its application in geology and

geophysics. Geophys. Surv. 5: 37-82.

Moreira, N., Búrcio, M., Dias, R., Coke, R. (2010). Partição da deformação Varisca nos

sectores de Peso da Régua e Vila Nova de Foz Côa (autóctone da Zona Centro Ibérica).

Comunicações Geológicas, t 97, pp. 147-162.

Sousa, M.B. (1982). Litoestratigrafia e estrutura do Complexo Xisto-Grauváquico ante-

Ordovícico – Grupo do Douro (NE Portugal). Tese de Doutoramento. Universidade de

Coimbra, 222 p.




PALEOMAGNETISMO E MAGNETISMO DE ROCHA DAS LAVAS DA

PROVÍNCIA MAGMÁTICA DO ATLÂNTICO CENTRAL (CAMP) NO

SUL DE PORTUGAL

Susana Fernandes1*, Eric Font1, Marta Neres1, Línia Martins2 & N.Youbi3

1 Instituto Dom Luiz, Universidade de Lisboa, Campo Grande, Edifício C8, 1749-016, Portugal

2 Departamento de Geologia da Faculdade de Ciências de Lisboa, Campo Grande, Edifício C6, 1749-016

Lisboa, Portugal 3

Department of Geology, Cadi Ayyad University, Marrakech, Morocco

Palavras-chave: CAMP; Iberia; Tr-J; Paleomagnetismo; Magnetismo de rocha.

A Província Magmática do Atlântico Central (CAMP) é uma das maiores províncias ígneas

do Fanerozóico e foi extensivamente estudada em paleomagnetismo nos Estados Unidos

(Bacia de Newark) e em Marrocos (Alto Atlas). Contudo, pouca atenção foi dada às lavas

da CAMP no Sudoeste de Portugal apesar de ter sido publicado novos dados

radiométricos (Verati et al., 2007) e geoquímicos (Martins et al., 2008). Devido a forte

alteração que afecta as rochas desta região, realizamos um estudo detalhado da

mineralogia magnética com o primeiro objectivo de verificar a origem (primária ou

secundária) dos portadores magnéticos e a estabilidade da magnetização remanescente

resultante. Em segundo lugar, apresentamos novos dados paleomagnéticos para

complementar o polo do dique da Messejana, único vínculo de qualidade para a Ibéria à

200 Ma (Palencia-Ortas et al., 2006). Os resultados mostram que, apesar da severa

alteração, as rochas preservam a sua mineralogia magnética primária, sendo a

titanomagnetite o principal portador magnético. Após desmagnetização em campo

alternado (AF), uma magnetização remanescente característica (ChRM) é calculada e

corrigida pela orientação do acamamento das escoadas: D=356.0º, I=43.7º (a95=3º,

n=100). A dispersão dos dados é menor após correcção do acamamento o que sugere

uma origem pré-tectónica para a magnetização. A posição do Polo Geomagnético virtual

(PGV) correspondente é próximo, mas significativamente diferente do polo de referência do

dique da Messejana. Esta discrepância pode resultar de uma quantidade insuficiente de

sítios e da não minimização da variação secular.

Trabalho suportado por: FCT (PTDC/CTE-GIX/117298/2012) and IDL (Pest-

OE/CTE/LA0019/2011-IDL).

Martins L.T., Madeira J., Youbi N., Munhá J., Mata J., Kerrich R., 2007. Rift-related

magmatism of the Central Atlantic magmatic province in Algarve, Southern Portugal,

Lithos 101, 102-124.

Palencia- Ortas, A., Osete, M.L., Vegas, R., Silva, P., 2006. Paleomagnetic study of the

Messejana Plasencia dyke (Portugal and Spain): a lower Jurassic paleopole for the

Iberian Plate, Tectonophysics 420, 455-472.

Verati, C., Rapaille, C., F´eraud, G., Marzoli, A., Bertrand, H. & Youbi, N.,2007. 40Ar/39Ar

ages and duration of the Central Atlantic Magmatic Province volcanism in Morocco and

Portugal and its relation to the Triassic–Jurassic boundary, Palaeogeogr. Palaeoclimatol.

Palaeoecol.,244, 308–325.




PETROPHYSICAL STUDIES IN THE LATE-VARISCAN SANTA

EULÁLIA PLUTONIC COMPLEX (OSSA-MORENA ZONE)

Helena Sant’Ovaia1, Celeste Romualdo Gomes2, José Carrilho Lopes3, Pedro Nogueira4,

Cláudia Cruz1 & Armando Rocha2

1

CGUP, DGAOT, Faculdade de Ciências da Universidade do Porto 2CGUC, DCT, Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra

3CeGUL, DG, Universidade de Évora

4CGUP, DG, Universidade de Évora

Key-words: AMS; granites; magnetic fabric; MRI.

Introduction - The Santa Eulália Plutonic Complex (SEPC) is a calc-alkaline granitic body,

with an area of 400 km2 located in the north of the Ossa Morena Zone of the Variscan

Iberian sector, near the limit with the Central Iberian Zone. The SEPC is considered late-

Variscan because it cross-cuts the regional variscan structures. The host rocks are

metamorphic formations from Upper Proterozoic to Lower Paleozoic. The SEPC has two

main granitic facies with different compositions and textures. From the rim to the core, there

is a medium-to coarse-grained pink granite (G0), which involves large elongated masses of

mafic to intermediate rocks (M) and central grey monzonitic granite (G1) which presents

dominant medium granular facies. In this study we present petrophysical studies comprising

Anisotropy of Magnetic Susceptibility (AMS), Isothermal Remanent Magnetization (IRM)

and thermomagnetic studies which enabled us to better understand the magnetic fabric and

behavior of the granite and mafic rocks.

