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Anuário do Instituto de Geociências, Volume: 49, Published: 2026
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Anuário do Instituto de Geociências, Volume: 49, Published: 2026
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Environmental Sciences Evaluation of the Use of Amazônia-1 and CBERS-4 Images in LULC Mapping Combined with Machine Learning Classifiers Silva Júnior, Juarez Antônio da Abstract in Portuguese: Resumo Mudanças rápidas no uso e cobertura da terra em muitas partes do mundo têm colocado enorme pressão sobre a conservação ambiental das bacias hidrográficas. No Brasil, o monitoramento contínuo dessas mudanças usando imagens de satélite nacionais tornou-se crucial e acessível para a gestão e monitoramento dos recursos hídricos. Vários estudos empregaram ferramentas de sensoriamento remoto e ciência de dados para investigar mudanças no uso e cobertura da terra, usando diferentes classificadores de aprendizado de máquina devido à sua eficiência operacional e alta robustez. Portanto, é fundamental avaliar e comparar o desempenho de diferentes classificadores de aprendizado de máquina para mapeamento preciso do uso e cobertura da terra em áreas ambientalmente instáveis. O principal objetivo deste estudo foi realizar uma análise de acurácia do mapeamento do uso e cobertura da terra, integrando o desempenho de quatro classificadores diferentes: K-means, Análise Orientada a Objetos (OBIA), Random Forest e Máquinas de Vetores de Suporte (SVM), usando imagens dos satélites Amazônia-1 e CBERS-4 na bacia hidrográfica difusa da Barragem de Boa Esperança, no Piauí, Brasil. De acordo com os resultados, o SVM foi o classificador com melhor desempenho, atingindo uma acurácia geral máxima (IoU) de 89,38%, enquanto o K-means apresentou valores abaixo de 70%. O OBIA se destacou para o CBERS-4, enquanto o Amazônia-1 apresentou bom desempenho em todos os classificadores supervisionados. O algoritmo K-means apresentou o menor desempenho, com destaque para o CBERS-4, com uma estimativa de 43,57%, impulsionada pelos baixos valores observados para as classes soja e pastagem.Abstract in English: Abstract Rapid changes in land use and land cover in many parts of the world have placed enormous pressure on the environmental conservation of river basins. In Brazil, continuous monitoring of these changes using national satellite images has become crucial and accessible for the management and monitoring of water resources. Several studies have employed remote sensing and data science tools to investigate changes in land use and land cover, using different machine learning classifiers due to their operational efficiency and high robustness. Therefore, it is critical to evaluate and compare the performance of different machine learning classifiers for accurate mapping of land use and land cover in environmentally unstable areas. The main objective of this study was to perform an accuracy analysis of land use and land cover mapping, integrating the performance of four different classifiers: K-means, Object Oriented Analysis (OBIA), Random Forest and Support Vector Machines (SVM), using images from the Amazônia-1 and CBERS-4 satellites in the diffuse hydrographic basin of the Boa Esperança Dam, in Piauí, Brazil. According to the results, SVM was the best performing classifier, achieving a maximum overall accuracy (IoU) of 89.38%, while K-means presented values below 70%. OBIA stood out for CBERS-4, while Amazônia-1 performed well in all supervised classifiers. The K-means algorithm showed the lowest performance, with emphasis on CBERS-4, with an estimate of 43.57% driven by the low values seen for the soybean and pasture classes. |
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Environmental Sciences Green Energy Adoption and Financial Inclusion: Mapping Global Research Trends and Collaborative Gaps Dubey, Shampy Katoch, Rupinder Abstract in Portuguese: Resumo O presente estudo aborda a identificação de áreas e tendências proeminentes na adoção de energia verde e inclusão financeira através de um estudo sistemático da literatura e análise bibliométrica. Uma amostra de 703 estudos da base de dados Scopus foi selecionada para analisar os esforços de investigação atuais sobre a adoção de energia verde e a inclusão financeira entre 1992 e o início de 2024, utilizando uma análise bibliométrica. Ferramentas bibliométricas, incluindo o Bibliometrix®, Biblioshiny e VOSviewer foram utilizadas para avaliar o padrão de publicação, a co-ocorrência de