Sesión de póster

Sesión de póster
IX CONGRESO IBÉRICO
XI CONGRESO NACIONAL
DE GEOQUÍMICA
Sesión de póster
SORIA
16-18 SEPTIEMBRE 2013
Dados geocronológicos e geoquímicos sobre
o cortejo hipabissal de Dehsalm (leste do Irão):
contributo para o conhecimento do arco vulcânico
terciário no limite oriental do Bloco de Lut
Arjmandzadeh R1, Santos J.F.2*, Ribeiro S2
2
1
Departamento de Geologia, Universidade de Payame Noor, Irão
Geobiotec, Departamento de Geociências, Universidade de Aveiro, Portugal
* [email protected]
Resumo
A associação de rochas intrusivas hipabissais, de textura
geralmente porfirítica, da zona de Dehsalm faz parte da cintura vulcanoplutónica do Bloco de Lut, na parte central da região oriental do Irão.
Estudos anteriores incidindo sobre a alteração, as mineralizações e o papel
dos fluidos hidrotermais revelaram que, em consequência da instalação
das referidas rochas intrusivas, teve lugar a actividade de um sistema
mineralizante do tipo pórfiro de Cu-Mo (Arjmandzadeh et al., 2013).
As rochas estudadas neste trabalho variam desde as composições
gabro-dioríticas até às graníticas, com predomínio das monzoníticas e quartzomonzoníticas, e apresentam características geoquímicas de sequência
calco-alcalina rica de potássio a shoshonítica, de zona de arco vulcânico.
A conjugação da informação petrográfica com a projecção dos dados de
elementos maiores em diagramas de Harker sugere que a cristalização
fraccionada de clinopiroxena, plagioclase, horneblenda, apatite e óxidos
teve um papel fundamental na diferenciação magmática. Nos perfis multielementares normalizados em relação ao manto primordial nota-se um nítido
enriquecimento de elementos litófilos de grande raio iónico, como o Rb, o Ba e o
Cs, e empobrecimento de alguns elementos com grande força de campo, como
o Nb, o Ti, o Y e as terras-raras pesadas. Quanto aos perfis de lantanídeos com
normalização condrítica, eles mostram, por um lado, um nítido fraccionamento
entre as terras-raras leves e as pesadas, com valores elevados de LaN/YbN
(21.5 to 31.0), enquanto, por outro lado, são desprovidos de anomalias de Eu.
Na associação intrusiva de Dehsalm, registam-se ainda valores entre 31.6 e
72.2 para a razão Sr/Y e entre 21.5 e 33.5 para La/Yb, o que revela que, apesar
de serem ricas de potássio, estas rochas possuem alguma afinidade adaquítica.
4
5
As análises isotópicas efectuadas para o sistema Rb-Sr permitiram obter
uma idade de 33.4 ± 1 Ma (87Sr/86Sr inicial = 0.70481 ± 0.00001; MSWD = 0.112),
definida pelas composições de rocha total, feldspato e biotite de uma amostra
de quartzo-monzonito. O resultado referido pode ser interpretado como sendo
muito próximo da idade de intrusão, tendo em conta que a amostra escolhida tem
uma textura que indica um rápido arrefecimento do magma e que, além disso,
a composição mineralógica não inclui testemunhos significativos de alteração.
A idade agora obtida coincide, considerando a margem de erro, com um dado
geocronológico reportado num estudo anterior (Arjmandzadeh et al., 2011)
efectuado em materiais semelhantes na área de Chah-Shaljami, a qual se situa
a NW da presente zona de estudo, ao longo do bordo oriental do Bloco de Lut.
References
Arjmandzadeh, R., Karimpour, M.H., Mazaheri, S.A., Santos, J.F., Medina, J., Homam, S.M., 2011. Sr–Nd isotope geochemistry and petrogenesis of the Chah-
Shaljami granitoids (Lut Block, Eastern Iran). Journal of Asian Earth Sciences 41: 283–296
Arjmandzadeh, R., Karimpour, M.H., Mazaheri, S.A., Santos, J.F., Medina, J., Homam, S.M., 2013. Petrogenesis, tectonomagmatic setting and mineralization potential of Dehsalm granitoids, Lut block, Eastern Iran. Geosciences Scientific Quarterly Journal, accepted.
Os valores de 87Sr/86Sr(33Ma) e εNd(33Ma) variam de 0.70481 a 0.70508
e de +1.5 a +2.5, respectivamente, o que é compatível com uma fonte, para
os magmas parentais, em ambiente de cunha mantélica supra-subducção.
Adicionalmente, as gamas estreitas das composições isotópicas indicam que
a contribuição crustal para a diversificação magmática não foi significativa.
Conciliando os diferentes tipos de dados geoquímicos - isotópicos,
oligoelementares e macroelementares - parece poder sugerir-se que os líquidos
parentais se terão originado por fusão de uma fonte mantélica metassomatizada,
em que a granada se comportou como fase residual, enquanto a flogopite terá
contribuído para os fundidos gerados.
Quer as características geoquímicas dos pórfiros de Dehsalm, quer a sua
associação com mineralizações de Cu-Mo estão de acordo com a sua instalação
em ambiente de arco continental maduro, o qual deverá estar relacionado com
a convergência das placas do Afeganistão e de Lut durante o Oligocénico. As
características dos granitóides de Dehsalm revelam uma forte afinidade com as
rochas contemporâneas de Chah-Shaljami, estudadas por Arjmandzadeh et al.
(2011). O facto de em Dehsalm estar presente um leque mais amplo de litologias,
incluindo composições mais máficas (nalguns casos, praticamente gabróicas)
do que as encontradas em Chah-Shaljami, reforça a ideia, já apresentada
no trabalho anterior, de os magmas parentais terem origem mantélica.
6
7
Estudo Geoquímico de zircão dos granitos pós-D3
associados à Zona de Cisalhamento Porto-Tomar
(NW de Portugal)
Abreu J, Martins H.C.B.1*
1
DGAOT, Centro de Geologia, F.C. da Universidade do Porto, Porto, Portugal
*[email protected]
Resumo
As rochas graníticas selecionadas para este estudo localizamse na fronteira ocidental da Zona Centro-Ibérica, NW de Portugal, mais
precisamente na zona litoral do Distrito do Porto. Aquela fronteira é marcada
por uma das mais importantes estruturas Variscas, a zona de cisalhamento
Porto-Tomar (ZCPT) ao longo da qual se encontram alinhados os granitos
estudados. Na zona litoral do Distrito do Porto afloram três granitos pósD3, o granito de Castelo do Queijo, Lavadores e Madalena, cuja instalação
foi condicionada pela ZCPT. O granito do Castelo do Queijo é o que se situa
mais a norte e aflora numa pequena mancha na orla litoral situada na zona
ocidental da cidade do Porto, sendo intrusivo nos gnaisses do Complexo
Metamórfico da Foz do Douro. Na margem sul do rio Douro, no concelho de
Vila Nova de Gaia, afloram o granito de Lavadores na zona mais a norte e
numa estreita faixa ao longo do litoral, à medida que este granito se estende
para sul, vai-se dando um contacto gradual com o granito da Madalena.
Este grupo de granitos associados à ZCPT foi alvo de um estudo
geoquímico de zircão e da morfologia interna dos grãos. Foram efetuadas 81
análises numa microssonda eletrónica FXA JEOL – 8500F com uma voltagem
de aceleração de 20kV, corrente de nA e um diâmetro de feixe de 1μm. Os
zircões apresentam formas euédricas a subédricas, e a sua estrutura interna
mostra-se nebulítica na zona central e formação de bandas oscilatórias nas
zonas mais externas.
As variações composicionais dos teores dos elementos analisados
nos granitos que constituem a orla costeira da zona do Porto estão
representadas na Figura 1. Verifica-se que a nível composicional os
valores mais elevados de HfO2 correspondem ao granito de Lavadores
(2,04% a 1,33%) estando equilibradamente bem distribuídos por todo grão.
8
No granito do Castelo do Queijo os valores de HfO2 variam 1,74% a
1,1% encontrando-se ligeiramente mais evidenciados nas orlas do grão. No
granito de Madalena (2,92% a 1,29%) verifica-se a mesma relação do granito
de Lavadores. O Y2O3 no granito de Castelo do Queijo está sempre presente em
quantidades inferiores a 1,46%, sendo o que apresenta o valor mais elevado
neste grupo de granitos e exibindo de um modo geral teores mais elevados no
núcleo dos grãos. No granito de Lavadores os valores de Y2O3 são bastante
reduzidos, sendo o mais elevado 0,33%. O granito de Madalena também
apresenta valores reduzidos em Y2O3, sendo o mais elevado 0,50%. Nestes
dois granitos os teores deste elemento encontram-se distribuídos de forma
equilibrada por todo o grão. Os teores de ThO2 para o granito de Castelo do
Queijo variam desde 0 a 0,88% estando distribuídos de forma homogénea pelos
grãos. No granito de Lavadores os teores variam entre 0 e 1,8% apresentando
o granito da Madalena teores de ThO2 mais baixos 0- 0,12% não evidenciando,
ambos os granitos, diferenças significativas no núcleo e na orla. O granito
de Castelo do Queijo apresenta teores de UO2 de 0 a 1,34%, o granito de
Lavadores de 0 a 0,36% e o granito de Madalena apresenta teores que variam
entre 0,02 a 1,24 % encontrando-se dispersos por todo o grão nos três granitos.
Relativamente à relação Zr/Hf, o valor médio é de 40 para os granitos
de Lavadores e Madalena e 45 para o de Castelo de Queijo apontando assim
para zircões de assinatura crustal (Pupin 2000; Pérez-Soba et al. 2007).
Lavadores
Castelo do Queijo
2,5
2
1,5
1
0,5
0
2,5
2
1,5
1
0,5
0
HfO2
Y2O3
ThO2
HfO2
UO2
Y2O3
ThO2
UO2
Madalena
2,5
2
1,5
1
0,5
0
HfO2
Y2O3
ThO2
UO2
Fig 1. Variação composicional de zircão dos granitos de Castelo do Queijo, Lavadores
e Madalena. Os gráficos mostram a composição do zircão (linha vertical), e a mediana
(linha horizontal).
9
Silva (1995, 2010) sugere para estes granitos uma génese
fundamentalmente mantélica com alguma contaminação crustal.
Referências
Petrogenesis of the Santa Eulália Plutonic Complex
(Alentejo, Portugal): contribution from recent
elemental and isotopic (Sr-Nd) geochemical data
Pérez-Soba, C., Villaseca C., González del Tánago J. 2007. The compositions of zircon in the peraluminous hercynian granites of the spanish central system batholith. The Canadian Mineralogist, Vol 4, 509-527.
Carrilho J1, Sant’Ovaia H2, Nogueira P3, Martins H.C.B.2*, Noronha F2,
Lopes L4
Centro de Geologia Univ. Lisboa; Dpt. Geociências, E.C.T., Universidade de Évora,
Portugal
2
Centro de Geologia Univ. Porto, DGAOT, F.C., Universidade do Porto, Portugal,
3
Centro de Geologia Univ. Porto; Dpt. Geociências, E.C.T., Universidade de Évora,
Portugal
4
Centro de Geofísica de Évora; Dpt. Geociências, E.C.T., Universidade de Évora,
Portugal
1
Pupin, J.P., 2000. Granite genesis related to geodynamics from Hf-Y in zircon. Transaction of the Royal Society of Edinburg: Earth Sciences, 91, 254-256.
Silva, M.M.V.G., 1995. Mineralogia, petrologia e geoquímica de encraves de rochas graníticas de algumas regiões portuguesas. Tese de Doutoramento. Universidade de Coimbra.
Silva, M.M.V.G., 2010. O granito de lavadores e os seus encraves. In: Cotelo Neiva, J.M.,Ribeiro, A., Mendes Victor, Noronha, F., Magalhães Ramalho, (Eds), Ciências Geológicas – Ensino e Investigação e sua História, Vol1, pp. 269-
279.”
10
*[email protected]
Abstract
The Santa Eulalia Plutonic Complex (SEPC) is a late-Variscan granitic
massif with elliptical contours intersecting the NW-SE Variscan dominant
regional structures in the most northerly sectors of the Ossa-Morena Zone
(Iberian massif). The host rocks of this plutonic complex are meta-sedimentary
formations generated between Proterozoic and Lower Paleozoic, some of
them strongly affected by contact metamorphic processes related to the SEPC
intrusion, and now recognized as a set of hornfels with a wide compositional
range. SEPC has two main granitic facies which present different compositions
and textures. It can be classified as a ring igneous complex composed,
from the rim to the core, by a medium- to coarse-grained pink granite (G0group), with biotite (± horneblende) as the dominant mafic mineral, involving
large (kilometric) elongated masses of mafic (gabbroic) to intermediate
(granodioritic) rocks, here called M-group, and a central gray medium-grained
granite (G1-group), typically monzonitic, with biotite as the main mafic mineral,
sometimes showing a slight porphyritic tendency, namely in a few outcrops
located in transitional zones, near the contact with the peripheral G0-type ring.
Magnetic Susceptibility (MS) analysis sustain major genetic differences
between pink and gray SEPC granites. G0 facies present relatively high
values of magnetic susceptibility (Km>10-3 SI) compatible with the presence
of magnetite, while the low values registered in G1-group (Km<10-4 SI)
are consistent with the presence of ilmenite. Distinct magnetic behaviour
of these two granitic facies also reveal contrasting redox conditions
during the magma genesis and cooling process (Sant’Ovaia et al., 2011).
bulk TOC values reflected strong dilution effects ordinarily in carbonate facies.
11
Elemental geochemistry confirms significant differences between G0
and G1 facies. G0 granites represent more evolved liquids (>SiO2 wt.% and
<MgO wt.%) with dominant metaluminous character, plot close to A-type fields
(Whalen et al., 1987), and some samples show negative Eu anomalies. Instead,
G1 facies are typically monzonitic granites with a slight peraluminous character
and no significant Eu anomalies (Lopes et al., 1998). Relationships between
SiO2 vs. (Na2O+K2O-CaO) indicate that G0-group and G1-group have alkalicalcic and calc-alkaline character respectively; both granitic groups, should be
classified as magnesian according to SiO2 vs. FeOt/(FeOt+MgO) correlation
(Frost et al., 2001).
Recent Sr and Nd isotopic data obtained for 15 samples (5 per group of
facies) were used considering an age around 290 My (Pinto, 1984). The least
evolved gabbro of the M-group has a mantle Nd isotopic signature (ɛNd290=+1.7)
representing the highest value of the wide ɛNdi range revealed by this group
of facies (-3.0<ɛNd290<+1.7). Representative samples of G0 granite, belonging
to the external ring, show a narrower range of ɛNdi values (-2.3<ɛNd290<-0.9)
which is included in the previous M-group ɛNdi range. G0-group also plots in the
mantle-crust Sr-Nd isotopic alignment apparently defined by mafic-intermediate
rocks of M-group. In contrast, the grey granites placed in the central part of the
SEPC (G1-group), diverge from this trend, showing clearly lower ɛNd290 values
(-5.9<ɛNd290<-4.7) which suggest petrogenetic processes involving dominant
crustal melts and/or primary magmas strongly contaminated by crustal fractions.
