Sample records for evaporites
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Sample records 1 - 3 shown.



1

Evaporitos como recursos minerais/ Evaporites as mineral resources

Silva, Maria A. M. da; Schreiber, B. Charlotte; Santos, Carla L. dos
2000-01-01

Resumo em português Evaporitos são rochas sedimentares comumente formadas em ambientes de sedimentação de baixo aporte de terrígenos, submetidos a clima seco onde as taxas de evaporação das águas são elevadas permitindo a formação de uma salmoura a partir da qual minerais evaporíticos se formam. O potencial econômico dessas rochas é enorme, valendo salientar que o cloreto de sódio ou sal de cozinha é um dos minerais evaporíticos de maior importância para o ser humano. Além (mais) disso, os evaporitos costumam estar associados a ambientes altamente produtivos em matéria orgânica e no registro geológico é conhecida a associação de campos gigantes de petróleo e seqüências espessas de evaporitos. Neste texto, iremos abordar os mecanismos mais importantes de formação dos evaporitos e seus ambientes deposicionais, apresentando os depósitos mais importantes onde evaporitos são economicamente explorados, e a importante relação com o petróleo. Ao final, serão discutidos os aspectos mais importantes dos evaporitos Aptianos, formados durante a fase golfo da evolução do Oceano Atlântico Sul, e que apresentam na sua porção relativa à bacia de Sergipe, importantes jazidas de silvinita, carnalita e taquidrita. Resumo em inglês Evaporites are sedimentary rocks commonly formed in sedimentary environments of low terrigenous input, under arid climate where the evaporation rates are high enough for the formation of brines from which the evaporitic sediments are generated. The economic potential of these rocks is enormous, and halite, the commonly consumed salt, is one of the most important evaporitic minerals for the human beings. In addition to that, evaporitic deposits are frequently associated to (mais) environments rich in the production of organic matter, and in the geologic record the association of evaporites and giant petroleum fields is widespread. In this article, we will discuss the processes of evaporite formation and its depositional environments, the most important deposits in the world where evaporites are economically explored will be presented, and the strong association of evaporites and petroleum. The Aptian evaporites of the Sergipe Basin, formed during the initial phase of opening of the South Atlantic Ocean, will be given as an example of exploration of sylvinite, carnallite and tachydrite.

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Utilização de uma nova equação constitutiva para os evaporitos de Taquari-Vassouras

Pinto, Cláudio Lúcio Lopes; Cruz, Eliane Ribeiro da
2004-06-01

Resumo em português As equações contitutivas Norton Power Law, que utilizam um e dois componentes (Norton, 1929), e a equação proposta por Pinto (1995), para representar o comportamento mecânico dos evaporitos da Mina de Boulby (Inglaterra), foram utilizadas para simular o fechamento da câmara experimental na Mina de Taquarí-Vassouras. Os resultados obtidos para a lei Norton Power demonstraram o caráter linear da deformação representada por essa equação. Conseqüentemente, essas (mais) formulações não são capazes de representar a fluência primária (transiente) ou o efeito de endurecimento no tempo. A equação Bayle-Norton, utilizada por Quinteiro (1992), supera esse problema. Entretanto o termo tempo (t), explícito em sua formulação, não permite a sua utilização em situações práticas encontradas em operações de mineração. A equação proposta por Pinto (1995) apresentou resultados bastante satisfatórios na simulação realizada. Uma análise dessa equação mostra ser ela capaz de representar, tanto a fluência primária (transiente), quanto a secundária (steady-state). Resumo em inglês The constitutive equation Norton Power Law, using one and two components (Norton, 1929) and an equation proposed by Pinto (1995) to represent the mechanical behavior of Boulby Potash Mine evaporites were used to simulate the closure of an experimental panel excavated at Taquarí-Vassouras Mine. The results obtained with the Norton Power law showed the linear characteristic of the deformation computed by this equation. Therefore, such equations are not able to represent th (mais) e transient (primary) creep or the time hardening effect. The Bayle-Norton constitutive law, used by Quinteiro (1992), overcomes this problem. Unfortunately, the time term (t), used explicit in its formulation, does not allow it to be used in practical mining situations. The equation proposed by Pinto (1995) led to results considered very satisfactory in the simulation carried out. An analysis of this equation demonstrates its capability of simulating, both, the transient (primary) and the steady-state (secondary) creep.

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Argilominerais da Formação Codó (Aptiano Superior), Bacia de Grajaú, nordeste do Brasil/ Clay Minerals From The Upper Aptian Codó Formation, Grajaú Basin, Northeastern Brazil

Gonçalves, Daniele Freitas; Rossetti, Dilce de Fátima; Truckenbrodt, Werner; Mendes, Anderson Conceição
2006-07-01

