Análise de minerais pesados dos sedimentos da bacia de drenagem Ribeira de Iguape

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Análise de minerais pesados dos sedimentos da bacia de drenagem do rio Ribeira de Iguape: correlação com aspectos geológicos e geomorfológicos


Resumo

A análise de minerais pesados (AMP) é considerada uma das técnicas mais sensíveis e mais amplamente utilizadas na determinação de proveniência sedimentar. A AMP destaca-se pela ampla variedade de minerais pesados, os quais são comumente encontrados em rochas sedimentares e sedimentos arenosos. Estudos de proveniência sedimentar em situações controladas, ou seja, que possibilitam a comparação de modo direto entre as assembléias de minerais pesados dos sedimentos, fatores geomorfológicos e litologias fontes, são ainda escassos.
Este projeto tem como meta principal a identificação e quantificação dos minerais pesados dos sedimentos coletados ao longo do rio Ribeira de Iguape e a sua correlação com aspectos geomorfológicos e geológicos da região drenada pelo referido rio. Para isto, foram estabelecidos os seguintes objetivos:
1) Caracterização geológica-geomorfológica da bacia de drenagem do rio Ribeira de Iguape; 2) Coleta de amostras, em pontos previamente selecionados, para análise de minerais pesados em sedimentos fluviais; 3) Identificação e quantificação das assembléias de minerais pesados.
Durante a realização do projeto foram realizadas as seguintes tarefas: 1. Treinamento no manuseio de aplicativos de sistemas de informação geográfica (ArcGis); 2. Trabalhos de campo para coleta de amostras; 3. Separação e caracterização das assembléias de minerais pesados; 4. Análise geomorfológica da área estudada por imagens de satélite Landsat e modelos digitais de terreno (SRTM). 5. Interpretação e discussão dos índices mineralógicos medidos 6. Elaboração de relatório científico.
A partir da análise geomorfológica, o rio Ribeira de Iguape foi divido em quatro compartimentos principais ao longo da área amostrada. Nesta área, observou-se que o curso rio está controlado por diversas estruturas geológicas lineares (lineamentos tectônicos). As assembléias de minerais pesados e os índices mineralógicos definidos segundo a proposta de Morton e Hallsworth (1994) foram avaliados segundo controles geológicos e geomorfológicos. Apartir da confecção e análise de lâminas de grãos na fração areia fina, calculou-se os índices THi (turmalina/(turmalina +hornblenda) e RZi (rutilo/rutilo + zircão).
Os índices foram em seguida comparados aos dados obtidos na Ilha Comprida (Guedes, 2009), situada nas adjacênciasd da foz do rio. As correlações obtidas permitiram tecer algumas conclusões a respeito das areias do rio.
A grande diversidade litológica é refletida na assembléia de minerais pesados das areias do rio.
As areias da Ilha Comprida possuem mesma característica das areias do rio Ribeira de Iguape, sendo o rio importante provedor de sedimentos para a ilha.
Os valores de RZi, que variam conforme suas rochas fonte, apresentaram-se no intervalo de 10 a 46%, sem demonstrar correlação com as rochas drenadas pelos diversos setores rio. Isto indica que as areias sofreram homogeneização no transporte, sendo o intervalo desse índice uma assinatura das areais do rio.
O THi é bom indicador de seleção-hidraulica, apresendado elevação no sentido da foz do rio.

1. Introdução

A análise de minerais pesados constitui método clássico de análise de proveniência sedimentar. Este método tem sido aplicado com relativo sucesso na análise de proveniência de sedimentos arenosos pré-cambrianos a recentes (Mange & Maurer, 1992). No entanto, as alterações das assembléias de minerais pesados provocadas por processos intempéricos e pelo transporte sedimentar dificultam seu uso para inferência das rochas fontes dos sedimentos (Morton & Hallsworth, 1999). Trabalhos recentes têm chamado a atenção para o desenvolvimento de indicadores de proveniência mais precisos (Morton & Hallsworth, 1994) e para a quantificação do balanço de massa entre os sedimentos fornecidos pelos litotipos da área fonte e depositados na bacia sedimentar (Weltje & Von Eynatten, 2004).
Os sistemas de drenagem são os principais agentes de captação dos sedimentos gerados pelo intemperismo das rochas fontes e pelo transporte destes sedimentos até as bacias sedimentares. A caracterização de minerais pesados em sistemas fluviais recentes tem fornecido informações relevantes para a inferência das rochas fontes dos sedimentos (Johnsson et al., 1991; Palomares & Arribas, 1993). O estudo de sedimentos fluviais recentes permite a comparação direta entre as assembléias de minerais pesados observadas nos sedimentos e suas respectivas rochas fontes. No entanto, estes estudos ainda são escassos, especialmente em áreas tropicais com elevada variedade de rochas ígneas e metamórficas, tal como a área drenada pela bacia do rio Ribeira de Iguape. Está área abrange grande variedade de rochas metamórficas e ígneas do Grupo Açungui e Complexo Turvo-Cajati, sendo adequada para avaliação do uso de minerais pesados como indicadores de proveniência sedimentar. O rio Ribeira de Iguape, em conjunto com os rios Paraíba do Sul (RS) e Doce (ES), destaca-se ainda por pertencer ao grupo dos maiores rios a desembocarem na costa sudeste do Brasil. Estes rios constituem importante fonte de sedimentos para os sistemas deposicionais costeiros e provocam alterações significativas na fisiografia costeira. No litoral sul paulista, é marcante o aumento da largura da planície costeira nas imediações da foz do rio Ribeira de Iguape. No entanto, pouco se sabe acerca da interação entre os sedimentos do rio Ribeira de Iguape e os sistemas deposicionais costeiros adjacente à sua foz (Tessler, 1988).
Este projeto tem como objetivo principal a identificação e quantificação dos minerais pesados dos sedimentos coletados ao longo do rio Ribeira de Iguape e de seus principais tributários. As assembléias de minerais pesados dos sedimentos são analisadas em termos das rochas fontes drenadas e das características do relevo dos diversos setores da bacia do rio Ribeira de Iguape. Os dados coletados servem de base para avaliar a contribuição e dispersão dos sedimentos do rio Ribeira de Iguape pelos sistemas deposicionais costeiros próximos à sua foz. Estes sistemas costeiros são estudados pelo grupo de pesquisa ao qual o aluno e orientador fazem parte. Isto permite a integração entre esta proposta de pesquisa e estudos já realizados ou em andamento sobre a proveniência dos sedimentos das planícies costeiras situadas à foz do rio Ribeira do Iguape (Bentz, 2004; Nascimento Jr., 2006; De Maman, 2006; Guedes, 2008).

