LEIF3A E)E

Eiii

ANAIS DO 11 SIMP`6SIO I)E GEOLOGI.A DA AMAZONIA, BELEM, 1985

SISTEMATICA Rb-Sr EM ROCHAS SEDIMENTARES ARGILOSAS DO PALEOZ6ICODA BACIA AMAZONICA

U.G. CordaniK. KawashitaR.K.p. de KikuchlP.L. C6rtesM.A. Simomoto

lnstituto de Geociencias da Unlver§idade de Sao Paulo

ABSTRACT.

About 50 Rb-Sr determinations were carried orit onPelitic rocks from the Amazonas basin, w.ith the following.. mainObjectives: '.I), tp verify the possibility of Rb-Sr dating`. forwhole-rock samples of shales with established stratigraphic age;2) , to determine the times in which the fine fractions closed inres.pect t6 Rb and Sr exchanges; and 3) , to interpret the age va-1ues in the context of the tectonic evolution of the sedimentarybasin.

.For the Trombetas formation, a whole rock Rb-Sr i-socbron indicated a depos.itional age of about 470 Ma., in agre-a-ment with the stratigraphic 6ontrol.. .At the same time, the chemical systems closed at about 170 Ma, `alr.eady within Mesozoic time:Tat least a.t the Southern border of the Medio Amazonas basin, nearthe UI-2=AM well.

In relation with the Monte Alegre formation, .whc)sestratigraphic control indicates a Carboniferous :age, the obtair`.edWhole rock Rb-Sr isochron, of about 385 Ma. , is virtually. conco=r-dant. In this formation, the internal isochron (Qn core n9 7 . fromthe 3 JR-I-AM well in the .Alto Amazonas basin) yielded practicallythe same age value, demonstrati.ng that chemical Closing occurred"just after deposition.

~,

From the Curua formation, sever,al samples were an-a-lysed, all Qt them related to. the Barreirinhas. member, from .Alto,riedio and Baixo Amazonas. The analytical po±:..nts of the whole ro~cksamples exhibited (a) gre`at dispersion, in the isochron diagrqu,suggesting the existenc.e .of multiple ,so.urces, well diversifi.ed, .`interms of Rb-Sr systematics. The closing of the chemical systems ,... around' 300-350 Ma. , may be associated with the Hercynian orogenyrwhich af fected strcmgly the entire sector of the Septentric>na`l An-des, In the mentioned period.

The results indicate the validity of the total rockmethod, at least for the Trombetas and Monte Alegre formations, ..iEPlying-that the mechanism of complete dispersion and mixing. of the

-.94

a.1as.tic component, within the depositional enviroriment, .can be veryeffectiv.e in many cases. On thre other hand, closing times for thechemical systems seem to be different, in each case, depending onthe tectonic evolution of the specific sector. Such closing proces-ses seem to have occurred earlier in the Alto Amazonas bas`in, andiat.er in the Media Amazonas basin. Mesozoic tectoni.c react~|vationsare also revealed, at least and especially in the southern part ofthe Medio Amazonas.

INTRODUCAO

g:d=:::::sREa=::::::§a:::::::::::§§:::::i:;::::i:::d±:d::p=::;::::i;antes em tais rochas ap6s a rua sedimenta¬ao, tais como mostram ostrabalhos de Kawashita (1972) , Thomaz Filho (1976) , Thomaz Filhoet al. (1976) , Cordani et al. {1978) .e Thomaz Filho et al. (1981),decidimos estabelecer a real. .potencialidade do m6todo e tentar ex-p-``andir o seu campo de aplicagao.

Gas 6pocas de f::h°£:=::V::l£:c8e3%u:=:t:::a:;di::nt:r ¬£::o=:::!::

:::::::!g::;::::;:;:i::a::a:3i:::::s:::::::::i::i!::;:::::::d::I::;e6es estudadas para testar uma vez mais a aplicabilidade .-do m6todo;e. 3) fornecimento de resul.tados pass±vei.s de utilizagao.Sa.ra a cor.-"f.e.|a¬ao entre blocos ¬ect6nicos .da Bat:ia Amaz6nica .com , diferentesestru±uras do embasamento, para. tra.zer subsidios adicionais ao `.-cc>-nhecimento da evolugao tect6nica durante a sedimentagao.