Methods - At each site, in-situ, four oriented cores (25 mm in diameter) were collected with

a portable drill machine. Then, each core was sawed in two (or three) 22 mm long

specimens. At least 8 specimens were obtained per station. This study is based on 637

rock-cylinders from 76 sampling sites roughly distributed in the SPEC and also in the host

rocks: 29 sites in G0 facies, 27 in G1 facies, 5 in the M-group and 15 in roof-pendants and

host rocks. AMS measurements were performed using the KLY-4S Kappabridge from

“Centro de Geologia” at Porto University. For each site, the mean susceptibility Km, which

is the mean of the eight (or more) individual arithmetic means (k1 + k2 + k3)/3, was

calculated. Also obtained were the intensities and orientations of the three axes K1 ≥ K2 ≥

K3, tensorial means of the k1 ≥ k2 ≥ k3 axes for the 8 specimens. The IRM values were

measured using a Molspin spinner magnetometer and fields were imparted with a Molspin

magnetometer from the University of Coimbra. Measurements were performed on samples

in order to obtain the IRM values and the IRM and the -IRM acquisition curves. Samples

were magnetized firstly in the same direction from 12.5 mT up to 1T and, secondly, in the

opposite direction also from 12.5 mT up to 1T. The IRM at 1 T was defined as the saturation

IRM (SIRM). In order to identify different ferromagnetic contributions thermomagnetic

experiments were performed in a low field with a CS-2 furnace apparatus attached to the

KLY-3 susceptometer (in Toulouse). Samples consisted of fragments obtained from 4 rock

specimens (from G0 and G1). The samples were subjected to increasing temperatures until

700°C.




Results and Discussion –The Km values range between 41.60 and 7343.70 x 10-6 SI in

granitic rocks: G0, with Km > 10-3 SI (mean: 1357.40 x 10-6 SI) which supports the presence

of magnetite, and G1 with Km< 10-4 SI (mean: 97.00 x 10-6 SI). In M, Km values are

homogeneous with a mean of 620.90 x 10-6 SI. The magnetic anisotropy (P%) and the

ellipsoid shape (T) were only determined in granites. The mean values of P% are 6.20%

and 3.10% in G0 and G1, respectively. T shows the strongest oblate ellipsoids in central G1

(mean: 0.37) and slightly oblate in G0 (mean: 0.10). The magnetic foliations are steep NE-

SW to ENE-WSW-striking in G0 and G1 granites. In G0, magnetic lineations have a distinct

behavior over the pluton: in the E sector, magnetic lineations are subvertical and in the W

sector they plunge around 0 to SW. In G1, magnetic lineations plunge moderately to the

SW. The saturation SIRM mean values are 9.35 A/m in G0, 0.03 A/m in G1 and 2.64 A/m in

M. In G0 and M, the IRM acquisition curves show saturation between 0.3 and 0.4 T,

followed by a small increase in increasing fields, suggesting that the main carrier of

remanence is low magnetite. In G1, the acquisition curves demonstrate paramagnetic

fractions, but a small magnetite fraction can also be present. Thermomagnetic experiments

performed on samples from G0 show a significant fall of magnetic susceptibility on 580° C

which indicates the presence of magnetite. On samples from G1, magnetic susceptibility

decreases regularly with the increase of temperature, typical of paramagnetism behavior,

although there is a slight fall around 580°C, also indicating the presence of a small

quantity of magnetite SIRM/K present mean values of 7.12 kA/m, 0.30 kA/m and 3.43 kA/m

for G0, G1 and M, respectively.

Conclusions – The AMS and SIRM data support that G0 and G1 have distinct magnetic

behavior. G0 is controlled by a ferrimagnetic fraction. G1, with Km< 10-4 SI, shows

paramagnetic behavior due to ferromagnesian minerals, such as biotite and also to

ilmenite. In M, Km is typical of gabbros and granodiorites and is due to the high contents of

ferromagnesian and iron oxides minerals. SIRM/K values also show similarities between G0

and M rather than with G1. Sandgren and Thompson (1990) indicated that a value of 6.4

kA/m corresponds to a magnetite grain size of 8 µm. Based on these authors the mean

SIRM/K value of 7.12 kA/m obtained in G0 could indicate a similar magnetite grain size.

The magnetic behaviors of G0 and G1 suggest different redox conditions in the magma

genesis. Magnetic anisotropy is higher in G0 due to the presence of magnetite, but

microscope observations also show signs of a post-magmatic deformation in G0. The

magnetic foliations are steep in both granites, but while in G0 they are ENE-WSW-striking,

in G1 they define a dome with a WNW-ESE axe. Magnetic lineations have different

patterns: subvertical in the east sector of G0 and plunge moderated to the SW in G1 and

the west sector of G0. The differences reflect distinct redox processes at magmatic sources

and different magnetic fabrics for M, G0 and G1, even so, the emplacement of the facies

was synchronous. Based on these data we propose that the ascending of the magma took

place in the E sector of the body, in the intersection between the Assumar and Messejana

faults. ENE-WSW anisotropies allowed the enlargement of the granitic complex and the

final emplacement was mainly controlled by the magma pressure with a SW flow direction.

Acknowledgements - This project has been financially supported by PTDC/CTE-

GIX/099447/2008 (FCT-Portugal, COMPETE/FEDER). The authors thank Philippe Olivier

for the thermomagnetic measurements carried out in Toulouse.




References

Sandgren, P., Thompson, R. (1990). Mineral magnetic characteristics of podzolic soils

developed on sand dunes in the Lake Gosciaz catchment, central Poland. Physics of the

Earth and Planetary Interiors 60, 297-313.




PLUTÃO GRANITICO DE VALPAÇOS: ESTUDO MULTIDISCIPLINAR

Heloísa Corrêa-Ribeiro1*, Helena Sant’Ovaia1 & Helena C.B. Martins1

1

Centro de Geologia da Universidade do Porto, Departamento de Geociências Ambiente e Ordenamento do

Território;. * [email protected]

Palavras-chave: ASM; Geoquímica; Granitos.