palavras-chave, as estruturas de citação, as redes de colaboração e os agrupamentos temáticos para atender aos objetivos deste artigo. Os resultados indicam que, embora os esforços de investigação sobre a adoção da energia verde e a inclusão financeira tenham sido conduzidos a nível global, existe uma falta de trabalho colaborativo dentro das fronteiras nacionais, particularmente entre os investigadores dos países emergentes e desenvolvidos. Este estudo revelou ainda que a literatura anterior se centrou principalmente em aspectos de sustentabilidade econômica e ambiental e de redução das emissões de carbono, apesar da sua significativa relevância política. Questões como as barreiras à adoção de energia verde e o papel da inclusão financeira na superação destes desafios têm recebido comparativamente menos atenção. O estudo de revisão de primeira ordem mapeia diferentes facetas da adoção de energia verde e da inclusão financeira através de um estudo sistemático de revisão de literatura e análise bibliométrica. Este estudo visa não somente contribuir para o conhecimento existente, mas também identificar lacunas que requerem investigação adicional.Abstract in English: Abstract The present study deals with the identification of prominent areas and trends in the adoption of green energy and financial inclusion using a systematic study of the literature and bibliometric analysis. A sample of 703 studies has been undertaken from the Scopus database to analyse current research endeavours towards the adoption of green energy and financial inclusion between 1992 and early 2024, using a bibliometric analysis. Bibliometric tools including Bibliometrix®, Biblioshiny, and VOSviewer were used to evaluate the publication pattern, keyword co-occurrence, citation structures, collaboration networks and thematic clusters to meet the objectives of this paper. The results indicate that although research endeavours on green energy adoption and financial inclusion have been conducted globally, a lack of collaborative work occurs within country borders, particularly amongst researchers from emerging and developed nations. This study further revealed that previous literature has mainly focused on aspects of economic and environmental sustainability and carbon emission reduction. Despite their significant policy relevance. issues such as barriers to green energy adoption and the role of financial inclusion in overcoming these challenges have received comparatively less attention being paid. The study of the first kind reviews maps different facets of green energy adoption and financial inclusion through a systematic study of literature review and bibliometric analysis. This study aims not only to contribute to existing knowledge but also to identify gaps that require further investigation. |
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Environmental Sciences Geoheritage Assessment of the Akhuryan-Shirak Volcanic Region (NW Armenia) and its Potential for UNESCO Global Geopark Designation Sargsyan, Sargis Balyan, Hasmik Tashyan, Mariam Abstract in Portuguese: Resumo O proposto Geoparque Vulcânico Akhuryan-Shirak, localizado no noroeste da Armênia, na província de Shirak, representa um conjunto único de elementos de patrimônio geológico, geomorfológico, hidrológico e cultural. Abrangendo uma área de aproximadamente 1.700 km² e fazendo fronteira com a Turquia a oeste e a Geórgia a norte, a região é caracterizada por formações vulcânicas quaternárias, incluindo planaltos basálticos, gargantas fluviais e diversas formas de relevo moldadas por processos tectônicos e erosivos. O objetivo deste estudo é avaliar as características de geo-patrimônio e geomorfológicas da região vulcânica de Akhuryan-Shirak e analisar o seu potencial para a designação como Geoparque Global da UNESCO. A metodologia de investigação inclui trabalho de campo, mapeamento geomorfológico e do terreno, análise de modelos digitais de elevação (DEM), análise espacial baseada em SIG (GIS), bem como o inventário e a avaliação qualitativa dos principais geossítios e dos marcos culturais associados. Os resultados identificam vários locais de elevado valor de geo-patrimônio, incluindo o Parque Nacional do Lago Arpi, o cânion do rio Akhuryan, a Cascata de Trchkan e numerosas fontes minerais. Além disso, importantes monumentos culturais, como o Mosteiro de Marmashen, a Fortaleza de Vahramaberd e a inscrição urartiana do rei Argishti I, evidenciam a forte interação entre os processos geológicos e a história humana na região. A análise indica que a área proposta para