Acknowledgment
This work has been financially supported by PTDC/CTE-GIX/099447/2008
(FCT-Portugal, COMPETE/FEDER);
References
Frost, B.R., Barnes, C.G., Collins, W.J., Arculus, R.J., Ellis, D.J. & Frost, C.D. (2001). A Geochemical Classification for Granitic Rocks. Journ. of Petrol., 42, 2033-
2048.
Lopes, J.C., Munhá, J.M., Wu, C.T. & Oliveira, V.M.J. (1998). O Complexo Plutónico de Monforte-Santa Eulália (Alentejo-NE, Portugal central): caracterização geoquímica e considerações petrogenéticas. Comun. Inst. Geol. e Mineiro, 83, 127-142.
Pinto, M.S. (1984). Granitóides caledónicos e hercínicos na Zona de Ossa-Morena (Portugal) – nota sobre aspectos geocronológicos. Memórias e Notícias Publ. Mus. Lab. Min. Geol. Univ. Coimbra, 97, 81-94.
Sant’Ovaia, H., Lopes, J.C., Nogueira, P. (2011). Multidisciplinary study of Santa Eulalia Plutonic Complex (Central Portugal): Preliminary insight, (2011) Min. Mag., 75, 3, 1795.
Whalen, J.B., Currie, K.L. & Chappell, B.W. (1987). A-type granites: geochemical characteristics, discrimination and petrogenesis. Contr. Min. Petrol., 95, 407-
419.
Also (87Sr/86Sr)290 vs. (1/Sr) projection points to a likely ACF-type
differentiation process showing that crustal assimilation were probably more
important during the petrogenesis of the G1-facies than in the magmatic event
which provided the association between M and G0 groups, probably dominated
by fractional crystallization mechanisms with relatively lower contribution of
crustal assimilation.
12
13
La enseñanza-aprendizaje de contenidos
geoquímicos basado en la indagación: el caso del
ciclo del carbono
Caballero I1*, Charro E2, Eugenio M1, Moyano A1
EU de Educación, Campus Duques de Soria, Universidad de Valladolid. Soria
España.
2
Facultad de Educación y Trabajo Social. Campus de Valladolid, Universidad de
Valladolid. Valladolid, España
1
*[email protected]
Resumen
Enseñar los conceptos relacionados con los problemas ambientales, de
un marcado carácter CTS (Ciencia, Tecnología y Sociedad), no siempre es fácil,
ya que muchos de sus componentes básicos pueden ser abstractos, complejos
o invisibles. En este sentido, los estudios que relacionan Ciencia, Tecnología
y Sociedad (CTS), constituyen un importante campo de trabajo en los ámbitos
de la investigación académica y la educación. Son numerosos los estudios
que reflejan los bajos resultados de los estudiantes españoles en materias de
ciencias, como se puede comprobar en el Informe Pisa 2006, lo que demuestra
la necesidad de modificar las estrategias de enseñanza en nuestros centros.
En este sentido, en los últimos años gran cantidad de trabajos, artículos y
revisiones bibliográficas publicadas dan cuenta de ello. En concreto, numerosas
investigaciones han puesto de manifiesto las problemáticas existentes y
reflejan la necesidad de implicar a los docentes en los procesos de cambio.
Diversos autores, a través de sus estudios, han llegado a la conclusión
de que el objetivo prioritario de la enseñanza y del aprendizaje de las ciencias
debe ser promover una actitud positiva en los estudiantes hacia la ciencia
escolar, que mantenga la curiosidad y mejore la motivación con el fin de generar
apego y vinculación hacia la educación científica, no sólo durante la época
escolar, sino, también, a lo largo de toda la vida. Para ello es necesario llevar
al estudiante a la indagación de los fenómenos, de los hechos y de las teorías,
entre otros; que le permita realizar observaciones, hacer preguntas, revisar
diferentes fuentes de información, contrastar con lo que ya sabe, analizar e
interpretar datos, formular respuestas, dar explicaciones y llegar a conclusiones.
14
Como dicen varios autores, esa curiosidad, ese afán de conocimiento,
ese deseo de comprender es la premisa inicial, en cualquier persona, para todo
proceso de aprendizaje, lo que lleva a los estudiantes a reclamar una forma
diferente de aprender las ciencias, por lo que es necesario desarrollarla de
manera que satisfaga e incremente ese afán de conocimiento e investigación,
principio básico del aprendizaje para mantenerlo a lo largo de la vida.
La estrategia de enseñanza-aprendizaje por indagación se basa
pues, en el propio método científico. Los científicos usan su conocimiento
de los principios, conceptos y teorías, junto con las habilidades propias del
proceso científico para construir nuevas explicaciones para que se pueda
comprender el mundo natural; y esto se conoce como “indagación científica”.
La relevancia de este tipo de estrategia se pone de manifiesto ante los
numerosos y recientes estudios acerca de la enseñanza por indagación.
Un problema ambiental de máxima actualidad y que debe de ser
abordado en el aula es el cambio climático. El calentamiento global no puede
ser entendido sin conocer uno de los ciclos biogeoquímicos más importantes
de la naturaleza, el del carbono.
En este trabajo, se pretende abordar contenidos geoquímicos tan
importantes como los ciclos biogeoquímicos desde un enfoque novedoso
y creativo. Los ciclos biogeoquímicos son los recorridos que realizan los
elementos químicos en la naturaleza. En estos recorridos van pasando por
los diferentes subsistemas, desde el medio (atmósfera, hidrosfera, geosfera)
a los seres vivos (biosfera), regresando nuevamente al medio. Por tanto, la
circulación de la materia es cíclica. El tiempo de permanencia o de residencia
de los elementos en los diferentes sistemas es muy variable, denominándose
almacén o reserva aquel lugar donde dicha permanencia es máxima. Uno de
los ciclos más importantes es el del carbono dado que es el cuarto elemento
más abundante en la Tierra y es esencial para la vida. Su inclusión, por lo tanto,
en el currículo de ciencias en los niveles educativos preuniversitarios es vital.
Se presenta una propuesta didáctica para abordar el estudio del ciclo
del carbono mediante la elaboración de un módulo que fomenta la búsqueda de
alternativas didácticas dentro de una marco teórico metodológico, que permita
abordar los objetivos curriculares y despertar la toma de conciencia de las
problemáticas socio-ambientales, energéticos y económicas.
15
La determinación de circonio, niobio, hafnio y
tántalo por ICP-MS en materiales geológicos
Reyes J1*, Castillo-Carrión M1
1
Instituto Geológico y Minero de España, (IGME) España
*[email protected]
Resumen
Los elementos circonio, niobio, hafnio y tántalo pertenecen al grupo
geoquímico de los HFSE (por las siglas en inglés de high field strength elements,
elementos de alto potencial iónico). Estos elementos tienen las propiedades de
ser generalmente incompatibles en los procesos de cristalización permaneciendo
normalmente inmóviles en los fluidos y fases sólidas, lo que hace que se
puedan utilizar como indicadores petrogéneticos de las rocas ígneas: por
ejemplo, utilización de la relaciones Nb/Ta y Zr/Hf en estudios de evolución de
magmas graníticos o en el estudio de acontecimientos metasomáticos en los
que intervienen carbonatitas. También se han empleado como indicadores en la
exploración biogeoquímica de depósitos minerales. Además, la determinación
de Hf puede presentar interés en la utilización del método de datación 176Lu-176Hf.
La determinación de los HFSE se puede realizar con dos tipos de técnicas:
- Técnicas que permiten trabajar directamente sobre la muestra sólida: FRX, EMPA, INAA o LA-ICP-MS.
La determinación de todos o algunos de estos elementos se
basa en la fusión y disolución del fundente obtenido o directamente en
la disolución de la muestra con una mezcla de ácidos. Además tienen una
serie de problemas analíticos ya que en algunos casos se encuentran
en minerales accesorios con gran resistencia química a la disolución,
su medida puede estar afectada por la presencia de efectos de matriz o
interferencias, y para conservarlos en disolución necesitan ácido fluorhídrico
y pueden tener problemas de inestabilidad con el trascurso del tiempo.[2-3].
El objetivo de este trabajo es proponer un procedimiento para la
determinación de HFSE. Se utilizará la técnica ICP-MS con diferentes tipos de
matrices geológicas, minimizando los efectos de matriz y asegurando los límites
de determinación más bajos posibles. La preparación química de las muestras
en el procedimiento propuesto consta de dos etapas: fusión con metaborato
de litio y disolución del fundido con mezcla de ácidos (HF, HCl y HNO3). Se
estudiará la influencia de la adición de carbonato de litio, manitol o EDTA en los
procesos de ataque de la muestra así como en la estabilidad de la disolución
obtenida. Se realizara una evaluación del procedimiento propuesto con
diferentes Materiales Certificados de Referencia para garantizar su aplicabilidad.
Referencias
[1] Hall,G. E. M., y Pelchat, J.C. J. Anal. At. Spectrom. (1990), 5, 339-349.
[2] Nikolaeva, I.V.; Palesskii, S.V.; Koz´menko, O.A.y Anoshim, G.N. Geochem. Int. (2008), 46(10), 1016-1022
[3] Qing,C.; Shibata, T.; Shinotsuka, K.; Yoshikawa, M. y Tatsumi,Y. Frontier Research on earth evolution (IFREE Report for 2001-2002) (2003), 1, 357-362
La determinación de estos elementos por las técnicas de XRF
(Zr y Nb) o EMPA presentan la ventaja de no necesitar una preparación
química, sin embargo tienen como inconveniente el no llegar a límites
de determinación muy bajos. En el caso de la determinación de Hf y Ta
por INAA si se podrían alcanzar dichos límites pero se requieren largos
tiempos de conteo y no es una técnica de fácil disponibilidad [1-2].
-Técnicas que precisen de una preparación previa ya sea una digestión ácida o una fusión: ICP-MS, ICP-AES o AAS.
16
17
Los plaguicidas en la nueva situación hídrica del
Parque Nacional de Las Tablas de Daimiel
de la Losa A1, Martínez P2, Castaño S1*, Stoykova E2, Díaz S2 y Vázquez
M.I.1
1
Instituto Geológico y Minero de España (IGME)
2
Universidad Complutense de Madrid (UCM)
*[email protected]
Resumen
En otoño de 2009 dio comienzo una etapa húmeda en la zona central
de la Península Ibérica que, en el caso del Parque Nacional de Las Tablas de
Daimiel, se ha concretado en varias inundaciones casi totales desde comienzos
de 2010, gracias a los aportes desde los cauces fluviales del norte y, por
primera vez desde la década de 1980, desde el sur por el río Azuer. Ese período
hidrológico húmedo ha supuesto igualmente una recuperación significativa del
sistema acuífero de la Mancha occidental en el entorno del Parque Nacional.
Así, en diciembre de 2011 aparecieron zonas encharcadas en varios puntos
del cauce del Guadiana, y en otoño de 2012 se produjo una salida de aguas
subterráneas a escasos kilómetros de Las Tablas (en el entorno del Molino
Nuevo), circulando por el cauce y alcanzando finalmente el Parque en una
cuantía que superaba los 200 l/s. Además, a comienzos de 2013, se produjeron
de nuevo aportaciones a Las Tablas a través del río Azuer, enmascarando las
salidas de aguas subterráneas descritas, aunque también se ha producido un
encharcamiento casi generalizado de todo el cauce del Guadiana desde los Ojos.
Esta nueva situación hídrica, con grandes aportes de escorrentía
superficial en toda la Cuenca Alta del Guadiana y aparición de aguas
subterráneas, hacen suponer que se habrá producido una significativa
movilización de sustancias contaminantes tanto por la escorrentía superficial
como por la subterránea, especialmente de aquellos de origen agrícola. Estos,
por otro lado, podrían afectar al Parque Nacional de Las Tablas de Daimiel
al ser éste el punto final del sistema hidrológico del Alto Guadiana, tanto de
la cuenca hidrográfica como del sistema acuífero de la Mancha occidental.
18
En las zonas próximas a las Tablas de Daimiel, las prácticas agrícolas
son numerosas y la aplicación de distintos productos puede llegar a afectar
las aguas del entorno del Parque. Entre ellos, los plaguicidas y fertilizantes
aplicados constituyen una fuente de sustancias susceptibles de alcanzar las
aguas subterráneas y superficiales, alterando así su calidad química. Con
el fin de determinar la posible movilización de productos contaminantes,
especialmente plaguicidas, se llevaron a cabo dos campañas de muestreo
en la zona de influencia del Parque Nacional. En la primera de ellas, en
diciembre de 2012, se tomaron 25 muestras tanto de aguas superficiales (9
muestras) como subterráneas (16 muestras). La segunda se realizó en febrero
de 2013, recogiéndose 12 muestras exclusivamente de aguas superficiales.
Se determinaron 15 plaguicidas (organoclorados en su mayoría y alguno de
tipo organofosforado), de entre los más ampliamente utilizados en tratamientos
agrícolas en la zona de estudio. El análisis de los plaguicidas se realizó mediante
la técnica de microextracción en fase sólida (SPME) acoplada a cromatografía
de gases con detección en modo de espectrometría de masas en tándem (GCMS/MS).
Los valores de plaguicidas se han encontrado casi siempre por
debajo de los límites de detección de las técnicas empleadas. Sólo cabe
destacar que, en la primera campaña de muestreo, se han detectado en
varias muestras, aunque no ha sido posible su cuantificación, compuestos de
diclorodifeniltricloroetano (el p, p-DDD o, p-DDT). Por otra parte, durante esta
misma campaña, únicamente se ha encontrado hexaclorobenceno (2.665 ng/L)
en una muestra correspondiente a un piezómetro somero (11 m de profundidad)
y sin protección en su boca. Al no encontrarse indicios de este mismo plaguicida
en puntos próximos, tanto de aguas superficiales como subterráneas, se
ha supuesto que posiblemente su presencia es puramente accidental.
No obstante, la no detección de los plaguicidas analizados durante las dos
campañas de muestreo, no supone que Las Tablas no se hayan visto afectadas
por los mismos, ya que los tratamientos fitosanitarios empleados en la
zona se suelen aplicar durante el mes de mayo, periodo durante el cual las
temperaturas son más elevadas y las plagas e infecciones proliferan en mayor
medida. Por lo tanto, sería necesario insistir en la necesidad de realizar futuros
estudios para evaluar los posibles efectos de los plaguicidas en esta zona.
19
Significado paleoambiental de la nahcolita en el
registro sedimentario de la laguna del maar de
Fuentillejo (Ciudad Real)
Vegas J1, Galán L1*, Bellido E1, García-Cortés A1
1
Instituto Geológico y Minero de España.