Introdução – O plutão granítico de Valpaços foi alvo de uma abordagem multidisciplinar,

que inclui estudos petrográficos, de geoquímica e de Anisotropia da Suscetibilidade

Magnética (ASM), com o objetivo da caraterização petrogenética do granito que constitui

este plutão e do conhecimento do seu fabric. Este granito está localizado no NW

Peninsular, na Zona Galiza Média Trás-os-Montes, na grande mancha granítica de

Valpaços-Murçós-Chaves. Apresenta uma

forma de contorno aproximadamente circular,

contactando com outras fácies graníticas

variscas, como o antiforma Lamadarcos-

Torre de D. Chama a NE e com formações

pelito-grauváquicas de idade silúrica (Fig. 1).

Fig.1- (a) Enquadramento do plutão de Valpaços e no Norte de Portugal. (b) Estações de amostragem

realizadas para os estudos de geoquímica e de ASM.

Método – O estudo petrográfico baseou-se na observação de 20 lâminas delgadas,

realizadas a partir das amostras obtidas para geoquímica (Fig.1). As análises geoquímicas

espectrometria de emissão plasma, ICP-MS no Laboratório de Geocronologia e

Geoquímica Isotópica, Universidade do País Basco.Para o estudo da ASM, procedeu-se à

recolha de testemunhos orientados em 34 estações de amostragem (Fig. 1), recolhendo-se

4 a 5 testemunhos, com 25mm de diâmetro. Em laboratório os testemunhos foram

cortados perpendicularmente ao seu eixo obtendo-se cilindros individuais com 22 mm de

altura, num total de 246 amostras

Resultados e discussão – Macroscopicamente, este plutão é constituído por um granito de

duas micas de grão grosseiro, porfiróide, com fenocristais de feldspato potássico, e

aparentemente não orientado. Microscopicamente observaram-se, como minerais

essenciais: quartzo, feldspato potássico, plagioclase, biotite e moscovite; como fases

acessórias: silimanite, apatite, andaluzite, zircão e opacos; e como minerais secundários:

moscovite, clorite e mais raramente rútilo e leucoxena.




1

10

100

1000

La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu

Gra

nit

o/C

on

dri

to

Geoquimicamente, o granito de Valpaços é um leucogranito peraluminoso (A/CNK médio

de 1,31), potássico, magnesiano, e alcalino-cálcico (Frost et al., 2001). As características

geoquímicas de rocha total permitem classificar o granito de Valpaços como um granito do

tipo S (Chappell e White,1992). O granito revela uma concentração relativamente baixa de

terras raras (TTR= 49,60 a 91,62 ppm), com perfis enriquecidos em terras raras leves

comparativamente às terras raras pesadas e anomalia negativa de Eu pouco acentuada

(Eu/Eu*N=0,30 a 0,68) (Fig. 2). Este estilo de

comportamento é característico de outros granitos

peraluminosos do tipo S, como observado por Almeida

(1994), Antunes et al. (2008) e Teixeira (2008). Dados

isotópicos Sm-Nd, ɛNd(t)de -7,2 a -7,9, caraterizam e

reforçam a classificação do granito como do tipo S.

Os valores de suscetibilidade magnética apresentam

um valor médio de 56,49 x 10-6 SI, o que indica um

caráter paramagnético, devido essencialmente à

presença de biotite e ilmenite, enquadrando-o assim

na serie dos “ilmenite type granites” definida por

Ishihara (1997). A anisotropia magnética apresenta um valor de 3,0%, que confirma a

pouca deformação do granito, o que corrobora as observações de campo. O parâmetro de

forma (T) indica ainda, que os elipsóides de ASM são maioritariamente achatados o que

salienta o papel da biotite na definição do fabric magnético. Este fabric é caraterizado por

foliações magnéticas sub-horizontais associadas a as lineações magnéticas também sub-

horizontais com a direção média N 120º, o que sugere um fluxo magmático paralelo ao

estiramento da fase D3 varisca.

Agradecimento – Heloísa Ribeiro tem o apoio financeiro da FCT, projeto

SFRH/BD/45741/2008.


Almeida, A. (1994). Geoquímica, petrogénese e potencialidades metalogénicas dos

granitos peraluminosos de duas micas do complexo de Cabeceiras de Basto. Tese de

Doutoramento. Faculdade de Ciências da Universidade do Porto.

Antunes, I.M.H.R., Neiva, A.M.R., Silva, M.M.V.G., Corfu, F. (2008). Geochemistry of S-type

granitic rocks from the reversely zoned Castelo Branco pluton (central Portugal). Lithos

103, 445-465.

Chappell, B.W. & White, A.J.R. (1992). I- and S- type granites in the Lachlan fold. Trans.

Roy. Soc. Edinb. Earth Sciences 83, 1-26.

Ishihara, S. (1977). The magnetite series and ilmenite series. Granite Rocks. Mining Geology, 27, 293-305.

Teixeira, R.J.S. (2008). Mineralogia, petrologia e geoquímica dos granitos e seus encraves

da região de Carrazeda de Ansiães. Tese de Doutoramento. Universidade de Trás–os-

Montes e Alto Douro.

Fig.2– Diagrama de terras raras do granito de Valpaços (normalizado ao condrito C1).




ESTUDO DAS PROPRIEDADES MAGNÉTICAS DE TECIDOS

HUMANOS: RESULTADOS PRELIMINARES

Gabriela Marques1, Celeste Romualdo Gomes2, Armando Rocha2, Agostinho Santos3 &

Helena Sant’Ovaia1

1

Centro de Geologia da Universidade do Porto; DGAOT, FCUP 2

CGUC, DCT, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade de Coimbra 3 Instituto Nacional de Medicina Legal, Delegação do Norte

Palavras-chave: MRI; Parâmetros magnéticos; SM; Tecidos.

