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Orientador: Prof. Dr. Eduardo Chemas Hindi Coorientador: Prof. Dr. Augustinho Rigoti Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Programa de Pós-Graduação em Geologia. Defesa : Curitiba, 17/04/2018 Inclui referências Resumo: Investigacoes geofisicas com tecnicas convencionais voltadas a exploracao de agua subterranea muitas vezes podem apresentar fortes limitacoes envolvendo elevados custos financeiros, logistica de aquisicao complexa, e grande ambiguidade nos resultados. A dispersao do fluxo de corrente eletrica, efeitos IP (Polarizacao Induzida), ruidos culturais e heterogeneidades laterais rasas representam os principais problemas enfrentados pelos metodos geoeletricos nesses tipos de sondagem. Alem do mais, elementos como intrusoes e mineralizacoes a diferentes profundidades podem ser responsaveis pela atenuacao de sinal, assim como a alta resistividade em zonas nao saturadas e formacoes complexas tridimensionais ou zonas argilosas causam variacoes na corrente eletrica. Neste trabalho sao apresentados o desenvolvimento parcial, operacionalidade e aplicacao da tecnica conhecida como Focused Source Electromagnetic ou Fonte Eletromagnetica Focalizada que tem a grande vantagem de focalizar o campo eletrico em subsuperficie, alem de abordagens do Metodo Diferencialmente Normalizado, integrados com outros metodos (Eletrorresistividade, Polarizacao Induzida e Magnetometria) e tecnicas geofisicas aplicados a exploracao de agua subterranea. Aqui, a operacionalidade desses metodos e tecnicas e designada a facilitar a interpretacao de dados de potencial eletrico sob a perspectiva qualitativa, e contribuir significativamente no poder resolutivo de exploracao de agua subterranea. Ainda que as aplicacoes da Focused Source Electromagnetic tenham sido voltadas a exploracao de hidrocarbonetos, ha grande potencial nas investigacoes de agua subterranea. Foram realizados levantamentos geoeletricos com a tecnica de caminhamento eletrico e arranjo dipolo-dipolo, no sentido direto e reverso em linha de 520 metros, com espacamento de 20 metros entre eletrodos. A area de estudo foi em ambiente carstico seccionado por dique de diabasio. Foram obtidos modelos 2D de resistividade e cargabilidade, alem de modelos qualitativos da tecnica de focalizacao do campo eletrico. A calibracao da tecnica de focalizacao a partir dos outros metodos geofisicos permitiu, pela analise qualitativa, a localizacao e delineacao da zona condutora associada ao aquifero carstico. Esta tecnica possui grande potencialidade no auxilio de investigacoes de agua subterranea, uma vez que elimina efeitos causados por estruturas rasas indesejadas fazendo uma simples combinacao linear dos dados geoeletricos convencionais Palavras-chave: agua subterranea, eletrorresistividade, polarizacao induzida. Abstract: Geophysical investigations using conventional techniques for exploration of groundwater can often present strong limitation involving high financial costs, complex acquisition logistics, and large ambiguity on results. The dispersion of electric current flow, induced polarization effects, cultural noises and shallow lateral heterogeneities represent the main problems faced by geoelectric methods in these types of survey. In addition, elements such as intrusions, and mineralizations at different depths may be responsible for signal attenuation, as well as the high resistivity in unsaturated zones and complex three-dimensional formations or clayey zones cause variations in the electric current. It is presented the partial development, operability, and applications of the technique known as Focused Source Electromagnetic which has the great advantage of focusing the electric field in the subsurface, and approaches to Differential Normalized Method integrated with other geophysical methods and techniques (Electrical Resistivity and Induced Polarization) applied to groundwater exploration. Here, the operationality of these methods and techniques is designed to facilitate the interpretation of electrical potential data by the qualitative perspective, and contribute significantly to the resolving capability of groundwater exploration. Although the applications of Focused Source Electromagnetic have been directed to the exploration of hydrocarbons, there is great potential in the investigations of groundwater. A geoelectric survey was carried out using the horizontal electric dipole, in the normal and reverse direction in a line of 520 meters, with a spacing of 20 meters between electrodes. The study area was in a karstic environment, sectioned by diabase dike. 2D models of resistivity and chargeability were obtained, as well as qualitative models of the electric field focusing technique. The calibration of the focusing technique by others geophysical methods allowed the location and delineation of the conductive zone associated to the karstic aquifer for the qualitative analysis. This technique has great potential in the aid of groundwater investigations since it eliminates effects caused by unwanted shallow structures by making a simple linear combination of conventional geoelectric data. Keywords: Focused Source Electromagnetic, groundwater, electrical resistivity, induced polarization.

Orientador : Prof. Dr. Anelize Bahniuk Coorientadores : Dr. Almério Barros França ; Prof. Dr. Leonardo Fadel Cury Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Programa de Pós-Graduação em Geologia. Defesa: Curitiba, 17/03/2017 Inclui referências ao final de cada capítulo Resumo: Carbonatos não-marinhos, como os travertinos e tufas, têm se tornado o principal alvo de estudos por empresas petrolíferas, devido às grandes similaridades dessas rochas com as rochas reservatório do Pré-Sal. Este projeto está inserido no âmbito do Projeto Geobiocal, convênio técnico-científico entre Universidade Federal do Paraná e Universidade de Hiroshima (Japão). As tufas são rochas carbonáticas continentais precipitadas a partir de fluidos ricos em bicarbonato e carbonato em temperatura ambiente. Essas rochas possuem sua gênese relacionada à combinação de processos físico-químicos e biológicos, a saturação do fluido em bicarbonato e carbonato de cálcio e ao processo de desgaseificação, os quais influenciam na precipitação de carbonato de cálcio (calcita ou aragonita). No Brasil, os depósitos quaternários tipo tufa ocorrem extensamente na Serra da Bodoquena (MS), que pertencem ao contexto geotectônico da Faixa de Dobramentos Paraguai Sul. As tufas ocorrem principalmente ao longo de drenagens, e estão relacionadas com o sistema cárstico e com rochas subjacentes do Grupo Corumbá. O presente trabalho tem como objetivos compreender as características do sistema hidrológico, ambiente deposicional, além de testar a biogenicidade das tufas da região de Bonito. Para isso, foram realizadas análises geoquímicas através de Difratometria de Raios X (DRX) e Fluorescência de Raios X (FRX), análises isotópicas de Carbono e Oxigênio, bem como estudos por Microtomografia de Raios-X e imageamento através de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), além de análises palinológicas. Diversas amostras de rocha foram coletadas em duas localidades em Bonito, denominadas sítios Taíka e Mimosa, situadas estratigraficamente no Membro Rio Formoso, Formação Serra da Bodoquena. Descrições de campo e análises petrográficas permitiram a identificação das