Laboratorios Generales, Tres Cantos (Madrid)
*[email protected]
Resumen
Se han realizado análisis geoquímicos y mineralógicos de los sedimentos
lacustres localizados entre los 60 y 64 m de profundidad del sondeo FUENT-1
(142,4 m de profundidad), perforado en la laguna del maar de Fuentillejo, para
la reconstrucción de los procesos geoquímicos, climáticos y ambientales que
influyeron en la formación de nahcolita (NaHCO3) en este intervalo. Esta laguna
se sitúa en la Región Volcánica Central de España del Campo de Calatrava, al SO
de Valverde de Calatrava (Ciudad Real). La erupción freatomagmática del maar
de Fuentillejo está asociada a una fractura de desgarre de componente E-O,
a la que se asocian otras fracturas transversales de dirección NO-SE y originó
un cráter de tipo “hard-substrate maar”, con forma de embudo, que supone un
sustrato competente donde se alberga la laguna objeto de estudio. La cuenca
de drenaje está formada exclusivamente por rocas metamórficas y volcánicas,
pero no hay rocas carbonáticas. El cráter tiene un diámetro externo de 1.400 m
e interno de 450 m y contiene un registro sedimentario lacustre con una edad
estimada en 350 ka BP, según los estudios paleomagnéticos y las dataciones
realizadas por radiocarbono (primeros 20 m) y por U/Th en cristales de nahcolita.
El clima de la zona de estudio es mediterráneo con una fuerte influencia
continental. Tiene una temperatura media anual de 14,5ºC y una precipitación
media de 391 mm/año, con una gran variabilidad interanual y una tasa de
evaporación de 1400 mm. Domina la vegetación esclerófila, fundamentalmente
la encina y, a mayor altitud y en zonas de umbría, el bosque de caducifolios,
así como algunas coníferas y el matorral. En la actualidad la laguna está a una
altitud de 635 m s.n.m., no tiene afluentes ni efluentes y es de tipo efímero,
con una lámina de agua estacional que no sobrepasa 1,5 m de profundidad.
20
El nivel del agua depende fundamentalmente del balance entre
precipitación y evaporación y no hay evidencias de aporte por aguas
subterráneas. Sus aguas son hiposalinas (pH 8,7 y conductividad 2005 μS/
cm.) y los iones más frecuentes son: HCOˉ3: 616 mg/l, Na+: 384 mg/l, Clˉ:
310 mg/l, CO2-3: 36.36 mg/l, K+: 41 mg/l, SO2ˉ4: 27 mg/l, Mg2+: 23 mg/l y Ca2+:
15 mg/l. Fuentillejo, al igual que ocurre en otros lagos originados en el interior de cráteres volcánicos, es una eficiente trampa de sedimentos. Por
ello, son auténticos archivos naturales y constituyen uno de los mejores
ambientes continentales para el estudio paleoclimático del Cuaternario. Este
sistema lacustre es muy sensible a los cambios en el balance hidrológico
regional y se han inferido para el pasado mediante indicadores de tipo
físico, geoquímico, sedimentario, isotópico, polínico y con biomarcadores.
Se han definido 23 unidades sedimentarias en el sondeo FUENT-1,
pero este trabajo se centra en la Unidad 15 (60 a 64 m de profundidad), donde el
mineral principal es nahcolita, acompañado de trona y magnesita como trazas,
que están intercalados con láminas de dolomita y limos orgánicos de color
negro. La nahcolita se presenta en dos formas: a) láminas masivas de color
gris y blanco de 0,1 a 6 cm de espesor, intercaladas con láminas de dolomita;
y b) capas de entre 1 y 10 cm de espesor, formadas por cristales euhedrales
en punta de flecha, translúcidos y con limos orgánicos de color negro. No se
han identificado nódulos de nahcolita ni de halita, descartándose su origen
diagenético en esta unidad. El contenido en Na2O oscila entre el 30-42% en las
láminas de nahcolita, mientras que desciende al 1% en las láminas de dolomita.
Para la formación de nahcolita se han inferido presiones de CO2
de hasta 10 veces superiores que para la precipitación de trona. El exceso
necesario de dióxido de carbono procede de la fermentación bacteriana
anaeróbica de materia orgánica en el sedimento, junto con una evaporación
continuada en los estadios más avanzados de concentración de la salmuera.
Si existe suficiente CO2 en la salmuera de los lagos alcalinos y la P(CO2)
permanece suficientemente alta, entonces se forman láminas de nahcolita.
La fermentación bacteriana produce dióxido de carbono enriquecido en 13C,
que desencadena las reacciones químicas para precipitar dolomita, en lugar
de calcita, y nahcolita, frente a trona, en ambientes eodiagenéticos. Se puede
interpretar que durante la sedimentación de esta unidad ocurrió un descenso
acusado de la lámina de agua, asociado a un periodo climático con una aridez
estacional extremada, entre 160 a 147 ka BP, cuando la laguna tenía un
marcado carácter salino, con abundante matera orgánica (TOC entre 2% y 4%).
21
The Fe-K subalkaline Monção-Porriño pluton (NW
Portugal): genesis, fabric and SHRIMP U-Pb zircon
geochronology
Simões P.P.1, Sant’Ovaia H2, Martins H.C.B.2*, Dias G1
1
Centro de Geologia da Universidade do Porto, Universidade do Minho, Braga,
Portugal
2
DGAOT, Centro de Geologia, F.C. da Universidade do Porto, Porto, Portugal
*[email protected]
Abstract
In NW Portugal large volumes of granitoids are mainly associated to the
last Variscan ductile deformation phase D3 (320-300Ma). A rapid and drastic
change in the type of plutonism occurred at around 300Ma, associated to an
extensional tectonic regime that controls the emplacement of Fe-K subalkaline
plutons.
The Monção-Porriño massif is a post-D3 Fe-K subalkaline pluton that
outcrops in the border region between Spain and Portugal. The Monção unit,
the most extensive, is a porphyritic coarse-grained biotite granite with slightly
rose megacrysts of K-feldspar. The Porriño unit, occupies the westernmost
part of the massif, is a porphyritic to coarse-grained biotite granite that present
reddish K-feldspar. Hectometric bodies of intermediate composition occur within
the massif. Overall the massif shows no internal structure but sometimes linear
structures occurs given by the preferred orientation of K-feldspar megacrysts.
One sample of the Monção unit was selected for zircon geochronology.
Zircon separation was carried out at the Mineral Separation Laboratory,
in the Earth Sciences Department of Minho University using classical
procedures including magnetic (Frantz) and density separation. Handpicked zircons from the studied sample, several grains of the TEMORA
and one grain of the SL13 zircons standards, plus a few grain of the GAL
zircon were mounted in epoxy resin and a polished section was used for
optical microscopy (reflected and transmitted light), scanning electron
microscopy (secondary electrons and cathodoluminescence) and SHRIMP
analyses. The U-Pb analyses were done using a Sensitive High Resolution
Ion Microprobe (SHRIMP IIe /mc) at IBERSIMS lab (University of Granada).
22
SHRIMP U-Pb analyses performed on zircon grains from the Monção
granite yielded a concordant age of 296±3 Ma (MSWD = 0.27), interpreted as
emplacement age, older than Rb-Sr whole-rock age of 287±9 Ma for the same
pluton (García Garzón, 1987 in Villaseca et al. 2009). This age is consistent
with others emplacements data for post-D3 granites in northern Portugal (Dias
et al. 1998; Martins et al. 2009, 2011).
Preliminary Anisotropy of Magnetic Susceptibility (AMS) studies were
carried out in the Monção unit. Magnetic susceptibility ranges between 107 and
124 x 10-6 SI, showing a paramagnetic behaviour due to biotite and ilmenite,
which is usual in biotite granites from Iberian massif. Low magnetic anisotropy,
ranging between 1.5 and 1.7%, is typical of the post-D3 granites. Magnetic
foliations and lineations are subhorizontal which suggests that the Monção unit is
a thin intrusion as other post-D3 granites in NW of Portugal (Martins et al. 2009).
The granitic facies have (87Sr/86Sr)i = 0.7056–0.7065 and εNdi = -1.1 to
–1.6 while the hectometric intermediate rock bodies associated have (87Sr/86Sr)
= 0.7054–0.7061 and εNdi = 0.4 to –0.7. These isotopic data reinforce the
i
differences between post-D3 Fe-K subalkaline granites (Martins et al. 2009;
Mendes and Dias 2004) and late-D3 granites of Mg–K subalkaline affinity
in the region (Dias et al. 2002). Since the intermediate rock bodies have
a positive εNdi parameter, the hypothesis of an enriched mantle source
is very much unlikely such as is proposed for the late-D3 granites. Two
genetic models are possible for Fe-K subalkaline granites: (i) a purely crustal
origin or (ii) the model of mantle input with mixing/mingling process. An origin from oceanic metabasic rocks accreted to mid-to-lower crustal levels, is
suggested for this type of granites (Villaseca et al. 2009). The answer to
this question will be constraints by ongoing Hf and Ox isotopes in zircon.
Acknowledgements
This work has been financially supported by PTDC/CTE-GIX/099447/2008
(FCT-Portugal, COMPETE/FEDER).
23
References
The Pedregal granite: mineralogical and
geochemical peculiarities of a diatexite (NW
Portugal)
Dias, G., Leterrier, J., Mendes, A., Simões, P.P. and Bertrand, J.M., 1998. U-Pb zircon and monazite geochronology of post-collisional Hercynian granitoids from the Central Iberian Zone (northern Portugal). Lithos, v. 45, pp. 349-369.
Dias, G., Simões, P.P., Ferreira, N., Leterrier, J., 2002. Mantle and crustal sources in the genesis of late-Hercynian granitoids (NW Portugal): geochemical and Sr-
Nd isotopic constraints. Gondwana Research 5 (2), 287–305.
Martins, H.C.B., Sant’Ovaia, H., Noronha, F., 2009. Genesis and emplacement of felsicVariscan plutons within a deep crustal lineation, the Penacova-Régua-
Verín fault: an integrated geophysics and geochemical study (NW Iberian Peninsula). Lithos 111 (3–4), 142–155.
Martins, H.C.B., Sant’Ovaia, H., Abreu, J., Oliveira, M., Noronha, F., 2011. Emplacement of the Lavadores granite (NW Portugal): U/Pb and AMS results. Comptes Rendus Geoscience, 343 (6), 387–396.
Mendes, A.C., Dias, G., 2004. Mantle-like Sr-Nd isotope composition of Fe-K subalkaline granites: the Peneda-Gerês Variscan massif (NW Iberian Peninsula). Terra Nova 16,109–115.
Villaseca, C., Bellido, C., Pérez-Soba, C., Billstrom, K., 2009. Multiple crustal sources for post-tectonic I-types granites in the Hercynian Iberian Belt. Mineralogy and Petrology 96, 197–211.
Ferreira J.A.1, Ribeiro M.A.1*, Martins H.C.B.1
1
DGAOT, Centro de Geologia, F.C. da Universidade do Porto, Porto, Portugal
*[email protected]
Abstract
The Pedregal granite is exposed in the Central Iberian Zone, northern
Portugal, in the eastern border of a synorogenic variscan granite-migmatite
complex sub-concordant with the regional structures. It is a small body (ca
3km2) with an elongated NW-SE shape, intruded in staurolite-micaschist and
banded gneiss-migmatite rocks, with local igneous breccias in the contact.
The country rocks belong to a metapelitic sequence of Edicarian age, the
“Complexo Xisto-Grauváquico” (CXG) that shows a main foliation with a NWSE to NNW-SSE direction. Often the country rocks and the Pedregal granite are
cutted by pegmatite veins, which are mostly concordant with the main foliation.
The Pedregal granite is a fine to medium-grained biotite-rich rock
with small biotitic nodules (1 to 2cm) that present an internal foliation whose
direction ranges between NE-SW and E-W, and also metasedimentary
xenoliths. It is a homogeneous rock, with an isogranular and isotropic texture
and locally the xenoliths have a preferential orientation. Furthermore, the
intergranular boundaries show a textural reequilibrium in solid state more
consistent with a metamorphic texture, than with a typical igneous texture.
The mineral assemblage of the Pedregal granite consists of quartz
+ biotite + plagioclase + k-feldspar + zircon + apatite + monazite + rutile ±
sillimanite ± allanite, and secondary muscovite. Besides, associated to
secondary muscovite and sillimanite occurs a Zn-rich hercynite.
This granite has a holocristallyne fine to medium-grained texture. The
quartz is subhedral to anhedral, and when included in others minerals assumes
a globular shape. Frequently, the quartz crystals show inclusions of sillimanite
and rutile needles. Abundant secondary muscovite present two different types
and generations: a previous subhedral muscovite with sympletitic borders, with
quartz intergrowth and quartz droplet inclusions; and a later euhedral muscovite,
with anomalous birefringence and sillimanite inclusions.
24
25
The zircon and hercynite inclusions are present in both types of
muscovite. The plagioclase is mainly albitic in composition, and its polysynthetic
twinning is often masque by muscovite. The plagioclase is more abundant than
k-feldspar, although this last has greater dimensions. The biotite is mostly
subhedral with small zircon inclusions and when replaced by chlorite presents
rutile needles. Rare small grains of rounded biotite are associated with the first
generation of muscovite.
The geochemical study shows that Pedregal granite is peraluminous
(A/CNK parameter ranges from 1.18 to 1.62), with a magnesian, and alkali
to alkali-calcic signature according with Frost et al. (2001). The geochemistry
results show low values of SiO2 (65 to 69 wt%), high content of Zr (389 to 435
ppm). The Zr content is explained by the abundance of zircon inclusions in
muscovite and biotite. Zircon occurs also dispersed in the rock. The granite has
high REE content, with a not fractionated LREE pattern between La and Nd, a
strong fractionated patterns between Nd and Eu, a high negative Eu anomaly
and HREE (Tb-Lu) fractionation similar to the associated two-mica granite
(figure 1). The lack of LREE fractionation is mostly explained by the presence of
monazite.
Taking in account the following features:
(i) the intrusive character of Pedregal granite in the border of a synoro
genic variscan granite-migmatite complex;
(ii) the lithology of the host rocks consisting of staurolite-micaschist and banded gneiss-migmatite rocks;
(iii) the peculiar structural/textural aspects of the granite, namely the abundance of small foliated biotitic nodules and textural reequilibrium in solid state;
(iv) the geochemical composition, in particular the trace elements con
tent (Zr and REE).
The Pedregal granite characteristics point out to a primary diatexite
resulting from a restite-rich magma (Vernon and Clarke, 2008).
Acknowledgements
This work has been financially supported by PTDC/CTE-GIX/099447/2008
(FCT-Portugal, COMPETE/FEDER).
References
Evenson, N.M., Hamilton, P.J. & O´Nions, R.K. (1978). Rare earth abundances in chondrite meteorites. Geochim. Cosmochim. Acta, 42: 1199-1212.
Pereira, M.F., Silva, J.B., Solá, A.R., Chichorro, M. (2013). Nordeste Alentejano. Em: R. Dias, A. Araújo, P. Terrinha, J.C. Kullerberg (eds.), Geologia de Portugal, Volume I-Geologia Pré-mesozóica de Portugal, Escolar Editora. Lisboa.