Introdução – Quando um material é submetido a um campo magnético H, que induz um

campo B (de indução magnética), é gerado uma magnetização no material, M (Evans &

Heller, 2003). Como toda a matéria é constituída por átomos que contêm partículas com

carga elétrica, o nosso corpo e tudo o que nos rodeia são, num sentido estrito, magnéticos

(Maher & Thompson, 1999). O mineral magnético mais importante é a magnetite (Fe3O4) e

pode formar-se naturalmente em muitas rochas ígneas, como o basalto, ou

biologicamente, em bactérias magnetotáticas e até no ser humano (Evans & Heller,2003). A

atividade humana também é responsável pelo aumento da concentração óxidos

magnéticos no ambiente, em resultado da queima de combustíveis fósseis e de atividades

industriais (Maher & Thompson, 1999). Muitos estudos demonstraram que a

biomineralização do óxido de ferro ocorre numa grande variedade de organismos,

inclusivamente em bactérias, algas e alguns vertebrados (e.g. Walker, et al., 1997). Este

trabalho avalia as propriedades magnéticas (suscetibilidade magnética, SM, e

magnetização remanescente isotérmica, MRI) de amostras de tecidos do encéfalo, fígado,

baço, pâncreas, coração e pulmões, extraídas de cadáveres de seres humanos, com o

objetivo de identificar a estrutura magnética presente.

Método – As amostras teciduais, de cadáveres foram recolhidas num período de tempo

compreendido entre 14 e 96 horas, após declaração do óbito. As amostras obtidas foram

estudadas com técnicas standard usadas para caracterizar os minerais magnéticos

presentes em rochas ou solos: medição da SM e da MRI, à temperatura ambiente. A

análise da SM foi efetuada no equipamento KLY-4 Kappabridge (Agico), existente no

CGUP. Este aparelho opera a campo alterno fraco de intensidade 4x10-4 T. As medições da

MRI foram efetuadas num magnetómetro Molspin Minispin e os campos aplicados com um

magnetizador de pulsos, até um máximo de 1T e um campo inverso até um máximo de -1T.

As amostras foram expostas a campos magnéticos progressivamente superiores de 12,5,

25, 50, 75, 100, 150, 200, 250, 300, 500, 700, 900 e 1000 mT. Após cada campo, a

magnetização remanescente no tecido foi medida. A SM e a MRI foram expressas por

massa.

Resultados e Discussão – Os valores de SM obtidos nos diferentes órgãos variam, em

média, entre 3,18 x 10-9 SI e 1,90 x 10-8 m3/kg. O coração é o órgão que apresenta maiores

valores de SM, especialmente a artéria coronária com 6,87 x 10-8 m3/kg, e o pâncreas o

que apresenta menor SM (Fig1). As leptomeninges (membranas que cobrem o encéfalo e

a espinal medula) têm os segundos maiores valores de SM (4,50 x 10-8 m3/kg). A cápsula

do fígado, a cabeça do pâncreas, ou o córtex do cerebelo exibem, por sua vez, os menores

níveis de SM (1,90 x 10-9 SI, 2,59 x 10-9 SI e 2,63 x 10-9 m3/kg, respetivamente). Algumas




Fig.1: Variação dos valores médios da SM para os diferentes tecidos.

amostras apresentaram valores de SM negativos. O facto de os tecidos possuírem

características diamagnéticas, com uma SM semelhante à da água (-9,032 x 10-6 m3/kg) e

de compostos lipídicos, ou paramagnéticos (a desoxihemoglobina presente nos glóbulos

vermelhos, por exemplo), pode justificar o comportamento diamagnético (Kirschvink, et al.

1992). Nas leptomeninges, a forma

da curva de MRI confirma a

presença de uma estrutura

magnética do tipo magnetite

(Fig.2a), o que é corroborado pelos

valores do ratio S-300 (MRI-

300/MRI1T), próximo da unidade

(0,93, no exemplo apresentado).

Já a curva MRI obtida para a

hipófise apresenta características

de estruturas do tipo-hematite (confirmado pelos valores S-300 de 0,55) (Fig.2b). Também

os tecidos dos lobos parietal e occipital, com ratios S-300 de 0,86 e 0,91, respetivamente,

parecem conter partículas do tipo magnetite, como indica a curva selecionada (Fig.2c). A

curva de MRI (Fig.2d) obtida para uma amostra de septo interventricular é típica de uma

estrutura do tipo magnetite, e embora o valor de S-300 seja de 0,77 para a curva

apresentada, o valor médio para todas as amostras do coração é de 0,96. No caso dos

pulmões, as curvas de MRI, apresentam formatos de difícil interpretação (Fig.2e); no

entanto, a determinação do parâmetro SM/MRI1T indica a existência de partículas do tipo

magnetite com dimensões compreendidas entre 0,58 e 1,46 µm (Sandgren & Thompson,

1990). Esta complexidade no comportamento magnético destes tecidos pode sugerir uma

contribuição antrópica para as partículas magnéticas. Na amostra selecionada do fígado

(Fig.2f), a curva de MRI, indica estruturas do tipo magnetite corroborada por um valor de 1

para S-300. Estes resultados preliminares sugerem que embora o comportamento

paramagnético e diamagnético seja comum a todas as amostras, estruturas do tipo

magnetite e hematite estão presentes em algumas amostras de tecidos colhidos.

(a) Leptomeniniges

(b) Hipófise

(c) Lobos

(d) Septointerventricular

(e) Brônquios

(f) Fígado

Fig. 2 Curvas de MRI normalizadas para amostras selecionadas.




Referências

Evans, M. E. & Heller, F. (2003) Environmental Magnetism: Principles and Applications of

Enviromagnetics. Acad.Press.