slTUA¬ao GEOL6Glca

. ` . Atrav6s do acervo de testeT¥nhos de sondageB-s.da Pe-__-_I -__ _- _-__ ` _ _- -_-_--``_-_-__ _-_ _-___I.;,__-_ __ -_

i:-;::b:i:al¬::aamm ::t¥8:£::o:S ;:I::2::¬a:e?S::: JF:::]f?ais Varios po-i. Nova Olinda, Bacia do M6dio Amazonas:. `a amostra-

refere-se mai.s especificamente ao membro Barreirin.has da Forma-Curua (Devoniano) . 0 citado membro compreende folh-elhos ,argilo-escuros,. com int.e`rcalag6es de n±veis siltosos e mui¬'o raramen-

clas¬os maiores.

2. Autas Mirim, .Bacia do M6dio Amazonas: ,as 'amo.stra-

::s(g::::i::gis:::£=:in;::r:::±gh¥r:ap±:=g:a8ad-::u¥:?§-:v:::¥n:I,qu.--`.perf`il que atravessa a Bacia do M6dio Amazopas,j.de`~`NW.:-`pa±a.,SE.Am.as as forma¬6es caracterizaram-se por folhelh6s com pgT`cos.,ci,a;ti=os maiores.

3. Jurua, Bacia do Alto Amazonas: a amostragem con--s`ti.u de testemunhos de sondageris. de.._.nlveis estratigraficQs dife-

:=::i c:r3::.n¬::t::u==:: =:g:a .3:3=:¥g: ,e::r:e;: : £eko::gg:r::::==in; da Formagao Curua (Devoniano) e Forria¬ao MOLte Alegre (.Carbon±-

o).

TOcOLOGIA

As amostras recabidas da Petrobras foram tra¬adas se

-95

gundo a metodologia utilizada por Thomas Filho (1976) .

A partir dos testemunhos foram obtidos sistemas.Ro-cha Total (RT) , pulverizada em moinho de esferas, Fra¬ao Fina (FT)`/obtida a partir de fragmen±agao em Almofariz de figata e pipet-agem,e Sub-sistemas Residuo (.RES) e Lixiviado (LIX) que consistiram nu-

::is:::3::i:::3: ged:::i?n::aF::!i3i:£a ,i:E) :moHS:;13ugo:gaoA:::que Acido consiste na porgao Res±duo (RES). Na Fig. 2 tan-se urnfluxograma das atividades durante a pesquisa.

Dlscuss.ao

Forma¬ao Monte Alegre

Nas amostras des¬a formagao foram conseguidas duasis6cronas, uma para os sistemas RT e outra amostra, inG;orporandoos sistemas RT e FF e os subsistemas RES e LIX. E importante destacar a conformidade que possuem.

A is6crona obtida com os .sistemas RT define uma idade de 365 + 30 in.a. , concordante com a idade estratigrafica carbo=

:::::t:t=E:::a :i:I:::ap:::in:g::6t:S:es=§Su::a::u±:::c;r%=:in: f::epoca .de deposigao dos .sedimentos,, ou seja, a diagenese ocorreri

:::c3.d:E3i : !ar::E:s::i:i ::a::::i::n:ef oiae:::::ad:ao??!oge::i:::vamente elevada mas compativel com a composieao mineral6gica da5amostras, -.cujo conteddo detritico 6 significativo (ver tabelas.).-.

Concordando com a idade obtida nos sistemas RT, odiagrama amostral conseguida no testemunho 7 do pogo 3TRIAM de uriaprofundidade de 2749,20 in forneceu idade de 385 + 36 in.a., dentrodos e-rr.OSL. experimentais, ess.es valores possuem l=rga margem de cQffiabilidade`.-.Deve-se ressaltar.contudo que apesar dos .subsistemasI.IX e RES serao complementares em rela¬ao ao sistema FF, a retanao inclui o ponto da FF, indicando algum tipo de fracionamento :/ou separagao va.o homogenea do material durante as etapas analiti-ca§; po± outro 1`ado, foi o ponto de ZT que mais pr6ximo se situo.bda r.eta tra¬ada.