Ribeiro, M.A., Sant’Ovaia, H., Cruz, C. (2013). Contact-metamorphic effects of the Santa Eulália Plutonic Complex (Southern Portugal): Litological and strutural contraints. Goldschmidt 2013. Florence. August 2013.
Taylor, S.R. & McLennan, S.M.(1985). The continental crust: its composition and evolution. An examination of the geochemical record preserved in the sedimentry rocks, 312 pp. Blackwell Scientific Publ., London
26
27
Complexo Migmatítico de Mindelo (NW de Portugal).
Anatexia e relações petrogenéticas
Areias M1*, dos Anjos M1, Santos J.F. 2, Dória A1
Centro Geologia da Universidade do Porto
Geobiotec, Dep. Geociências – Universidade de Aveiro
1
2
*[email protected]
Resumo
Na orla litoral do norte de Portugal aflora uma faixa referida
cartograficamente como “Complexo Granito-Migmatítico” inserida na formação
Complexo Xisto-Grauváquico (CXG) [1]. Nesta faixa afloram litologias diversas,
nomeadamente: rochas metassedimentares, rochas migmatíticas, e rochas
graníticas. O paleossoma metassedimentar apresenta foliação e bandado
composicional marcado por bandas ricas em biotite, estaurolite e almandina
e bandas ricas em quartzo e oligóclase(An12-19). As rochas migmatíticas
dividem-se em quatro tipos distintos: metatexitos mosqueados, metatexitos
bandados, diatexitos, e resisters calcossilicatados.Os metatexitos mosqueados
caracterizam-se pela ocorrência de neossoma in situ inserido numa matriz
idêntica ao paleossoma. Este define-se por pequenas manchas constituídas
por quartzo, plagióclase e cordierite circunscritas por selvedge de biotite. Os
metatexitos bandados apresentam alternância entre melanossoma com biotite,
silimanite, cordierite e rara almandina e leucossoma quartzofeldspático.
Os diatexitos são rochas de composição essencialmente granítica de
grão médio a grosseiro contendo remanescências de material metassedimentar
(schlieren) constituídos por alinhamentos de biotite, silimanite, cordierite e
rara almandina. O feldspato potássico é geralmente anédrico, substitui a
plagioclase, e contém inclusões de todos minerais paragenéticos. A biotite tem
bordos arredondados ou simpletíticos em associação com cordierite subédrica.
Os resisters são rochas que pela sua constituição mineralógica não
sofreram fusão parcial. Estão inseridos nos migmatitos e são constituídos
por metagrauvaques cálcicos com textura granoblástica. Apresentam-se em
nódulos elipsoidais, zonados, com espessura e comprimento centimétricos. O
zonamento concêntrico destas rochas apresenta um núcleo mais rico em Ca,
com diópsido, anortite(An82-92), grossulária(Grs70-90) e quartzo passando a um bordo
menos rico em Ca composto por hornblenda, anortite, granada(Grs36-46) e quartzo.
Estes núcleos calcossilicatados estão inseridos em camadas tabulares
de metagrauvaque com quartzo, plagioclase (An36-44), biotite dispersa e rara
almandina. Nas zonas mais ricas em Ca, no núcleo dos nódulos os metagrauvaques
permanecem inalterados mas nas zonas exteriores mais pobres em Ca
fundem parcialmente resultando um metatexito relativamente rico em Ca e Na.
As rochas graníticas apresentam variação textural desde grão
fino a médio. Têm mineralogia típica de granitos de duas micas, por
vezes com raros alinhamentos de biotite e silimanite. Contêm xenólitos
de metatexito e formam diques discordantes com o encaixante.
Geoquimicamente os metatexitos pelíticos apresentam teores em elementos
maiores, traço e padrão de terras raras similares aos xistos estaurolíticos e ao
NIBAS [2]. Os nódulos calcossilicatados apresentam enriquecimento em Ca e
Mn (Ca>9% e Mn>0,18) no núcleo com empobrecimento gradual para o exterior.
Os granitos são do tipo S, peraluminosos, alcalino-cálcicos,
medianamente diferenciados. Os diatexitos são calco-alcalinos e menos
diferenciados do que os granitos. Em todas as litologias, a variação nos
teores em “HSFE” (TR, Zr, Hf, Y) está positivamente relacionada com o teor
em Fe2O3(t)+MgO. As variações na composição em elementos traço nas
litologias referidas serão consequência da variabilidade na incorporação de
minerais acessórios a partir do protólito, maioritariamente associados à biotite,
condicionada pelas diferenças na composição mineralógica do mesmo e do
grau de equilíbrio com o melt. A assinatura isotópica de todas as litologias é
crustal, com εSr330 > 121 e εNd < 0.
Relativamente ao εNd330 distinguem-se dois grupos: um grupo
que inclui xistos estaurolíticos, migmatitos mosqueados, diatexitos e
granitos com valores entre -2,05 e -5,08 e o grupo dos resisters com
valores entre -8,12 e -9,30. Os migmatitos bandados apresentam valores
que variam entre estes dois grupos distintos. Estes valores permitem
considerar uma relação genética entre os granitos, os migmatitos e
os xistos estaurolíticos e uma fonte distinta para os metagrauvaques.
28
29
Os aspetos litológicos, petrográficos e geoquímicos sugerem três etapas
de anatexia/cristalização: i) um primeiro melt resultante da fusão incongruente
de biotite, produz minerais anidros (cordierite + plagioclase + quartzo); ii)
circulação de fluidos ricos em K por cristalização e diferenciação de melts de
níveis mais profundos, onde a taxa de fusão é superior, e que atingindo os
migmatitos superiores levam à cristalização de ortoclase e à feldspatização da
plagioclase. Esses fluidos, com circulação condicionada estruturalmente, não
atingiram todo o complexo migmatítico uma vez que há metatexitos e diatexitos
sem feldspato; iii) Nos níveis de maior taxa de fusão há formação de magmas
graníticos de tipo S. Estes são menos densos do que as rochas encaixantes
o que promove a sua ascensão e instalação, gerando granitos de duas
micas, que incorporam xenólitos de migmatitos (metatexíticos e diatexíticos).
Apoios
Suporte financeiro da FGT através dos projetos: Pest-OE/CTE/UI0039/2011
(GEOREMAT-CGUP), PEst-C/CTE/UI4035/2011 (Geobiotec Research – UA), PETROCHRON - PTDC/CTE-GIX/112561/2009 e da bolsa de doutoramento SFRH / BD / 65509
/ 2009).
Referencias
[1] Teixeira, et al. (1965) - Carta Geológica Folha 9A – Serviços Geológicos de Portugal
[2] Ugidos et al. (2010) – Precambrian Research,178 (1-4).
Thermal effects of the Santa Eulália Plutonic
Complex (Southern Portugal) on the metaigneous
and metasedimentary host rocks
Cruz, C.1, Ribeiro M.A.1*,Sant’Ovaia H.1
1
Centro Geologia, Faculdade de Ciências, Univ. Porto, R. Campo Alegre, Porto,
Portugal
*[email protected]
Abstract
The Santa Eulália Plutonic Complex (SEPC) is a late-variscan granitic
pluton in SW sector of the Iberian Orogen. This granite with 400 km2 cross-cuts
the regional NW-SE variscan structures, namely a major high-grade and highstrain shear zone in the contact between two axial geotectonic zones of the
iberian varican belt: Central Iberian Zone (CIZ) and Ossa Morena Zone (OMZ).
The host rocks of SEPC are composed by low to high grade metamorphic
rocks from Upper Proterozoic to Lower Paleozoic. In the NE-sector of the shear
zone a low grade metasedimentary Ediacaran unit (Série Negra) composed by
siliciclastic rocks, including black cherts, is located adjacently to a high grade
unit (migmatites and gneiss). In the SW-sector of the shear zone, a low-grade
metasedimentary and metavolcanic Cambrian sequence has quartz-pelitic,
carbonate and volcanic rocks. The lithostratigraphic units are also tectonic units
bounded by major high-strain transcurrent faults placing side by side different
rock types and different metamorphic grades, but always characterized by a
well-developed vertical foliation (Pereira et al., 2013).
The host rocks lithology variety and their metamorphic conditions
suggest that thermal effects could be well-developed in low grade pelitic and
carbonate rocks. Our study is carried out on the mentioned rocks. However the
thermal effects on the igneous and metaigneous rocks (granites, migmatites,
gneiss, gabbros, hyper-alkaline rocks, basic and acid volcanite) is not marked,
because these rocks are mineralogical and textural stable at high temperature.
Both at east or at west, the host rocks comprise phyllite and
quartz-phyllite, in chlorite zone conditions, without any thermal effects
even at short metric distance from the contact. The metapelitic rocks
show millimetric veins (2 mm thick) with biotite, quartz, chlorite and apatite,
concordant with foliation, without exhibiting any thermal effects on the walls.
30
31
The Cambrian carbonate rocks outcropping in narrow bands near the
ESE border of SEPC did not show any post-kinematic thermal effect. Unlike, in
the western sector of SEPC the thermal effect is marked in the metasedimentary
roof pendants, by metamorphic and metasomatic paragenesies in pelitic
and carbonate hornfels, the later with large wollastonite crystals (Ribeiro et
al, 2013). These enclaves show internal structure and lithological diversity
consistent with the external metasedimentary and metaigneous units.
The geochemical composition of the host rocks shows very well the diversity
of metasedimentary and metaigneous lithologies. The metasedimentary units
comprising pelitic and carbonated rocks show a typical upper continental
crust REE pattern (Taylor & McLennan, 1985) with high HREE fractionation,
high Eu-anomaly and low LREE fractionation, although with different ∑REE
values: The carbonated rocks show the lower values of ∑REE, and the more
pelitic rocks (samples SE7 and SE8A) show the higher values (Fig.1a). The
metaigneous rocks present quite different REE patterns (Fig.1b): the basic
metavolcanic rocks (sample SE3) and the hyper-alkaline rocks have a low
or null Eu-anomaly, the basic rock have a flat LREE and HREE patterns and
the hyper-alkaline rocks show a fairly steep LREE and a flat HREE patterns.
These preliminary geochemical data indicate that the metasedimentary
lithologies derived from an upper continental crustal source and the
metaigneous rocks present a low crustal to mantelic signature, with different
stage of fractionation. These results and the petrography highlight that
the thermal effects of the SEPC in the host rocks are restricted to the roof
pendants and the metasomatic effects are constrained by the carbonate rocks.
The shape of the pluton, the absence of lateral thermal effects, the
smooth bend of the vertical host rocks around the pluton in easthern border
suggest a small thickness of the massif in the western border, and a deep
rooting in the major vertical shear zone at the eastern border. So, based on these
data we propose that the ascending of the magma took place in the E sector
of the body, in the intersection between the Assumar and Messejana faults.
Fig.1: REE patterns of: (a) metasedimentary rocks; (b) metaigneous rocks (C1 from
Evenson et al. 1978).
32
33
Geoquímica de los depósitos alimentados por
fuentes de lava del volcán Las Herrerías (Campo de
Calatrava, Ciudad Real)
Sarrionandia F1, Carracedo M2, Eguíluz L1, Gil J.I.2*
Dpto. Geodinámica, Universidad del País Vasco UPV/EHU
Dpto. Mineralogía y Petrología, Universidad del País Vasco UPV/EHU
1
2
*[email protected]
Resumen
El volcán Las Herrerías se sitúa en el extremo oriental de la Región
Volcánica de Campo de Calatrava (RVCC). Las lavas emitidas de forma efusiva
y explosiva en la RVCC entre 8.7 Ma y 6500 años son básicas-ultrabásicas
y fuertemente alcalinas: leucititas, nefelinitas, melilititas y basaltos alcalinos
(Ancochea 2004; Cebriá 1992; González et al. 2008 y referencias incluidas). En
el caso de Las Herrerías, las coladas de lava se formaron por coalescencia de
piroclastos muy fluidos en torno a una fuente de lava. Se presentan los primeros
datos químicos para estas lavas procedentes de fuentes de lava hawaianas y se
comparan con las tradicionalmente consideradas efusivas de la misma región.
La primera fase eruptiva en Las Herrerías fue freatomagmática
generando tobas de ceniza líticas y un maar que excavó el sustrato de
cuarcitas y filitas ordovícicas. Entre los depósitos hidrovolcánicos se intercala
un nivel de cenizas achnelíticas rico en lágrimas de Pele y esferas fluidales,
premonitorio de la importante actividad hawaiana posterior que culminó con
la construcción de un cono de spatter en torno a una fuente de lava ubicada
dentro del maar. La pila de spatter pasa de techo a muro desde una facies
oquerosa (soldadura por aglutinación) hasta una facies densa (soldadura
por aglutinación y coalescencia); finalmente, el spatter se transforma en una
masa de lava coherente. Las erupciones hawaianas dieron paso a una fase
estromboliana con tefras de lapilli escoriáceo, bombas y fragmentos de bombas.
La actividad eruptiva culminó con la efusión de lavas desde la base
del cono volcánico. Las coladas están conectadas lateralmente con la masa
de lava coherente de la parte interna del edificio volcánico por medio de una
red de diques y sills que intruyen en los depósitos piroclásticos hawaianos y
estrombolianos que forman el cono.
34
Las relaciones de campo sugieren que la masa de lava estuvo
confinada inicialmente en el interior del cono de spatter. Más tarde,
debido a la presión ejercida sobre la lava por la pila piroclástica (spatter +
depósitos estrombolianos) se rompió el cono de spatter y escorias, y la
lava salió al exterior a través de los diques y sills formando las coladas.
Se han analizado 5 muestras de coladas de lava, 3 de sills/diques,
1 de masas de lava y 2 de spatter en el Servicio de Geocronología y
Geoquímica-SGIker de la Universidad del País Vasco mediante Q-ICP-MS
(cf. García de Madinabeitia et al. 2008). No hay diferencias químicas entre
los distintos tipos de depósitos. Son rocas ultrabásicas (SiO2=35.55-39.52%)
fuertemente alcalinas (Na2O+K2O=3.71-6.09%) y sódicas (Na2O=2.243.81%) con bajos contenidos en Al2O3 (9.64-10.99%) y altos en MgO
(11.58-14.19%), Fe2O3(t) (11.88-15.22%), TiO2 (2.52-2.85%) y CaO (12.3115.18%), con LOIs relativamente bajos (1.42-3.88%). En el diagrama TAS se
clasifican como foiditas aunque considerando los contenidos normativos de
nefelina y albita (< 20% y 5%, respectivamente), serían melanefelinitas. Las
concentraciones de REE son relativamente altas (371–431 ppm) mostrando
enriquecimientos 10x-200x respecto al condrito. Los perfiles normalizados
muestran fraccionación importante de REE [(La/Lu)N = 32-35)] sin anomalías
negativas de Eu. Los diagramas multielementales normalizados frente al
manto primitivo muestran un progresivo enriquecimiento de los elementos más
incompatibles (Rb a Ta) y decrecimiento en los más compatibles, con anomalías
negativas en K, Sr y Zr. Las proyecciones en diagramas de discriminación
tectonomagmática, como Ti/100–Zr–3Y, Th–Zr/117–Nb/16 ó 2Nb–Zr/4–
Y indican composiciones típicas del volcanismo de intraplaca continental.