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MODELING MAGMATIC FLOW IN A SILL USING AMS TECHNIQUES

M. Neres1, J.L. Bouchez2, P. Terrinha1,3, E. Font1, M. Moreira1,4 & C. Carvallo 5

1 DEGGE-IDL, University of Lisbon, Portugal

2 GET / OMP Toulouse University, 14 Av. E. Belin, F-31400 Toulouse, France

3 Instituto Português do Mar e da Atmosfera, Lisbon, Portugal

4 Instituto Superior de Engenharia de Lisboa, Lisbon, Portugal

5 Institut de Minéralogie et de Physique des Milieux Condensés, Paris, France

*Corresponding author: Marta Neres, IDL, Faculdade de Ciencias da Universidade de Lisboa, Edifício C8, 1°

andar, Campo Grande, 1749-016, Lisboa, Portugal. E-mail: [email protected]

The intrusion mechanism and internal structure of sills are still not well understood. Here we

present a detailed and high resolution AMS study of a Cretaceous sill from Portugal in order

to better constrain the magmatic flow along a vertical profile. We also conducted rock

magnetic analysis in order to identify the nature and grain size of magnetic carriers. Our

results show different magnetic fabrics in function of the location within the sill: (1) the

borders show low anisotropy suggesting low velocity gradient between magma and host-

rocks attributed to the roughness of the surface into which the magma was intruding; (2) the

center of the sill, where magma flow was not disturbed by the walls, also present low

anisotropy reflecting minimum shear flow and magma transport close to pure translation;

and (3) intermediate zones between the borders and the center present high anisotropy

values which are interpreted as corresponding to maximum shear zones. The distribution of

K1 azimuths (lineation), assumed here to be a proxy of the magma flow direction, yielded a

mean value of 330º, which is similar to the direction of elongation of macroscopic

carbonate-filled vesicles. The sense of the magmatic flow was inferred to be from WNW to

ESE, by the imbrication of both magnetic lineation and vesicles in the borders. These

features are in agreement with a magmatic source located some tens of kilometers to the

NW of the sill, where strong magnetic anomalies are observed. These results bring new

insights to better constrain emplacement mechanisms of sills and also have implications

regarding the geodynamic evolution of Iberia at Cretaceous.

This work is supported by Calouste Gulbenkian Foundation, FCT (PTDC/CTE-

GIX/117298/2012), TOPOMED (TOPOEUROPE/0001/2007) and IDL (Pest-

OE/CTE/LA0019/2011-IDL).




ESTUDO DA SUSCETIBILIDADE MAGNÉTICA EM SOLOS

CONTAMINADOS PELA EXTRAÇÃO MINEIRA DE SÃO PEDRO DA

COVA

Paula Cristina Santos1, Helena Sant’Ovaia1 & Jorge Espinha Marques1

1

Centro de Geologia da Universidade do Porto; DGAOT, FCUP

Palavras-chave: Contaminação Mineira; Magnetismo Ambiental; Solo; Suscetibilidade

Magnética

Introdução - O Magnetismo ambiental foi reconhecido como um ramo científico distinto com

aplicações em variadas disciplinas, por fornecer dados importantes para estudos de

mudanças ambientais globais, processos climáticos, bem como o impacto antrópico no

ambiente (Evans & Heller, 2003). A alta sensibilidade das medições magnéticas permite a

deteção de pequenas quantidades de material magnético (Dekkers,1997). A

Suscetibilidade Magnética, (SM), é um parâmetro fundamental no domínio do magnetismo

ambiental. Os parâmetros magnéticos dão indicação sobre a mineralogia, granulometria e

concentração dos minerais magnéticos nos solos. O presente trabalho usa a determinação

da SM como forma de avaliação da contaminação em solos irrigados por efluentes

originados na mina de carvão (antracite) de São Pedro da Cova, concelho de Gondomar.

Em análise estão os solos envolventes das três galerias de drenagem da extinta

exploração mineira, todas em estado de abandono. O encerramento e abandono da mina

de S. Pedro da Cova deixaram um importante passivo ambiental nas áreas envolventes.

Métodos e técnicas - Este trabalho iniciou-se em julho de 2012, encontrando-se, ainda, em

curso, e insere-se no âmbito da elaboração de uma dissertação do Mestrado em Ciências

e Tecnologia do Ambiente. Os objetivos deste trabalho são caracterizar as propriedades

magnéticas de solos da área envolvente do Ribeiro da Murta que recebem (ou receberam)

drenagem mineira; estudar a variabilidade da SM nas amostras de solo em função da

proximidade à fonte contaminante, e ser um contributo para futuros estudos a realizar na

mesma área. Foram feitas 19 recolhas de amostras de solos a jusante e a montante das

três galerias de drenagem da mina, em dois momentos distintos. Um primeiro grupo de

amostras recolhidas a 6/jul/12, denominadas de A1 a A8. Um segundo grupo recolhidas a

30/jan/13, definidas como C1 a C6, M1,T1, T2, T3, A2 e A6 (Fig.1).

Os critérios utilizados para a escolha dos locais de amostragem foram: (i) abranger solos

não contaminados e contaminados, (ii) abranger diferentes ocupações do solo (aterro

mineiro, floresta e agricultura); (iii) considerar diferentes distâncias à fonte contaminante.

No laboratório de pedologia do DGAOT (FCUP), as amostras foram secas e,

posteriormente, crivadas em três frações: <0,50mm, entre 0,50 mm e 2 mm, e >2

mm, durante períodos de 20 minutos cada, tendo sido depois classificadas e

condicionadas em embalagens individuais de acordo com a granulometria atribuída.

Posteriormente foram colocadas em porções isoladas capazes de serem comportados na

totalidade no porta-amostras do equipamento de medida, e pesadas numa balança

analítica. A medição da SM foi efetuada no aparelho Kappabridge KLY-4S da marca AGICO

do CGUP. Na obtenção e tratamento dos dados utilizou-se o software Sumean fornecido




Fig. 1 – Localização dos pontos de amostragem e das galerias da mina de São Pedro da Cova.

pelo fabricante do equipamento. A SM por massa foi expressa em m3/kg.

Resultados e discussão - Com os valores medidos calcularam-se as médias de SM. A SM

varia entre 38,65 × 10-8 m

3 /kg (amostra A6) e 4057,24 × 10-8 m3 /kg (amostra A7). Os

valores de SM < 100 × 10-8 m3 /kg foram obtidos nas amostras A1, A2, A6,T1 e T3. Todas

as outras amostras apresentam valores de SM entre 200 e 700 × 10-8 m3 /kg, com exceção

da amostra A7, que registou valores de SM > 4000 × 10-8 m3 /kg, extraída nas

proximidades da saída da galeria três, sem drenagem no momento da recolha (Fig.2).