Resumo em português A Formação Codó, exposta no leste e sul da Bacia de Grajaú, consiste em sistemas deposicionais dos tipos lacustre e sabkha-salt pan, respectivamente, cujos depósitos incluem evaporito, folhelho negro betuminoso, folhelho cinza-esverdeado e calcário organizados em ciclos de arrasamento ascendente. Neste trabalho, foram realizadas análises de difração de raios-X, microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura em rochas predominantemente argilosas desta (mais) unidade, objetivando a caracterização da assembléia de argilominerais e o registro de sua variabilidade vertical ao longo dos ciclos deposicionais, a fim de discutir sua origem e verificar sua aplicabilidade como indicadores paleoclimático e paleoambiental. Os resultados indicam uma assembléia de argilominerais dominada por esmectita, seguida por ilita, caulinita e interestratificados irregulares ilita/esmectita. A esmectita é, em sua maioria, detrítica e caracterizada por palhetas crenuladas e/ou esgarçadas dispostas em arranjo paralelo ou caótico, sendo dominantes na porção inferior dos ciclos deposicionais. Quando pura, a esmectita mostra cristalinidade boa, tendo sido classificada como dioctaédrica e pertencente à espécie montmorillonita. Para o topo dos ciclos de arrasamento ascendente, ocorre aumento relativo de caulinita e ilita, estas com hábitos que revelam, pelo menos em parte, contribuição autigênica. A constatação de origem detrítica para o maior volume de argilominerais presentes nos depósitos estudados tornou possível sua utilização com propósitos de interpretação paleoambiental e paleoclimática. De forma geral, o domínio de esmectitas detríticas revela deposição a partir de suspensões em praticamente toda a extensão do sistema deposicional, sendo condizente com ambientes calmos, típicos de sistemas lacustres e complexos de sabkha-salt pan, como proposto para as áreas de estudo através de dados faciológicos. O domínio de argilas revela bacia com topografia, no geral, plana, sendo a espécie montmorillonita típica de áreas continentais. Além disto, mesmo tendo sido constatada origem autigênica para a caulinita e ilita, a coincidência sistemática de suas maiores ocorrências com o topo dos ciclos de arrasamento ascendente, sugere formação condicionada a mudanças paleoambientais específicas. Assim, propõe-se um modelo onde esmectitas detríticas teriam sido introduzidas em grande volume para áreas deprimidas durante períodos de nível de base elevado. À medida que o influxo e, conseqüentemente, o nível de base diminuiu, reduzindo a lâmina d´água, houve alternância de sedimentação clástica e química sob condições alternadamente subaquosas e subaéreas. A formação de caulinita e ilita como produto de substituição da esmectita detrítica pode ter ocorrido por influência de freqüentes exposições subaéreas e pedogênese. Estudos futuros são ainda necessários para melhor entender a origem destes minerais autigênicos. Porém, a ocorrência de ambos minerais em mesmo horizonte estratigráfico associado com fácies lacustres marginais do topo dos ciclos de arrasamento ascendente da área de estudo sugere possível influência climática. Desta forma, a formação da ilita ocorreria sob condições de maior evaporação (períodos mais secos), enquanto que a caulinita teria se formado sob condições de maior lixiviação por águas freáticas com pH baixo (períodos mais úmidos). O domínio de esmectita detrítica do tipo montmorillonita é condizente com condições de lixiviação e intemperismo intermediários em solos temperados com boa drenagem e pH neutro ou solos pobremente drenados e alcalinos de zonas áridas. Estas características, aliadas à vasta ocorrência de evaporitos na região estudada, confirmam tendência de clima quente e semi-árido durante o Neoaptiano da Bacia de Grajaú. Resumo em inglês This work combines facies, stratigraphy, X-ray diffraction, SEM and petrographic analyses in order to investigate argillaceous rocks of the Codó Formation exposed in the Codó and Grajaú areas, northeastern Brazil (Fig. 1). The main goal is to characterize the clay mineral assemblage and record its variability along the depositional cycles in the attempt to discuss its origin and test its applicability as paleoclimatic and paleoenvironmental proxy indicators. The Codó (mais) Formation records the Upper Aptian deposition of the Grajaú Basin, a tectonically subsiding structure originated during the early stages of rifting that culminated with the opening of the South Atlantic Ocean along the Equatorial Brazilian Margin (Aranha et al., 1990). This basin has been interpreted as a unique structure consisting of an intracontinental semi-graben, which was formed by combination of pure shear stress and strike-slip deformation (Góes and Rossetti, 2001). The sedimentary successions of this basin include three depositional sequences, designated as S1, S2 and S3 (Rossetti, 2001; Fig. 2), with the first including the Codó Formation studied herein. The Codó Formation records a depositional system dominated by closed and hypersaline lakes and sabkhasalt pan complex (Paz, 2000; Paz & Rossetti, 2001; Paz & Rossetti, 2005a). In the Codó area, these deposits encompass a 25 m-thick prograding lacustrine succession arranged as shallowing-upward cycles that are attributed to central, transitional, and marginal lake facies associations. Central lake deposits include mostly evaporites and bituminous black shales. Transitional lake deposits consist of green to grey shales interbedded with limestones (lime-mudstone, laminated to massive peloidal wackestone to packstone and sparstone) formed in more oxygenated waters relative to the central lake deposits. Marginal lake deposits include massive and indurated pelite with brownish-red colours, fenestral calcarenite of calcite grains, ostracodal wackestone/ grainstone, pisoidal packstone, rhythmite of ostracodal wackestone/grainstone, shale and microbial mats. These deposits show an abundance