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REGISTRO HISTÓRICO DE CONTAMINAÇÃO POR METAIS
PESADOS ASSOCIADOS À EXPLORAÇÃO AURÍFERA NA
BACIA DO RIBEIRÃO DO CARMO, QF: UM ESTUDO DE
SEDIMENTOS DE PLANÍCIES DE INUNDAÇÃO E TERRAÇOS
ALUVIAIS
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ii
FUNDAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO
Reitor
João Luiz Martins
Vice-Reitor
Antenor Barbosa Júnior
Pró-Reitor de Pesquisa e Pós-Graduação
Tanus Jorge Nagem
ESCOLA DE MINAS
Diretor
José Geraldo Arantes de Azevedo Brito
Vice-Diretor
Marco Túlio Ribeiro Evangelista
DEPARTAMENTO DE GEOLOGIA
Chefe
Selma Maria Fernandes
EVOLUÇÃO CRUSTAL E RECURSOS NATURAIS
iii
CONTRIBUIÇÕES ÀS CIÊNCIAS DA TERRA – VOL. 21
TESE DE DOUTORAMENTO
Nº 29
REGISTRO HISTÓRICO DE CONTAMINAÇÃO DE METAIS
PESADOS ASSOCIADOS À EXPLORAÇÃO AURÍFERA NA BACIA DO
RIBEIRÃO DO CARMO. UM ESTUDO DE SEDIMENTOS DE
PLANÍCIES DE INUNDAÇÃO E TERRAÇOS ALUVIAIS
.
Adivane Terezinha Costa
Orientador
Hermínio Arias Nalini Júnior
Co-orientador
Kurt Friese
Tese apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais do
Departamento de Geologia da Escola de Minas da Universidade Federal de Ouro Preto como requisito
parcial à obtenção do Título de Doutor Ciência Naturais, Área de Concentração. Geologia Ambiental e
Conservação de Recursos Naturais
OURO PRETO
2007
iv
Universidade Federal de Ouro Preto – http.//www.ufop.br
Escola de Minas - http.//www.em.ufop.br
Departamento de Geologia - http.//www.degeo.ufop.br/
Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais
Campus Morro do Cruzeiro s/n - Bauxita
35.400-000 Ouro Preto, Minas Gerais
Tel. (31) 3559-1600, Fax. (31) 3559-1606 e-mail. [email protected]
Os direitos de tradução e reprodução reservados.
Nenhuma parte desta publicação poderá ser gravada, armazenada em sistemas eletrônicos, fotocopiada
ou reproduzida por meios mecânicos ou eletrônicos ou utilizada sem a observância das normas de
direito autoral.
ISSN 85-230-0108-6
Depósito Legal na Biblioteca Nacional
Edição 1ª
Catalogação: [email protected]fop.br
C838r Costa, Adivane Terezinha.
Registro histórico de contaminação por metais pesados associado à
exploração aurífera na bacia do Ribeirão do Carmo [manuscrito]: um estudo
de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais / Adivane Terezinha
Costa. - 2007
xxiv, 257 f.: il. color.; grafs.; tabs.; mapas. (Contribuições às ciências
da terra, v.21, n. 29)
ISSN: 85-230-0108-6
Orientador: Prof. Dr. Hermínio Arias Nalini Jr.
Co-orientador: Prof. Dr. Kurt Friese.
Tese (Doutorado) – Universidade Federal de Ouro Preto. Escola de
Minas. Departamento de Geologia. Programa de Pós-graduação em Evolução
Crustal e Recursos Naturais.
1. Sedimentos (Geologia) - Teses. 2. Arsênio - Contaminação - Teses.
3. Ouro - Minas e mineração - Teses. 4. Bacias Hidrográficas - Teses. I. Universidade
Federal de Ouro Preto. II. Título.
CDU: 504(815.1)
v
Dedico este trabalho aos meus pais
Mário e Terezinha,
aos meus filhos Bruna e Pedro,
aos meus padrinhos e madrinhas
e a todos os meus irmãos,
pelo amor e carinho.
...O amor eterno
Eu devo consagrar
A lua e as estrelas
A terra e o mar
O sol lá nas alturas
Com sua luz de cristal
Mestre Raimundo Irineu Serra
vi
vii
Agradecimentos
Às pessoas que estiveram direta ou indiretamente envolvidas com o desenvolvimento deste
trabalho, deixo aqui meus sinceros agradecimentos.
Aos meus pais, filhos, compadres, comadres, irmãos e amigos pelo companheirismo,
principalmente nos momentos difíceis decorridos ao longo desta jornada.
Ao professor Dr. Hermínio Nalini Jr, pela confiança, orientação, paciência, discussões,
correções, incentivo e envolvimento em todas as etapas deste trabalho.
Ao professor Dr Kurt Frieze pela co-orientação e suporte para a realização das análises
químicas por fluorescência da Raios X e análises de datação .
Ao professor Dr. Paulo de tarso Amorim, pela ajuda na investigação de campo e pelas
discussões e correções no capítulo de sedimentologia e estratigrafia.
Aos professores Jorge Lena pelo apoio na questão estatística, Issamu Endo pelas discussões na
questão estrutural, Messias Menezes pelas discussões com relação à conformação geológica da mina
de Passagem, Selma e Maria Paula pelo apoio, força e amizade nos momentos difíceis.
À doutoranda Janice Pereira pela incessante ajuda nas análises de ICP e valiosas discussões.
Aos bolsistas César (FAPEMIG) pela ajuda na confecção dos mapas, Mariana (FAPEMIG) e
Anielle (PET- DEGEO) pela ajuda na execução das análises e principalmente pela amizade.
Aos colegas do LGqA Luciana, Adriana, Márcio, Aline, Margarete, Tatiana, Celso e Wandir
pelo companheirismo, descontração, discussões e sujestões.
À professora Dra Angélica Varajão pelo apoio didático nos resultados de análises de argilo-
minerais e Wanderley pelas análises mineralógicas de Raios X.
Ao professor Maurício Carneiro e ao Laboratório de Geocronologia (LOPAG-DEGEO-
UFOP) pela utilização do microscópio ótico. Ao laboratório de microscopia (Micro LAB- DEGEO-
UFOP) pelas análises de MEV-EDS e ao professor Geraldo Magela do laboratório de Raios X do
DEQUI-UFOP pelas análises mineralógicas. Ao laboratório de peneiramento, DEMIM- UFOP.
Ao Departement for Inland water Research (UFZ -Magdeburg) pelas análises de datação
radiométrica com isótopo Pb
210
e
137
Cs e análises químicas por fluorescência de Raios X.
À professora Sônia Tatumi do Laboratório de Vidros e Datação da Faculdade de Tecnologia
de São Paulo (FATEC) pelas análises de datação via termo-luminescência e Luminescência
Oticamente Estimulada.
Ao laboratório de Geoquímica, DEGEO-UFOP pela infra-estrutura básica e instância durante
estes anos.
Finalmente. aos órgãos financiadores do projeto. CAPES pela concessão da bolsa,
projeto
FAPEMIG CRA952/01 e Cooperação Internacional CAPES-DAAD-Probal (UFZ-Alemanha).
viii
ix
Sumário
AGRADECIMENTOS........................................................................................................................ vii
LISTA DE FIGURAS ........................................................................................................................ xiii
LISTA DE TABELAS...................................................................................................................... xviii
LISTA DE PRANCHAS .....................................................................................................................xix
RESUMO .............................................................................................................................................xxi
ABSTRACT...................................................................................................................................... xxiii
CAPÍTULO 1. INTRODUÇÃO..........................................................................................................01
1.1. Ouro no Quadrilátero Ferrífero .......................................................................................................01
1.1.1.História da mineração aurífera na área investigada ............................................................02
1.2. Arsênio ............................................................................................................................................07
1.3. Hipóteses e Objetivos......................................................................................................................10
1.4. Localização e Acesso ......................................................................................................................11
1.5. Estrutura da Tese.............................................................................................................................11
CAPÍTULO 2. GEOLOGIA, FISIOGRAFIA E GEOQUÍMICA AMBIENTAL DO ALTO RIO
DOCE ....................................................................................................................................................15
2.1.
Caracterização Geológica e Estratigráfica da Área de Estudo ...............................................15
2.1.1.
Introdução.........................................................................................................................15
2.1.2.
Estratigrafia......................................................................................................................17
2.1.3.
Considerações Tectônicas da Área de Estudo ............................................................20
2.1.4.
Principais depósitos de minerais metálicos..................................................................22
2.2. Caracterização Fisiográfica e Hidrográfica da Bacia do Ribeirão do Carmo..................................27
2.2.1. Hidrografia.........................................................................................................................27
2.2.2. Clima..................................................................................................................................30
2.2.3. Vegetação...........................................................................................................................32
2.2.4. Geomorfologia ...................................................................................................................33
2.2.5. Pedologia ...........................................................................................................................35
2.2.6. Atividades Econômicas e Meio Ambiente.........................................................................36
2.3. Estado da Arte dos Estudos de Geoquímica na Bacia do Rio do Carmo ........................................37
2.3.1. Litogeoquímica e Geoquímica de Sedimentos da área de estudo......................................37
2.3.2. Geoquímica ambiental envolvendo o alto curso do rio Doce ............................................40
CAPÍTULO 3. MATERIAIS E MÉTODOS......................................................................................45
3.1. Introdução .......................................................................................................................................45
3.2. Amostragem de sedimentos ............................................................................................................47
x
3.3. Análise da Composição Granulométrica ........................................................................................ 49
3.4. Análise da Composição Mineralógica............................................................................................ 49
3.4.1. Lupa Binocular.................................................................................................................. 49
3.4.2. Espectrometria de difração de raios-X (DRX)................................................................. 50
3.4.3. Microscopia Eletrônica acoplada com EDS (MEV_EDS)................................................ 50
3.5. Análises Físico-químicas................................................................................................................ 51
3.5.1. pH e Condutividade........................................................................................................... 51
3.5.2. LOI – Perda ao Fogo ......................................................................................................... 51
3.5.3. Carbono Orgânico ............................................................................................................................ 52
3.6. Composição Geoquímica Total ...................................................................................................... 52
3.7. Composição Geoquímica Parcial.................................................................................................... 52
3.8. Extração sequencial........................................................................................................................ 53
3.9. Métodos de Datação ....................................................................................................................... 55
3.10. Análise do valor de Referência e Mapeamento Geoquímico ....................................................... 55
CAPÍTULO 4. ANÁLISE GRANULOMÉTRICA E MINERALÓGICA ..................................... 59
4.1. Depósitos Aluviais do Rio do Carmo............................................................................................. 59
4.2. Análise Granulométrica.................................................................................................................. 60
4.3. Análise Mineralógica...................................................................................................................... 63
4.3.1. Mineralogia Determinada por Lupa Binocular ................................................................. 63
4.3.2. Mineralogia Determinada por DRX.................................................................................. 64
4.4. Caracterização de argilo-minerais presentes em sedimentos finos................................................. 70
4.5. Investigação Mineralógica por MEV- EDS.................................................................................... 75
4.6. Considerações Finais...................................................................................................................... 77
CAPÍTULO 5. ANÁLISE ESTRATIGRÁFICA E GEOQUÍMICA .............................................. 91
5.1. Considerações Gerais ..................................................................................................................... 91
5.2. Análise Estratigráfica e Distribuição Vertical da Composição Geoquímica.................................. 95
5.2.1. Descrição estratigráfica e geoquímica das fácies sedimentares do testemunho da planície
de inundação PI1......................................................................................................................... 95
5.2.2. Descrição estratigráfica e geoquímica das fácies sedimentares da planície de inundação
PI4 ............................................................................................................................................... 98
5.2.3. Descrição estratigráfica e geoquímica das fácies sedimentares do perfil da parede erodida
de canal (“cutbank”) B1 .......................................................................................................... 103
5.2.4. Descrição estratigráfica e geoquímica das fácies sedimentares do perfil da parede erodida
de canal (“cutbank”) B2 .......................................................................................................... 105
5.2.5. Descrição estratigráfica e geoquímica das fácies sedimentares do perfil da parede erodida
de canal (“cutbank”) B3 .......................................................................................................... 108
5.2.6. Descrição estratigráfica e geoquímica das fácies sedimentares do perfil da parede erodida
de canal (“cutbank”) B4 .......................................................................................................... 111
xi
5.2.7. Descrição estratigráfica e geoquímica das fácies sedimentares do perfil da parede erodida
de canal (“cutbank”) B5 ...........................................................................................................114
5.2.8. Descrição estratigráfica e geoquímica das fácies sedimentares do perfil da parede erodida
de canal (“cutbank”) B6 ...........................................................................................................117
5.2.9. Descrição estratigráfica e geoquímica das fácies sedimentares do perfil da parede erodida
de canal (“cutbank”) B7 ...........................................................................................................120
5.2.10. Descrição estratigráfica e geoquímica das fácies sedimentares do perfil do terraço T1 123
5.2.11. Descrição estratigráfica e geoquímica das fácies sedimentares do perfil do terraço T2 127
5.2.12. Descrição estratigráfica e geoquímica das fácies sedimentares do perfil do terraço T3 130
5.2.13. Descrição estratigráfica e geoquímica das fácies sedimentares do perfil do terraço T4 133
5.3 - Interpretação de Fácies dos Perfis das Paredes Erodidas dos Canais e Terraços Aluviais do Rio do
Carmo...................................................................................................................................................135
5.3.1. Associação de fácies de canal ativo (Ct, S, M, Mt, A, D, F ) .........................................136
5.3.2. Associação de fácies de canal abandonado ou lagoa de cheia (U, G) .............................139
5.3.3. Associação de fácies de depósitos de planícies de inundação – “Overbank deposits”
(fácies F, A, G e L) ...................................................................................................................139
5.4. Considerações Finais ....................................................................................................................141
CAPÍTULO 6. CORRELAÇÃO GEOQUÍMICA ..........................................................................147
6.1. Introdução ....................................................................................................................................147
6.2. Correlação Geoquímica de Elementos Maiores e Elementos traço no Ribeirão do Carmo.........148
6.2.1. Elementos Maiores ..........................................................................................................148
6.2.2. Elementos traço ..............................................................................................................158
6.3. Distribuição da Composição e Correlação de Carbono Orgânico................................................173
6.4. Considerações Finais ....................................................................................................................176
CAPÍTULO 7. FRACIONAMENTO E MOBILIDADE DE METAIS TRAÇO .........................179
7.1. Introdução ....................................................................................................................................179
7.2. Fracionamento ..............................................................................................................................181
7.2.1. Fração solúvel .................................................................................................................181
7.2.2. Fração trocável ................................................................................................................181
7.2.3. Fração facilmente redutível .............................................................................................185
7.2.4. Fração redutível ..............................................................................................................187
7.2.5. Fração oxidável ...............................................................................................................190
7.2.6- Considerações com relação à mobilidade dos elementos e análises de água ..................190
7.3. Conclusão .....................................................................................................................................192
CAPÍTULO 8. ANÁLISE DO VALOR DE REFERÊNCIA
E MAPEAMENTO GEOQUÍMICO................................................................................................195
8.1. Considerações gerais ....................................................................................................................195
8.2. Análise do valor de referência pelo método geoquímico .............................................................196
xii
8.2.1 Valor de referência geoquímico e distribuição temporal ................................................ 197
8.2.2 Valor de referência geoquímico e distribuição multi-elementar ..................................... 198
8.3. Análise do valor de referência pelo método estatístico ............................................................... 200
8.4- Avaliação Quantitativa da Contaminação ................................................................................... 204
8.5. Mapeamento Geoquímico ............................................................................................................ 210
8.5.1. Considerações Gerais ..................................................................................................... 210
8.5.2. Discussão dos Resultados ............................................................................................... 212
8.5.3. Síntese ............................................................................................................................ 230
CAPÍTULO 9. CONCLUSÕES ...................................................................................................... 233
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................................ 239
ANEXOS ............................................................................................................................................ 249
BANCA EXAMINADORA (Ficha de Aprovação)......................................................................ímpar
xiii
Lista de Figuras
Figura 1.1.
Exploração aurífera por garimpo através da construção de diques no canal do rio.04
Figura 1.2. Exploração aurífera com abertura de catas e utilização de dragas
......................................05
Figura 1.3.
Galerias de exploração aurífera da Mina de Passagem (MG)....................................05
Figura 1.4.
Draga de alcatruzes pertencente a Ouro Preto Gold Mines lavando os aluviões do
Ribeirão do Carmo na década de 90............................................................................................05
Figura 1.5.
Patologias cutâneas presentes em bengaleses por contaminação de As em águas de
Bangladesh
.......................................................................................................................................08
Figura 2.1. Posicionamento geológico e tectônico da área investigad
a................................................16
Figura 2.2. Coluna Estratigráfica do Q. F. ............................................................................................17
Figura 2.3. Relações de contato entre as encaixantes e os veios mineralizados de Passagem
de Mariana..............................................................................................................................................25
Figura 2.4. composições de turmalinas associadas à mineralização da Mina da Passagem . ..............25
Figura 2.5. Posicionamento da Bacia do rio do Carmo ........................................................................28
Figura 2.6. Mapa de bacias hidrográficas da área estudada, com localização dos pontos
investigados ..........................................................................................................................................29
Figura 2.7. Vazão especifíca e fluxograma pluviométrico da Bacia do Rio Doce ...............................31
Figura 2.8. Morro com topo convexo caracterizando o relevo tipo planaltos dessecados, com
vegetação secundária típica de Mata Atlântica .................................................................................33
Figura 2.9. . Morros com ausência de vegetação, devido à atividade de pecuária (crista do morro) e de
garimpo (base)...................................................................................................................................33
Figura 2.10. Vista das
Serras do Anticlial de Mariana ..............................................................................34
Figura 2.11. Gráficos da distribuição de valores de background dos elementos Cu, Zn, Pb,
Co, Ni, Cr, As, Fe e Mn ......................................................................................................................39
Figura 2.12. . Mapa geoquímico das concentrações de metais no Quadrilátero Ferrífero....................40
Figura 3.1. Fluxograma metodológico..................................................................................................46
Figura 3.2. Espectro (SCAN ICP-OES) referente à análise dos elementos ferro (a) e manganês (b) ..54
Figura 3.3. Diagrama mostrando os valores da atividade dos isótopos U-238, Ra-226, Pb-210, Ra-228
e Pb-212 para o terraço T3 ..............................................................................................................56
xiv
Figura 3.4. Foto ilustrando a coleta de sedimentos para datação por TL-LOE.................................... 57
Figura 4.1. Diagrama triangular com distribuição granulométrica dos sedimentos da área estudada.. 61
Figura 4.2. Diagrama triangular com distribuição granulométrica de silte e argila (a) e correlação
entre a porcentagem de silte e argila ................................................................................................ 62
Figura 4.3. Análise semi-quantitativa dos minerais majoritários e acessórios presentes nas amostras de
sedimentos estudados ...................................................................................................................... 63
Figura 4.4. Difratograma de raios X representativo do grupo de minerais predominante no terraço T1,
no perfil de “cutbank” B2, B6 e B1 ................................................................................................ 69
Figura 4.5. Difratograma de raios X de minerais de argila de sedimentos finos do terraço T1,
mostrando a presença de interestratificado de ilita/esmectita, ilita, caulinita, gibsita, goetita e
quartzo. ............................................................................................................................................ 73
Figura 4.6. Difratograma de raios X de minerais de argila de sedimentos finos do perfil de “cutbank”
B3, mostrando a presença de interestratificado de ilita/esmectita, ilita, caulinita, gibsita , goetita e
quartzo. ............................................................................................................................................ 74
Figura 4.7. Difratograma de raios X de minerais de argila de sedimentos finos do perfil de “cutbank”
B3, mostrando a presença de interestratificado de ilita/esmectita, talco, ilita, caulinita, gibsita,
goetita e quartzo. ............................................................................................................................. 74
Figura 4.8. Difratograma de raios X de minerais de argila de sedimentos finos do perfil de “cutbank”
B7, mostrando a presença de interestratificado de ilita/esmectita, talco, ilita, caulinita, gibsita,
goetita e quartzo. ............................................................................................................................. 75
Figura 5.1. Desenho esquemático mostrando a morfologia dos ambientes deposicionais onde foram
coletados os sedimentos estudados .................................................................................................. 92
Figura 5.2. Campo de estabilidade das formas de leito, calculado para fluxo unidirecional em
profundidade de 40cm. .................................................................................................................... 93
Figura 5.3. Localização da área de estudo ........................................................................................... 94
Figura 5.4. Localização da amostragem do testemunho de planície de inundação PI1 e foto e desenho
esquemático do perfil PI1 ................................................................................................................ 96
Figura 5.5. Diagramas mostrando a assinatura geoquímica da composição total de elementos maiores
e traços em correlação com o perfil PI1 .......................................................................................... 97
Figura 5.6. Localização do testemunho de planície de inundação PI4 e posicionamento da malha de
amostragem dos sedimentos recentes de planície de inundação. ................................................... 99
Figura 5.7. Diagramas mostrando a assinatura geoquímica da composição total de elementos maiores
e traços em correlação com o perfil PI4 . .................................................................................. 100
Figura 5.8.Diagramas mostrando a distribuição da composição química total de sedimentos recentes
coletados na planície de inundação PI4, em relação à distância do canal .................................... 102
Figura 5.9.Perfil Estratigráfico B1 referente ao depósito de “cutbank” posicionado na área 1 ....... 103
Figura 5.10. Diagramas mostrando a assinatura geoquímica da composição total de elementos maiores
e traços em correlação com o perfil de “cutbank” B1 .................................................................. 104
xv
Figura 5.11.Perfil Estratigráfico B2 referente ao depósito de “cutbank” posicionado na área 2-
Bandeirantes ..................................................................................................................................106
Figura 5.12. Diagramas mostrando a assinatura geoquímica da composição total de elementos maiores
e traços em correlação com o perfil de “cutbank” B2 ...................................................................107
Figura 5.13. Perfil estratigráfico B3 referente ao depósito de “cutbank” posicionado na área 2-
Bandeirantes ..................................................................................................................................109
Figura 5.14. Diagramas mostrando a assinatura geoquímica da composição total de elementos maiores
e traços em correlação com o perfil de “cutbank” B3 ...................................................................110
Figura 5.15. Perfil Estratigráfico B4 referente ao depósito de “cutbank” na localidade de Monsenhor
Horta .............................................................................................................................................112
Figura 5.16. Diagramas mostrando a assinatura geoquímica da composição total de elementos maiores
e traços em correlação com o perfil de “cutbank” B3 ...................................................................113
Figura 5.17. Perfil Estratigráfico B5 referente ao depósito de “cutbank” posicionado na área 3 -
Monsenhor Horta ...........................................................................................................................115
Figura 5.18. Diagramas mostrando a assinatura geoquímica da composição total de elementos maiores
e traços em correlação com o perfil de “cutbank” B5 ...................................................................116
Figura 5.19. Perfil Estratigráfico B6 referente ao depósito de “cutbank” psicionado na área 4 da
localidade de Monsenhor Horta ...................................................................................................118
Figura 5.20. Diagramas mostrando a assinatura geoquímica da composição total de elementos maiores
e traços em correlação com o perfil de “cutbank” B6 ....................................................................119
Figura 5.21. Perfil Estratigráfico B7 referente ao depósito de “cutbank” posicionado na área 5 da
localidade de Acaiaca ...................................................................................................................121
Figura 5.22. Diagramas mostrando a assinatura geoquímica da composição total de elementos maiores
e traços em correlação com o perfil de “cutbank” B7 ....................................................................122
Figura 5.23. Perfil Estratigráfico T1 referente ao depósito de terraço aluvial posicionado na área 3 da
localidade de monsenhor Horta .....................................................................................................124
Figura 5.24. Diagramas mostrando a assinatura geoquímica da composição total de elementos maiores
e traços em correlação com o perfil de terraço T1 .........................................................................125
Figura 5.25. Perfil Estratigráfico T2 referente ao depósito de terraço aluvial posicionado na área 3 da
localidade de monsenhor Horta .....................................................................................................128
Figura 5.26. Diagramas mostrando a assinatura geoquímica da composição total de elementos maiores
e traços em correlação com o perfil de terraço T2 .........................................................................129
Figura 5.27. Perfil Estratigráfico T3 referente ao depósito de terraço aluvial posicionado na área 3 da
localidade de monsenhor Horta .....................................................................................................131
Figura 5.28. Diagramas mostrando a assinatura geoquímica da composição total de elementos maiores
e traços em correlação com o perfil de terraço T3 .........................................................................132
Figura 5.29. Perfil Estratigráfico T4 referente ao depósito de terraço aluvial posicionado na área 4 da
localidade de monsenhor Horta .....................................................................................................133
xvi
Figura 5.30. Diagramas mostrando a assinatura geoquímica da composição total de elementos maiores
e traços em correlação com o perfil de terraço T4 ........................................................................ 134
Figura 5.31. Classificação dos ambientes aluviais observadas neste trabalho, a partir do estudo de
associação de fácies ...................................................................................................................... 136
Figura 5.32. Bloco-diagrama mostrando o típico ambiente de deposição de barras em ponta, com
granodecrescência ascendente e acresção lateral ........................................................................ 137
Figura 5.33. Diagrama esquemático mostrando o típico ambiente de acumulação de minerais pesados
em depósitos de barras em pontal................................................................................................... 141
Figura 5.34. Degradação ambiental causado pelo garimpo atual nas proximidades do terraço T1.... 143
Figura 6.1. Diagrama de correlação de SiO
2
, Al
2
O
3
, Fe
2
O
3
, Na
2
O, K
2
O, MgO e CaO ...................... 152
Figura 6.2. Diagrama de correlação da composição química de ferro e manganês........................... 156
Figura 6.3. Diagrama de correlação da composição química de titânio e fósforo............................. 158
Figura 6.4. Diagrama de correlação da composição química de cobre e zinco................................. 161
Figura 6.5. Diagrama de correlação da composição química de arsênio........................................... 163
Figura 6.6. Diagrama de correlação da composição química de níquel e cromo .............................. 166
Figura 6.7. Diagrama de correlação da composição química de Li, Be, V, Y, Yh, e Co .................. 169
Figura 6.8. Diagrama de correlação da composição química de bário, zircônio e cádmio ............... 171
Figura 6.9. Diagrama de correlação da composição de LOI e TOC.................................................. 176
Figura 7.1. Diagramas de extração seqüencial do Zn .................................................................... 182
Figura 7.2. Diagramas de extração seqüencial do Cu......................................................................... 183
Figura 7.3. Diagramas de extração seqüencial do As......................................................................... 184
Figura 7.4. Diagramas de extração seqüencial do Mn........................................................................ 186
Figura 7.5. Diagramas de extração seqüencial do Al ......................................................................... 188
Figura 7.6. Diagramas de extração seqüencial do Cd......................................................................... 189
Figura 7.7. Diagramas de análise de água para arsênio e elementos maiores .................................... 191
Figura 7.8. Ilustração da atividade de pesca em lago de garimpo contaminado com As ................... 191
Figura 8.1. Gráficos de freqüência acumulada para amostras de sedimentos de canal ................... 202
Figura 8.2. Gráficos de freqüência acumulada para amostras de sedimentos de planície de
inundação............................................................................................................................................ 203
Figura 8.3. Gráficos de sedimentos de fácies de canal, a) normalizados com valores de referência de
sedimentos de canal e b) normalizados com valores médios da crosta continental superior ........ 206
xvii
Figura 8.4. Gráficos de sedimentos de fácies de canal, a) normalizados com valores de TEL b)
normalizados para valores de PEL..................................................................................................206
Figura 8.5. Gráficos de sedimentos de fácies de planície de inundação, normalizados com valores de
referência.........................................................................................................................................207
Figura 8.6. Gráficos de sedimentos de fácies de planície de inundação, a) normalizados com valores
TEL e b) normalizados para valores de PEL .................................................................................208
Figura 8.7. Mapa Geoquímico do ferro para sedimentos de canal e planície de inundação ...............216
Figura 8.8. Mapa Geoquímico do alumínio para sedimentos de canal e planície de inundação.........217
Figura 8.9. Mapa Geoquímico do manganês para sedimentos de canal e planície de inundação.......218
Figura 8.10. Mapa Geoquímico do arsênio para sedimentos de canal e planície de inundação .........219
Figura 8.11. Mapa Geoquímico do cádmio para sedimentos de canal e planície de inundação .........221
Figura 8.12. Mapa Geoquímico do bário para sedimentos de canal e planície de inundação.............223
Figura 8.13. Mapa Geoquímico do níquel para sedimentos de canal e planície de inundação...........225
Figura 8.14. Mapa Geoquímico do cromo para sedimentos de canal e planície de inundação...........226
Figura 8.15. Mapa Geoquímico do cobre para sedimentos de canal e planície de inundação ............228
Figura 8.16. Mapa Geoquímico do zinco para sedimentos de canal e planície de inundação ............229
xviii
Lista de Tabelas
Tabela 2.1. Tabela de valores de “background” regional de sedimentos de corrente para as unidades
geológicas presentes na área abrangente pela Folha de Mariana 1.100000 ......................................... 38
Tabela 2.2. Tabela de valores de “background” regional de sedimentos de fundo para as unidades
geológicas presentes na área abrangente pela Folha de Mariana 1.100000 ......................................... 38
Tabela 3.1. Descrição do procedimento metodológico utilizado na extração sequencial ........................ 53
Tabela 3.2. Concentração da atividade dos isótopos U-238, Ra-226, Pb-210, Ra-228 e Pb-212 para o
terraço T3 ............................................................................................................................................ 55
Tabela 4.1. Valores de área específica e CTC de argilo-minerais ............................................................ 77
Tabela 5.1. Nomenclatura das fácies sedimentares e a interpretação dos possíveis ambientes de
deposição .................................................................................................................................................. 135
Tabela 6.1. Estatística Básica dos elementos maiores para os sedimentos ferruginosos e aluminosos... 149
Tabela 6.2. Estatística Básica dos elementos traço para os sedimentos ferruginosos e aluminosos........ 159
Tabela 8.1. Valor de referência para sedimentos da bacia do Ribeirão do Carmo .................................. 204
Tabela 8.2. Valores orientadores de solos para o estado de São Paulo, Holanda e Canadá .................... 210
xix
Lista de Pranchas
PRANCHA I .........................................................................................................................................81
Microfotografia 4.1. Imagens de MEV_EDS de um cristal de turmalina do tipo dravita....................81
Microfotografia 4.2- - Microfotografia de MEV_EDS, mostrando um cristal de cianita ....................81
Microfotografia 4.3- - Microfotografia de MEV_EDS, mostrando um cristal de magnetita ...............81
PRANCHA 2.........................................................................................................................................83
Microfotografia 4.4- Imagens de MEV_EDS de um cristal de hematita .............................................83
Microfotografia 4.5- Imagens de MEV_EDS de uma massa argilosa com barita................................83
Microfotografia 4.6- Cristal de dravita com hábito prismático ...........................................................83
PRANCHA 3.........................................................................................................................................85
Microfotografia 4.7- Massa de argilo-minerais com cristais de calcopirita .........................................85
Microfotografia 4.8- - Cristal de quartzo apresentando na sua superfície um pequeno cristal
brilhante de galena .................................................................................................................................85
Microfotografia 4.9- Cristal de magnetita apresentando na sua superfície pequenas fraturas
preenchidas por uma massa de argilo-minerais e calcopirita .................................................................85
Microfotografia 4.10. Cristal de feldspato (nefelina) com fraturas preenchidas óxi-hidróxidos
de ferro e manganês com traços de arsênio............................................................................................85
PRANCHA 4.........................................................................................................................................87
Microfotografia 4.11. Cristal de arsenopirita com hábito botrioidal e alvéolos de dissolução ............87
Microfotografia 4.12. Microfotografia de MEV_EDS, mostrando um cristal de goetita rica em As ..87
Microfotografia 4.13. Cristal de arsenopirita, com inúmeras fraturas e cavidades de corrosão,
associada à goetita rica em As................................................................................................................87
PRANCHA 5.........................................................................................................................................89
Microfotografia 4.14- Cristais de quartzo e arsenopirita apresentando fraturas de corrossão e alvéolos
de dissolução ..........................................................................................................................................89
Microfotografia 4.15- Cristal de hematita com inclusão de pequenos cristais de ouro paladiado .......89
Microfotografia 4.16- Imagens de MEV_EDS de um cristal de turmalina do tipo dravita..................89
xx
xxi
Resumo
Em três séculos de exploração, o Quadrilátero Ferrífero destaca-se como uma das regiões mais
importantes de exploração aurífera do Brasil. Instalaram-se na região de Mariana e Ouro Preto,
atividades rudimentares de extração de ouro por garimpo em aluviões. Padrões mais modernos de
exploração surgem em 1817, com a criação da primeira empresa de mineração de ouro, a Companhia
Minas de Passagem. Oficialmente, 35 toneladas de ouro foram extraídas na Mina da Passagem e os
rejeitos enriquecidos em metais-traço de elevada toxicidade, tais como As, Cd, Pb, Zn e Cu, foram
lançados diretamente no ribeirão do Carmo. Estima-se que,
durante 284 anos de exploração, cerca de
10.500 toneladas de As foram disponibilizados para o meio ambiente.
O principal objetivo deste trabalho é a caracterização da influência da exploração aurífera
histórica (mineração e garimpo) no registro estratigráfico e geoquímico de perfis de sedimentos de
planícies de inundação e terraços aluviais do ribeirão do Carmo (alto rio Doce), considerados como
ambientes acumuladores de metais potencialmente tóxicos. Além disso, são propostos valores de
referência, caracterizadas áreas de riscos de contaminação e estimados os potenciais de mobilidade de
alguns elementos tóxicos.
Foram coletadas 130 amostras de sedimentos, em fácies sedimentares distintas, localizadas
em 2 perfis de planícies de inundação, 7 perfis de cortes de bancos do canal (“cutbank”) e 4 perfis de
terraços aluviais. Os sedimentos foram caracterizados detalhadamente por meio de diferenças
texturais, composição mineralógica, estruturas sedimentares e contribuições antropogênicas. As
análises químicas envolveram a determinação dos elementos maiores (Ca, Mg, Na, K, Fe, Al, Ti, P e
Mn) e os elementos-traço Cd, Ni, Cr, Co, Hg, V, Zn, As, Pb, Cu., Li, Be, Sr, Ba, Zr, Th e Y.
Os perfis estudados, baseando-se nas assinaturas geoquímicas e nos dados sedimentológicos,
puderam ser agrupados em 3 tipos principais. O primeiro tipo, representado pelos sedimentos dos
terraços T2, T4 e estratos superiores do perfil B6, localizados na região de Monsenhor Horta,
caracterizam a situação em que a assinatura geoquímica é controlada por fatores naturais,
apresentando baixas concentrações de elementos-traço e ferro e alta concentração de alumínio (máx.
Al
2
O
3
=35,7 %). São caracterizados por uma mineralogia com apreciável enriquecimento em gibbsita e
foram associados a uma área-fonte constituída por rochas gnáissicas e metabásicas dos complexos
metamórficos presentes na região.
O segundo tipo representa a situação em que a assinatura geoquímica é controlada pelo
enriquecimento em óxidos de ferro (máx. Fe
2
O
3
= 93,9%)e metais-traço como Cu, Zn, As, Cd, Li, Ba,
Ni, Cr, minerais pesados como arsenopirita, goetita rica em As, dravita, etc. e argilo-minerais como
ilita e caulinita. Apresentam evidências de interferências antrópicas, tais como depósitos tecnogênicos
(plásticos e material de ferro) e interferências no processo de selecionamento de grãos decorrentes de
atividades de garimpo e dragagem. Neste caso, são inseridos os sedimentos dos perfis de cutbank B1,
xxii
B2, B3, B4, B5, B6 e B7, os depósitos overbank PI1 e PI4 e o terraço T3, localizados ao longo do
ribeirão do Carmo, entre Mariana e Acaiaca.