o geoparque possui um significativo potencial científico, educativo e de geoturismo. A criação do Geoparque Vulcânico Akhuryan-Shirak proporcionaria um quadro integrado para investigação científica, conservação ambiental e desenvolvimento do geoturismo baseado na comunidade. Além disso, o geoparque poderia reforçar a representação da Armênia na Rede Global de Geoparques da UNESCO e contribuir para o desenvolvimento regional sustentável, promovendo simultaneamente a interação entre o patrimônio natural e a identidade cultural na região de Shirak.Abstract in English: Abstract The proposed Akhuryan-Shirak Volcanic Geopark, located in northwestern Armenia within Shirak Province, represents a unique assemblage of geological, geomorphological, hydrological, and cultural heritage features. Covering an area of approximately 1,700 km² and bordering Turkey to the west and Georgia to the north, the region is characterized by Quaternary volcanic formations, including basaltic plateaus, river gorges, and diverse landforms shaped by tectonic and erosional processes. The objective of this study is to evaluate the geoheritage and geomorphological characteristics of the Akhuryan-Shirak volcanic region and assess its potential for designation as a UNESCO Global Geopark. The research methodology includes field surveys, geomorphological and terrain mapping, digital elevation model (DEM) analysis, GIS-based spatial analysis, and the inventory and qualitative assessment of key geosites and associated cultural landmarks. The results identify several sites of outstanding geoheritage value, including Lake Arpi National Park, the Akhuryan River canyon, Trchkan Waterfall, and numerous mineral springs. In addition, important cultural monuments such as Marmashen Monastery, Vahramaberd Fortress, and the Urartian inscription of King Argishti I highlight the strong interaction between geological processes and human history in the region. The analysis indicates that the proposed geopark area possesses significant scientific, educational, and geotourism potential. The establishment of the Akhuryan-Shirak Volcanic Geopark would provide an integrated framework for scientific research, environmental conservation, and community-based geotourism development. Furthermore, the geopark could strengthen Armenia’s representation within the UNESCO Global Geopark Network and contribute to sustainable regional development while promoting the interaction between natural heritage and cultural identity in the Shirak region. |
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Environmental Sciences Low Representation in International Databases of Brazilian Research on Coastal Dune Geoheritage Alves, Johny Barrêto Cardozo, Emanuélle Soares Abstract in Portuguese: Resumo Dunas costeiras são importantes para o meio ambiente e a sociedade, servindo como habitats e protegendo as áreas litorâneas da inundação e erosão marinha. O Brasil, uma influência global na pesquisa em geopatrimônio, possui sistemas dunares significativos, como os Lençóis Maranhenses e as Dunas do Albardão. No entanto, considerando a extensa costa brasileira e o enfraquecimento de suas leis de proteção costeira, é necessário um entendimento unificado das ameaças e das estratégias de geoconservação para sistemas eólicos. Assim, este estudo explora e analisa esses aspectos na produção científica brasileira sobre geopatrimônio e geoconservação de dunas costeiras, utilizando técnicas bibliométricas e bibliográficas nas bases de dados Web of Science e Scopus, de 1990 a 2024. Neste tema, a pesquisa brasileira tem baixa representatividade internacional, com apenas sete artigos indexados nas bases de dados analisadas. Todos os artigos foram publicados por meio de pesquisas conduzidas por Instituições Públicas de Ensino Superior. Os principais autores são afiliados a instituições do Estado do Rio de Janeiro. A urbanização é a principal ameaça identificada, causando supressão de sedimentos e perturbando a dinâmica das dunas. As estratégias de geoconservação focam no inventário, na valoração e no diagnóstico de ameaças, mas carecem de diretrizes práticas. Refletindo a natureza emergente deste tema de pesquisa, este estudo oferece uma perspectiva integrada do material publicado. Pesquisas futuras devem concentrar-se em estratégias práticas, incluindo aspectos socioeconômicos, políticos e jurídicos, para a geoconservação efetiva desses ambientes e para aumentar a representatividade do Brasil no cenário científico internacional.Abstract in English: Abstract Coastal dune systems are important