Denudação geoquímica em sistemas fluviais de cabeceira de drenagem da borda sul do Quadrilátero Ferrífero – MG.

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Martins, Ramon Messias
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFOP
Texto Completo: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/12925
Resumo: Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais. Departamento de Geologia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
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spelling Denudação geoquímica em sistemas fluviais de cabeceira de drenagem da borda sul do Quadrilátero Ferrífero – MG.GeomorfologiaGeoquímicaQuadrilátero Ferrífero - MGBacias hidrográficasPrograma de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais. Departamento de Geologia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.A existência de processos de denudação geoquímica envolvidos na retração das cabeceiras ou mesmo no aparecimento de zonas deprimidas próximas às nascentes constituem processos complexos não totalmente entendidos. Nesse contexto, o presente trabalho teve como objetivo estudar a espacialidade da denudação geoquímica em bacias de cabeceira, na região centro-sudeste de Minas Gerais, a partir da perda geoquímica em diferentes hierarquias fluviais. A proposta tem como área de estudo duas bacias (bacia B1 e B2) situadas em rochas do Grupo Sabará, unidade supracrustal da seção estratigráfica do QFe. Foram empregados trabalhos de campo para caracterização hidrogeomorfológica e mapeamento geológico, morfometria fluvial dos canais principais, construções de sessões topográficas, caracterização hidrogeoquímica via sonda multiparâmetros e espectrometria atômica via plasma acoplado indutivamente. As bacias são classificadas como endorréicas, com drenagem Consequente coincidindo com mergulho do acamamento de trend N24W32NE. O padrão de drenagem é do tipo Retangular, com as direções perpendiculares e paralelas ao acamamento. A bacia B1 possui 0,701 km2 , altitude do centroide em 1261 m e amplitude altimétrica de 157 m. Nela estão contidas 2 microbacias de 1ª ordem com áreas entre 0,142 e 0,278 km2 , e 2 bacias de contribuição de nascentes entre 0,012 e 0,018 km2 . A bacia B2 possui amplitude de 93 m, centroide em 1302 m e 0,349 km2 de área em que são contidas 5 microbacias de 1ª ordem, entre 0,007 e 0,082 km2 , e 5 bacias de contribuição de nascente com área entre 0,005 a 0,018 km2 . Os resultados indicam que as bacias são alongadas com índice de circularidade ~ ou <0,51 e magnitude da rede de drenagem muito alta (>15 canais/km2 ) com grande capacidade de geração de canais. A densidade de drenagem é caracteriza como muito alta (>3,50 km/km2 ) e a área mínima para a manutenção de 1 m2 de canal fluvial ocorre entre 172 m2 /m e 220 m2 /m. Foram caracterizadas 4 morfologias de nascentes (afloramento, duto, concavidade e cavidade) com exfiltração associadas à interseção de duas famílias de fraturas N-S (paralela ao acamamento) e ENE-WSW que demonstra a articulação da drenagem subsuperficial e superficial em áreas fraturadas. As tipologias são de contato; tubular; e fraturada inclinada; com vazão fluvial de 6ª magnitude e 7ª magnitude. A mobilidade da exfiltração foi de 0,01 m a 4,99 m para pequenas migrações; 5 m a 19,99 m para migrações de distâncias intermediárias e 20 m a 49,99 m para grande distância. Os dados hidrológicos indicam 2 períodos distintos (chuvoso e seco) e as vazões são maiores nos 1º e 2º trimestres de mensuração (chuvoso) e menores no 3º e 4º (seco). O monitoramento do pH indica que estes tendem a acidez (< 6,0) e os valores de eH não apresentam distribuição homogênea. Os domínios de estabilidade da água (eH-pH) indicam ambiente isolado da atmosfera/ambiente transicional para as amostras de nascentes e ambiente transicional/ambiente em contato com a atmosfera para os canais. Os resultados de condutividade elétrica evidenciam que as nascentes possuem as