A 6poca representada pelas idades concordantes (36-5+ 30 in.a. e 385 + 36 in.a.) 6 importante na area assinalada e rel`a-Eiva ao fechamenEo dos sistemas qulmicos .d.as amostras em .termosde trocas isot6picas. Se a 6poca coincidir com a` expulsao dos flriid.os f.ormacionais, urge. assinalar que isto teria ocorrido em ¬pocE.anterior as- reati-va¬6es tect6nicas conhecidas do Permo-Triassico .`edo Juro-Cretaceo. (Vide Fig. 3) .

Formagao Trombetas

Par; a Fin. Trombetas foram tentadas as cons.tru¬66S`das seg-tli.ntes retas is6cronas: com os si.stemas RT, com os siste-mas~.FF:=e ria§` i§6`cronas anosLras (sistemas FF, RES e ljlx) .

A Fig. mostra os pantos do sisEema RT pertencentes a Forma¬ao Trombetas, e .que definem uma reta. Estes 4 (quatroTpon¬os possuem urn alinhamento relativamente born, caracterizando --aidade de 459 + 28 M.a. , o qual se apresenta concordante. com a idade.'estiatig£'aEica admitida para a Fmi- Trombetas/membro Pitinga (SE

96

-1uriano Inferior) .

Este resultado pars o _siEtema RT indica qTe~provave±m6nte foram satisfeitas por ocasiao da -dsarias para.a uniformiza¬ao das raz6es S :E9;i:ig ::i:::::g::S n::3Smentos -da formagao argil6sa, tal como preconizado no modelg propos=to por Cordani et al. ,1976.

Mas ainda, os dados mostram que os nfveis estratigr±ficos escolhidos, em dois pogos mu`ito distantes entre si (EN-i-DM eUI-2-AM) , mantam s.eu alinhamento no diagrama isocr6nico da Fig. 3,o que indicaria a persistancia das condig6es de sedimentagao~ e a

:::::::;:ac::: ::n:::p:: :u:::::n::ic:::tsrEg/::Ea¬:e5:::::::: ge::0,713, 6 perfeitamente normal, e pode car.acterizar urn sediinento rna-rinho contendo componente det`r±tico re.levante.

A is6crona amostral relativa. ao po¬o UI-2-AM(rm.Trombetas) indicou uma idade-aparente. de 170 M.a. , que poderia ser refErida ao evento de reativagao tect6nica ja conhecido na Bacia do M6=dio Amazonas, associado ao intenso vulcanismo de carater distensivo,ocorrido no final do Paleoz6ico e inlcio do Mesoz6ico. Tal.resulta-.do concorda com alguns dados anteriores obtidos por Thomaz Filho(1976) ; que os interpretou do mesmo modo.

Formagao Curua+,

onEol6gicos e e:t::=¥::::i:::?ac:in:e:::::d5:v::=:¥:S (8eD::8::a:::::9undo o Geological Society of America, abrange de 408 a 360 in.a.) .-

Pelo exame da Fig. 4, verifica-se que as amostras deed: apresentam seus pontos analiticos muito dispersos, impossibili -tLando a construgao de is6cronas. Conclui-se que, no amb.iente depo§±i:Qronal da Formagao Curua nao houve condig6es para uma mi5tura homo-`ganea dos detritos, formados a partir de fontes diferentes, e comdistribuig6es heteroganea de seu Sr radioganico

A16m disso, nos diagramas, tentou-se relacionar asa..stras de RT de urn mesmo po¬o com suas respectivas FF. Verificou-

ie--a caracterizagao de s`egmentos de reta que podem ser agrupados se]'prl`do dais tipos de comportamento. Urn primeiro grupo mostra urn enrllil-ecimento em Sr por parte das frag6es f inas quando comp.a.radas` cornuas respectivas amostras de rocha total. Tal pode indicar mudan-"qu±micas importantes entre a. RT e .a FF, po-r exemplo a separagao

Sr, como seiia o caso das micas, o .que 6 aparente Bele e.xame dos

-as

:`87`;::89e:i::::::?C:: :::u:::d:::::`Sm::::±d:::Sd::i::i;:: r:::¬::"a.do Sr das RTs para as FFs. Isbo pode ser atribu±do a maior quan-:.i-dede nag frag.6es.finas, de in.ate-rial detr±tico de ba`ixo adntefido

ifratogramas (ver tabela 2 ) . 0 proce.sso de separagao das fragosspor fragmenta¬ao e pipe{tagem, teria favorecido a separaga.o'§ervada dos f.ragmeitos in.ai-or-e.s de micas, junto com outros mate-

".±<ais detrlticos.