for the environment and society, serving as habitats and protecting coastal areas from marine flooding and erosion. Brazil, a global influence in geoheritage research, has significant dune systems, such as Lençóis Maranhenses and Dunas do Albardão. However, considering Brazil's extensive coastline and the weakening of its coastal protection laws, a unified understanding of the threats to and geoconservation strategies for coastal dunes is needed. Therefore, this study explores and analyzes these aspects in Brazilian indexed scientific production on geoheritage and geoconservation of coastal dunes, using bibliometric and bibliographic techniques in Web of Science and Scopus databases, from 1990 to 2024. Brazilian research on this topic of coastal dunes has low international representation, with only seven articles indexed in the analyzed databases. All articles were published through research conducted by public Higher Education Institutions. Key authors are affiliated with institutions in Rio de Janeiro state. Urbanization is the primary threat identified, causing sediment suppression and disrupting dune dynamics. Geoconservation strategies focus on inventory, valuation, and threat diagnosis, but lack practical guidelines. Reflecting the emerging nature of this research topic, this study offers an integrated perspective. Future research should focus on practical strategies, including practical socioeconomic, political and legal aspects, for the effective geoconservation of these environments and increasing Brazil's representation on the international scientific landscape. |
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Geology New Insights into Nd-Hf Isotopic Data and U-Pb Ages from the Tanguá Massif: Implications for the Magmatic Evolution Teodoro, Marco Aurélio Maia Santos, Anderson Costa dos Bertolino, Luiz Carlos Bruno, Henrique Geraldes, Mauro Cesar Abstract in Portuguese: Resumo O Maciço Tanguá (MT) é uma intrusão alcalina que faz parte do Alinhamento Poços de Caldas-Cabo Frio (APCCF), que possui mais de 25 corpos intrusivos e segue uma direção WNW-ESE, estendendo-se por mais de 1000 km no sudeste do Brasil. Este trabalho apresenta novas interpretações sobre a evolução e a gênese do MT com base em mapeamento geológico atualizado, análises mineralógicas, petrográficas, litogeoquímicas, geocronológicas e isotópicas. Esse trabalho permitiu propor um novo mapa litofaciológico para o Maciço Tanguá, dividido em cinco unidades principais: i) nefelina sienito central; ii) nefelina sienito intermediário; iii) sienito; iv) brechas; v) nefelina sienito indivisível. Adicionalmente, fonolitos e traquitos ocorrem como diques cortando o maciço. Os dados U-Pb revelam dois grupos distintos: um mais antigo, com idade Cenomaniana (94,8 Ma), e um mais novo, com idade Daniano-Maastrichtiana (ca. 60-70 Ma). A presença de uma idade mais antiga (sienito) do que a reportada em estudos anteriores, a mais antiga já registrada para o APCCF, sugere que o modelo de pluma convencional pode não explicar adequadamente a gênese da província. As assinaturas isotópicas Sr-Nd e Lu-Hf mostram que os sienitos e nefelina-sienitos são plotados no trend DMM-EMI, enquanto os fonolitos no trend DMM-EMII, sugerindo a mistura de diferentes componentes de acordo com outros trabalhos. Parâmetros geoquímicos e isotópicos (como SSI, Zr/TiO2, soma de REE e εNd) reforçam a importância da assimilação crustal durante a evolução do MT, processo também proposto para corpos do Alinhamento. Além disso, razões como Th/Yb e Ba/La, combinadas ao desacoplamento isotópico Nd-Hf, sugerem a participação de sedimentos oceânicos associados a slabs subduzidos na gênese dos magmas. Os resultados obtidos fornecem novos elementos para compreender a evolução magmática do MT e contribuem para a discussão sobre os processos responsáveis pela formação da província alcalina do APCCF.Abstract in English: Abstract The Tanguá Massif (TM) is an alkaline intrusion that is part of the Poços de Caldas-Cabo Frio Alignment (PCCFA), which comprises more than 25 intrusive bodies and extends over 1000 km along a WNW-ESE trend in southeastern Brazil. This study presents new insights into the evolution and genesis of the TM based on updated geological mapping, combined with mineralogical, petrographic, lithogeochemical, geochronological, and isotopic analyses. A new lithofacies map is proposed for the Tanguá Massif, subdividing the massif into five main units: i) central nepheline syenite; ii) intermediate nepheline syenite; iii) syenite; iv) breccias; v) undivided