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Resumo O Gabro de Lidice corresponde a um corpo tabular, com cerca de 4,0 quilometros de extensao e espessura entre 100 e 200 metros, constituido por hiperstenio, diopsidio, olivina, plagioclasio e minerais opacos (oxidos de Fe e Ti). Assinaturas petrografica e geoquimica indicam carater toleitico, entre os campos alcalino e subalcalino. O enriquecimento em V e de 2 a 3 vezes maior do que o clarck esperado para tal tipo de rocha. O principal oxido e a titanomagnetita, com inclusoes e exsolucoes de ilmenita. O vanadio concentra-se principalmente na titanomagnetita, variando os teores entre 0,68% e 2,07% de V2O5. Analises ICP-MS em pre-concentrado de titanomagnetita forneceram teores de 50,86% de Fe2O3t, 13,56% de TiO2 e 3.721 ppm de vanadio (~ 0,66% de V2O5). Quimicamente a ilmenita tem conteudo em Fe2O3t (46,75% a 48,80%) e TiO2 (49,99% a 51,36%). Amostras enriquecidas em titanomagnetita exibem valores dos elementos terras raras e traco 30 vezes inferiores aos observados nas demais amostras. Ao longo de todo o corpo, a susceptibilidade magnetica varia em escala centimetrica a decimetrica e esta associada a concentracoes anomalas de titanomagnetita na rocha, o que pode representar um bandamento magmatico. Os dados apresentados sugerem uma origem associada a ambiente intraplaca. Palavras Chave: Gabro, titanomagnetita, ilmenita, titânio, vanadio. Abstract Fe-Ti-V ASSOCIATED WITH LIDICE GABBRO, RIO DE JANEIRO STATE. The Gabbro of Lidice has about 4.0 km in length and thickness between 100 and 200 meters, consisting of pyroxene, olivine, plagioclase and opaque minerals (Fe and Ti oxides). Petrographic and geochemical signatures indicate toleitic character, between the alkaline and subalcalino fields. Vanadium enrichment is from 2 to 3 times higher than the expected clarck for such rock. The main oxide is titanomagnetite, with inclusions and exsolutions of ilmenite. Vanadium (0,68% to 2,07% V2O5) is mainly concentrated in titanomagnetite. ICP-MS analyses in pre-concentrated of titanomagnetite provided levels of 50.86% of Fe2O3t, 13.56% of TiO2 and 3,721 ppm of vanadium (~ 0.66% de V2O5). Chemical analyses of ilmenite show content in Fe2O3t (from 46.75% to 48.80%) and TiO2 (from 49.99% to 51.36%). Samples enriched with titanomagnetite display values of trace and rare earth elements 30 times lower than those observed in other samples. Throughout the gabbro, the magnetic susceptibility varies from centimeter to decimeter scales and is associated with abnormal concentrations of titanomagnetite, which may represent magmatic banding. The data presented may suggest an origin associated with intraplate environment. Keywords: Gabbro, titanomagnetite, ilmenite, titanium, vanadium.

RESUMOCrostas lateríticas desenvolvidas sobre as rochas do embasamento do Escudo das Guianas (p.e. granitos da Suíte Intrusiva Água Branca) são reconhecidas na região de Vila Nova Colina, localizada ao sul do estado de Roraima. Os objetivos deste trabalho foram estudar as características minerais e geoquímicas dessas crostas lateríticas e avaliar a relação entre elas e as rochas da região, a fim de entender a evolução da lateritização e fornecer informações sobre seu potencial econômico. Este estudo compreende dados de petrografia, mineralogia e litogeoquímica de granitos, quartzo-hornblenda gabro e crostas lateríticas formadas a partir dessas rochas. Os granitos e o quartzo-hornblenda gabro desenvolveram, respectivamente, um tipo específico de crosta laterítica: (i) vermiforme ferruginosa com elevados teores de caulinita, goethita, hematita, magnetita e anatásio e maior concentração de Al2O3, Sc, Th, e Zr e, (ii) maciça ferro-titanífera com altos teores de magnetita, hematita, maghemita, goethita, caulinita, anatásio, gibbsita e ilmenita e de Fe2O3, TiO2, V e Cu. Cada tipo de crosta indica o efeito da lateritização na porção sul de Roraima e sua posição topográfica. O posicionamento topográfico mais elevado da crosta maciça (220 m) e sua composição mineralógica e geoquímica, indicam sua maturidade (isto é, precisou de mais tempo para ser formada) e, portanto relicto de uma fase erosiva na região, provavelmente associada a subsidência da bacia do Tacutu no Mioceno. Enquanto a crosta vermiforme em uma posição mais rebaixada (140 m) sem gibbsita, sugere que ela é mais jovem que a maciça e representa a lateritização imatura do Plio-Pleistoceno. ABSTRACTLateritic crusts developed upon the Guiana Shield basement rocks (e.g. granites of the Água Branca Intrusive Suite) was recognized in the Vila Nova Colina region, located in south Roraima state. The objectives of this work were to study the mineral and geochemical characteristics of lateritic crusts and to evaluate the relationship between them and the rocks of the region, in order to understand the evolution of laterization and provide information about the economic potential. This study comprises petrography, mineralogy and litogeochemical investigations of the granites, the quartz-hornblende gabbro and the lateritic crusts formed from these rocks. The granites and the quartz-hornblende gabbro has developed, respectively, a specific type of lateritic crust: (i) the ferruginous vermiform one with high amounts of kaolinite, goethite, hematite, magnetite and anatase, higher concentration of Al2O3, Sc, Th e Zr and, (ii) the iron-titaniferous massive one with high amounts of magnetite, hematite, maghemite, goethite, kaolinite, anatase, gibbsite and ilmenite, and consequently in higher amounts of Fe2O3, TiO2, V e Cu. Each crust type indicates the effect of the lateritization in the south portion of Roraima and their topographic position. The higher topographic position of the massive crust (220 m), its mineral and geochemical composition, indicate the maturity (i.e. needed more time to be formed) and may represent a relict of an erosion phase in the region, probably associated with a subsidence of the Tacutu basin in the Miocene. Otherwise, the vermiform crust formed at a lower topographic position (140 m) with no gibbsite, suggests that it is younger than the massive one and represents the immature laterization of the Plio-Pleistocene.

Made available in DSpace on 2017-07-24T19:37:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Renan Augusto Ribeiro.pdf: 3827899 bytes, checksum: 9440ed4880cbb0fbf9997c789341ea92 (MD5) Previous issue date: 2015-03-12 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior The development of spintronic has motivated the research for new half-metallic magnetic materials due to multifunctionality of these compounds and the spin-based devices fabrication with increased performance as compared to the usual electronic devices. From this perspective, we propose a theoretical investigation of FeBO3 (B = Ti, Zr, Hf, Si, Ge, Sn) ilmenite materials based on Density Functional Theory (DFT) within B3LYP hybrid functional to investigate the B-site cation replacement effect on the structural, elastic, magnetic and electronic properties of ilmenite materials. Calculated structural parameters are in agreement with experimental results and shown that the unit cell volume can be controlled by ionic radius of the B-site metals. The bond distances for FeO6 and BO6 octahedral clarify the Jahn-Teller distortion and Fe-O-B-O-Fe intermetallic connection. The elastic behavior was investigated from bulk modulus and showed that such results were influenced by different material densities. Furthermore, these quantities can be used for analyzing the thermodynamic stability of solids, proving that FeSnO3 and FeHfO3 are unstable due to the negative values for bulk modulus. The B-site radius effect is also evidenced on the magnetic property, where Fe(Ti, Si, Ge)O3 are antiferromagnetic, while Fe(Zr, Hf, Sn)O3 are ferromagnetic. The Mulliken population analysis and charge density maps show the charge corridor formation in the [001] direction due to the intermetallic connection with the B-site metals and electronegativity affecting the stability of ilmenite materials. The Density of States and Band Structure profiles show that antiferromagnetics materials and FeZrO3 are convectional semiconductors, whereas FeHfO3 and FeSnO3 exhibit intrinsic half-metallic behavior, making them promising candidates for spintronic devices. O desenvolvimento da spintrônica tem motivado a busca por novos materiais magnéticos com comportamento meio-metálico devido à multifuncionalidade desses compostos e ao desenvolvimento de dispositivos baseados no spin do elétron, proporcionando um aumento do desempenho em relação aos dispositivos