The importance of mechanical stratigraphy in the development of faults and joints in sedimentary basins: contribution from experimental models

Analogue physical modeling is currently a tool increasingly used to improve the understanding of the formation and development of geological structures. The impulse given to the use of this tool comes mainly (but not exclusively) from the oil industry, where structural analysis is important in determining the geometry of structures that can constitute hydrocarbon traps. In this work, we analyzed the nucleation of faults and joints in a layered sequence composed of materials with different rheological behaviors during an extensional deformation event. Factors like layer width and stratigraphic position were also examined. To simulate a mechanical stratigraphy we used gypsum powder, glass beads and quartz sand. The experiments were monitored by using a PIV (Particle Image Velocimetry) apparatus, which shows the movement of the particles to eachdeformation moment. Thus, we observed differences in the nucleation and growth of faults in layers with different rheological behavior. The gypsum powder layers behave in a more competent mode, which allows the generation of a greater number of faults with higher dip angles, when compared to the less competent layers of quartz sand. These experiments could represent an analogue of brittle deformation in carbonate sequences intercalated with clay-rich or siliciclastic strata, where structural traps could play a main role in the migration and/or storage of fluids such as hydrocarbons or even groundwater.A modelagem física analógica é atualmente uma ferramenta cada vez mais utilizada para melhorar o entendimento da formação e desenvolvimento das estruturas geológicas. O impulso dado na utilização dessa ferramenta deve-se, principalmente (mas não exclusivamente), à indústria do petróleo, onde a análise estrutural é importante para a definição da geometria das estruturas que possam constituir armadilhas para o hidrocarboneto. O presente trabalho analisa a nucleação de falhas e juntas, em função do contraste reológico de materiais analógicos, durante um evento distensional em bacias sedimentares. Influência de outros fatores, como espessura das camadas e seu posicionamento na estratigrafia, também foram analisados. Os materiais utilizados para simular uma estratigrafia mecânica foram pó de gesso (sulfato de cálcio semi-hidratado), microesferas de vidro e areia quartzosa. O monitoramento dos experimentos foi feito utilizando-se o PIV (Particle Image Velocimetry), instrumento que mostra a movimentação das partículas a cada instante deformacional. Como resultados, observaram-se diferenças na nucleação e desenvolvimento das falhas nas camadas de diferente comportamento reológico. As camadas de pó de gesso comportam-se de modo mais competente, permitindo a geração de um número maior de juntas, e as falhas apresentam mergulho mais elevado do que quando atravessam as camadas menos competentes de areia quartzosa. De forma geral, os experimentos podem ser interpretados como análogos da deformação frágil em rochas carbonáticas intercaladas em sequências siliciclásticas ou ricas em argilominerais, gerando armadilhas estruturais capazes de influenciar na migração e/ou armazenamento de fluidos, tais como hidrocarbonetos ou mesmo água subterrânea

O Stock Granítico Serra Verde: exemplo do magmatismo granítico calcioalcalino no Domínio Rio Grande do Norte, NE, da Província Borborema