Finalmente, o terceiro tipo descreve a situação em que a assinatura geoquímica é controlada
por enriquecimento em óxidos de ferro (máx. Fe
2
O
3
= 92,3%) e metais-traço, como o As (1378
mg/kg), associados a fontes geogênicas mineralizadas. Tais sedimentos foram depositados antes da
exploração aurífera na região. Neste caso, inclui-se o perfil do terraço T1, cuja datação pelo método de
Luminescência oticamente estimulada (LOE) foi de 2200 ± 300 anos (holoceno). Estes sedimentos
caracterizam-se por uma constituição mineralógica enriquecida em óxi-hidróxidos de ferro, como
hematita, magnetita e goetita, minerais pesados como dravita e argilo-minerais como ilita e caulinita.
A área fonte dos 2º e 3º tipos são, principalmente as rochas supracrustais dos supergrupos Minas e Rio
das Velhas.
O maior fator de risco ambiental encontrado no local está relacionado à contaminação de Cu
(máx. 2119 mg/kg), Zn (máx. 966 mg/kg), Cd (máx. 103,6 mg/kg) e As (máx. 2871 mg/kg) em
sedimentos finos depositados em ambientes de planície de inundação, associados principalmente aos
argilo-minerais e óxi-hidróxidos de ferro, e em sedimentos mais grosseiros, depositados em ambientes
de canal, associados a minerais pesados como dravita, arsenopirita e, também, a óxi-hidróxidos de
ferro e argilo-minerais presentes em fraturas de grãos de minerais como hematita e dravita.
Os elementos As, Cu e Zn, além das concentrações anômalas, encontram-se sob formas
químicas facilmente disponíveis à solubilização e à incorporação na biota. Espacialmente, o maior
risco foi observado nos distritos de Bandeirantes e Monsenhor Horta.
O risco ambiental referente às altas concentrações de elementos tóxicos, como As, Cu, Zn, Cd,
Cr e Li, nos ambientes de planície de inundação, é preocupante. Considera-se que os sedimentos das
planícies funcionam como fontes secundárias de contaminação destes elementos para os recursos
hídricos superficiais e sub-superficiais, utilizados principalmente na irrigação, podendo provocar
efeitos adversos à saúde humana das comunidades ribeirinhas situadas na bacia do ribeirão do Carmo.
xxiii
Abstract
For three centuries the Quadrilátero Ferrífero (State of Minas Gerais) has been one of the most
important regions of gold exploitation in Brazil. In Mariana and Ouro Preto, rudimentary activities of
gold extraction, such as panning, have taken place along alluvial deposits. More modern processes
were installed in 1817, together with the creation of the first gold mining company Companhia Minas
de Passagem. Officially, 35 tons of gold were extracted from the Passagem Mine and the waste
enriched in trace metal of high toxicity such as As, Cd, Pb, Zn and Cu has been directly thrown in the
Carmo river. It is estimated that during 284 years of exploration ca. 10500 tons of As were disposed in
the neighboring environment.
The main objective of this work is the characterization of the influence of historical gold
exploration (mining and panning) on the stratigraphic and geochemical record in sediments that
compose the Carmo river flood plains and alluvial terraces (upper Doce river), considered as sites of
deposition of potentially toxic metals. Furthermore, reference values are proposed, contamination risk
areas are characterized, and the potential mobility of some toxic elements is estimated.
130 samples were collected from sediments of distinct facies, located in two flood plain sections,
seven cutbank profiles, and four alluvial terrace sections. The sediments were characterized in detail
by means of texture, mineralogic composition, sedimentary structures and human contributions. The
chemical analyses included determination of major-element (Ca, Mg, Na, K, Fe, Al, Ti, P, and Mn)
and trace-element (Cd, Ni, Cr, Co, Hg, V, Zn, As, Pb, Cu, Li, Be, Sr, Ba, Zr, Th and Y)
concentrations.
On the basis of geochemical signatures and sedimentological data, the sections were grouped
in three main types. The first, represented by the sediments of terraces T2 and T4 and the upper strata
of profile B6, located in the Monsenhor Horta region, characterized the situation in which the
geochemical signature is controlled by natural factors, with low trace-element and Fe concentrations
and high Al concentration (max. Al
2
O
3
=35.7 %). The mineral assembly is marked by considerable
gibbsite enrichment and the association with a source area constituted by gneissic and metabasic rocks
that form the metamorphic complexes of the region.
The second type represents the situation in which the geochemical signature is controlled by
the enrichment in Fe oxides (max. Fe
2
O
3
= 93.9 %) and trace-metals such as Cu, Zn, As, Cd, Li, Ba,
Ni, Cr, heavy minerals such as arsenopyrite, As-rich goethite, dravite, etc., and clay minerals such as
illite and kaolinite. Human interference is evidenced by tecnogenic deposits (plastic and iron
materials) and grain selection due to panning and dragging activities. In this type, the sediments of the
cutbank profiles B1, B2, B3, B4, B5, B6 and B7, the overbank deposits PI1 and PI4, and terrace T3
were included, located along the Carmo river, between Mariana and Acaiaca.
xxiv
The third type represents the situation in which the geochemical signature is controlled by the
enrichment in Fe oxides (max. Fe
2
O
3
= 92.3%) and trace metals such as As (1378 mg/kg), associated
with mineralized geogenic sources. Such sediments were deposited before the gold exploration in the
region. The terrace section T1 is included in this type, whose age of 2200 ± 300 years (Holocene) was
obtained by the optical stimulated luminescence method. These sediments are constituted by minerals
enriched in Fe oxides-hydroxides, such as hematite, magnetite and goethite, heavy minerals such as
dravite, and clay minerals such as illite and kaolinite. The source areas for the second and third types
are mainly supracrustal rocks of the Minas and Rio das Velhas supergroups.
The highest environmental risk factor is related to Cu (max. 2119 mg/kg), Zn (max. 966
mg/kg), Cd (max. 103.6 mg/kg) and As (max. 2871 mg/kg) contamination of fine sediments deposited
in flood plains, associated mainly with clay minerals and Fe oxides-hydroxides and with coarser
channel sediments, associated with heavy minerals such as dravite, arsenopyrite, and Fe oxides-
hydroxides and clay minerals present in fractures of hematite and dravite grains.
As, Cu and Zn are present not only in anomalous concentrations but also as chemical
compounds easily soluble and available for incorporation in the biota. The regions of highest risk are
the Bandeirantes and Monsenhor Horta districts.
The environmental risk related to high concentrations of toxic elements such as As, Cu, Zn,
Cd, Cr and Li in food plains is of concern. The flood-plain sediments work as secondary
contamination sources for superficial and sub-superficial water resources, used mainly in irrigation
and can cause adverse effects to the health of the communities that live on the margins of the Carmo
river and affluents.
CAPÍTULO 1
INTRODUÇÃO
1.1- OURO NO QUADRILÁTERO FERRÍFERO
Desde o final do século XVII, o Quadrilátero Ferrífero tem se destacado como uma das mais
importantes regiões produtoras de ouro do Brasil. As associações minerais presentes nos depósitos de
ouro são ricas em elementos-traço, os quais podem apresentar alto potencial tóxico (Ribeiro 1998;
Borba 2000). Portanto, a atividade de exploração aurífera constitui uma importante fonte de metais
pesados, mesmo que atualmente muitas das atividades de extração de ouro, estejam paralisadas.
Paralelamente, a região também é caracterizada pela exploração de um importante distrito ferrífero
com diversas minas em atividade. No entanto, o minério de ferro é relativamente pobre em elementos-
traço (Silva 2004).
Nas mineralizações auríferas mesotermais do Quadrilátero Ferrífero, hospedadas em
“greestone belts”, participam fluidos que transportam, além do ouro, elementos como Ag, As, Sb, Cu,
Pb e Zn (Borba, 2000). O minério aurífero, instalado em rochas do Supergrupo Minas, apresenta
associação com Ba, As, Hg, Cd, Sb e Cu (Ribeiro, 1998). Estes elementos, inicialmente encontrados
incorporados às rochas, podem ser mobilizados para águas e sedimentos dos rios, com velocidade de
mobilização e transporte acelerada pelas atividades antrópicas de extração mineral, sobretudo aquelas
associadas à exploração aurífera, que ocorre deste o período colonial e persiste nos dias atuais,
principalmente na forma de garimpos.
Assim sendo, nos sedimentos do ribeirão do Carmo, os elementos Hg, As, Pb, Zn, Cu, Cd, Co,
Cr, Ni e Li são componentes parcialmente oriundos da atividade extrativo-mineral, sobretudo daquelas
ocorridas nos passado (Eleutério, 1997). Dentre estes metais, o As é o elemento que causa o maior
problema geoquímico ambiental da região, não só pela elevada toxicidade, mas também pelas
concentrações alarmantes que se encontram em águas e sedimentos dos rios da região (Eleutério 1997;
Pimentel 2001; Costa 2002, Borba 2002). Assim, dentre os elementos tóxicos (Pb, Cd, Hg, As, Zn e
Cu) associados à província aurífera do Quadrilátero Ferrífero, o arsênio é o que merece mais atenção,
sobretudo por ser fortemente disponibilizado pela atividade de mineração.
Segundo Borba (2002), até o presente momento, foram produzidas no Quadrilátero Ferrífero
aproximadamente 1.300 toneladas de ouro primário, o que equivale a uma quantidade de 390.000
toneladas de As liberadas para o ambiente. Conforme este autor, a principal fonte de contaminação de
As no Quadrilátero Ferrífero é antrópica, tendo sido herdada de solos contaminados, antigas pilhas de
estéreis, antigas galerias de minas, além de águas e sedimentos contaminados.
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia
do Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
2
Em função de três séculos de exploração aurífera, o Quadrilátero Ferrífero pode ser
considerado um exemplo clássico de contaminação por As e outros elementos-traço. Entretanto, as
pesquisas desenvolvidas na região investigada até o momento, estão relacionadas principalmente a
contaminação de águas e sedimentos de fundo (Oliveira et. al. 1979, Eleutério 1997, Borba et. al.
2000, 2002; Pimentel 2001 e Costa 2001).
De uma maneira geral, a mineração histórica e atual é apontada como fonte inesgotável da
contaminação de sedimentos por metais traço em rios (Aspinall et al. 1986, Griffith, 1918; Lewin &
Macklin, 1987). Muitos trabalhos sobre acumulação de metais têm sido feitos em bacias de drenagens
de áreas mineradas da Europa (Leigh 1994) e de outras partes do mundo. Estas áreas, principalmente
as que estão associadas a depósitos auríferos, apresentam um valor de referência (“background”)
elevado no que se refere à concentração de metais tóxicos como As, Cd, Pb, Cu e Ba, entre outros.
A interação entre sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais, ambientes
fortemente susceptíveis à acumulação destes metais, com as águas superficiais e subterrâneas é
estreita. Sendo assim, a motivação para o desenvolvimento do presente trabalho é a preocupação
ambiental referente à provável contaminação por metais de elevada toxicidade, sobretudo o arsênio,
em grande parte da bacia do ribeirão do Carmo. A disponibilidade de elementos-traço tóxicos pode
ameaçar a qualidade das águas e desencadear processos de bioacumulação em plantas, animais
(peixes, anfíbios, etc.; Palmiére 2006) e até no homem.
Espera-se:
- contribuir para a elucidação de questões referentes à ocorrência, quantificação e disponibilidade de
metais tóxicos em sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais existentes no ribeirão do
Carmo;
- indicar a área-fonte, valores de referência (“background”) e áreas de risco ambiental associado à
contaminação antrópica por metais pesados como As, Cd, Cu, Zn e Cd.
1.1.1 Histórico da mineração aurífera na área investigada
Na última década do século XVII centenas de ocorrências de ouro de aluvião começaram a ser
descobertas nos córregos da região de Ouro Preto e Mariana, causando a primeira grande corrida em
busca (rush minerador) do ouro da história do Brasil (Eschwege 1833). A fase ascensional do ciclo do
ouro se estendeu por toda a primeira metade do século XVIII. A mina de Passagem de Mariana, uma
das primeiras áreas mineradoras do Brasil colônia, foi também a mais importante mina brasileira nos
primeiros anos da República. As análises feitas e o volume de minério cubado bastaram para colocar a
região central do Estado de Minas Gerais, incluindo Mariana, entre os maiores distritos de ouro do
mundo.
Instalaram-se, a partir do século XVIII, a exploração aurífera através de técnicas rudimentares
de extração por garimpo em aluviões e, culminando posteriormente, em minas subterrâneas. No início,
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol. 21, n. 29, 2007
3
os garimpeiros buscavam o cascalho aurífero trazido pelos sedimentos há pouco depositados nos
cursos d’água, depois das grandes cheias. Esse modo de explorar o cascalho dos rios se conservou até
nossos dias com os chamados “faiscadores”. O faiscador instala antecipadamente de cada lado do rio
diques transversais com a ajuda de estacas, seixos e ramagens, de modo a romper o curso e obrigar os
materiais (sedimentos) arrastados a se depositarem (Figura 1.1). O cascalho, mais pesado, é então
“lavado” na bateia (Eschwege 1833). Os garimpeiros exploravam também as margens dos rios (os
depósitos de aluviões associados às planícies de inundação) e, progressivamente, passavam a explorar
os terraços aluviais e o minério oxidado nas encostas, quando se exauriam os depósitos mais próximos
dos rios.
O ouro com paládio encontrado no século XVIII, principalmente associado ao minério
oxidado, teria sido responsável pela denominação da cidade patrimônio mundial conhecida como
Ouro Preto.
Os antigos mineradores usavam o nome de “tabuleiros” para os depósitos de aluviões que
ocupavam as margens dos rios em um nível um pouco superior ao que forma seu leito atual (Eschwege
1833), equivalentes ao que denominamos neste trabalho de planícies de inundação. Como esses
depósitos têm a mesma origem que aqueles dos rios, era bastante natural que, quando estes últimos
começaram a se esgotar, os mineradores fossem atraídos para os depósitos aluviais em busca do ouro.
A exploração dos “tabuleiros” era relativamente mais fácil que a dos rios, cujo curso era preciso ser
desviado para extrair o cascalho. Comumente bastava, para isto, retirar as camadas de terra que
cobriam o cascalho virgem formado de seixos maiores. O grave inconveniente desse método era que
só podia ser aplicado durante a estação seca, pois as chuvas inundavam os trabalhos, e os
desabamentos que se seguiam fechavam a escavação(Eschwege 1833).
Este modo de exploração se mantém até os diais atuais tanto para os depósitos de aluviões
situados no ambiente de planície de inundação como para os terraços aluviais, muitas vezes de forma
mecanizada com utilização de dragas. Nestes casos, os mineradores realizam escavações formando as
“catas” (Figura 1.2), cavando e levando o material para fora, até que se atingia a “piçarra” ou a rocha
dura que forma a base dos cascalhos auríferos.
Além da exploração aurífera através das catas, os sedimentos de planícies eram explorados no
período colonial, através do método de canais paralelos. O procedimento consistia em abrir um canal
no qual faziam correr a água do rio, interrompida por uma barragem, em quantidade e com a
velocidade conveniente para arrastar as areias e os seixos continuamente remexidos pelos escravos. Os
seixos maiores que resistiam à corrente eram recolhidos à mão e jogados fora do canal. Depois de
interromper a passagem da água, a massa formada por areia pesada, que formava uma camada de
vários centímetros de espessura no fundo do canal, era recolhida e levada aos depósitos de lavação.
Os depósitos de aluviões auríferos situados acima dos fundos dos vales e nas encostas das
montanhas eram designados de grupiaras. Neste caso, os mineradores utilizavam a diferença de nível
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia
do Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
4
para fazer passar correntes de água sobre toda a massa, que era arrastada e recolhida embaixo
(Eschwege 1833).
Com o esgotamento das principais reservas de ouro aluvionar, as buscas transferiram-se para
as montanhas. No início do século XVIII, procurava-se aplicar nas montanhas, métodos semelhantes
aos utilizados nos leitos dos rios, fazendo aberturas nos solos e nas rochas alteradas, cujo material era
transportado (através da força hidráulica) para a lavação e apuração em bateias junto ao rio. A partir de
então houve o declínio da produção, atribuído ao esgotamento dos aluviões e do minério oxidado das
encostas, restando então aos mineradores lavrarem o minério primário (Eschwege, 1833). Em 1750, as
minas da região de Ouro Preto estavam em plena atividade, com cerca de 80.000 escravos trabalhando
na exploração de ouro. Na primeira metade do século XIX, Mariana apresentava além do grande
número de faiscadores, dezessete “engenhos” de mineração. Padrões modernos de exploração
começaram a surgir em 1817, com a criação da primeira empresa de mineração de ouro por Eschwege,
denominada Sociedade Mineralógica de Passagem (Eschwege 1833).
As antigas concessões de Eschwege (Sociedade Mineralógica da Passagem) e as vizinhas de
Fundão, do Paredão e de Mata Cavalos, estas trabalhadas de modo incipiente, foram adquiridas pela
Anglo Brazilian Gold Mining Company, que iníciou, a partir de 1864, os trabalhos que hoje
conhecemos e que, em parte, estão abertos à visitação pública e ao turismo (Figura 1.3). Esta
companhia foi liquidada em 1873. A partir de 1884 os trabalhos foram retomados pela The Ouro Preto
Gold Mines of Brazil Limited, que passou a explorar também os sedimentos de canal e aluviões do
ribeirão do Carmo, utilizando draga de alcatruzes (Figura 1.4).
Figura 1.1: Diques transversais para reter os cascalhos auríferos realizados pelos garimpeiros,
denominados de faiscadores no período colonial.
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol. 21, n. 29, 2007
5
‘
Figura 1.4: Draga de alcatruzes da Ouro Preto Gold Mines of Brazil
Limited lavando os aluviões do ribeirão do Carmo.
(Fonte: Ferran (http://acd.ufrj.br/multimim/mman/casos/docfoto.htm)
Figura 1.3: galerias de exploração aurífera da
Mina de Passagem (MG), atualmente destinada
ao turismo.
Figura 1.2: Escavações formando as “catas”, onde o material fino é levando para
fora e se concentram os cascalhos auríferos
.
Fonte: Eleutério (1997)
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia
do Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
6
O apogeu da exploração de ouro a partir do século XVIII, através da introdução de tecnologias
mecanizadas, tornou o Quadrilátero Ferrífero internacionalmente conhecido como região pioneira na
produção de ouro, onde Vila Rica (hoje Ouro Preto) e Mariana responderam por mais de 50% desta
produção. Entre 1700 e 1820, produziram-se 4.460 quilos anuais de ouro em Minas Gerais (Eschwege
1833).
Estima-se que a Companhia Minas de Passagem produziu, de 1859 até 1954, cerca de 6.620
quilos de ouro. Considerando a relação média Au/As como 1/300, foram extraídos e disponibilizados
cerca de 1.986.000 quilos (1.986 toneladas) de As para a bacia do ribeirão do Carmo durante este
período (Suszczynski,1978). Oficialmente, 35 toneladas de ouro foram extraídas na Mina da
Passagem, durante 284 anos de exploração o que corresponde a 10500 toneladas de As
disponibilizados para o meio ambiente. Vale ressaltar que parte deste As foi utilizado como
subproduto na fábrica de arsênio em Passagem de Mariana.
Os garimpeiros e as operações de dragagem, realizadas ainda com freqüência na década de 80
pela Mina de Passagem, removeram um elevado volume de sedimentos do fundo do rio, das planícies
e dos terraços do ribeirão do Carmo, formando imensas “crateras lunares”. (vide ortofoto da figura
5.19). Em algumas planícies observam-se montes de cascalheira. Este processo aumentou o transporte
e aporte de sedimentos terrígenos por escoamento superficial e provocou a intensificação do
assoreamento do ribeirão. Como no processo de garimpagem não houve retenção do rejeito, ocorreu a
dispersão de quantidades expressivas de sedimentos ricos em metais para os rios. A dragagem ocorreu
em diversos segmentos do ribeirão do Carmo até a região localizada a jusante do distrito de
Monsenhor Horta (leste do município de Mariana).
Os rejeitos da mina Passagem de Mariana, até sua paralisação em 1984, eram lançados
diretamente no ribeirão do Carmo (Eschwege 1833; Suszczynski 1978). A grande quantidade de As
presente nos rejeitos do minério motivou a abertura da fábrica de As em Passagem de Mariana, que
funcionou até a década de 30 do século passado (Armando Castro -comunicação oral in Borba 2002).
Atualmente, a bacia do ribeirão do Carmo é afetada principalmente pela atividade garimpeira.
Utilizam-se desde técnicas rudimentares (bateias, peneiras de ferro e calhas acarpetadas) até
equipamentos mais modernos (dragas e bombas), operando principalmente nos aluviões e terraços dos
ribeirões. Certamente, os sedimentos enriquecidos com As e outros metais vem sendo acumulados, ao
longo dos três séculos de exploração aurífera, nas extensas planícies de inundação do ribeirão do
Carmo, sujeitas a inundações na estação chuvosa (dezembro a março). Naturalmente, ao longo da
historia geológica da bacia do ribeirão do Carmo estes metais também foram acumulados em muitos
dos seus terraços aluviais, uma vez que estes locais são áreas fonte de ouro para os garimpeiros.
Mais recentemente, a partir de 2005, observa-se uma maior intensidade das atividades
garimpeiras em aluviões de um outro curso d´água da região, o rio Gualaxo do Norte, sobretudo entre
a usina hidrelétrica de Bicas e a localidade de Ponte do Gama, região do distrito de Bento Rodrigues,
norte do município de Mariana. Observa-se a utilização de dragas com aberturas de imensas “catas”,
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol. 21, n. 29, 2007
7
desvio do canal do rio e assoreamento. A utilização do mercúrio para amalgamação do ouro é bastante
expressiva no local.
1.2- - ARSÊNIO
O arsênio ocupa um lugar de destaque nas discussões sobre os problemas ambientais
mundiais. De acordo com a Agency for Toxic Substances and Disease Registry (ATSDR) do Estados
Unidos, o arsênio apresenta-se como o elemento químico mais perigoso da Priority List of Hazardous
Substances de 2005 da Comprehensive Environmental Response, Compensation, and Liability Act
(CERCLA) (www.atsdr.cdc.gov/cercla/). Entre as principais fontes de contaminação antrópica de As
destaca-se a mineração de ouro.
Os efeitos carcinogênicos do arsênio podem manifestar-se em indivíduos sujeitos à exposição
crônica à longo prazo. Neste caso, 10 a 20 anos podem ser considerados como necessários para a
manifestação de câncer de pele, pulmão (inalação), próstata, bexiga, rim e fígado. Além do câncer, a
exposição ao arsênio pode provocar graves doenças como patalogias cutâneas, gastrointestinais,
cardiovasculareas, hematológicas, pulmonares, neurológicas, endocrinológicas e reprodutivas (WHO,
2001).
A caracterização da elevada toxicidade do As motivou a Organização Mundial de Saúde
(WHO 1993) a abaixar o limite da concentração permitido de As em águas potáveis de 0,05 mg/L para
0,01 mg/L. No ano de 2005, o Brasil, através da resolução do CONAMA 357, de março de 2005,
também adotou a medida de abaixar o limite da concentração permitido de As em águas potáveis
(classe 1 a 3) para 0,01 mg/L .
A via mais comum de exposição humana ao arsênio é o consumo de água contaminada, porém
a inalação de gases (arsina) e a ingestão de pó proveniente de solos contaminados podem ter
importância local (WHO, 2001).
O arsênio ocorre na natureza em compostos orgânicos e inorgânicos. Os estados de oxidação
mais comuns do arsênio são o pentavalente (As
5+
) e o trivalente (As
3+
) (WHO 2000). O arsênio
inorgânico é considerado mais nocivo ao homem e a toxicidade do As
3+
é considerada cerca de 60
vezes superior à do As
5+
(Mabuchi et al. 1979 in Borba 2002).
Os minerais mais comuns de As são aqueles das classes dos sulfetos, sufoarsenetos e arsenetos
como arsenopirita (FeAsS), realgar (AsS), tenantita (Cu,F
2
)
12
As
4
S
13
, enargita (Cu
3
AsS
4
), loellingita
(FeAs
2
), sendo que o arsênio também pode ocorrer como impureza na pirita (Borba 2002). Destes, a
arsenopirita se destaca como constituinte importante de jazidas de ouro, cobre, zinco, chumbo e
níquel.
Entre os problemas de contaminação por arsênio no mundo, destaca-se a contaminação da
população residente nas adjacências da mina de Tokotu (Japão), sendo registrado vários casos de
câncer de pulmão (Tsuda & Nagira 1990). Na Argentina foram registradas concentrações médias de
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia
do Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
8
arsênio equivalente a 145 µg/L nos aqüífero da região de La Pampa, associado à desorção do arsênio
ligado a óxidos amorfos presentes nos sedimentos (Smedley et al. 2002). Na Tailândia, foram
encontradas concentrações de arsênio de até 5000 µg/L em águas provenientes de aqüíferos rasos
formados por sedimentos aluvionares contaminados pela mineração de cassiterita. As fontes estão
relacionadas à oxidação da arsenopirita e dissolução de minerais secundários de arsênio presentes nas
pilhas de rejeitos e nos aluviões mineralizados. Em Bangladesh, ocorre o maior caso de contaminação
de água subterrânea por arsênio. Estima-se que cerca de 42 milhões de pessoas foram intoxicadas ao
beber água com concentrações de arsênio de até 2 mg/L, cerca de 200 vezes superior ao recomendada
pela WHO (Organização Mundial de Saúde). A fonte de arsênio é geogênica presente em sedimentos
do aqüífero, os quais são ricos em arsenopirita e também contêm óxidos de ferro que podem adsorver
o arsênio. (Smedley & Kinniburg 2002). Os efeitos do lento envenenamento se manifestam,
principalmente, nas peles de bengaleses, onde se observa alto índice de tumores epidérmicos,
sobretudo, nas mãos e pés (Figura 1.5).
Figura 1.5: Patologias cutâneas presentes em bengaleses por contaminação de As em águas de Bangladesh
Fonte: In Scarpelli (www.igc.usp.br/geologia/arsenio.pdf)
Os estudos ambientais relacionados à contaminação por arsênio em sistemas hídricos, afetados
em sua maioria por atividades de mineração (Bowell 1994; Williams 2001; Graham et al. 2003;
Smedley et al. 2003; Ko et al 2003), ressaltam principalmente a contaminação de arsênio em águas
superficiais e subterrâneas por atividades de mineração, sendo as pilhas de rejeitos as principais fontes
de liberação de arsênio pela oxidação/dissolução de minerais como arsenopirita e desorção do arsênio
a partir de óxidos de ferro. A retenção do arsênio associado à contaminação de solos e sedimentos
ocorre principalmente através da precipitação de minerais secundários de arsênio como a escorodita e
adsorção do arsênio em óxidos de ferro e argilominerais.
Estudos ambientais no Brasil relacionados às fontes antrópicas de contaminação de águas e
sedimentos por As, estão em sua maioria relacionadas com atividades de mineração aurífera como no
Vale do Ribeira (SP) por Figueiredo et. al. (2000) e no Quadrilátero Ferrífero por Oliveira et. al
(1979), Eleutério (1997), Rawlins et al (1997), Ladeira (1999), Costa (2001), Pimentel (2001), Borba
(2000, 2002), Matschullat et al (2000) e Pereira (2006).
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol. 21, n. 29, 2007
9
Os estudos de Ladeira (1999), desenvolvidos por meio da aplicação de adsorventes naturais de
arsênio em valas de disposição de rejeitos em solos, revelaram a maior capacidade adsortiva de As por
óxidos de ferro e, posteriormente, por óxidos de alumínio.
Os alarmantes problemas ambientais de contaminação por As em aqüíferos aluvionares na
Índia e Tailândia, vieram alertar as autoridades da ameaça da presença do As em sedimentos de
aluvião, como uma potente fonte de contaminação de águas de aqüíferos. Este alerta deve ser de maior
intensidade em áreas como o Quadrilátero Ferrífero, caracterizadas por importantes atividades de
exploração aurífera desde o século XVII, a exemplo da mina de Passagem, que disponibilizaram para
os aluviões apreciáveis quantidades de arsênio. Elevadas concentrações de As e de outros elementos
associados à mineração histórica podem trazer sérios impactos ao meio ambiente principalmente se
estes poluentes atingem os aqüíferos. Apesar do estudo de Borba (2002), o entendimento da
distribuição do arsênio em águas subterrâneas ainda necessita de maior detalhamento.
As fontes antropogênicas diretas e indiretas de arsênio são as pilhas de rejeitos, solos e
sedimentos contaminados pela exploração aurífera histórica, cujo passivo ambiental poderia ser
considerado órfão (Cláudio Scliar – informação verbal). Eleutério (1997) verificou que as
concentrações de As, Pb, Cd, Cr e Cu em sedimentos de fundo confirmam a liberação destes
elementos a partir da paragênese do minério aurífero da região. Por outro lado, o Hg associa-se ao
processo de extração do Au por garimpo. Foi observado neste estudo que nos pontos onde a atividade
de garimpagem intensifica, há um enriquecimento considerável de metais pesados, principalmente do
As e do Hg. Baseado em indicativos como fator de contaminação e o índice de geoacumulação (Igeo),
o rio do Carmo foi caracterizado como exageradamente poluído por arsênio.
Estudos envolvendo a acumulação do arsênio na população e na biota (plantas e animais) da
região do Quadrilátero Ferrífero são raros (Matschullat et al 2000, Pereira 2006, Palmieri 2006, Corrêa
2006). Estudos em urinas de crianças da região de Nova Lima e Brumal (QF) mostraram um
percentual de 22 % das crianças com concentrações de arsênio superiores a 40 µg/L, onde podem ser
esperados efeitos adversos (Matschullat et al 2000,). Pereira (2006) em estudos de urinas em Ouro
Preto (SE do QF), detectou que em 30 % das amostras estudadas, o teor de arsênio ultrapassou o limite
máximo admissível em urinas, estabelecido pela norma Regulamentadora 7 do ministério do Trabalho,
equivalente a 50µg/gcreatinina. As amostras de urina nesta região atingiram teores de 553,53
µg/gcreatinina de arsênio.
Na área investigada o abastecimento público de água é feito através da captação da água
superficial de encostas dos morros, captação de nascentes. Em alguns locais como Ouro Preto e
Passagem de Mariana, observam-se captações de água em minas abandonadas pela comunidade, em
sua maioria isentas de tratamento e monitoramento da qualidade de água. Em águas coletadas em
algumas minas auríferas e nascentes de Ouro Preto e Mariana (Borba 2002) foram encontradas
concentração de arsênio total variando de 2 a 2980 µg/L e de As
3+
de 1 a 86 µg/L. As fontes
geogênicas de arsênio estão relacionadas às rochas que hospedam os depósitos auríferos sulfetados,
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia
do Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
10
sendo maiores concentrações de arsênio presentes em rochas constituídas por sulfetos e carbonatos
(Borba 2002).
Por outro lado, não existem estudos detalhados de contaminação por arsênio em sedimentos de
aluviões da bacia do ribeirão do Carmo, sendo o presente trabalho uma investigação pioneira na
região.
1.3- HIPÓTESE E OBJETIVOS
A hipótese adotada neste trabalho é a de que a mineração histórica de ouro nas serras da região
de Ouro Preto e Mariana (Anticlinal de Mariana) proporcionou um significativo aumento do volume
de sedimentos depositados no ribeirão do Carmo e causando o aumento da concentração de metais
traço tais como As, Cu, Zn e Pb em suas águas. Os sedimentos seriam fontes secundárias de
contaminação de águas (superficiais e subsuperficiais) e biota da região.
Assim sendo, a intensa atividade mineira na região, principalmente aquela que gerou um
grande volume de rejeitos (Mina de Passagem), teria disponibilizado ou liberado uma potente carga de
sedimentos enriquecidos com elementos de elevada toxicidade (principalmente As, Cd, Cu, Zn e Pb),
os quais foram transportados como carga de canal e em suspensão desde o passado, durante o Ciclo do
Ouro, até os diais atuais. Grande parte destes sedimentos teria se depositado em paleocanais e
planícies de inundação, antigas e recentes, na bacia de sedimentação do ribeirão do Carmo.
O objetivo primordial desta tese é a caracterização e avaliação do registro histórico da
contaminação por metais tóxicos provenientes da exploração do ouro.
Os objetivos específicos da tese são:
- estudar a estratigrafia e a mineralogia de perfis de sedimentos levantados nas planícies de inundação
e nos terraços aluviais do rio do Carmo, buscando informações sobre os seus possíveis ambientes
deposicionais;
- identificar variações de concentração de elementos químicos nas fácies sedimentares presentes,
buscando identificar as principais anomalias geoquímicas;
- correlacionar os dados sedimentológicos, estratigráficos e mineralógicos com a assinatura
geoquímica dos perfis estudados e buscar caracterizar a influência da mineração histórica no registro
geoquímico;
- compreender as interações de formação, mobilidade, sorção e desorção de metais nos sedimentos,
por meio de extrações químicas seqüenciais, mineralogia e geoquímica;
- contribuir para o entendimento da relação entre a história do uso da terra pela mineração de ouro e as
variações da granulometria, composição mineralógica e geoquímica dos sedimentos;
- avaliar o ”background” e o risco de impacto ambiental recente e para as gerações futuras e apontar
sugestões de ordenamento e uso territorial com auxílio de métodos de cartografia geoquímica.
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol. 21, n. 29, 2007
11
1.4 - LOCALIZAÇÃO E ACESSO
Do ponto de vista regional, a área estudada está posicionada nas adjacências da porção sudeste do
Quadrilátero Ferrífero (Figura 2.1), envolvendo parte do alto curso da bacia do Rio Doce.
O ribeirão do Carmo, juntamente com o rio Piranga, é considerado como um dos principais
formadores do rio Doce, sendo um curso d´água que tem suas nascentes no município de Ouro Preto e
atravessa, aproximadamente na direção leste-oeste, o município de Mariana.
A localização da área estudada envolve principalmente a extensão do ribeirão do Carmo onde se
inicia o desenvolvimento de planícies de inundação, já que nas regiões mais próximas da cabeceira
prevalecem processos de erosão sobre aqueles de deposição. Parte do trabalho envolve também o
ribeirão Gualaxo do Norte, afluente do ribeirão do Carmo. Desta forma, a região é limitada pelas
coordenadas UTM 652000 e 704000 de longitude e 7742000 e 7768000 de latitude. O limite oeste da
área estudada pode ser referenciado pela porção leste município de Ouro Preto e o limite leste, pelo
município de Acaiaca e Barra Longa.
Os próximos 6 capítulos da presente tese envolvem estudos realizados somente na bacia do
ribeirão do Carmo, numa área de drenagem que abrange 270 km
2
e com 72 km de extensão do rio. A
região contém um bom número de estradas não pavimentadas, cortadas na porção central pela rodovia
MG 262 de rumo leste - oeste.
A bacia do ribeirão Gualaxo do Norte foi envolvida no estudo de avaliação do valor de referência
(“background”) de alguns elementos químicos, apresentado no 8º capítulo desta tese, de maneira que
neste caso, a área estudada foi equivalente a 748 km
2
. O alto curso da bacia do ribeirão Gualaxo do
Norte está localizado nas proximidades do distrito de Antônio Pereira e Bento Rodrigues, norte-
noroeste de Mariana. Nessa região se encontram implantadas as minas de Timbopeba (CVRD) e
Germano (Samarco-CVRD). O acesso a esta área, a partir de Ouro Preto, faz-se pela BR-356 até a
cidade de Mariana, depois até a Vila Residencial Samarco pela MG-129.