Os diagramas isocr.6nicos amostrais (sistema FF e supsistemas RES e LIX)b`fe-s`e de poss±vela-s'.:'idades de 29.5 ,i"6s±``.. de' .MSWD (Indice

tidas reportam-se

foram os que mos¬raram resul¬ados mais promis-interpretagao em tarmos geol6gicps. Foram ob±i.-

±eLfi:p:i:.;oad:2S6:t5s2:ami:8c=::a?:i-a:S i¥:::=ao Carbonlferoasuperior (segundo escal.a do

97

Geol. Soc`. of america) o que poderia representar a 6poca do fechaTmento dos sistemas -isot6picos para o Sr. Os pantos anal±ticos rel3tiv`os aos res±duos situaraxp=se bastante pfoximos Gas frag6es fi-nas, o que significa que o material sol6vel representa rna fra¬aomuito pequena da amostra (constitui excegao o sub-sistema LIX do

::8°f:¥E:o:g:::d:8:0;:::;n::md:i:==36n:::s:±5r::::=L=:Sn:feE~::::a,LIX deve ser atribu±do a minerais de argila com Ions facilmentetrocaveis.CONCLUS6ES

Mais uma vez, os resultados obtidos na experimental

:::r::i::t:d3am3=::::e=es::=::::¥e:e:i::::=::a5:og:air::::=oe::::e homoganea, como no caso das Forma?6es Trombetas e Monte Alegre,oque sugere a efetividade em muitos casos do mecanismo de dispersaomecanica da fragao detr±tica no ambiente de sedimenta?ao.

Por. outro lado, nas diversas regi6es estudadas, as,apocas de fech.amento qulmico sao diferentes, devido, provavelmen=te, a diferencia¬ao na evolugao de cada bloco tect6nico a q,ue serelacionaram ta`is regi6es. Esses fechamenLos teriam ocorrido ante-riormente na Bacia do Alto Amazonas (.regiao do Surua) e pos¬erio£-mente no M6dio Amazonas (regiao de Autas-Mirim) .

Existem registros tamb6m de reativag6es - tect6nicasposteriores, de idade mesoz6ica, principalmente na parte meridio-nal da bacia do M6dio Amazonas, como assinalado anteriormente por.Cordani et al. (1978) .

Por fin, a metodologia empregada mostrou-se adequa-da, ao tratar os sistemas sedimentares dentro da faixa de .profundidade da ordem de alguns metros, sendo possivel o refinamento dogresultados com uma maior quantidade de amostras em cada experimen=too

BIBLIOGRAFIA

Cordani, U.G.; Kawasbita, K.; Thomaz Filho, A.,-1978 -Applicabi-lity of the Rubidium-Strontium method to shales and -.rela`tedrocks. AAPG. Contributions to the geologic time scale,. 6: 93i117.

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Thomaz Filho, A.; Codani, U.G.; Kawashita, K. -1976 - Aplicagaodo m6todo Rb/Sr na datagao de rochas sedimentares argilds.asda Bacia do Parana. In: Congr. Bras. Geol., 29, Ouro Pre`to,1976. .Anais... Ouro Preto. SBG, p. 289-302.

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98

TABELA i - Conteddo Mineral6gico das AmosLras (Dif ratometria F.-~X - Rocha Total CP`T)

Forma¬ao curuaBaixo Amazonas

N9 de Cam-ilo Quartzo Illita/Muscc>vita Clorita F`eldspato Caolinita Outros

1CLMIPA/i/239 , S A3/245,0 A

6/260,0 A

n.IAipA/34/266 8 , 3 A2668,9 A

2670'0 A"2BCIPA/4/7 6 4 , 9

766'4

765 ,6

M6dio anazonas

1Aml5"/3/1171, I1175,5

lRXIAM/119/2413,5

fr± Alto anazonas

Li JREJl"/9/28o6,o2808'0

2814'0

14/2890,65

Forma¬ao TrortoetasM6dio anazonas

lrmllAM/42/1289,241290 , 75

12 9 i ' 3 4lu12AM/lo/ 782,5

12/ 792'0

12/795 , 0

¥:: Fbne¬ao rite AlegreAlto Ama.zonas

3JRIAI/6 / 2 7 4 0 , 102742'40

2739 '50

7/ 2748,25

2749 ,20

2752'60

11

P

MI.r.