O Plúton Serra Verde constitui um stock granítico situado na porção centro-leste da Faixa Seridó, intrusivo em metassedimentos do Grupo Seridó e em ortognaisses do Complexo Caicó. Possuindo uma geometria en cornue, alongado na direção NE -SW, esse plúton teve a sua colocação sincrônica ao evento brasiliano. Composicionalmente, suas rochas são monzogranitos de textura fina, homogênea, cuja paragênese mineral dominante é composta de K-feldspato, plagioclásio e quartzo (em geral, mais de 80% modal). O principal mineral máfico é a biotita, e anfibólio, titanita, epídoto, opacos, allanita, zircão e apatita são acessórios. Quimicamente, as rochas de Serra Verde são metaluminosas a peraluminosas, de filiação calcioalcalina, com altos teores de Na2 O (> 4,2%), Sr (> 400 ppm) e Ba (> 700 ppm) e baixos teores de K2 O (≤ 3,7%), TiO2 (< 0,3%), Rb (< 80 ppm) e Y (≤ 28 ppm). As paragêneses minerais e suas microtexturas indicam que a evolução do magma ocorreu em condições de fO2 moderadas a elevadas, acima do tampão FMQ. Dados termobarométricos sugerem uma pressão de cristalização para o Serra Verde em torno de 3 a 5 kbar, com temperatura do liquidus em torno de 800°C e temperatura do solidus estimada entre 700º e 660°C. Esses dados são compatíveis com aqueles obtidos por diversos autores em granitoides neoproterozoicos do Domínio Rio Grande do Norte. Uma fonte crustal para o magma de Serra Verde é sugerida com base na análise de dados petrográficos e geoquímicos. Os ortognaisses quartzo-dioríticos a tonalíticos do complexo do embasamento são prováveis candidatos a essa fonte. Uma comparação do Serra Verde com os demais plútons calcio-alcalinos do Domínio Rio Grande do Norte mostra que este é mais enriquecido em SiO2 e Na2 O e empobrecido em Fe2 O3 (T), MgO e TiO2 .The Serra Verde granitic pluton is located in the central-eastern portion of the Seridó belt, intruded into metasedimentary and orthogneiss rocks of the Seridó Group and Caicó Complex respectively. It exhibits a geometry en cornue, elongated in the NESW direction, and was emplaced during the brasiliano orogeny. Its composition is monzogranitic with fine and homogeneous texture, whose dominant mineral paragenesis (more than 80% modal) consists of K-feldspar, plagioclase and quartz. The main mafic mineral is biotite, whereas amphibole, titanite, epidote, opaque, allanite, zircon and apatite represent the accessory mineralogy. We also characterized a late-magmatic paragenesis consisting of chlorite, granular epidote, carbonate and muscovite, related to CO2 and H2 O rich fluids. Chemically, the rocks of the Serra Verde Pluton can be classified as metaluminous to peraluminous, of calc-alkaline affiliation, with high contents of Na2 O (> 4.2%), Sr (> 400 ppm) and Ba (> 700 ppm), and low levels K2 O (≤ 3.7%), TiO2 (< 0.3%), Rb (< 80 ppm) and Y (≤ 28 ppm). Micropetrografic evidences (mineral paragenesis and microtexture) indicate that the evolution of the magma occurred in conditions of moderate to high fO2 , above of FMQ buffer. Thermobarometric data obtained from the geochemistry of minor and trace elements, as well as CIPW normative data, suggest a final crystallization pressure (minimum) for the Serra Verde Pluton around 3-5 kbar with the liquidus temperature around 800°C while the solidus temperature is between 700-660°C. These data are consistent with those obtained by several authors in various other Neoproterozoic granitoids from the Rio Grande do Norte Domain. Based on the analysis of petrographic and geochemical data, a crustal magma source for the Serra Verde pluton is suggested. The quartz-dioritic to tonalitic orthogneiss from the basement complex, are likely candidates for this source. Regarding to other calcium alkaline plutons from the Rio Grande do Norte Domain, the Serra Verde pluton is more enriched in SiO2 and Na2 O and more depleted in Fe2 O3 (T), MgO and TiO

Estabelecimento inicial de mudas de Erythrina velutina Willd sob déficit hídrico: aspectos fisiológicos e bioquímicos