seguintes fácies: fitoherma, estromatolitos e shrubs. Foram identificados elementos geomorfológicos tais como piscinas, barreiras e cascatas/cachoeiras como os principais ambientes deposicionais. As amostras de tufa analisadas são constituídas essencialmente por calcita e, pontualmente, por quartzo. Valores depletados de ?18O indicam um fluído com origem meteórica, compatível com valores da literatura para tufas. A presença de cianobactérias e outros organismos fotossintéticos, além da influencia de águas de solos com carbono leve estão relacionados aos valores negativos de ?13C. A análise através de MEV revelou diversos filamentos de cianobactérias, confirmando processos com influência biológica durante a formação de tufas da Serra da Bodoquena. Análises palinológicas revelaram palinomorfos de fungos, hifas, grãos de pólen e esporos de pteridófitas, os quais indicam um ambiente úmido com vegetação abundante, típico de clima tropical. Palavras-chave: Formação Serra da Bodoquena; Membro Rio Formoso; Tufas calcárias; Geoquímica. Abstract: Non-marine carbonate rocks, such as travertines and tufas, have become targets for oil companies because of their great similarities with the Aptian reservoir rocks in Brazil. The present project is part of the Geobiocal Project, a technical-scientific cooperation between the Federal University of Parana (Brazil) and the Hiroshima University (Japan). Tufas are continental carbonate rocks precipitated from a bicarbonate fluid at surface temperature. The genesis of tufas is related to physical, chemical, and biological processes, where calcium bicarbonate-saturated fluid loses its CO2 by degassing, which results in calcium carbonate precipitation (calcite or aragonite). Quaternary deposits occur in Bonito, Brazil, located in Serra da Bodoquena, which is included in a tectonic unit named South Paraguai Fold Belt. The tufas occur mostly along rivers and creeks in a karstic system of the Corumba Group. The present work aims to understand the hydrological system and the depositional environment, besides testing the biogenecity of tufas in the Bonito region. For this purpose geochemical (X ray Diffraction, X ray Fluorescence and stable isotopes) analyses, X ray microtomography and scanning electron microscopy observations were carried out, besides palynological analysis. Several samples of rocks were collected in two locations in Bonito, named Taika and Mimosa sites, both in the Rio Formoso Member. Field description provided the following facies: stromatolites, phytohermal tufa and shrubs. Pools, barriers and cascade/waterfall were identified as the main depositional environment. Results of XRD and XRF indicate the presence of calcite and, locally, quartz. A depletion of the ?18O indicates a fluid of meteoric origin, which is compatible with the literature for tufas. The presence of cyanobacteria and other photosynthetic organisms, besides the influence of light carbon soil is related with low values of ?13C. Images taken under SEM showed several cyanobacterial filaments, proving the influence of biological processes on the formation of tufas at Serra da Bodoquena. Palynological analysis revealed palynomorphs of fungus, hyphae, pteridophyte spores and pollen grains, which indicate a humid environment with abundant vegetation, typical of tropical climate. Keywords: Serra da Bodoquena Formation; Rio Formoso Member; Calcareous tufas; Geochemistry.

Orientador : Prof. Dr. Luiz Fernando de Lima Luz Jr. Coorientador : Prof. Dr. David Alexander Mitchell Coorientadora : Profª. Drª. Anelize Manuela Bahniuk Rumbelsperger Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química. Defesa: Curitiba, 30/08/2017 Inclui referências : f.92-95 Resumo: As técnicas de Recuperação Avançada de Petróleo, do inglês EOR (Enhanced Oil Recovery), e captura e armazenamento de CO2, CCS (Carbon Capture and Storage) consistem respectivamente na injeção alternada de CO2 e água do mar em reservatórios para pressurização e aumento de produção, e ainda possibilitando o armazenamento de CO2 em rochas carbonáticas na presença ou não de água. Em ambas as situações as pressões são elevadas e conduzem à reações entre a rocha e o fluido injetado. Considerando que a formação do pré-sal brasileiro é composta principalmente por rochas carbonáticas, assim como a maior parte dos reservatórios de petróleo, o estudo das reações envolvendo água, CO2 e rochas carbonáticas torna se relevante. O acompanhamento das reações de precipitação e dissolução da rocha carbonática quanto à morfologia e porosidade foi realizado via microtomografia de raio-X. O meio aquoso foi analisado quanto ao pH, condutividade e concentração dos íons via ICP, em amostras pré e pós reação com e sem agitação mecânica. Observou se aumento de porosidade de até 10,26% na rocha, devido à dissolução parcial da mesma e posterior precipitação de CaCO3 em poros menores. Em todas as amostras a massa final foi inferior a inicial. Já nos experimentos com agitação ocorreu a redução de conectividade e porosidade aberta. Estes resultados, podem contribuir para o melhor entendimento da alteração da estrutura da rocha, bem como a sua interferência na vida útil do reservatório e na permeabilidade da rocha, fatores predominantes para extração do óleo e segurança no armazenamento de CO2. Palavras chaves: Rochas carbonáticas. CO2 supercrítico. Injeção de CO2. Microtomografia. Porosidade. Dióxido de carbono. Solução salina. Água carbonatada. Alta pressão. Abstract: The Enhanced Oil Recovery (EOR) and Carbon Capture and Storage (CCS) technologies, respectively, consist in carbon dioxide and seawater alternating injection in oil reservoirs to increase pressure, which lead to a production increase and CO2 storage in carbonate rocks with or without water presence. For both situations, the high pressure induces reactions between the rock and the injection fluid. Considering that, Brazilian Pre-salt layer is mainly composed of carbonate rocks, similarly the most of oil reservoirs around the globe, the study of reactions involving CO2, water and carbonate rocks are very relevant. The precipitation and dissolution reactions are monitored by the variation of morphological properties like porosity and Euler number, these analyses are performed by X-Ray Micro tomography. Regarding the liquid phase measurements of pH, conductivity and ions concentration via ICP were compared using before and after reaction samples without perturbation and under mechanical agitation. There was an increase in the rock porosity of up to 10.26%. This change in porosity occurs by its own partial dissolution and posterior precipitation of calcium carbonate in microporous. Mass reduction occurred in all rock samples. While in the experiments with agitation occurred the reduction of connectivity and open porosity. These results may contribute to a better understanding of the change in the rock structure and how this interferes in the reservoir life cycle and the rock permeability, predominant factors for safe oil exploration in the field. The results obtained in this work can contribute to new research areas, besides enabling adjusting of preexisting models and helping to create new ones. Key words: Carbonate rocks. Supercritical CO2. CO2 injection. Micro tomography. Rock morphology. Oil reservoir. Enhanced recovery. Dissolution and precipitation. Calcite dolomite. Carbon dioxide. Brine. Carbonated water. High pressure.