2. Fundamentação Bibliográfica

2.1 Análise de minerais pesados em estudos de proveniência sedimentar

A análise de minerais pesados (AMP) é considerada uma das técnicas mais sensíveis e mais amplamente utilizadas na determinação de proveniência sedimentar. Dentre as maiores qualidades da AMP, destaca-se a ampla variedade de minerais pesados, os quais têm sido encontrados em rochas sedimentares e sedimentos arenosos. Muitos desses minerais têm paragênese bastante específica e, portanto, fornecem informações cruciais de proveniência. No entanto, a composição das assembléias de minerais pesados não é controlada somente pela composição mineralógica da região fonte. Em alguns casos, há diferenças significativas entre a mineralogia da rocha fonte e a do seu produto de intemperismo. O sinal de proveniência original é controlado também por outros fatores que operam durante os processos de sedimentação, intemperismo e diagênese. De acordo com Morton & Hallsworth (1999), os processos que afetam as assembléias de minerais pesados em sedimentos são: seleção hidráulica, abrasão mecânica e dissolução intempérica ou pós-deposicional. A seleção hidráulica resulta das condições hidrodinâmicas operantes durante o transporte e a deposição e depende da forma e densidade dos diversos minerais pesados. Isto controla suas abundâncias absolutas e relativas, pois faz com que cada mineral tenha comportamento hidráulico distinto. A abrasão mecânica toma lugar durante o transporte e causa a diminuição do tamanho dos grãos. Dado que os minerais pesados possuem resistência à abrasão variável, esse fator também controla a abundância tanto absoluta como relativa dos minerais pesados. A dissolução causa perda parcial ou completa de minerais pesados em variadas condições geoquímicas dos diversos estágios do ciclo de sedimentação (intemperismo na rocha fonte, exposição subaérea durante a deposição, diagênese e intemperismo da rocha sedimentar ou sedimento em exposição).
Apesar da complexidade dos processos que afetam a distribuição de minerais pesados em sedimentos e rochas sedimentares, as assembléias retêm informações de proveniência. Para uma interpretação correta da proveniência sedimentar, é de extrema importância que os parâmetros usados sejam correlacionáveis à área fonte e que estes não serão significativamente modificados durante o ciclo de sedimentação. Existem dois métodos alternativos para gerar informações de proveniência por análise petrográfica de minerais pesados: um que usa a análise de toda série de minerais pesados (AMP convencional) e baseia-se em razões (índices) entre minerais pesados distintos, porém, com características hidráulicas e resistências química e física semelhantes; e outro que analisa os atributos das espécies minerais individuais (AMP de variedades), onde estuda-se os atributos de cada grão, como forma presença de inclusão e cor (Morton e Hallsworth, 1999).


2.2 Localização da área de estudo

A região de estudo corresponde ao percurso do rio Ribeira de Iguape, no sudoeste do Estado de São Paulo, no trecho situado entre a região do município de Sete Barras e a sua foz, na região de Iguape (SP) (Figura 1).