As espécies vegetais, para se estabelecerem e sobreviverem em regiões semiáridas como o domínio vegetal Caatinga necessitam apresentar versatilidade bioquímica. Assim, objetivou-se avaliar por meio de indicadores fisiológicos e bioquímicos a sensibilidade das sementes e mudas de Erythrina velutina Willd ao déficit hídrico, pois a referida espécie é usada na recuperação de áreas degradadas no semiárido brasileiro. As sementes foram submetidas a cinco potenciais osmóticos (-0,1; -0,2; -0,3, -0,4 e -0,5 MPa), avaliando-se a porcentagem de germinação (plântulas normais), o índice de velocidade de germinação, o comprimento da parte aérea e do sistema radicular, a massa seca total, a concentração de pigmentos fotossintéticos (clorofilas a, b e carotenoides) na parte aérea e no sistema radicular, carboidratos e proteínas solúveis, prolina e as enzimas ascorbato peroxidase, catalase, superóxido dismutase, peroxidase e polyphenoloxidase. O déficit hídrico reduziu o índice de velocidade e a porcentagem de germinação, o comprimento da parte aérea e da raiz, a massa seca da parte aérea e da raiz, o teor de pigmentos fotossintéticos nas plântulas; entretanto, houve aumento dos níveis de carboidrato total, prolina, proteína e redução da superóxido dismutase. O potencial hídrico a partir de -0,4 MPa é fator limitante para o processo de formação de plântulas e ou mudas. A semeadura direta de E. velutina só seria indicada até o potencial de -0,3 MPa para a regeneração de áreas degradadas em regiões semiáridas. A espécie na fase de formação de plântulas apresenta menor plasticidade bioquímica de superar condições limitantes de disponibilidade hídrica.For plant species to establish and survive in semiarid regions, such as the Caatinga plant domain, they need to present biochemical versatility. Thus, the objective of this study was to evaluate through physiological and biochemical indicators the sensitivity of seeds and seedlings of Erythrina velutina Willd to water deficit, as this species is used in the recovery of degraded areas in the Brazilian semiarid region. The seeds were submitted to five osmotic potentials (-0.1; -0.2; -0.3; -0.4; and -0.5 MPa), evaluating the percentage of germination (normal seedlings), germination speed index, length of aerial parts and root system, total dry mass, the concentration of photosynthetic pigments (chlorophylls a, b, and carotenoids) in aerial parts and root system, soluble carbohydrates and proteins, proline, and the enzymes ascorbate peroxidase, catalase, superoxide dismutase, peroxidase, and polyphenoloxidase. The water deficit reduced the germination speed index and percentage, aerial parts and root length, aerial parts and root dry mass, and photosynthetic pigment content in seedlings; however, there was an increase in the levels of total carbohydrate, proline, and protein, and a reduction in superoxide dismutase. The water potential from -0,4 MPa was a limiting factor for the seedling and/or seedling formation process. The direct sowing of E. velutinawould only be indicated up to the potential of -0,3 MPa for the regeneration of degraded areas in semiarid regions. The species in the seedling formation stage present less biochemical plasticity to overcome limiting conditions of water availability

Análise estrutural do sistema de grabens do Rio Tocantins, borda oeste da Bacia do Parnaíba (estados do Tocantins, Pará e Maranhão - Brasil)