Orientador : Profª. Drª. Anelize Manuela Bahniuk Rumbelsperger Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Programa de Pós-Graduação em Geologia. Defesa: Curitiba, 10/08/2016 Inclui referências : f. 17-21;59-61;84-86 Área de concentração: Geologia exploratória Resumo: O objetivo deste trabalho foi uma detalhada investigação sedimentológica e geoquímica em rochas carbonáticas continentais modernas, entre elas microbialitos, no Japão. O termo "microbialito" é usado para descrever depósitos organosedimentares com ação direta e / ou indireta de bactérias, tais como estromatólitos, tufa e travertino. Apesar da idêntica composição química e mineralógica, tufas e travertinos diferem em algumas características ambientais, deposicionais e isotópicas. Este grupo específico de rochas carbonáticas tornou-se alvo de estudos, devido as recentes descobertas de petróleo em microbialitos. A ilha do Japão é um dos ambientes modernos, onde ocorre a formação de rochas carbonáticas, do tipo tufa e travertino. A área de estudo está localizada nas ilhas de Kyushu, Honshu e Hokkaido. Dez fontes hidrotermais foram amostras nas três ilhas, a fim de comparar diferentes condições ambientais e geológicas regionais, com base na química da água, e padrões físico-químicos e geoquímicos. Com base em dados macro e microscópicos, quatro fácies foram descritas: estromatólito, shrub, bubble e root. Os dados mostram que a química da água (temperatura, Potencial Hidrogeniônico, Oxigênio Dissolvido.) interferem diretamente na precipitação e, consequentemente, em diferentes fácies. Além disso, o relevo do substrato e a distância do vent, também contribuem para a formação de diferentes fácies. Os resultados mineralógicos mostram que a ilha de Kyushu, fontes hidrotermais (NAG, SHIO e MYO), são compostas principalmente por aragonita e as ilhas de Honshu, fontes hidrotermais (YAMA, NIIMI e KIBE) e Hokkaido, fontes hidrotermais (FURU, OKU, OHF e FUTA) são compostas majoritariamente por calcita. Os resultados químicos mostraram elevados teores de CaO e subordinadamente a ocorrência de Fe2O3 e SiO2. Teores de arsênio também foram observados e sua origem ainda está em debate. Os sinais isotópicos mostram que as amostras majoritariamente seguem o trend isotópico nacional de água meteórica com valores depletados de ?18O. Os valores de ?13C foram agrupados em 3 grupos principais: (a) valores próximos a 0‰ que representam pouca ou nenhuma influencia biológica na precipitação, (b) depletados, possivelmente biologicamente induzidos e (c) enriquecidos, possivelmente biologicamente influenciados. Portanto, estes carbonatos continentais foram interpretados como precipitados a partir de água meteórica em superfície devido a desgaseificação de CO2, por vezes com contaminação de vulcanismo ativo, com pouca ou baixa precipitação biológica. As imagens de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) permitiram observações em micro escala e mostraram fósseis relacionados com Substância Poliméricas Extracelulares (EPS) que caracterizam possível influência biológica durante a precipitação na fácies estromatólito. As observações de microtomografia computadorizada (micro-CT) permitiram uma análise detalhada dos poros de todas as fácies, mostrando que a fácies bubble é a mais porosa, seguida das fácies shrub, root e estromatólito. Esta rara sequência de carbonatos continentais encontrada no Japão permite inferir um entendimento preciso de sinais geoquímicos de rochas carbonáticas continentais e microbialitos associados às condições ambientais, assim como caracterizar o sistema permo poroso dessas rochas. Palavras-chave: Microbialitos, Geoquímica, Fácies, Porosidade, Japão. Abstract: This research focused on a sedimentological and geochemical comprehensive research in modern continental carbonate rocks, including microbialites, in Japan. The term "microbialite" is used to describe organosedimentares deposits formed with direct and / or indirect action bacteria, such as stromatolites, tufa and travertine. Despite the identical chemical and mineralogical composition, tufa and travertine differ in some environmental, depositional and isotopic characteristics. The recent discoveries of oil reservoir rocks comprising continental carbonate rocks including microbialites, has issued the interest of studies in this particular group of deposits. The archipelago of Japan is one of modern environments, with precipitation of continental carbonate rocks and microbialites; tufa, travertine and stromatolite type. The study area is located in Kyushu, Honshu and Hokkaido Islands. Ten hot springs were sampled in the three islands in order to compare different regional environmental and geological conditions such as water chemistry, physico-chemical and geochemical patterns. Based on macro and microscopic data, four lithofacies have been described: stromatolite, shrub, bubble and root. The data show that the water chemistry (temperature, potential of Hydrogen, dissolved oxygen) directly interfere in the precipitation and consequently in different facies. Furthermore, the morphology of the substrate which carbonates grow, as well as the distance of the vent, also contribute to the formation of different facies. Mineralogical results show that the hot springs from the Kyushu island (NAG, SHIO and MYO) are composed of aragonite and the hot springs of Honshu (YAMA, NIIMI and KIBE) and Hokkaido islands, (FURU, OKU, OHF and FUTA) are composed mainly of calcite. The chemical results show high contents of CaO and subordinately contents of Fe2O3 and SiO2 in all samples. Arsenic contents ranging from 1 to 17% are also observed and its origin is still under debate. The isotopic signals reveal that the majority of the samples follow the water national ?18O trend, with depleted values in all samples. The ?13C values were grouped in three main categories: (a) values near 0 ‰, indicate few or absence of biological influence on precipitation, (b) depleted values, indicating possible biologically induced carbonates and, (c) enriched values, indicating possible biologically influenced carbonates. Therefore, these carbonates are interpreted as precipitated from meteoric surface water, sometimes contaminated by volcanism, due to the CO2 degassing, with little or insignificant biological precipitation. The scanning electron microscopy (SEM) observations allowed micro scale and reveal fossils related to Extracellular Polymeric Substance (EPS) characterizing possible biological influence during precipitation in stromatolite facies. The computed microtomography (micro-CT) observations allowed a detailed analysis of the pores in all facies, showing the highest volume of pores in bubble facies, followed by facies shrub, root, stromatolite facies. This particular sequence of modern continental carbonates in Japan allows the possibility of inferring a precise understanding of geochemical signs of continental carbonate rocks and microbialites associated with environmental conditions, and to evaluate the perm-pore system of these rocks. Keywords: Microbialites, Geochemistry, Facies, Porosity, Japan.