calci¬a/di=sporo

calcita/anidrit.aanidrita

anidrita/calci¬a

Cas03 (sulf.atos)fosfatos

I Piroluzita/Ze6lita

ESTIMATIVAS COM BASE NA INTENSIDADE DOS PICOS CARACTERISTICOS DOS DIFRATOGRAMAS

:Abundan¬es = A Importante = M Quant. pequena = P Quant.incipiente I I Nao detcc¬ada = -

BiBLioTECA

41.£ap

99

TABELA 2 - Conte6do Mineral6gico Gas Amostras - Difratometria R-X - Fragao Tina (FF)

Formacao CuruaBaixo Amazonas

N9 de Campo

lcMIPA/ 1/2 39 , 56/260 , 0

lMAIPA/ 3 4/2 6 6 8 , 32668'9

2BCIPA/4/76 4 , 9

766 ' 4

M6dio Amazonas

lAM15AM/3/117l,i117 5 , 5

Alto Amazonas

lNEJ LAM/ 9 / 2 8 0 8 , 02814 ,0

/14/2890 ,65

Formgao TrohoetasM6dio Jinazonas

lEN LAM/ 4 2/ 12 8 9 , 2 4

1290,74

lu12"/10/7 82 , 5/ r2 / 7 95 ,0

FOHTngao M]r.te AlegreAlto Amazonas

1NEJ l"/ 9 /2 80 8 , 02814 , 0

14/ 2890,65

Quartzo Montmc)rillonita Illita/Muscovita Feldspato Caolinita Clorila

M

ESTIMATIVAS COM BASE NA INTENSIDADE DOS PICOS CARACTERISTICOS DOS DIFRATOGRAMAS

hoindantes = A Importante = M Quant.pequena = P Quant.incipiente = I Nao detectada = -

100

TABElia 3 - Resultados Anallticos Gas Amostras Selecionadas Gas Formag6es Trofroetas (M6dio unazonas) eMonte Alegre (Alto Amazonas)

Forma¬ao Trortoetas

SPR N9 de campo/Pros. (in)

7319 2AWIAM/42/1289 ,4

7585 2AWIAM/42/12 89 , 4

7320 1290,74

7586 1290,74

7322

7584

1UI 2AM/10/7 82 , 5

782 ,5

7 82 , 5

782 ,5

12/795,0795,0

Forma?ao Monte Alegre

7445 3JRIAM/6/2742 ,40

75.)0 2742,40

7/2749,20

2749,20

2749`20

2749,20

2752 ,60

2 75 2 , 6 0

Material p.r (ppm) I.RX sr (ppm) sr87/sr86 Rb87/sr86

RT 148,1

FP 195,2

RT 124'7

FF 180'7

RT .143,8

FF 195,5

RES 197,6

I,IX 1'77*

RT 190,8

FF 269 ,0

*Dilui¬ao IsoL6pica

RT 204,9

FF 217,0

RT 152'8

FF 209`2

RES 192 ,6

LIX 1'76*

RT 128,2

FF 209,2

91,8 0,74460

lil,2 0,74379

101,8 0,73786

117,7 0,73924

192,2 0,72732

259,4 0,72540

230,7 0,72624

23,06* 0,72075

132,1 0,74023

145,2 0,74031.-

80,0 0,75884

90,8 0,75722

76,i 0,75026

76,9 0,75764

63,7 0,76911

18,87* 0,72006

105,7 0,73835

89,5 0,75637

TABEI.A 4 - REsuLTADOs ANAI.ITlcos DAs AMOsTRAs sELEcloNADAs DA FORMAcao cuRufi

Baixo Amazonas

SPR N9 de Campo/Prof. (in)

7 376 ACMIPA/i/239 , 57575 lcMIPA/i/239 ,57715 lcMIPA/1/239 , 57735 1CMIPA/I/239 ,5

737 4 lcMIPA/6/260 , 07576 icMnA/6/26o ,o7716 lcMIPA/6/260 , 07736 lcMIPA/6/260 , 0

7375 lMAIPA/3 4/266 8 ,37577 lMAIPA/34/266 8 , 3

7377 lMAIPA/34/266 8 , 97578 imipA/34/2668 , 97372 2BCIPA/4/76 4 , g7579 2BCIPA/4/764 , 9