nepheline syenite. Additionally, phonolites and trachytes occur as dikes crosscutting the massif. U-Pb geochronological data reveal two distinct age groups: an older Cenomanian phase (94.8 Ma) and a younger Danian-Maastrichtian phase (ca. 60-70 Ma). The presence of an older syenite aged than previously reported - the oldest age for the PCCFA - suggests that the conventional mantle plume model may not adequately explain the origin of this province. Sr-Nd and Lu-Hf isotopic signatures indicate that the syenites and nepheline-syenites plot in the DMM-EMI array, whereas phonolite in the DMM-EMII array, suggesting mixing of different mantle components according to other studies. Geochemical and isotopic parameters (e.g., SSI, Zr/TiO2, REE sum, and εNd) highlight the significant role of crustal assimilation during the evolution of the TM, a process also proposed for other PCCFA bodies. Furthermore, ratios such as Th/Yb and Ba/La, combined with Nd-Hf isotopic decoupling, suggest the involvement of oceanic sediments associated with subducted slabs in the genesis of the magmas. These findings provide new insights into the magmatic evolution of the Tanguá Massif and contribute to a broader understanding of the processes controlling the formation of the PCCFA alkaline province. |
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Geology Fire-Induced Thermal Alteration in Iron Meteorites: Metallographic Analysis of the 2018 Disaster at the National Museum of Rio de Janeiro Monteiro, Felipe Abrahão Zucolotto, Maria Elizabeth Tosi, Amanda Araujo Abstract in Portuguese: Resumo O incêndio que destruiu o prédio principal do Museu Nacional do Rio de Janeiro (MN/UFRJ) em 2 de setembro de 2018 expôs uma das maiores coleções de meteoritos do Hemisfério Sul a condições térmicas altamente heterogêneas. Meteoritos de ferro armazenados em diferentes setores do prédio sofreram estresse térmico marcadamente variável, desde aquecimento insignificante até intenso reaquecimento sob escombros colapsados e termicamente isolantes. Este estudo apresenta uma investigação metalográfica detalhada de meteoritos de ferro da coleção do MN/UFRJ, com o objetivo de identificar e caracterizar as alterações térmicas induzidas pelo fogo, distinguindo-as das características primárias dos meteoritos e estabelecendo um arcabouço prático para documentação e classificação de danos. Microscopia óptica comparativa, análises SEM-EDS e perfil químico Ni-P revelam uma sequência contínua de modificações microestruturais impulsionadas por difusão, incluindo atenuação ou perda de bandas de Neumann, recristalização e fragmentação da kamacita, redistribuição de Ni e P nas interfaces metálicas e desestabilização parcial da schreibersita. Com base nesses padrões sistemáticos, propõe-se uma classificação de danos térmicos em sete níveis (F0-F7), correlacionando características metalográficas observáveis com condições inferidas de temperatura e tempo, desde estruturas de Widmanstätten intactas até a fusão completa e resolidificação da massa metálica. O esquema de classificação é aplicado à coleção do MN/UFRJ e incorporado aos registros de espécimes e etiquetas físicas, auxiliando tanto a interpretação científica quanto o planejamento de conservação. De forma mais ampla, os resultados demonstram que mesmo uma breve exposição ao fogo pode imprimir sobreposições diagnósticas e quantificáveis nas microestruturas meteoríticas, ressaltando a necessidade de reconhecer e documentar a alteração térmica antropogênica ao estudar e preservar coleções de meteoritos em todo o mundo.Abstract in English: Abstract The fire that destroyed the main building of the National Museum of Rio de Janeiro (MN/UFRJ) on 2 September 2018 exposed one of the largest meteorite collections in the Southern Hemisphere to highly heterogeneous thermal conditions. Iron meteorites stored in different sectors of the building experienced markedly variable thermal stress, ranging from negligible heating to intense reheating beneath collapsed, thermally insulating debris. This study presents a detailed metallographic investigation of iron meteorites from the MN/UFRJ collection, aimed at identifying and characterizing fire-induced thermal alterations, distinguishing them from primary meteoritic features, and establishing a practical framework for damage documentation and classification. Comparative optical microscopy, SEM-EDS analyses, and Ni-P chemical profiling reveal a continuous sequence of diffusion-driven microstructural modifications, including attenuation or loss of Neumann bands, recrystallization