Resumo

Orientador: Prof. Dr. José Manoel dos Reis Neto Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Setor de Ciencias da Terra, Programa de Pós-Graduaçao em Geologia. Defesa: Curitiba, 04/04/2012 Inclui bibliografia Área de concentração: Geologia ambiental Resumo Resumo: Diversos estudos quimioestratigráficos foram realizados nos carbonatos neoproterozóicos do Grupo Bambuí, especificamente nas rochas da Formação Sete Lagoas, para caracterizações tectono-estratigráficas, paleoambientais, correlações regionais e exploratórias. Esses carbonatos têm relevância exploratória para uso do calcário em diversas aplicações industriais e como potenciais armazenadoras e talvez geradoras de óleo e gás. A região de estudo em Arcos, Minas Gerais, é importante produtora de calcário calcítico para a indústria de cimento e está ao sul de áreas de pesquisa licitadas pela ANP, para exploração de hidrocarbonetos na Bacia do São Francisco. Nessa pesquisa a quimioestratigrafia foi aplicada primeiramente como uma avaliação qualitativa dos carbonatos da Mineração Bocaina, matéria-prima usada pela Companhia Siderúrgica Nacional na indústria siderúrgica e de cimento. O estudo quimioestratigráfico da Formação Sete Lagoas foi realizado a partir de comparações estratigráficas em seção obtida ao longo de aproximadamente 150 m, em testemunhos de sondagem e descrição mesoscópica nas frentes de lavra. Foram feitas análises geoquímicas de elementos maiores e menores, análises mineralógicas e análises isotópicas (?13CPDB e ?18OPDB), interpretadas de forma integrada. A partir dos intervalos estratigráficos em número de seis (definidos pela mineração para exploração e uso industrial), foram definidas onze fácies sedimentares que, conforme características litológicas e quimioestratigráficas, foram definidas em cinco unidades geoquímicas: 1) Unidade Geoquímica A, com composição dolomítica no topo de até 20% de MgO, passando para calcítica na base, com abundantes estruturas estromatolíticas. Essa unidade mostrou um padrão isotópico para ?13C entre +0,5‰ e +1,5‰ e para ?18O entre -4‰ e -5‰; 2) Unidade Geoquímica B, intercalação de wackestone calcítico e mudstone calcítico com brechas sedimentares frequentes, em direção à base laminações escuras e possivelmente carbonosas passam a ocorrer em meio ao calcário, também ocorre brecha calcítica cuja origem pode ser hidrotermal; 3) Unidade Geoquímica C, ocorre um wackestone calcítico com gradação para uma marga, com a presença de micas e argilominerais aumentando em quantidade em direção à base. Nas Unidades B e C a composição é predominantemente calcítica, com 53% CaO, com incipiente aumento nos conteúdos de SiO2, Al2O3 e Fe2O3 na base da Unidade C; 4) Unidade Geoquímica D, continua a intercalação de calcário com o mudstone de composição margosa, na base da unidade começam a ocorrer camadas carbonosas escuras. A composição de CaO diminui para 38% enquanto SiO2, Al2O3 e Fe2O3 aumentam consideravelmente. Nas Unidades B, C e D observou-se um padrão na assinatura isotópica, com ?13C entre 0‰ e +1,5‰ e valores de ?18O entre -7‰ e -9‰; 5) Unidade Geoquímica E, há diminuição das camadas de calcário intercaladas ao mudstone margoso, com abundantes estratificações carbonosas ricas em matéria orgânica e ocorrências de pirita; nessas estratificações a SiO2 atinge 39% e a Al2O3, quase 9%. As assinaturas isotópicas dessa unidade são as mais negativas, com valores de -1‰ a -2‰ para ?13C e -10,5‰ a -12,5‰ para ?18O. Para a exploração do calcário, os intervalos utilizados pela mineração na lavra têm pouca correspondência com as unidades definidas, estudos geoquímicos mais detalhados e a implementação de melhorias poderiam significar uma maior sobrevida da mineração. Algumas características, tais como a presença de matéria orgânica nas rochas basais, a ocorrência de fraturamentos, brechas, microporosidade e grutas observadas nos níveis superiores são relevantes para posterior avaliação do potencial exploratório desta formação. A faciologia e as assinaturas de ?13C e ?18O obtidas ao longo das seções foram correlacionadas regionalmente e interpretadas como rampas carbonáticas marinhas, depositadas sobre possíveis depósitos pós-glaciais. Abstract: Several stratigraphic and chemical analyses have been done in Neoproterozoic carbonate rocks of the Sete Lagoas Formation, Bambui Group, aiming a better understanding in tectonic-stratigraphic, paleoenvironments and ultimately to improve regional and exploratory correlations. These carbonate have relevance for exploration use of limestone in different industrial applications and as a potencial reservatoir in oil and gas. The study area in Arcos, Minas Gerais State is an important cement productive region and lately it has been also a target for oil and gas exploration. The National Petroleum Agency (ANP) has given concessions to Petrobras and other companies for hydrocarbon exploration in the Sao Francisco Basin, including some areas in the neighborhood of the city of Arcos. In the present research, chemical-stratigraphy was initially applied as qualitative evaluation in carbonate rocks of the Bocaina Mineração, used by the Companhia Siderurgica Nacional in metallurgic and cement industry. The chemical-stratigraphic studies of the Sete Lagoas Formation were performed using stratigraphic comparisons using about 150 meters of cores along with geological description in quarries inside the mining area. The geochemical analyses consisted of major and minor elements, mineralogical analysis, and isotopic analysis (?13CPDB e ?18OPDB), interpreted in an integrated way. The mining company has already defined six exploratory stratigraphic intervals. Using these six intervals as a guide, we defined eleven sedimentary facies grouped into five geochemical units, based mostly in lithological and chemical-stratigraphic aspects: 1) Geochemical Unit A, with stromatolic structures predominantly dolomitic in the top and calcitic towards the base of the unit. These unit revealed an isotopic pattern for ?13C between +0,5‰ and +1,5‰, and for ?18O between -4‰ and -5‰; 2) Geochemical Unit B, have calcitic wackestones interbedded with calcitic mudstones and sedimentary breccias are frequent. In the lower part of the section, dark laminations are present. It also occurs calcitic breccias of possible hydrothermal origin; 3) Geochemical Unit C, with calcitic wackestone grading into marl, micaceous. Clay minerals increasing towards the lower part of the unit. In the B and C Unities the calcitic composition is predominant, with 53% of CaO, with incipient increment in SiO2, Al2O3 and Fe2O3 contents, in the lower part of unit; 4) Geochemical Unit D, have limestones interbedded with marls with dark carbonaceous layers in the basal part. The CaO composition decreases to 38% whereas SiO2, Al2O3 and Fe2O3 increases considerably. In the B, C and D Units a pattern for ?13C between 0‰ and +1,5‰, and for ?18O between -7‰ and -9‰ has been found; 5) Geochemical Unit E, with limestone layers and marls decreases and organic matter-rich carbonaceous layers predominate. Pyrite is present. In these carbonaceous layers SiO2 reach 39% and Al2O3 almost reaches 9%. The isotopic signatures in this unit are the most negatives in locality, with values to ?13C between -1‰ to -2‰ and values to ?18O between -10,5‰ to -12,5‰. The chemical variation we found should be constantly checked by the exploration of limestones for cement and metallurgic purposes. The intervals used by the mining company have little correlation with our geochemical units. More detailed geochemical studies would improve exploration and could signify longer life for carbonate minings. Some of the described and analysed characteristics such as the presence of organic matter in the lowermost units, fracturing, brecciations, microporosity and caves, are important and should be taken into considerations as good potential for, either reservoir and source rocks for hydrocarbons. Facies and ?13C e ?18O signatures obtained in our studies were regionally correlated and interpreted as marine carbonate ramps deposited on top of possible glacial deposits.