2.3 Geologia da bacia de drenagem do rio Ribeira de Iguape

Com relação às grandes unidades litológicas do estado de São Paulo, o rio Ribeira de Iguape percorre áreas da Faixa Curitiba, Terreno Luis Alves e Terreno Paranaguá, que juntos cruzam o leste do Estado de São Paulo (Faleiros, 2008). A Faixa Curitiba faz fronteira ao norte com a faixa de dobramentos de Apiaí, onde a fronteira corresponde à falha do rio Cubatão (Almeida et al., 1981; Campanha, 1991; Faleiros, 2008). Atualmente, denomina-se a união dessas faixas e terrenos como Faixa Ribeira, que está inclusa em densa rede de zonas de cisalhamento entrelaçadas denominada Sistema de Zonas de Cisalhamento da Região Sudeste do Brasil (Almeida et al, 1981). Mais próximos às margens dos rios, encontram-se os depósitos quaternários que correspondem a pequenas zonas de sedimentação.
O vale do rio Ribeira de Iguape localiza-se sobre a parte meridional da faixa de dobramento homônima (domínio da Faixa Apiaí), que é cortada por grandes lineamentos de direção NE-SW, os quais correspondem a zonas de cisalhamento de vários tipos.
A área drenada pelo rio Ribeira de Iguape e seus afluentes é formada majoritariamente por conjunto de rochas supracrustais, de baixo a médio grau metamórfico (Supergrupo Açungui, Melcher, 1968). Estas rochas são representadas principalmente por rochas metassedimentares, as quais incluem mica-xistos, filitos, metaconglomerados e meta-arenitos, além de calcários e anfibolitos. Porém, também ocorrem rochas do Complexo Costeiro que apesar de aflorarem em menor área, apresentam maior grau de intemperismo. A área aflorante do Complexo Costeiro é também a região onde estão as maiores ocorrências dos depósitos aluvionares da bacia de drenagem. O Complexo Costeiro constitui unidade heterogênea, com predomínio de rochas migmatíticas que se espalham por toda área de afloramento do complexo. Também ocorrem rochas dos Complexos Turvo-Cajati e Atuba, cujos sedimentos atingem o rio Ribeira de Iguape por meio do rio Jacupiranga. O Complexo Turvo-Cajati corresponde basicamente a migmatitos, de origem gnáissica, mas abrange também mármores, mármores dolomíticos, xistos, quartzitos e outras litologias (Campagnoli, F. 1996). Também ocorrem rochas ígneas graníticas da Fácies Cantareira (Almeida et al., 1981), tal como o corpo granítico que forma a serra do Azeite.
O Complexo Atuba se insere, na região do vale do rio Ribeira de Iguape, no Domínio Paranaguá que abrange rochas granitóides de deformação heterogênea, migmatitos da fácies anfibolito, representados por biotita-anfibólio-gnaisses com leucossomas de composição tonalito-granodioríticas. Observa-se deformação tectônica controlada por cisalhamento, com importante componente lateral e transporte relativo na direção sul-sudeste (Siga Júnior et al., 1998).
Com relação aos depósitos sedimentares terciários e quaternários, ocorrem depósitos da Formação Pariquera-Açu, de idade pleistocênica (IPT, 1981), Formação Cananéia (Pleistoceno superior; Tessler,1998), além dos depósitos aluvionares atuais. A Formação Pariquera-Açu corresponde a siltitos em alternância irregular com siltitos areno-argilosos e areias ou arenitos associados a camadas pouco espessas de cascalhos de origem fluvial (IPT, 1981). De acordo com Melo (1990), tratam-se de depósitos continentais textural e mineralogicamente imaturos, acumulados em níveis de paleoterraços esculpidos sobre rochas do embasamento pré-cambriano no baixo vale do rio Ribeira de Iguape e alguns de seus afluentes, na região litorânea do sul do Estado de São Paulo. A Formação Cananéia corresponde a areias finas inconsolidadas com presença de esparsos leitos argilosos, com grande uniformidade granulométrica, de origem marinha (Almeida et al, 1981).

INFORMAR A FONTE DO MAPA.

3. Metas e Objetivos
A meta desta pesquisa é avaliar a correlação entre assembléias de minerais pesados e aspectos geológicos e geomorfológicos da área da bacia de drenagem do rio Ribeira de Iguape. Para isto, foi feita a identificação e quantificação dos minerais pesados derivados dos sedimentos da bacia do rio Ribeira de Iguape e a caracterização geológica-geomorfológica da referida bacia de drenagem. Isto propicionou a análise da influência de fatores, tais como declividade e orientação de vertentes, sobre o fornecimento de sedimentos pelas diversas unidades litológicas drenadas. Para atingir esta meta, foram estabelecidos os seguintes objetivos: 1) Caracterização geológica-geomorfológica da bacia de drenagem do rio Ribeira de Iguape; 2) Coleta de amostras, em pontos previamente selecionados, para análise de minerais pesados em sedimentos fluviais; 3) Identificação e quantificação de índices mineralógicos, segundo a proposta de Morton & Hallsworth (1994).

4. Materiais e Métodos

4.1 Análise geomorfológica das imagens de satélite e modelos digitais de terrreno

Quatro imagens de satélite Landsat foram selecionadas para a análise geomorfológica da área de estudo. Duas imagens foram obtidas pelo satélite Landsat 7 (ano 2000) e duas pelo satélite Landsat 4/5 (ano 1990). Todas as imagens foram georreferenciadas no software ArcGis. Adicionou-se também informações geográficas e geológicas georreferenciadas do projeto CBH-RB (2007) às imagens Landsat. Também foram analisados modelos digitais de terreno elaborados a partir de dados de radar SRTM . Para isto, foi utilizado o software Global Mapper.

4.2 Atividades de campo

Para a coleta de amostras, foram selecionados trechos preferenciais ao longo do rio Ribeira de Iguape com o auxílio de mapas topográficos IBGE, escala 1:50.000 (folhas Registro, Iguape, Pariquera-açu e Sete Barras). Durante a etapa de campo, realizada entre os dias 25 e 28 de Maio de 2009, foram coletadas 32 amostras de areia de barras em pontal, canal e terraços ao longo do rio. As amostras coletas estão descritas na tabela anexa.

4.3 Separação de minerais pesados

A preparação de amostras para análise de minerais pesados envolveu as seguintes etapas:
1. Seleção de massa inicial (60 g).
2. Elutriação para a eliminação da fração pelítica.
3. Peneiramento a seco para aquisição das frações areia muito fina (0,062-0,125mm) e areia fina (0,125-0,250mm).
4. Separação de minerais leves e pesados com líquido denso (bromofórmio, 2,83 g/cm3).
5. Confecção de lâminas de grãos de minerais pesados com bálsamo do Canadá.

4.4 Identificação e quantificação de minerais pesados

Os minerais pesados transparentes não-micáceos foram identificados ao microscópio óptico. Posteriormente, foi feita a contagem de grãos para a determinação de índices mineralógicos indicativos de proveniência sedimentar, segundo os critérios propostos por Morton & Hallsworth (1994).
Estes índices baseiam-se na razão entre minerais com características físicas e resistência química semelhantes. Para cada índice, foram computados 200 (100 ou 200?) grãos dos pares de minerais observados da seguinte forma:
ABi=100x(A/(A+B)).
Sendo A+B a somatória de cada par de minerais.
Os índices de proveniência computados foram RZi (A=rutilo e B=zircão) e THi (A=turmalina e B=hornblenda).