maiores mineralizações dentre as hierarquias fluviais. Os resultados indicam baixa alcalinidade (< 30 mg/L de CaCo3-) em função das litologias mapeadas não apresentarem assembleia mineral de alta solubilidade ou rica em sais. A analise de espectrometria atômica via plasma identificou os Elementos Maiores (EM) Al, Fe, Ca, K, Na, Mg, S, Si e Elementos Menores e Traço (EMT) Ba, Sr, Zn, Mn e Li que agrupados como Sólidos Totais Dissolvido (STD) indicam maior concentração destes na estação seca. A hierarquia nascente apresentou valores de EMT entre 0,002 e 0,116 mg/L e a canais fluviais de 0,002 a 0,111 mg/L. Em relação aos EM, as nascentes apresentam valores entre 0,011 e 2,680 mg/L e os canais de 0,011 a 2,906 mg/L. A perda geoquímica instantânea é expressa pela somatória dos elementos. Para as nascentes estes valores oscilaram no 1º, 2º, 3º e 4º trimestres respectios de 1,106 a 2,917 mg/L; 0,773 mg/L a 5,693 mg/L; 1,275 mg/L a 3,393 mg/L e 2,597 a 5,445 mg/L. Para os canais fluviais a oscilação foi de 1,173 a 2,298 mg/L; 1,118 a 3,491 mg/L; 1,980 a 3,649 mg/L e 3,105 a 3,519 mg/L. No geral, observa-se que apesar de existir maior variedade de elementos químicos nas águas durante o período úmido é no período seco que ocorre maior quantidade de STD e maior perda geoquímica instantânea. A denudação geoquímica anual de EMT ocorre de 0,005*10-1 a 0,039 ton/ano/km2 para nascentes, 0,004*10-1 a 1,894 ton/ano/km2 no canais de 1ª ordem e 0,047 a 0,485 ton/ano/km2 nos canais de 2ª ordem. Já a de EM para as respectivas ordens foi de 0,001*10-1 a 1,101 ton/ano/km2; 0,001*10-1 a 76,200 ton/ano/km2 e 0,956 a 42,890 ton/ano/km2. Em relação a denudação média por área constata-se que as bacias de contribuição de nascentes perdem entre 0,054 a 2,119 ton/ano/km2 de massa, as bacias de 1ª ordem de 0,158 a 136,277 ton/ano/km2 e, as bacias de 2ª ordem, entre 57,987 a 71,350 ton/ano/km2 . Em conclusão os dados revelam que a bacia B1 possui perda anual de 40,820 ton/km2/ano e rebaixamento do relevo de 15,69 m por Ma e a bacia B2 perda anual de 6,880 ton/km2/ano com rebaixamento topográfico do relevo de 2,65 m por Ma.The existence of geochemical denudation processes involved in headwater retraction or even in low relief zones close to springs are part of complexes and not entirely known process. In such context, this study focus on the spatiality of geochemical denudation in headwater basins, located in the centersoutheast Minas Gerais, regarding the geochemical loss in different fluvial hierarchies. The studied area comprises two basins (B1 and B2) sited on the Sabará Group, supracrustal unit from the QFe stratigraphic section. Fieldwork was carried out for hydromorphologic characterization and geological mapping, fluvial morphometry in the main streams, topographic sections construction, multiparameters probe and atomic spectrometry via ICP-OES for hydrogeochemical profiling. The basins were classified as ndorheic, with consequent drainage coinciding with the bedding slip, trending N24W/32NE. The drainage pattern is rectangular, oriented perpendicular and parallel to the bedding. Basin B1 is 0.701 km² large and 1261 m high, with altimetric amplitude of 157 m. It comprises two smaller 1st order basins, ranging between 0.007 and 0.082 km² and five contribution basins with springs as large as 0.005 to 0.018 km². Results indicate that the basins are elongated and yields circularity index ~ or <0.51, with very high magnitude drainage network (>15 canal/km²) and large canal creation. Drainage density is characterized as very high (>3.50 km/km²) and the minimum maintenance area of 1 m² fluvial stream is between 172 m²/m and 220 m²/m. 4 spring morphologies were categorized (outcrop, piping, concavity and cavity). The slipping is associated to two fracture families intersection parallel to the bedding at N-S and ENE-WSE, showing the subsuperficial and superficial drainage articulation in fractured zones. The typologies are