Orientador : Prof. Dr. José Manoel dos Reis Neto Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Setor de Ciencias da Terra, Programa de Pós-Graduação em Geologia. Defesa: Curitiba, 03/08/2012 Bibliografia: fls. 160-168 Área de concentração: Geologia exploratoria Resumo: O objetivo deste estudo foi caracterizar os eventos diagenéticos identificados na Formação Ponta do Mel através de análises geoquímicas, aliadas à descrição petrográfica, e reconhecer os processos que podem desenvolver ou preservar porosidade em rochas carbonáticas. A Formação Ponta do Mel representa o registro sedimentar de uma estreita plataforma carbonática depositada durante o Albiano na Bacia Potiguar, situada na porção sudeste da Margem Equatorial Brasileira. Esta unidade é composta por mudstones e margas na base que gradam em direção ao topo para grainstones/rudstones formados por oncolitos, pelóides e algas calcárias, entre outros bioclastos. Análises petrográficas de amostras de testemunhos e de amostras de calha oriundas da perfuração de poços da PETROBRAS, aliadas às análises geoquímicas de isótopos estáveis de carbono e oxigênio, além de elementos maiores e menores, permitiram caracterizar três intervalos com evolução distinta. A sequência inferior, caracterizada por sedimentos de águas profundas, encontra-se depositada sobre arenitos fluviais da Formação Açu e apresenta, no topo, feições de paleocarste sob a discordância que a separa da seção sobreposta. A sequência intermediária é composta de grainstones dolomitizados. As dolomitas apresentam-se quimicamente desde próximas da estequiometria até dolomitas calcíticas. As texturas variam de subédrica a euédrica, com porosidade intercristalina de até 21%. A dolomitização desse intervalo foi multifásica, com recristalização por fluidos hidrotermais. Na sequência superior os grainstones se encontram preservados de dolomitização e apresentam pequenas intercalações de rochas siliciclásticas. Evidências de carstificação epigênica singenética foram observadas, as quais se associam a rebaixamentos do nível relativo do mar. Posteriormente, reativações tectônicas que afetaram a bacia a partir do Campaniano, desenvolveram fraturas e falhas, aproveitando principalmente as zonas de fraqueza do paleocarste. As fraturas foram parcialmente preenchidas por calcita através da percolação de fluidos hidrotermais, provavelmente associados aos efeitos térmicos do Magmatismo Macau, que perdurou de 49 a 6 Ma. Abstract: The aim of this study was to characterize the diagenetic events identified in the Ponta do Mel Formation through geochemical analyses coupled with petrographic description and recognize the processes which can develop or preserve porosity in carbonate rocks. The Ponta do Mel Formation represents the sedimentary record of a narrow carbonate platform deposited during the Albian in the Potiguar Basin, located in the southeastern part of the Brazilian Equatorial Margin. This unit is composed by mudstones and marls at the base, which grade toward the top into grainstones and rudstones formed out of oncolites, peloids, calcareous algae and other bioclasts. Petrographic analyses of core samples and drill cutting samples from PETROBRAS wells, combined with geochemical analyses of Carbon and Oxygen stable isotopes, as well as major and minor chemical elements allowed the characterization of three intervals with distinct evolution. The lowermost sequence is characterized by deep-sea sediments which were deposited upon fluvial sandstones of the Açu Formation and presents, at its top, features of paleokarst beneath the unconformity which bounds the overlying section. The intermediate sequence is composed of dolomitised grainstones. The dolomites range in composition from near stoichiometric to calcitic dolomite. The textures span from euhedral to subhedral with up to 21% of intercrystalline porosity. The dolomitization of this sequence was multiphasic, with recrystallization by hydrothermal fluids. In the upper sequence the grainstones were preserved from dolomitization and minor interbedding of siliciclastic rocks are present. Evidence of epigenic syngenetic karstification were observed, associated with relative sea level drops. Afterward, tectonic reactivations that affected the basin from the Campanian onwards developed fractures and faults that occur mainly over weakness zones of paleocarste. The fractures were partially filled with calcite through the percolation of hydrothermal fluids, possibly associated with the thermal effect of Macau igneous event, which lasted from 49 to 6 Ma.

Orientador : Prof. Dr. Luiz Alberto Fernandes Co-orientadores : Prof. Dr. Paulo César Boggiani, Prof. Dr. Leonardo J.C. Santos Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Programa de Pós-Graduação em Geologia. Defesa: Curitiba, 28/02/2012 Bibliografia: fls. 86-94 Área de concentração: Geologia exploratoria Resumo: A Bacia Bauru desenvolveu-se na Plataforma Sulamericana após a ruptura do Gondwana no Cretáceo Superior. Foi preenchida por sequência siliciclástica predominante arenosa na forma de leques aluviais de borda, sistemas de rios entrelaçados, extensos lençóis de areia eólicos e deserto interior. Hoje, tal sequência suprabasáltica tem cerca de 480m de espessura e seu relevo está em estágio de dissecação. A Formação Marília do Grupo Bauru tem a mais expressiva ocorrência de calcrete dentre as unidades litoestratigráficas da bacia, além de registros de paleossolos e ocorrências fossilíferas de vertebrados e invertebrados do Cretáceo Superior. O objetivo da pesquisa é discutir a gênese dos calcretes desta unidade no Centro-Oeste Paulista e Triângulo Mineiro. Conforme resultados, a partir da descrição de exposições da unidade em superfície e de testemunhos de poços de sondagens e de águas subterrâneas, além de análises de microscopia óptica de luz transmitida, eletrônica de varredura (MEV), espectrometria de energia dispersiva (EDS) e difratometria de raios-X, foram definidos dois modelos básicos para os calcretes da Formação Marília: (1) - tipo Echaporã no Centro-Oeste Paulista. Sua origem, possivelmente, foi a partir de um processo pedogenético inicial e localizado junto aos paleovales e próximos a lagoas efêmeras. Posteriormente, com o aumento da coluna sedimentar e flutuações do nível freático, ocorrera sobreposição por calcrete de águas subterrâneas; (2) - tipos Ponte Alta e Serra da Galga no Triângulo Mineiro. Os calcretes do Membro Ponte Alta provavelmente originaram-se junto aos paleovales com eventuais lagoas efêmeras. Neste contexto, o nível freático era mais raso e o fenômeno da evapotranspiração, condicionado pelo clima semiárido, certamente foi mais intenso. Esta condição intensificou a geração predominante de calcrete de água subterrânea. O contínuo aprofundamento do nível freático, associado a um relevo mais plano e estável, inibiu o desenvolvimento desse tipo de calcrete e contribuiu para o predomínio na geração de horizontes de paleossolos e de calcrete pedogenético do Membro Serra da Galga. Considera-se que o desenvolvimento dos calcretes da Formação Marília está associado a um processo geral de atenuação das condições de aridez no Cretáceo Superior e porção centro-sul da Plataforma Sulamericana. Assim, o clima semiárido coincidiu, provável e favoravelmente, com o intemperismo químico e erosão dos complexos alcalino-carbonatíticos do Alto Paranaíba e das rochas carbonáticas proterozoicas do Grupo Bambuí na borda da bacia. Esta mudança climática favoreceu a concentração do carbonato de cálcio nas águas alcalinas subterrâneas e de superfície que se dirigiam para o interior da bacia. A subsequente perda de solubilidade do carbonato de cálcio por condicionantes físico-químicos conduziu ao desenvolvimento dos calcretes da Formação Marília. No entanto, além do transporte de carbonatos pela água, o pó eólico foi, provavelmente, outra contribuição importante, principalmente para o desenvolvimento do calcrete tipo Echaporã no Centro-Oeste Paulista. A configuração atual do relevo de platôs estreitos e longos sustentados pelos arenitos calcificados da Formação Marília sugere processos de elaboração da paisagem por inversão de relevo. Abstract: The Bauru Basin was developed in the South American Platform after the breakup of Gondwana in Late Cretaceous. It was filled by predominantly siliciclastic sequence in the form of sandy alluvial fan edge, braided river systems, extensive sand windy sheets and interior desert. Today, such a supra-basaltic sequence is about 480 m thick and its relief is in stage of dissection. The Marilia Formation of the Bauru Group has the most significant occurrence of calcretes from the lithostratigraphic units of the Bauru Basin, as well as records of paleosols and fossil occurrences of vertebrates and invertebrates from the Late Cretaceous. The main objective of this research is to discuss the genesis of calcretes of this unit in the center-west of São Paulo state and Triângulo Mineiro. As results from the description of surface exposures of the unit and testimonies of wells and groundwater surveys, and analyzes of transmitted light microscopy, scanning electron (SEM), energy dispersive spectrometry (EDS) and X-ray diffraction, two basic models have been defined for the Marilia Formation calcretes: (1) - type Echaporã in the center-west of São Paulo state. Its origin was possibly from a pedogenic initial process and located along the peripheral region of paleovalleys and ephemeral near ponds. Later, with increasing sedimentary column and the water table fluctuations, occurred calcrete groundwater overlay, (2) - Ponte Alta and Serra da Galga types in Triângulo Mineiro. The calcretes type Ponte Alta probably originated along the paleovalleys with any ephemeral ponds. In this context, the water table was shallower and the phenomenon of evapotranspiration was conditioned by the semi-arid climate, which was certainly more intense. This condition increased the generation of predominant groundwater calcrete or valley. The continuous deepening of the water table, associated with a raised and stable land, inhibited the development of this type of calcrete and contributed to the predominance in the generation of paleosol horizons and pedogenic calcrete of Serra da Galga Member. The development of the Marilia Formation calcretes is associated with a general process of attenuation of arid conditions in the Cretaceous and the central-southern South American Platform. Thus, the semi-arid climate coincided with the chemical weathering and erosion of the alkaline-carbonatite complex of Alto Paranaíba and Proterozoic carbonate rocks of the Bambuí Group on the edge of the basin. This climate favors the concentration of calcium carbonate in alkaline underground and surface water that has gone into the basin. The subsequent loss of solubility of calcium carbonate by physico-chemical conditions led to the development of calcretes from Marília Formation. However, besides the transport of carbonates by water, windy dust was probably another important contribution, especially for the development of calcrete type Echaporã in the center-west of São Paulo state. The current configuration of the relief of plateaus narrow and long sustained by the calcified Marilia Formation sandstones, suggests making processes of landscape elaboration through the relief inversion.