5. Atividades realizadas

Durante a primeira etapa do projeto, as atividades realizadas envolveram trabalho de campo, onde foram feitas observações sobre a geomorfologia e geologia em pontos de amostragem de sedimentos ao longo do rio Ribeira de Iguape, e análise geomorfológica preliminar baseada em imagens Landsat, tratadas através do software ArcGis 9.3, e modelos digitais de terreno SRTM, tratadas com o software Global Mapper 9. Para a realização dessas análises fez-se necessário o aprendizado no manuseio dos softwares citados.
Foram realizadas simultaneamente atividades de laboratório para confecção de lâminas de minerais pesados em grãos, as quais foram objeto de análises petrográficas para caracterização das assembléias de minerais pesados das amostras coletadas.
Na segunda etapa do projeto, foram realizadas as análises petrográficas quantitativas, com o cálculo dos índices propostos por Morton & Hallsworth (1994), informatização e interpretação dos dados obtidos e elaboração de relatório.

6 Resultados

6.1 Caracterização geológica-geomorfológica da bacia de drenagem do rio Ribeira de Iguape

Com base nas características geológicas e geomorfológicas observadas, dividiu-se o rio Ribeira de Iguape (trecho entre Sete Barras e sua foz) em quatro compartimentos geomorfológicos. O primeiro compartimento representa a área onde o rio está encaixado no gráben de Sete Barras. Nesse trecho, as cotas variam de aproximadamente 18 a 14 metros e os meandros possuem comprimento de aproximadamente 1,5km, os quais possuem direção secundária perpendicular à direção NE-SW predominante do vale neste setor. O segundo compartimento possui direção predominante SE-NW, com grandes meandros que têm comprimento de aproximadamente 12km. Neste compartimento, o rio percorre trecho com maior variação de cota , de 14 m a NE para menos de 6 m a SW. O morfologia do canal destaca-se também por apresentar cotovelos de 90°, principalmente na porção NW do compartimento. O terceiro compartimento apresenta direção principal paralela à linha de costa, com pequenos meandros de aproximadamente 2 km de comprimento. Também observa-se declividade mais baixa e com frequentes terraços nas margens (aproximadamente 2m de altura). O quarto compartimento é marcado por mudança significativa na direção do rio, que passa a direcionar-se para SE. Neste compartimento, a declividade é ainda mais baixa que no terceiro compartimento. Porém, apresenta área com meandros maiores e mais arredondados, onde ele percorre um pequeno trecho antes de atingir sua foz. Os compartimentos geomorfológicos descritos podem ser observados nas figuras 3 e 4 e na descrição dos pontos Ri2 e Ri13.



A LEGENDA DA FIGURA 3 ESTÁ SOBRE A FIGURA.

6.2 Descrição do pontos de coleta de amostras de sedimentos

Ponto Ri-02 (Praia do Icapara)

Este ponto situa-se na margem sul da foz do rio Ribeira de Iguape. Os sedimentos observados em trincheira com cerca de 30 cm de profundidade abrangem duas fácies: areia grossa bem selecionada com matéria orgânica, como troncos e raízes soterrados na parte inferior; e areia cinza fina bem selecionada na parte superior. Observa-se tendência transgressiva (figuras 4 e 5) da linha de costa, evidenciada pela presença de escarpa erosiva. A largura da praia entre os períodos de 1990 até 2009 apresentou grande redução, indicativa da mudança no aporte sedimentar da região, o qual supostamente seria responsável pela erosão atual. Em 1990, o rio desembocava mais próximo da região de Barra do Ribeira e havia um banco de areia anexo à praia da Barra de Icapara, o qual hoje está anexo à Juréia (Praia Barra do Ribeira) (figuras 6 e 7).



REPARAR LEGENDA: Figuras 4 e 5 - Costa erosiva na praia da Barra de Icapara, situada imediatamente a sul da foz do rio Ribeira de Iguape.



REPARAR LEGENDAS: Figura 6 - Imagem Landsat da praia da Barra de Icapara em 1990, com a localização dos pontos de coleta de amostras.
Figura 7 - lmagem landsat ....

Ponto Ri- 13 (Praia da Barra do Ribeira, Iguape)

Este ponto, próximo à praia de Icapara, resulta do crescimento da praia da Barra do Ribeira (Figura 8). Observa-se que esta barra arenosa estava submersa na imagem de satélite obtida em 1990. Isto indica que esta barra está em processo de crescimento. Este ponto caracteriza a geomorfologia do compartimento 4, com cotas baixas. O nível do rio neste trecho está sujeito às variações de maré.



Pontos Ri-4 ao Ri-11

No ponto Ri-10, observou-se terraço arenoso com cerca de 5 m de altura em relação ao nível do rio (Figura 9). Este terraço provavelmente representa planícies de cordões litorâneos, frequentes na região. Tal feição de terraço é característica nos compartimentos geomorfológicos 3 e 4.


REPARAR LEGENDA: Figura 9 - Escarpa erosiva em terraço arenoso, margem esquerda do rio Ribeira de Iguape próximo à sua foz.


Figura 10 - Perfil topográfico transversal ao canal do rio Ribeira de Iguape, na localidade do ponto Ri-04,05,06 (acima) e Ri 08 (abaixo).

Ponto Ri-17
Neste trecho, no canal do rio Ribeira de Iguape, à jusante do rio Juquiá, observam-se matacões, com mais de 1m de diâmetro, de basalto, provavelmente associado a dique da Formação Serra Geral. Observou-se também depósito de turfa sob terraço arenoso da margem erosiva do rio. As feições de cotovelos de ângulos retos (feições do canal de escala quilométrica) podem estar relacionadas ao controle estrutural exercido por diques de rochas básicas, feição característica do compartimento 2.


