Autor(es):
Trindade, Maria José Ferreira 
Data: 2007
Identificador Persistente: http://hdl.handle.net/10773/2746
Origem: RIA - Repositório Institucional da Universidade de Aveiro
Assunto(s): Geociências; Argilas; Minerais de argila; Geoquímica
Descrição
A inventariação das matérias primas argilosas da região Algarvia
constitui matéria de interesse para a geologia nacional, quer do ponto de vista
científico quer aplicado à indústria cerâmica actual e antiga (arqueológica) ou
para áreas afins.
O presente trabalho pretende contribuir para essa inventariação
através da caracterização dos depósitos argilosos do Algarve. Por forma a
cumprir esse objectivo, foram seleccionados e amostrados níveis argilosos a
uma escala regional que engloba não só os da Bacia Algarvia, com idades
compreendidas entre o Triásico e o Quaternário, como também os depósitos
de argilas residuais do soco Carbonífero, tendo-se obtido uma suficiente
representatividade dos principais depósitos argilosos da região.
A caracterização das matérias primas baseou-se nos aspectos
granulométrico, mineralógico e geoquímico. No estudo granulométrico, para
além de uma abordagem classificativa, estabeleceu-se a adequação das
matérias primas à indústria cerâmica; o estudo mineralógico permitiu, por um
lado, distinguir/agrupar os diferentes tipos de materiais e, por outro, a atenção
focada nos minerais argilosos permitiu uma contribuição efectiva na
interpretação paleoambiental da bacia; finalmente, o estudo geoquímico
possibilitou inferir a origem dos depósitos como o resultado da forte
meteorização química e repetida reciclagem dos materiais provenientes da
crosta continental superior. Os elementos maiores, certas razões entre
elementos traço imóveis (Th/Sc, Zr/Sc, La/Sc) e os padrões de terras raras
normalizadas para os condritos, puseram claramente em evidência variações
nas áreas-fonte dos sedimentos, bem como a importância e a
responsabilidade dos processos de meteorização, de calibração sedimentar e
diagenéticos na variabilidade inter e intra grupos. Sobretudo depois da
normalização para o Sc foi possível avaliar a natureza geoquímica das
diversas unidades, tendo-se obtido o Cs e o K (e outros elementos móveis)
como excelentes discriminantes das unidades tipicamente vermelhas do
Triásico, uma consequência da sua grande abundância em ilite.
Tendo em vista estudos arqueométricos fez-se a avaliação do
comportamento das matérias primas sujeitas a aquecimento (a temperaturas
variáveis entre 300 e 1200 ºC) em ensaios laboratoriais simulando o processo
de cozedura cerâmico.
Como resultados, obteve-se que a transformação geoquímica mais
relevante refere-se a volatilização do Br que, nos sedimentos carbonatados,
aparece associada a reacções de descarbonatação.
As transformações na mineralogia, induzidas pela temperatura, foram
analisadas tendo em vista não só o desaparecimento das fases originais e
cristalização de novos minerais, mas também as temperaturas em que
ocorreram. Foi possível estabelecer 3 grupos de associações minerais
consoante a composição dos materiais originais: 1) sem carbonatos; 2) com
calcite e 3) com dolomite (sem ou com calcite). No primeiro, que inclui
unidades do Carbonífero, do Cretácico (unidades detríticas) e do Cenozóico,
mineral de neoformação típico é a mulite que aparece a partir de 1100 ºC. No
segundo, que abrange as argilas margosas do Jurássico, espera-se
associação gelenite + volastonite + larnite a partir de cerca de 900 º
Finalmente, no terceiro, que engloba o complexo Triásico, forma-
geralmente gelenite-akermanite + diópsido, a que se associam outros
minerais, nomeadamente anortite, enstatite, periclase, forsterite, monticelite
espinela, que dependem essencialmente de percentagens crescentes
dolomite.
Os resultados obtidos permitiram estabelecer grupos de referência
geoquímicos e mineralógicos das matérias primas argilosas que, para além
interesse geológico, também podem ter uma aplicação muito útil
estudos de proveniência de cerâmicas antigas, com centros de produção
locais evidenciados pela existência de fornos de que a região do Algarve
constitui exemplo.
ABSTRACT: From a national geological interest, it is important to perform an
inventory of raw materials of the Algarve region due to its application to
Archaeology, current ceramics industry, related areas, but also from a scientific
perspective.
This work intends to contribute for this inventory through the characterization of
clay deposits in Algarve. To fulfil this goal, sampling of several clay levels from
the Algarve Basin, aged between Triasic and Quaternary was performed at a
regional scale. Sampling of clay deposits of the Carboniferous basement was
also done.
The characterization of raw materials was performed using three
approaches: Granulometric, mineralogical and geochemical. For the
granulometric study, we have established the applicability of raw materials to
ceramic industry, as well as undertaken a classifying approach; for the
mineralogical study, we have distinguished/grouped different types of materials,
on one hand, and have focused on clay minerals to allow for a better
understanding of the paleoenvironment and evolutionary history of the basin;
for the geochemical study, it was possible to establish the origin of the deposits
as a result of a strong chemical weathering and repeated recycling of material
coming from the upper continental crust. The major elements, certain trace
elemental ratios (Th/Sc, Zr/Sc, La/Sc) and the rare earth elements patterns,
normalized to chondrites, showed variations on sediments source areas and
have evidenced the importance and responsibility of weathering, sedimentary
calibration and diagenesis processes on the variation observed among and
inside groups. After Sc normalization, it was possible to evaluate the
geochemical nature of different units. Cs and K (and other mobile elements)
proved to be excellent discriminators for the typical Triasic red units as a
consequence of their great richness on illite.
The study of the behavior of raw materials with firing (at temperatures
from 300 to 1200º C) was also performed in laboratory experiments simulating
the ceramics manufacture process, in order to enable future archaeometric
studies.
As a result, we have observed that the volatilization of Br, which occurs
in carbonated sediments in association with decarbonation reactions, was the
most relevant geochemical transformation.
Temperature-induced mineralogical transformations were analyzed for
the disappearance of original phases, crystallization of new minerals, and
temperatures at which they occurred. Three groups of minerals associations
were established in accordance to the composition of the original materials: 1)
without carbonates: 2) with calcite and 3) with dolomite (without or with calcite).
On the first, which includes units from the Carboniferous, the Cretaceous
(detrital units) and the Cenozoic, mullite appeared from 1100 º C on, which is
the typical neoformed mineral. On the second, which includes the marly clays
from Jurassic, the association gehlenite + wollastonite + larnite appeared from
900 ºC on. Finally, on the third group, containing the Triassic complex,
gehlenite-akermanite + diopside was generally formed, associated with other
minerals like anorthite, enstatite, periclase, forsterite, monticellite or spinel,
depending on increasing percentages of dolomite.
The results obtained enabled to establish geochemical and
mineralogical reference groups of clayey raw materials. In addition to a
geological interest, this can be very useful in determining ancient ceramics
provenance. In Algarve, this is particularly relevant due to the existence of
kilns, which indicate nearby production centres. Doutoramento em Geociências