Orientador : Dr. José Manoel dos Reis Neto Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Setor de Ciencias da Terra, Programa de Pós-Graduaçao em Geologia. Defesa: Curitiba, 09/08/2012 Inclui bibliografia Resumo Resumo: O objeto de estudo desse trabalho são os estromatólitos recentes encontrados na Lagoa Salgada, que foram analisados com o intuito de obter a quantificação, tipologia, morfologia e morfometria dos poros em cada camada identificada no estromatólito. A Lagoa Salgada encontra-se na parte terrestre da Bacia de Campos, integrante do complexo deltaico do rio Paraíba do Sul, está localizada no litoral norte do Estado do Rio de Janeiro, região dos Lagos, Município de Campos dos Goytacazes. As rochas estromatóliticas encontradas na Lagoa Salgada são bioconstruções formadas por cianobacterias, em ambiente lacustre de águas rasas e hipersalinas. Em face das descobertas recentes, envolvendo reservatórios microbiais na seção pré-sal, fazem-se necessários estudos dirigidos para a compreensão do sistema poroso de rochas estromatolíticas. Para isto foi utilizada a técnica de microtomografia computadorizada de raios X que permite a aquisição imagens de alta resolução. Para melhor caracterização os resultados da microtomografia computadorizada de raios X foram comparados com a da petrografia e tomografia médica. A análise das imagens tomográficas e o corte vertical do estromatólito permitiram a separação da estrutura interna em três camadas e duas destas subdivididas em subcamadas, com características porosas distintas. Essas camadas foram detectadas com base no tamanho, forma e frequência de poros. Verificou-se a porosidade associada nas diferentes camadas encontradas no estromatólito e quantificou a porosidade em cada camada pelas diferentes técnicas. Conclui-se que o estromatólito apresenta uma grande heterogeneidade na tipologia, morfologia e morfometria dos poros, além de ser extremamente poroso e ter um grande potencial como rocha reservatório. Abstract: The subjects of this work are the recent stromatolites present at the Lagoa Salgada, onshore Campos basin, in the deltaic area of the Paraiba do Sul River. The stromatolites were analyzed aiming to quantify the morphology, types, and morphometry of their pore system. The stromatolites found at the Lagoa Salgada are bioconstructions made mostly by cyanobacterias in a hypersaline lacustrine shallow water environment. Studying the porous system of these stromatolites is important because of their similarities to the large Pre-Salt oil-rich microbial reservoirs in Santos Basin. Most of the present work was focused on X-Ray computer microtomography for its high-resolution images. The results of this technique were compared to optical petrography and medical tomography. Based on the tomographic images and in internal structures, the studied stromatolite head was divided into three different layers, each one with distinct pore characteristics. Two of these layers have been subdivided into sublayers, also based on their porous system. The main aspects used for such divisions into layers were the pore size, pore shape, and pore frequency. The associated porosity was compared to different layers of the stromatolite and the porosity found there was verified using the different techniques. One major conclusion is that the analyzed stromatolite shows great heterogeneity in typology, morphology and morphometry of pores, but most of all it is extremely porous with great potential as reservoir rocks.