Figura 11 - Perfil topográfico transversal ao canal do rio Ribeira de Iguape, na localidade do ponto Ri-17.


Ponto Ri-18
Neste ponto, ocorre areia escura fina e lamosa na margem deposicional do rio (barra em pontal), próximo à desembocadura do rio Juquiá. Neste trecho, o rio Ribeira de Iguape muda drasticamente de direção. O rio sai do gráben de sete barras (direção NE-SW) e corre em direção ao litoral, com sentido SE. No trecho do gráben de Sete Barras, o rio Juquiá possui a mesma direção do Ribeira de Iguape.


Figura 12 - Perfil topográfico transversal ao canal do rio Ribeira de Iguape, na localidade do ponto Ri-18.

Ponto Ri-19
À montante do rio Juquiá, coletou-se amostra de cascalho no canal do rio Ribeira de Iguape. Neste trecho, ocorrem escarpas erosivas em ambos os lados do rio. Também observa-se relevo mais acidentado, característica da porção NW do compartimento geomorfológico 3.

Figura 13 - Perfil topográfico transversal ao canal do rio Ribeira de Iguape, na localidade do ponto Ri-19.


Ponto Ri-20
Afloramento em depósito de lamito vermelho com clastos de 0,5 a 5 cm e matriz lamosa. Trata-se de diamictito, possivelmente terciário (feição destacada no relevo, Figura 14).


Figura 14 - Diamictito vermelho e perfil topográfico transversal ao canal do rio Ribeira de Iguape, na localidade do ponto Ri-20.




Ponto Ri-21
Observou-se neste ponto, afloramento de cerca de 10 m de altura na margem erosiva do rio Ribeira de Iguape. Nesse afloramento, observa-se diversas fácies fluviais distintas. Na parte superior, há fácies de 30 cm de espessura composta por conglomerado com seixos embricados e arredondados, além de intraclastos de pelito vermelho, em matriz arenosa. O embricamento dos seixos indica o mesmo sentido de movimento da corrente do canal atual. Logo abaixo, ocorre fácies de 40 cm de espessura formada por conglomerado com seixos de quartzo arredondados e de pelitos cinza claros, com matriz lamosa. Abaixo ocorre fácies (10 cm de espessura) de geometria lenticular formada por pelito vermelho com seixos esparsos. A concentração dos seixos no topo sugere que foram infiltrados por compactação. Abaixo deste conjunto, observa-se ainda fácies de pelito vermelho (3 m de espessura) sobreposta a fácies de pelito vermelho maciço com níveis de seixos arredondados, já proximo ao nível do rio.

Pontos Ri -22-23

Neste ponto, coletou-se areia marrom média a grossa bem selecionada, em barra em pontal. Nesse trecho, o rio corre no sentido da orientação do gráben de Sete Barras e apresenta forte orientação geral na direção NE-SW. Observa-se possíveis níveis de terraços fluviais antigos (T1, T2 e T3, Figura 15) que devem estar associadas a compartimentação 1.


Figura 15 - Perfil topográfico transversal ao canal do rio Ribeira de Iguape, na localidade do ponto Ri-22. Neste ponto, foram observados três níveis de terraços (T1, T2 e T3).

6.3 Análise de minerais pesados

Ocorre ao longo do rio uma assembléia relativamente variada de minerais pesados. Não foram observadas grandes variações qualitativas na assembléia de minerais pesados ao longo no percurso estudado do rio. Os minerais pesados mais abundantes são zircão, turmalina, hornblenda, epidoto, silimanita e rutilo. Granada, estaurolita, cianita e apatita também são frequentes, porém ocorrem em menores quantidades. Nota-se que as areias do terraço apresentam grau de alteração bastante alto, sendo comum a ocorrência de mancha escura opaca (oxidação) no interior dos grãos dificultando a identificação.
Os cristais de zircão (Figura 16) aparecem tanto angulosos prismáticos quanto arredondados, incolores e com tamanhos variados. Grãos zonados também estão presentes. Este mineral é bastante comum e pode ter sido originado tanto nas rochas da Fácies Cantareira quanto no Grupo Açungui e no Complexo Costeiro. Grãos arredondados e angulosos sugerem mistura de sedimentos com graus de retrabalhamento distintos. Os grãos arredondados de zircão podem representar retrabalhamento em ciclo sedimentar anterior (Terciário?), os quais são misturados a grãos derivados de suas rochas fonte primárias recentemente. Por isso são encontrados cristais tanto na forma prismática quanto na forma arredondada.

Figura 16. Fotomicrografia dos grãos de zircão na fração areia fina (0,125 -0,250mm) observados nas amostras coletadas. Notar a variação do grau de arredondamento.

Os cristais de turmalina ocorrem nas cores pardo-amareladas a azuladas, em formatos sub-angulosos a arredondados, com esfericidade média a alta em geral. Porém, com algumas exceções, em amostras de terraços ocorrem grãos quebrados, que aparentemente passaram por processos de intemperismo durante o período estocagem nos terraços. A turmalina pode ser originária de rochas graníticas, veios pegmatíticos e rochas metamórficas do embasamento cristalino, que ocorrem ao longo de quase toda área de estudo. Podem também ter origem em sedimentos retrabalhados em ciclos sedimentares anteriores, devido à ocorrência de grãos com elevado arredondamento.


Figura 17 - Fotomicrografia dos grãos de turmalina encontrados na fração 0,125 -0,250mm.

A silimanita encontra-se predominantemente em grãos incolores alongados e angulosos. Raramente ocorre na variedade fibrosa ("fibrolita"), formando agregado de cristais aciculares. Sua origem provável são as rochas metamórficas de alto grau do Complexo Turvo-Cajati.