and fragmentation of kamacite, redistribution of Ni and P at metal interfaces, and partial destabilization of schreibersite. Based on these systematic patterns, a seven-level thermal damage classification (F0-F7) is proposed, correlating observable metallographic features with inferred temperature-time conditions, from pristine Widmanstätten structures to complete melting and resolidification of the metallic mass. The classification scheme is applied to the MN/UFRJ collection and incorporated into specimen records and physical labels, supporting both scientific interpretation and conservation planning. More broadly, the results demonstrate that even short-lived fire exposure can imprint diagnostic and quantifiable overprints on meteoritic microstructures, underscoring the necessity of recognizing and documenting anthropogenic thermal alteration when studying and preserving meteorite collections worldwide. |
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Geology Integrated Organic Geochemistry and Palynofacies Analysis of Organic Matter in the Pirara Formation, Tacutu Basin Oliveira, Raíssa de Castro Dino, Rodolfo Antonioli, Luzia Souza, Vladimir de Bicudo, Carlos Alberto Feitoza, Lorena Malta Ramos, Moeme da Silva Maximo Siqueira, Celeste Yara dos Santos Alevato, Ricardo Campos Portela, Helena Antunes Abstract in Portuguese: Resumo A Bacia do Tacutu se desenvolveu durante o Mesozóico a partir de um rifte intracontinental relacionado a uma junção tripla formada no Jurássico. Está localizada na fronteira entre o estado de Roraima, Brasil, e o distrito de Upper Takutu-Upper Essequibo, Guiana. A Formação Pirara, foco desta pesquisa, representa a fase de rifte dessa bacia e é composta por rochas evaporíticas, carbonáticas e pelíticas. A idade e o ambiente deposicional dessa unidade permanecem incertos, gerando debates sobre sua origem. Este estudo é único, pois é a primeira vez que essas amostras da Formação Pirara, uma unidade não aflorante na porção brasileira da Bacia do Tacutu, são analisadas e integradas em domínio público. Este material se originou de dois poços rasos com testemunho, de aproximadamente 40 m de profundidade, perfurados na região de fronteira entre Brasil e Guiana. A metodologia empregada envolve geoquímica orgânica (COT e Pirólise Rock-Eval) e palinofácies. Os dados de geoquímica orgânica revelaram altos níveis de carbono orgânico total (COT), variando de 2% a 8%, indicando conteúdo de matéria orgânica bem preservado e significativo potencial gerador de hidrocarbonetos. Os valores de Índice de Hidrogênio (HI) e Índice de Oxigênio (OI) indicam a presença de querogênios dos Tipos II, III e IV, sugerindo uma mistura heterogênea de matéria orgânica marinha e continental que passou por diferentes graus de oxidação e maturação térmica. As palinofácies indicam predominância de matéria orgânica de origem terrestre, corroborada pela ausência de componentes palinológicos marinhos. Esses resultados sugerem variações significativas nas condições paleoambientais e nos processos de deposição e preservação da Formação Pirara.Abstract in English: Abstract The Tacutu Basin developed during the Mesozoic from an intracontinental rift related to a triple junction formed in the Jurassic. It is located on the border between the state of Roraima, Brazil, and the Upper Takutu-Upper Essequibo district, Guyana. The Pirara Formation, the focus of this research, represents the rift phase of this basin and is composed of evaporitic, carbonate, and pelitic rocks. The age and depositional environment of this unit remain unclear, generating debate regarding its origin. This study is unique as it’s the first time that these samples from the Pirara Formation, a non-outcrop unit in the Brazilian portion of the Tacutu Basin, are analyzed and integrated in public domain. This material originated from two shallow core wells, approximately 40 m deep, drilled in the border region between Brazil and Guyana. The methodology employed involves organic geochemistry (TOC and Rock-Eval Pyrolysis) and palynofacies. Organic geochemistry data revealed high total organic carbon (TOC) levels, ranging from 2% to 8%, indicating a well-preserved organic matter content and significant hydrocarbon-generating potential. Hydrogen Index (HI) and Oxygen Index (OI) values indicate the presence of Type II, III, and IV kerogens, suggesting continental organic matter that has undergone varying degrees of oxidation and thermal maturation. The palynofacies indicate a predominance of organic matter of terrestrial origin, corroborated by the absence of marine palynological components. These results suggest significant variations in the paleoenvironmental conditions and the deposition and preservation processes of the Pirara Formation. |