1.5- ESTRUTURA DA TESE
O capítulo 1 apresenta um panorama histórico da relação existente entre a mineração de ouro e
a contaminação por arsênio e metais pesados na bacia do ribeirão do Carmo. A compreensão da
relação existente entre estes temas motivou o desenvolvimento desta tese e o delineamento dos
objetivos propostos. O capítulo 2 mostra uma caracterização regional e local da área estudada, com
levantamento de dados no contexto ambiental, geológico, tectônico, geoquímico, hidrográfico e
econômico. O capítulo 3 apresentada a descrição dos materiais e métodos contendo informações, tais
como, locais e tipos de amostragem e os diversos métodos analíticos utilizados na investigação.
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia
do Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
12
Os resultados obtidos são apresentados principalmente nos capítulos 4, 5, 6, 7 e 8. O capítulo 4
apresenta resultados de uma investigação granulométrica e mineralógica dos depósitos sedimentares.
Os sedimentos finos e argilo-minerais foram caracterizados por difratometria de raios X e Investigação
mineralógica por MEV-EDS também foi realizada em sedimentos associados principalmente aos
estratos cascalhosos.
O capítulo 5 apresenta um estudo no âmbito da sedimentologia e estratigrafia dos sedimentos
de planícies e terraços aluviais e depósitos dos cortes de canal (“cutbank”). Através deste estudo foi
possível realizar a interpretação das fácies sedimentares e dos ambientes de deposição de sedimentos e
também obter informações sugestivas de interferências antrópicas direta ou indiretamente associadas à
exploração aurífera. Neste capítulo, também foram realizadas análises quantitativas da distribuição
geoquímica dos elementos em sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais do ribeirão do
Carmo. Através da análise da distribuição dos elementos em perfis verticais de alta resolução,
obtivemos informações sobre a distribuição vertical de vários elementos químicos e a correlação com
a mineralogia e com as fácies sedimentares anteriormente descritas, além de caracterizar depósitos
sedimentares com concentrações anômalas de metais de elevada toxicidade.
Os resultados apresentados no capítulo 5 foram utilizados para a confecção do artigo
científico intitulado Sediment contamination as an historical register of auriferous
exploitation in floodplains and alluvial terraces in Carmo River basin, Southeast
Quadrilátero Ferrífero, Minas Gerais, Brazil, publicado na revista “Acta hidrochimica et
hidrobiologica” (2006, 34: 245-256).
No capítulo 6 foi realizado um estudo de correlação geoquímica, a partir do qual foi possível
estabelecer grupos de elementos com alguma afinidade geoquímica, associações dos elementos
químicos com óxi-hidróxidos de ferro, alumínio e matéria orgânica, estabelecer possíveis relações com
áreas-fonte, caracterizar interferências antrópicas pela mineração antiga e pelo garimpo recente, além
de fornecer dados importantes para a análise de valor de referência.
O capítulo 7 apresenta resultados de fracionamento e mobilidade de metais tóxicos como As,
Cd, Cr, Zn e Cu e também elementos como Fe e Mn. A utilização de técnicas de extração seqüencial
possibilitou obter informações relevantes com relação à mobilidade, disponibilidade e potencial de
toxicidade de metais em sedimentos. Considerando que as concentrações de metais de elevada
toxicidade nas águas e plantas é em grande parte uma função das características dos solos e
sedimentos, a extração seqüencial tem sido recomendada para diagnosticar processos geoquímicos
relacionados à liberação de metais para o ambiente e vem sendo comumente utilizada para determinar
o modo de ocorrência de metais em rejeitos de minas (Leinz et al. 2000).
No capítulo 8 apresentaremos uma proposta de valores de referência (“background”) de
elementos químicos dos sedimentos provenientes de áreas que foram intensamente afetadas pela
exploração de ouro no passado (bacia do ribeirão do Carmo) e áreas que são atualmente afetadas pela
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol. 21, n. 29, 2007
13
mineração de ferro (bacia do rio Gualaxo do Norte). Este capítulo também inclui dados de datação por
termoluminescência e apresenta um mapa preliminar de isovalores da bacia do Rio do Carmo,
incluindo o rio Gualaxo do Norte. Foi gerada uma base de dados geoquímicos em um Sistema de
Informações Geográficas (SIG) importante para gestão territorial, capaz de contribuir para a
elaboração de um planejamento político ambiental e de saúde pública que venham minimizar os
impactos causados pelas atividades de exploração mineral histórica, principalmente aqueles que
afetam as comunidades ribeirinhas localizadas à jusante de áreas-fonte de exploração aurífera.
No capítulo 9, apresentamos a conclusão da tese, com algumas recomendações pertinentes.
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia
do Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
14
Ilustração: Exploração aurífera no período colonial (Rugendas)
CAPÍTULO 2
GEOLOGIA, FISIOGRAFIA E GEOQUÍMICA AMBIENTAL DO ALTO
RIO DOCE, SUDESTE DO QUADRILÁTERO FERRÍFERO.
2.1- CARACTERIZAÇÃO GEOLÓGICA E ESTRATIGRÁFICA DA ÁREA DE
ESTUDO
2.1.1 - Introdução
A área investigada estende-se do extremo SE do Quadrilátero Ferrífero (Figura 2.1), onde
predominam rochas de seqüências supracrustais, até a região de Monsenhor Horta, distrito do
município de Mariana, onde ocorrem rochas essencialmente de natureza granito-gnáissicas. Portanto,
pode-se considerar que a região de estudo posiciona-se na zona de transição entre a Província
Geotectônica São Francisco (oeste da área) e a Província Mantiqueira (leste da área) (Almeida et al.
1977). Grande parte do leito do ribeirão do Carmo está localizada sobre rochas da Província
Mantiqueira onde prevalecem rochas gnáissicas e granulíticas de médio a alto grau metamórfico
(CPRM 1993), porém recebe sedimentos oriundos das regiões mais elevadas do Sudeste do
Quadrilátero Ferrífero.
A região compreendida pelo Quadrilátero Ferrífero e áreas adjacentes foi palco de vários
eventos geológicos que se processaram, sobretudo, no Arqueano, Proterozóico e Cenozóico. A
superposição destes eventos foi determinante para configurar um padrão estrutural bastante complexo,
responsável pela presença de diversas megaestruturas. O Anticlinal de Mariana, região onde está
posicionada a cabeceira da bacia do ribeirão do Carmo, é uma região de grande importância, devido à
ocorrência das mineralizações auríferas, conhecidas desde o Brasil Império (compilação em Nalini Jr.
1993). Veios de quartzo mineralizados ocorrem em toda a extensão da estrutura, desde a Serra de Ouro
Preto, passando pela terminação periclinal do Anticlinal de Mariana, onde está posicionada a Mina de
Passagem, e seguindo em direção a serra de Antônio Pereira.
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia
do Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
16
Figura 2.1: Posicionamento geológico e tectônico da área investigada no sul do Cráton São Francisco, leste-
sudeste do Quadrilátero Ferrífero, com a localização das áreas de exploração mineral de ouro e ferro presentes na
área de estudo. A imagem de satélite mostra a vista do Anticlinal de Mariana e o posicionamento do ribeirão do
Carmo, objeto do presente estudo.
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol. 21, n. 29, 2007.
17
2.1.2 - Estratigrafia
Arqueano e Proterozóico
Baseando-se nos estudos regionais de Dorr (1963, 1969 e 1983), Barbosa (1968), Ladeira
(1980), Schorscher (1976, 1982 e 1988), Carneiro (1992) e Alkmim & Marshak (1998), pode-se
distinguir na região do extremo SE do Quadrilátero Ferrífero, quatro unidades litoestratigráficas
principais: o Complexo Metamórfico e o Supergrupo Rio das Velhas, que possuem uma evolução que
remonta ao Arqueano, e o Supergrupo Minas e o Grupo Itacolomi de idade proterozóica. Além disso,
ocorrem intrusões máficas e graníticas de várias gerações (Figura 2.2, mapa geológico e mapa digital
de terreno em anexo).
Figura 2.2: Coluna estratigráfica proposta para o Quadrilátero Ferrífero (modificada de Alkmim & Marshak
(1998).
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia
do Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
18
As seqüências arqueanas estão representadas pelos complexos metamórficos que afloram no
interior ou delimitando a seqüência vulcano-sedimentar do Supergrupo Rio das Velhas (Carneiro
1992).
Como parte desta unidade litoestratigráfica afloram, nos cursos médio e baixo da bacia do rio
do Carmo, os Complexos Santo Antônio de Pirapitinga e Santa Bárbara, pertencentes à Província
Geotectônica São Francisco, e os Complexos Acaiaca e Mantiqueira pertencentes à Província
Geotectônica Mantiqueira (mapa geológico em anexo).
Destacam-se no Complexo Santo Antônio de Pirapitinga os seguintes litotipos: rochas básicas
e ultrabásicas metamorfisadas e gnaisses tonalíticos a graníticos. As rochas ultrabásicas se encontram
quase sempre como esteatitos ricos em talco, clorita e serpentina, com elevados teores de Cr e Ni. As
rochas básicas são representadas pelos anfibolitos deformados. Os gnaisses possuem composições
variando desde tonalíticas até graníticas alcalinas. Parte das rochas ultrabásicas deste complexo é
correlacionada ao Grupo Quebra Osso (Schorscher 1979), que constitui a unidade inferior do
Supergrupo Rio das velhas (Dorr et al. 1963).
O Complexo Santa Bárbara é a unidade de maior distribuição espacial na área estudada.
Distinguem-se neste complexo, litotipos representados por gnaisse tonalítico a trondjemítico, rochas
graníticas e xenólitos de uma rocha classificada ora como anfibolito ora como metadiorito (CPRM
1993). O Complexo Acaiaca constitui uma faixa orientada norte-sul, no quadrante sudeste da área
estudada, sendo basicamente representado por rochas de alto grau metamórfico, incluindo
charnockitos, enderbitos e gnaisses kinzigíticos e, ainda, biotita-anfibólio gnaisses (Jordt-Evangelista
& Muller 1986). O Complexo Mantiqueira ocupa a parte oriental da folha de Mariana. A unidade
drenada pela sub-bacia do rio do Carmo é caracterizada por gnaisses bandados com intercalações de
anfibolitos e metagabros (CPRM 1993).
O Supergrupo Rio das Velhas corresponde às primeiras manifestações de rochas supracrustais
no Quadrilátero Ferrífero. São formações metassedimentares e metavulcânicas que definem um
cinturão de rochas verdes (Dorr 1963; Schorscher et al. 1976 e outros) de idade arqueana aproximada
de 2,78 Ga (Dorr 1963; Schorscher, 1978). Dorr et al. (1963) dividem o Supergrupo Rio das Velhas
nos grupos: Nova Lima e Maquiné. O Grupo Nova Lima predomina na região. No que se refere a esta
unidade, na área estudada ocorre o predomínio de rochas vulcano-sedimentares constituídas de xistos
carbonáticos, metacherts, formação ferrífera bandada e filitos (mapa geológico em anexo).
O Grupo Maquiné sobrepõe-se, em discordância erosional, ao Grupo Nova Lima, com níveis
conglomeráticos na base, quartzitos maciços e sericíticos, sericita-quartzo- xisto, metaconglomerado
oligo e polimíticos e filitos (Dorr 1969).
O Supergrupo Minas é uma seqüência metassedimentar de idade paleoproterozóica. Foi
inicialmente denominado de Série Minas por Dorr (1963) e foi dividida em três grupos, da base para o
topo (Dorr 1969): Caraça, Itabira e Piracicaba. O Grupo Caraça é representado por sedimentos
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol. 21, n. 29, 2007.
19
clásticos de granulação fina a grossa (quartzitos e filitos), depositados durante uma transgressão
marinha. O Grupo Itabira caracteriza-se por sedimentos químicos e divide-se nas Formações Cauê
(formações ferríferas) e Gandarela (rochas carbonáticas) depositadas em ambiente de mar raso. A
Formação Cauê é uma das unidades economicamente mais importantes do Quadrilátero Ferrífero. Foi
utilizada como camada guia no estudo estratigráfico do Supergrupo Minas (Dorr 1969) e encerra todas
as jazidas de minério de ferro explotadas da região. A Formação Gandarela, representada por
mármores e mármores dolomíticos, é também uma das unidades mais importante do ponto de vista
econômico, pois constitui a unidade encaixante de importantes depósitos minerais como topázio, ouro,
barita e outros (Ribeiro 1998). O Grupo Piracicaba é caracterizado por sedimentos clásticos (quartzitos
e filitos) depositados em ambientes de transgressão marinha, sendo constituído pelas formações
Cercadinho, Fecho do Funil, Taboões e Barreiro. Na área estudada, ocorrem a Formação Cercadinho
constituída por quartzitos, quartzitos ferruginosos, filitos prateados e lentes de sericita e clorita xisto e
a Formação Fecho do Funil representada por filitos dolomíticos, dolomitos argilosos e silicosos, e
filitos.
O Grupo Sabará é constituído por filitos, xistos, grauvacas, subgrauvacas e,
subordinadamente, tufos metamórficos, chert e formação ferrífera.
O Grupo Itacolomi é descrito por Dorr (1969) como uma seqüência de rochas supracrustais
metamorfizadas que capeiam o Supergrupo Minas, sendo constituído por quartzitos, filitos e
metaconglomerados, cortadas localmente por diques de rochas básicas.
As rochas metassedimentares que constituem o Supergrupo Minas, o Grupo Sabará e o Grupo
Itacolomi afloram no extremo oeste da área, onde está posicionada a cabeceira da bacia do rio do
Carmo.
Depósitos Sedimentares Cenozóicos
As duas bacias sedimentares mais importantes do Quadrilátero Ferrífero são as bacias do
Gandarela e do Fonseca com idades de sedimentação estimadas como sendo do Eoceno ao Oligoceno
(Maizatto, 2001). Os depósitos sedimentares associados tais como as Formações Fonseca e Fábrica
Nova estão localizados ao norte da área estudada.
Os sedimentos da Formação Fonseca assentam-se sobre rochas do Complexo Santa Bárbara e
são constituídos por arenitos e argilitos de origem fluvial-lacustre (Sant'Anna 1994) e por arenitos e
diamictitos depositados por fluxo de detrito em leques aluviais (Castro e Ferreira 1997). O depósito
sedimentar Fábrica Nova é constituído por sedimentos argilosos de caráter ferruginoso com grãos de
hematita e pouco quartzo.
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia
do Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
20
2.1.3- Considerações Tectônicas da Área de Estudo
Na região do Anticlinal de Mariana (fig. 2.1), as rochas do Supergrupo Minas mostram contato
tectônico com unidades do Supergrupo Rio das Velhas aflorantes na região central da estrutura, por
meio da Falha do Fundão (Nalini 1993). Vários autores (Chemale Jr et al. 1991, Vial, 1988; Nalini Jr.
1993) sugerem eventos deformacionais polifásicos com superposição de fases deformacionais e
retrabalhamento. Segundo Nalini (1993), a geometria das estruturas, é consequência da atuação de
dois eventos tectônicos, um de natureza extensional (pré-Brasiliano) e outro compressional (500-600
Ma). Conforme este autor, o evento extensional foi responsável pela estruturação em antiforme do
Anticlinal, motivado por "uplift" generalizado de blocos do embasamento. O evento progressivo
compressional responsável pelas deformações dos litotipos e vetores tectônicos de leste para oeste,
subdivide-se em três fases de deformação. A primeira fase caracteriza-se como a fase de maior
intensidade, responsável pelos falhamentos de empurrão, com destaque para a falha do Fundão. A
mineralização aurífera, potencialmente econômica, está associada a uma paragênese de sulfetos tardi-
tectônicos posicionados em veios e fraturas que se concentrou nos estágios finais deste evento
compressivo (Nalini Jr. 1993).
As características geológicas e o posicionamento tectônico do Quadrilátero Ferrífero e,
conseqüentemente, da área estudada, foram alicerces para a formação de vários depósitos minerais. As
diversas fases de deformação que atuaram na região possibilitaram o desenvolvimento de diversos
“eventos mineralizantes”, dentre eles a migração de material para as zonas de charneira de dobras em
diversas escalas e a percolação de fluidos em zonas de cisalhamento, formando concentrações
elevadas de elementos como Fe, Mn, Au e metais traço. Posteriormente, o enriquecimento supergênico
e a deposição aluvionar foi fundamental para o aumento das concentrações de determinados elementos
químicos, garantido teores economicamente explotáveis de Au aluvionar, explorado pelos garimpeiros
durante o ciclo do Ouro em planícies aluviais e terraços. Conseqüentemente, espera-se o
enriquecimento de metais traço como As, Cu e Zn, que ocorrem em estruturas de minerais primários
associados ao ouro, como piritas e arsenopiritas e, também, em minerais secundários como hidróxidos
de ferro (goethitas) e arsenatos de ferro (Borba 2002).
As planícies de inundação e terraços aluviais estudados desenvolveram-se devido a uma
progressiva incisão dos canais do rio. Na área estudada, esta incisão parece ter sido desencadeada
principalmente devido a variáveis tectônicas e climáticas. Neste contexto considera-se fundamental a
realização de uma abordagem com relação à tectônica cenozóica que atuou no Quadrilátero Ferrífero.
Entretanto, são raros os trabalhos deste âmbito na área estudada e cincunvizinhanças.
Durante o Cenozóico são descritos quatro eventos tectônicos sucessivos no Quadrilátero
Ferrífero. Três ocorreram sob regime trativo e somente o segundo ocorreu sob regime compressivo
(Lipski 2002). O último evento de deformação (D
4
), de caráter trativo, é caracterizado por meio de
falhamentos sindeposicionais em sequências conglomeráticas de idade provavelmente pliocênica
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol. 21, n. 29, 2007.
21
(Sant'Anna 1994) e por falhamentos normais afetando coberturas lateríticas supostamente
quaternárias. Esta deformação é caracterizada por uma tectônica extensional E-W e N-S.
Aparentemente, no Quaternário, ainda predomina um sistema ativo de extensão, como proposto por
Sant'Anna (1994).
Maizato (2001) registrou a ocorrência de intensa atividade tectônica com geração de altos e
baixos estruturais e falhas normais sindeposicionais nas bacias do Gandarela e do Fonseca.
Estudos em lagos do médio rio Doce (Barbosa & Kohler 1981, Mello 1997, Turc et al. 1994,
Castro 2005) permitiram reconhecer para a região várias manifestações tectônicas que ocorreram ao
longo do Quaternário. Os dados palinológicos mostram que houve significativas mudanças nas
características da vegetação da região, que resultaram no estabelecimento de florestas úmidas a cerca
de 5500 anos. Paralelamente, a existência sedimentação lacustre na região parece ter sofrido uma
interrupção há cerca de 8800 anos atrás, restabelecendo-se há 7500 anos. Mesmo após a chegada dos
europeus na América, há indícios de que a atividade tectônica persiste na região, influenciando,
portanto a evolução recente destes lagos (Castro 2005).
O terraço aluvial pode ser definido como um ambiente de sedimentação gerado pelo processo
evolutivo das planícies de inundação, devido a uma progressiva incisão do canal (Brewer & Taylor
1997) e rebaixamento do nível de base local. No caso de rios incisivos, o desenvolvimento das
planícies de inundação é dominado por acresção lateral e por processos de sedimentação vertical.
Neste caso, a progressiva incisão do canal gera o aumento da elevação da superfície dos terraços
relativamente ao curso atual do rio.
Levando-se em consideração o clima tropical/subtropical reinante na região e a posição
geográfica da bacia do ribeirão do Carmo, a incisão de canais pode ter sido desencadeada por variáveis
climáticas associadas às variações do nível de base e variáveis tectônicas. Os terraços do rio do
Carmo, cuja base está associada a um paleo-canal e o topo a paleo-superfície da antiga planície de
inundação, podem ser considerados como registros de processos de soerguimento.
A incisão progressiva dos canais de rios da bacia do ribeirão do Carmo é evidenciada pelo
desenvolvimento de terraços aluviais que se estendem com bastante freqüência desde a região de
Monsenhor Horta (terraços de menor porte, altura aproximadamente de 3m) até a região próxima à
Barra Longa e Acaiaca (terraços de maior porte, altura aproximadamente de 30 m). Esta incisão pode
estar relacionada com uma tectônica caracterizada por um sistema ativo de soerguimento de blocos
(Issamu Endo, informação verbal). Ao investigar o controle tectônico na geração dos terraços aluviais
da área estudada, algumas considerações devem ser colocadas.
Os terraços aluviais da área estudada e os terraços da região de Piranga localizam-se a leste da
falha da Água Quente e parecem estar condicionados por esta estrutura. A bacia de sedimentação do
ribeirão do Carmo posiciona-se à sudeste da bacia do Fonseca, a leste da falha da Água Quente. No
segmento estudado, a altitude da bacia do ribeirão do Carmo varia de 469m na porção leste, próximo a
Acaica a 680m na porção oeste próximo à Mariana, ou seja, a altitude diminui de leste para oeste. A
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia
do Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
22
altitude do médio rio Doce considerada topograficamente baixa varia de 200m a 500m (Mello 1997).
Investigando as altitudes do registro da deposição dos sedimentos das bacias cenozóicas do Gandarela
e Fonseca, encontramos 1170 m de altitude na bacia do Gandarela, segundo Maizatto (2001), 900 m
de altitude na bacia do Fonseca, segundo Castro e Ferreira (1997) e média de 560 m de altitude na área
de sedimentação da bacia do ribeirão do Carmo. Ora se a bacia do Gandarela e Fonseca são
contemporâneas, de idade entre o Eo-eoceno e o Oligoceno como registrado por Maizatto (op cit.), é
bem provável que a intensa atividade tectônica oligocênica (Maizatto 2001, Santa'Anna 1994) através
de falhas normais deposicionais, tenha gerado altos e baixos estruturais, possivelmente influenciados
pela reativação da falha da Água Quente. Este sistema ativo de extensão parece predominar também
durante o Quaternário, como proposto por Sant'Anna (1994) em estudos na bacia do Fonseca e por
Castro (2005), em estudos de lagos do médio rio Doce. Neste contexto, podemos levantar a hipótese
de que os terraços da bacia do rio do Carmo representam um registro da movimentação tectônica de
soerguimento de blocos que pode estar associado ao regime distensivo atuante durante o neógeno e
prevalecente até os diais atuais. Este soerguimento de blocos pode ter sido naturalmente influenciado
pela reativação de grandes estruturas, com destaque para a falha da Água Quente (figura 2.1) e provém
um importante arquivo de dados de atividade fluvial da região durante o Quaternário.
2.1.4– Principais Depósitos de Minerais Metálicos da Bacia do Rio do Carmo
Diversos depósitos e ocorrências auríferas estão presentes ao longo de toda a extensão do
Anticlinal de Mariana, isto é, desde a serra de Ouro Preto, passando pela região apical do Anticlinal e
seguindo em direção a serra de Antônio Pereira (figura 2.1). Normalmente, a capa da mineralização
aurífera é o itabirito da Formação Cauê e a lapa, o sericita-quartzo xisto do Grupo Nova Lima do
Supergrupo Rio das Velhas (Cavalcanti 2003) e filitos da Formação Batatal - SGM (Nalini 1993). A
mineralização aurífera no flanco sul do anticlinal de Mariana, descrita na região de Passagem de
Mariana e na serra de Ouro Preto, está relacionada principalmente a uma rocha turmalinítica sulfetada
e a veios de quartzo-turmalina-sulfeto (Cavalcanti 2003). Durante os séculos XVIII e XIX as
mineralizações auríferas destes locais foram intensamente exploradas por minerações e garimpos.
Vale ressaltar que todo o rejeito proveniente da exploração aurífera das serras que formam o
Anticlinal de Mariana foram lançados tanto no ribeirão do Carmo, em alguns de seus principais
afluentes e também no ribeirão Gualaxo do Norte.
Mineralização aurífera de Antônio Pereira
A área do distrito aurífero de Antônio Pereira está localizada no flanco nordeste do Anticlinal
de Mariana (Figura 2.1).
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol. 21, n. 29, 2007.
23
O minério aurífero historicamente lavrado em Antônio Pereira, denominado de "Bugre" pelos
garimpeiros, consiste no equivalente intemperizado de veios quartzo-dolomíticos sulfetados onde
estão presente os minerais: dolomita, quartzo e arsenopirita, com traços de clorita, fluorita, pirita,
pirrotita, calcita e turmalina (Ribeiro 1998). Estes veios estão encaixados em litotipos transicionais
entre dolomitos da Formação Gandarela e itabiritos da Formação Cauê (Supergrupo Minas). O
"Bugre" consiste basicamente em um saprólito quartzo-goethítico, com importante contribuição de
magnetita martitizada, hematita e caulinita. Especificamente no local de garimpo, a Formação
Gandarela é caracterizada por intercalações métricas a decamétricas de dolomitos, dolomitos
ferruginosos, silicosos ou manganesíferos com itabiritos silicosos, carbonáticos ou manganesíferos
(Ribeiro 1998). Segundo este autor, a assinatura geoquímica do "Bugre" mostra correlação positiva
entre o Au e os seguintes elementos: Ba, As, Hg, Cd, Sb e Cu.
Os veios encontrados sobre as porções sulfetadas ocorrem recobertos por uma camada ocre
pulverulenta. Os minerais formados a partir da alteração da arsenopirita foram influenciados pelo
ambiente geoquímico rico em Ca, originando minerais secundários de As com Ca, óxidos de Fe com
Ca, As e Mn; carbonato de Ca e Fe com As; carbonato de Ca, Fe e Mg (Borba 2002).
Os rejeitos da exploração aurífera em Antônio Pereira foram lançados diretamente por mais de
200 anos nos córregos Água Suja e Manso que são afluentes do rio Gualaxo do Norte.
Mineralização Aurífera de Passagem de Mariana
A mineralização aurífera de Passagem de Mariana ocorre no contato tectônico entre xistos do
Grupo Nova Lima (Supergrupo Rio das Velhas) e formações ferríferas (itabiritos) da Formação Cauê
(Grupo Itabira do Supergrupo Minas). A mineralização ocorre associada a veios de quartzo-turmalina-
arsenopirita, quartzo-carbonato-turmalina-arsenopirita e turmalinito estratiforme com espessura
variável de até 5 metros (Cavalcanti 2003).O desenho esquemático da figura 2.3 ilustra as relações
entre as encaixantes e veios mineralizados.
Na Mina de Passagem, ainda não existe um consenso se as rochas envolvidas na mineralização
aurífera pertencem ao Supergrupo Minas ou ao Supergrupo Rio das Velhas, devido à complexidade
estrutural da área. A rocha encaixante da mineralização predominante na base é o quartzo-sericita xisto
que se transforma em quartzo-carbonato xisto e turmalina-quartzo xisto ou turmalinito (Chauvet &
Menezes 1992). Os diferentes matizes de cor observados nas galerias são na verdade variações nas
composicões mineralógicas, principalmente, dadas pelas micas, turmalina e carbonato. As rochas ricas
em turmalina têm sido utilizadas como indicadores da mineralização aurífera na parte sudeste do
Quadrilátero Ferrífero, sendo o turmalinito considerado como o principal minério da Mina de
Passagem.
Conforme Cavalcanti (2003), os turmalinitos estratiformes são constituídos por até 25 % de
arsenopirita. Dois tipos de turmalinitos ocorrem na mina de Santana, que posiciona-se em
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia
do Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
24
continuidade lateral com a Mina de Passagem. O primeiro, associado aos quartzo-sericita xistos,
enriquecidas em arsenopirita. As turmalinas são relativamente ricas em Mg, com uma razão
Fe/(Fe+Mg) de 0,395 a 0,489. O segundo tipo de tumalinito ocorre associados aos veios de quartzo e
carbonato e apresentam razão Fe/(Fe+Mg) de 0,496 a 0,660.
De acordo com Chauvet & Menezes (1992) todas as turmalinas da região de Passagem de
Mariana pertencem à série schorlita-dravita (solução sólida Fe-Mg). Na figura 2.4 são observadas as
composições de turmalinas no diagrama Fe
50
Al
50
-Mg
50
Al
50
. As turmalinas analisadas em turmalinitos
bandados posicionam-se predominantemente dentro do campo dos metapelitos e metapsamitos
contendo uma mineralogia saturada em magnésio.
De acordo com Borba (2002), observam-se na mina de Passagem, rochas intemperizadas
constituídas por um horizonte saprolítico onde os sulfetos e os carbonatos estão frequentemente
alterados. A oxidação da arsenopirita promoveu a alteração e precipitação de minerais secundários de
As constituídos arsenatos de ferro com baixa cristalinidade. O arsenato de ferro ocorre como camadas
hidratadas recobrindo a maioria dos cristais de arsenopirita encontrados na mina. Nos turmalinitos, os
minerais secundários encontrados foram escorodita, arsenolita e goethita (Borba 2002).
Na mina de Passagem, apesar de não terem sido encontrados minerais secundários de As e Ca,
os arsenatos de ferro e óxidos de ferro presentes nos veios de quartzo-carbonato-sulfeto ou
precipitados sobre os turmalinitos sempre apresentam Ca em sua composição (Borba 2002).
Interpretações genéticas para a mineralização de Passagem de Mariana têm sido intensamente
discutidas. Barbosa (1968), Vial (1988), Chauvet et al. (1992, 1994), Nalini (1993) e Endo (1997)
interpretam a mineralização como sendo epigenética. Conforme Nalini (1993), a mineralização
aurífera potencialmente econômica está associada a uma paragênese de sulfetos tardi-tectônicos
posicionados em veios e fraturas, concentrados nos estágios finais do evento compressivo do Ciclo
Brasiliano (Nalini 1993). Endo (1997), baseado em análise estrutural em várias escalas, conclui que a
mineralização é condicionada por estruturas de escorregamento tardias, referentes ao relaxamento do
processo compressivo, gerador dos empurrões na região durante o evento transamazônico.
Chauvet et al. (1992) associa os turmalinitos da Mina de Passagem de Mariana à mobilização
fluida metamórfica e hidrotermalismo e Cavalcanti (2003) associa os turmalinitos estratiformes a
origem exalativo-sedimentar, devido às turmalinas pertencerem ao grupo das alcalinas, classificada
como dravita, rica em Mg.
Todos os rejeitos da Mina de Passagem foram lançados diretamente no ribeirão do Carmo.
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol. 21, n. 29, 2007.
25
Figura 2.3: Relações de contato entre as encaixantes e os veios mineralizados em 4 mineralizações de Passagem
de Mariana.
Figura 2.4: Composições de turmalinas associadas à mineralização da Mina da Passagem no diagrama
Fe50Al50-Mg50Al50 (Fonte: Chauvet et al. (1992)
Fe(tot)
50
Al Mg
50
Uvita
Dravita
Turmalina1
Turmalina 2
Al
Elbaíta
1
24
7
5
6
3
8
Shorlita
Buergerita
FeO
MgO
Al2O3
Dravita deficiente em álcalis
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia
do Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
26
Mineralização Aurífera da Serra de Ouro Preto
Na região da Serra de Ouro Preto, borda leste do Anticlinal de Mariana, a mineralização de
ouro hospeda-se em rochas dos grupos Caraça (quartzitos sericíticos da Formação Moeda e filitos da
Formação Batatal) e Itabira (formações ferríferas bandadas da Formação Cauê) do Supergrupo Minas
sobrepostos aos xistos do Grupo Nova Lima. A zona mineralizada ocorre principalmente associada ao
turmalinito, veios de quartzo-arsenopirita e veios de quartzo-pirita-calcopirita (Cavalcanti 1999. Desde
o século XVIII foi encontrado nestas serras ouro paladiado, cuja coloração escurecida teria sido
responsável pela denominação da cidade de Ouro Preto. As atividades mineradoras têm grande
expressão em áreas onde os depósitos são resultantes do enriquecimento supergênico, ou seja, nas
cangas lateríticas que se formaram sobre as formações ferríferas (ver item pedologia). De pouca
expressão, foram também explorados o ouro presente em veios de quartzo, através de abertura de
galerias seguindo a orientação dos veios (Cavalcanti 1999).
Os veios de quartzo e arsenopirita submetidos às ações intempéricas nas minas de Chico Rei
(bairro Antônio Dias – Ouro Preto) e Lages provocaram a formação de uma camada pulverulenta
amarelo-esverdeada a ocre, constituída por escorodita. A dissolução da escorodita forma goethita rica
em As (Borba 2002).
Os depósitos auríferos de Ouro Preto foram alvo de exploração aurífera nos séculos XVIII e
XIX, principalmente no Morro do Veloso, Morro da Piedade, Morro da Queimada, Morro Santana e
Morro São João, além dos bairros Antônio Dias, Padre Faria e Taquaral.
Os rejeitos da exploração aurífera na serra de Ouro Preto e dos garimpos nos ribeirões da
região foram lançados diretamente por quase 300 anos no ribeirão do Carmo.
Mineração de Ferro do Flanco Nordeste do Anticlinal de Mariana
O Complexo Industrial Ferrífero atualmente pertencente à Companhia Vale do Rio Doce
(CVRD) explota o minério de ferro desde 1984 (Mina de Timbopeba). As minas de Germano e
Alegria iniciaram sua exploração a partir de 1973.
A Formação Cauê constitui a fonte principal do minério de ferro para a CVRD. Segundo o
mapeamento realizado por Destro (1983), o itabirito Cauê, ocorre na área da jazida de Timbopeba com
uma espessura aproximada de 300 metros.
A hematita compacta representa o minério mais rico com teores de Fe superiores a 66%. Além
do itabirito hematítico, tem sido explorados, o itabirito pirítico, anfibolítico, dolomítico e
manganesífero. A limonita, a goethita e o anfibólio são minerais ferruginosos que contribuem para o
teor de ferro global da rocha. Durante a concentração esses minerais irão para lama ou rejeito. Assim
quanto mais rico em óxidos hidratados ou em silicatos, o itabirito, menor será a concentração de
hematita para o percentual de Fe da rocha.
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol. 21, n. 29, 2007.
27
A Formação Cauê está recoberta por uma camada de canga de 0,5m a 2,0m de espessura,
sendo constituída essencialmente de fragmentos detríticos de itabiritos e hematitas (CVRD 1980).
Os rejeitos das minerações de ferro de Timbopeba eram retidos pelas barragens de Timbopeba
e Natividade, cujos efluentes são vertidos para o rio Gualaxo do Norte. Os rejeitos das minas de
Germano e Alegria eram retidos pelas barragens de Germano e Santarém, cujos efluentes são vertidos
para o rio Santarém, afluente do Rio Gualaxo do Norte.
2.2- CARACTERIZAÇÃO FISIOGRÁFICA E HIDROGRÁFICA DA BACIA DO RIO
DO CARMO
2.2.1- Hidrografia
A Bacia Hidrográfica do Rio Doce está localizada na região sudeste do Brasil, com uma área
de drenagem de 83.400 Km
2
, sendo 86% no Estado de Minas Gerais e 14% no Estado do Espírito
Santo (www.igam.mg.gov.br/doce.php ). O rio Doce corre por uma extensão de 853 km, recebendo tal
denominação partir do encontro do ribeirão do Carmo com o rio Piranga, a jusante da cidade de Ponte
Nova (Minas Gerais).