The western border of the Parnaíba Basin displays structures that differentiate it from those in other regions of the basin. Two graben structures can be highlighted (Araguaína and Muricizal), which compose the graben system in this study, the first one inside the basin, and the second implanted directly on the crystalline basement (Araguaia Belt). Along the borders of the main graben (Araguaína), the contacts between the Motuca and Pedra de Fogo formations and older units are defined by normal and sinistral normal-oblique faults. Further south, in the Palmas-Miracema do Tocantins region, the contacts between the Serra Grande Group, the Pimenteiras Formation and the crystalline basement follow normal faults. The westerly secondary graben also hosts the Motuca Formation and shows the same N-S orientation. The analysis of SRTM images allowed to map the photolineaments, the graben borders and, associated with field data, supports the proposition of three deformational events (D1, D2 and D3). The N-S fault orientation involves a 20º to 30º of variation to E or W, which is controlled by anisotropies of the crystalline basement related to the Araguaia Belt. Along the main graben, normal and normal-sinistral faults point to a NE‑trending extension (D1 event). The minimum age for D1 is estimated to be in the Permo‑Triassic interval, based on structural and stratigraphic relationships. To the north, E-W/ENE photolineaments controlled the emplacement of the Eojurassic basalts and diabases of the Mosquito Suite (D2 event), overprinting the N-S structures of the grabens. NNE structures in the Mosquito Suite and normal or transcurrent faults recording NW distension (D3 event) are younger and tentatively correlated to the opening of the Central and South Atlantic, respectively.A borda oeste da Bacia do Parnaíba apresenta estruturas que a diferenciam do contexto em outras regiões na bacia. Destacam‑se duas estruturas do tipo graben (Araguaína e Muricizal), que compõem o sistema de grabens em estudo, a primeira já no interior da bacia, a segunda implantada diretamente sobre o embasamento cristalino (Faixa Araguaia). Nas bordas do graben principal (Araguaína), as formações Motuca e Pedra de Fogo são balizadas por falhas normais ou normais oblíquas sinistrais. Mais a sul, na região de Palmas-Miracema do Tocantins, o Grupo Serra Grande, a Formação Pimenteiras e o embasamento cristalino estão em contato por falhas normais. O segundo graben, localizado a oeste do principal, também acomoda a Formação Motuca e unidades sotopostas, possuindo a mesma orientação. A análise de imagens SRTM auxiliou na cartografia dos fotolineamentos, dos grabens e, associada aos dados de campo, permitiu a proposição de três eventos deformacionais (D1, D2 e D3). A orientação N-S das falhas envolve uma variação de 20º-30º para E ou W, controlada pelas anisotropias do embasamento cristalino nesta borda da bacia, relacionadas à Faixa Araguaia. Falhas de regime normal e normal sinistral evidenciam uma distensão NE durante a formação dos grabens (evento D1). A idade mínima para D1 é estimada no intervalo Permo-Triássico, baseada nas relações estruturais e estratigráficas. Na região norte do mesmo, fotolineamentos E-W/ENE controlam o alojamento de basaltos e diabásios eojurássicos da Suíte Mosquito (evento D2), que interceptam as estruturas do graben principal. A distensão NNE na Suíte Mosquito e falhas normais ou transcorrentes exibindo distensão NW (evento D3) são tentativamente correlacionadas aos eventos de abertura do Atlântico Central e Sul, respectivamente

ANÁLISE DA REATIVAÇÃO DE FALHAS NORMAIS ATRAVÉS DA MODELAGEM FÍSICA COM O USO DO PARTICLE IMAGE VELOCIMETRY.

Durante as últimas décadas, modelagem física tornou-se uma ferramenta importante para melhorar a compreensão de algumas estruturas e processos geológicos, incluindo inversão cinemática das bacias sedimentares. Nesse caso, impulcionado pela industria do petróleo, um melhor conhecimento da inversão positiva se fez necessário, uma vez que este processo poderia gerar (ou destruir) armadilhas para acumulação de hidrocarbonetos. Este artigo trata da relação entre a reativação de falhas normais pré-existentes e a geração de novas falhas durante uma inversão positiva. Os nossos resultados mostraram que a orientação de falhas, relativamente ao campo de tensão, e a estratigrafia mecânica pode desempenhar um papel importante durante o processo de inversão positiva, induzindo a reativação de algumas falhas prévias, bem como a geometria das neoformadas. Os experimentos monitorados com o Particle Image Velocimetry (PIV), mostrou em detalhe o comportamento de falhas ao longo do evento D2, durante o qual a inversão ocorreu, evidenciando que o movimento ao longo de certas falhas não é constante, sendo registrado alternância de períodos de atividade e inatividade

Caracterização meso e microscópica de bandas de deformação em arenitos porosos: um exemplo nas tectonossequências Paleozoica, Pré- e Sin-rifte da Bacia do Araripe, Nordeste do Brasil