Los datos obtenidos entran dentro del rango composicional de las
lavas melilitíticas de la RVCC de otros autores aunque según los criterios de
la IUGS las rocas de Las Herrerías se clasificarían como melanefelinitas y
no como melilititas, ya que sólo 2 muestras tienen larnita normattiva (<1.9%).
Los contenidos en sílice y Mg* moderados a bajos (45-54) son coherentes
con los bajos contenidos en Ni (233-286 ppm) y Cr (393-520 ppm) que
apuntan a magmas no primarios y una previa fraccionación. Esto también
explicaría la ausencia de enclaves del manto en Las Herrerías. Los líquidos
primarios melilitíticos procederían de la fusión parcial en condiciones no
modales de un manto lherzolítico granatífero con flogopita (Cebriá, 1992),
fuertemente enriquecido en elementos traza altamente incompatibles y
moderadamente en los elementos con menor grado de incompatibilidad.
35
Estudio geoquímico de cerámicas vidriadas
medievales del yacimiento de Castillo de Treviño
(Burgos)
Ponce G1*, Zuluaga M.C1, Alonso-Olazabal A1, Ortega L.A1, Murelaga X2,
Quiros-Castillo J.A.3
Dpto de Mineralogía y Petrología. Facultad. de Ciencia y Tecnología. UPV/EHU. Leioa,
Vizcaya, España
2
Dpto de Estratigrafía y Paleontología. Facultad de Ciencia y Tecnología. UPV/EHU.
Leioa, Vizcaya, España
3
Dpto de Geografía, Prehistoria y Arqueología. Facultad de Letras. UPV/EHU. VitoriaGasteiz, España
1
*[email protected]
Resumen
La costumbre de cubrir la cerámica con una o más capas de diferentes
materiales con respecto a la composición del cuerpo cerámico está atestiguada
desde la prehistoria. Este proceso se desarrolló por necesidades tanto prácticas
como estéticas, especialmente para hacer que las piezas cerámicas fueran más
fáciles de lavar y resistentes al agua y, para modificar su apariencia en color o brillo.
La técnica del vidriado fue inventada entre finales del siglo VIII
y principios del siglo IX en talleres del ámbito islámico y consistían en
barnices transparentes de plomo. Los alfareros mudéjares continuaron
con el estilo y la técnica de vidriado de los ceramistas árabes. Esta técnica
consistía en añadir un esmalte con estaño para obtener barnices opacos y
blancos y revolucionó la cerámica española durante la época medieval.
A lo largo de la historia la cerámica vidriada ha sido menos habitual que
la no vidriada. La técnica de vidriado consiste básicamente en aplicar minerales
que vitrifican (sílice o boro) combinados con elementos endurecedores (como
arcilla y fundentes) y agentes mezcladores (como plomo y sosa). El barniz
puede aplicarse a la pieza cerámica antes de la cocción o tras una primera
cocción, en la que una vez aplicado el barniz, se vuelve a cocer la pieza.
36
En este sentido para evaluar las técnicas de elaboración de cerámicas
vidriadas en centros de producción en el entorno cristiano durante la época
medieval se han estudiado cerámicas vidriadas del yacimiento de Castillo de
Treviño (Burgos). Se ha analizado tanto la pasta cerámica como el vidriado
y para ello se han utilizado técnicas microscópicas: microscopio de luz
polarizada y microscopía electrónica de barrido con microanálisis (SEM-EDX).
Las observaciones microscópicas permiten evaluar la naturaleza
de las pastas así como las características del esmalte. El microanálisis
mediante EDX permite conocer la composición química tanto de las pastas
como de los esmaltes. A fin de determinar la composición de los materiales
se han realizado análisis de varias zonas a lo largo de toda la sección
de la lámina delgada considerando áreas de aproximadamente 1 mm2.
Estos análisis han permitido establecer tres tipos de pasta, una
cálcica, otra rica en aluminio y la tercera rica en hierro. Por otra parte,
se diferencian dos tipos de vidriados unos opacos y blancos con estaño
y otros transparentes. Dentro de los vidriados estañados se observan
dos composiciones diferentes en base al contenido en plomo. Los
vidriados transparentes presentan igualmente composiciones diferentes,
mostrando un agrupamiento similar al de las pastas estudiadas. Este
hecho sugiere la procedencia de estas cerámicas de talleres diferentes.
37
Arsénico en aguas subterráneas de Castilla-León y
su transferencia a cultivos
Mayorga P1*, Moyano A1, García-Sánchez A2
2
1
EUIA Soria, Universidad de Valladolid, España
Dpto. de Química y Geoquímica Ambiental IRNA-CSIC, Salamanca, España
*[email protected]
Resumen
Se estudiaron las características de las aguas subterráneas en
algunos municipios de las provincias de Valladolid y Segovia, pertenecientes a
la Cuenca Terciaria del Duero. En algunas muestras la concentración de As es
superior al límite de 10 μg/l propuesto por la OMS para las aguas de consumo
humano, alcanzándose en algunos casos valores superiores a 100 μg/l.
Se observó una correlación estadísticamente significativa entre los
contenidos de arsénico y HCO3-. El ambiente es óxico (media Eh 240 mV), lo
que descarta la disolución reductiva de los FeOOH y del arseniato adsorbido
en ellos); el pH es alto (media 8.3) y la concentración de bicarbonato también
es elevada (media 210 mg/l). Estas condiciones favorecen la movilización
por desorción del arseniato desde los sedimentos al agua subterránea.
Tanto los datos experimentales como los modelos teóricos muestran que la
adsorción de arseniato en las superficies minerales de los acuíferos decrece
exponencialmente a partir de pH 8 y a concentraciones de bicarbonato
superiores a 200 mg/l, esto último por desplazamiento del arseniato por
el bicarbonato en los sitios de adsorción, por competición entre ambos.
Los resultados de los análisis microbiológicos muestran la presencia
de colonias Gram- y oxidasa+ incluidas en el género Pseudomonas. Estos
microorganismos producen una serie de biomoléculas denominadas
sideróforos que acomplejan fuertemente el Fe incrementando la disolución de
los oxihidróxidos de Fe. Este proceso podría ser coadyuvante en la liberación
el As adsorbido en los oxihidróxidos de hierro.
En relación a la transferencia de As a cultivos de zanahorias, se
observó que la absorción de arsénico en hojas y raíces es mayor cuando la
concentración de arsénico en el agua de riego aumenta.
38
Por otra parte la relación entre el factor de bioacumulación (As tejido/As
soluble en suelo) y la concentración de arsénico en el agua de riego, muestra
valores de acumulación muy eficiente de arsénico cuando el agua de riego
tiene una concentración de As de 20 μg/l y/o poco eficiente a 50 μg/l, tanto en
raíces como en hojas.
La absorción de As en zanahorias presenta una cinética similar a la
absorción del Pi (Fósforo inorgánico) con un sistema de transporte de alta
afinidad que opera a bajas concentraciones en la solución del suelo, y un
sistema de baja afinidad a altas concentraciones. Las concentraciones de As
soluble en suelo cuando hay 20 μg/l As en el agua de riego son muy bajas
con una media de 44 μg/kg, presumiblemente la cantidad de As en la solución
del suelo esté cercana a la gama de transportadores de alta afinidad. Por el
contrario, cuando hay 50 μg/l de As en el agua de riego, el valor medio de As
soluble en suelo es de 130 μg/kg, aquí el As en la solución del suelo podría
estar más cercano al rango de concentración para los transportadores de baja
afinidad, lo que podría explicar la menor eficiencia en la absorción.
39
Heavy metals and arsenic contamination of soils
in an old lead mine (Barbadalhos mine, Central
Portugal)
Arsenic distributions in soils, river sediments,
waters, and plants in the Agueda river basin (SpainPortugal)
Favas P.J.C.1,3*, Pratas J2,3
Sánchez-González S.1 Curto-Plaza N1, Caravantes-Cuerpo P1, Santa
Regina I1, García-Sánchez A1*
University of Trás-os-Montes e Alto Douro, Vila Real, Portugal
2
University of Coimbra, Coimbra, Portugal
3
IMAR-CMA Marine and Environmental Research Centre, University of Coimbra
1
1
Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología, IRNASA-CSIC, Salamanca, Spain
*[email protected]
*[email protected]
Abstract
Abstract
This study was carried out in a region where there are about 60
occurrences of mineralized zones. Quartz veins carrying W (wolframite and
scheelite) and/or Sn (cassiterite) constitute the ore exploited by most mines.
As a rule, mineralized quartz veins occurring inside granite and in the contact
with metamorphic host rocks. Arsenopyrite accompanies this mineralization,
especially in the tungsten zones. The As content in the quartz-veins ranges
between 2% and 17%. Mining activity peaked in this area during the 1940–
1987 period and have produced huge amounts of wastes composed of various
barren rock types (granites, schist, quartz), fine-grained ore minerals including
arsenopyrite and pyrite, and ore weathering products (Fe-oxyhydroxides,
sulphates, scorodite, phamacosiderite, etc.). The waste dumps have high As
contents and continue to be a source of pollution of the surrounding environment.
Around mine tailings, the As contents of soils are very high due to
the mechanical dispersion of arsenic minerals and contamination by water
effluents. The As concentration in polluted soils can reach values up to some
thousand of mg/kg (range 20-7500 mg/kg, median 86 mg/kg). The nearest soil
samples to mine spoils (distance < 10 m) present higher As contents than those
located at longer distance (50–500 m). Thus, the As dispersion halos around
the mine spoils are fortunately not very wide because the primary source of
As arsenopyrite is weathered in mine tailing to scorodite, which is metastable
above pH 3 and tends to dissolve incongruently, forming Fe oxyhydroxides and
releasing As into solution that in turn is adsorbed on the Fe oxyhydroxides.
At any rate such As contents indicate high soil pollution, since the 80% of soil
samples surpass the guideline toxicity limit of 50 mg/kg for agricultural soil.
The abandoned Barbadalhos mine (also known as the Zorro mine) is
situated in Central Portugal, near the city of Coimbra. This mine was exploited
for Pb by underground mining from 1887 till the 1940s. The mineralogy consists
mainly of argentiferous galena and sphalerite (and chalcopyrite and arsenopyrite
in small amounts). Soil samples were collected from two line transects. Line
transect 1 is perpendicular to the mineralized veins. Line transect 2 is in nearby
nonmineralized zone. Samples were collected at 20 m intervals along the line
transects. Atomic absorption spectrophotometry was used after acid digestion
to determine Fe, Mn, Cu, Zn, Pb, Ni, Co, Cr and Ag concentrations in the soils.
To determine As content, a hydride generation system (HGS) linked to
an atomic absorption device was used. Metal concentrations in soil ranged from
(in mg/kg): 98-9330 (Pb), 110–517 (Zn), 7.1-50 (Co), 69-123 (Cr), 31-193 (Cu),
33400-98500 (Fe), 7.7-51 (Ni), 0.95-13 (Ag), 2.8-208 (As), and 71-2220 (Mn)
along LT1; and 24-93 (Pb), 30-162 (Zn), 3.7-34 (Co), 61-196 (Cr), 21-46 (Cu),
24100-59400 (Fe), 17-87 (Ni), 0.71-1.9 (Ag), 4.3-12 (As), and 44-1800 (Mn) along
LT2. Mean Pb and As concentrations were nearly 9 and 2 times the threshold
for industrial soils suggested by Canadian Environmental Quality Guidelines.
One way ANOVA indicated a statistically significant difference in mean
content of Pb, Zn, Cu (P<0.001) and Ag, As, Co, Fe and Mn (P<0.05) in soil samples
from the two transects. Similar distribution of Cr and Ni along the two transects
indicates a non-localized distribution of the metals not limited to the mineralized
veins of the region. This was confirmed by one way ANOVA where no significant
difference (P<0.05) was observed in mean Cr and Ni content of the soil samples.
40
41
The As content in soils without mining influence and distributed along
the basin (range=2-60 mg/kg, median=12 mg/kg, n=90 samples). Only 1 sample
exceeds the toxicity limit. As contents are mainly influenced by the nature of the
soil parent rocks. So, their ranges and averages follow the sequence: Tertiary and
Quaternary cover < granites <metamorphic rocks (higher contents in ampelitic
slate), which is the same sequence observed in the As contents of these rock
types. Nor was found a significant correlation between the As content of soils and
any of the major soil parameters (pH, organic matter content, cation exchange
capacity, clay content). This was to be expected since the As content of soils
is mainly determined by the type of soil parent material and the subsequent
weathering processes. As the mobility of this element during weathering is
low, the soils are slightly enriched in As compared with their soil parent rocks.
The As concentration in stream sediments regionally distributed
(range = 5-30 mg/kg, median = 12 mg/kg, n=40 samples) are a reflection of
the As distribution in its geological parent materials (granites, metamorphic
and sedimentary rocks), with an As average slightly higher due to its
accumulation in fine silt and clay fractions. Nonetheless, in stream sediments
near mining areas As distribution shows a wide range with values >100
mg/kg, These As enrichment in stream sediments around the mines
and other natural occurrences of this element might be a consequence
of its low supergenic mobility due to its adsorption onto the Fe oxides.
Some plant species (Agrostis delicatula, Agrostis castellana, Rumex
acetosella, Citisus striatus, Avena sterilis) in mine soils show high As contents
in aerial parts (20-100 mg/kgDW). Mechanisms of As tolerance in these
accumulator species might be due to As sequestration in vacuoles either as
complex (glutathione, PCs) o ions.
Some identified risks are: the recreational area of Navasfrias mine for
children; high arsenic content in pasture for cattle, and high As concentration in
some drinking water.
Water-soluble As in soil solution can be considered a good indicator
of the bioavailable As pool and environmental risk. Water-soluble As in mining soils range between 0.01 and 4.2 mg/kg, with a median of 0.17 mg/kg.
Nearly 80% of soil samples recorded contents greater than the limit (0.04 mg/
kg) recommended for agricultural soils and accounted for 0.03–0.59% of total
As with a mean value of 0.18%, which is similar to other polluted mining soils.
Regarding water-soluble As in soils without mine influence varies between 0.001
and 0.09 mg/kg with a median of 0.01 mg/kg; only 7% of samples exceeds the
0.04 mg/kg limit.
Water samples of rivers, streams and shallow wells regionally distributed
show relatively low As concentrations. There are only a few river samples with
relatively high As concentrations (up to 20 μg/l), likely as a result of high As
inputs from some surface recharge where As occurrences or mining activities
exist, although these anomalies are only located near the pollution sources.
Other few As-bearing samples (streams and wells) are mining influenced with
As contents >50 μg/l.