A bacia do rio Doce foi dividida em 5 unidades de planejamento DO1, DO2, DO3, DO4 e
DO5 (www.igam.mg.gov.br/doce.php). O alto rio Doce (DO1) é formado pela bacia do rio Piranga e
pela bacia do rio do Carmo. As bacias do ribeirão do Carmo, Gualaxo do Norte e Gualaxo do Sul são
algumas das principais bacias que drenam a unidade de planejamento DO1, cujos rios se juntam para
formar a bacia do rio do Carmo. (Figura 2.5). O posicionamento detalhado da bacia hidrográfica do rio
do Carmo com a localização dos pontos amostrados, bem como sua relação com outras bacia, pode ser
vista no mapa de bacias hidrográficas, apresentado na figura 2.6.
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia
do Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
28
Figura 2.5: Posicionamento da bacia do Rio do Carmo na Bacia do Rio Doce.
Figura 2.6: Mapa de bacias hidrográficas da área estudada, com localização dos pontos investigados.
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia
do Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
30
A área superficial da bacia do rio do Carmo é equivalente a 2304 Km
2
(CPRM 1994). A área
da bacia investigada neste trabalho, equivalente ao rio Gualaxo do Norte ( 478 km
2
) e o ribeirão do
Carmo (270 km
2
) até a altura do município de Acaiaca equivale a um total de 748 km
2
de área
superficial. A largura média do rio do Carmo é 9,14m e 0,5m de profundidade durante a estação seca
(CPRM 1994).
O ribeirão do Carmo é considerado o maior e principal rio que atravessa tanto o município
de Mariana como o de Ouro Preto, tendo os rios Gualaxo do Norte e Gualaxo do Sul como principais
afluentes. O escoamento é feito para leste. O rio Gualaxo do Norte corta a área, em sua porção norte,
em quase toda a sua extensão, segundo rumo geral leste-oeste, enquanto que o rio Gualaxo do Sul
percorre a porção sudoeste com rumo geral SW-NE. Vale ressaltar que o rio do Carmo recebe esta
designação a partir do encontro do ribeirão do Carmo com os rios Gualaxo do Norte e Gualaxo do Sul
na altura da localidade de Barra Longa.
A cabeceira do ribeirão do Carmo é formada pelos córregos Tripuí e Funil e a cabeceira do
rio Gualaxo do Norte é formada pelos rios Manso, Água Suja e Santarém.
A drenagem regional é bastante variável, mas basicamente o que predomina são os sistemas
dendrítico e dendrítico retangular, sendo que os alinhamentos estão relacionados ao caráter tectônico.
2.2.2- Clima
Devido sua localização na faixa tropical do hemisfério sul, a Bacia Hidrográfica do Rio Doce
caracteriza-se pela sua não uniformidade de clima em toda a sua extensão, devido a fatores
geográficos que influenciam as massas de ar tropical atlântica e polar. No Alto Rio Doce ocorrem
temperaturas que variam de 16 a 35º graus. A temperatura média anual é da ordem de 20
o
C. Observa-
se no local o predomínio do clima tropical de altitude com chuvas de verão e verões frescos.
Atualmente a rede climatológica em operação na bacia do Rio Doce conta com 01 estação do DNAEE
e 10 do INMET localizada em Mariana.
O regime pluvial do Alto Rio Doce é bem definido com período chuvoso de outubro a março
com vazões máximas, entre dezembro e fevereiro e período seco de abril a setembro, com vazões
mínimas em setembro (CPRM, 1993). Os rios do Carmo e Gualaxo do Norte se localizam no trecho
de maior produção hídrica dentro da Bacia do Rio Doce, com vazão específica de 30-35 l/s Km
2
(Figura 2.7) com vazão mínima de 25m
3
/s em e máxima de 220m
3
/s (CPRM, 1993). O regime fluvial
acompanha a pluviosidade da bacia. Historicamente foram registradas mínimas mensais em Outubro
de 1956 (192 m
3
/s) e em 1997 (123 m
3
/s) e máxima registrada em fevereiro 1979 com 13.500 m
3
/s,
denominada de “enchente de 1979”.
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol. 21, n. 29, 2007.
31
Figura 2.7: Mapa com vazão especifíca da Bacia do Rio Doce e fluxograma pluviométrico (Fonte: ANAEL)
56240000 (Consistido, Média Diária, 01/1930 - 03/2002)
1930 - 2002
31/12/200
2
02/01/199504/01/198706/01/197908/01/197110/01/196312/01/195514/01/194716/01/193918/01/1931
Vazão (m3/s)
508,5
458,5
408,5
358,5
308,5
258,5
208,5
158,5
108,5
58,5
8,5
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia
do Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
32
2.2.3- Vegetação
São poucos os remanescentes da Mata Atlântica ainda existentes na Bacia Hidrográfica do Rio
Doce. A intensa devastação restringiu a cobertura florística original. Estima-se que menos de 7% da
área possui hoje cobertura vegetal. Destes, menos de 1% encontra-se em estágio primário
(www.ana.gov/cbhriodoce/bacia/caracterização.asp). A região do baixo rio Doce ainda possui algumas
reservas devido às culturas do café e do cacau que dependiam das matas para o seu desenvolvimento.
Por outro lado, o médio e alto curso do rio Doce, possuem somente algumas unidades de conservação
(Parque Estadual do Rio Doce, Parque Estadual do Itacolomi e Estação Ecológica do Tripuí).
A fitogeografia da região estudada é marcada pela formação Floresta Tropical Atlântica
(Figura 2.8), entretanto os remanescentes existentes desta vegetação ocorrem na forma de variações
florísticas de caráter transicional entre vegetação de Cerrado (campos de planalto) e a Mata Atlântica
(formação vegetal secundária, caracterizada por florestas sempre verdes ou semi-caducifólias). Esta
vegetação é observada principalmente em áreas que ainda apresentam boa cobertura de topo de morro
(muitas destas consideradas Áreas de Preservação Permanente). As bacias hidrográficas dos rios
Gualaxo do Norte e Carmo caracterizam-se por extensas áreas desmatadas devido à presença da
intensa atividade de extração mineral. Muitas destas áreas estão posicionadas em regiões de topo de
morro caracterizadas originalmente pela diversidade florísticas das áreas de Cerrado e Mata Atlântica
e por um regime fluviométrico de alta produção hídrica. No caso da mineração de minério de ferro,
muitas das áreas já exploradas são parcialmente reabilitadas através de reflorestamento (eucaliptos,
pinheiros e atualmente com espécies de mata nativa), já nos antigas áreas de exploração aurífera,
geralmente desenvolvem-se processos de erosão acelerada, estando ausente uma vegetação
suficientemente densa para sustentar o solo (Figura 2.9).
Estando a região desprovida quase que totalmente de sua cobertura vegetal nativa, a erosão
tem carreado os solos da bacia acelerando o processo de assoreamento do leito dos rios. Este fato tem
agravado as enchentes nas épocas chuvosas e em épocas de estiagem observa-se uma diminuição
considerável do volume de águas, conseqüência da diminuição gradativa das nascentes devido a
retirada da vegetação das áreas de recarga causando por vezes, deficiência no abastecimento de água
de diversas cidades.
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol. 21, n. 29, 2007.
33
2.2.4- Geomorfologia
Da região de nascente da bacia do rio do Carmo até a confluência deste com rio Piranga há
uma variação de altitude de aproximadamente 1.000m para cerca de 390m, que reflete os desníveis do
escarpamento que delimita o Quadrilátero ferrífero em relação às cotas médias dos terrenos vizinhos,
em sua maioria formados por rochas de complexos metamórficos.
Morfologicamente, a cabeceira da bacia do rio do Carmo, está posicionada sobre cristas
estruturais erosivas, condicionadas na maioria das vezes, por linhas de falha (CPRM 1993). A
topografia se expressa na forma de alinhamento de cristas estruturais do tipo hogback com vales
encaixados e vertentes ravinadas. As cristas estruturais tipo hogback apresentam altitudes elevadas em
torno de 1440-1600m (Figura 2.10), sendo que, mais ao norte, na serra do Caraça, atingem até 2.064m
(CPRM, 1993). As unidades supracrustais hospedeiras de minérios de ouro e ferro formam o
Figura 2.8: Morro com topo convexo caracterizando o relevo tipo
planaltos dessecados, com vegetação secundária típica de Mata Atlântica
Figura 2.9: Morros com ausência de vegetação, devido à atividade de
pecuária (crista do morro) e garimpo (base).
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia
do Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
34
escarpamento que delimita o Quadrilátero Ferrífero, caracterizando a unidade geomorfológica
denominada de Quadrilátero Ferrífero pela CPRM (1993). Esta unidade geomorfológica sustenta o
curso torrencial na cabeceira da bacia do rio do Carmo.
Quando o rio corre sobre rochas do embasamento, pertencentes aos Complexos Metamórficos,
e rochas vulcano-sedimentares, ocorre um processo de dissecação fluvial desenvolvendo-se então
formas de cristas e colinas com vales encaixados e/ou fundos chatos, caracterizando a unidade
geomorfológica denominada de Planaltos Dessecados do centro-sul e leste de Minas Gerais (Figuras
2.8 e 2.9). As atitudes variam de 1.000 a 1220m nas cristas e 500m a 800m nos vales (CPRM, 1993).
Os vales são caracterizados por formas irregulares, com áreas profundamente rebaixadas, onde os rios
tornam-se meandrantes com extensas planícies de inundação e terraços aluviais. Este padrão
geomorfológico ocorre em cerca de 70% do alto Rio Doce, excluindo sua cabeceira no interior do
Quadrilátero Ferrífero. Predominam rios de planícies de curso geralmente lento, margens baixas e
alagadiças, embora ocorram corredeiras e pequenas quedas associadas às zonas de falhas rúpteis.
O rio do Carmo e seus afluentes, incluindo o rio Gualaxo do Norte, nascem nas serras que
hospedam o minério aurífero e ferrífero, unidade geomorfológica do Quadrilátero Ferrífero (Figura
2.10), seguindo na direção leste, abrindo profundas ravinas com seu curso torrencial e percorrendo
principalmente rochas do Supergrupo Rio das Velhas e Minas, passando pelos municípios de Ouro
Preto e Mariana e pelo distrito de Antônio Pereira. O rio retoma a tranquilidade nas planícies de
inundação de Bandeirantes, Monsenhor Horta, e Acaiaca, drenando rochas do Supergrupo Rio das
Velhas e Complexos Metamórficos; seu curso segue para a região de Ponte Nova, onde deságua no rio
Doce.
Observam-se localmente crateras nas planícies de inundação do rio do Carmo e montes de
“cascalheiras”, que refletem vestígios de antigos aluviões onde operavam dragas.
Figura 2.10: Serras ao fundo que compõem o Anticlial de Mariana e
pertencem à unidade geomorfológica do Quadrilátero Ferrífero.
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol. 21, n. 29, 2007.
35
2.2.5- Pedologia
De uma maneira geral, a área estudada é dominada pela subclasse Latossolo Vermelho-
Amarelo e Podzólico Vermelho-Amarelo. Os latossolos vermelho-amarelos são solos antigos,
normalmente profundos, textura argilosa e apresentam baixa saturação em bases (distrófico) e
saturados em alumínio (álicos). Ocorrem principalmente nos planaltos dissecados e se originam a
partir de rochas predominantemente gnáissicas, leuco- mesocráticas, sobretudo de caráter ácido, xistos
e depósitos argilo-arenosos (www.ana.gov.br). Os solos Podzólicos Vermelho-Amarelo são solos
formados a partir de gnaisses diversos e xistos.
A porção ocidental é ocupada geralmente por afloramentos de rochas, localmente
apresentando manchas de solos litólicos (solos pouco desenvolvidos) e cambissolos rasos, ambos
saturados em alumínio e de textura arenosa cascalhenta (CPRM 1993).
As rochas localizadas na bacia do rio do Carmo apresentam-se em grande parte alteradas pelo
intemperismo, principalmente nos cursos médio e baixo. Coberturas lateríticas e canga são comuns,
principalmente no alto curso da bacia. As camadas de canga apresentam espessura variando de 0,5m a
2,0m, sendo constituídas essencialmente de fragmentos detríticos de itabiritos e de hematita. Estes
fragmentos estão cimentados por diversas variedades de óxidos e hidróxidos de ferro. Segundo Dorr &
Barbosa (1963) in Dorr (1969), os fragmentos detríticos de canga são derivados de rochas
imediatamente adjacentes ou subjacentes, sendo transportados por fluxo ou deslizamento ao longo de
declives.
Já as coberturas lateríticas constituem material não estruturado, altamente aluminoso,
originado a partir da alteração residual dos litotipos subjacentes, devido à concentração de ferro e
alumínio e à lixiviação de sílica (Dorr 1969). Segundo este autor, estas lateritas têm alta porcentagem
de minerais de bauxita e outros hidrolizatos e resistatos e são gradualmente empobrecidas em óxidos e
hidróxidos de ferro.
As coberturas terciárias-quartenários (cangas e lateritas) são derivadas de enriquecimento
supergênico e possuem grande importância econômica, sendo responsáveis pela concentração de
minério de ferro, alumínio, manganês, ouro e metais traço.
Os solos aluviais também são freqüentes e ocorre principalmente na porção leste de Mariana,
onde prevalecem áreas de deposição de sedimentos e associam-se às planícies aluviais do rio do
Carmo. Predominam solos hidromórficos, formados por sedimentos aluvionares sob condições de
nível de lençol freático elevado, sujeitos à alternância de ambiente redutor e oxidante.
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia
do Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
36
2.2.6- Atividades Econômicas e Meio Ambiente
A potencialidade mineral natural da região determina ou restringe a localização espacial das
atividades extrativo minerais. Observa-se que os mesmos fatores (sociais e econômicos) de
desenvolvimento da bacia são responsáveis por um alto grau de utilização das águas e elevado
potencial de degradação. O desenvolvimento econômico da bacia do rio Doce trouxe sérias
conseqüências ambientais que hoje se refletem na situação ambiental precária em que se encontra a
bacia.
O rio Doce desempenha um papel importante na economia da região, com destaque para a
mineração, agropecuária, turismo, a siderurgia, indústria de celulose e laticínios, abastecimento,
geração de energia e irrigação. As atividades industriais fortemente ligadas à mineração e atividades
correlatas são de primordial importância na bacia.
As atividades econômicas na região estão voltadas essencialmente para a extração mineral,
devido às importantes jazidas relacionadas às seqüências de rochas supracrustais do Quadrilátero
Ferrífero. Além das minerações de ferro, ouro, manganês e bauxita, os garimpos de ouro ocorrem de
forma extensiva e predatória. Vestígios da atividade garimpeira são observados em todo curso do rio
do Carmo, embora grande parte esteja, atualmente, desativado. Atualmente, na região de Bento
Rodrigues, norte da cidade de Mariana, está em operação um garimpo de ouro no rio Gualaxo do
Norte. Apesar dos esforços da recém criada Cooperativa de Garimpeiros de Mariana, os impactos na
paisagem e no leito do rio Gualaxo do Norte podem ser facilmente observados.
A pobreza do solo não permite o desenvolvimento de atividades agrícolas expressivas,
havendo, entretanto, extensas plantações de eucalipto, matéria-prima na manufatura do carvão,
utilizado amplamente nos alto-fornos das indústrias metalúrgicas das regiões vizinhas (CPRM 1993).
Na metade oriental da área estudada, envolvendo o médio curso da bacia do rio do Carmo, as
atividades econômicas são voltadas para a pecuária (criação de gado bovino leiteiro) e agricultura de
subsistência. Os principais produtos agrícolas cultivados na região resumem-se a cana de açúcar,
milho, café, arroz, feijão e fumo (CPRM, 1993).
A economia exploratória baseada na extração da madeira, do ouro, dos minérios de ferro, das
pedras preciosas e principalmente nos desmatamentos predatórios para a expansão da lavoura e do
gado, levou a quase completa extinção da Mata Atlântica.
O desenvolvimento urbano e industrial na bacia hidrográfica trouxe os esgotos domésticos, os
resíduos industriais e urbanos e os rejeitos de mineração. Grande parte é lançada diretamente nos rios
sem tratamento adequado, produzindo degradação ambiental de difícil remediação e impactos
significativos no padrão de qualidade das águas da bacia.
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol. 21, n. 29, 2007.
37
2.3- ESTADO DA ARTE DOS ESTUDOS DE GEOQUÍMICA NA BACIA DO RIO DO
CARMO
Neste tópico é apresentada uma revisão sobre o conhecimento geoquímico de rochas e
sedimentos da borda sudeste do Quadrilátero Ferrífero e dos Complexos metamórficos, que
contribuem para o entendimento da distribuição de elementos químicos nas águas, solos e sedimentos
da bacia do rio do Carmo.
2.3.1 - Litogeoquímica e Geoquímica de Sedimentos da área de estudo
Estudos litogeoquímicos de unidades basais (Complexos Metamórficos e unidades
metavulcânicas do Supergrupo Rio das Velhas) do médio curso do rio do Carmo foram realizados por
Roeser (1977), CPRM (1993) e Eicken (1988). Envolvendo rochas miloníticas, esteatitos, gnaisses,
anfibolitos e xistos.
Roeser (1977), por meio do mapeamento litogeoquímico em rochas dos Complexos
Metamórficos, observou que milonitos, gnaisses e migmatitos apresentavam um enriquecimento de
bário e estrôncio com teores máximos de 1821mg/kg e 694 mg/kg, respectivamente. Os anfibolitos
apresentaram teores bastante elevados de Cu e Zn (médias de 98 e 121 mg/kg). Nestas rochas, Cr (136
mg/kg), Ni (109 mg/kg), Co (52 mg/kg) e V (301 mg/kg) também foram considerados com
concentrações elevadas por Eicken (1988). Os esteatitos e talco-xistos que caracterizam os principais
tipos de rochas ultrabásicas da região apresentaram concentrações bastante elevadas de Cr, Ni e Co
(médias de 2324 mg/kg, 1987 mg/kg e 102 mg/kg, respectivamente). Os óxidos de ferro e manganês
apresentaram teores mais elevados nos anfibolitos (Fe
2
0
3
= 13,92%; MnO = 0,2%). O óxido de
magnésio apresentou concentrações elevadas nos esteatitos e talco-xistos (MgO entre 28,26 e 25,24
%).
Os teores elevados de Cu e, muitas vezes, de Zn em solos e sedimentos foram então
relacionados com ocorrência de rochas com contribuições básicas como xistos metavulcânicos e
diques de anfibolito e diabásio. Também ocorrem concentrações elevadas de Co, Cr e Ni nestas
rochas, mas suas concentrações máximas ocorrem associadas às rochas ultrabásicas (esteatitos, talco-
xistos ou serpentinitos
A Companhia de Pesquisas de Recursos Minerais (CPRM 1993) desenvolveu estudos
geoquímicos nos sedimentos de corrente e concentrados de bateia na Folha de Mariana, envolvendo a
área estudada. Os dados foram processados estatisticamente através do programa Geoquant e foram
determinados valores de referência (“background”) para as unidades geológicas presentes: Complexo
Santa Bárbara, Complexos Metamórficos (Acaiaca, Mantiqueira, Santo Antônio de Pirapetinga),
Grupo Nova Lima e unidades quartzíticas. Estes valores de referência podem ser visualizados nos
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia
do Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
38
gráficos da Figura 2.11 e nas Tabelas 2.1 e 2.2. O Grupo Nova Lima (Supergrupo Rio das Velhas)
apresenta associação metálica Co-Ni-Cr e Cu-Zn, indicando vínculo com as vulcânicas básicas. Os
Complexos Metamórficos foram caracterizados pela associação geoquímica de Co-Cu-Zn, refletindo a
presença de rochas básicas e Cr-Ni associado a rochas ultrabásicas do Complexo Santo Antônio de
Pirapetinga. As unidades quartzíticas dos supergrupos Rio das Velhas e Minas e do Grupo Itacolomi
apresentam associações metálicas Cu-Pb-Zn-Co-Ni-Cr provenientes de um enriquecimento secundário
dos óxidos e hidróxidos de ferro. Os elementos Fe, Mn, As e Sb, enquadram-se associados a
hidróxidos de ferro oriundos da alteração dos itabiritos e dolomitos (Supergrupo Minas) no ambiente
secundário, a exemplo da região de Antônio Pereira (CPRM 1993).
O Grupo Sabará, considerado como Formação Sabará (Grupo Piracicaba, Supergrupo Minas),
apresentou anomalias de Sb e Cr (Heineck 1980).
Tabela 2.1: Tabela de valores de “background” regional de sedimentos de corrente para as unidades geológicas
presentes na área abrangente pela Folha de Mariana 1:100000. Fonte: CPRM (1993)
Tabela 2.2: Tabela de valores de “background” regional de sedimentos de fundo para as unidades geológicas
presentes na área abrangente pela Folha de Mariana 1:100000. Fonte:CPRM (1993)
Unidades geológicas
Cu
(mg/L)
Zn
(mg/L)
Pb
(mg/L)
Ni
(mg/L)
Cr
(mg/L)
As
(mg/L)
Complexo Santa Bárbara 8 18 23 57 57 5
Complexos Metamórficos 18 25 38 90 90 7
Grupo Nova Lima 19 33 14 259 259 25
Unidades Quartzíticas 8 19 8 - - 12
Unidades geológicas
Cu
(mg/L)
Zn
(mg/L)
Pb
(mg/L)
Co
(mg/L)
Ni
(mg/L)
Cr
(mg/L)
As
(mg/L)
Mn
(mg/L)
Fe
(mg/L)
Complexo Santa Bárbara 7 19 9 7 12 15 - - -
Complexos Metamórficos 22 31 15 16 22 40 - - -
Grupo Nova Lima 18 22 9 15 32 67 - - -
Unidades Quartzíticas 13 14 7 10 19 37 19 620 3
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol. 21, n. 29, 2007.
39
Figura 2.11: Gráficos da distribuição de valores de referência (“background”) dos elementos Cu, Zn, Pb, Co, Ni,
Cr, As, Fe e Mn.
Nas mineralizações auríferas mesotermais hospedadas em “greestone belts” do Quadrilátero
Ferrífero, a exemplo de Passagem de Mariana, participam fluidos que transportam, além do ouro,
elementos como Ag, As, Sb, Cu, Pb e Zn (Borba, 2000). O minério aurífero instalado em rochas do
Supergrupo Minas, a exemplo da mineralização de Antônio Pereira, apresenta correlação com Ba, As,
Hg, Cd, Sb e Cu (Ribeiro, 1998). Em sedimentos do ribeirão do Carmo, concentrações elevadas de
metais como Hg, As, Pb, Zn, Cu, Cd, Co, Cr, Ni e Li, são atribuídas à atividades extrativo-minerais,
inclusive das atividades já exauridas (Eleutério, 1997). Destes metais, o As se apresenta como o maior
problema ambiental, não só pela elevada toxidade, mas também pelos teores alarmantes que se
encontram em águas e sedimentos dos rios da região.
As concentrações elevadas de As nas águas e sedimentos do ribeirão do Carmo são
provenientes em parte das águas ricas em As provenientes da percolação de água nas rochas
hospedeiras da mineralização do ouro, nos solos contaminados e antigas pilhas de estéreis da mina de
Passagem e outras minas da região. Análises de As em águas que passam por veio mineralizado da
mina de Passagem foram realizadas por Borba (2002) resultando numa concentração de arsênio de
2.980 µg/L, sendo que 800 µg/L de As foi detectado na saída da mina em direção ao rio do Carmo,
enquanto a concentração de As nas águas da mina de Chico Rei em Ouro Preto foi de 12-260 µg/L.
Pimentel (2001) também realizou análises de metais pesados em águas coletadas na mina de
Passagem revelando concentração máxima de arsênio equivalente a 2,3 mg/L. As concentrações de As
em sedimentos do rio do Carmo apresentam-se anômalas, sendo que a concentração máxima foi
caracterizada na vizinhança da mina de Passagem, 4700 mg/kg (Figura 2.12) por Borba (2002).
Eleutério (1997) encontrou concentrações máximas em sedimentos do ribeirão do Carmo nas
proximidades da Mina de Passagem (1337 mg/g), entre os distritos de Bandeirantes e Monsenhor
Horta (1589 mg/g). As concentrações elevadas de As nos sedimentos ocorrem em fases sulfetadas,
além daquelas argilosas e ricas em oxi-hidróxidos. O As ocorre em arsenopirita e pirita na forma
primária, sendo retido em ambiente superficial normalmente por meio da precipitação de uma fase
BacKgroud Regional de Sedimentos de Fundo
0
20
40
60
80
100
Cu Zn Pb Co Ni Cr A s
Complexo Santa
Bárbara
Complex os
Metamó r f ic os
Grupo Nova Lima
Unidades Quartzíticas
Background Regional de Sedimentos de Corrente
0
20
40
60
80
100
Cu Zn Pb Co Ni Cr As Mn Fe
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia
do Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
40
secundária como escorodita (FeAsO
4
.2H
2
O) e goethita (Borba 2002). Conforme este autor, a principal
fonte de contaminação de As no Quadrilátero Ferrífero é antropogênica e relacionada à herança
ambiental (solos contaminados, antigas pilhas de estéreis e antigas minas), além de águas e sedimentos
contaminados nos canais de rios.
Figura 2.12: Mapa geoquímico das concentrações de metais no Quadrilátero Ferrífero, contendo dados extraídos
de Borba (2002), CPRM (1993) e Heineck (1980).
2.3.2 - Geoquímica ambiental envolvendo o alto curso do rio Doce - sudeste do
Quadrilátero Ferrífero
Trabalhos de geoquímica ambiental referente à contaminação por metais pesados em
sistemas fluviais da bacia do rio do Carmo tiveram significância na região a partir da década de 80.
Entre estes, destacam Oliveira (1998), Buscher (1987); Eleutério (1997); Zeferino e. al. (1998),
Pimentel (2001), Borba (2002), Costa (2001), Correa (2006), Palmieri (2006) e Pereira (2006). Vários
estudos têm demonstrado que a disponibilidade dos metais pesados está associada á presença de
matéria orgânica, argilo-minerais e óxidos de Fe, Al e Mn e que as frações mais finas possuem um
nítido enriquecimento de metais pesados e carbono oirgânico (Busher 1992, Eleutério 1997, Oliveira
1998, Costa 2001, Vetel 2002).
Busher (1992), Eleutério (1997) e Zeferino et al. (1998) realizaram estudos com enfoque em
contaminação de Hg em águas e sedimentos de rios pertencentes à bacia do Rio do Carmo. Busher
(1992) estudou os rios Água Suja (tributário do rio Gualaxo do Norte localizado em Antônio Pereira),
ribeirão do Carmo e córrego Tripuí (afluente da margem esquerda do rio do Carmo), com o objetivo
de estimar a quantidade de Hg liberada para o ambiente decorrente do garimpo e estabelecer relações
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol. 21, n. 29, 2007.
41
de “background” para este metal com base em dados do Córrego Tripuí. Em sedimentos, o Hg
apresentou algumas anomalias, variando de 0,04 a 1,73 mg/kg no ribeirão do Carmo, de 0,12 e
1,06mg/kg no córrego Tripuí, e de 0,09 e 22,6 no córrego Água Suja. Conforme este autor o mercúrio
presente nos sedimentos do Rio do Carmo é relacionado a minerais de argila como caolinita e clorita, e
em menor grau a minerais de sulfetos e matéria orgânica com sulfetos e nos córregos água suja e
Tripuí o Hg está associado principalmente a óxido-hidróxidos de ferro, além da matéria orgânica.
Segundo este autor a concentração média de Fe é de 27 % em sedimentos com granulometria menor
que 0,053mm.
Análises de Hg de sedimentos e materiais em suspensão foram realizadas em 5 rios da parte
leste do Quadrilátero Ferrífero por Zeferino et. al. (1998), os quais incluem os rios Gualaxo do Norte,
Água Suja e rio do Carmo. Foi verificado também que até cerca de 50 % do mercúrio total está
associado aos minerais de ferro (hematita, magnetita e goethita) dos sedimentos. Encontrou-se também
uma correlação positiva entre o Hg e o carbono orgânico.
Eleutério (1997) desenvolveu estudos de investigação do nível de contaminação por metais
pesados (Hg, As, Pb, Cd, Zn, Ni, Cr, Co e Cu) em sedimentos de fundo do rio do Carmo e dos
ribeirões da borda sudeste do Parque do Itacolomi e verificou que as concentrações de As, Pb, Cd, Cr
e Cu confirmam a liberação destes elementos a partir da paragênese do minério aurífero da região. Por
outro lado, o Hg associa-se ao processo de extração do Au por garimpo. Foi observado neste estudo
que nos pontos onde a atividade de garimpagem intensifica, há um enriquecimento considerável de
metais pesados, principalmente do As e do Hg. Baseado em indicativos como fator de contaminação e
o índice de geoacumulação (Igeo), o rio do Carmo foi caracterizado como exageradamente poluído por
As, fortemente poluído por Hg, Cd e Pb e moderadamente a fortemente poluído por Co e Li e
moderadamente a não poluído por Cu, Ni, Cr e Zn.
Oliveira (1998) realizou um estudo geoquímico com ênfase em metais pesados em sedimentos
de fundo e águas cobrindo toda a área do Parque Estadual do Itacolomi e seus arredores, cujos
córregos são afluentes do rio do Carmo. Oliveira (1988) utilizando os mesmos indicadores descritivos
utilizados por Eleutério (1997), caracterizou os sedimentos de fundo em tributários do rio Gualaxo do
Sul (afluente da margem direita da bacia do rio do Carmo) como: fortemente poluídos por Cd e não
poluídos a moderadamente poluídos pelos outros metais analisados. As águas estudadas foram
classificadas como de classe 2, segundo CONAMA (1986).
Pimentel (2001) realizou um estudo sobre a qualidade das águas de abastecimento público na
região da Serra de Ouro Preto, com análises de parâmetros de água e metais pesados. A água foi
classificada como águas ricas em magnésio e bicabornato. Pimentel (2001) também realizou análises
de extração de As em amostras de rochas como sericita-quartzo xisto, rocha carbonática bandada cinza
e turmalinito da mina de passagem, que inclui teste de lixiviação (CH
3
COOH 0,5 mol/L, pH 5, 24 hs
em suspensão; teste de solubilização, água deionizada, descanso por 5 dias e teste com água
oxigenada, H
2
O
2
3 %, 24 hs em repouso) Os turmalinitos foram as rochas que mais mobilizaram As
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia
do Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
42
para o sistema aquoso apresentando valores máximos de 19,0 mg/L nos testes de liviviação seguido da
rocha sericita quartzo -xisto, também 19,00 mg/L no teste de solubilização seguido do carbonato com
0,58 mg/L de As e 16,00 mg/L no teste com água oxigenada seguida da sericita-quartzo xisto com 1,3
mg/Lde As.
Costa (2001) realizou um estudo de geoquímica ambiental no Rio Gualaxo do Norte que veio
contribuir com um inventário de áreas fontes de anomalias químicas geradas pelas atividades de
extração mineral, principalmente Fe, Mn e Au ou simplesmente associadas à fontes litogênicas. O rio
Gualaxo do Norte, afluente da margem esquerda da bacia do Rio do Carmo, recebe os efluentes das
minas de ferro de Timbopeba, Capanema, Samarco e Samitri, de depósitos e garimpos de ouro
seculares de Antônio Pereira bem como depósitos de Mn já explorados pela da antiga mina de Miguel
Congo. Costa (op cit.) realizou análises de águas e sedimentos no interior da mina de Timbopeba
(águas de nascentes, pilhas de estéreis, barragens e vertedouros), nos afluentes e efluentes das minas
de ferro supracitadas e no curso principal do rio Gualaxo do Norte.
As águas do rio Gualaxo do Norte foram classificadas como sódico-bicarbonatadas. A
mobilização química de efluentes das minerações de ferro são fontes para anomalias de, HCO
3
-
,
SO
4
2-
e
Na
+
derivados do processo de beneficiamento do minério de ferro. Concentrações naturais,
principalmente de HCO
3
-
podem também ser provenientes de sequências dolomíticas da formação
gandarela. Anomalias de Fe, Mn e Al, foram atribuídas à fonte litogênica, ao enriquecimento
secundário (lateritas) e mobilização acelerada pela atividade garimpeira. As variações ao longo dos
diagramas químicos são os principais indicadores de que o garimpo de Antônio Pereira, que vem
historicamente explorando encostas e leitos de rios da cabeceira do rio Gualaxo do Norte, é a principal
fonte antropogênica de elementos tóxicos (As, Mn, Sb, Ba e Hg) em sedimentos do rio Gualaxo do
Norte. Estes elementos se encontram associados ao Mn e Ca e Mg a partir de uma fonte litogênica e
são amplamente mobilizados e liberados para o ambiente aquático através da atividade garimpeira. Os
teores destes metais excederam o limite estabelecido pela legislação e o “background” local
estabelecido pela CPRM.
Vetel (2002) realizou estudos químicos em amostras de águas, sedimentos, rochas e plantas na
tentativa de caracterizar algumas fontes de metais e avaliar a situação geoquímica ambiental da área
envolvendo a Estação Ecológica do Tripuí e adjacências. Baseado em análises de alguns parâmetros
físico-químicos de qualidade das águas e da concentração de metais, as águas foram classificadas,
segundo a Resolução CONAMA 20/86, como sendo águas de classe I. Com relação aos sedimentos
Vetel (2002), utilizando o índice Fator de Contaminação (FC), considerou o maior risco de
contaminação para os metais Pb, Zn, Cu e Hg, seguidos em menor proporção dos metais Mo, As, Co,
Cr e V. Através do cálculo do índice de geoacumulação (Igeo) os sedimentos da região estudada
foram, caracterizados como não poluídos a moderadamente poluídos. Com base nas análises químicas
de amostras de rocha da região, a “borra de café” foi considerada maior fonte natural de metais por
apresentar elevadas concentrações de Al, Cr, As, Mn, Mo, Pb, Sr, Ti, Cd, Co, Hg, Ni, Y, Zn, Zr e V;
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol. 21, n. 29, 2007.
43
os mármores foram considerados fontes naturais de Ca, Mg, Sr e As e as rochas máficas de Cr e V. As
plantas foram consideradas ferramentas importantes na avaliação ambiental de uma área. Foram
encontradas boas correlações dos metais As, Al, Cr, V, Mn e Co em plantas (principalmente nas
briófitas) e sedimentos.
Pereira (2006) realizou análises de metais traço como As, Al, Cd, Cu, Zn, Pb e Mn em água de
abastecimento público urbano e urinas de crianças no município de Ouro Preto. Elementos como As,
Pb e Al apresentaram concentrações em amostras de água que ultrapassaram os limites estabelecidos
pela portaria 518 do Ministério da Saúde. Para o As, as concentrações variaram entre 3,0 µg/L e 189
µg/L. Nas urinas, a concentração de As ultrapassou o limite estabelecido em 30 % das amostras
analisadas. Pereira (2006) constatou um caráter potencialmente tóxico às águas naturais da região e
contaminação e exposição da população à metais e metalóides .
Palmieri (2006) realizou estudos da distribuição geoquímica e a disponibilidade de Hg e As
em solos e sedimentos e a transferência destes elementos para plantas, peixes e anfíbios da Estação
Ecológica do Tripuí, planície aluvionar do ribeirão do Carmo em Mariana e Monsenhor Horta e
córrego Água Suja em Antônio Pereira. Foi constatado que os elementos estudados tornaram-se
biodisponíveis e acumulados preferencialmente em determinadas espécies: o Hg pelo peixe
Trichomycterus brasiliensis, o Hg, As, Sb, Al, Ba, Ca, Co, Cr, Cu, Mg, Mn, Ni, Pb, Rb, Sr, V, Zn, Zr,
Th, U e elementos terras raras pelas briófitas hepáticas e o As pelas samambaias da espécie Pteris
Vittata e Pityrogramma calonelanos. De acordo com Palmieri (2006) estas samambais citadas
apresentam potencial para a fitoremediação de solos e sedimentos contaminados por As na região do
Quadrilátero Ferrífero.