Figura 18 – Fotomicrografia dos grãos de silimanita na fração areia fina (0,125 -0,250mm). Na parte superior com polarizadores paralelos e na parte inferior com polarizadores cruzados.


Os cristais de rutilo e hornblenda são os mais frequentes nas lâminas descristas. Os cristais de rutilo (Figura 19) apresentam-se basicamente em formas arredondadas a sub-arredondadas, comumente equigranulares sub-esféricos em coloração predominante pardo-avermelhada. O rutilo é originário principalmente de rochas granulíticas, biotita-sillimanita gnaisses e migmatitos do Complexo Costeiro.





Figura 19 - Fotomicrografia dos grãos de rutilo nas amostras coletadas (0,125-0,250 mm). Na parte superior com polarizadores paralelos e na parte inferior com polarizadores cruzados.


A hornblenda (Figura 20) ocorre em cores verde-azuladas, verde escuro e pardo-esverdeada. É notável a feição de bordas serrilhadas, indicativa de dissolução, e também bordas arredondadas. A variedade parda é geralmente de origem vulcânica, em rochas alcalinas e cálcio-alcalinas, sendo denominada hornblenda magnésio-hastingsítica (Mange & Maurer, 1992 apud Guedes, 2009. Deer et al, 1992.). Grãos de hornblenda podem derivar de paleossomas do Complexo Embú e do Supergrupo Açungui, que possui diversas ocorrências de rochas metabásicas (Almeida et al, 1981).




Figura 20 - Fotomicrografia dos cristais de hornblenda na fração areia fina (0,125-0,250 mm). Parte superior com polarizadores paralelos e na parte inferior com polarizadores cruzados.


O epídoto (Figura 21) foi encontrado predominantemente na cor amarelo esverdeado ("pistachita"). No entanto, também ocorrem grãos na cor amarelo-pardo (estes últimos, provavelmente, de zoisita ou clinozoisita). O mineral apresenta aspecto corroído e observa-se amplo predomínio de formas equidimensionais, mas ocorrem também grãos prismáticos alongados. O epídoto pode ter como fonte os gnaisses e migmatitos do Complexo Ribeira, bem como rochas graníticas ou mesmo intrusivas alcalinas da fácies Cantareira.





Figura 21 - Fotomicrografia de grãos de epídoto (0,125-0,250 mm). Na parte superior, vista com polarizadores paralelos e na parte inferior, polarizadores cruzados.

O mapa dos valores de RZi (Figura 22) demonstra que a proporção entre rutilo e zircão não apresenta correlação com os diversos setores ao longo do rio, variando de aproximadamente de 8 a 28%, tanto no setor a montante quanto a jusante. Isto indica que o índice RZi não é influenciado pela seleção hidráulica, de modo que refletiria variações de proveniência. Esse intervalo de variação do RZi representa uma provável assinatura das areias da bacia de drenagem do rio Ribeira de Iguape. Quando os valores de RZi do rio Ribeira de Iguape são comparados com os dados de Guedes (2009) observa-se uma notável semelhança com a assinatura das areias da Ilha Comprida (Figura 23).



Figura 22. Distribuição dos valores do índice RZi ao longo do rio Ribeira de Iguape.



Figura 23. Distribuição dos valores do índice RZi ao longo da Ilha Comprida (Guedes, 2009).


As razões THi apresentam amplo intervalo de variação, de 23 a 83%. No mapa da Figura 24 observa-se que há um enriquecimento gradual da proporção de turmalina em direção à foz do rio. Isto sugere que o índice THi é fortemente influenciado pelo transporte, já que areias mais distais são empobrecidas em hornblenda, mineral mais susceptível à cominuição devido à instabilidade química e presença de clivagens. As razões THi das areias da Ilha Comprida (50 a 90%. Guedes, 2009) são compatíveis com as das areias da foz do rio Ribeira de Iguape (Figura 25). Ambo os índices contribuem com a hipótese de que a Ilha Comprida recebeu forte contribuição de sedimentos do Rio Ribeira de Iguape para sua formação. Neste caso, areias derivadas de setores costeiros a sul da ilha teriam contribuição subordinada.
A variação do índice THi pode ser resultado tanto de diferenças composicionais da àrea-fonte, como de processos de seleção hidraulica e dissolução durante o transporte e deposição. Por reunir minerais ultraestáveis de densidade e forma similares, o índice RZi serve de guia para a interpretação da área fonte. Neste caso, ele indica que não há grande variação das rochas fonte de areia ao longo do rio. Assim, o RZi auxilia na interpretação dos processos que controlam a variação de THi. A falta de correlação entre THi e RZi sugere que os principais determinantes da variação de THi sejam a seleção hidráulica, cominuição e/ou dissolução ocorridos durante o transporte.



Figura 24 - Valores de THi medidos ao longo do rio Ribeira de Iguape. Notar valores mais elevados no setor a jusante.

Figura 25 - Valores de THi ao longo da Ilha Comprida (Guedes, 2009).