Orientador: José Manoel dos Reis Neto Co-orientador: Carlos Eduardo de Mesquita Barros Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Programa de Pós-Graduação em Geologia. Defesa: Curitiba, 2009 Inclui bibliografia Resumo: A mina Rio Bonito da Companhia de Cimentos Itambé é um depósito de mármore calcítico explorado para a produção de cimento. Esta mina se localiza no município de Campo Largo, no Leste do Estado do Paraná. A área em estudo aflora nos domínios da Formação Água Clara de idade mesopr terozóica, constituindo a base do grupo Açungui. O avanço das frentes de lavra em um corpo de rochas dolomíticas, na face Norte da mina produz grande quantidade de material estéril. O corpo de rochas dolomíticas possui aproximadamente 60 metros de extensão, e suas rochas possuem teores de MgO que podem atingir até 21%. Associados aos mármores calcíticos ocorrem metamargas aonde os teores de SiO2 chegam até 63%, prejudicando a lavra por gerar grande quantidade de material estéril. A análise da variabilidade química foi desenvolvida por meio da interpretação dos dados geoquímicos referentes à campanha de sondagens realizadas no primeiro semestre de 2008 e em campanhas realizadas no ano 2000. Os dados geoquímicos foram fornecidos pela Cia. de Cimentos Itambé. Análises químicas e mineralógicas complementares foram realizadas no LAMIR (Laboratório de Análise de Minerais e Rochas da Universidade Federal do Paraná). A descrição dos testemunhos de sondagem associada à análise petrográfica permitiu identificar os principais tipos litológicos refletidos por mármores calcíticos, mármores dolomíticos, brechas dolomíticas e metamargas. A integração dos dados geoquímicos com os perfis descritivos de cada furo permite es abelecer os principais fatores ligados à variabilidade química do minério em função da profundidade. O mapeamento estrutural de detalhe ao longo das bancadas da mina, mostra uma evolução estrutural polifásica complexa, onde foram identificadas cinco fases de deformação. As duas primeiras fases (D1 e D2) estão ligadas à tectônica dúctil de natureza compressional. Na primeira fase o dobramento das camadas associadas a uma tectônica de cavalgamento, gerou uma foliação S1 de caráter penetrativo em posição paralela ou sub-paralela ao acamamento sedimentar original S0. A segunda fase é caracterizada pelo redobramento das superfícies anteriormente produzidas (S0 e S1). A terceira fase (D3) produziu intensa deformação das rochas gerando forte lenticularização e desenvolvendo uma foliação anastomosada associada à falha transcorrente de Morro Agudo. Essa estrutura apresenta direção média N70ºE. A quarta e quinta fases (D4) e (D5) refletem a atuação de uma tectônica rúptil com geração de falhas inversas, onde a quinta fase se mostra mais recente por estar presente em diques de diabásio mesozóicos. A interpretação dos dados geoquímicos, integrada à análise estrutural, permitiu concluir que a variabilidade química do minério na relação entre mármores calcíticos e metamargas está controlada pela deformação dúctil (D1 e D2), refletindo a variação da composição primária dos litotipos. A projeção dos furos de sondagem associadas à cartografia de detalhe da mina mostra que ocorrem intercalações sucessivas de camadas de mármore calcítico com camadas de metamargas. Abstract: The Rio Bonito mine of Itambé Cement Company is a calcitic marble deposit used for cement production. This mine is located in Campo Largo city in the eastern part of the Parana state. The area under study occurs in Agua Clara Formation with age related to Mesoproterozoic, corresponding the base of Açungui Group. The advancement of mining fronts in dolomitic rocks set on the north part of the mine produces a large amount of sterile rocks. The dolomitic rocks set have approximately 60 meters of extension and on its rocks the magnesium levels reaching up 21 %. Associated with calcitic marbles occurs meta – marls which SiO2 levels reaching up to 63%, damaging the mining to generate a large amount of sterile material. The analysis of chemical variability has been developed through the interpretation of geochemical data related to drilling operations developed in 2008 and in older operations developed in 2000. Geochemical data were supplied by Itambé Cement Company. Additional mineralogical and chemical analysis were carried out in LAMIR (Laboratório de Análise de Minerais e Rochas da Universidade Federal do Paraná). The description of drilling samples associated with petrographic analysis enabled the main lithological types reflected by calcitic marbles, dolomitic marbles, dolomitic breccias and meta - marls. The integration of geochemical data with the descriptive profiles of each hole has established the main factors related to the chemical variability of ore depending on depth. The detail structural mapping along the mine platforms, shows a complexe polyphase structural evolution, which were identified five stages of deformation. The first and second stages (D1 and D2) reflect ductile deformation of compressional nature. The D1 stage is associated to thrust tectonic events and characterized for the development of a S1 foliation in parallel position to sedimentary bedding S0. The D2 stage reflects a new phase of folding affecting S0 and S1 previously produced. The third stage (D3) is characterized by intense deformation of the rocks with expressive anastomosing of rocks and the development of a anastomosing foliation related to the Morro Agudo strike slip fa lt. This structure presents average direction in N70ºE. The fourth and fifth phases (D4) and (D5) reflects a tectonic rúptil event, which generated reverse faults, where the fifth stage is the latest to be present in Mesozoic diabase dikes. The interpretation of geochemical data integrated to structural analysis, shows that the chemistry variability related to calcitic marbles and meta-marls is controlled by ductile deformation (D1 and D2), associated to the original composition of the rocks. The drill holes projection associated to the detail mapping of the mine shows successive interlayered calcitic marbles and meta-marls layers

Orientador: José Manoel dos Reis Neto Co-orientador: Nilo Siguehiro Matsuda Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Setor de Ciencias da Terra, Programa de Pós-Graduaçao em Geologia. Defesa: Curitiba, 30/11/2006 Inclui bibliografia e anexos Área de concentração: Geologia Exploratória Resumo: Visando a caracterização petrográfica, mineralógica e paleoambiental dos calcários dolomitizados (metadolomitos) de idade Neoproterozóica da Formação Capiru (Grupo Açungui), região norte da área metropolitana de Curitiba, foram estudados dois afloramentos compostos de duas pedreiras nos municípios de Colombo e Almirante Tamandaré. As rochas carbonáticas têm se tornado um objeto de grande interesse devido ao seu potencial exploratório, tanto pelas indústrias de mineração como pelas petrolíferas. Análises de campo, estudos petrográficos (microscopia óptica e análises em lupa petrográfica) e químicos (difratometria de raios-X, fluorescência de raios-X e isótopos de ó13C e ó180) foram realizados com o objetivo de caracterizar faciologicamente e discriminar os paleoambientes das rochas expostas nas pedreiras Motin Pavin (região da Gruta de Bacaetava) e Tranqueira. Litologicamente, a área é composta por calcários dolomitizados, sendo classificados como metadolomitos devido ao metamorfismo regional de baixo grau (fácies xisto verde). Uma grande variação de estruturas sedimentares e biogênicas, como estromatolitos e microbiolitos, foram identificados e classificados morfologicamente. As estruturas variam de estromatolitos colunares (por vezes bifurcados e ramificados), tepees, gretas de contração, flat pebbles conglomerates e esteiras microbiais. Microfaciologicamente são identificados diferentes ciclos deposicionais, como níveis maciços (tempestitos), retrabalhados (intraclastos), siliciclásticos (quartzo detrítico) e possíveis níveis evaporíticos (pseudomorfos de cristais de anidrita substituídos por dolomita). Estes se enquadram em um ambiente de planície de maré, sendo a maioria das ocorrências classificadas entre a supramaré e a intermaré, onde um dos principais controles da sedimentação é a variação de flutuação diária das marés. As análises mineralógicas mostraram uma composição essencialmente dolomítica e, os valores isotópicos de ó13C e ó180 bastante coincidentes nas duas pedreiras, indicam que os processos (deposicionais e/ou diagenéticos) atuantes nos metadolomitos foram similares. Uma outra hipótese a ser considerada é a que as assinaturas negativas dos isótopos, podem ser inclusas num contexto de glaciação ou deglaciação, por correlação á outros depósitos carbonáticos Neoproterozóicos brasileiros e mundiais. Como contribuição deste trabalho relativo a perspectiva econômica, os estudos das estruturas biogênicas (esteiras microbiais e estromatolitos) associadas aos processos de dolomitização atuantes nos carbonatos, tem despertado atenção redobrada nos meios acadêmicos, como também nas indústrias petrolíferas, uma vez que os mesmos podem servir de potenciais reservatórios em larga escala. Abstract: Low metamorphosed dolostone from Capiru Formation (Açungui Group) Late-proterozoic from two quarries (Motin Pavin and Tranqueira), situated along the