7333 2:8#£/.£/7:8 ; £

Madio Zmazonas` 7323 1AM15AM/3/117l ,I

7587 1171,I

7589 1175,57588 1175,57718 1175,57738 1175,5

7324 lRXIAM/ll9/2413 , 5

Alto Amazonas

7448 ENEJIAM/14/2890 , 65

7593 2890,65

7720 2890,65

7740 2890,65

7449 9/2808,07581 2808,0

7450 2814,0

7582 2814,0

* Dilni¬ao Isot6pica

Rb(ppm) F.RX sr(ppm) sr87/sr86

203,6246,4253 , 3

i,33*

16 3 ' 3188,1201,5

I,15 *

127 , 217 i , 5151'816 2 , 8

132 ' 1147 ` 3

99,4152 ' 0

152 , 7185 ' 8

166 , 8184'9237 ,6

0 I 87 *

166 ' 8

184,8

237 , 5

243 ,6

1,64*

101

129,0 0,73970139,3 0,73834131,2 0,73967

13,7* 0,71566

109,2 0,73887144,0 0,73156141,5 0,73251

10,31* 0,71665

68,7 ©,75906118,9 0,74399

79,3 .0,00027106,5 0,74650

81,5 0,00012114,2 0,73760

69,4 0,74789127,1 0,73554

135,6 0,73127222,8 0,72628

155,5 0,73126181,5 0,72918211,1 0,72972

9,64* 0,71694

155,5 0,74446

73,8 0,76215

61,6 0,76909

40,6 0,80725

25,36* 0,72219

81,7 0,74622

166,6 0,76544

66,5 0,76378

69,8 0,76913

4,686

5 , 09 8

3,556

4 ' 457

2 ,125

2 ' 185

2 , 483

0,2225

4,194

5 , 379

7 ,450

6 ' 950

5 ,836

7 , 912

8,804

0,270

3 '521

6 , 810

3 '2672 ,418

3 ,1122,9553,2650 '2619

3 ` 116

7 ' 2 86

11,245

17 ' 53 5

0 ' 18 8

6 ' 09 8

11,415

8'450

10 ,883

102

FM. Monfe Al.gr.

J® IA,-® 27,2.,0

)Jl lA.I-7 27.®.20

)J,'N-7 I?ce,,a

)JI '^II-7 27+,.sO

3urt i^ii-.7 27i®,20

To=584.6±50m.a.

Ro=O.7177

2uN IA|-.2 129

2HH IA.-4l 12.a.7.

Iul 2AM-IO 7.2.50

FM. Trornb.toe

lul 2A.-IO 7®2.80

lul 2AH-12 795.00

I To=469.2±28m.a. Bo=O.7152

2 To = I 70.3 ± 3.6m.a. Ro = 0.7202

0 I.0 2.0 3.0 4.0

Fig...3 DIAGF3AMA ISOCFt6NICO DAS FOF"A96ES MONTE ALEGRE E TROuBETAS

104

FM. Curu4

lNEJ IA.-14 2®90..

ICHIP^-I 239,SO

lHEJ IAW-14 2®90.65

lHA IPA-3. 266®.30

I NEJ I Awl-9

INEj iAw-M 2egi5.65 ..... '.-D'Po.-,c6oReal Indi¢o9>

I =HEi!F*-34 -2G68.90

-I 239.50

: `2ec iF.A-+ 76+,9o

i,c lp^-+ 76e.+o

lNEJIAH-9 2800.00

I-(lNEJ IAM-14 2890,65)

To= 326,5 I 25 in.a. F{o=O.72lo

2-(lcM IPA-1239.50)

To:322.4±8.8 in.a. Ro=O,7144

A IAMIOAW-31175.50lchl lpA-3 260.00

lRXIAM-Ilo 2+13,50

c" if*-6 2eo.ooI -.-. I^N 15^N-5 I-I?I.10

IAN 15AM-31175.50

:::I,::,I::.M3-32::i:.o5)°|o:°2=9:I::I,:.46.3mmaaRRo°==:..:,'::

0 I,0 2.0 3.0

Fig...4 DIAGRAMAS isocf}6NICOS DA FORMA?flo CURUA

105