Correa (2006) realizou estudos de avaliação da possibilidade de tolerância diferencial em
metais pesados de Pteris Vittata e byrsonina variabilis A. Juss em dois locais situados na região de
Ouro Preto e Mariana e descrição de solos e das possíveis variações anatômicas em folhas de plantas
sujeitas as concentrações diferentes de metais pesados, correlacionando essas variações estruturais a
um maior ou menor grau de herbivoria causados por insetos. Neste estudo, Correa (2006) identificou
que as duas espécies citadas apresentaram índices de bioacumulação de Cu, Zn, Ba e Sr altos além de
altos índices de Mn na byrsonina variabilis e As na Pteris Vittata.
CAPÍTULO 3
MATERIAIS E MÉTODOS
3.1- INTRODUÇÃO
O planejamento metodológico deste trabalho teve como base as etapas descritas e ilustradas no
fluxograma da figura 3.1. O trabalho se desenvolveu baseado em investigações que buscassem contribuir
para o conhecimento da importância da exploração aurífera secular, nas Serras de Ouro Preto, Passagem
de Mariana e Antônio Pereira, como fonte para a contaminação dos sedimentos armazenados em planícies
de inundação e terraços aluviais da bacia de sedimentação do ribeirão do Carmo. A identificação de áreas-
fonte, de valores de referência para vários metais, da intensidade da contaminação, da biodisponibilidade e
toxicidade dos metais, da influência do ambiente de sedimentação e da mineralogia dos sedimentos na
distribuição, na retenção e na disponibilidade de metais traço, entre outras, sustentam a metodologia
adotada.
O impacto ambiental causado pela exploração aurífera histórica é avaliado na bacia de
sedimentação do ribeirão do Carmo, a partir de investigações físicas como análise mineralógica e
sedimentológica e análises geoquímicas e geocronológicas de sedimentos e solos coletados nas planícies
de inundação e terraços aluviais do médio e baixo curso do ribeirão do Carmo.
Os sedimentos das planícies de inundação e terraços aluviais podem atuar como um sistema
coletor e acumulador de elementos químicos de elevada toxicidade podendo armazenar estes elementos ou
atuar como fonte secundária dos mesmos para a água e a biota. A caracterização física dos sedimentos
como mineralogia e granulometria bem como a identificação dos elementos químicos presentes correlatos
ao estudo de fracionamento e mobilidade foram realizados através dos métodos apresentados no
fluxograma da figura 3.1 e discutidos a seguir.
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007.
47
3.2- AMOSTRAGEM DE SEDIMENTOS
Inicialmente, foi realizada uma investigação preliminar de campo, para a seleção das áreas de
coleta de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
A seleção das áreas de coleta foi norteada por critérios, tais como: áreas com planícies de
inundação bem desenvolvidas, onde se observam registros de sedimentação bem preservados e áreas à
jusante de atividades de exploração aurífera.
A definição dos locais de estudo foi realizada com apoio dos seguintes materiais cartográficos:
- mapas topográficos 1:50.000, editados pelo IBGE: folhas Ouro Preto, Mariana, Barra Longa,
Acuruí e Catas Altas;
- carta geológica 1:100.000: folha Mariana SF.23-X-B-1;
- ortofotocartas 1:10.000: folha Barra Longa 43-08-09 e 43-08-10, folha Mariana 43-07-10, 43-07-
11 e 43-07-12.
A amostragem vertical de sedimentos das planícies de inundação e terraços aluviais foi realizada
basicamente de três formas (Figura 5.1): coletas de dois testemunhos verticais realizados com tubos de
PVC até a profundidade máxima de 60 cm abaixo da superfície da planície de inundação, coleta de
sedimentos em sete perfis verticais nos cortes do canal em ambientes de planície de inundação (depósitos
de "cutbank” B1, B2, B3, B4, B5, B6 e B7) e coleta de sedimentos em quatro perfis verticais nas paredes
de terraços aluviais (T1, T2, T3 e T4). Dessa forma, foram então coletadas um total de 124 amostras de
sedimentos em 11 perfis distintos e dois testemunhos posicionados todos na bacia do ribeirão do Carmo
(figura 5.3), desde Mariana (a oeste) até Acaiaca (a leste), no período de 26 de junho a 03 de agosto de
2002 (período de seca).
Neste trabalho também foi realizado um tratamento estatístico de dados, apresentado no capítulo
8, incluindo 25 amostras de sedimentos de correntes (Costa 2002) da bacia do Rio Gualaxo do Norte
(Figura 2.6).
Entretanto, a maior parte das amostras foram coletadas nos cortes de canal (depósitos de cutbank)
e terraços, onde puderam ser observados e descritos excelentes perfis estratigráficos, inclusive com a
preservação de grande parte das estruturas sedimentares.
De montante para jusante (de leste para oeste), foram delimitadas 5 áreas (Figura 5.3). Na área 1
foram coletados sedimentos de cutbank do perfil B1 (5 amostras). Na área 2 foram coletados sedimentos
de cutbank dos perfis B2 (12 amostras) e B3 (11 amostras), posicionados no distrito de Bandeirantes. Na
área 3, posicionada no distrito de Monsenhor Horta, foram coletados sedimentos de 2 testemunhos
verticais em planícies de inundação, PI1 (5 amostras) e PI4 (6 amostras), 8 amostras de sedimentos
recentes superficiais na planície PI4; sedimentos de cutbank dos perfis B4 (7 amostras) e B5 (8 amostras)
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia do
Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
48
e sedimentos de terraços aluviais dos perfis T1 (16 amostras), T2 (20 amostras) e T3 (5 amostras). Na área
4, também posicionada no distrito de Monsenhor Horta, foram coletados sedimentos de cutbank do perfil
B6 (9 amostras) e sedimentos de terraço aluvial do perfil T4 (4 amostras). Finalmente, na área 5,
posicionada no distrito de Acaiaca, foram coletados sedimentos de cutbank do perfil B7 (8 amostras).
Anteriormente à coleta das amostras, os perfis foram limpos e procedeu-se à descrição dos perfis
estratigráficos, com identificação e, conseqüente, separação de fácies. No procedimento de limpeza dos
perfis, foram retirados aproximadamente 3 cm de sedimentos superficiais da escarpa dos perfis , além de
escavação do material da base, com utilização de instrumentos de limpeza como pás, lâminas de alumínio,
martelos, etc. Neste procedimento foram retirados os sedimentos que estavam em contato com o ar e a
água e, portanto, facilmente susceptíveis aos fenômenos de intemperismo e mobilidade que mascarariam
as características estratigráficas da deposição primária. A base dos perfis de cutbank é próxima à altura da
superfície da lâmina d'água do rio e o topo é limitado pela superfície da planície de inundação
A seguir foi realizada a descrição estratigráfica do perfil, com distinção dos estratos e das fácies,
seguindo critérios como estruturas sedimentares, composição granulométrica e textural, composição
mineralógica e conteúdo antropogênico. Nesta etapa utilizaram-se lupa, trena e vara de Jacó (graduada em
cm) e tabela com padrões granulométricos. A descrição estratigráfica foi feita em caderneta com papel
milimetrado numa escala de 1/10. Após esta descrição, foram coletadas as amostras em diferentes fácies.
O levantamento de perfis estratigráficos realizados em campo, com distinção das diversas fácies
sedimentológicas foi critério para a coleta de amostras, portanto a sedimentologia apresenta-se neste
trabalho como ferramenta essencial.
Na grande maioria dos estudos realizados em planícies de inundação da Europa (Aspinall 1986,
Lewin & Macklin 1987, Hudson-Edwards et al. 1998, Friese 2000), a coleta de sedimentos em
profundidade é feita através de técnicas bastante simples. As amostras coletadas são subdivididas de
acordo com sua aparência visual ou com base num comprimento regular (por exemplo, em intervalos de
10 cm).
Este trabalho utiliza uma coleta baseada nos princípios da estratigrafia (estudo de fácies), que
requer um longo período de dedicação nos trabalhos de campo. A opção desta sistemática de trabalho
apóia no interesse de investigar o controle do ambiente de deposição na distribuição da assinatura
geoquímica vertical da planície de inundação e terraços aluviais e, conseqüentemente, na distribuição de
metais-traço.
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007.
49
3.3- ANÁLISE DA COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA
Durante a descrição dos perfis estratigráficos no campo, foi realizada a análise granulométrica de
cada estrato utilizando uma tabela de classificação granulométrica, a qual contempla variações de tamanho
dos grãos entre areia muito fina e cascalho.
A percentagem de cada uma das frações granulométricas foi obtida no laboratório através do
método de peneiramento. Inicialmente as amostras foram secas ao ar livre, quarteadas e desagregadas. A
seguir 3/4 de cada uma das amostras foi encaminhada para separação granulométrica via peneiramento.
Foram separadas as seguintes frações: areia grossa e cascalhos (abertura da peneira - ap >35 mesh, ou seja
>0,400mm), areia média (ap > 65 mesh, ou seja entre 0,400 e 0,210 mm), areia fina (ap >100mesh, ou seja
entre 0,210 mm e 0, 150mm), areia muito fina (ap >230 mesh, ou seja entre 0,150 e 0,063mm) e silte e
argila (ap <230 mesh, ou seja <0,063 mm). Finalmente, as frações granulométricas foram então pesadas e
percentagem das diferentes frações em cada uma das amostras foram obtidas. Os fragmentos
antropogênicos e seixos maiores foram retirados manualmente.
A percentagem da fração granulométrica silte + argila foi obtida pelo método da bureta
(EMBRAPA 1997), que se baseia na velocidade de queda das partículas que compõem o sedimento.
3.4- ANÁLISE DA COMPOSIÇÃO MINERALÓGICA
A caracterização mineralógica que será apresentada na descrição das fácies de cada perfil é
resultado da caracterização mineralógica obtida pelas observações de campo, análise via lupa binocular e
por análises de espectrometria de difração de raios X da fração granulomérica <0,063mm.
3.4.1- Lupa Binocular
Uma alíquota das amostras de sedimentos, de fração granulométrica entre 0,063 mm e 0,0149 mm
(areia fina), após homogeneização, foi transferida para vidro de relógio para identificação mineralógica
por lupa binocular com aumento de 4 e 10 vezes. A fração granulométrica areia fina foi selecionada para
esta análise devido à impossibilidade de identificação mineralógica na fração silte-argila (<0,063mm) dos
sedimentos, considerada de maior interesse ambiental (Ansari et al 2001).
A análise mineralógica de cada amostra com lupa foi utilizada como critério para a seleção de
amostras para identificação mineralógica por espectrometria de difração de raios X.
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia do
Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
50
3.4.2- Espectrometria de difração de raios X (DRX)
Cerca de 90 amostras de sedimentos, contendo 1g da fração granulométrica silte-argila
(<0,063mm), e 40 amostras de resíduos de digestão parcial das amostras foram analisadas por um
espectrômetro de difração de raios X (Shimadzu, modelo XRD 6000 equipado com tubo de cobalto λ =
1.728 e filtro de Fe) no Departamento de Química (DEQUI) da Universidade Federal de Ouro Preto
(UFOP).
Posteriormente, foi feito um estudo mais refinado, envolvendo a caracterização mineralógica de
argilo-minerais por espectrometria de difração de raios X. Foram selecionadas 12 amostras de sedimentos
em função de apresentarem maiores quantidades da fração argila e de concentrações anômalas de
elementros-traço presentes nas fácies sedimentares selecionadas. As análises via difratometria das
amostras foram realizadas no espectrômetro de difração de raios X (marca Rigaku, modelo Rotaflex Ru-
200Z com tubo de cobre e monocromatizado de grafita) no Laboratório de Difratometria de Raios X do
Departramento de Geologia (DEGEO) da UFOP.
Para determinação dos argilo-minerais, cerca de 3 a 5 g de amostras de sedimentos foram
preparadas. As amostras são levadas em béquer, com adição de água destilada, para um equipamento de
ultra-som, durante 30 minutos, para desagregação. Em seguida, o sobrenadante é colocado num tubo de
ensaio para centrifugação por 8 minutos sob uma velocidade de 750 rpm e, novamente, para
centrifugação, por 38 minutos, sob velocidade de 5.000 rpm. A amostra decantada equivale então à fração
menor que 0,002mm. Após a separação da fração argila foram confeccionadas tipos distintos de lâminas:
lâmina com amostra natural, lâmina glicolada (com etileno glicol) e lâmina glicolada e aquecida à 550
o
C
por 5 horas.
3.4.3- Microscopia Eletrônica de Varredura acoplada com EDS (MEV-EDS)
Após as análises e interpretações dos dados oriundos do estudo geoquímico, foi realizada a etapa
de micro-análise mineralógica dos sedimentos provenientes das fácies com concentrações anômalas de
elementos-traço, associadas aos perfis B1, B2, B5, B6 e T1, via microscopia eletrônica de varredura
acoplada a uma espectrômetro de energia dispersiva (MEV-EDS).
Os sedimentos de 25 amostras (fração total) foram inicialmente observados via microscópico ótico
com aumento máximo de 189 vezes (Olympus, Zoom Stereo Microscope Model
SZ3060/4045/4060/6045/1145) no Laboratório de Preparação de Amostras para Geoquímica e
Geocronologia (LOPAG) do DEGEO/UFOP. Os grãos e matrizes das amostras de maior interesse foram
separados e enviados para micro-análise.
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007.
51
As amostras de sedimentos foram organizadas em suportes (“stubs”) e, posteriormente, coladas
sobre fita adesiva dupla face e metalizadas por um processo de vaporização por carbono (equipamento
JEE 45- JEOL), que consiste no recobrimento das amostras com uma película de grafite, para melhor
condução de elétrons. As micro-análises mineralógicas, inclusive com a obtenção (semi-quantitativa) da
concentração dos principais elementos químicos, e as microfotografias foram realizadas em cerca de 400
grãos minerais, sobretudo envolvendo as diferentes matrizes presentes nas amostras. O equipamento
utilizado foi um microscópio eletrônico de varredura (MEV) modelo JEOL JSM - 5510 associado a um
espectrômetro de energia dispersiva (EDS - THERMO ELECTRON CORPORATION) pertencente ao
Laboratório de Microscopia e Microanálise (MicroLAB) do DEGEO/UFOP.
O espectrômetro de energia dispersiva (EDS) consiste de um detector de estado sólido (diodo),
que coleta o espectro completo de raios X e o transfere para um analisador multicanal que, por sua vez,
estoca as diferentes linhas espectrais como uma função de sua energia. O feixe de elétrons primários gera
elétrons, tais como os elétrons secundários (topografia dos grãos - 3D), os retroespalhados (número
atômico (Z) e topografia dos grãos - 3D) e os raios-X (composição química multi-elementar), que
carregam informações que descrevem a natureza da amostra. Estas informações são convertidas em um
sinal de vídeo e mostradas em um tubo de raios catódicos como uma imagem de varredura (Prancha 1,
capítulo 4).
3.5- ANÁLISES FÍSICO-QUÍMICAS
3.5.1- pH e Condutividade
As análises de pH
H2O
e condutividade elétrica nas amostras de sedimentos foram feitas
imediatamente após a coleta, em soluções de suspensão provenientes da mistura de 1g de amostra total e 5
ml de água deionizada, ou seja, na proporção de 1 (uma) parte de sedimento para 5 (cinco) parte de água.
3.5.2- LOI –Perda ao fogo
A perda ao fogo ou loss on ignition (LOI) foi obtida, calcinando a amostra à 900°C. A amostra
após secagem a 105°C por 12 h, é calcinada a 550°C por 4 h, e posteriormente calcinada a 900°C por 2 h
30 min.
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia do
Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
52
3.5.3- Carbono Orgânico
A análise de carbono orgânico total foi realizada pelo método titulométrico (Walkley-Black
modificado, EMBRAPA 1979). O princípio do método é a oxidação da matéria orgânica, via úmida pelo
Cr
6+
do bicromato de potássio em meio sulfúrico, empregando-se como fonte de energia o calor do
aquecimento e aquele desprendido do ácido sulfúrico. O excesso de Cr
6+
do bicromato, após a oxidação é
titulado pelo Fe
2+
da solução padrão de sulfato ferroso amoniacal. 0,5 g da amostra de sedimentos foi
colocado num erlenmeyer, com adição de um oxidante (K
2
Cr
2
O
7
) em meio ácido (H
2
SO
4
). A amostra foi
aquecida à 80
o
C por 30 minutos. A titulação do excesso de bicromato foi realizada com sulfato ferroso
amoniacal (NH
4
)
2
Fe (SO
4
)
.
3.6- COMPOSIÇÃO GEOQUÍMICA TOTAL
A análise da composição geoquímica total das amostras de sedimentos na fração menor que 0,063
mm foi executada por espectrometria de fluorescência de raios X (ED -XRF e WD - XRF) no Centro de
Pesquisas Ambientais da UFZ, Leipzig-Halle, na Alemanha. Para análise de elementos-traço como As,
Cu, Zn, Ba, Ni, Cr, S, Co, Cr, Hg, Pb e Cd, aliquotas de 4g de amostras de sedimentos foram previamente
secas à 105
0
C e analisadas pelo método de energia dispersiva ED- XRF no espectômetro de fluorescência
de raios-x XLAB 2000 XRF spectrometer (SPECTRO) e processado no software X-LAB Pro 2.2.
O cálculo das concentrações foi baseado em 50 materiais de referência certificados incluindo solos
e sedimentos de rios e lagos. Os métodos utilizados na preparação das amostras de sedimentos podem ser
encontrados em Morgenstern (2000). Vale ressaltar que neste método, os elementos Hg e Cd
apresentaram-se com análises abaixo do limite de detecção (2,0 mg/kg) e Pb não foi determinado.
Para análise dos elementos maiores Na
2
O, K
2
O, SiO
2
, CaO, MgO, Al
2
O
3
, Fe
2
O
3
, TiO
2
, P
2
O
5
e Mn,
1g de amostra foi diluída com borato de lítio (7 g Li
2
B
4
O
7
) e fundida numa temperatura de 1200°C
(Morgenstern 2000). As medidas foram obtidas no espectômetro de fluorescência de raios X S4 PIONEER
WD-XRF (Bruker- AXS), equipado com tubo de raios X de Rh.
3.7- COMPOSIÇÃO GEOQUÍMICA PARCIAL
Todas as amostras de sedimentos na fração menor que 0,063 mm foram parcialmente digeridas
com água régia, de acordo com a metodologia proposta por Rauret et al. (2001) para certificação de
material de referência (BCR-701). Em alíquotas de 1,0000g ± 0,0003g das amostras, foram adicionados 7
ml de HCl 12,0 mol/L e 2,3 ml de HNO
3
15,8 mol/L em béqueres de 100mL tampados com vidros de
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007.
53
relógio. Esta solução se manteve a frio por 16 horas com agitação eventual e 2 horas à quente numa
temperatura variando entre 70
o
C e 80
o
C. A mistura foi filtrada para balões volumétricos de 50 mL e as
soluções armazenadas sob refrigeração à 4
o
C.
A análise das amostras foi realizada por espectrômetro de emissão atômica via plasma (ICP-OES),
marca SPECTRO CIROS
CCD
no Laboratório de Geoquímica Ambiental (LGqA) do DEGEO/UFOP.
3.8- EXTRAÇÃO SEQUENCIAL
O procedimento de extração seqüencial, conforme descrito na tabela 3.1, foi empregado em 56
amostras de sedimentos previamente selecionadas em função da presença de anomalias geoquímicas de
determinados elementos-traço. As amostras selecionadas equivalem a sedimentos dos perfis B1, B2, B3,
B5, B6, B7, T1 e T3.
As extrações e as análises foram realizadas no Laboratório de Geoquímica Ambiental (LGqA) do
DEGEO/UFOP. Foram utilizadas alíquotas de 0,5000g ± 0,0002g de sedimentos da fração granulométrica
menor que 0,063mm, previamente secos e transferidos para tubos de polipropileno. Após cada
procedimento de extração seqüencial descrito na tabela 3.1, a amostra em suspensão presente nos tubos,
foi centrifugada à 4000 rpm e a solução supernadante foi filtrada com um filtro Millipore (tamanho de
poro de 0,45 µm) e armazenados à temperatura de 4
o
C.
Posteriormente, foram analisados os elementos maiores: Fe
2
O
3
, Al
2
O
3
, Mn e os metais traço As,
Cu, Zn, Ni, Cr, Ba, Co e Cd por ICP-OES no LGqA do DEGEO/UFOP. Vale ressaltar que foi adicionado
20 ml de água deionizada na amostra residual de cada fase da extração seqüencial e a solução foi
centrifugada a 4000 rpm, para retirar o excesso de reagente da fase precedente.
Tabela 3.1: Descrição do procedimento metodológico utilizado na extração seqüencial
Fração extraída Descrição do procedimento
1- Íons solúveis em água (fração
solúvel)
0,5g da amostra é extraída com 20 ml de água deionizada com agitação por 2 horas à 30
rpm (modificado de Griffioen e Broers 1993);
2- Íons de metais trocáveis (fração
trocável)
O resíduo da fase1 é extraído com 20 ml acetato de sódio 1M com agitação por 1h à 30
rpm. (Leinz et al. 2000);
3- Metais associados à óxidos de Mn e
óxidos de Fe amorfos (fração facilmente
redutível)
O resíduo da fase 2 é extraído com 20mL de NH
2
OH.HCl 0, 2 M + HNO
3
0,01 M com
agitação por 40 min (modificado de Dong et al. 2001);
4- Metais associados à óxidos de Fe
cristalinos (fração redutível)
O resíduo da fase 3 é extraído com 5 ml de HCl 8M em banho maria a 94
o
C por 2 h
(modificado de Leinz et al. 2000);
5- Metais associados à matéria orgânica
e sulfetos (fração oxidável)
O resíduo da fase 4 é extraído com HNO
3
10% com agitação por 24 horas (Dong et al.
2001).
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia do
Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
54
Vale ressaltar que a metodologia de extração sequencial adotada neste trabalho deve-se à seleção
de extratores e condições com capacidade ótima de remoção e fracionamento dos óxidos de ferro e
manganês. Para melhor recuperação destes materiais foram realizados vários testes para otimizar as
concentrações dos reagentes e as condições de extração (tempo de agitação, tempo aquecimento,
temperatura, etc.).
A figura 3.2 ilustra um teste realizado com concentrações distintas de hidroxilamina (0,02M,
0,1M, 0,2M, 0,4M e 0,6M) e ácido clorídrico (0,6M, 4M e 6M e 8M). Através de dados semi-
quantitativos obtidos pelo SCAN do ICP-OES obtivemos valores otimizados com concentração de 0,2M
de hidroxilamina para extração de maiores quantidades de óxidos de manganês e de 8M de HCl para
extração da maior parte dos óxidos de ferro. Além do ICP-OES (modo SCAN), também foi utilizada a
difratometria de raios X do resíduo da digestão e a mudança de cor do resíduo da extração para
optimização das fases de extração.
Todo o procedimento de extração foi acompanhado pela utilização de material de
referência (BCR-701, Rauret et al. 2001), extraído e analisado paralelamente às amostras de sedimentos.
Figura 3.2: Espectro (SCAN ICP-OES) referente à análise dos elementos ferro (a) e manganês (b) obtido por meio
de testes para otimização de concentrações de hidroxilamina e ácido clorídrico.
M
M
M
M
M
M
a)
b)
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007.
55
3.9- MÉTODOS DE DATAÇÃO
É de grande interesse para a concretização deste estudo, o conhecimento da idade aproximada dos
sedimentos de planícies e terraços aluviais estudados, pois não existem trabalhos deste âmbito na região.
A datação destes sedimentos permite identificar os terraços que foram depositados antes ou após a
exploração aurífera na região.
Para tanto se buscou, inicialmente, a datação dos sedimentos de alguns terraços do ribeirão do
Carmo via
210
Pb e
137
Cs (Universidade de Leipzig/UFZ, Alemanha). A datação radiométrica com isótopo
Pb
210
é o método de análise isotópica mais indicada para se estabelecer a datação de sedimentos recentes,
depositados há menos de 150 anos (Shotyk et. al. 1998). O Pb
210
é um isótopo radioativo de meia vida de
22,3 anos, que ocorre naturalmente na atmosfera e faz parte da série de decaimento do (U
238
). Já o registro
de
137
Cs está associado às descargas deste elemento a partir de testes de armas termonucleares (1963) e do
acidente de Chernobil (1983). Logo, esse método seria eficiente para indicar idades de sedimentos
depositados nos últimos 35 anos (Winter et al. 2001).
Para a datação radiométrica
210
Pb e
137
Cs, foram utilizados detectores coaxiais da energia HPG e
medidas espectrométricas gamma. Em ambos os detectores a avaliação do espectro foi suportada pelo
software especial GAMMAW. A calibração dos detectores ocorreu com um material de referência
certificado (minério de urânio BL 5) da autoridade internacional da energia atômica (IAEA).
Contudo, os valores da atividade dos radionuclídeos de
137
Cs e
210
Pb são muito baixos. Os valores
da atividade do
137
Cs em todas as amostras encontram-se abaixo de 0.3 Bq/kg e os dados da datação de
210
Pb variaram, no entanto apresentando dados insuficientes para datação. A exemplo, mostramos a tabela
3.2 e o diagrama da figura 3.3 onde podem ser observados os valores da atividade dos sedimentos do
terraço T3, onde são observados baixos valores da atividade de
210
Pb e altos valores da atividade de Ra-
212 e Pb-212 nos intervalos 76-94 e 175-192.
Conseqüentemente ambas as técnicas não forneceram
resultados, devido aos baixíssimos valores de atividade destes isótopos nos sedimentos da região.
Tabela 3.2: Concentração da atividade dos isótopos U-238, Ra-226, Pb-210, Ra-228 e Pb-212 para o terraço T3
Atividade [Bq/kg]
Terraço T3
Altura [cm] U-238 Ra-226 Pb-210 Ra-228 Pb-212
0-76 20 + 2 16 + 2 11 + 1 20 + 3 18 + 1
76-94 24 + 2 27 + 5 12 + 1 64 + 5 61 + 4
94-107 20 + 1 18 + 2 13 + 1 20 + 3 18 + 1
107-115 24 + 1 24 + 2 13 + 1 25 + 3 25 + 1
175-192 25 + 2 25 + 3 12 + 1 49 + 5 49 + 3
192-225 21 + 2 22 + 4 22 + 1 18 + 4 18 + 1
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia do
Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
56
Figura 3.3: Diagrama mostrando os valores da atividade dos isótopos U-238, Ra-226, Pb-210, Ra-228 e Pb-212 para
o terraço T3.
Não obtendo informação com a técnica de datação por
137
Cs e
210
Pb, buscou-se a aplicação da
técnica de datação via termo-luminescência (Huntley 1985) e Luminescência Oticamente Estimulada
(Martins et al. 1999). Esta técnica fornece datação de sedimentos variando de 100 anos até 1 milhão de
anos. As amostras foram foram enviadas para o Laboratório de Vidros e Datação da Faculdade de
Tecnologia de São Paulo (FATEC).
Vale ressaltar, que a coleta de amostras de sedimentos para análise de termoluminercência deve
ser retirada do perfil de sedimentos de maneira criteriosa, de forma a evitar a incidência de luz solar. As
amostras de sedimentos (aproximadamente 3 kg) foram coletadas nos perfis de "cutbank" B6 e nos
terraços T1 e T2, por meio de tubos de PVC dispostos horizontalmente sobre a superfície vertical do
perfil, de forma a penetrar nos sedimentos por meio de esforços ritmados impostos em um apoio de
madeira (Figura 3.4). Assim que coletadas, as amostras foram lacradas e enviadas para análise.
0
10
20
30
40
50
60
70
0-76 76-94 94-107 107-115 175-192 192-225
Teufe [cm]
Aktivitätskonzentration [Bq/kg]
U-238
Ra-226
Pb-210
Ra-228
Pb-212
terrace T7 Monsenhor Horta MH2
Terra
ç
o T3
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007.
57
Figura 3.4: Foto ilustrando a coleta de sedimentos para datação por TL-LOE Termoluminescência e Luminescência
Oticamente Estimulada.
A datação dos sedimentos foi realizada pelo método de Termo-luminescência (TL) e
Luminescência Oticamente Estimulada (LOE) (Huntley 1985, Martins et. al. 1999, Barreto 1996). No
laboratório, as amostras passam por um tratamento químico com 10% de HCl e 30% de H
2
O
2
para
remoção de carbonatos, óxidos e matéria orgânica. Foram selecionados grãos de quartzo de 88-180µm
para este estudo.
De acordo com Martins et al (1999) O princípio do método de datação por termoluminescência
pode ser assim explicado. Quando um cristal iônico é exposto à radiação ionizante (partícula-α, partícula-
radiação-
ﻻ ), oriundas de isótopos como
238
U,
235
U,
232
Th,
40
K e seus filhos encontrados nos sedimentos e
nos raios cósmicos, são criados defeitos em sua rede cristalina. Além disso, elétrons e íons são liberados
pela ionização, se estes forem aprisionados nos defeitos, temos a formação de estratos metaestáveis dentro
do cristal. Posteriormente se o cristal for aquecido, essas cargas podem ser liberadas e se recombinar
emitindo luz, esta luz é denominada termoluminescência (TL).
No entanto, se o cristal ao invés de ser aquecido for estimulado opticamente por uma luz com
comprimento de onda previamente estabelecido, ele também emitirá luz e ela é chamada luminescência
opticamente estimulada (LOE). A intensidade da TL/LOE é proporcional à quantidade de estados
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia do
Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
58
metaestáveis criados na rede e este será, por sua vez, proporcional ao tempo em que o cristal ficou
submetido às radiações ionizantes e este tempo é denominado idade. A idade (I) é determinada através da
equação:
I= DA/D
ﻻ +Dβ + D
r.c
)
Onde DA é a dose acumulada pela incidència da radiação ionizante no cristal (paleodose) e D é a
dose anual da radiação gama, beta e dos raios cósmicos respectivamente.
Para análises da paleodose, as medidas foram realizadas no equipamento Automated Systems,
Model 1100-series Daybreak Nuclear Instruments Inc. Para análise da dose anual foi utilizado o
equipamento Canberra Inspector Portable Spectroscopy Workstation (NAI – Tl).
A intensidade da TL/LOE pode decair com a incidência de luz solar no cristal, a intensidade da
TL decai até o nível, que chamamos de residual, e este é atingido após 16 horas de exposição, enquanto
que a intensidade da LOE decai rapidamente em alguns minutos. Neste caso, a datação por LOE é mais
indicada para ser usado na determinação das idades de colúvios, depósitos fluviais e marinhos e solos em
geral (Barreto 1996).
3.10- ANÁLISE DO VALOR DE REFERÊNCIA E MAPEAMENTO GEOQUÍMICO
A análise do valor de referência para os metais-traço As, Cu, Zn, Cd, Ni, Li, Ba e Cr e Fe
2
O
3
,
Al
2
O
3
e Mn foi realizada com base no método estatístico de Lepeltier (1969), que se baseia em gráficos
de freqüência acumulada em escala logarítmica. A plotagem dos dados deste trabalho foi realizada com
uma aproximação do método de Lepeltier (1969), que utiliza a confecção de curvas de frequência
acumulada em escala linear (Matschullat et al. 2000).
A confecção dos diagramas de freqüência acumulada foi realizada no programa MINITAB
(Figuras 8.1 e 8.2). Os dados foram analisados em dois grupos de acordos com o ambiente de deposição.
Os dados com n=62 equivalem a sedimentos finos depositados em planícies de inundação. Os dados com
n=84 equivalem a sedimentos coletados em cutbank depositados em ambiente de canal. Com o objetivo de
ampliar a área de abrangência do cálculo dos valores de referência, para uma porção mais abrangente no
sudeste do Quadrilátero Ferrífero, utilizaram-se também dados referentes a amostras de sedimentos de
corrente da bacia do rio Gualaxo do Norte (Costa 2002).
A confecção do mapa geoquímico e demais mapa temáticos da bacia do ribeirão do Carmo foi
realizada em SIG, Sistema de Informação Geográfica, através do software ArcGis 9.0 para apresentação
dos dados geoquímicos e mapas temáticos. Maiores detalhes estão apresentados no capítulo 8.
CAPÍTULO 4
ANÁLISE GRANULOMÉTRICA E MINERALÓGICA
4.1 – DEPÓSITOS ALUVIAIS DO RIO DO CARMO
As serras que demarcam o Anticlinal de Mariana, incluindo as serras de Ouro Preto, Passagem de
Mariana e Antônio Pereira são constituídas, predominantemente, por quartzitos, itabiritos e xistos. Elas
estão inseridas num domínio geográfico onde a erosão prevalece sobre deposição sendo, portanto, por
excelência, um domínio de intenso transporte sedimentar. Estas serras são área fonte dos sedimentos
depositados em seguimentos da bacia hidrográfica do ribeirão do Carmo, onde há o predomínio da
deposição sobre a erosão. Os sedimentos aluviais do ribeirão do Carmo, objeto principal do presente
estudo, foram amostrados nas paredes erodidas do canal (cutbank), nos terraços aluviais e, também, a
partir de testemunhos oriundos de planícies de inundação da região de Monsenhor Horta (área 3 da figura
5.1).
Na bacia do ribeirão do Carmo, os sedimentos são depositados em grande volume, principalmente,
nas planícies aluviais que começam a se desenvolver a partir da região de Bandeirantes, se estendendo ao
longo de todo o médio e baixo curso do rio. O substrato onde foram depositados os sedimentos aluviais
(sedimentos de planície de inundação e terraços aluviais) é constituído, preponderantemente, por rochas
granito-gnáissicas e rochas metabásicas do embasamento cristalino pertencente aos Complexos
Metamórficos e rochas de origem metavulcânica, pertencentes ao Supergrupo Rio das Velhas (mapa
geológico em anexo).
A área estudada é dominada por um padrão de rio meandrante, caracterizada pela baixa
declividade do substrato, alta sinuosidade dos canais e importante aporte de sedimentos finos. Neste
ambiente observam-se planícies de inundação e terraços aluviais (figura 5.1).
A planície de inundação tem a importante função de controlar os processos hidrológicos
superficiais e sub-superficiais, tais como as inundações e a recarga de aquíferos, além de ter importante
papel como zona intermediária na dinâmica de poluentes e nutrientes, via retenção, sedimentação e re-
suspensão de materiais. Durante as inundações, trocas de água, sedimentos, minerais, elementos químicos
e biota ocorrem entre o canal principal do rio e a planície de inundação (Friese 2000).
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia do
Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
60
4.2 - ANÁLISE GRANULOMÉTRICA
A análise das dimensões das partículas é fundamental em estudo sedimentológico com enfoque
ambiental. Além de fornecer dados significativos em relação aos ambientes deposicionais, a granulometria
dos sedimentos é um fator determinante na variação da concentração, dispersão e mobilidade de
elementos-traço em sistemas fluviais. O tamanho do grão dos sedimentos é um fator significante que
controla se os sedimentos estarão em suspensão ou concentrar-se-ão no fundo (Ansari 2000), podendo ser
depositados nos bancos de canal, no leito ou nas planícies de inundação adjacentes.
Em sistemas fluviais predominantemente meandrantes, partículas grosseiras como os cascalhos
permanecem no leito. Durante inundações as partículas do tamanho areia depositam-se perto do banco do
rio como resultado da turbulência difusa do fluxo overbank e as partículas finas, em suspensão,
geralmente ricas em elementos-traço são carreadas para longe do canal e depositados pela quiescência da
água na planície (Zhao et al. 1999).
A granulometria foi considerada um parâmetro essencial para o desenvolvimento deste trabalho.