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Geology Geochemical Analysis of Granito Verde Pantanal (Ultramilonite) with Focus on Ornamental Pathologies Ribeiro, Alina de Oliveira Oliveira, Isaac Gomes de Lopes, Renata de Oliveira Mattos, Irani Clezar Santos, Lucilene do Abstract in Portuguese: Resumo Este estudo investiga a geoquímica de rochas ornamentais, com ênfase na composição química e na sua relação direta com a durabilidade e a suscetibilidade a alterações químicas em diferentes ambientes de exposição. Para tanto, foram aplicadas Fluorescência de Raios X (FRX) e Microscopia Eletrônica de Varredura com Dispersão de Energia (MEV-EDS), técnicas que permitiram identificar e quantificar os principais óxidos constituintes: MgO, Al₂O₃, SiO₂, FeO, K₂O, CaO, TiO₂, MnO, Na₂O e P₂O₅. Os resultados indicam que a presença de minerais máficos ricos em MgO aumenta a suscetibilidade da rocha a alterações químicas, sobretudo em ambientes ácidos ou alcalinos, favorecendo a formação de manchas, escurecimento localizado e enfraquecimento da matriz. Por outro lado, os elevados teores de Al₂O₃ e SiO₂, associados principalmente a feldspatos e quartzo, conferem maior resistência química, embora os feldspatos possam sofrer dissolução em condições mais agressivas, liberando cátions solúveis que ampliam a porosidade. O FeO, identificado em concentrações expressivas, está diretamente relacionado a processos de oxidação, os quais comprometem tanto a estética quanto a integridade estrutural da rocha. Elementos como K₂O, CaO e TiO₂ participam ativamente da formação de manchas e eflorescências superficiais, enquanto o MnO, mesmo em teores reduzidos, pode causar escurecimento por oxidação. Já o Na₂O e o P₂O₅, embora presentes em menores proporções, influenciam na reatividade e durabilidade, contribuindo para fenômenos secundários, como eflorescências salinas e aumento da vulnerabilidade a soluções agressivas. Esses resultados reforçam que a heterogeneidade mineralógica é determinante para o desempenho físico-químico das rochas ornamentais quando submetidas a ambientes de intemperismo químico. Assim, este trabalho contribui para a compreensão dos processos de alteração geoquímica em rochas ornamentais, demonstrando que a interação entre minerais majoritários e acessórios define o comportamento frente a agentes químicos naturais ou artificiais. O objetivo central é fornecer subsídios técnicos para a previsão da durabilidade e da estética das rochas ornamentais em diferentes condições de uso, apoiando tanto a seleção criteriosa de materiais em projetos arquitetônicos quanto estratégias de conservação preventiva em ambientes potencialmente agressivos.Abstract in English: Abstract This study investigates the geochemistry of ornamental stones, with emphasis on chemical composition and its direct relationship with durability and susceptibility to chemical alterations under different exposure environments. X-ray Fluorescence (XRF) and Scanning Electron Microscopy with Energy Dispersive Spectroscopy (SEM-EDS) were applied to identify and quantify the main constituent oxides: MgO, Al₂O₃, SiO₂, FeO, K₂O, CaO, TiO₂, MnO, Na₂O, and P₂O₅. The results indicate that the presence of mafic minerals rich in MgO increases the rock’s susceptibility to chemical alterations, especially in acidic or alkaline environments, favoring the development of stains, localized darkening, and matrix weakening. Conversely, the high contents of Al₂O₃ and SiO₂, mainly associated with feldspars and quartz, enhance chemical resistance, although feldspars may undergo partial dissolution under more aggressive conditions, releasing soluble cations that increase porosity. FeO, detected in significant concentrations, is directly linked to oxidation processes, which impair both the aesthetics and the structural integrity of the rock. Elements such as K₂O, CaO, and TiO₂ actively contribute to the formation of surface stains and efflorescences, while MnO, even in low concentrations, can cause darkening due to oxidation. Na₂O and P₂O₅, although present in minor proportions, influence reactivity and durability, contributing to secondary phenomena such as salt efflorescences and increased vulnerability to aggressive solutions. These results reinforce that mineralogical heterogeneity is a key factor in determining the physicochemical performance of ornamental stones when exposed to chemical weathering. In conclusion, this study contributes to the understanding of geochemical alteration processes in ornamental rocks, demonstrating that the interaction between major and accessory minerals defines their behavior when subjected to natural or artificial chemical agents. The main objective is to provide technical support for predicting the durability and aesthetic performance of ornamental stones under different usage conditions, thereby assisting both in the careful selection of materials for architectural projects and in the development of preventive conservation strategies in potentially aggressive environments. |