of features (i.e., paleosols, karstic features, fenestrae, meteoric cements, vadose pisoids) that are typically developed under exposure to subaerial conditions and/or meteoric waters. In the Grajaú area, evaporites dominate over the other facies, being represented by laminated gypsum and gypsare-nite/gypsrudite. The muddy lithofacies used in this study included black shale with high organic matter content, green to grey shale with low organic matter content, lime-mud-stone, rhythmite of carbonate and shale, and massive pelite. The black shales and the green to grey shales show a clay mineral assemblage composed of smectite (Fig. 3a and b) and, subordinately, illite (Fig. 3b), kaolinite (Fig. 3c) and irregularly interstratified illitesmectite. The smectite is, in general, detrital in nature, being characterized by crenulated flakes with parallel or chaotic arrangements (Figs. 3a and b). The smectite, when pure, exhibits high crystallinity and has been classified as dioctaedral montmorillonite. Authigenic smectite is locally found and arranged as crystals averaging 2 μm that show a honey-comb morphology, which usually drape ostracode shells in rhythmites. Kaolinite occurs as pseudohexagonal and equidimensional crystals averaging 1 μm in diameter that replaces smectite, and as booklets averaging 8 μm that fill pores (Fig. 3c). Its occurrence is substantially increased in marginal lake deposits, more specifically in the massive pelite facies. Illite occurs as hair-like crystals (Fig. 3b, arrows) in transitional lake deposits as replacement of smectite. However, it is possible that part of this mineral is detrital; in this case, it is characterized by a morphology in flakes that can hardly be differentiated from detrital smectites. The lime-mudstone consists of calcite, sulphates, quartz grains and clay minerals similar to the ones found in the other sedimentary facies analysed in this study (Fig. 3d). The rhythmite of black shale/mudstone, typical of the marginal lake facies association, consists of parallel and laterally continuous laminae of microbial mats and/or green-grey shale that alternate with mudstone to ostracodal packstone/grainstone that locally display ostracod shells arranged parallel to bedding (Fig. 3e and f). The dominant clay mineral in this facies is also smectite, which occurs either as parallel flakes with ragged margins or as honeycomb crystals (Fig. 3g). The massive pelite (Fig. 3h, i), typical of marginal lake deposits, is composed by calcite, clay minerals and quartz grains (Fig. 3h). The clay minerals include smectite flakes with ragged margins, as well as hairy illite and booklets of kaolinites that are up to 12 μm of length (Fig. 3i). Analysis of the X-ray diffractograms revealed that mixed illite/smectite interlayers are also present in the deposits characterized above (Fig. 4). The distribution of smectite and illite/smectite throughout the studied profiles shows an upward decrease relative to the amount of kaolinite and illite (Figs. 5 and 6). This tendency was also observed in some individual shallowing-upward cycles. Thus, central and transitional lacustrine deposits, located at the base of the successions, exhibit relatively increased amounts of smectite relative to kaolinite and illite, while the transitional and marginal deposits at the top show an inverse behavior. The large volume of detrital clay minerals allowed their use for discussing depositional paleoenvironment and paleoclimate. The dominance of detrital smectites revealed deposition from suspensions throughout the depositional setting, supporting low energy flows, typical of lacustrine and sabkha-salt pan complex, as proposed for the study area with basis on facies analysis. The presence of clays as the only clastics reveals a basin located in a region with low topography, and the species montmorillonite (Tabelas 1, 2 and 3) attests to continental areas. Despite the authigenic origin, the occurrence of the highest volumes of kaolinite and illite systematically at the top of the shallowing-upward cycles suggests influence of the depositional setting. Hence, a model is proposed where detrital smectites were introduced in large volumes into depressed areas during periods of high base level. As the inflow, and consequently, the base level dropped, the water level decreased, promoting alternation of clastic and chemical deposition under fluctuating subaqueous and subaerial conditions. A semi quantitative study applying EDS revealed that smectites from the black shales contain higher Al relative to Mg, as well as significant values of K (Fig. 7). In addition, the green-grey shales and massive pelite display smectites with Si occupying a tetrahedric position (Tabelas 2 and 3). The octahedric position is occupied by Al, Mg, Fe3+ and, secondarily, Ti. The excess of K confirms the presence of an illitic composition, associated with interestratified illite/smectite. The formation of kaolinite and illite from detrital smectites would have occurred under influence of subaerial exposure and pedogenesis. Further studies are still needed in order to better understand the origin of these authigenic minerals. However, the occurrence of both minerals in a same stratigraphic horizon, associated with marginal lacustrine facies from the top of shallowing upward cycles led to invoke a possible climatic influence. Hence, the formation of illite would have occurred under increased evaporation (drier periods), while the kaolinite would have formed due to the influence of phreatic waters having low pH (relatively more humid periods). The dominance of detrital montmorillonite suggests its formation as a consequence of weathering in continental arid areas. These characteristics, added to the vast presence of evaporites in the study areas, led to indicate a prevailing hot, arid to semi-arid climate during the Late Aptian of the Grajaú Basin.

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