As frações granulométricas dos sedimentos estudados variam de argila e silte a areia grossa e cascalhos
até matacões. Com relação à fração granulométrica mais grosseira, quantificou-se a percentagem superior
à fração areia grossa que inclui, areia muito grossa e cascalhos. Os matacões, descritos durante a
confecção dos perfis em campo, quando abundantes como no caso do perfil B5 (figura 5.17), foram
catados à mão.
Como pode ser visto no diagrama triangular da figura 4.1, foi possível distinguir sedimentos
predominantemente arenosos (areia muito fina a areia grossa) com fração areia > 50%, posicionadas
próximas ao vértice onde estão representados 100 % da fração arenosa. No diagrama estão também
delimitados os sedimentos que possuem mais que 20% da fração granulométrica areia muito grossa e
cascalhos, associados à fácies de cascalhos. Estes sedimentos foram depositados em ambiente de canal ou
retrabalhados pela atividade garimpeira e são caracterizadas pela ausência ou pouca matriz constituída de
silte e argila.
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007
61
Figura 4.1: Diagrama triangular com distribuição granulométrica dos sedimentos da área estudada.
Os sedimentos enriquecidos em silte e argila foram caracterizados como aqueles que apresentam
mais de 25% desta fração granulométrica, e caracterizam sedimentos depositados em planície de
inundação e canal abandonado. No diagrama triangular da figura 4.2a, estes sedimentos foram plotados
em 2 campos distintos, ambos caracterizados como silto-argilosos, não sendo caracterizadas amostras de
sedimentos predominantemente siltosos ou argilosos. No campo SiC os sedimentos são constituídos por
20% a 50% de silte e argila até 25%, no campo SCl os sedimentos são mais pobres em silte (20 a 30%) e
mais enriquecidos em argila (20 a 50% de argila).
Na fig.4.2b, pode ser visto um diagrama de correlação entre silte e argila. Neste caso, as frações
arenosas, mostram-se pobres em silte e argila (<15%). Wambeke (1962 in Resende et al. (2002), propôs
que a relação silte/argila pode ser usada para caracterizar o grau de intemperismo do solo. As partículas do
tamanho areia e silte, sob ação do intemperismo tendem a se fragmentarem, reduzindo seu tamanho e
transformando-se em argila. Os minerais resistentes como quartzo permanecem sob o tamanho de areia e a
fração silte fica então sendo o ponto de máxima instabilidade, sendo característico o alto teor da fração
silte em solos jovens, podendo servir como indicadora do grau de intemperismo do solo (Resende et al.
2002)).
Neste trabalho, os sedimentos aluviais apresentam naturalmente uma relação silte/argila elevada
(>0,7, Figuras 4.2 b e c), como resposta à elevada quantidade de silte depositado pelos rios em suas
planícies e também ao baixo grau de intemperismo.
Observa-se que aqueles sedimentos finos ricos em silte e argilas (Fig. 4.2b), que apresentam
maiores quantidades da fração silte, apresentam menores quantidades da fração argila. Sedimentos mais
argilosos foram caracterizados no perfil de cutbank de Bandeirantes (perfil B3) com quantidade da fração
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia do
Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
62
argila maior que 30%. Sedimentos com quantidade da fração argila e silte relativamente alta, foram
observados em sedimentos finos dos terraços T1 e T2 que estão relacionados tanto com a deposição da
fração argila como com a formação de argila por intemperismo, visto que os sedimentos destes terraços
apresentam um tempo maior de exposição em relação aos perfis mais siltosos dos cortes dos bancos (“cut
bank”).
Vale salientar que a argila tem um papel físico-químico muito mais pronunciado do que aquele
das frações granulométricas silte e areia e mesmo em quantidades menores podem influenciar no grau de
concentração de elementos-traço nos perfis estudados. De acordo com algumas estimativas, mais de 90%
dos metais do ambiente fluvial são adsorvidos em sedimentos em suspensão (Miller 1997), constituídos
por silte e argila.
Figura 4.2: a)Diagrama triangular com distribuição granulométrica de silte e argila e b)correlação entre a
porcentagem de silte e argila c) correlação entre a silte e argila obtida por peneiramento e argila obtida pelo método
da pipeta e d) correlação entre a silte e argila obtida por peneiramento e silte obtida pelo método da pipeta
020406080100
0
20
40
60
80
100
SiC
SCl
Cl
Sil
Ar
silte (%)
argila (%)
01020304050
0
10
20
30
40
50
60
70
silte (%)
silte e argila (%)
m=1.203
b=5.563
n=70
a
)
b)
c) d)
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007
63
4.3 - ANÁLISE MINERALÓGICA
4.3.1- Mineralogia Determinada por Lupa binocular
Os constituintes majoritários identificados em lupa binocular foram: quartzo (SiO
2
), óxidos de
ferro que incluem hematita (Fe
2
O
3
) e magnetita (Fe
3
O
4
), moscovita, argilo-minerais e cianita (Al
2
SiO
5
). O
quartzo apresenta-se como grãos xenomorfos, muitas vezes formando agregados com hematita ou como
cristais límpidos e cristalinos típicos de veios, presentes principalmente na região de Bandeirantes e
Monsenhor Horta. A magnetita apresenta formas octaédricas ou irregulares. A hematita apresenta-se
também como cristais irregulares ou lamelares com brilho metálico, caracterizando a variedade
especularita ou ainda como cristais de forma octaédrica com pontas arredondadas típicos da martita
(transformação da magnetita em hematita). A cianita ocorre com uma cor azulada, hábito acicular
alongado em frações de granulometria fina a grossa. A moscovita ocorre com hábito laminar.
Os minerais acessórios caracterizados foram a goethita (FeOOH), a variedade dravita do grupo da
turmalina (NaMg
3
Al6B
5
Si
6
O
27
(OH,F))
4
, arsenopirita (AsFe
2
S) e pirita (Fe
2
S). A dravita ocorre como
cristais alongados prismáticos de cor acastanhada. A pirita ocorre na forma de cristais cúbicos oxidados e
a arsenopirita ocorre formando um agregado com óxidos de ferro, comumente em grão
arredondados.Foram caracterizados minerais em lupa que apresentam textura terrosa, às vezes com hábito
botrioidal, podendo ser a goethita ou um mineral de óxido de manganês. Entretanto, os difratogramas
indicaram somente a presença de goethita e as análises de MEV indicaram a presença de goethita rica em
As (Prancha IV, microfotografia 4.12).
Além da identificação mineralógica foi feita também uma análise semi-quantitativa dos
constituintes majoritários e acessórios (Figura 4.3).
F
igura 4.3: Análise semi-quantitativa dos minerais majoritários e acessórios presentes nas amostras de sedimentos
estudados.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
quantidade (%) de minerais
1234
grupo de amostras
Estimativa semi-quantitativa dos minerais majoritários
muscovita
cianita
argilominerais
óxidos de ferro
quartzo
0%
2%
4%
6%
8%
10%
quantidade (%) de
minerais
1234
grupo de amostras
Estimativa semi-quantitativa dos minerais acessórios
dravita
sulfetos
goetita
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia do
Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
64
O grupo 1 refere-se aos sedimentos arenosos dos perfis de planície de inundação recente (PI1 e
PI4) e do perfil do terraço T2. Caracterizam-se por apresentar composição predominantemente quartzosa
com média de 85% de quartzo e enriquecimento em argilo-minerais.
O grupo 2 é caracterizado por apresentar sedimentos com composição enriquecida em quartzo
(média de 65 %), hematita e magnetita (média de 30 %), além de apresentar um relativo enriquecimento
em minerais acessórios dravita, sulfetos e goethita (figura 4.4). O grupo 2 equivale aos sedimentos
arenosos dos perfis de cortes de bancos B1, B2, B5, B6 (estratos da porção inferior do perfil), B7, e dos
terraços T1 (exclusivamente estratos da porção inferior do perfil) e T3. Estes perfis apresentam
comumente estruturas sedimentares evidenciadas por níveis de óxidos de ferro (magnetita e hematita).
O grupo 3 caracteriza-se pela predominância em minerais de hematita e magnetita, pouco quartzo
e minerais de cianita, micas e argilominerais, além de também apresentarem um relativo enriquecimento
dos minerais acessórios dravita, sulfetos e goethita. Este grupo é formado por amostras de sedimentos do
terraço T1, caracterizado por granulometria areia fina e silte-argila presentes principalmente nos estratos
típicos de overbank da porção superior.
O grupo 4 é caracterizado por apresentar uma porcentagem média de 20 % de argilo-minerais
responsável por um aspecto de sujeira dos grãos, devido a uma certa impregnação de argilo-minerais em
grãos de quartzo. Este grupo também apresenta grãos de moscovita, cianita e goethita como acessórios.
Pertencem ao grupo 4 amostras do perfil B3, B6 (exclusivamente amostras enriquecidas na fração argila
da porção superior do perfil) e amostras de T2 e T4.
4.3.2- Mineralogia Determinada por Difratometria de Raios- X de amostra total
Foram determinados os constituintes mineralógicos na fração granulométrica <0,063 mm de 90
amostras de sedimentos através da espectrometria de difração de raios-X. Além destas, foram
identificados pelo mesmo método os resíduos da digestão ácida (água régia) de 40 amostras. A seguir é
apresentado um resumo das ocorrências de alguns minerais identificados pela espectrometria de difração
de raios-X:
Grupo dos argilo-minerais:
- Caulinita (Al
2
Si
2
O
5
(OH)
4
)
: constituinte importante de grande parte das amostras de sedimentos,
representa o principal constituinte dos argilominerais que ocorrem como matriz em sedimentos de
granulometria areia e cascalho, bem como em sedimentos finos depositadas em planície de inundação ou
canal abandonado. É comumente encontrada também no resíduo da digestão água régia.
Em climas tropicais, a caulinita é o mineral de argila mais freqüente em solos e sedimentos. No
contexto local, a caulinita forma-se principalmente por meteorização de feldspatos, feldspatóides e outros
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007
65
silicatos em condições não alcalinas, pois a meteorização por águas alcalinas formaria a montmorilonita
(Deer et al. 1966). Após a meteorização, a caulinita pode ser exposta à erosão e transporte e acumulada
nos sedimentos aluviais investigados. A caulinita também pode ter sido originada por alteração
hidrotermal das rochas encaixantes da mineralização de ouro.
- Ilita (K, H
3
O)Al
2
Si
3
AlO
10
(OH)
2
: Constituinte importante principalmente de amostras do perfil
B1 (39-54cm) e do testemunho de planície de inundação PI1. A ilita pode ter sido formada por
meteorização de feldspatos ou outros minerais argilosos durante a diagênese, por degradação da moscovita
ou por recristalização de sedimentos coloidais ou ainda por alteração hidrotermal associado às ocorrências
auríferas (Deer et al. 1966). No contexto local, a ilita é encontrada nas encaixantes da mineralização
aurífera da Mina de Passagem (Borba 2002) associada a halos de alteração hidrotermal. Evidentemente a
ilita inicialmente presente em rochas e solos é transportada e acumulada em sedimentos aluviais da bacia
do Rio do Carmo.
Grupo das micas
- Moscovita (K,Ba,Na)
0,75
(Al, Mg, Cr, V)
2
(Si, Al, V)O
10
: constituinte importante de grande parte
das amostras de sedimentos, sendo também comumente encontrada no resíduo da digestão água régia,
apresentando grande resistência à digestão parcial. A moscovita é um mineral comum de rochas
metassedimentares do alto curso do rio do Carmo bem como em gnaisses dos complexos metamórficos.
- Zinvaldita K(Al, Fe, Li) (Si
3
Al)O
10
(OH)F: constituinte de amostras de sedimentos dos perfis B1,
B2 (73-76cm), B7(207-249cm), T1(202-213cm) e T3(107-115cm). A zinvaldita é comum em rochas
graníticas (Deer et al. 1966).
-Talco Mg
3
Si
4
O
10
(OH)
2
: constituinte importante do perfil B3 e T1 (40-48, Figura 4.4 A). O talco
provavelmente está associado às rochas ultrabásicas do Complexo Santo Antônio de Pirapetinga, sendo
formado por alteração hidrotermal da serpentina.
Óxidos
- Magnetita Fe
3
O
4
: constituinte de amostras dos perfis B1, B2 e B5 e do terraço T3. Pode estar
associada aos minerais presentes às formações ferríferas e lateritas do alto curso do rio do Carmo.
- Hematita: Fe
2
O
3
: constituinte importante de grande parte das amostras de sedimentos (Figura
4.4), principalmente aqueles pertencentes aos grupos 2 e 3. A hematita também está associada aos
minerais presentes nas formações ferríferas e lateritas do alto curso do rio do Carmo.
- Magnesioferrita MgFe
2
O
4
: constituinte das amostras dos B6(0-14, 61-75), T3(107-115) e T1(0-
40, 139-148, 76-85)
Hidróxidos
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia do
Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
66
- Goethita (FeOOH): hidróxido de ferro constituinte importante de amostras de sedimentos da
porção superior dos perfis B3 (49-125cm), B4 (20-100cm) e T1 (1.48- 2.40 m), associado aos depósitos de
sedimentos finos, enriquecidos na fração silte-argila. Também ocorre como matriz de sedimentos ricos em
cascalhos dos perfis B1 (39-54 cm, figura 4.4 D), B2 (49-53cm) e B6 (0-14) e nos estratos de “overbank”
de planície de inundação PI1(12-33cm). A goethita ocorre frequentemente como produto da meteorização
em condições oxidantes de minerais de ferro como a hematita, magnetita, arsenopirita (Borba 2002), entre
outros.
- Gibbsita Al(OH)
3
: hidróxido de alumínio constituinte importante de amostras de sedimentos de
perfis dos terraços T2 e T4, e estratos da porção superior do perfil B6 (88-156cm). A gibbsita é um
hidróxido de alumínio comum de lateritas e bauxitas e resulta da meteorização em condições tropicais de
minerais aluminossilicatos (Deer et al. 1966).
Grupo dos feldspatos
- Ortoclásio KalSi
3
O
8
: constituinte presente somente na amostra do perfil do terraço T2 (205-
210cm). Consiste em um feldspato alcalino comum nos gnaisses de composição ácida a intermediária dos
Complexos Metamórficos que ocorrem na área estudada. Devido à presença comum da caulinita nos
sedimentos estudados é provável que boa parte dos feldspatos tenham sofrido meteorização para a
caulinita.
Grupo das zeólitas
- Gismondina CaAl
2
Si
2
O
8
.4H
2
O: constituinte presente em somente três amostras do perfil do
terraço T2 (205-210, 30-44, 105-109cm). É aluminosilicato hidratado que apresenta afinidade com
feldspatos e feldspatóides (Deer et al. 1966) e deve estar associado às rochas básicas dos complexos
metamórficos.
Grupo das turmalinas
- Dravita de cromo NaO
24
(Mg, Al,Cr)
3
Al
6
(BO
3
)
3
SiO
18
(OH)
4
: constituinte de grande parte das
amostras de sedimentos do perfil do terraço T1 e dos estratos basais do perfil B6, e também presente nos
perfis B1, B2 e B5. Consiste numa turmalina castanha rica em Mg e, provavelmente, as áreas fontes são as
encaixantes das mineralizações auríferas do Anticlinal de Mariana, principalmente aos turmalinitos da
mina de Passagem.
Grupo das cloritas
- Clinocloro (Mg, Fe)
6
(Si, Al)4O
10
(OH)
8
: constituinte da amostra dos perfis B2(10-16, Figura 4.4
B), B3 (0-39), B6(61-75) e T1(202-213). Associado às rochas ultrabásicas do Complexo Santo Antônio de
Pirapetinga e às rochas dos Supergrupos Minas e Rio das Velhas como os clorita xistos (Grupo Nova
Lima).
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007
67
Assim sendo, os principais constituintes mineralógicos caracterizados em grande parte das
amostras foram: quartzo, hematita, magnetita, moscovita e caulinita. Os outros minerais descritos, em
menores quantidades, muitas vezes auxiliam na determinação da área fonte dos sedimentos estudados.
Por exemplo, a gibbsita ocorre principalmente em sedimentos finos, com tonalidades rosa e branca
mostrando desenvolvimento pedogenético acentuado e parece se relacionar às rochas gnáissicas dos
Complexos Metamórficos. A gibbsita é formada por meteorização de K-feldspatos e outros
aluminosilicatos, comuns em rochas de composição granítica a granodiorítica. Constitui um mineral
importante encontrado principalmente na fração argila e corresponde ao grupo 4 na determinação por lupa
binocular.
A dravita (grupo das turmalinas) ocorre sempre associada aos óxidos de ferro e correlaciona-se ao
grupo 3 de minerais identificados por lupa binocular. Rochas ricas em turmalina têm sido utilizadas como
indicador da mineralização aurífera na parte SE do QF. A dravita é observada nos turmalinitos da mina de
Passagem que muitas vezes encontra-se associada aos xistos do Grupo Nova Lima. Provavelmente, estes
turmalinitos da mina de Passagem sejam a principal fonte para as dravitas encontradas nos sedimentos da
área estudada.
A presença dos minerais como talco e clinocloro evidenciam uma área fonte associada a rochas
ultramáficas do Complexo Santo Antônio de Pirapetinga.
Com relação à análise de difratometria de raios X de resíduos da digestão, observou-se a
predominância de quartzo, caulinita e moscovita. Este resultado era esperado, uma vez que a digestão de
água régia não é eficiente para a dissolução de silicatos. Em algumas amostras, observou-se a presença de
hematita no resíduo.
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia do
Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
68
A)
B)
B2 10-16
T1- 40-48
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007
69
C)
D)
Figura 4.4: Difratograma de raio X representativo do grupo de minerais predominante em a) terraço T1 (dravita,
talco, etc.); b) perfil de “cutbank” B2 (clinocloro, caulinita, etc); c) perfil de “cutbank” B6 (gibbsita, caulinita,
muscovita, etc); c) perfil de “cutbank” B1 (magnetita, hematita, ilita e goethita, etc)
B6 140-156
B1 39-54
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia do
Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
70
4.4- CARACTERIZAÇÃO DE ARGILO-MINERAIS EM SEDIMENTOS FINOS
Como visto anteriormente, ocorre na área estudada, expressivos depósitos de sedimentos finos
transportados em suspensão pelo ribeirão do Carmo e depositados em planícies de inundação que ocorrem
com frequência a partir do distrito de Bandeirantes em direção à oeste. Grande parte destes sedimentos
apresenta em sua constituição quantidades apreciáveis de argilo-minerais, que devido à sua alta
capacidade de troca catiônica, caracterizam-se como importantes capturadores e mobilizadores de metais
pesados de elevada toxicidade como As, Cd, Pb, Cr entre outros.
As argilas de depósitos fluviais têm origem nos solos e rochas, transportados principalmente como
sólidos em suspensão e depositados nos ambientes de deposição das bacias hidrográficas, caracterizados
na área estudada principalmente por planícies de inundação e terraços aluviais. A composição
mineralógica das argilas é influenciada pelas características geológicas (rocha-fonte), pelo clima e pelas
condições hidrológicas. (Gomes 1982; Resende et al 2002). Vale ressaltar, que na área estudada sendo
caracterizada pela exploração aurífera secular, grande parte destes sedimentos equivalem a produtos de
erosão, lixiviação e mobilização de solos e rejeitos de antigas minerações de ouro.
A global distribuição de argilas dos solos e sedimentos mostra correlação com as zonas climáticas,
onde as camadas silicatadas 1:1 dominam em climas úmidos e camadas silicatadas e cloritas 2:1 são mais
importantes em clima seco. A distribuição da argila é fortemente afetada pelas condições de drenagem e
conseqüentemente à precipitação e distribuição das zonas climáticas: gibbsita e caulinita são indicativas de
boa drenagem enquanto que as smectitas são indicativas de drenagem pobre (Shotyk 1998).
A caracterização dos argilo-minerais foi realizada através da técnica de difratometria de raios X
em amostra normal, glicolada e aquecida, de minerais com granulometria abaixo de 2µm.
A investigação de caracterização mineralógica da fração argila realizou-se principalmente em
perfis que apresentaram grandes espessuras de materiais finos como o perfil B3 e perfil T1, caracterizado
por intercalações de sedimentos silto-argilosos interpretados como depósito de “overbank”.
A partir de difratogramas de raios-X da fração argila de sedimentos finos dos perfis T1, B3 e B7
foram identificadas as assembléias mineralógicas, compostas essencialmente pelos minerais: caulinita (K),
ilita (I), goethita (G) e gibbsita (Gib). Argilo-minerais como interestratificado de ilita - esmectita (I/S)
cristais de quartzo foram identificados nos perfis B3 e T1, e o talco foi identificado somente no perfil B3
(figuras 4.5, 4.6, 4.7 e 4.8).
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007
71
Vale ressaltar a existência de interestratificado de ilita-esmectita, entre os argilo-minerais
investigados nos sedimentos aluviais da bacia do ribeirão do Carmo, como pode ser visto nos
difratogramas dos argilo-minerais dos perfis B3 e T1 (Figuras 4.5, 4.6 e 4.7).
Os interestratificados representam estados metaestáveis ou de transição que se verificam na
evolução ou transformação de um mineral em outro(Gomes 1982).
Os cristais de esmectitas (montmorilonitas) são de dimensões muito reduzidas (dimensão média
0,15 µm), apresentam em geral espessuras mais finas que a ilita e caulinita e limites irregulares. Entre as
camadas estruturais existem moléculas de água coordenando cátions trocáveis, que podem dar lugar a
moléculas orgânicas. O espaço entre camadas estruturais adjacentes pode variar de 10 a 17,5 A. A
substituição por etileno-glicol (ou glicerol) expande a estrutura das smectitas, permitindo a identificação
destes minerais (Eslinger et al 1988).
A elevada capacidade de troca catiônica evidenciada pelas esmectitas advém do alto grau de
substituição isomórfica. Os cátions de troca mais comuns são Na, Ca e Mg (Gomes 1988). Por estas
características, as smectitas tem propriedades de sorção (absorção adsorção) de metais no ambiente
hídrico. A fórmula cristaloquímica geral pode exprimir-se do modo seguinte [(Al
,
Fe
3+
) (Fe
2+
, Mg)]
[Si
x
Al
x
] O
10
(OH)
2
.nH
2
O.
A fase interestratificada de ilita/esmectita foi identificada por ocasião de uma reflexão larga em
torno de d=14 Å e d= 10,2 Å, a qual se expandiu em presença de etileno-glicol e diminui rapidamente a
10Å com aquecimento a 550
o
C. A ilita foi identificada pela reflexão estreita correspondente a 10 Å.
Os minerais do grupo da ilita (K, H
3
O)Al
2
Si
3
AlO
10
(OH)
2
são freqüentes nas argilas estudadas. As
suas estruturas assemelham-se às das micas macroscópicas, das quais derivam em regra, por divisão física
e alteração química (Gomes 1988). A morfologia das ilitas no microscópio eletrônico evidencia lamelas de
forma alongada e bordos irregulares, com diâmetros 0,1-2 µm . Na área de estudo, as ilitas são freqüentes
nos sedimentos da fração argila principalmente dos perfis B3, T1 e B7.
De acordo com o estudo de Dornelles (1998) a caulinita apresenta correlação positiva com os
elementos Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, e Zn, evidenciando expressiva afinidade entre a caulinita e estes
elementos.
No caso da origem da caulinita em regiões tropicais, a intensa precipitação e sua distribuição
regular, ao longo do ano levariam, nos solos continentais, à existência de soluções de solo desprovidas de
sílica e bases, favorecendo a formação deste argilomineral (Prada-Gamero et al 2004). A caulinita seria
então transportada pelos sistemas fluviais. Este processo define uma origem alóctone da caulinita.
As esmectitas, segundo (Prada-Gamero et al 2004), podem-se formar a partir da transformação de
micas ou então diretamente da solução do solo. O autor destaca que, para que haja a transformação da
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia do
Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
72
mica em esmectita, o meio deve ter baixas concentrações de K
+
, o que não é observado nas condições do
estudo em questão. Por outro lado, a caulinita em condições de pH acima de seis e em meios concentrados
(especialmente em Si(OH)
4
e Mg) sofre ressilicatização, transformando-se em esmectitas
(montmorilonitas) (Prada-Gamero et al 2004).
O aporte deste argilo-mineral (esmectita) seria por meio dos sistemas hídricos atuantes (sistema
fluvial) o que definiria as esmectitas detritais (Prada-Gamero et al 2005), que estaria associada
principalmente no transporte de sedimentos em suspensão, por constituir-se por finos e pequenos cristais.
Vale ressaltar que a natureza da rocha mãe, através da composição mineral e da textura, também
influencia nos processos e produtos de meteorização. A montmorilonita desenvolve-se bem nos produtos
de meteorização de rochas básicas (basalto, gabros anortositos e gabros). Na área de estudo, as rochas
básicas ocorrem principalmente no Grupo Nova Lima e no Complexo Santo Antônio de Pirapetinga.
Provavelmente, os produtos de meteorização presentes em partículas de solos e sedimentos destas rochas,
são transportados e depositados nas planícies de inundação, com características similares aos depósitos de
cutbank B3.
Em contrapartida, a caulinita forma-se a partir do produto de meteorização de rochas ácidas
(gnaisses, granodioritos, granitos) e em locais de drenagem eficientemente boa, para que os produtos de
meteorização empobreçam em sílica e metais alcalinos e calco-alcalinos e enriqueçam em alumínio.
A geomorfologia influencia fortemente a meteorização porque faz variar a razão
infiltração/descarga de água e a velocidade de percolação da água. Nas regiões consideradas planas, como
são as áreas de deposição da região estudada, a água pode ficar retida em zonas mais depressivas durante
longo tempo, de forma a concentrar os produtos de lixiviação, como os metais alcalinos e calco-alcalinos
(Gomes 1988) que associado ao aumento do pH, pode proporcionar a. neoformação de smectitas in cito
(autóctone). A neoformação pode ser considerada como a transformação resultante das modificações
químicas, físicas e mineralógicas pré existentes e herança resultante da divisão física de minerais argilosos
pré existentes.
A gibbsita e a goethita sugere a ocorrência do processo de alitização, correspondente à remoção
completa dos cátions básicos e da sílica, com concentração residual de Al e Fe respectivamente. Em
terraços mais antigos como T2 enriquecidos em gibbsita, este processo pode ocorrer in situ. No entanto, é
em sedimentos de “cutbank” e até mesmos nos terraços aluviais, é mais provável a ocorrência de goethita
e gibbsita transportada (autigênica), de maneira que o processo de meteorização provavelmente tenha
ocorrido na área fonte, associado principalmente aos solos e lateritas da região.
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007
73
A presença abundante de óxidos e hidróxidos de ferro e alumínio e argilas (principalmente
os argilo-minerais expansivos como as esmectitas) nos depósitos sedimentares estudados
favorecem a ocorrência de processos de sorção de metais de elevada toxicidade como o arsênio e
cádmio, na bacia do ribeirão do Carmo.
Nos argilo-minerais expansivos (argilas 2:1 como as esmectitas e ilitas), os grupos funcionais
podem ocorrem nos espaços entre as camadas octaédricas presentes nas estruturas cristalinas, formando
complexos de absorção. Os interestratificados de ilita/esmectita são mais susceptíveis á uma dinâmica de
sorção e desorção mais intensa, de forma que, variações nas condições físico-químicas, podem interferir
na capacidade de adsorção e retenção destes metais.
Figura 4.5: Difratograma de raios X de minerais de argila de sedimentos finos do terraço T1, mostrando a presença
de interestratificado de ilita/esmectita (I/S), ilita (I), caulinita (K), gibbsita (Gib), goethita (G) e quartzo (Q).
5 10152025303540
I/S
I
K
Gib
K
G
K
Q + I
G
K
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia do
Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
74
Figura 4.6: Difratograma de raios X de minerais de argila de sedimentos finos do perfil de “cutbank” B3 (localidade
de Bandeirantes), mostrando a presença de interestratificado de ilita/esmectita (I/S), ilita (I), caulinita (K), gibbsita
(Gib), goethita (G) e quartzo (Q).
Figura 4.7: Difratograma de raios X de minerais de argila de sedimentos finos do perfil de “cutbank” B3, mostrando
a presença de interestratificado de ilita/esmectita (I/S), talco (T), ilita (I), caulinita (K), gibbsita (Gib), goethita (G) e
quartzo (Q).
5 10152025303540
I/S
I
K
Gib.
G
K
Q+I
K
G
K
5 10152025303540
I / S
T
K
Gib
G
K
I
K
G
K
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007
75
Figura 4.8: Difratograma de raios X de minerais de argila de sedimentos finos do perfil de “cutbank” B7 (Acaiaca),
mostrando a presença de interestratificado de ilita (I), caulinita (K), gibbsita (Gib) e goethita (G).
4.5- INVESTIGAÇÃO MINERALÓGICA POR MEV-EDS ASSOCIADOS
PRINCIPALMENTE A ESTRATOS RICOS EM CASCALHOS.
Foram realizadas a microanálise mineralógica total de sedimentos ricos em cascalhos dos perfis
B1, B2, B5, B6 e T1.
Minerais importantes como a turmalina – dravita pode ser observada nos perfis B1 e B6 (prancha
1-microfotografia 4.1a e 4.1b e prancha 5 – microfotografia 4.16). A dravita, considerada como mineral
traçador na mineralização de ouro da Mina de Passagem, principalmente ao ouro que ocorre em
turmalinitos, aparece neste trabalho como indicativa da área fonte, favorecendo a hipótese de que estes
sedimentos, estariam diretamente associados à exploração aurífera de áreas fontes, a exemplo de
Passagem de Mariana.
A cianita, também ocorre com freqüência nas encaixantes da mineralização aurífera, e
conseqüentemente nos sedimentos investigados, a exemplo dos perfis B1 e B2 (prancha 1-
microfotografias 4.2a e 4.2b). No caso dos sedimentos do perfil B2, este aluminosilicato ocorre associado
a minerais ricos em Cu como a calcopirita, adsorvida na superfície da cianita.
Na investigação mineralógica de estratos cascalhosos observou-se com freqüência, diversos
cristais de magnetita e hematita com fraturas e cavidades preenchidas com uma massa de argilo-minerais e
5 10152025303540
I
K
Gib
G
K
I
G
K
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia do
Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
76
óxi-hidróxidos de ferro que contém quantidades expressivas de arsênio (chegando aproximadamente a 6 %
de arsênio nas análises pontuais de EDS), Cu e Zn. A magnetita associada ao preenchimento de fraturas
com esta massa argilosa rica em arsênio, geralmente apresenta cores claras nas imagens de MEV (prancha
1 - microfotografias 4.3a e 4.3 b e prancha 3 – microfotografia 4. 9).
Esta massa argilosa enriquecida em As, Cu, Zn ocorre também em outros minerais como a cianita
e feldspatos (prancha 1- microfotografia 4.2 e prancha 3-microfotografias 4.10 a e b).
Pequenos cristais de sulfetos como calcopiritas alteradas (prancha 2 – microfotografia. 4.6 b e
prancha 3 – microfotografia 4.7 a e 4.7b), galena (prancha 3, microfotografias 4.8), arsenopirita (prancha
4, microfotografias 4.11 e 4.13) e também minerais como barita (prancha 2 , microfotografia 4.5a e 4.5b) e
goethita rica em As (prancha 3-microfotografias 4.12 e 4.13) puderam ser observados em sedimentos.
Minerais importantes com relação à dinâmica e mobilização de metais pesados puderam então ser
observados pela técnica de microscopia eletrônica (MEV-EDS), como a arsenopirita, calcopirita, galena
e goethita com alto teor de As.
De acordo com Bowell et al (1994), nos solos e sedimentos sob condições superficiais, oxidantes e
úmidas, o As liberado pela oxidação dos sulfetos pode levar a formação de minerais de arsênio como a
goethita rica em As ou escorodita (FeAsO
4
.2H2O) como descrita na área fonte da bacia estudada por
Borba (2002) , ou liberado para a mobilização em solução de águas superficiais e subterrâneas. Nestes
casos, os compostos de As podem ser adsorvidos por oxi-hidróxidos de Fe, Al e argilominerais como
caulinita, ilita e esmectita presentes em solos e sedimentos (Smedley & Kinniburgh 2002), ou permanecer
solúveis, causando um sério risco ambiental para a qualidade das águas superficiais e subterrâneas.
Vale ressaltar que no presente estudo, não foi observada a presença de escorodita em sedimentos
de planícies e terraços do ribeirão do Carmo, mas observam-se processos de dissolução de arsenopirita e a
presença de goethita ricas em As. De acordo com Borba 2002, em rochas e veios com carbonatos, a
exemplo das regiões de Antônio Pereira e Mina de Passagem os minerais secundários de As possuem Ca
como constituinte (yukonita, kolfanita) ou como impureza. O pH alcalino do ambiente dificulta a
formação de escorodita, levando à formação de arsenatos de ferro com baixa cristalinidade, tendo Ca e S
em menores quantidades (Borba 2002) facilmente solúveis. Este As pode ser adsorvida pela goethita ou
também pode incorporar à estrutura da goethita.
A oxidação da arsenopirita em rochas sem carbonato (a exemplo das áreas das antigas minas da
Serra de Ouro Preto) leva a formação de escorodita. Em subsuperfície, com um regime mais restrito de
circulação de águas, pode haver a dissolução incongruente da escorodita dando origem a goethita rica em
As (Borba 2002). A presença de goethita rica em As nos sedimentos pode indicar contribuição de
sedimentos ricos em arsenopirita da Serra de Ouro Preto.
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007
77
4.6- CONSIDERAÇÕES FINAIS
O alto curso do rio do Carmo está inserido num domínio de serras caracterizadas por extensas
mineralizações de ouro encaixadas em quartzitos, itabiritos e xistos, portanto os rios que cortam as serras
seguem transportando sedimentos predominantemente constituídos por grãos de quartzo, hematita, cianita,
caulinita e moscovita, além de minerais acessórios como goethita, dravita e sulfetos para a bacia de
sedimentação do rio do Carmo. Além destes minerais, é provável que grande parte dos grãos de quartzo e
feldspato K e o produto de meteorização deste como a gibbsita são provenientes de rochas ígneas ácidas
representada na área de estudo por gnaisses de composição granítica e granodiorítica pertencente aos
complexos metamórficos.
Os argilo-minerais predominantes nos sedimentos estudados são caulinita e ilita, os quais
apresentam baixa capacidade de troca catiônica (tabela 7.1) em relação as esmectitas. Entretanto a
presença, mesmo em pequenas quantidades de esmectitas, que se caracterizam por elevada capacidade de
troca catiônica - CTC, pode favorecer trocas entre os elementos sorvidos e aqueles da coluna d’água.
Tabela 4.1: Valores de área específica e CTC de argilo-minerais
Mineral Estrutura Área específica (m
2
/g) Capacidade de troca catiônica (cmol/kg)
Caulinita 1:1 10-20 3-15
Ilita 1:1 70-120 10-40
Esmectita 2:1 700-800 60-150
FONTE: valores compilados por RUSSEL (1973) in RESENDE (2002)
Os sedimentos de depósitos de planície de inundação do Ribeirão do Carmo desempenham um
papel muito importante na avaliação de contaminação de mananciais. Eles refletem a qualidade ambiental
desta bacia, por posicionarem na interface de acumulação de sedimentos com concentrações elevadas de
metais pesados de elevada toxicidade como As e Cd e por estarem muitas vezes, posicionados numa zona
de variação do nível da água, estando sujeitos a variações periódicas das condições físico-químicas
favorecendo os mecanismos de sorção e desorção destes elementos.