Fig. 2 Valores médios de SM para a amostra total.

Ribeiro da Murta

Amostra A7

Galerias

Pontos de amostragem




A análise da SM por fração granulométrica indica que genericamente a fração mais fina

apresenta os valores mais elevados de SM (amostras A1, A2, A6, A7, T2 e T3). No

entanto, as restantes amostras registaram valores mais elevados de SM na granulometria

mais grosseira.

As amostras C colhidas em campos agrícolas irrigados diretamente do Ribeiro da Murta,

registaram, geralmente, valores de SM entre 330,87 × 10-8 m3 /kg e 623,75 × 10-8 m3 /kg, ou

seja valores mais elevados que as amostras em solos não agrícolas.

Não foram registados valores negativos de SM, o que indica ausência de partículas

diamagnéticas. Os dados sugerem que os solos em estudo possuem partículas

ferromagnéticas provenientes dos efluentes da mina de carvão de São Pedro da Cova.

Referências

Dekkers, M.J. (1997). Environmental magnetism. Geologie en Mijnbouw 76, 163-182.

Evans, M.E. & Heller, F. (2003). Environmental Magnetism. Principles and Applications of

Enviromagnetics. Academic Press, Elsevier. 299 pp.




PALEOMAGNETIC APPLICATIONS TO REDUCE UNCERTAINTY IN 3D RECONSTRUCTIONS OF THE UNDERGROUND

Emilio Luis Pueyo1, Mª José Ramón1, Adriana Rodríguez-Pintó1,2, Tania Mochales3, Belén

Oliva-Urcia4, Elisa Sánchez1, Pablo Calvín2, José Luis Briz5, Andrés Pocovi2, António M.

Casas2 & Luis H. Ros6

1 Instituto Geológico y Minero de España. Unidad de Zaragoza ([email protected])

2 Geología Estructural. Universidad de Zaragoza

3 Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, L'Aquila, Italy,

4 Instituto Pirenaico de Ecologia, CSIC, Zaragoza, Spain

5 Dpto. de Informática e Ingeniería de Sistemas & I3A, Universidad de Zaragoza, Spain

6 Radiology Department, Royo Villanova Hospital, Zaragoza, Spain

Keywords: 3D Reconstruction & Restoration; Analogues; FAT belts; Paleomagnetism;

Pyrenees.

Paleomagnetism is one of the only directional markers in geology that may be accurately

and unambiguously known in the deformed and undeformed reference systems. This

exceptional paleodirectionel indicator needs assuming a perfect geocentric axial dipolar

magnetic field, a trustworthy record of this field and a long-term stable remanence. This

capability has been of key importance for plate tectonics reconstructions during the last 60

years. Almost simultaneously, paleomagnetism has been also applied to local-scale

problems in orogenic regions. Contrasting the reference paleomagnetic direction, for a

given plate and age, with the local directions (those involved in the orogen) allows obtaining

one of the most elusive variables in structural geology; the vertical axis rotation (VAR). This

ability has helped us understanding orogenic systems, in particular fold-and-thrust (FAT)

belts, during the last decades.

However, the majority of paleomagnetic studies simply characterize the VAR magnitudes in

certain locations of the FAT belts. Very little has been done to squeeze this information in

order to extract quantitative interpretations, except for a few applications devoted to

understand map-view features (Arriagada et al, 2008) or to correct shortening estimations

from cross sections (Pueyo et al., 2004; Sussman et al., 2012). Involving paleomagnetic

vectors in 3D restoration methods (McCaig and McClelland, 1992) has taken over 20 years

to be performed (Ramón et al., 2012). In this contribution we show: 1) How the complexity

found in the External Sierras thrust front has suggested us this research. 2) How can

paleomagnetism help improving restoration techniques and 3) how has paleomagnetism

inspired a new method to double-check the reliability of commercial restoration tools.

Background

The Southwestern Pyrenees is an excellent natural laboratory to study the evolution of fold-

and-thrust belts (FAT belts). Together with outstanding outcropping conditions of syntectonic

materials, its geometric and diachronic kinematic setting has produced a rotational FAT belt

characterized by a complete catalogue of complex structures that includes superposed

folding, conical and plunging folds, oblique thrust ramps, etc…. Paleomagnetic research

during the last decades has focused on; 1) highly-dense characterization of rotations

magnitudes (almost 1000 sites) and 2) the dating of synsedimentary piles and deformation

processes by means of magnetostratigraphic studies (around 30 km of series). Therefore,




three complex structures from the External Sierras are perfect candidates to evaluate the

quality of any restoration tool; 1) the Santo Domingo anticline is a large conical anticline (20

km long) that has later on re-folded, in a non coaxial manner, previous folds and thrust

sheets. Currently, about 200 sites and two magnetostratigraphic sections (> 10 km) are

available. 2) the Balzes anticline is 17 km long and displays a large fold-axis curvature

(more than 50° of arch); 75 sites and three sections (2,5 km). 3) the N-S Boltaña anticline (≈

30 km long) is an oblique structure undergoing more than 55° of CW rotation; 72 sites and

two sections (1,2 km). Besides, all three structures have a reasonable seismic coverage,

boreholes and potential-fields surveys. Balzes has already a 3D (integrative) reconstruction

(Kingdom Suite and gOcad) and Sto Domingo and Boltaña have preliminary models

(Geomodeller). In the near future these models will allow checking the reliability of

commercial 3D restoration (validation) tools of the underground.

Analogue Models and 3D Restoration

The absence of complete 3D reconstructions of these structures has inspired us the

building of laboratory-scale static analogue models. Paleomagnetic vectors were modeled

using iron tetraoxide (minium) screen painted in the model (Ramón et al., 2013a). An X-ray

CT scanner allows us a complete 3D reconstruction of the models. These analogues can

be fully characterized by their distribution of strain ellipsoids and, therefore, they are perfect

models to quantifying the reliability of commercial restoration tools.