eletrônicos usuais. Nesse trabalho, propomos a investigação teórica, baseada na Teoria do Funcional de Densidade utilizando o funcional híbrido B3LYP, dos materiais FeBO3 (B = Ti, Zr, Hf, Si, Ge, Sn) na estrutura ilmenita com objetivo de esclarecer o efeito da substituição do cátion B sobre as propriedades estruturais, elásticas, magnéticas e eletrônicas. Os parâmetros estruturais calculados se mostraram em concordância com resultados experimentais e teóricos, revelando que o volume da célula unitária é controlado pelo raio iônico do cátion B. As distâncias de ligação calculadas para os octaedros FeO6 e BO6 indicam a existência do efeito de distorção Jahn-Teller e da conexão intermetálica Fe-O-B-O-Fe. O comportamento elástico foi investigado a partir do bulk modulus, indicando que tal entidade é dependente da densidade dos materiais e discute-se a possibilidade de utilizar esse fator para análise da estabilidade termodinâmica de sólidos, sugerindo a instabilidade dos materiais FeSnO3 e FeHfO3 devido aos valores negativos de bulk modulus. O efeito do tamanho dos cátions B é evidenciado sobre as propriedades magnéticas dos materiais, sendo que Fe(Ti, Si, Ge)O3 são antiferromagnéticos; enquanto que, Fe(Zr, Hf, Sn)O3 são ferromagnéticos. A análise populacional de Mulliken e os mapas de densidade de carga mostraram a formação de um corredor de carga nas conexões intermetálicas observadas na direção [001] e que a eletronegatividade dos cátions B afeta a estabilidade dos materiais com estrutura ilmenita. Os perfis de Densidade de Estados e Estrutura de Bandas mostram que os materiais antiferromagnéticos e o FeZrO3 são semicondutores convencionais, entretanto, FeHfO3 e FeSnO3 exibem comportamento meiometálico intrínseco, tornando-os promissores candidatos para dispositivos spintrônicos, porém, com outra estrutura.

Mestrado em Geomateriais e Recursos Geológicos Moçambique é um dos países onde a actividade extractiva de minerais pesados tem conhecido maior desenvolvimento. Os depósitos de minerais pesados com interesse económico (EHM) ocorrem essencialmente associados a placers de praia ou ao retrabalhamento destes pelo vento (dunas costeiras e dunas interiores), dispostos ao longo da linha de costa. No distrito costeiro de Moma (Província de Nampula), os sedimentos de cobertura, de idade Quaternária (Pleistocénico-Holocénico), resultaram maioritariamente do desmantelamento de rochas precâmbricas (meso- e neoproterozóicas) do cinturão móvel de Moçambique e estão fortemente enriquecidos em ilmenite, rútilo e zircão. A actividade de exploração de EHM na jazida de Moma iniciou-se em 2007 com a extracção de areias nas cadeias de Dunas Altas de Topuito e Tebani, estando presentemente centrada no depósito de Namalope. A jazida, concessionada à empresa Kenmare Resources constitui um dos principais reservatórios de titânio e de zircónio do planeta Neste depósito, a extracção das areias pesadas é feita por dragagem a céu aberto num lago artificial de água doce, usando duas dragas ligadas a um concentrador húmido flutuante ( WCP ), onde se processa a primeira fase de separação granulométrica e a obtenção de concentrados de minerais pesados ("HMC") através de métodos gravíticos. Em seguida, os concentrados HMC são transferidos para a Unidade de Separação Mineral ( MSP ), onde se procede à separação e recuperação da ilmenite (fracção magnética), do rútilo (condutor) e do zircão (fracção não magnética) utilizando métodos magnéticos, electroestáticos e gravíticos. A monazite tende a acompanhar o zircão em todas as etapas de separação e acaba por ficar incorporada na fracção rica em zircão. A investigação desenvolvida no âmbito da presente dissertação incidiu em quatro amostras de concentrados de zircão fornecidos pela empresa e teve como principal objectivo caracterizar as associações de minerais pesados presentes nestas amostras, recorrendo a técnicas de separação magnética, gravimétrica, difracção de Raios X e microscopia electrónica de varrimento. Foram testados também dois esquemas de separação para isolar a monazite do zircão. Os resultados obtidos revelaram que os processos de purificação levados a cabo na empresa são extremamente eficientes e permitem remover quase completamente a ilmenite e grande parte do rútilo nos concentrados finais de zircão. Mostraram