Deformation bands are narrow tabular volumes developed in porous sandstones. Although these structures are a product of brittle deformation, they may have internally a continuous displacement gradient. When granular cataclasis is the dominant deformation mechanism, the initial properties of their host rocks (i.e., porosity and permeability) can change significantly. The deformation bands in sandstones from the pre- and syn-rift of the Araripe Basin were studied in meso and microscale in order to classify them and to understand the deformation mechanisms involved during their nucleation and development. Their geometric-spatial, kinematic, and rheological criteria allowed establishing relations between the origin of deformation bands and lithification of their host rocks. Additionally, some inferences on their influence to the fluid flow in the reservoir-scale were outlined. Moreover, the study of deformation bands contributed to the understanding of the tectonic evolution of the studied basin. Accordingly, the study of deformation bands can support research on local and regional aspects of the tectonosedimentary evolution of sedimentary basins.Bandas de deformação são estreitos volumes tabulares desenvolvidos em arenitos porosos. Apesar de produzidas em condições de deformação frágil, internamente podem apresentar gradiente de deslocamento contínuo. Quando o mecanismo de deformação dominante durante a nucleação dessas bandas é a cataclase granular, podem ser alteradas significativamente as propriedades originais de suas rochas hospedeiras, tais como porosidade e permeabilidade. Bandas de deformação, presentes nos arenitos pré- e sin-rifte da Bacia do Araripe, foram estudadas em meso e microescala com o intuito de classificá-las e de entender os mecanismos deformacionais envolvidos durante sua nucleação e desenvolvimento. Critérios geométrico-espaciais, cinemáticos e reológicos permitiram estabelecer as relações entre a gênese das bandas de deformação e a litificação dos arenitos protólitos. À luz desses dados, discutiu-se o impacto dessas estruturas no fluxo de fluido, na escala de reservatório. Além disso, o estudo das bandas de deformação auxiliou no entendimento da evolução geotectônica da bacia sedimentar estudada. Dessa maneira, o estudo das bandas de deformação pode subsidiar pesquisas sobre a evolução tectonossedimentar local e regional de bacias sedimentares

Simultaneous development of semigrabens orthogonal and oblique to the extension direction: physical modeling of natural analogues in Northeastern Brazil

A modelagem física é uma ferramenta cada vez mais usada na geologia para fornecer informação sobre os diversos estágios evolutivos (nucleação, desenvolvimento e geometria) de estruturas geológicas em várias escalas. No caso particular da simulação da tectônica distensional, a modelagem proporciona uma melhor compreensão da geometria e evolução de falhas e da arquitetura tectonoestratigráfica de bacias rifte. Neste trabalho foi utilizado um aparato tipo caixa de areia para estudar a nucleação e o desenvolvimento de bacias influenciadas por estruturas prévias no embasamento, com trend variável em relação à direção de distensão. Para tal, foram realizados dois tipos de experimentos para: (i) simular o desenvolvimento individual (independente) de semigrabens com abertura ortogonal ou oblíqua à direção de distensão; (ii) simular o desenvolvimento simultâneo desses semigrabens ortogonais ou oblíquos à direção de distensão. Em ambos os casos foram utilizados os mesmos materiais analógicos (areia de quartzo e uma mistura de areia e gesso, simulando o material sin e pré-tectônico, respectivamente) bem como foram mantidas as demais condições de contorno. Os resultados obtidos foram comparados com um análogo natural representado pela Bacia do Rio do Peixe (uma das bacias interiores eocretáceas do Nordeste do Brasil). Os modelos permitiram observar o desenvolvimento segmentado das falhas de borda, com geometria lístrica, frequentemente formando rampas de revezamento, além do desenvolvimento de falhas internas às bacias localizadas nas suas porções mais basais, similares àquelas observadas nas seções sísmicas do análogo natural. Os resultados confirmam a influência da herança tectônica do embasamento na geometria dos depocentros rifte.The physical modeling tool is being increasingly used in geology to provide information about the evolutionary stages (nucleation, growth and geometry) of geological structures at various scales. In the simulations of extensional tectonics, modeling provides a better understanding of fault geometry and evolution of the tectonic-stratigraphic architecture of rift basins. In this study a sandbox type apparatus was used to study the nucleation and development of basins influenced by previous structures in the basement, variably oriented as regards to the main extensional axis. Two types of experiments were conducted in order to: (i) simulate the individual (independent) development of half-grabens oriented orthogonal or oblique to the extension direction; (ii) simulate the simultaneous development of such half-grabens, orthogonal or oblique to the extension direction. In both cases the same materials (sand mixed with gypsum) were used and the same boundary conditions were maintained. The results were compared with a natural analogue represented by the Rio do Peixe Basin (one of the eocretaceous interior basins of Northeast Brazil). The obtained models allowed to observe the development of segmented border faults with listric geometry, often forming relay ramps, and the development of inner basins faults that affect only the basal strata, like the ones observed in the seismic sections of the natural analogue. The results confirm the importance of basement tectonic heritage in the geometry of rift depocenters