42
43
Natural gamma radiation and uranium in soils and
waters in the Agueda river basin
Sánchez-González S1, Curto-Plaza N1, Caravantes-Cuerpo P1, GarcíaSánchez A1*
1
Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología, IRNASA-CSIC, Salamanca, Spain
*[email protected]
Abstract
This study was carried out in a region, the most important uraniummining district in Spain, where there are numerous deposit of uranium,
which occur in fracture areas in shale and schist of the pre-ordovician schistgreywacke complex (CEG) that forms part of the paleozoic basement of the
Hesperian Massif. The Saelices, Alameda del Gardón, Gallegos de Agañán,
Carpio de Azaba, and Villar de la Yegua are the most important of these
deposits. There is generally a clear tectonic control of the mineralizations
following shears, faults and breccia zones; this fracturation has been assigned
an Alpine age as well as the associated hydrothermal processes that caused
the U mineralization. In addition, there are other smaller U-quartz veins
deposits hosted in hercynian granites that are situated in Casillas de Flores,
La Puebla de Azaba, Sobradillo, San Felices de los Gallegos y Bañobarez.
The gamma dose equivalent measured with a radiometer Eris 1R to
1 m heath of the soil at 552 points along the basin was very higher than the
background of the Salamanca province 0.11 μSv/h, or the worldwide average
0.07 μSv/h, and range 0.06 – 0.4 μSv/h, with a median value of 0.18 μSv/h.
The data varies mainly depending on the contents of U in the soil
which in turn depends on the lithology of the soil parent material: on the
CEG lower unity (Agadones area) the range is 0.06 – 0.36 μSv/h and the
median 0.16 μSv/h; CEG upper unity (Argañan area) range 0.1 – 0.36
μSv/h median 0.18 μSv/h; granites 0.09 – 0.4 μSv/h median 0.2 μSv/h.
Also it should be noted that some important anomalies are linked to
some mining exploration works such as at Alameda del Gardón or Villar de
la Yegua (3-5 μSv/h). It is not the case of the Saelices mine since has been
restored and covered with a thick layer of barren shale and arkosic materials.
44
In addition some local gamma radiation anomalies are related to
regional alpine fracturation.
The radiological situation of the basin is not of immediate concern,
except at the mining exploration sites with elevated external hazard index:
annual effective dose 6.13 mSv/year versus world average 0.06 mSv/year, and
a lifetime cancer risk of 284 x 10-4 versus world average 2.8 x 10-4. Therefore,
environmental remediation at these sites should be planned and implemented.
The concentration of water-soluble U (or bioavailable) in soils regionally
distributed with no influence of mining works, ranges 1 – 137 μg/l with a median
of 9 μg/l. The U content in river waters and shallow wells rang 0.1 – 13.6 μg/l
median 0.55 μg/l. And are related the river waters to conductivity, total dissolved
solids, chlorides, sulfates, Ca, K, Mg, Na and Sr, and the shallow wells to B and As.
Near 10% of water samples shows As concentrations >8 μg/l (guideline
limit for drinking water). Most samples are located in areas of ampelitic slates.
In spite of the probable fractionation of 226Ra during weathering process there
are a good correlation between α total activity in water samples (range 55-1800
mBq/l) and uranium concentration.
45
Uranium concentration in water and uptake by
native aquatic plant species (Central Portugal):
phytofiltration potential
Organic Facies Characterization of a Jurassic
sedimentary section, offshore from the Lusitanian
Basin, Portugal
Favas P.J.C.1,3*, Pratas. J2,3
Menezes, T.R.1*,Mendonça Filho, J.G.2, Flores, D.3, Trindade, L.A.F.4
University of Trás-os-Montes e Alto Douro, Vila Real, Portugal
2
University of Coimbra, Coimbra, Portugal
3
IMAR-CMA Marine and Environmental Research Centre, University of Coimbra
1
*[email protected]
Abstract
1
Research and Development Center, PETROBRAS
Palynofacies & Organic Facies Laboratory, Federal University of Rio de Janeiro
(UFRJ), Brazil
Departamento de Geociências, Ambiente e Ordenamento do Território, Faculdade de
Ciências, Universidade do Porto, Portugal
4
PESA, Petrobras Argentina
2
*[email protected]
A study was undertaken to determine uranium (U) concentrations in
water and aquatic plants in the uraniferous region of Beiras, Central Portugal.
Samples were collected from running water (n=200) at places where aquatic
species were observed. Uranium was detected in the superficial waters in a
wide range of concentrations (0.23 – 1217 μg/L). The natural background for U
in superficial waters in the studied area was defined as being 1.8 μg/L. In most
of the sampled sites, the U concentration was below this value. Differences
were only observed when comparing non-contaminated sites with streams
directly fed by mine drainage (139.4 μg/L, average). High bioaccumulation
levels of U were observed in several native aquatic plant species and in a
magnitude much higher than the concentration in the surrounding water.
Prospects for future development of phytoremediation systems to
U mine water decontamination is very high. The highest concentrations of
U were found in the submerged species Fontinalis antipyretica (4979 mg/kg
DW) and Callitriche stagnalis (1963 mg/kg DW), in Potamogeton natans L.
(94.50 mg/kg DW), among other species. To investigate the U accumulation
by C. stagnalis in laboratory conditions, these plants were exposed during 7
days to different concentrations. This test confirmed the ability of C. stagnalis
to concentrate U and the bioaccumulation coefficient (BAC = concentration
in plant/concentration in water) was 3.4 x 103 (average), confirming its high
potential for U phytoremediation. We observed a decrease in U concentration
in water of 82% (on average). For U concentrations in water between 40
and 125 μg/L, it was possible with this simple experiment to decrease the
U concentration to levels below the limit established by EPA (30 μg/L).
The studied samples were collected from one exploratory well (14A1) at shallow water depth. This basin is one of a family of Atlantic margin
rift-basins and it is located along the western Iberian margin which was
formed as a response to Mesozoic extension and subsequent opening of
the North Atlantic Ocean, covering some 20.000 km2 in the west-central
part of the Portuguese mainland and the adjacent continental shelf (e.g.
Wilson et al., 1989, Rasmussen et al., 2008). The geological database was
based on Well Geological Report from company completion logs available
on request at GPEP (Gabinete para a Pesquisa e Exploração de Petróleo).
46
47
Abstract
Organic facies characterization using palynofacies and organic
geochemical parameters of the Jurassic sedimentary section offshore part of
the Lusitanian Basin (Portugal) was performed in order to obtain new insights
into depositional paleoenvironments and hydrocarbon source potential.
The discussion below will focus on the characterization of sedimentary
organic matter based on Total Organic Carbon (TOC%), Rock-Eval Pyrolysis,
kerogen assemblages characterized by palynofacies analyses, thermal maturity
(Vitrinite Reflectance –%Ro, Spore Coloration Index – SCI) and biomarker
parameters.
The samples shown TOC values less than 1.00 wt% and insoluble
residue values (IR) indicated mainly carbonate/marls deposits. Indeed, the
bulk TOC values reflected strong dilution effects ordinarily in carbonate facies.
Now, the correlation of optical thermal maturity parameters (%Ro and
SCI) to 20S/(20S+20R) sterane, C29βββ/(αα+ββ) steranes, and Ts/Ts+Tm
ratios indicated that the studied sedimentary section correspond to oil window,
reaching up 1.17 %Ro in the Dagorda Formation.
Palynofacies from Dagorda Formation (Upper Triassic-Lower
Jurassic deposits) consists predominantly of coarse to medium sized woody
organic matter (non-opaque non-biostructured phytoclats) and has a high
relative abundance of tetrads of Classopollis and Amorphous Organic Matter
(AOM) with inclusions of palynomorphs debris. Marine palynomorphs are
rare (acritarchs, foraminiferal test linings and dynocist). Under reflected
white light it was identified a significant proportion of inertinite maceral.
The kerogen assemblage suggests a depositional set associated with an
aridity trend and nearest to the source area from the studied intervals.
Acknowledgments
In general, the main palynofacies assemblage has a predominance of
macrophytes tissues remains (Phytoclast Group). The differences detected in
microscopic examination along the sedimentary section point out variations in
depositional settings.
This work was funded by the Transnational Cooperation FCT/CAPES (Brazil)
“Caracterização das variações organofaciológicas e identificação dos horizontes
potencialmente geradores de petróleo no Jurássico da Bacia Lusitânica”, and partially
funded by FEDER funds through the Operational Program Competitiveness Factors
- COMPETE and by national funds through FCT, under the project PEst-OE/CTE/
UI0039/2011.
Sinemurian age (Coimbra Formation) is characterized by a major
percentage of AOM and a predominance of biostructured phytoclasts. It
was observed a decrease of relative abundance of terrestrial palynomorphs.
Palynofacies signature indicates moderately deeper water than Dagorda
Formation. In the Brenha Formation, palynofacies is overwhelmingly
dominated by biostructured phytoclast. Thus, the organic facies into the units
suggested a variation in the hydrodynamic regime. Upper Jurassic section
described a palynofacies, from the base to the top, with an increase of poorly
preserved organic matter (mainly sporomophs and weak fluorescing AOM)
and a high relative abundance of dynocists due to probably a fluvial-deltaic
progradation which indicating a high energy environment in oxic conditions.
Concerning to biomarkers characterization, though based on a
restricted number of samples, the study showed a good correlation with
palynofacies data. The main biomarkers parameters e.g., Hopane/Sterane
ratio<0.5, C21Tricyclic/C23Tricyclic and C26Tricyclic/C25Tricyclic ratios <1, TPP/
TPP+DIA<0.4, low occurrence of Methylsteranes, C29sterane>C27 and C28,
C24 Tetracyclic Terpane/C26 Tricyclic Terpane ratio>0.5, C35 homohopane/
C34 homohopane ratio varies from 0.79 to 1.04, pointing out a carbonate
marine deposition with strong contribution of continental organic matter.
The source rock potential represented by S2 peak from pyrolysis are
very poor (<5mg HC/g rock) and Hydrogen Index (HI) are typical from type III-IV
kerogen.
48
49
Itinerario de la señal isotópica del oxígeno
registrada en la calcita espeleotémica de las cuevas
de Ortigosa de Cameros (La Rioja)
Osácar M.C.*1,Bartolomé M2, Sancho C1, Muñoz A1,Moreno A2, Cacho I3,
Stoll H4, Oliva-Urcia B2
Dpto. de Ciencias de la Tierra, Universidad de Zaragoza, Zaragoza
2
Instituto Pirenaico de Ecología, CSIC, Zaragoza
3
Departament d’Estratigrafia, Paleontologia i Geociències Marines, Universitat de
Barcelona, Barcelona,
4
Departamento de Geología, Universidad de Oviedo, Oviedo
1
*[email protected]
Resumen
La señal isotópica del oxígeno de la calcita espeleotémica es un indicador
de las condiciones ambientales del entorno de la cavidad. Para interpretar
correctamente esta información es necesario considerar el conjunto de procesos
que se suceden desde que el agua de lluvia se infiltra en el suelo, atraviesa el
epikarst, recorre el interior del endokarst y alcanza la cueva en forma de goteo.
La monitorización del sistema es una herramienta fundamental en esta tarea.
En este trabajo se presentan los primeros datos de la evolución
isotópica del oxígeno a lo largo del proceso de precipitación de la calcita en
las cuevas de Ortigosa de Cameros (La Rioja). Se trata de dos cavidades
alargadas, casi paralelas, con un desarrollo longitudinal de 236 m (La Paz)
y de 114 m (La Viña), y situada la primera (La Paz) unos metros por encima
de la segunda (La Viña). Estas cavidades se desarrollan en calizas jurásicas,
sobre las que existe un suelo calcáreo de montaña poco evolucionado, que
soporta una vegetación arbórea formada fundamentalmente por encinas.
Durante dos años se han tomado periódicamente muestras del agua de
goteo y del precipitado de calcita resultante sobre soportes artificiales,
en diversos puntos a lo largo de las cuevas. También se analizaron las
precipitaciones locales, el agua del vecino río Rioseco y de una surgencia
kárstica situada por debajo de las cuevas. Los resultados de los parámetros
analizados se presentan como valores promedio a escala trimestral.
Los datos isotópicos de la lluvia analizada muestran una pauta estacional,
con valores máximos en verano o principios de otoño y mínimos en inviernoprimavera. Por sus altos valores isotópicos, es destacable el episodio de lluvia
del verano de 2011. Esta pauta se refleja también en los valores del agua del río,
aunque algo amortiguada. En la surgencia kárstica la señal isotópica es más ligera
y constante que en el río, indicando una influencia menos directa del agua de lluvia.
En cuanto al agua de goteo, las dos cuevas presentan pautas
diferentes. Mientras que en la cueva de La Viña, el goteo refleja los
episodios de la lluvia, incluso con más fidelidad que el río, en la cueva de
La Paz los episodios de lluvia se manifiestan con un retraso importante.
El oxígeno de la calcita presenta valores promedio similares en
ambas cuevas (δ 18O La Viña = -6.8‰ PDB, δ 18O La Paz = -6.6‰ PDB).
Considerando la temperatura a la que se produce la precipitación y el
correspondiente coeficiente de fraccionamiento isotópico, estos valores
concuerdan, a grandes rasgos, con los del agua de goteo. La evolución de
los valores de la calcita es más o menos paralela a la del agua de goteo,
a excepción del verano de 2011, que no es registrado por la calcita de La
Paz, pero sí por la de La Viña, aunque con un cierto retraso (otoño 2011).
Se puede concluir, por tanto, que en las cuevas de Ortigosa la señal
isotópica de la calcita espeleotémica responde a las condiciones ambientales
exteriores, especialmente a las variaciones isotópicas de las precipitaciones.
Sorprendentemente, esta respuesta es más directa en la cueva de La Viña
(posición inferior) que en la de La Paz (posición superior), lo que hace pensar
en una conexión hidrológica diferencial de las cavidades con el exterior.
Evolución trimestral del valor de δ18O del agua (‰SMOW) y de la calcita
espeleotémica (‰PDB) en las cuevas de Ortigosa desde otoño 2010 a verano 2012.
50
51
Palaeoclimatic reconstruction during the last
3200 years inferred from isotopic composition of
stalagmites in the Central Pyrenees (North east
Spain)
Bartolomé M*1, Moreno A1, Sancho C2, Oliva-Urcia B1, Belmonte A2,
CachoI3, Stoll H4, Osacar C2, Edwards L5, Cheng H5, Hellstrom J6
1
Instituto Pirenaico de Ecología, CSIC, Spain
2
Universidad de Zaragoza, Spain
3
Universitat de Barcelona, Spain
4
Universidad de Oviedo, Spain
5
University of Minnesota, USA
6
University of Melbourne, Australia
*[email protected]
Abstract
Stalagmites are excellent palaeoclimatic records that allow reconstructing
past climatic conditions based on their isotopic composition variability (18O/16O
and 13C/12C). Eight stalagmites from two caves (Seso Cave System, SCS,
and Las Fuentes de Escuain System, B1) in the Central Pyrenees have been
used to reconstruct the climatic conditions during the last 3200 years. SCS is
a small, rectilinear and shallow (~2 m of deep) pseudokasrtic system, while B1
is a large (33 km of develop), deep (-1.150 m) and complex karstic system.