A troca de íons na coluna d’água com o sedimento aumenta na fração argila (granulometria menor
que 2µm), não só pela existência de maior área superficial, como também porque nesta fração ocorrem
argilominerais de diferentes grupos como caulinita, ilita e, alguns com elevada troca catiônica como as
smectitas. Fatores como tamanho da partícula e grau de cristalinidade dos argilominerais influenciam a
sorção e a retenção de contaminantes como os metais As, Cd, Cr, Pb (Lemes et al. 2003).
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia do
Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
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Elementos como As, Cd, Cu e Zn disponíveis pela oxidação de sulfetos, provavelmente são
absorvidos ou adsorvidos em quantidades apreciáveis de óxi-hidróxidos de ferro e dos minerais de argila
presentes nos sedimentos, favorecendo um processo de retenção dos metais de elevada toxicidade. O
termo sorção é utilizado para definir a remoção de um soluto de uma solução através de processos de
adsorção ou absorção.
Como os sedimentos ocorrem a partir da dinâmica entre a água, solos e rochas de uma bacia,
influenciada também pelas atividades humanas, mudanças nas características físico-químicas da água são
esperadas, de maneira que os metais sorvidos pelos óxi-hidróxidos de ferro e minerais de argila que se
acumularam nas bacias de sedimentação estão sujeitos à liberação por desorção para águas superficiais e
subterrâneas. Vale ressaltar que devido à alta permeabilidade destes depósitos inconsolidados, considera-
se estreita a inter-relação com a água sub-superficial, de maneira que os mecanismos de sorção e desorção
de metais destes sedimentos podem comprometer a qualidade dos aqüíferos freáticos.
As mudanças de pH e Eh (potencial redox) e a presença de quelantes orgânicos pode aumentar a
disponibilização de metais para a água, favorecendo processo de desorção (Borba 2002). O lançamento de
esgoto pode então favorecer a disponibilização dos metais no sistema hídrico.
A dissolução de minerais de arsênio como a arsenopirita dispostos em pilhas de rejeitos e a
lixiviação natural de solos e sedimentos de aluviões, com enriquecimento secundário de As em minerais
como goethita rica em As e argilo-minerais como iterestratificados de ilita – esmectita entre outros pode
então tornar os sedimentos aluviais em fonte permanente de contaminação.
Entre as técnicas propostas para a remoção de As presentes em afluentes aquosos destaca-se a
adsorção em substratos inorgânicos por ser considerado de maior acessibilidade econômica, sendo uma
opção para remoção e imobilização deste elemento (Ladeira 1999). Entre os constituintes inorgânicos
investigados na literatura com respeito à capacidade de sorção de As, ressaltam-se os argilo-minerais
(Griffin 1997) e os óxidos de ferro (Fendorf et al, 1997). Estes materiais estão presentes em solos e
sedimentos da região investigada bem como em várias regiões do território brasileiro e muitas vezes
ocorrem como ativadores de um processo de remediação natural em áreas contaminadas.
A sorção do arsênio disponível em condições oxidantes por óxi-hidróxidos de ferro e argilo-
minerais, apresenta importância significativa para a minimização da contaminação das águas superficiais e
subterrâneas da bacia do Rio Doce. Entretanto, a desorção do arsênio pode ocorrer, de forma que os
sedimentos aluviais se tornem fontes secundárias deste elemento para os recursos hídricos.
A mobilização de metais pesados a partir do material em suspensão e sedimentos de planícies de
inundação é potencialmente perigosa, não somente para o ecossistema, mas também para os suprimentos
de água potável. Esta mobilização ser potencializada, devido:
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007
79
1- Elevada concentração salina (Lemes et al 2003), principalmente em corpos receptores de águas
provenientes de mineração de ferro, como o rio Gualaxo do Norte, devidos ao lançamento quantidades
apreciáveis de soda cáustica em seus afluentes, pela qual os cátions podem competir com íons de metais
tóxicos sorvidos nas partículas sólidas.
2- Mudanças da condição redox, geralmente associada à diminuição do potencial de oxigênio a exemplo
da eutrofização (Lemes et al. 2003), e que pode ser causado pelo lançamento de esgotos. Neste caso,
hidróxidos de ferro e manganês podem ser parcialmente ou completamente dissolvidos, liberando parte
dos metais incorporados e sorvidos como Cu, Zn, Cr e As.
3- Aumento de uso de agentes naturais e sintéticos, os quais podem formar complexos solúveis de alta
estabilidade com metais que encontram sorvidos a partículas sólidas (Lemes et al 2003).
4- Eventuais queda de pH, dissolvendo carbonatos e hidróxidos, modificando a desorção dos cátions
metálicos devido à competição com íons H+ (Lemes et al 2003). Além destes processos, pelos quais os
metais podem ser disponibilizados dos sedimentos para a coluna d’água, para os animais ou para as
plantas, existem a possibilidade de transformação por processos bioquímicos como a metilação do As por
bactérias, que poderá ser investigados em trabalhos futuros.
Os sedimentos são componentes importantes em estudos ambientais de uma bacia hidrográfica,
pois além de caracterizarem-se como depósitos geoquímicos de metais tóxicos, controla também o
transporte e a disponibilidade destas substâncias para a hidrosfera, atmosfera e a biota. A presença de
metais tóxicos no ambiente possibilita a bioacumulação e biomagnificação na cadeia alimentar,
proporcionando distúrbios nos processos metabólicos dos seres vivos (Wetzel 1983). Deste modo, a
poluição de solos e sedimentos por metais pesados tem sido reconhecido como um sério problema
ambiental, podendo ter riscos ainda desconhecidos para a saúde de gerações presentes e futuras.
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia do
Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
80
PRANCHA 1
Microfotografia 4.1- Imagens de MEV_EDS de um cristal de turmalina do tipo dravita 4.1 a, variedade escura rica
em Mg, mostrando o hábito prismático típico deste mineral. A microfotografia 4.1 b mostra uma inclusão de ilmenita
na turmalina. As imagens refere-se à amostra do sedimentos de canal do perfil B1 – 54 a 6 1 cm
Microfotografia 4.2- - Microfotografia de MEV_EDS, mostrando um cristal de cianita de sedimentos de fácies de
canal do perfil B2, com adsorção na superfície de pequenos cristais claros caracterizados como sulfetos de cobre -
calcopirita .
Microfotografia 4.3- - Microfotografia de MEV_EDS, mostrando um cristal de magnetita de hábito octaédrico
típico, apresentando planos de fraturas com uma massa de percolação de cor clara, constituída por aluminosilicato
rico em ferro e com traços de As. A microfotografia 4.4 b, mostra esta textura da magnetita, caracterizando a massa
de alteração percolando as fraturas da magnetita. A imagem refere-se à amostra de sedimentos da fácies de canal do
perfil B6 30 a 44 cm.
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007
81
PRANCHA 1
4.1a
)
4.1b
)
4.2a
)
4.2b
)
4.3a
)
4.3b
)
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia do
Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
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PRANCHA 2
Microfotografia 4.4- Imagens de MEV_EDS de um cristal de óxido de ferro provavelmente hematita, com planos
de fraturas (4.4 a) preenchidos por pequenos cristais, dentre os quais se destacam minerais lamelares alongados
caracterizados como caulinita (4.4 b). A imagem refere à amostra de sedimentos de canal do perfil B1 – 54 a 6 1
cm.
Microfotografia 4.5- Imagens de MEV_EDS de uma massa argilosa constituída por pequenos cristais, dentre os
quais se destaca um cristal barita (.5 a), com o hábito cúbico típico. A imagem refere à amostra de sedimentos de
canal do perfil B1 – 54 a 6 1 cm. O difratograma de raios X elementar mostra o espectro obtido por EDS da barita
(7.5b).
Microfotografia 4.6- Cristal de dravita com hábito prismático (7.6a) presente em sedimentos de fácies de canal do
perfil B2, apresentando na sua superfície um cristal de calcopirita com superfícies descontínuas (7.6b) evidenciando
processos de desintegração.
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007
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PRANCHA 2
4.4 a) 4.4 b)
4.5 a) 4.5 b)
4.6 a
)
4.6
b
)
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia do
Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
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PRANCHA 3
Microfotografia 4.7- - Microfotografia de MEV_EDS, mostrando um aglomerado, uma massa de argilo-minerais e
óxidos de ferro, dentre os quais se destacam cristais de calcopirita enriquecida em Zn passando por processos de
corrosão nas bordas e evidências de alteração. As imagens referem-se à amostra de sedimentos de canal do perfil B6
– 30 - 44cm.
Microfotografia 4.8- - Microfotografia de MEV_EDS, mostrando um cristal de quartzo apresentando na sua
superfície um pequeno cristal brilhante de galena. A imagem refere à amostra de sedimentos de canal do perfil B5 –
80 a 83 cm.
Microfotografia 4.9- - Microfotografia de MEV_EDS, mostrando um cristal de magnetita apresentando na sua
superfície texturas de alteração com cavidades e pequenas fraturas preenchidas por uma massa de argilo-minerais e
minerais alterados como uma calcopirita com traços de chumbo. A imagem refere à amostra de sedimentos de fácies
de canal do perfil B6 – 30 -44 cm.
Microfotografia 4.10- Microfotografia de MEV_EDS, mostrando um cristal de feldspato (nefelina) com fraturas
preenchidas por ripas claras, constituídas principalmente por óxi-hidróxidos de ferro e manganês com traços de
arsênio. apresentando na sua superfície texturas de alteração com cavidades e pequenas fraturas preenchidas por
uma massa de argilo-minerais e minerais alterados como uma calcopirita rica em chumbo. A imagem refere à
amostra de sedimentos de fácies de canal do perfil B6 – 30 -44 cm.
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007
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PRANCHA 3
4.7 a
)
4.7
b
)
4.8
)
4.9
)
4.10 a
)
4.10 b
)
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia do
Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
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PRANCHA 4
Microfotografia 4.11- Microfotografia de MEV_EDS, mostrando um cristal de arsenopirita com hábito botrioidal e
alvéolos de dissolução. As imagens referem-se à amostra de sedimentos de canal do perfil B6 – 0 a 14 cm.
Microfotografia 4.12- Microfotografia de MEV_EDS, mostrando um cristal de goethita rica em As (0,6 %), com
textura apresentando cavidades de dissolução e hábito botrioidal As imagens referem-se à amostra de sedimentos de
estratos areanosos do perfil T1 – 120 a 139 cm.
Microfotografia 4.13- Microfotografia de MEV_EDS, mostrando um cristal de arsenopirita, com inúmeras fraturas
e cavidades de corrosão, associada à goethita rica em As que ocorre precipitada na porosidade secundária da
arsenopirita. As imagens referem-se à amostra de sedimentos de estratos areanosos do perfil T1 – 120 a 139 cm.
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007
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PRANCHA 4
4.12 a) 4.12 b)
4.11 a
)
4.13 a) 4.13 b)
4.11 a)
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia do
Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
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PRANCHA 5
Microfotografia 4.14- Microfotografia de MEV_EDS, mostrando cristais de quartzo (cristais de cor cinza escura) ao
lado de um cristal de arsenopirita apresentando fraturas de corrossão e alvéolos de dissolução. As imagens referem-
se à amostra de sedimentos de estratos areanosos do perfil T1 – 120 a 139 cm.
Microfotografia 4.15- Microfotografia de MEV_EDS, mostrando um cristal de hematita com inclusão de pequenos
cristais de ouro paladiado . As imagens referem-se à amostra de sedimentos de estratos areanosos do perfil T1 – 120
a 139 cm.
Microfotografia 4.16- Imagens de MEV_EDS de um cristal de turmalina do tipo dravita , variedade escura rica em
Mg, mostrando o hábito prismático típico deste mineral. A imagem refere-se à amostra do sedimentos de canal do
perfil B6 – 30 a 44 cm
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007
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PRANCHA 5
4.14 a)
4.15 )
4.16 )
4.14 b
)
CAPÍTULO 5
ANÁLISE ESTRATIGRÁFICA E GEOQUÍMICA DOS PERFIS
5.1 – CONSIDERAÇÕES GERAIS
Será apresentado neste capítulo um estudo envolvendo a caracterização e a interpretação de
fácies sedimentológicas, bem como a associação das mesmas com a assinatura geoquímica vertical dos
perfis obtida a partir de análises químicas.
A planície de inundação é parte integral de rios naturais em áreas rebaixadas. Inclui um dos
mais produtivos habitats do mundo, dada a alta fertilidade do seu solo originada pela deposição de
sedimentos finos e ricos em matéria orgânica e nutriente (Andrew 1998), durante sucessivos pulsos de
inundações. Entretanto, os sedimentos finos de planície de inundação estão comumente associados a
altas concentrações de elementos químicos inorgânicos, tais como os metais pesados (Wolfenden &
Lewin 1978, Ansari et al. 2000). Em função de seu uso como área agrícola e pastagens, as planícies de
inundação caracterizam-se como locais a partir dos quais os poluentes podem ser introduzidos na
cadeia alimentar do próprio homem via solo, água e plantas. Representa um importante ecossistema,
caracterizado por uma permanente, mas irregular troca entre os meios aquáticos e terrestres.
A Figura 5.1 ilustra esquematicamente o posicionamento dos ambientes onde foram descritos os
perfis e coletados de sedimentos analisados no presente trabalho. Vale ressaltar que a amostragem em
locais diferentes no ambiente de planície de inundação reflete não só a diversidade de ambientes
geomorfológicos, mas também o modo e a velocidade de formação do mesmo, sua composição, sua
proximidade com fontes poluidoras e a diversidade de processos pós deposicionais, tais como
lixiviação e possíveis mudanças de nível freático. Ou seja, as unidades sedimentares depositadas ao
longo do tempo não são similares, tanto do ponto de vista estratigráfico como geoquímico e,
provavelmente, resultam dos processos na área fonte, do transporte, da combinação do modo e tempo
de deposição, alteração pós deposicional e retrabalhamento natural ou antrópico.
O processo de sedimentação inclui numerosos episódios de não deposição e erosão. Os perfis
estratigráficos estudados registram, obviamente, somente as camadas de sedimentos que foram
preservadas durante e pós o soterramento, sendo que outras camadas podem ter sido depositadas e
completamente removidas por erosão.
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia
do Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
92
Figura 5.1: Desenho esquemático mostrando a morfologia dos ambientes deposicionais onde foram coletados os
sedimentos estudados. PI1 e PI2: testemunhos coletados em planícies de inundação; B2, B3, B4, B5, B6 e B7:
cortes nos bancos do canal (“cutbank”); T1, T2 e T4: perfis de terraços aluviais.
As planícies de inundação e terraços aluviais desenvolveram-se devido à progressiva incisão
do canal. Este processo de evolução indica que a idade de deposição dos sedimentos dos bancos é mais
recente que a dos terraços aluviais. Ou seja, terraços altos são mais antigos que terraços baixos e estes
mais antigos que as planícies de inundação (Brewer & Taylor 1997). Assim sendo, no presente
trabalho, investigaram-se informações ou registros geoquímicos mais recentes em depósitos de
overbank recente (testemunhos PI1 e PI4), em perfis de cutbank (B1, B2, B3, B4, B5, B6 e B7) e
também no terraço T3, localizado na região de Monsenhor Horta, considerado tipicamente um
depósito tecnogênico. Os registros mais antigos foram observados em terraços aluviais elevados, ou
seja, nos terraços T1, T2 e T4 (Figura 5.1).
O estudo de estratigrafia procura caracterizar padrões de redistribuição sedimentar e
interpretar a natureza e efeito de um processo que não pode ser monitorado ou observado diretamente
num tempo pretérito ou recente (Walker & James 1994). Já a classificação padronizada dos depósitos
em pequena escala, reconhecendo vários tipos de estratificações e formas de leito em depósitos
aluviais, caracteriza as fácies de um determinado depósito sedimentar (Walker & James 1994).
A classificação das fácies sedimentares empregada no presente trabalho segue os critérios de
caracterização de fácies aluviais de (Walker & James 1994). e Davis Jr. (1983). A representação das
fácies com as respectivas estruturas sedimentares observadas podem ser vistas nos perfis das figuras
5.4 a 5.29.
Os canais dos rios são preenchidos por uma variedade de barras e formas de leito. As
estruturas sedimentares são produzidas pela migração destas formas de leito, cuja análise é importante
para o entendimento hidrodinâmico dos sistemas fluviais (Walker & James 1994). A Figura 5.2 mostra
o campo de estabilidade das formas de leito em função da velocidade do fluxo e da granulometria.
O estudo das fácies sedimentares do local vem contribuir para a interpretação dos ambientes
deposicionais do ribeirão do Carmo. Estes ambientes são registrados nos sedimentos depositados por
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007
93
meio de certas características, tais como, granulometria, composição mineralógica, estruturas e feições
sedimentares e assinatura geoquímica, que estão relacionadas aos processos que atuaram na área fonte,
no transporte e deposição dos grãos. Os locais onde foram descritos os perfis sedimentológicos para a
caracterização de fácies sedimentológicas e geoquímicas podem ser observados na Figura 5.3.
Figura 5.2: Campo de estabilidade das formas de leito, calculado para fluxo unidirecional em profundidade de
40cm (Fonte: Middleton & Southward in Castro 2005).
Devido à importância dos registros dos depósitos tecnogênicos associados à mineração de
ouro na região e à correlação existente entre estes depósitos e a assinatura geoquímica de elementos-
traço de grande interesse ambiental, como As, Cu e Zn, os critérios para distinção dos depósitos
tecnogênicos foram vistos com grande interesse e utilizados para a caracterização de fácies
tecnogênicas (fácies At e Ct). As interferências humanas nos estratos de sedimentos são detectadas a
partir de variações nas características sedimentares como ausência de matriz e na presença de
conglomerados estratigraficamente desordenados e de contribuições antrópicas tais como carvão,
escombros, tijolos, plásticos e materiais de ferro.
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007
95
5.2- ANÁLISE ESTRATIGRÁFICA E DISTRIBUIÇÃO VERTICAL DA
COMPOSIÇÃO GEOQUÍMICA DE TESTEMUNHOS DE PLANÍCIE DE
INUNDAÇÃO, DE DEPÓSITOS DE CUTBANK E TERRAÇOS ALUVIAIS DO
RIBEIRÃO DO CARMO
Neste estudo, realizou-se a caracterização sedimentológica, estratigráfica e geoquímica dos
sedimentos em depósitos de planícies de inundação (PI1 e PI4), em depósitos expostos nas paredes
erodidas dos canais (depósitos de cutbanks B1, B2, B3, B4, B5, B6 e B7) e em terraços aluviais (T1,
T2, T3 e T4). O mapa da Figura 5.3 mostra os locais onde foram coletadas as amostras.
Serão apresentados e discutidos também, os resultados da caracterização quali-quantitativa da
assinatura geoquímica total para cada perfil estudado, como pode ser observado nas figuras 5.5 a 5.7,
5.10, 5.12, 5.14, 5.16, 5.18, 5.20, 5.22, 5.24, 5.26, 5.28 e 5.30 Os resultados das análises de
composição química total são apresentados na Tabela 1 no Anexo 1.
Para cada perfil estudado, apresentam-se os gráficos com as assinaturas geoquímicas dos
elementos analisados por espectrometria de fluorescência de raios X. Buscamos, desta forma, a
correlação entre a assinatura geoquímica e as características sedimentológicas e mineralógicas de cada
perfil estudado, sendo possível obter informações relevantes quanto ao registro sedimentológico
fluvial referente à história da mineração, aurífera sobretudo. As concentrações anômalas dos
elementos, visualizadas nos gráficos, podem ter proveniência antropogênica principalmente
associados à exploração aurífera secular ou geogênica associadas a anomalias geológicas naturais.
5.2.1- Descrição estratigráfica e geoquímica das fácies sedimentares do
testemunho da planície de inundação PI1
O testemunho PI1 foi descrito e coletado na planície de inundação próxima à antiga fazenda
do Sr. João Ramos Filho, hoje propriedade do Sr. Camêlo, no distrito de Monsenhor Horta. O
testemunho foi obtido a 3m da margem direita do ribeirão do Carmo (figuras 5.3 e 5.4). O ponto de
coleta está posicionado de acordo com as coordenadas UTM 676400E e 7747605N (datum Córrego
Alegre).
Foram coletados 57 cm de testemunho. O estrato superior do testemunho, de 0 a 33 cm, é
caracterizado por sedimentos com colaração escura, com granulometria areia média de 0-12m cm e
silte-argilosa de 12-33 cm, com marcas de raízes e ricos em matéria orgânica (Figura 5.4). Nesta fácies
foram observados minerais como quartzo, moscovita, hematita, ilita, goetita e fraiponita. A parte
inferior do perfil, abaixo de 33 cm a partir da superfície, apresenta sedimentos finos e sem matéria
orgânica. Os minerais identificados são os mesmos do estrato superior.
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia
do Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
96
Com relação à assinatura geoquímica, o estrato superior entre 12-33cm apresenta valores
elevados de perda por calcinação (7,6%), em função de ser mais enriquecido em matéria orgânica e
argila. As concentrações de As (324mg/kg) e Cr (163mg/kg) também são relativamente elevadas. Vale
ressaltar que não foi obtida a composição total do intervalo 0-12cm do estrato, mas os dados de
composição parcial indicam concentrações anômalas de As (299 mg/kg), Cu (919 mg/kg), Zn
(466mg/kg) e Sr (4509mg/kg) que podem estar associadas ao enriquecimento em matéria orgânica
(figura 6.9).
Nos estratos inferiores, posicionados abaixo de 33 cm, observa-se incremento nas
concentrações de Al
2
O
3
, K
2
O, P
2
O
5
, Mn, Ba, Ni, Cr e perda por calcinação como mostra a Figura 5.5 .
De um modo geral, os sedimentos coletados em testemunhos de planície de inundação,
considerados recentes, apresentam elevadas concentrações de grande parte dos metais estudados.
Figura 5.4: Localização do local de coleta do testemunho de planície de inundação PI1(A), seguido de desenho
esquemático (B) e foto (C).
676
677
7748
7749
Área 3
B4,
A
r
g
i
l
a
A
r
e
i
a
f
i
n
a
Areia media
12
57cm
33
42
0
Perfil Pi
1
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia
do Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
98
5.2.2- Descrição estratigráfica e geoquímica das fácies sedimentares da planície
de inundação PI4
O perfil de planície de inundação PI4 também localiza-se próximo à antiga fazenda do Sr.
Camêlo, distrito de Monsenhor Horta, porém mais próximo da sede da fazenda. O testemunho foi
obtido a 13m da margem esquerda do ribeirão do Carmo (Figura 5.6A). O ponto de coleta está
posicionado de acordo com as coordenadas UTM 676438E e 7747515N.
Foram coletados 52 cm de testemunho. A parte superior do testemunho, até 21cm é
caracterizado por uma camada de areia média (14 cm) intercalada com silte e argila (7 cm). O estrato
arenoso sem coesão sugere uma origem recente para esses sedimentos. No intervalo entre 21 e 27 cm,
observa-se um estrato rico em silte, argila e matéria orgânica (Figura 5.6). Na parte inferior do
testemunho observa-se areia média (27-37 cm) e um estrato com intercalações de silte e argila (37-52
cm). Foram observados minerais como quartzo, caulinita, hematita, muscovita e cianita.
No ambiente de deposição estudado, o input de poluentes nos sedimentos e solos depende da
contaminação dos sedimentos em suspensão recente e da intensidade da sedimentação que é função da
velocidade do rio, topografia, vegetação e outros fatores (Friese et al. 2000). A acumulação de
sedimentos em bancos de rios é o mais sensível indicador de poluição em materiais de rios (Ciszewski
1998). Para investigar a assinatura geoquímica dos sedimentos recentes foram utilizados depósitos de
sedimentos finos recentes depositados na planície de inundação da região de Monsenhor Horta
(próximo ao PI4).
Nesta planície de inundação, foram coletados sedimentos recentes superficias (profundidade
de 20 cm) em uma malha de amostragem quadrada e regular com distância de 6 metros entre as
diferentes amostras (figura 5.6 B). As primeiras amostras foram coletadas no topo do banco do rio
(amostras FS2, FS4 e FS9) e possuem granulometria predominantemente arenosa. A 6,5 metros do
canal foram coletadas as amostras FS3, FS5 e FS8 e a 13,5 metros foram coletadas as amostras FS6 e
FS7, além do testemunho PI4 já descrito, todos caracterizados por intercalações de areia e silte-argila.
De maneira geral, ocorre o predomínio dos minerais, quartzo, moscovita, hematita e fraiponita.
Estes sedimentos podem ser considerados do tipo overbank que consistem em sedimentos em
suspensão depositados na planície de inundação quando a descarga da água excede a capacidade do
canal do rio. Parte destes sedimentos é depositada nos bancos dos rios (levees).
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007
99
Fgura 5.6: Localização do testemunho de planície de inundação PI4. A ortofoto 5.6 B mostra o posicionamento
da malha de amostragem dos sedimentos recentes de planície de inundação.
Com relação à assinatura geoquímica do testemunho de planície de inundação PI4 (Fig. 5.7),
observa-se que a parte superior do testemunho, até 21cm, caracterizado por depósitos de sedimentos
mais recentes, caracteriza-se por incremento nas concentrações de Cu (156mg/kg) e Zn (111mg/kg)
associado a sedimentos mais ricos na fração areia e de Fe
2
O
3
e MgO e perda por calcinação em
sedimentos mais ricos em argila (Figura 5.7). No intervalo entre 21 e 27 cm, observam-se
concentrações mais elevadas de Al
2
O
3,
P
2
O
5
, Mn, Co, Ba, Ni, Cr, S e perda por calcinação que deve
estar associado a um enriquecimento em matéria orgânica, (Figura 5.7). Observa-se um padrão
semelhante nos estratos mais argilosos dos intervalos 12-19cm e 21-27cm, caracterizados por
apresentarem concentrações mais elevadas dos elementos supracitados. No estrato argiloso entre 37-
52cm, observa-se um incremento na concentração de As (319 mg/kg) e TiO
2
.
Planície de
inundação
676
677
7748
7747
Perfil Pi4
A
r
g
i
l
a
A
r
e
i
a
f
i
na
Areia media
12
52
27
0
19
21
37
A)
B)
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007
101
Com relação à assinatura geoquímica dos sedimentos tipo “overbank”, as amostras coletadas
no topo da ombreira do rio (levee) FS2, FS4 e FS9, de granulometria mais arenosa e mais empobrecida
na quantidade de sedimentos finos silto-argilosos (Fig.5.8), apresentam concentrações relativamente
mais elevadas de Fe
2
O
3
(38,95%) e As (218mg/kg), Cu (72 mg/kg)e Zn (75 mg/kg). Neste caso é
provável que estes elementos estejam associados aos óxidos de ferro, predominantemente hematita,
que por serem mais pesados são depositados próximos ao canal durante as inundações.
Os sedimentos coletados mais distante do canal, equivalente à distância de 6,5m e 13,5m, são
sedimentos mais ricos em silte-argila que apresentam um incremento nos valores de perda por
calcinação e nas concentrações de Al
2
O
3
, MgO, P
2
O
3
, Mn, Ni, Cr e Ba (fig.5.8). Neste caso, estes
elementos apresentam concentrações mais elevadas por estarem associados à sedimentos finos, ricos
em argilo-minerais e matéria orgânica.
De acordo com Marron (1989), as ombreiras são zonas da planície de inundação de
acumulação de contaminantes, também propícias a constantes erosões. Neste trabalho esta maior
contaminação está associada somente aos elementos Cu, Zn e As que estão associados às partículas
mais pesadas de óxidos de ferro, cuja água de inundação tem mais dificuldade de transportar até
porções mais distais do canal sendo acumuladas nas ombreiras. Marron (1989) e Martin (2000)
afirmam que concentrações de metais são altas imediatamente na porção adjacente ao canal,
declinando com a distância do canal porque as partes mais distais da planície de inundação são menos
inundadas e também porquê as grandes inundações que são as que atingem estas zonas carreiam
poucos contaminantes devido ao efeito da diluição.
Deve se ressaltar também a influência da topografia na distribuição e concentrações de
elementos químicos. De acordo com Messner et al. (1994), lateralmente, a distribuição de metais
correlaciona-se com a distribuição de matéria orgânica e com a topografia. De acordo com este autor,
amostras coletadas próximo ao banco do rio não são mais contaminadas do que aquelas da franja da
planície de inundação, porque maior contaminação está associada à presença de matéria orgânica que é
maior na franja.
Em síntese, observou-se que maiores concentrações de elementos como Cr, Ni e Ba estão
associados às maiores quantidades de argilas e matéria orgânica que são transportados como
sedimentos finos em suspensão para porções mais distais do canal. Entretanto, os elementos como As,
Cu e Zn associados aos sedimentos mais pesados, apresentaram concentrações mais elevadas nas
ombreiras. Salienta-se neste caso, a influência da distribuição mineralógica na distribuição das
concentrações de metais nos ambientes de planícies de inundação.
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007
103
5.2.3- Descrição estratigráfica e geoquímica das fácies sedimentares do perfil de
cutbank B1
O perfil
cutbank B1 da parede erodida do canal do ribeirão do Carmo, localiza-se próximo ao
município de Mariana (Figura 5.3 e 5.9), num segmento do rio onde se observam planícies de
inundação pouco desenvolvidas. Neste segmento, o ribeirão desenvolve padrão meandrante somente
em áreas restritas. O ponto de coleta está posicionado de acordo com as coordenadas UTM 666642E e
7747922N.
A sequência descrita no perfil B1 (Figura 5.9) é constituída pelas fácies A, B, Ct e D. A fácies
A é caracterizada por granulometria areia fina a média, estratificação plano-paralela e por minerais
como quartzo, caulinita, moscovita, hematita e cianita, além da presença de ilita. A fácies B é
caracterizada por areia grossa e cascalhos, sendo bastante comum a ocorrência de quartzo, hematita e
turmalina (dravita) e sulfetos. A fácies Ct é caracterizada pelo depósito de cascalhos
estratigraficamente desordenado, com seixos decimétricos de quartzo, clastos de óxidos de ferro,
pobremente selecionados, e por depósito tectógeno composto por diversos sacos plásticos de origem
industrial. Análises de MEV indicaram a presença de cristais de dravita (prancha 1, microtografia 4.1),
hematita com fraturas preenchidas por massa argilosa constituída predominantemente por caulinita; e
também pequenos cristais de barita (prancha 2, microtografias 4.4a, 4.4b e 4.5). A Fácies D é
caracterizada por grãos de areia fina a média, sem estruturas sedimentares visíveis e pela presença de
minerais como
quartzo, hematita, moscovita, e caulinita.
A fácies A e D são interpretadas como depositadas em ambiente de barras de rios. A fácies Ct
origina-se por meio de uma deposição acumulada pela atividade garimpeira.
Figura 5.9: Perfil Estratigráfico B1 referente ao depósito de cutbank posicionado na área 1-Mariana.
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007
105
A assinatura geoquímica do perfil B1, como pode ser observado na figura 5.10, mostra picos
que refletem variações na assinatura geoquímica dos sedimentos. Observam-se concentrações
relativamente mais elevadas na fácies Ct (constituídas de areia grossa e cascalhos) de Al
2
O
3
(12,2%)
As (765 mg/kg), Cu (80mg/kg), Zn (82 mg/kg), Mn (5370mg/kg), Ba (623mg/kg), Cr (151mg/kg) e Ni
(90mg/kg) e mais baixas nas fácies A e D para estes mesmos elementos.
Já, a fácies A, constituída de areia média, apresenta concentrações mais elevadas de CaO
(0,50%), MgO (0,69%) and Co (42mg/kg). A assinatura geoquímica do Fe
2
O
3
mostra-se distinta já que
apresenta um máximo na fácies A no intervalo de 39-54cm (49%) e correlação negativa com grande
parte dos elementos. A fácies D, apresenta concentrações baixas, com exceção do SiO
2
, P
2
O
5
e TiO
2
que apresentam concentrações de 43,5%, 1450mg/kg e 1,37 mg/kg respectivamente.
O P
2
O
5
mostra um aumento de concentração da base para o topo, podendo refletir uma maior
contribuição de descargas oriundas de esgotos lançados no rio em direção aos estratos mais jovens.
As concentrações relativamente elevadas Cu, Ba e Zn e as anomalias de As, nas fácies B e Ct
parecem refletir a influência do garimpo, que retiram o ouro e concentram estes elementos nos
aluviões, ligados à pequenos cristais de barita, arsenopirita e calcopirita ou adsorvidos em minerais
como a goethita e óxi-hidróxidos de ferro. Estas anomalias podem ainda estar associadas a argilo-
minerais presentes nas fraturas dos grãos maiores de dravita e hematita.
Considerando que a draga de alcatruzes da Ouro Preto Gold Mines of Brazil Limited passou
no local na década de 80, lavando os aluviões, é possível que a fácies Ct e B deste perfil tenha
influência desta atividade. É evidente que as inundações reorganizam os estratos de cascalhos.
5.2.4- Descrição estratigráfica e geoquímica das fácies sedimentares do perfil da
parede erodida de canal (cutbank) B2
O perfil B2 da parede erodida do canal do ribeirão do Carmo localiza-se no distrito de
Bandeirantes (figura 5.3), sendo posicionado em um local com meandros de alta sinuosidade e com
planície de inundação extensa à margem esquerda do rio. O ponto de coleta está posicionado de acordo
com as coordenadas UTM 672796E e 7748729N.
A seqüência descrita (Figura 5.11) é constituída pelas fácies F, G, A, B e D. A fácies F é
formada por areia fina com laminações cruzadas por ripples milimétricas, sotoposta a um estrato de
areia média com alguns seixos dispersos, sendo constituída essencialmente por minerais como quartzo,
hematita, goethita e cianita. A fácies G é constituída por argila marrom avermelhada composta por
quartzo, moscovita, hematita, caulinita e clinocloro (Fig. 4.4b). Segue-se a fácies A, representada por
um set com estratificação plano-paralela constituído de areia, marcado por níveis de coloração cinza
escura, composto por quartzo, moscovita, hematita e caulinita. A fácies B é formada por areia muito
grossa com grãos milimétricos compostos por quartzo, sulfetos, caulinita, hematita e goethita. Esta
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia
do Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
106
fácies ocorre intercalada com a fácies D que é constituída por um conjunto de estratos de areia fina a
média. Os minerais presentes são quartzo, hematita, muscovita, caulinita, ilita e turmalina (dravita).
As fácies F, A, B e D podem ter sido depositadas em barras em pontal, sendo que a fácies B
caracteriza um aumento brusco da energia do rio ou uma influência indireta de atividades garimpeiras.
Os estratos argilosos da fácies G são interpretados como sendo a deposição de sedimentos em
suspensão no topo da barra.
Figura 5.11: Perfil Estratigráfico B2 referente ao depósito de cutbank posicionado na área 2-Bandeirantes.
B3
B2
R
i
o
d
o
C
a
r
m
o
67
2
67 3
67 4
77 49
77 48
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia
do Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
108
A análise da assinatura geoquímica do perfil B2, como pode ser observado na figura 5.12,
mostra que as fácies F e A apresentam, relativamente, baixas concentrações de todos os elementos,
com exceção do Fe
2
O
3
. A fácies G apresenta elevadas concentrações de Al
2
O
3
(21,44%), MgO (0,815
%), K
2
O (3,216 %), Na
2
O (0,304 %), P
2
O
5
(1930 mg/kg), Mn (7561 mg/kg), Ba (1090 mg/kg), Cr
(230 mg/kg), Ni (126 mg/kg), As (413 mg/kg) e valores elevados de perda por calcinação (9,23 %). O
elevado valor de perda por calcinação sugere que esta fácies foi depositada em lagoa de cheia ou bacia
de inundação sugerindo sua deposição em ambiente de lagoa de cheia, rica em matéria orgânica. A
presença de clinocloro nesta fácies e as altas concentrações de MgO, Cr e Ni remonta a uma área fonte
possivelmente associada a rochas ultramáficas presentes no Complexo Santo Antônio de Pirapetinga
ou das rochas do Supergrupo Rio das Velhas (vide mapa geológico em anexo).