Paleomagnetic vectors can now be used to restore complex flexurally folded surfaces in

3D. This helps validating the 3D reconstruction of the underground and to forecast the

strain localization. Two new methods based on the piecewise and parametric definition of

the folded surfaces have recently launched (Ramón et al., 2012 and 2013b). The results

are particularly relevant in complex structures (non-cylindrical, non-coaxial, those

undergoing VARs). All in all, paleomagnetic data reduce the uncertainty of the restoration

and reach much better results (known in the models) than other commercial restoration

methods.

Conclusions and future work

1) Paleomagnetism can be used to reduce the uncertainty of the restoration of complex

structures. 2) Analogue models inspired in complex structures, the modeling of

paleomagnetic vectors and their scanning in a CT device is the perfect workflow to check

the reliability of any commercial restoration tool. 3) Paleomagnetically derived kinematics

still may offer substantial improvements in 4D restoration techniques.

Acknowledgements: The research was funded by grants from the following projects: Pmag3Drest (CGL-2006-

2289-BTE, CGL2009-14214) of the Spanish Ministry of Science and 3DR3 (PI165/09) of the Government

of Aragon.

Arriagada, C., Roperch, P., Mpodozis, C., Cobbold, P., 2008. Tectonics, 27, TC6014; 14 p.

Pueyo, E.L., Pocoví, A., Millán, H., Sussman, A.J., 2004. Geol. Soc. Am. Spec. Vol, 383, 57-

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Ramón, M.J.; Pueyo, E. L.; Briz, J. L.; Pocoví, A.; Ciria, J. C., 2012. Journal of Structural

Geology, 35; 28-39

Ramón, M.J.; Pueyo, E. L.; Rodríguez-Pintó, A.; Ros, L. H.; Pocoví, A.; Briz, J. L.; Ciria, J.

C., 2013a. Tectonophysics. 593, 57–72

Ramón, M.J.; Pueyo, E. L.; Caumon, G.; Briz, J. L., 2013 b (in review). Am. Asoc. Petrol.

Geol. Bull..




Sussman, A.J., Pueyo, E.L., Chase, C.G., Mitra, G., Weil, A.J., 2012. Lithosphere, doi:

10.1130/L177.1




Passive record of deformation; An AMS and Paleomagnetic study

in the Balzes Anticline (External Sierras Southern Pyrenees)

Adriana Rodriguez-Pintó1,2, Emilio Luis Pueyo1 & Elisa Sanchez1,2

1 Instituto Geológico y Minero de España. Unidad de Zaragoza. C/Manuel Lasala 44, 9º, 50006; Zaragoza,

Spain ([email protected], [email protected]); 2 Geodinámica Interna. Ciencias de la Tierra, Universidad de Zaragoza, Spain

Keywords: AMS; Balzes anticline; Paleomagnetismo; Southern Pyrenees; VAR.

Intoduction

Anisitropy of magnetic susceptibility is a very sensitive deformation marker that can be

useful as a pasive indicator in later deformation stages if an earlier lock-in of the fabric has

taken place (Pueyo-Anchuela et all., 2012; Larrasoaña et al., 2011). This tool, as well as

paleomagnetic studies for vertical axis rotations (VAR), has been broadly applied in the

Southern Pyrenees, in different settings. In the foreland basin and in the outer parts of the

fold and thrust belt (Larrasoaña et al., 2011; Mochales 2011, Pueyo 2000, Pueyo-Anchuela

et al., 2012, among others), AMS data represent valuable information related with far-field

compression directions (layer parallel shortening). This has bahave as a passive indicator

of deformation and seems to be consistent with VAR deduced by paleomagnetism (Pueyo-

Anchuela et al., 2012).

The study area in this work is the Balzes anticline. It outcrops at the eastern part of the

External Sierras of the Southern Pyrenees. This structure is 17 Km long and displays a

curved fold axis trending N015E in the northern sector and N142E in the southern one. In

map view, it describes a continuous arc of about 55° (southwestwards convex). Even,

abundant paleomagnetic information (VAR magnitudes) is available in the study and

surroundings areas (Parés and Dinarès-Turell, 1993; Mochales 2011, Pueyo, 2000;

Rodriguez-Pintó et all., 2013; among others), this structure have been remained absent of

ASM exploration. Therefore, in this work we present a new AMS dataset in which we have

performed a dense net of 61 sites (1286 analysis) aiming to compare magnetic fabrics with

the pre-existent paleomagnetic data.

Metodology

There have been drilled paleomagnetism standard cores evenly distribute along the

anticline. We used a gas driller machine and a refrigeration system to collect samples. The

sampling performance included variated lithologies: mostly limestones, marls and

transitional and terrigenous sandstones of the Boltaña, Guara, Sobrarbe and Campodarbe

Formations (Ypresian to Bartonian ages). The samples were cut into standard specimens

and measurements were dysplayed in the Magnetic fabrics Laboratory of Geotransfer

research group of the University of Zaragoza. Where there also were obtained

thermomagnetic curves for magnetic mineralogy exploration. Additional IST rock magnetism

mineralogy analyses were run in the Paleomagnetic Laboratory of the University of Burgos

at the Department of Physics.

Results and Discussion




The measurements and analyses leaded achieving the following observations and results.

The bulk susceptibility ranges from -6,6*10-6 to 140*10-6S.I. And its average is 45*10-6 S.I.,

most of them are within the paramagnetic range. Ferromagnetic mineralogy involved in

rocks is carried out by magnetite. Some high coercivity minerals as Goetite and hematites

are also present in some rocks, as well as some undiferenciated sulphides. Detailed

analyses are shown in (Rodríguez-Pintó, et al. 2013).

Some quality and reliability criteria have been applied to filter the AMS raw dataset to obtain

only trustworthy tensors. Diamagnetic and very weak paramagnetic behavior sites

(Km<5*10-6 S.I.), have been ruled out, as well as K1 inc>4 º, Ɛ12>45º and K 3 inc<45º (reliable

lineation criteria). After applying these filters only 44% of the dataset prevailed. The the

degree of anisotropy is not considerably remarkable, rocks are weakly anisotropics. The P’

ranges from 1,005 to 1,042, and T ranges from -0,16 to 0,72 attesting for a dominant

oblate shape. Maximum values for L and F are 1,019 and 1,038 respectively.