Stalagmites were dated with U/Th series at the universities of Minnesota
(USA) and Melbourne (Australia) revealing short growing periods during the
last 3200 years: Industrial Era (last 120 years), Little Ice Age (100-740 years
BP), Ibero-Roman Humid Period (1500-2500 years BP) and Iron Age Cold
Epoch (2500-3250 years BP). Main δ18O and δ13C patterns of variation are well
reproduced among several speleothems from the SCS and B1 cavities indicating
that climate conditions influenced in the same way the isotopic values, thus
neglecting major kinetic fractionation during calcite precipitation. SCS has been
monitoring during two years and actual calcite precipitation over glass slabs
shows a good correlation with the temperature variations in the system. δ18O
isotopic values are in the same range in both systems and show less variation
(~ -6 %0 to ~ -7.5 %0) than δ13C. δ13C values are very different (~ -5 %0 for
B1 and ~ -9%0 for SCS) as a consequence of the unlike isotopic composition
of marine limestone and the different limestone thickness above the cave.
52
δ 13C values point out to wet conditions from 3200 to 1500 yrs BP with
small range of variation, while oxygen values show warming/cooling cycles
during the same period. The absence of speleothem growth during the Medieval
Climate Anomaly (MCA, 1500-750 yrs BP) may support very dry conditions in
that area agreeing with previous studies in the Pyrenees. The Little Ice Age
period is clearly divided in two phases, starting with enriched δ 13C and δ 18O
values pointing to a dry/warm climate and ending with lighter values indicating
cold and wet conditions.
During the Industrial Era, oxygen values show a rapid warming, while
carbon values indicate wetter conditions. This trend in δ13C values maybe
related with a recovery of the forest over the SCS or with rainfall increase in the
Pyrenees during recent epoch. Others peaks marked by more negative values in
δ13C during the LIA apparently could be related to solar minimums (Wolf, Spörer,
Maunder, Dalton) even allowing to associate the recent trend towards more
humid conditions with the actual solar minimum (Eddie). Minima in solar activity
(minimum number of sunspots) during last millennia have been associated to
cold conditions that, in the Central Pyrenees would lead to an increase in water
availability due to less evaporation. The youngest stalagmite (1996-1750 A.D)
marks the present-day global warming allowing to relate the δ 18O values of
calcite to temperature instrumental records. Thus, this reconstruction shows
warm events with a variation of +0.5oC during recent epoch (modern warming),
+0.15 oC during LIA and 3 moments during I-RHP and IACE (+0.2oC), and, on
the other hand, it demonstrates that the last cold period correspond to the LIA
(-0.3oC, -0.4oC).
53
Estudio isotópico de estroncio en tortugas del
Cretácico Superior de España
Guede I.L.*1, Pérez-García A2, Murelaga X3, Zuluaga M.C.1, AlonsoOlazabal A1, Suarez-Bilbao A3, Ortega L.A.1
Dpto. de Mineralogía y Petrología. Facultad de Ciencia y Tecnología. UPV/EHU. Leioa,
Vizcaya, España
2
Dpto. de Paleontología. Facultad de Ciencias Geológicas. UCM, Madrid. España.
3
Dpto. de Estratigrafía y Paleontología. Facultad de Ciencia y Tecnología. UPV/EHU.
Leioa, Vizcaya, España
1
*[email protected]
Resumen
En este trabajo se presentan algunos resultados preliminares
correspondientes al estudio isotópico de placas óseas de varios clados de
tortugas de diferentes yacimientos del Cretácico Superior peninsular. La mayoría
de ellos corresponden a Solemydidae (stem Testudines), Dortokidae (PanPleurodira) y Bothremydidae (Pan-Pleurodira). Los restos de tortugas analizados
proceden de tres yacimientos pertenecientes al intervalo Campaniense superiorMaastrichtiense inferior: Laño (Condado de Treviño), Armuña (Segovia) y Lo
Hueco (Cuenca). En el yacimiento de Laño se han encontrado restos de tortugas
en dos niveles diferentes, denominados en trabajos previos como L1 y L2. El
nivel L1 es el más moderno de los dos, y la asociación de tortugas encontrada
está formada por miembros de los tres grupos previamente citados. En el nivel
L2 solamente se han encontrado restos de un taxón atribuido a Bothremydidae.
El yacimiento de Armuña presenta una asociación de fósiles de tortugas similar
a la del nivel L1 de Laño, en la que se han identificado tortugas correspondientes a Solemydidae y Bothremydidae. De los tres grupos, en el yacimiento
de Lo Hueco únicamente se han reconocido miembros de Bothremydidae.
La ausencia de registro de Solemydidae y de Dortokidae permite
establecer similitudes con el nivel L2 de Laño. Además, en Lo Hueco también se
han encontrado elementos del caparazón de una tortuga que corresponde a un
miembro indeterminado de Pan-Cryptodira. Debido a la presencia de grandes
fortanellas en su espaldar, no puede descartarse que esta tortuga pudiera estar
vinculada a aguas marinas.
La composición isotópica de la mayoría de las tortugas estudiadas
(Solemydidae, Bothremydidae y Dortokidae) presentan relaciones isotópicas
similares independientemente del yacimiento de procedencia. No obstante,
tanto en las muestras procedentes de Armuña como en las de Laño se observan
algunas diferencias en su composición isotópica.
En Laño las diferencias composicionales están relacionadas con el
nivel de procedencia de las muestras, mientras que en Armuña las diferencias
se encuentran relacionadas con las familias estudiadas. Los valores
isotópicos obtenidos permiten aportar nuevos datos sobre las condiciones
paleoambientales en las que habitaba cada uno de los grupos estudiados.
Estos datos deben complementarse con otros estudios que permitan evaluar
la presencia o ausencia y la abundancia relativa de cada uno de estos
clados en los yacimientos del Cretácico Superior de Europa Occidental.
54
55
Propuesta para la enseñanza-aprendizaje en el
Grado de Maestro en Educación Primaria del pH y
sus implicaciones geoquímicas sobre los paisajes
vegetales del entorno de Soria
Eugenio M1*, Caballero I1 Moyano A1
1
Departamento de Didáctica de las Ciencias Sociales, Experimentales y de la
Matemática. EU de Educación, Campus Duques de Soria. Soria 42004, España.
Universidad de Valladolid.
*[email protected]
Resumen
Desde esta perspectiva, presentamos nuestra propuesta didáctica,
que presenta las siguientes características:
1) Está basada en la indagación, es decir, diseñada de forma que
fomenta el aprendizaje basado en la observación, análisis, interpretación,
búsqueda y contraste de informaciones, etc., en resumen un aprendizaje activo
con etapas y procesos similares a los de la investigación científica.
2) Integra contenidos curriculares relativos a tres disciplinas científicas,
a saber: Química, Geología, y Biología, entre los cuales destacan: concepto
de pH, acidez y basicidad del suelo, ciclo biogeoquímico, disponibilidad de
nutrientes en el suelo, nutrición vegetal, factor abiótico en la distribución de
especies, especies y paisajes vegetales dominantes o característicos.
Tradicionalmente la enseñanza de las ciencias se ha abordado
respondiendo a la creencia de que la ciencia es un conjunto de verdades
establecidas que deben ser aprendidas, en el sentido de “memorizadas”.
También es destacable que las ciencias se han incluido en los currículums
escolares con el objetivo prioritario de constituir una formación básica para
aquellos estudiantes que con posterioridad se inclinan por estudios de
tipo científico. Tales características de la enseñanza-aprendizaje de las
ciencias se encuentran en entredicho, puesto que numerosos estudios
señalan un declive alarmante en el interés que los jóvenes muestran por
las ciencias, y concluyen que es prioritario revisar la forma en que éstas se
enseñan desde las escuelas hasta las universidades. Así, existe actualmente
cierto consenso en torno al hecho que la enseñanza-aprendizaje de las
ciencias debe abordarse promoviendo la curiosidad y la motivación de
los estudiantes, para dotarles de un conocimiento relevante y significativo
que les permita interpretar la realidad observable de forma razonada y
crítica, y con el objetivo mucho más amplio de alfabetizar científicamente
a la población para fomentar el ejercicio responsable de la ciudadanía.
3) Parte de la consideración de que es importante que el maestro en
formación, además de aprender contenidos relativos a las ciencias, desarrolle
habilidades y ponga en práctica procedimientos que le permitan en el futuro
realizar la transposición didáctica, por lo cual pretende motivar a los estudiantes
a descubrir potenciales recursos didácticos en los contenidos que se les
presentan
56
57
Geochemistry of thermally affected coal mining
residues from Arroyo Galladas self-burning coal
waste pile – insights on the potential environmental
impact
Ribeiro J1*, Suárez-Ruiz I2, Flores D1,3
Centro de Geologia da Universidade do Porto
Instituto Nacional del Carbón, (INCAR-CSIC), Oviedo, Spain
3
Departamento de Geociências, Ambiente e Ordenamento do Território, Faculdade de
Ciências, Universidade do Porto.
1
2
*[email protected]
Abstract
Coal fires occurring all over the world have been the subject of several
studies due to the associated impacts on environment and human health. The
self-burning of coal wastes resulting from coal mining is a source of pollutants
which can be emitted, released or leached to the surrounding environment.
During this process the emission of harmful gases and particulate matter into
the atmosphere, mobilization and leaching of hazardous elements may affect
the atmosphere, soils, surface and ground water, causing environmental
pollution and effects on human health and biodiversity. The characterization
of self-burning waste materials is essential in order to identify these impacts
to further contribute to for their mitigation. Previous studies demonstrated
that the chemical composition of coal waste materials is affected by the
combustion process and therefore the geochemical characterization of
self-burning coal wastes allows the identification of the changes that
are taking place in geological materials during the combustion process.
The aim of this study is to determine the chemical composition of
self-burning coal waste materials from Arroyo Galladas waste pile, which
resulted from coal mining in El Bierzo Coalfield (Spain), in order to identify
the geochemical changes attributed to the combustion process and to
assess the potential environmental impacts that may be associated with
these materials and with those geochemical changes in particular. Samples
of coal waste material from active combustion zones and from areas that
have already been in combustion were taken. A coal sample was also
collected so that some characteristics of the original unburned material,
including both the organic and the inorganic material, could be characterized.
58
The methodologies used for geochemical studies included proximate
analysis for the determination of moisture, ash and volatile matter yields, elemental
chemical analysis for determination of carbon and total sulfur contents and ICPMS for the determination of the inorganic composition (major and trace elements).
The El Bierzo is the westernmost and largest coalfield in the Cantabrian
Mountains from Carboniferous age (Pennsylvanian [Stephanian B-C]) which is
unconformably overlying the Lower Palaeozoic rocks of the West Asturian–
Leonese Zone. The coalfield is subdivided in three sectors: Fabero–Matarrosa,
Torre-Bembibre and Toreno-Valdesamario, where about 70 coal seams have
been mined.
Despite the lack of information about the source or sources of the
material that composes the Arroyo Galladas waste pile, it is believed that the
rejected and overburden material came from the past mining activities in the
region of Fabero (Leon, Spain). The Arroyo Galladas waste pile is located
near the village of Fabero where the mining residues were disposed in a valley
associated with the Galladas stream, occupying 1.600.000 m3 and 23 ha.
The waste pile has 8 to 12 m height and 250 m width. A partial environmental
restoration was developed in Arroyo Galladas waste pile with vegetation and
the deviation of the Galladas stream. The field observations during sampling
campaigns and the macroscopic observations of the collected samples reveal
that the waste material is very heterogeneous, containing lithic fragments, mainly
shales, arenites and coal, with particles size ranging from few µm to some cm.
The results of proximate and elemental chemical analyses indicate
that the studied samples present ash yields ranging between 43.1 wt.% and
91.6 wt.% (dry basis - db); the lower values of ash yields are related with the
higher values determined for the volatile matter (5.8 wt.% - 56.6 wt.%, db),
which is extremely high (> 25.0 wt.%) in three samples that were collected
in a very active combustion zone. These samples present also the highest
values of total sulfur, which varies between 3.5 wt.% and 84.4 wt.% (dry-ash
free basis - daf). The elemental analysis demonstrates that the carbon between
2.2 wt.% and 71.8 wt.% (daf), the hydrogen content varies from 1.4 to 7.2 wt.%
(daf), and nitrogen varies from 1.7 to 7.4 wt.% (daf). Generally, the chemical
composition of the studied samples is very heterogeneous, which can be
attributed to the assortment of these materials. Considering the major elements,
the contents of Al, Fe, K and St predominate in the samples composition,
while the other major elements present concentrations lower than 1 wt.%.
59
With regards to trace elements, Ba, Cr, Li, Mn, Rb, Sr, and V were found
to report the highest contents (generally > 100 mg kg-1), whereas As, Co, Cs,
Cu, Ga Nb, Ni, Pb, Sc, Se, Th, Y, Zn, and Zr are generally between 10 and 100
mg kg-1, with the remaining trace elements reporting lowest concentrations.
Heavy metal fractionation in sediments and soils
from the Jarama river, Tajo river basin (Madrid,
Spain)
The concentration of Be, Bi, Cd, Hf, In, Mo, Sn, Ta, Tl U, and W
are lower than 10 mg kg-1. The ∑REE ranges from 71.5 to 204.0 mg kg-1.
The comparison of the chemical composition of the studied samples with
the background of black shales is expected to give some information
about enrichment/depletion of some elements due to combustion process.
García-Pereira F.J.1, García R2*, Vigil R2, Rodríguez J1
Departamento de Química Analítica y Análisis Instrumental. Facultad de Ciencias, UAM
Madrid. Spain
2
Departamento de Geología y Geoquímica. Facultad de Ciencias. UAM, Madrid. Spain
1
*[email protected]
Abstract
Acknowledgments and Funding
The author J. Ribeiro benefits of a post-doctoral scholarship financed by
FCT - Fundação para a Ciência e Tecnologia, Portugal, Ref: SFRH/BPD/76230/2011.
This work was partially funded by FEDER funds through the Operational Program
Competitiveness Factors - COMPETE and by national funds through FCT - Fundação
para a Ciência e Tecnologia, under the project PEst-OE/CTE/UI0039/2011.”
60
The heavy metals are present in soils and sediments of the rivers
as a consequence of the disorder of the rocks, by atmospheric deposition
or by urban and industrial discharge of residues. In sediments is one of the
greatest threats to water quality, the aquatic ecosystem and human health.
Once they are introduced in the aquatic middle, the metals are distributed
in various compartments. The distribution of the metal among these phases
will depend on many variables as the nature and the concentration of the
dissolved ligands, the nature and concentration of the solid phases, the
redox potential, the pH value, etc...The measurement of the availability and
mobility of the different metals is important to understand the behaviour
of the metals in the sediments and its potential availability and toxicity.
The chemical extractions have been shown as an adequate method
to determine the association of metals with the main phases where metals are
accumulated in the sediments; therefore rivers are an excellent laboratory for
the studio of pollution and mobility of metals. In order to study metal speciation
in sediments, leaching/extraction tests are widely used for the assessment
of heavy metals mobilisation. The aim of this work is the evaluation of the
concentration of some toxic metals in sediments and soils of the Jarama
River basin (Madrid, Spain) and the study of the distribution of these elements
among the metal compartments present in the samples according to the SM&T
sequential extraction procedure.