contact, tubular, inclined fractured, with fluvial seepage of 6th and 7th magnitude. Slipping mobility is within the range of 0.01 and 49.99 m for small migrations; 5 to 19.99 m for intermediary migrations and 20 to 49.99 m for large distances. Hydrological data implies 2 distinctive periods (rainy and dry) and the seepage is higher in the 1st and 2nd trimesters (rainy), and smaller in the 3rd and 4th (dry). The monitoring of pH indicates a trend of acidic waters (<6.0) and eH values do not display homogeneous distribution. Water stability domains (eH-pH) indicates an environment isolated from the atmosphere and/or a transitional environment for the spring samples and transitional/in contact with the atmosphere for the drains. Electrical conductivity points out that springs are the most mineralized areas within fluvial hierarchies. Results also indicate low alkalinity (<30 mg/L CaCO3) due to low solubility amongst minerals contained in the lithologies and the absence of salts. Atomic spectrometry identified Al, Fe, Ca, K, Na, Mg, S and Si as major elements and Ba, Sr, Zn, Mn and Li as minor and trace elements. Total Dissolved Solids (TDS) indicate higher concentration of these elements during the dry season. Spring hierarchy yielded trace and minor elements between 0.002 and 0.116 mg/L, and fluvial streams 0.002 and 0.111 mg/L. Regarding major elements, springs had values between 0.011 and 2.680 mg/L, and streams 0.011 and 2.906 mg/L. The instantaneous geochemical loss is measured by summing all the elements. For the springs, we found values oscillating during 1st, 2nd, 3rd and 4th trimesters, between 1.106 to 2.917 mg/L, 0.733 to 5.693 mg/L, 1.275 to 3.393 mg/L and 2.597 to 5.445 mg/L, respectively. For streams, variations were between 1.173 to 2.298 mg/L, 1.118 to 3.491 mg/L, 1.980 to 3.649 mg/L and 3.105 to 3.519 mg/L. In general, despite the larger variety of elements in waters during the rainy season, dry season is the one yielding higher TDS values and bigger instantaneous geochemical loss. Annual geochemical denudation of minor and trace elements occurs from 0.005*10- 1 to 0.039 ton/yr/km² for springs; 0.004*10-1 to 1.894 ton/yr/km² for 1st orders canals and 0.047 to 0.485 ton/yr/km² for 2nd order canals. Regarding major elements, these values are, respectively, 0.001*10-1 to 1.101, 0.001 to 76.200 and 0.956 to 42.890 ton/yr/km² for 1st order basins and 57.987 to 71.350 ton/yr/km² for 2nd order basins. In conclusion, data reviewed that B1 basin has an annual loss of 40.820 ton/km²/yr and a lowering in the terrain of 15.69 m per Ma, whilst B2 basin has an annual loss of 6.880 ton/km²/yr and a terrain lowering of 2.65 m per Ma.Bacellar, Luis de Almeida PradoCastro, Paulo de Tarso AmorimBacellar, Luis de Almeida PradoVal, Pedro de AlmeidaMagalhães Junior, Antônio PereiraMartins, Ramon Messias2020-11-18T14:41:06Z2020-11-18T14:41:06Z2019info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfMARTINS, Ramon Messias. Denudação geoquímica em sistemas fluviais de cabeceira de drenagem da borda sul do Quadrilátero Ferrífero – MG. 165 f. 2019. Dissertação (Mestrado em Evolução Crustal e Recursos Naturais) – Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2019.http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/12925Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 29/10/2019 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho, desde que sejam citados o autor e o licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação.info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFOPinstname:Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)instacron:UFOP2020-11-18T14:41:06Zoai:repositorio.ufop.br:123456789/12925Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufop.br/oai/requestrepositorio@ufop.edu.bropendoar:32332020-11-18T14:41:06Repositório Institucional da UFOP - Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)false
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