Carbon in forest species of the Atlantic Forest as an indicator of stocks and quality

The objective is to quantify the carbon content (C) of the reservoirs of plant biomass of different species in a fragment of the Atlantic Forest in Northeast Brazil. Ten species of high absolute density were selected. We sampled biomass from the leaf and wood compartments of each species to determine the C content. There was a difference in leaf C levels between species. The C content in leaves of species varied between 451.4 and 456.7 g kg-1. The C content of the wood of species varied between 451.7 and 456.8 g kg-1. The group formed by the families Burseraceae, Moraceae, and Sapotaceae showed higher average levels of C in leaves. The Burseraceae family had the highest average C content in the species' wood. The use of a pre-established carbon content (500 g kg-1) may generate inconsistent estimates higher than the real values for the species and families in an Atlantic Forest environment. We suggest that C stock estimates use specific levels for species and/or families, contributing to a more realistic estimate of C storage patterns in the shoot biomass of Atlantic Forest species.Keywords: Carbon concentration; Carbon sequestration; Tropical Rainforest

Malignant Alveolar Neoplasm in a 10-Month-Old French Bulldog

Background: Malignant tumors are the main cause of death or euthanasia in animals. The oral cavity ranking fourth in number of occurrences. Epidemiological studies with dogs suggest that canine cancer kills 40-50% of individuals aged over 10 years. In view of the interest of academics and professionals in the healthcare of dogs and cats, this paper reports the case of a 10-month-old bitch, which, despite being a young animal, was affected alveolar rhabdomyosarcoma of abrupt evolution. Case: A 10-month-old French Bulldog bitch, weighing 10 kg, was referred to a veterinary hospital in the city of Rio de Janeiro for care. It had a history of mouth bleeding, after chewing a solid mineral material, edema in the region of the right maxilla, and protusion of the gland of the third eyelid. As the clinical examination also revealed a fracture of the maxillary canine, anti-inflammatory and antibiotics were prescribed, to be administered by the owner once a day for 7 days. During the next clinical examination, carried out one week later, an edema was found in the right region of the mouth, which proved difficult to examine. As the patient had already eaten, an appointment was made for the following day for an intervention int he operating room, where the animal could be anesthetized for better observation of the effected region. Blood was collected for hemogram, urea, creatinine, alkaline phosphatase, ALT, and GGT, and an 8 h food fasting and a 4 h water fasting were recommended. On that date, once the dog had been taken to the operating room, was administered the pre anesthesia, in addition to anesthetic induction and manutention. Upon examining the oral cavity, several loose molars were found on the right side, in addition to a tumoral aspect of the gum; thus, it was decided to collect a small sample of the tumoral mass for histopathology. The surgical specimen was placed in a formalin solution and sent to the laboratory for histopathological processing and diagnosis. One week later, the tumor mass was larger and the edema in the right region of the mouth was much larger than on the day of the procedure. Thus, a computerized tomography was requested to further investigate the alterations that had occurred in such a short time. Due to the results of the histopathology and the CT, an immunohistochemical test was suggested which determined the cell profile and morphology and confirmed the diagnosis of alveolar rhabdomyosarcoma according to clinical suspicion. The animal remained in the veterinary hospital for a further 48 h, during which the clinical condition worsened, with the animal suffering heavy bleeding. As the patient was no longer capable of oral intake of food or water, the decision was made with the consent of the owners to induce a painless death to alleviate the suffering of the animal. However, the owners did not authorize a necropsy. Discussion: Veterinary physicians should be conscious of the treatment of serious illnesses that will not result in a benefit for the patient. They should know when to stop the treatment to not cause further pain and suffering to the animals and their owners. Many of the interventions which aim to treat severe malignant neoplasia will not promote an improvement in quality of life or significantly extend the patient’s survival, and do not justify the suffering they entail. A painless death remains the best alternative in such cases. Keywords: cancer, malignant neoplasm, alveolar rhabdomyosarcoma, oral cavity