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Geology Integration of Remote Sensing Data (Sentinel-2 and Alos Palsar) for Geological Prospecting of Limestone in the Apiaí/SP Region Ferreira, Igor Gothardo Nóbrega Rocha, Sônia Denise Ferreira Rebouças, Iago Silva Abstract in Portuguese: Resumo O Processamento Digital de Imagens (PDI) de satélite constitui uma ferramenta fundamental para a extração e análise de informações geoespaciais, com aplicações multidisciplinares em sensoriamento remoto, agricultura de precisão, geologia e estudos ambientais. Entre as técnicas de processamento digital de imagens aplicadas ao mapeamento geológico, a Análise de Componentes Principais (ACP) e as composições RGB destacam-se pela sua eficiência na distinção de diferentes corpos litológicos. O objetivo principal deste estudo foi, portanto, consolidar os resultados do PDI avançado, combinando imagens multiespectrais do sensor MSI/Sentinel-2 com dados de radar ALOS PALSAR. A área de investigação localiza-se no município de Apiaí, no Vale do Ribeira (Sudoeste de SP), inserida no Cinturão Ribeira Meridional. A metodologia adotada integrou dados MSI/Sentinel-2 e ALOS PALSAR, processados primariamente nos complementos de processamento digital de imagens de QGIS. Para o realce espectral, aplicou-se a ACP e composições RGB, complementadas pela análise de Hillshade para a extração morfo-estrutural. A síntese desses produtos foi então finalizada em ambiente SIG (ArcGIS). A integração desses dados multissensoriais resultou no mapeamento de seis unidades litológicas principais. As áreas de Calcário foram delimitadas com alta precisão, aproveitando o contraste espectral gerado pela PCA2 e pelas composições RGB. Adicionalmente, a análise de rugosidade e Hillshade revelou um forte controle estrutural NE-SW que governa a distribuição das unidades. O mapa geológico final e o mapa de potencial calcário, validados com etapas de campo, demonstraram a eficácia da metodologia para a identificação precisa de alvos litológicos em regiões de alta densidade vegetal.Abstract in English: Abstract The Digital Image Processing (DIP) of satellite data constitutes a fundamental tool for the extraction and analysis of geospatial information, with multidisciplinary applications in remote sensing, precision agriculture, geology, and environmental studies. Among the DIP techniques applied to geological mapping, Principal Component Analysis (PCA) and RGB composites stand out for their efficiency in distinguishing different lithological bodies. The main objective of this study was, therefore, to consolidate the results of advanced DIP by combining multispectral imagery from the MSI/Sentinel-2 sensor with radar data derived from Alos Palsar. The research area is located in the municipality of Apiaí, in the Ribeira Valley (Southwest of SP), within the Ribeira Meridional Belt. The adopted methodology integrated MSI/Sentinel-2 and Alos Palsar data, primarily processed in the QGIS digital image processing plugins. For spectral enhancement, PCA and RGB composites were applied, complemented by Hillshade analysis for morpho-structural extraction. The synthesis of these products was then finalized in a GIS environment (ArcGIS). The integration of these multi-sensor datasets resulted in the mapping of six principal lithological units. The Limestone areas were delimited with high precision, taking advantage of the spectral contrast generated by PCA2 and the RGB composites. Additionally, the rugosity and Hillshade analysis revealed a strong NE-SW structural control governing the distribution of these units. The final geological map and the limestone potential map, validated through field campaigns, demonstrated the efficacy of the methodology for the accurate identification of lithological targets in areas of high vegetation density. |
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