Sediment and soils samples were collected in ten sampling
stations located in the course of Jarama River basin (Madrid, Spain). The
mineralogy of samples was characterized X-ray diffraction spectroscopy,
and standardized methods were used for chemical-physical characterization.
61
Biomarkers characterization of a Jurassic
sedimentary sequence from the Lusitanian Basin
(Gaiteiros 1 Borehole)
The samples present a silt-clay texture with a mineralogical
composition characterized by phyllosilicates in the low watercourse and
a higher quartz concentration in the high course of the river. pH values of
the sediments showed low variability along the Jarama River basin, being
slightly basic sediment samples except PAR, SMV, TIT and ARA samples
that are slightly acidic, especially the last two points. The potential of the
sediments decreases in the lower river, as a result of the higher content
reducing species present in these samples, especially organic matter.
In relation with the total concentration of heavy metals, clearly there
are two areas in the river. In the first zone, in the first half of the river basin,
metal concentration levels are not very high and correspond to the river zone
where the industrial impact of human activity is low. In the lower area of the
river there are important metal contributions, especially for cadmium, copper
and zinc, due to industrial activity located upstream of these sampling points
and the contribution of tributaries like the Henares and Manzanares Rivers.
From the study of the fractionation of metals by sequential ST&M
speciation scheme we can conclude that the mobility of structural metals,
such as iron and manganese, is low (less than 22% of metal). Other metals
present higher mobility, between 44 and 52% of the total metal. From metal
fractions extracted at each step of sequential scheme we can conclude that
cadmium and zinc are extracted more in the first step (available fraction of
metal) while copper, nickel and lead are extracted mainly in the step 2 (metal
bound to iron and manganese hydroxides). Multivariate statistical analysis of
sediments has allowed us to model the data and determine group structures.
62
Ribeiro J1*, Neto C2, Freitas T3, Costa L.G.3, Cézar M3, Gonçalves P.A.1,
Morgado A2, Mendonça J.G.3, Flores D1,2
Centro de Geologia da Universidade do Porto
Departamento de Geociências, Ambiente e Ordenamento do Território, Faculdade de
Ciências, Universidade do Porto.
3
Laboratório de Palinofácies & Fácies Orgânica (LAFO), Departamento de Geologia,
Instituto de Geociências, Universidade Federal do Rio de Janeiro
1
2
*[email protected]
Abstract
A Jurassic sedimentary succession has been cut by the Gaiteiros 1
borehole, (Lusitanian Basin, Portugal). From bottom to top, the succession
comprises, the Dagorda, Coimbra, Brenha/Candeeiros, Cabaços, Montejunto,
Amaral/Alcobaça, and Lourinhã Formations, which are essentially composed by
siliciclastic rocks (mainly in the top of the sequence), limestones, dolomites and
evaporites. The main objective of this study is the characterization of the organic
matter present in the Jurassic sedimentary succession cut by the Gaiteiros 1
(GA-1) borehole to assess the depositional paleoenvironment of the sedimentary
sequence, based on organic geochemistry analyses (determination of total organic
carbon (TOC) and sulfur contents (TS) and molecular biomarkers analysis).
Samples were acidified (50% HCl) prior to the determination of the
TOC and TS using a LECO analyzer. For biomarkers analysis the saturated
fraction was obtained by ASE extraction using dichloromethane as solvent
and silica solid phase column for fractionation. The saturated fractions were
analyzed by gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC-MS).
The ions m/z 85 and m/z 191 were monitored for the analysis of
n-alkanes and terpanes, respectively, and the ions m/z 217 and m/z 218 for
steranes. The results demonstrate that the TOC of the studied samples range
between 0.12 wt.% and 0.83 wt.%, with a mean of 0.40 wt.%, pointing out a
poor to fair content of organic carbon.
63
The TS content is low, ranging between 0.02 and 0.41 wt.%, except
sample from Dagorda formation which presents a TS content of 2.16 wt.%.
Considering the data from biomarkers analysis, in the majority of the
samples, the n-alkanes typically reach peak abundance in the nC15-nC23 range,
extending for long-chain n-alkanes. The Lourinhã Formation presents dominant
long-chain n-alkanes, reflecting a major continental contribution. Phytane (Ph)
is the predominant acyclic isoprenoid in the studied samples. The pristane
(Pr)/phytane (Ph) ratio is low, varying between 0.15 and 0.78, which may indicate
reductive depositional conditions. In addition, values of Pr/Ph ratio lower than
0.80 indicates anoxic conditions in hypersaline or carbonate environments,
which is in accordance with the obtained results. The Pr/nC17 and Ph/nC18
ratios have relatively high values, exceeding one in almost all samples.
The Carbon Preference Index (CPI) is close to one (0.68 to 1.00)
indicating a probable marine origin for the kerogen or the maturity of the organic
matter. Generally, the typical terpane distributions are characterized by a high
content of pentacyclic terpanes relatively to tricyclic and tetracyclic terpanes. The
content of C24 tetracyclic terpane exceeds the C26 tricyclic terpane indicating
carbonate and evaporite source rock settings. Regarding the pentacyclic
terpanes, the C29 and C30 hopanes are the most abundant in the samples,
with a preference for C30 hopane. Extended hopanes C31 to C35 are present in
all samples and their abundance decreases as molecular weight increases. The
regular steranes/17α-hopanes (Ste/Hop) ratios are used as indicator of organic
matter input to the source rock, assuming that the steranes originated from
algae and higher plants, whereas the hopanes originated mainly from bacteria.
The results showed that the steranes/17α-hopanes ratios were
lower, which is indicative of terrigenous and/or microbial reworked organic
matter. In this study, the C29 20S/(20S + 20R) sterane, C29ββ/(αα+ββ)
sterane, H32 22S/(22S + 22R) and the M30/H30 hopane ratios were used as
indicators of the source rock’s maturity. The 20S/(20S + 20R) and ββ/(αα +
ββ) isomerization ratios in C29 sterane, calculated for the studied samples,
had ranges of 0.24 to 0.55 and 0.41 to 0.57, respectively, which are below
the proposed equilibrium values. The values of the ratio 22S/(22S + 22R)
epimers of C32 homohopanes revealed that the majority of the samples had
reached equilibrium values (0.47 to 0.64). The C29 20S/(20S + 20R) sterane,
C29ββ/(αα + ββ) sterane, H32 22S/(22S + 22R) and other biomarkers maturity
data suggest an immature to early mature stage for the extracted bitumen.
64
The M30/H30 ratios generally decrease with increasing thermal
maturity because moretanes are less stable than hopanes. The values of
this ratio are approximately 0.80 for immature stages and less than 0.15 for
mature stages. For the studied samples, the ratios M30/H30 varied between
0.04 and 0.19, corresponding to an early mature stage. C29 steranes are more
abundant than the C27 and C28 steranes. The predominance of C27 steranes is
indicative of a high contribution of planktonic organic matter, and C29 steranes
is associated with a continental contribution. Thus, the studied samples have
a combination of continental and marine organic matter preserved in an
open marine environment. The obtained results for the GA-1 borehole are in
accordance with previous studies performed in the Lusitanian Basin succession.
Acknowledgments
The author J. Ribeiro benefits of a post-doctoral scholarship financed by
FCT - Fundação para a Ciência e Tecnologia, Portugal, Ref: SFRH/BPD/76230/2011.
This work was partially funded by FEDER funds through the Operational Program
Competitiveness Factors - COMPETE and by national funds through FCT Fundação para a Ciência e Tecnologia, under the project PEst-OE/CTE/UI0039/2011.
65
Sondagem Barreiro-4 (bacia Lusitânica, Portugal):
caracterização geoquímica da matéria orgânica e
implicações para o ambiente deposicional
Gonçalves P.A.1*, FreitasT 2, Mendonça J.G.2, Flores D1,3
1
Centro de Geologia da Universidade do Porto, Porto, Portugal
Laboratório de Palinofácies e Fácies Orgânicas (LAFO) e Departamento de Geologia,
Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brasil
3
Departamento de Geociências, Ambiente e Ordenamento do Território; FCUP, Porto,
Portugal
2
*[email protected]
Resumo
O estudo da sequência Meso-Cenozóica atravessada pela sondagem
Barreiro-4 (Br-4) proporciona uma melhor compreensão sobre a matéria orgânica
(MO) depositada na sub-bacia do Baixo Tejo (bacia Lusitânica, Portugal) e
as suas implicações para o conhecimento do ambiente deposicional. A subbacia do Baixo Tejo está localizada no sector sul da bacia Lusitânica, sendo
limitada pela falha de Setúbal-Pinhal Novo. Com o objectivo de caracterizar
a MO bem como determinar o ambiente paleodeposicional da sequência
atravessada pela sondagem Br-4, 43 amostras (Jurássico Médio ao Neogénico)
foram submetidas a análises de palinofácies e de geoquímica orgânica
(Carbono orgânico total-COT, pirólise Rock-Eval e análise de biomarcadores).
A preparação das lâminas para análise de palinofácies foi realizada
segundo os procedimentos não oxidativos para isolamento de MO (Tyson,
1995 e Mendonça Filho et al., 2011). A análise de palinofácies envolveu o
exame quantitativo e qualitativo dos grupos de componentes do cerogénio
através da utilização de técnicas de microscopia (luz branca transmitida e luz
azul incidente). A contagem obedeceu à classificação dos grupos e subgrupos
de MO proposta por Tyson (1995) e Mendonça Filho et al. (2011, 2012). Para
a determinação do COT procedeu-se à acidificação das amostras (HCl a 50%)
com o objectivo de eliminar os carbonatos. O resíduo obtido foi analisado
recorrendo a um aparelho LECO SC144. As amostras com valores de COT>
0,50wt.% foram seleccionadas para análise de pirólise Rock-Eval, num aparelho
Rock-Eval 6 segundo a técnica padrão proposta por Espitalié et al. (1977).
66
Para a análise de biomarcadores, foi analisada a fracção dos
hidrocarbonetos saturados (obtida através de cromatografia líquida) num
cromatógrafo gasoso acoplado a espectrómetro de massa triplo quadrupolar,
tendo sido monitorizados o ião m/z 85 para a análise dos n-alcanos, o ião
m/z 191 para os terpanos, e os iões m/z 217 e m/z 218 para os esteranos.
Os resultados de palinofácies revelaram que quase toda a sequência
é maioritariamente constituída por fitoclastos, principalmente fitoclastos não
opaco. No entanto, as amostras correspondentes ao Jurássico Médio revelam um
predomínio de matéria orgânica amorfa (MOA). Palinomorfos, tanto continentais
como marinhos, estão presentes nas amostras estudadas. Relativamente
às amostras de idade cretácica verificou-se que são caracterizadas por
elevadas quantidades de betumes sólidos em detrimento do cerogénio.
Os valores de COT são geralmente inferior a 1wt.%, apresentando um
valor médio de 0,40wt.%. Os parâmetros obtidos através da pirólise Rock-Eval,
S1 e S2, variam entre 0,01-3,50 e 0,15-34,03 mg.HC/g.rocha respetivamente,
com os valores mais elevados correspondendo às amostras do Cretácico.
Os valores dos índices de hidrogénio e oxigénio variam entre 35-552 e 4-180
mg.HC/g.TOC, respetivamente. O diagrama tipo van Krevelen revela que as
amostras apresentam cerogénio do tipo II/III. Relativamente à Tmax., os valores
variam entre 416 e 437ºC, indicando que a MO se encontra termicamente
imatura. A análise da fracção saturada relativa aos n-alcanos revelou um
predomínio de parafinas no intervalo nC15 a nC23, na maioria das amostras. No
entanto, algumas amostras apresentam um carácter bimodal, onde se observa
um predomínio dos n-alcanos nos intervalos nC15-nC18 e nC21-nC29. O índice
preferencial de carbono varia entre 0,69 e 4,08. A razão pristano/fitano varia entre
0,48 e 1,64, indicando alternância de condições óxicas-anóxicas ao longo da
sequência. A distribuição dos terpanos mostrou baixa quantidades de terpanos
tricíclicos e tetracíclicos na maioria das amostras (excepto nas amostras do
Cretácico e topo do Jurássico) e um predomínio dos terpanos pentacíclicos.
O valor do 17α(H),22,29,30-trisnorhopano (Tm) excede, geralmente, o do
18α(H),22,29,30-trinorneohopano (Ts). As razões 20S/(20S+20R) e αββ/
(ααα+αββ) nos esteranos em C29 apresentam valores abaixo do intervalo de
equilíbrio. Relativamente aos esteranos constatou-se o predomínio dos esteranos
C29 relativamente ao C28 e C27, refletindo um maior aporte de MO continental.
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De um modo geral, a deposição dos sedimentos ocorreu num ambiente
marinho de salinidade variável e sob um regime de oxigénio variável. O maior
influxo de material lenhoso em alguns níveis é indicativo de uma maior proximidade
à área fonte, reflectindo o transporte desde a zona do coberto vegetal até à
zona de deposição. A MO encontra-se num estágio térmico imaturo.
Referências:
Espitalié, J., Laporte, J. L., Madec, M., Marquis, F., Leplat, P., Paulet, J., Boutefeu, A., 1977. Méthode rapide de caractérisation des roches mètres, de leur potentiel pétrolier et de leur degré d'évolution. Revue de l’Institut Français du Pétrole 32, 23 – 42.
Mendonça Filho, J.G., Menezes, T.R., Mendonça, J.O., Oliveira, A. D., Souza, J.T., Sant’Anna, A.J., 2011a. Kerogen: Composition and Classification. Chapter 3 in: ICCP Training Course on Dispersed Organic Matter, 2, ISBN 978-9-89-
826567-8, pp. 5-31.
Mendonça Filho, J.G., Menezes, T.R., Mendonça, J.O., Oliveira, A.D., Silva, T.F., Ron
don, N.F., Silva, F.S., 2012. Organic Facies: Palynofacies and Organic Geo
chemistry Approaches, in: Panagiotaras, D. (Org.), Geochemistry Earth’s system processes. InTech, Patras, vol. 1, pp. 211-245
Tyson R.V., 1995. Sedimentary Organic Matter. Londres, Chap. & Hall.
Agradecimentos:
Paula Gonçalves beneficia de uma bolsa de doutoramento da FCT - Fundação
para a Ciência e Tecnologia, Portugal, Ref. SFRH/BD/60875/2009. Este trabalho foi
suportado pelo Acordo de Cooperação Cientifica e Técnica da FCT/CAPES (Brasil)
intitulado “Caracterização das variações organofaciológicas e identificação dos
horizontes potencialmente geradores de petróleo no Jurássico da Bacia Lusitânica”;
e parcialmente financiado pelos fundos do FEDER através do COMPETE (Programa
Operacional Factores de Competitividade) e por fundos nacionais através da FCTFundação para a Ciência e Tecnologia, através do projecto PEst-OE/CTE/UI0039/2011.”
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COLABORADORES