ainda que a passagem destes concentrados no separador magnético de Frantz, a uma intensidade de campo de 1,2 A, inclinação vertical da calha de 15° e lateral de 6° constitui o esquema mais eficaz para separar a monazite do zircão. Mozambique is endowed with large resources of economic heavy minerals (EHM). The EHM deposits occur primarily associated with beach placers and aeolian sand systems (coastal dunes and inland dunes) distributed along the shoreline. In the coastal district of Moma (Nampula Province), these sediment cover deposits were formed during the Quaternary (Pleistocene-Holocene) by dismantling of Precambrian igneous and metamorphic rocks (Meso- and Neoproterozoic) belonging to the Mozambique Pan-African mobile belt and are strongly enriched in ilmenite, rutile and zircon. The EHM exploration activity in the Moma mine began in 2007 with the extraction of sands from the Topuito and Tebani dune chains and is currently focused on the Namalope deposit. The deposits, licensed to the company Kenmare Resources, constitute one of the main world reservoirs of titanium and zirconium. At Moma, dredge mining takes place in an artificial freshwater pond by two dredges, which feed a single Wet Concentrator Plant (WCP), where screening and progressive stages of spiral gravity separation allow the production of heavy mineral concentrates (HMC). The HMC concentrates are then transferred and fed into the Mineral Separation Unit (MSP). In the MSP, the HMC concentrates are dried and passed through high intensity magnets to separate ilmenite (magnetic fraction) from non-magnetic minerals (rutile and zircon). The non-magnetic fraction is then passed through a wet gravity separation circuit in order to remove any undesirable minerals. Finally, electrostatic separators are used to separate rutile (conducting) from zircon (non-conducting). Monazite tends to follow zircon in all stages of separation and becomes incorporated into the zircon-rich fraction. The research carried out in the scope of this dissertation was focused on four samples of zircon concentrates supplied by the company and its main objective was to characterize the heavy mineral assemblages of the studied samples using magnetic separation, gravity, x-ray diffraction and scanning electron microscopy techniques. Two separation schemes have also been tested to isolate monazite from zircon. The results obtained show that procedures used by the company for zircon recovery are extremely efficient, leading to an almost complete removal of ilmenite and rutile from the final zircon concentrates. It is also concluded that the best conditions for separating monazite from zircon in the Frantz magnetic separator were achieved with the chute aligned at a forward slope of 15° and a side slope of 6°, at a field intensity of 1.2 A.

A ilmenita é um mineral fonte de dióxido de titânio, matéria-prima utilizada como pigmento branco na fabricação de tintas e vernizes, principalmente. O concentrado de ilmenita, avaliado nesse estudo, provém da Mina do Guaju, no Estado da Paraíba, operada pela empresa Millennium Inorganic Chemicals do Brasil S/A. Esse concentrado contém monazita, que, mesmo presente em baixa quantidade, é caracterizada como um contaminante indesejado no processo metalúrgico de fabricação do pigmento. Esse estudo avalia a maneira como a monazita está associada no concentrado de ilmenita. Análises com lupa e Microscópio Eletrônico de Varredura indicaram que a monazita se encontra como partículas liberadas no concentrado de ilmenita, em baixíssima concentração. Ilmenite is a mineral that provides titanium dioxide, which is a white pigmented raw material used mainly in the manufacture of inks and varnishes. The ilmenite concentrate, evaluated in this study, comes from the Guaju’s Mine, located in the State of Paraíba ,and operated by the company Millennium Inorganic Chemicals of Brazil S/A. This concentrate contains monazite that is an undesirable contaminant, even in small amounts, for the metallurgical process of pigment manufacture. This study evaluates the manner in which monazite is associated in the ilmenite concentrate. Analyses using microscopy and Scanning Electronic Microscopy indicated that monazite is found as free particles in the ilmenite concentrate, in minuscule concentration.