Discussão


Tanto a análise qualitativa do minerais pesados, realizada na etapa de caracterização da assembléia mineralógica, quanto a razão RZi reforçam a idéia de que não há mudança significativa na composição mineralógica da área fonte do rio Ribeira de Iguape ou que a mistura dos sedimentos impede a discriminação de áreas fontes específicas. Isto é embasado pela assembléia de minerais pesados, que não possui variações significativas ao longo do rio, e pelo índice RZi, que não apresenta correlação com as rochas do entorno dos setores de medida. O intervalo de variação do RZi (10 a 46%) e a grande variabilidade mineralógica dos sedimentos, além da mistura de grãos arredondados e angulosos, seriam assinatura das areais do rio Ribeira de Iguape. Essas características sugerem que o rio recebe alta quantidade de sedimentos provenientes da erosão das rochas ao seu redor. mas também do retrabalhamento de terraços por ele depositados em períodos anteriores.
Quanto à origem das discrepâncias das razões THi, pode-se formular a seguinte hipótese: ao sul do gráben de Sete Barras, o zircão ocorre como mineral acessório do Gnaisse Itapeúna, em contato com a unidade dos xistos a norte do compartimento 1 (ver Figura 3), sendo ambas as litologias pertencentes ao Complexo Embú. A unidade dos xistos é frequentemente cortada por pegmatitos ricos em zircão e turmalina. É comum nos gnaisses do Complexo Embú a ocorrência de hornblenda em hornblenda-gnaisses a sul do compartimento 1(Figura 3).
Zircões ocorrem também em intrusões graníticas peralcalinas, tipo A, pós-colisionais, como as que ocorrem em ambos os lados do gráben Sete Barras (compartimento 1, Figura 3). Tais rochas compõem, portanto, as principais áreas-fonte desses minerais pesados para as areias do rio.
A ausência de correlação entre mudanças nas rochas fonte ao longo do rio e o índice RZi sugure homogeneização dos sedimentos fluviais. Tal padrão também indica que há pouca influência do transporte no RZi. O intervalo RZi (de 10% a 46%) observado no rio Ribeira de Iguape é compatível com o das areias da Ilha comprida.
Na compartimentação 2, o rio percorre somente o gnaisse Itapeúna, ao norte, passando para zonas de baixa energia em uma zona de depósitos quaternários ampla nas compartimentações seguintes. Nesses compartimentos deve ocorrer intenso retrabalhamento, seleção hidráulica e dissolução pós-deposicional dos sedimentos, principalmente devido à forte ação intempérica nos terraços que deve dissolver a hornblenda, pois esta possui menor resistência química, concentrando a turmalina nas amostras coletadas (por exemplo amostra 06t, que possui 91% de turmalina). Outra hipótese para essa variação de hornblenda é a influência do aporte dos rios Juquiá e Jacupiranga que passam por outras unidades litológicas e encontram o rio Ribeira de Iguape no compartimento 2. O Jacupiranga sobre um terreno de xistos diversificados, que pode conter maiores teores de turmalina (Complexo Turvo-Cajati). Porém, esta hipótese é desfavorecida pelos valores do índice RZi, que não apresenta variação regular ao longo do rio.
No compartimento 4, as areias podem ainda sofrer influência de outros tributários menores e de correntes costeiras (correntes de maré e deriva litorânea). Esta dinâmica sedimentar mais intensa, sujeita a mudanças significativas no aporte e retrabalhamento sedimentar em curtos períodos de tempo, podem contribuir para a concentração de turmalina.


8. Conclusões

1. A caracterização geomorfológica sugere forte controle estrutural do rio Ribeira de Iguape no trecho entre o gráben de Sete Barras e a sua foz.
2. No compartimento geomorfológico mais elevado, os meandros se limitam aos limites do gráben de Sete Barras.
3. A mudança na direção média do canal do rio entre os compartimentos 1 e 2 é controlada pela transição de relevo mais acidentado (serrano) para a planície costeira.
4. Não foram observadas diferenças qualitativas significativas na assembléia de minerais pesados dos diferentes compartimentos geomorfológicos.
5. O índice RZi, que varia entre 10 e 46% ao longo do rio, caracteriza a assinatura dos sedimentos do rio Ribeira de Iguape.
6. A variação RZi poderia representar a relativa contribuição de rochas metamórficas de alto grau, pois o rutilo é comum em rochas metamórficas de alta temperatura e pressão, como anfibolitos e granulitos, enquanto que o zircão é comum em rochas ígneas ácidas. No entanto, ão há correlação entre o índice RZi e os litotipos aflorantes ao longo do rio. Como ocorrem rochas de ambos os tipos em abundância na região, pode-se dizer que os sedimentos foram hogeneizados ao longo do rio.
7. O rio representa importante fonte de sedimentos para a Ilha Comprida, pois tanto o rio quanto a ilha possuem assembléia de minerais, valores de RZi e THi semelhantes.
8. A turmalina se concentra à jusante do rio e a hornblenda à montante. Isto resulta em ampla variação do THi. A amplitude desse índice demonstra a influência do transporte ao longo do rio Ribeira de Iguape na composição de suas areias. Deste modo, o índice THi seria um importante indicador de retrabalhamento sedimentar, apesar de não ser adequado a propósitos de proveniência.
9. Portanto, os valores de RZi e THi podem ser utilizados de modo combinado para caracterização de sedimentos, segundo a proveniência e o retrabalhamento sedimentar. Isto pode ser útil por exemplo para discriminar sedimentos arenosos com assembléias de fácies sedimentares semelhantes, os quais não se pode realizar datações absolutas ou são desprovidos de fósseis.