north portion of the Curitiba metropolitan area (districts of Colombo and Almirante Tamandaré) were petrographycally, mineralogically and paleoenvironmentally characterized. Such carbonates are intensively explored by the mining industries and now they are turning to an intersting subject as water and hydrocarbon reservoir. Field analysis, petrography and chemical studies were accomplished with the objective to faciology characterization. Lithologicaly, the two quarries is composed by dolostone, being classified as low grade metamorphosed carbonates due to the regional metamorphism (green schist facies). A great variation of sedimentary and biogenic structures such as stromatolites and microbial mats are identified and classified. The structures of columnars stromatolites vary from bifurcated and ramified. Tempestites, tepees, contraction cracks, flat pebble conglomerates and microbial mat also are very common. Unusual depositional cycles, as solid levels (tempestites), reworked intraclasts, siliciclastics as detritic quartz and possible evaporitic pseudmorphs levels are identified using thin section magnification. Those evidences the studied units can be classified as the tide flat environmental deposition, being most of the occurrences settled between the supratidal and the intertidal zones, where one of the main sedimentation controls was the variation of daily flotation of the tides. The whole rocks mineralogical analyses show essentially dolomitic composition. The values of the isotopic composition of

Orientador : José Manoel dos Reis Neto Co-orientador : Luiz Alberto Fernandes Co-orientador : Sidnei Pires Rostirolla Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná Resumo: Apesar da grande utilidade do calcário e das grandes reservas que o Estado possui deste bem mineral, ele é explorado preferencialmente para aplicações que possuem baixo valor agregado. No Paraná, as rochas calcárias de idade Mesoproterozóica existentes na região metropolitana de Curitiba são as rochas mais importantes em distribuição geográfica quanto ao aproveitamento econômico. O presente trabalho consistiu na verificação e discussão dos principais critérios de exploração utilizados pelas empresas de mineração na Formação Capiru, seqüências litológicas Morro Grande e Rio Branco na região de Morro Grande, no limite entre os municípios de Colombo e Rio Branco do Sul, através do estudo e compreensão das formas de lavra e pesquisa adotados pelas empresas de mineração, e assim contribuir para uma melhor utilização desse calcário e com isso elevar o grau de conhecimento prospeccional, visto que o desconhecimento das reservas e qualidades da matéria-prima é a causa imediata da falta de investimentos estratégicos no setor. Os principais litotipos na área de estudo são: metadolomitos, filitos e quarzitos representativos de uma seqüência plataformal carbonática e metamorfisados em baixo grau. A área estudada apresenta-se polideformada, sendo que as diversas fases deformacionais podem se relacionadas a três principais eventos de deformação. Neste trabalho foram analisados critérios de exploração relacionados aos sistemas deposicionais, que mostraram a preferência das grandes empresas de mineração pela Seqüência Litológica Morro Grande (SLMG), embora represente uma estreita faixa metadolomítica em relação a Seqüência Litológica Rio Branco (SLRB). De acordo com as principais características, a Seqüência Litológica Morro Grande é representativa de zona de supramaré, com metadolomitos de granulação fina, intercalações de níveis cinza-claro e cinza-escuro, presença de estruturas estromatolíticas e camadas com grandes espessuras, enquanto a Seqüência Litológica Rio Branco apresenta metadolomitos de granulação fina a média, estratificação cruzada e camadas pouco espessas, representativa de zona de inframaré. A partir da elaboração de colunas litoestratigráficas, pôde-se determinar as características de cada litotipo e a possível relação entre eles do ponto de vista de exploração. A utilizaçao da análise petrográfica e colorimétrica foram igualmente eficientes, pois permitiram distinguir as seqüências litológicas pela sua granulação, texturas, % de insolúveis e a distinção entre calcita e dolomita em secões delgadas. Através da análise química, pôde-se determinar os litotipos com maiores teores de insolúveis, visto que estes prejudicam a qualidade do material explotado, e, desta forma selecionar os níveis mais indicados do ponto de vista econômico A partir da gamaespectrometria terrestre, pôde-se separar as duas seqüências litológicas e as possíveis zonas de falhas, através dos diferentes padrões de assinaturas dos radioelementos potássio (K), urânio (U), tório (Th) e contagem total (CT). Os aspectos geológicos-geomorfológicos, através da elaboração do mapa clinográfico indicaram que as faixas com as mais elevadas cotas altimétricas (correspondentes aos litotipos da SLMG) apresentam também as encostas com maiores declividades e menores espessuras de tálus, sendo a seqüência litológica com maior concentração de pedreiras em temos de volume e material explotado. Já a análise dos dados estruturais permitiu determinar que a Sinforme de Morro Grande teve uma influência importante para a exploração, pois este grande dobramento criou maior inclinação das camadas e elevou-as tornando-as mais expostas, apesar de não existir um controle quanto as alturas das bancadas. Abstract: In spite of the great usefulness of the limestone and of the great reserves that the state possesses of this mineral, it is explored preferential for applications that it possesses low joined value. In Paraná, the existent calcareous rocks of Mesoproterozoic age in the metropolitan area of Curitiba are the most important rocks in geographical distribution as for the economical use. The present research consisted in the verification of the main exploration criteria used by the mining companies in the Capiru Formation, litologic sequences Morro Grande and Rio Branco in the area of Morro Grande, in the limit between the municipal districts of Colombo and Rio Branco do Sul, through the study and understanding in the plowing ways and research adopted by the mining companies, and thus to contribute for a better use of that limestone and with that to elevate the degree of prospeccional knowledge, because the lack of knowledge the reserves and qualities of the raw material are the immediate cause of the lack of strategic investments in the section. The main lithotypes in the study area are: metadolomites, phyllites and representative quartzites of a carbonate platform sequence that suffered low degree metamorphism. The area presents complex deformation and the several phases can be related to three main deformation events. In this paper exploration criteria related to the deposicional systems were analyzed, that showed the preference of the great mining companies for the although it represents a narrow metadolomitic strip in relation to Rio Branco Litologic Sequence. According the main characteristics Morro Grande Litologic Sequence is representative of supratidal zone, with metadolomites of fine granulation, alternating leveis of clear-gray and dark-gray, presence of stromatolitic structures and layers with great thickness while Rio Branco Litologic Seqüence presents metadolomites of fine granulation the average, crossed bedding and thinner layers, representative of infratidal zone. Through the elaboration of litostratigraphic columns , it could be determined that the caracteristics of each lithotype could be determined and the possible relation among the lithotypes from the exploration point of view. The use of the petrographic and colorimetric analysis were equally efficient, because they allowed to distinguish the litologic sequences for it granulation, textures,% of insoluble and the distinction between calcite and dolomite in thin sections. Through the Chemical analysis, it could be determined the lithotypes higher concentration tenors of insoluble, because these harm the quality of the exploited material, and, this way to select the most suitable leveis from the economical point of view. Starting from the terrestrial gammaspectrometry, it could separate the two litologic sequences and the possible faults zones, through the different patterns of signatures of the radionuclide potassium (K), uranium (U), thorium (Th) and total counting (TC). The geological-geomorphologic aspects, through the elaboration of the clinografic map they indicated that the strips with the highest altimetric quotas (corresponding to the lithotypes of Morro Grande Litologic Sequence) also present the hillsides with larger steepness and smaller talus width, being the litologic sequence with larger concentration of quarries in terms of volume and exploited material. Already the analysis of the structural data has allowed to determine that Morro Grande Synform had an important influence for the exploration, because this great folding created larger inclination of the layers and it elevated them, turning them more exposed, altough there is no control in the bench heights. Thus it is concluded that although most quarries are explored without obeying technical-scientific criteria, still their location are considered adequate according to the geological criteria established in this research.