The sandy sediments of the Pântano do Sul beach, located in South coast of Santa Catarina island, have significant concentrations of heavy minerals,especially Fe-Ti oxides minerals (ilmenite and magnetite). In intention to discuss the source area of these minerals, comparison holding texture and chemistry of ilmenite and magnetite of the beach sediments and basic dykes was realized. Beach samples were impregnated, studied by thin sections and the electronic microprobe. The database includes 66 analysis from the beach sands and 72 from nearby outcrops. The use of electronic microprobe showed that ilmenite presents wide chemical variability and diverse provenance, originated from diabases and granitic and acid volcanic lithotypes that constitute the rocky coasts of the island. The ilmenite sandy sediments were arranged in four groups of similar chemical composition, correlationed to adjacent basic dykes. Considering the totality of ilmenite and magnetite grains; 4,6% were derived from dike 1; 7% from dike 2; 7% from dike 3; 16,3% from dike 4 and 55,8% from another source, possibly from granitic or volcanic acid rocks, while 9,3% of the grains showed deriving from dike 3 or dike 4. Therefore the chemical comparison of ilmenite in Pântano do Sul sandy sediments and lithotypes of the Santa Catarina island was very useful to determinate the sedimentary provenance of ilmenite sandy grains. Nos sedimentos arenosos da praia do Pântano do Sul, situada ao sul da ilha de Santa Catarina, ocorrem significativas concentrações de minerais pesados, principalmente minerais de óxidos de Fe-Ti (ilmenita e magnetita). Com o objetivo de discutir a proveniência desses minerais, fez-se uma comparação entre as texturas e a química de grãos de minerais de óxidos de Fe-Ti (ilmenitas e magnetitas) da areia praial e de minerais de óxidos de Fe-Ti de quatro diques básicos, eleitos como rochas fonte prováveis. Amostras de areia de praia foram impregnadas com resina e estudadas, sob a forma de lâminas delgadas e em microssonda eletrônica. Foram realizadas 66 análises micro químicas em areias de praia e 72 em afloramentos rochosos vizinhos. As análises químicas desses minerais, com microssonda eletrônica, mostraram que os grãos de ilmenita possuem um amplo espectro de variação de composição química, o que aponta para uma procedência variada, advinda não somente de diques básicos, mas provavelmente também de rochas graníticas e vulcânicas ácidas que constituem os costões rochosos da ilha. Composicionalmente, os grãos de ilmenita das areias agruparam-se em quatro conjuntos congruentes à composição química das ilmenitas dos quatro diques básicos acima referidos. Do total de grãos de ilmenita e magnetita analisados, 4,6% apontaram para proveniência a partir do dique 1; 7% do dique 2; 7% do dique 3, 16,3% do dique 4 e 55,8% de outras fontes, possivelmente rochas graníliticas ou vulcânicas ácidas, enquanto que 9,3% dos grãos mostraram-se provenientes ou do dique 3 ou do dique 4. Portanto, a comparação da química mineral dos grãos de areia ilmenítica com a da ilmenita das rochas fonte mostrou ser um procedimento potencialmente muito eficaz na determinaçãoo da proveniência dos clastos.

The Borrachudos Suite, formed by granitoid rocks that crops out in the central part of the Minas Geraisstate, Brazil, presents very uniform chemical and mineralogical compositions.Microscopic and x-ray diffraction investigations show that these rocks are essencially constituted bymicrocline, albite, quartz, biotite, and hornblende. Allanite, zircon, magnetite, and ilmenite are the mainaccesory minerals, though xenotime, monazite, and epidote can be present. Biotite and hornblende are latercrystallized.They are alkaline rocks and plot as anorogenic granites on the geotectonic discrimination diagrams.The REE distribution pattern agrees with this classification. The geochemical data, to point a crustal origin.The age about 1.7 Ga obtained by Dossin et al. (1993) allows to link the Borrachudos granitoids to theopening of the Espinhaço Rift.

This paper reports a study, from a chemical arid microcheniical point of view, of the soil potassium in the type of soil originating from the Arenito Bauru. A mechanical separation of the soil was carried out in order to study the potassium distribution in the soil. The fractions 0.250 to 0.105 mm, 0.105 to 0.053 mm, 0.053 to 0.020 mm, 0.020 to 0.010 mm and 0.010 to 0.002 mm were isolated. The chemical data, i. e., the exchangeable and the total potassium content pointed out the occurrence of primary minerals of potassium in the fractions, 0.250 to Ò.105 mm, 0.105 to 0.053 mm and 0.053 to 0.020 mm. A simple microchemical technique was performed by which it was possible to differentiate the potassium bearing mineral from quartz, ilmenite, magnetite and other minerals. Primary minerals of potassium were found in those fractions and this fact indicated that the total potassium content in the samples studied was due to the presence of those minerals.