9. Referências bibliográficas

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AmostraObservaçõesCaracterísticas da amostraRI-1SPróximo à balsa, superfícieAreia fina bem selecionada marromRI-01TTrincheiraAreia fina bem selecionada preta, micáceaRI-02SPraia do leste, superfícieAreia trangressiva da superfícieRI-03TTrincheira- 100m do rio/ casas por pertoAreia da trincheiraRI-04SSuperfície. margem esquerda - montante do rio peropavaAreia sobre lamaRI-05TaEm baixo da ponte - trincheira 20cmLama cinza vermelhadaRI-05TbEm baixo da ponte - trincheira 40cmAreia fina com intraclastos e laminação cruzadaRI-06SSuperfície- margem esquerda (areia c britas)Areia fina siltosa bem selecionadaRI-06TTrincheira- margem esquerdaAreia fina siltosa bem selecionadaRI- 07SaPraia- Margem esquerdaAreia cinza com níveis pretosRI-07SbTrincheira- 20cm- praia margem esquerdaAreia cinza-escuro siltosaRI- 07TTerraço de 1,5mAreia fina bem selecionadaRI-08SMargem direita- superfícieLamaRI-09SMargem direita- superfícieLamaRI-10SMargem esquerda- superfícieAreia fina bem selecionadaRI-10TMargem esquerda - base do terraço de 3m de alturaAreia fina bem selecionada com estratificação cruzadaRI-11SMargem direita- superfícieLamaRI-12SMargem direita- superfícieAreia e lamaRI-13SPonta da barra do ribeira, perto de JuréiaAreiaRI-14SaVilarejo de Jairê - margem esquerdaAreia bege bem selecionada fina com níveis de argilaRI-14SbVilarejo de Jairê- margem esquerdaAreia cinza bem selecionada fina com níveis de argilaRI-15TTerraço de 3m- Jairê - margem direitaAreia muito fina siltosaRI-15SSuperfície- margem esquerda (barra em pontal)Areia com lamaRI-16SMargem direita- superfícieAreia lamosa cinza-escuro, fina com micasRI-17SJusante do Rio Juquiá. DrenagemAreia com cascalhoRI-18SMargem direita próximo è desenbocadura do rio JuquiáAreia lamosaRI-19SMontante do rio Juquiá - drenagemAreia com cascalhoRI-20RDiamictito em beira de estrada- 20m da margem do rioLamito vermelho com seixos argilososRI-21TaTopo terraço aflorante de 7m de altura- margem direitaPelito vermelho de matriz arenosaRI-21TbBase terraço aflorante de 7m de altura-margem direitaConglomerado lamosoRI-22SBarra em pontalAreia médiaRI-23TTopo de terraço - margem direitaAreia fina avermelhada micácea bem selecionadaAnexo: Tabela das amostras coletadas:
Amostra
Observações
Características da amostra
RI-1S
Próximo à balsa, superfície
Areia fina bem selecionada marrom
RI-01T
Trincheira
Areia fina bem selecionada preta, micácea
RI-02S
Praia do leste, superfície
Areia trangressiva da superfície
RI-03T
Trincheira- 100m do rio/ casas por perto
Areia da trincheira
RI-04S
Superfície. margem esquerda - montante do rio peropava
Areia sobre lama
RI-05Ta
Em baixo da ponte - trincheira 20cm
Lama cinza vermelhada
RI-05Tb
Em baixo da ponte - trincheira 40cm
Areia fina com intraclastos e laminação cruzada
RI-06S
Superfície- margem esquerda (areia c britas)
Areia fina siltosa bem selecionada
RI-06T
Trincheira- margem esquerda
Areia fina siltosa bem selecionada
RI- 07Sa
Praia- Margem esquerda
Areia cinza com níveis pretos
RI-07Sb
Trincheira- 20cm- praia margem esquerda
Areia cinza-escuro siltosa
RI- 07T
Terraço de 1,5m
Areia fina bem selecionada
RI-08S
Margem direita- superfície
Lama
RI-09S
Margem direita- superfície
Lama
RI-10S
Margem esquerda- superfície
Areia fina bem selecionada
RI-10T
Margem esquerda - base do terraço de 3m de altura
Areia fina bem selecionada com estratificação cruzada
RI-11S
Margem direita- superfície
Lama
RI-12S
Margem direita- superfície
Areia e lama
RI-13S
Ponta da barra do ribeira, perto de Juréia
Areia
RI-14Sa
Vilarejo de Jairê - margem esquerda
Areia bege bem selecionada fina com níveis de argila
RI-14Sb
Vilarejo de Jairê- margem esquerda
Areia cinza bem selecionada fina com níveis de argila
RI-15T
Terraço de 3m- Jairê - margem direita
Areia muito fina siltosa
RI-15S
Superfície- margem esquerda (barra em pontal)
Areia com lama
RI-16S
Margem direita- superfície
Areia lamosa cinza-escuro, fina com micas
RI-17S
Jusante do Rio Juquiá. Drenagem
Areia com cascalho
RI-18S
Margem direita próximo è desenbocadura do rio Juquiá
Areia lamosa
RI-19S
Montante do rio Juquiá - drenagem
Areia com cascalho
RI-20R
Diamictito em beira de estrada- 20m da margem do rio
Lamito vermelho com seixos argilosos
RI-21Ta
Topo terraço aflorante de 7m de altura- margem direita
Pelito vermelho de matriz arenosa
RI-21Tb
Base terraço aflorante de 7m de altura-margem direita
Conglomerado lamoso
RI-22S
Barra em pontal
Areia média
RI-23T
Topo de terraço - margem direita
Areia fina avermelhada micácea bem selecionada

















































Índice

Resumo

1
1.
Introdução
3
2.
Fundamentações bibliográficas
3
2.1
Análise de minerais pesados em estudos de proveniência sedimentar
3
2.2

Localização da área de estudo
4
2.3

Geologia da bacia de drenagem do Rio Ribeira de Iguape
5
3
Metas e objetivos

8
4

Materiais e Métodos
8
4.1
Análise geomorfológica das imagens de satélite e modelos digitais de terrreno
8
4.2
Atividades de campo

8
4.3

4.4
Separação de minerais pesados

Identificação e quantificação de minerais pesados


9

9
5

6
Atividades realizadas no período

Resultados parciais
9

10



6.1


6.2

6.3
Caracterização geológica-geomorfológica da bacia de drenagem do rio Ribeira de Iguape

Descrição dos pontos de coleta das amostras de sedimentos

Análise de minerais pesados
10


13

18


7 Etapa Futura 20

8 Conclusões preliminares 21
9 Referências Bibliográficas 21