Conclusions

In general, the anisotropy elipsoid configuration reveals K1 similar to the axis trending, and

the K3 orthogonal to stratigraphic bedding. Comparing this dataset with pre-existent

paleomagnetic data (VAR magnitudes), we find very close similarities. Magnetic fabric data

seems to be related with the compresion stage and kinematics involved in the structure

configuration (fold axis bending), in most reliable cases coherent with clockwise vertical

axis rotation found in the Balzes anticline. This conclusion attests for a passive behavior of

the AMS ellipsoid during the folding and bending (rotational) deformation events.

Acknowledgements: Special thanks to Silvia Grácia for her contribution in measuring and also to Juanjo

Villalain, Teresa Román-Berdiel for laboratory support. We also want to give special thanks to Antonio Barnolas,

Chema Samsó, Inmaculada Gil, Mariajo Ramón and Tania Mochales for their assistance in fieldwork. Financial

support comes from the Pmag3Drest (CGL-2006-2289-BTE MEC, CGL2009-14214), 3DR3 &

GeoPyrDatabases (PI165/09 & CTPP01/07-INTTERREGIII) projects.

References

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VERTICAL AXIS ROTATION DEDUCED FROM THE AMS DATA IN

THE SANTO DOMINGO ANTICLINE (WESTERN PYRENEES)

Elisa Sánchez1, Emilio Luis Pueyo1, Mª José Ramón1, Belén Oliva-Urcia2 & Pablo Calvín1

1

Unidad del Instituto Geológico y Minero de España (IGME) de Zaragoza. C/ Manuel Lasala, 44, 9B, 50006

Zaragoza. 2 Instituto Pirenaico de Ecología, CSIC, Avda Montañana 1005, 50059 Zaragoza, Spain

Keywords: External Sierras; Eocene; passive indicator; northern flank rotated; vertical-axis

rotation.

Introduction

Anisotropy of (para-) magnetic susceptibility (AMS) is a very sensitive indicator of mineral

preferred lineation. When the AMS ellipsoid is lock-in under weak deformation conditions

(v.g. layer parallel shortening), the AMS behaves as a passive marker of deformation

(Larrasoaña et al., 2010). This is a well-proven behavior in the external portions of fold and

thrust (FAT) belts (or even in the foreland basins, Soto et al., 2009), like in the Pyrenees

where the Santo Domingo anticline is located (western end of the External Sierras; Pueyo-

Anchuela et al., 2012).

The Santo Domingo anticline is a large detachment fold trending WNW-ESE. Presents an

apparent cylindrical geometry with vertical flanks or slightly overturned. It is associated to

oblique structures of smaller scale generated during the early stages of deformation

(Eocene). It has been interpreted as a conical fold of elliptical section formed by clockwise

vertical axis rotation (CW-VAR) (Millán et al., 1995) quantified in more than 45º by

paleomagnetic data (Pueyo et al., 2003; Oliva-Urcia et al., 2012). This explains the

significant plunge of its western termination. Its kinematics, based on magnetostratigraphic

dating of syntectonic materials, comprises a second relevant folding activity from Oligocene

to Lower-Miocene (coeval with the Guarga basement thrust). Fifty new paleomagnetic sites

were sampled in Bartonian marly facies (Middle-Upper Eocene) of the Fms. Arguis and

Yeste-Arrés. The mineralogical and magnetic features of these rocks ensure the

relationship between the mineral preferred orientation and the AMS ellipsoid (Larrasoaña et

al., 2004, Oliva-Urcia et al., 2012; Pueyo-Anchuela et al., 2012). The ellipsoid lock-in is

produced even before the Gavarnie thrust emplacement (Priabonian-Rupelian in this

sector).

Results and discussion

The data obtained have been grouped in four sectors: Western north flank (W-N), Eastern

north flank (E-N), Western South flank (W-S) and Eastern south flank (E-S). The

comparison of the four datasets allows us to draw the following results:

‐ The minimum axes of the magnetic ellipsoid (K3) overlap with the bedding pole pointing to

a sedimentary fabric (Fig.1.). In addition, it allows to observe the cylindrical portion of the

fold (Fig.1.).

‐ The maximum axes of the magnetic ellipsoid (K1) is pseudo parallel to the expected

cylindrical axis of the Santo Domingo anticline in the Southern

flank, but is very divergent in the Northern one (Fig.1.).

‐ After the bedding correction, K1 axes display a high divergence between the northern and

southern lineations (trending N073E in western sector and N053W in eastern one) (Fig.2.).




Fig. 1: Stereographic projections of the K1/max (blue boxes), K3/min (pink circles), before

any correction de (bac) and after bedding correction (abc), and of the s0 measures, for the

four sectors studied.

Fig. 2: Stereographics projections in which is compared the k1-abc (after bedding

correction) northern flank (dark boxes) and the southern flank (clear boxes), for the west

and east sectors. Has been used the axis-1 of Bingham to calculate angle between the both

clusters.

Conclusion

1. The strong plunge of K1 in the northern flank of the anticline is related to the rotational

activity of the fold.

2. After subtracting the vertical axis rotation obtained from paleomagnetic analysis both

lineations converge to an identical orientation

3. This homogeneous restored lineation points to an early record of LPS before the folding

period.

4. Comparison of restored lineations (before folding) allow quantifying the total magnitude

VAR (in a similar way that Pueyo-Anchuela et al., 2012). AMS deduced rotation is 73° to the

Western sector and 53° in the Eastern one. Paleomagnetically derived rotations is 43° and

29° respectively and -28° (CCW) were found in the southern sector.

Therefore, we attested the validity of the ASM as an excellent passive indicator in external

portions of the FAT belts. Besides, the AMS analysis may be very useful to study complex

geometries in FAT belts.

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Livro de Resumos do Colóquio Anisotropia 2013

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