Os elementos As, Zn e Cu apresentam concentrações crescentes da fácies F para A, sendo que
nos sedimentos grosseiros da fácies B observam-se concentrações anômalas de As, Cu e Zn (520
mg/kg, 2119 mg/kg e 966 mg/kg, respectivamente), que decrescem nos estratos arenosos da fácies D,
mais ricos em SiO
2
(42,9%), Na
2
O (0,16%), K
2
O (1,49%), Co (47mg/kg) e Ba (800mg/kg). Neste
caso, é nítida a correlação entre as anomalias de As, Cu e Zn com depósitos de sedimentos grosseiros
acumulados no canal provavelmente afetado pela atividade garimpeira.
As anomalias de Cu, Zn e As parecem estar associadas à acumulação de partículas pesadas
(sulfetos, dravita e oxi-hidróxidos de ferro e manganês) acumuladas com ouro, junto aos cascalhos,
nos canais fluviais. A presença de calcopirita nesta fácies presente em pequenos cristais nas fraturas de
dravita e cianita (prancha 1, microfotografia 4.2 e prancha 2, microfotografia 4.6) explica a anomalia
de 2119 mg/kg de Cu. A presença de goethita nesta fácies provavelmente leva ao processo de
adsorção do As, posteriormente à oxidação dos sulfetos presentes.
O mineral dravita, do grupo das turmalinas, presente na fácies B e D indica uma fonte
associada ao minério de ouro semelhante àquele encontrado na mina de Passagem , explicando
também as altas concentrações de As, Cu e Zn neste perfil.
5.2.5- Descrição estratigráfica e geoquímica das fácies sedimentares do perfil da
de (cutbank) B3
O perfil de cutbank B3, localiza-se também no interior do distrito de Bandeirantes (figura 5.3),
sendo o segmento caracterizado como de alta sinuosidade. O ponto de coleta está posicionado de
acordo com as coordenadas UTM 673303E e 7748704N.
Esta seqüência (Figura 5.13) é constituída, da base para o topo, pelas fácies U, D e G. A fácies
U é constituída por cascalho polimítico com seixos variando de 2 a 20 cm e matriz composta por
minerais de natureza ultramáfica como talco e clinocloro. Seguem-se sets de sedimentos finos formado
por intercalações de areia fina (D) e argilas (G). Com relação à fácies G observa-se um fragmento de
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007
109
carvão no intervalo entre 73 e 80cm e estruturas verticais escuras de origem pedogenética no intervalo
entre 49 e 73cm, que podem estar associadas à degradação e mobilidade da matéria orgânica dentro do
perfil.
Os sedimentos finos da fácies G apresentam uma mineralogia constituída por quartzo,
muscovita e argilo-minerias constituídos por caulinita, ilita, interestratificado de ilita/esmectita e
hidróxidos como goethita e gibbsita.
Esta sucessão de fácies (U, D e G) é uma típica deposição em ambiente de canal abandonado
repentinamente (neck off). A fácies G rica em matéria orgânica confirma esta hipótese.
Figura 5.13: Perfil estratigráfico B3 referente ao depósito de cutbank posicionado na área 2-Bandeirantes
Perfil B
3
0
39
49
66
73
80
88
96
107
120
125
140cm
A
r
e
i
a
f
i
n
a
A
r
e
i
a
m
é
d
i
a
A
r
e
i
a
g
r
o
s
s
a
C
a
s
c
a
l
h
o
U
D
G
G
D
Solo
G
Vista da planície aluvial do ribeirão
do Carmo , distrito de Bandeirantes
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007
111
A análise da assinatura geoquímica do perfil B3, como pode ser observado na figura 5.14,
mostra que a fácies U depositada em ambiente de canal apresentou altas concentrações de MgO (6,78
%), CaO (0,32 %), Ni (513 mg/kg) e Cr (775 mg/kg) que podem estar associados a minerais como
talco e clinocloro que teriam como fonte as rochas máficas e ultramáficas provenientes tanto do
Complexo Santo Antônio de Pirapetinga como do Supergrupo Rio das Velhas (Figura mapa geológico
em anexo).
A assinatura geoquímica dos óxidos de Fe
2
O
3
e de P
2
O
5
e dos elementos As, Co, Cu, Zn, Ba e
Mn mostra um incremento de suas concentrações nas fácies arenosas e argilosas superiores em relação
às fácies inferiores.
A fácies argilosa (G), depositada em lagoa de cheia, apresenta concentrações mais elevadas
dos elementos Cu (73mg/kg), Zn (70mg/kg), Mn (4620 mg/kg), Ba (767mg/kg), Co (49mg/kg). Por
outro lado, as fácies arenosas (D) apresentam baixas concentrações destes mesmos elementos. A fácies
G (66cm-73cm), caracterizada pela concentração elevada de matéria orgânica, devido à alta perda por
calcinação (9,19 %) e pela presença de estruturas verticais negras associadas à maior degradação da
matéria orgânica em função da movimentação do lençol freático. A fácies G apresenta também valores
anômalos de Al
2
O
3
(22,55%) e As (579mg/kg). As anomalias principalmente de As nesta fácies
provavelmente estão associadas à matéria orgânica e sulfetos e também à presença de goethita e
argilo-minerais como interestratificado de ilita/esmectita, ilita e caulinita.
5.2.6- Descrição estratigráfica e geoquímica das fácies sedimentares do perfil de
cutbank B4
O perfil B4, referente à parede erodida do canal do ribeirão do Carmo, localiza-se no distrito
de Monsenhor Horta (Figura 5.3) , sendo caracterizado por ribeirão meandrante com alta sinuosidade e
com planície de inundação extensa nas duas margens do rio. O ponto de coleta está posicionado de
acordo com as coordenadas UTM 676257E e 7748455N.
A sequência estratigráfica do perfil B4 (Fig. 5.15) é constituída, da base para o topo, pelas
fácies G, F e A. A sequência tem início (base) com um conjunto de estratos de argilas avermelhadas
(fácies G) intercaladas com estratos de areia média com laminações cruzadas por ripples (fácies F).
No topo ocorre areia média com estratificações plano-paralelas (fácies A). A fácies G caracteriza por
minerais como quartzo, hematita, caulinita, moscovita, goethita e cianita e as fácies A e F
caracterizam-se por um enriquecimento em óxidos e hidróxidos de ferro como hematita, magnetita e
goethita, além de quartzo e outros minerais.
Os estratos arenosos (fácies A e F) devem-se, provavelmente, a pulsos de inundação
suficientes para transportar areia dos bancos ou mesmo dos canais para a planície de inundação com
depósitos semelhantes aos depósitos de avulsão. Em momentos de calmaria, provavelmente associado
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia
do Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
112
a depressões na planície de inundação (depósitos de bacia de inundação), são depositados os
sedimentos silto-argilosos da fácies G.
Figura 5.15: Perfil estratigráfico B4 referente ao depósito de cutbank localizado na área 3 - Monsenhor Horta.
A assinatura geoquímica do perfil B4, como mostra a figura 5.16 caracteriza-se por
concentrações relativamente mais elevadas nos estratos argilosos (fácies G) dos óxidos MgO, Na
2
O,
K
2
O, Al
2
O
3
, dos elementos Cu , Zn, Ba, Cr, Ni, Co e Mn e valores elevados de perda por calcinação
(LOI). Por outro lado, as concentrações são mais baixas nos estratos arenosos (fácies F).
Estes resultados mostram que os sedimentos argilosos da fácies G são ricos em argilo-
minerais e em matéria orgânica o que corrobora com a deposição destes sedimentos em depressões na
planície de inundação associados aos depósitos de avulsão e, provavelmente, condiciona as elevadas
concentrações de metais pesados nesta fácies. Os valores anômalos são observados principalmente
para Cu (273mg/kg), Zn (167mg/kg), Ni (220mg/kg), Cr (423mg/kg) e perda por calcinação (12,13%)
na fácies G de 27-29cm e P
2
O
5
(2240mg/kg), Ba (1453mg/kg), Mn (9047mg/kg), K
2
O (3.152%), LOI
(11,32%) e Al
2
O
3
(23,69%) na fácies G de 0-9 cm.
Na fácies A, foram determinadas concentrações relativamente baixas de todos os elementos
químicos, com exceção do ferro que apresentou elevada concentração (Fe
2
O
3
: 77,91 %) devido aos
minerais como hematita, goethita e magnetita presentes nestes estratos. A assinatura geoquímica do As
não mostra distinção com relação aos estratos arenosos e argilosos. No estrato argiloso de 27-29 cm,
onde foram caracterizadas concentrações elevadas da maior parte dos elementos, o As e Mn
apresentam-se com concentrações baixas (figura 5.16). Enfim, este perfil apresenta concentrações
baixas de As, em relação aos outros perfis de cutbank da área de estudo.
0
9
20
29
34
42
100
A
r
g
i
l
a
A
r
e
i
a
f
i
n
a
Areia me dia
G
F
A
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia do
Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
114
5.2.7- Descrição estratigráfica e geoquímica das fácies sedimentares do perfil de
cutbank B5
O perfil B5, referente à parede erodida do canal do ribeirão do Carmo, localiza-se espacialmente
no mesmo ponto do perfil B4 (Figura 5.3), mas verticalmente acima do perfil B4. Na região de
Monsenhor Horta observam-se as maiores planícies de inundação da área estudada. O ribeirão meandrante
apresenta alta sinuosidade. O ponto de coleta está posicionado de acordo com as coordenadas UTM
676257E e 7748455N.
Da base para o topo, a sequência de sedimentos do perfil B5 (Fig. 5.17) mostra uma
granodecrescência ascendente até 1,07m, tendo início com uma fácies Mt (0,8m), seguida pelas fácies At,
F, Ct e G. As fácies Mt e At são caracterizadas pela predominância de sedimentos areia grossa a muito
grossa com pouca matriz. A fácies Mt caracteriza-se por sets de estratificações cruzadas com espessura de
0,8m. Nas fácies Mt e At ocorrem minerais como quartzo, hematita, magnetita, goethita, dravita e
sulfetos. A fácies Ct, situada acima de 1,07m, é constituída por um estrato espesso de cascalho polimítico
com matacões e seixos centimétricos (5 a 20 cm) de quartzo, gnaisse e de óxidos de ferro (hematita,
magnetita) (vide croqui e fotos na figura 5.17). Observa-se a presença de objetos de natureza antrópica
(barra de ferro bastante oxidada). Esta fácies apresenta continuidade lateral (1 km) e mostra estratos
conglomeráticos bastante desordenados.
A fácies Mt é interpretada como fácies de canal. As estratificações cruzadas em sets de 0,8 m da
fácies Mt indicam uma profundidade do leito relativamente grande (acima de 0,8m). O excelente
selecionamento de grãos grossos e a pouca matriz nas fácies Mt e At não são esperados a partir de
processos naturais em sistemas fluviais. É provável que tenha havido um pré-selecionamento à montante
da área de deposição provavelmente pela atividade garimpeira (influência antrópica indireta). A fácies At
indica a presença de barras. Com a diminuição da energia do rio, não havendo mais competência para o
transporte de areia média, deposita-se a fácies F em ambiente mais calmo.
A fácies Ct confirma a influência antrópica no local. Neste caso, interpreta-se a seleção
apresentada pelos sedimentos deste estrato de cascalhos grosseiros como sendo gerado pela draga que
passou pelo local há cerca de 20 anos, causando entulhamento do canal (influência antrópica direta) com
acumulação de depósitos de cascalhos estéreis. A fácies G é considerada como deposição dos sedimentos
em suspensão após cessar o evento de inundação que possivelmente contribuiu para a reorganização da
fácies Ct.
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007
115
Figura 5.17: Perfil estratigráfico B5 referente ao depósito de cutbank posicionado na área 3 - Monsenhor Horta.
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007
117
A assinatura geoquímica do perfil B5, como mostra a figura 5.18 caracteriza-se por anomalias
de Cu (2113 mg/kg), Zn (913 mg/kg), As (438mg/kg) e Mn (9366 mg/kg) restritas à fácies At. (Figura
6.19). Estas anomalias de Cu, Zn e As provavelmente estão associadas a pequenos cristais de sulfetos,
como calcopirita e galena (prancha 3, microfotografia 4.8), que devem ser capturados por óxi-
hidróxidos de ferro e manganês após a oxidação destes sulfetos.
Concentrações elevadas de ferro são observadas em todo perfil, sendo bastante anômala na
fácies F (93,93% Fe
2
O
3
) e mostrando correlação negativa com outros elementos. A assinatura
geoquímica do Al
2
O
3
é semelhante à do Cr, Ba, Ni e MgO, ocorrendo uma diminuição das
concentrações na fácies F e um aumento nas fácies Mt, Ct e G. A fácies Ct apresenta altas
concentrações relativas de Al
2
O
3
(12,6%), MgO (0,64%), Cr (140mg/kg), Ba (424 mg/kg) e Ni (65
mg/kg).
Da base para o topo da seqüência ocorre uma diminuição das concentrações de As, que
apresenta valores máximos de 553 mg/kg na fácies Mt na fácies At. Observa-se boa correlação entre
As, Mn, Cu e Zn mostrando concentrações anômalas em sedimentos considerados antropogênicos,
relacionados as fácies Mt e At, constituídas por sedimentos grosseiros (areia grossa) e influenciados
(pré-selecionados) pelas atividades de garimpo, anterior ao período da dragagem, cujo registro é
evidenciado na fácies Ct sotoposta.
Os depósitos de cascalheiras com matacões da fácies Ct são atribuídos à atividade garimpeira
com utilização de equipamentos de maior porte (draga), como a que passou pelo local há cerca de 20
anos, causando entulhamento do canal. Este depósito de cascalhos de grande dimensão tem
continuidade lateral, de aproximadamente 1 km de extensão e as fácies inferiores contaminadas
principalmente com As, Cu e Zn também devem ocorrer nesta extensão.
5.2.8- Descrição estratigráfica e geoquímica das fácies sedimentares do perfil de
cutbank B6
O perfil B6, referente à parede erodida do canal do ribeirão do Carmo, localiza-se à jusante do
distrito de Monsenhor Horta, próximo à antiga fazenda do Sr. Nonô (fig.5.3). Nesta região o rio
apresenta-se com alta sinuosidade e planícies de inundação extensas nas duas margens do ribeirão do
Carmo. O ponto de coleta está posicionado de acordo com as coordenadas UTM 679652E, 7748279N.
A sequência estratigráfica do perfil B6 (Fig. 5.19) é constituída pelas fácies A, C, F e G. As
fácies A e C são formadas por areia muito grossa de cor laranja, oxidada, estando presente, além do
quartzo, dravita e óxi-hidróxidos de ferro, pequenos cristais de pirita, arsenopirita ( prancha 4,
microfotografia 4.11), calcopirita com traços de Zn e Pb (prancha 3, microfotografias 4.9 e 4.10)
associados as massas de argilo-minerais e hidróxidos de ferro e manganês presentes nas fraturas de
grão maiores. Observa-se nesta fácies seixos rolados decimétricos sub-angulosos a arredondados de
quartzo, dravita e hematita.
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia
do Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
118
A fácies F, como nos outros perfis, é caracterizada por ripples e pela presença de minerais
como quartzo, hematita, magnetita e caulinita. As fácies A e F são enriquecidas em óxidos e
hidróxidos de ferro como hematita, magnetita e goethita.
A fácies G é representada por um conjunto de estratos intercalados de argila bege e rósea,
constituída por minerais como
quartzo, hematita, caulinita, moscovita, goethita e cianita. Alguns níveis
são marcados por finas estratificações plano-paralelas. Na zona superior desta fácies observam-se
argila mosqueada e intraclastos de feldspato alterado. A seqüência a partir de 75 cm apresenta-se com
um enriquecimento do mineral gibsita juntamente com moscovita, quartzo e caulinita (figura 4.4 c) e
um empobrecimento em óxidos de ferro.
Esta seqüência é caracterizada por uma sucessão de fácies de canal de 0-44cm, de barra em
pontal de 44-75cm e de canal abandonado ou planície de inundação de 75 a 140cm (figura 5.19).
As fácies C e A caracterizam depósito de canal, sendo a fácies A depositada em barras sob
regime de fluxo superior. A fácies F caracteriza condições de baixa energia, provavelmente associadas
à porção de topo da barra. Capeando estes sedimentos, depositados em ambiente de barras, encontra-se
a fácies G, caracterizada por um espesso estrato de sedimentos argilosos depositados em ambiente de
planície de inundação. As diferenças de cores da matriz e o mosqueamento, observados na fácies G,
indicam desenvolvimento pedogenético restrito para esta fácies. É provável que o alto teor de argila
dos estratos superiores associado à alta saturação desta unidade impede a drenagem downward da água
de chuva e das águas de inundação sazonal impedindo o desenvolvimento pedogenético das fácies
inferiores (Kraus 1997).
Figura 5.19: Perfil estratigráfico B6 referente ao depósito de cutbank posicionado na área 4 - Monsenhor Horta.
C
T4
67 9
68 0
77 48
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia do
Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
120
Na assinatura geoquímica do perfil de cutbank B6, podem ser observados dois padrões
geoquímicos distintos como mostra a figura 6.20. O primeiro associado às fácies enriquecidas em óxidos
de ferro (fácies A, C e F) que mostram enriquecimento em Fe
2
O
3
, P
2
O
5
, As e Mn. A fácies A apresenta
concentração mais elevada de Cu (74 mg/kg) e Fe
2
O
3
(80,5%). A fácies C apresentou concentração
anômala de As (2871 mg/kg) e Mn (3440 mg/kg). As anomalias de As provavelmente são provenientes de
sulfetos como pequenos cristais de pirita, arsenopirita ( prancha 4, microfotografia 4.11), calcopirita com
traços de Zn e Pb (prancha 3, microfotografias 4.9 e 4.10) associados as massas de argilo-minerais e
hidróxidos de ferro e manganês, principalmente goethita, presentes nas fraturas de grão maiores.
Esta anomalia de As sugere contaminação proveniente de interferência antrópica indireta,
associada aos rejeitos enriquecidos em As provenientes das minas de ouro principalmente de Passagem de
Mariana, que eram lançados diretamente no ribeirão do Carmo desde o final do século XVII. Esses
rejeitos eram concentrados em ambiente de canal, muitas vezes em sedimentos grosseiros.
A fácies F apresenta concentrações relativamente elevadas de MgO (0,624 %), P
2
O
5
(1220 mg/kg), Ni (84
mg/kg) e Cr (190 mg/kg).
O segundo padrão está associado à fácies G, onde se encontra grande quantidade de sedimentos
finos, escassas quantidades de óxidos de ferro e presença de argilo-minerais como caulinita e gibsita. A
assinatura geoquímica da fácies G é totalmente distinta das outras fácies. Observa-se um enriquecimento
Al
2
O
3
(27,6 %) e K
2
O (1,98%) associados aos minerais caulinita e gibsita e ausência de minerais de ferro,
evidenciando uma mudança brusca no aporte de sedimentos. A rocha fonte deve ser enriquecida em
feldspatos, possivelmente associada às rochas gnáissicas do Complexo Metamórfico Santa Bárbara,
enquanto que as fácies inferiores A, F e B enriquecidas em óxidos de ferro estão associadas à rochas
supracrustais (Supergrupo Minas).
5.2.9- Descrição estratigráfica e geoquímica das fácies sedimentares do perfil de
(cutbank) B7
O perfil B7, referente à parede erodida do canal do ribeirão do Carmo, localiza-se à montante do
município de Acaiaca (figura 5.3). Nesta região o ribeirão apresenta-se com planície de inundação restrita
desenvolvendo-se somente na margem esquerda do ribeirão (figura 5.21). O ponto de coleta está
posicionado de acordo com as coordenadas UTM 691728E, 7748534N.
A sequência estratigráfica do perfil B7 (Figura 5.21) é constituída pelas fácies M, F, D, sendo
estas fácies constituídas, em todo o perfil, por areia média. As estratificações da fácies M e as laminações
cruzadas da fácies F são marcadas por níveis ferruginosos. A fácies D, no intervalo entre 161 e 207cm, é
composta por areia média avermelhada com vários intraclastos de feldspatos alterados. Na fácies F
detectou-se via difração de raios X a presença de zinvaldita (K(Al, Fe, Li) (Si
3
Al)O
10
(OH)F).
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007
121
Os constituintes mineralógicos destas fácies são representadas por hematita, magnetita, quartzo e
moscovita, além de argilo-minerais como ilita e goethita (Figura 4.8).
Esta sequência foi provavelmente depositada em ambiente de barras. As fácies D e F foram
desenvolvidas em condições de baixa energia ou baixa velocidade de fluxo (figura 5.2) capaz de
transportar areia fina a média sem estruturas ou com laminação cruzada por ripples. A fácies M, com
estratificação cruzada, desenvolveu-se sob condições mais energéticas.
Figura 5.21: Perfil estratigráfico B7 referente ao depósito de cutbank posicionado na área 5 – Acaiaca.
Com relação à assinatura geoquímica do perfil B7 (Figura 5.22), O perfil de cutbank B7
mostram concentrações relativamente mais elevadas de SiO
2
, MgO, Al
2
O
3
, P
2
O
5
, As, Cu, Zn, Ba, Mn,
Cr e Ni nas fácies D (50-70 cm). Especificamente, observam-se concentrações anômalas de As
(743mg/kg). Para Cr (207mg/kg) e Ni (114 mg/kg), nota-se concentrações mais elevada na fácies D,
constituída por silte, apresentando correlação com MgO (0,85%). É provável que as anomalias de Cr,
Ni e As estejam associadas à presença de minerais como ilita e goethita (Figura 4.8).
Com assinatura geoquímica distinta, o Fe
2
O
3
apresenta concentrações mais elevadas nas fácies
D e F, principalmente na fácies F (69% Fe
2
O
3
).
De maneira geral, observam-se correlações das assinaturas geoquímicas do As, Ba, Si, MgO,
Mn e perda por calcinação.
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007
123
5.2.10 - Descrição estratigráfica e geoquímica das fácies sedimentares do perfil do
terraço T1
O perfil do terraço T1 localiza-se próximo à fazenda do Sr. Camêlo, na entrada do distrito de
Monsenhor Horta (fig. 5.3). O ponto de coleta está posicionado de acordo com as coordenadas UTM
676272E, 7748135N.
O terraço T1 possui 2,20m de altura em relação ao nível da planície de inundação do ribeirão
do Carmo, que coincide com o nível da d´agua do lago subjacente ao terraço (Figura 5.23). Neste
ponto, o ribeirão do Carmo apresenta uma larga planície de inundação. Na base do perfil, observa-se
um lago formado pela atividade garimpeira de ocorrência típica neste local. O topo é limitado por uma
estrada de ferro desativada.
Da base para o topo, o perfil apresenta granodecrescência ascendente. As fácies presentes são
M, A, F, B, D e G, sendo as 5 primeiras fácies essencialmente arenosas (Figura 5.23). Vale ressaltar
que a fácies M e A se intercalam na parte inferior do perfil, encerrando com a fácies F, constituída por
laminação por ripples na altura de 148 cm. A fácies M caracteriza-se por sets de estratificação
cruzada decimétrica e a fácies A por sets de laminação plano-paralela. Os sedimentos destas fácies
apresentam uma mineralogia constituída predominantemente por quartzo, muscovita, dravita, talco e
hematita (figura 4.4 a). Vale ressaltar que foram observados na fácies A, pequenos minerais de
arsenopirita e goethita rica em As (prancha 4, microfotografias 4.12 e 4.13).
A partir de 1,48m, observa-se uma associação de fácies formada por sets representados pela
alternância de argila avermelhada (fácies G), e areia fina de cor bege alaranjada (fácies D). Vale
ressaltar a ocorrência na fácies G de argilo-minerais como interestratificado de ilita/esmectita, ilita,
caulinita e hidróxidos como goethita e gibbsita.
Observa-se a ocorrência do mineral dravita em grande parte das amostras de todo o perfil. O
mineral dravita presente no perfil deve indicar área fonte associada ao minério aurífero. No entanto,
evidências indicam que estes sedimentos foram depositados antes do ciclo do ouro. A idade deste
terraço obtida pela técnica de Luminescência opticamente estimulada foi de 2.200±200 anos atrás.
Naturalmente os terraços altos são mais antigos e no caso do terraço T1 não foram observadas
evidências de fácies afetadas direta ou indiretamente pela exploração aurífera antrópica.
O terraço T1 é uma seqüência de granodecrescência ascendente característica de barras em
ponta de rios meandrantes, sendo caracterizada na base pela fácies M com estratificação cruzada de
grande porte produzida por mega-ripples e seixos, caracterizando depósito de canal. A fácies A com
laminação horizontal é gerada em regime de fluxo superior. A fácies B, constituída de cascalho,
representa um regime de fluxo de maior energia, capaz de transportar e depositar estratos finos de
cascalhos nas barras.
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia
do Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
124
A fácies F, contendo laminação cruzada por ripples, representa condições de baixa
energia, próximo ao topo da barra. Esta seqüência é capeada por sedimentos finos (fácies G e D)
depositados como sedimentos em suspensão em planície de inundação.
Figura 5.23: Perfil Eestratigráfico T1 referente ao depósito de terraço aluvial posicionado na área 3 –
Monsenhor-Horta.
Figura 5.24: Diagramas mostrando a assinatura geoquímica da composição total de elementos maiores
e traços em correlação com o perfil do terraço T1
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia
do Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
126
Na assinatura geoquímica do perfil do terraço T1 são observados dois padrões geoquímicos
distintos, como mostra a figura 5.24. Um padrão mais uniforme, com concentrações mais baixas de
todos os elementos com exceção do ferro, para os primeiros 1,48 m da seqüência, que engloba as
fácies M, A, F e B. No caso do SiO
2
, Na
2
O, Al
2
O
3
, K
2
O, Ba e perda por calcinação, os valores não
mostram variações consideráveis nestas fácies, enquanto que para Fe
2
O
3
, MgO, P
2
O
5
, TiO
2
, As, Cu,
Zn, Co e Cr observam-se variações que refletem um controle granulométrico e, conseqüentemente, da
energia do rio e do ambiente de deposição. A fácies A apresenta elevadas concentrações de As
(723mg/kg) e Fe
2
O
3
(81 %). A fácies F apresenta altas concentrações de Fe
2
O
3
(72,6%), Mn
(4900mg/kg), As (678mg/kg), Cu (65mg/kg) e P
2
O
5
(930mg/kg). A fácies M apresenta altas
concentrações de Fe
2
O
3
(90,9 %), As (770mg/kg), Cu (102mg/kg) e Zn (57mg/kg).
O segundo padrão da assinatura geoquímica reflete um aumento significante das
concentrações dos óxidos e elementos, com exceção do Fe
2
O
3
e SiO
2
associado aos depósitos de
sedimentos finos de planície de inundação. Ainda nesta seqüência superior contendo sedimentos finos,
observam-se variações das concentrações dos metais que decrescem nos estratos de areia fina (fácies
D) e crescem nos estratos argilosos (fácies G). Neste caso, a fácies G apresenta altas concentrações de
Al
2
O
3
(22,7%), K
2
O (2,4%), MgO (0,69%), P
2
O
5
(2050mg/kg), Mn (4100mg/kg), As (1378mg/kg), Cu
(75mg/kg), Zn (72mg/kg), Ba (498 mg/kg), Ni (141mg/kg) e Cr (290mg/kg). Os valores de perda por
calcinação também são elevados (18,7%).
O elemento As apresenta-se com concentrações elevadas em praticamente todo o perfil. Nos
sedimentos arenosos depositados em barras em pontal, as concentrações elevadas de arsênio parecem
estar relacionadas à presença de minerais pesados como arsenopirita e goethita rica em As.
Alarmantes são as concentrações deste elemento na fácies G, associada às argilas depositadas
em ambiente de planície de inundação. Neste caso, é provável que o As esteja sorvido em estruturas de
goethita e argilominerais como ilita e interestratificado de ilita-esmectita.
O mineral dravita, encontrada no terraço T1 indica que as anomalias na concentração de As
deste terraço devem estar associadas às fontes geogênicas com alto teor em ouro, fonte de sedimentos
ricos em As antes da implantação da mineração na região, como evidencia a idade de deposição destes
sedimentos (2.200±200 anos atrás). A rocha fonte destes sedimentos ricos em As deve estar associada
a mineralização de ouro encaixada em turmalinitos que ocorre principalmente em Passagem de
Mariana.
Outras áreas fonte como a Serra de Ouro Preto ou, áreas mais próximas como aquelas
representadas pelas rochas do Grupo Nova Lima cortadas por afluentes do ribeirão do Carmo
imediatamente à montante do terraço T1 (vide figura do mapa geológico em anexo) podem também
contribuir para as anomalias de As.
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol. 21, n. 29, 2007.
127
5.2.11- Descrição estratigráfica e geoquímica das fácies sedimentares do perfil do
terraço T2
O perfil do terraço T2 posiciona-se no limite norte de uma extensa área de garimpo localizado
no interior do distrito de Monsenhor Horta. Neste ponto, observa-se uma extensa planície de
inundação na margem esquerda do ribeirão do Carmo (Figura 5.25). O perfil é limitado, na base, pelo
nível da água de um lago artificial, desenvolvido pela atividade garimpeira e, no topo, por uma
estrada. O ponto de coleta está posicionado de acordo com as coordenadas UTM 7749099N, 677419E.
A sequência do perfil T2 (Figura 5.25) é constituída pelas fácies S, L, A e D. O perfil tem
início com a fácies S, representada na base por estratos de areia grossa e cascalho com presença de
seixos de 1 a 10 cm (suportado pela matriz), principalmente de quartzo e gnaisse, variando de
subangulosos a arredondados. Esta fácies se repete no intervalo de 175 a 205cm e entre 285 a 300cm,
sendo sua matriz constituída por quartzo, gibbsita, caulinita e moscovita. O restante do perfil é
representado por fácies ricas em sedimentos arenosos (fácies A e D) e sedimentos silto-argilosos
(fácies L), também constituídos por minerais como quartzo, moscovita, caulinita, gibbsita e fraiponita.
Os sedimentos deste perfil são caracterizados por tonalidades esbranquiçadas e róseas e pelo
enriquecimento em caulinita e gibbsita.
A fácies S pode ter sido depositada por fluxo de detritos. Esta hipótese é fortalecida
principalmente para aquela fácies S que ocorre no topo do perfil, onde esta fácies ocorre sotoposta a
estratos argilosos e arenosos (figura 5.25). Os outros estratos da seqüência associados a fácies A e L
são típicos de depósitos fluviais, onde os diferentes estratos refletem variações do regime fluvial. A
fácies A é depositada em barras em pontal e a fácies L depositada em planície de inundação. Neste
perfil são observadas duas sucessões que podem ter sido interrompidas pelos depósitos de fluxo de
detritos. A primeira encerra-se a 175cm e a segunda encerra-se a 285cm. A terceira sucessão pode ser
interpretada como um depósito de barra em ponta incompleta.
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia
do Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
128
Figura 5.25: Perfil estratigráfico T2 referente ao depósito de terraço aluvial posicionado na área 3 – Monsenhor-
Horta.
Terraço T2
T2
T3
Lago de
garimpo
Rio do Carmol
677
678
7749
77485
Área 3
30
34
41
50
56
60
66
74
84
105
109
140
160
167
175
205
215
248
256
285
300
310
320cm
S
L
L
L
S
L
L
S
L
Argila
Cascalho
Areia fina
Cascalho
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia
do Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
130
Com relação à assinatura geoquímica do perfil do terraço T2, a maior parte dos óxidos e
elementos analisados, com exceção de Al
2
O
3
, Cu e Zn, (Figura 5.26) apresenta concentrações
relativamente menores comparadas àquelas dos outros perfis estudados. Pode ser caracterizado por
baixas concentrações de ferro e arsênio e altas concentrações de alumínio, que atinge o máximo de
35,68% na fácies L. A gibbsita é o principal mineral de alumínio deste perfil e a assinatura
geoquímica caracteriza uma provável fonte associada às rochas gnaissicas do Complexo Santa
Bárbara. As concentrações de Mn (431 mg/kg) mostram-se relativamente mais elevadas na fácies S.
Picos positivos indicando concentrações anômalas ocorrem na argila da fácies L com relação a Cu
(472 mg/kg) e Zn (244 mg/kg). Os valores de perda por calcinação (LOI) também são elevados (26,
66%).
Vale ressaltar que as rochas metabásicas dos complexos metamórficos podem ser as principais
fontes paras as anomalias de Cu e Zn deste perfil, Esta anomalia de Cu e Zn também pode ser
explicada pela presença do mineral fraiponita (Zn, Al, Cu)
3
(Si, Al)
2
O
5
(OH)
4
.
Baixas concentrações de metais traço associadas a terraços elevados refletem o nível de
background dos possíveis elementos (Brewer & Taylor 1997). A idade de deposição deste terraço
obtida por luminescência oticamente estimulada foi de 18.100±2.100 anos. Assim sendo, as
concentrações dos elementos analisados para este perfil, podem ser tomados como valores de
referência, principalmente para As (vide capítulo 8), uma vez que este foi depositado antes da
exploração aurífera na região e parece na ter contribuições de rochas supracrustais das Serras de Ouro
Preto e Passagem de Mariana.
5.2.12 - Descrição estratigráfica e geoquímica das fácies sedimentares do perfil do
terraço T3
O terraço T3 está posicionado no extenso depósito aluvial do ribeirão do Carmo, já relatado no
item anterior, dentro do distrito de Monsenhor Horta, numa área afetada pela atividade garimpeira
passada e atual (Figura 5.27). Dada a sua localização espacial no interior da área lavrada pelo garimpo,
o terraço T3 pode ser caracterizado como um depósito testemunho da atividade garimpeira do local. O
ponto de coleta está posicionado de acordo com as coordenadas UTM 7749009N, 677395E.
O terraço T3 é caracterizado por sedimentos grosseiros (figura 5.27), sendo representado pelas
fácies Ct e At. A fácies Ct é constituída por cascalho polimítico com seixos variando de 2 a 10cm,
ferruginosos, gnáissicos ou quartzosos. A pouca quantidade de matriz desta fácies é constituída
principalmente por quartzo, hematita, magnetita, moscovita, goethita, sulfetos, dravita e fraiponita. A
fácies At é constituída por areia média com laminação plano-paralela e presença de seixos orientados
segundo as estratificações, que são formadas por níveis ferruginosos e arenosos. Os sedimentos da
fácies At são constituídos essencialmente por quartzo, hematita, magnetita, sulfetos, dravita e goethita.
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol. 21, n. 29, 2007.
131
A presença exclusiva de sedimentos grosseiros, com pouca quantidade de matriz fina, sugere
que houve um excelente selecionamento hidráulico dos sedimentos, associado à atividade garimpeira
no local. A formação de estratificação plano-paralela ocorre em condições de mais baixa de energia e a
orientação de seixos em condições de maior energia em períodos em que o rio retrabalhou estes
sedimentos após a acumulação pela atividade garimpeira.
A assinatura geoquímica do perfil do terraço T3 indica que grande parte dos elementos
apresenta-se com concentrações mais elevadas nos estratos da fácies Ct, na qual prevalecem estratos
com enriquecimento em cascalhos e matacões. Na figura 5.28 observam-se concentrações mais
elevadas para os elementos As (359 mg/kg), Cu (79 mg/kg), Zn (72 mg/kg), Mn (1735mg/kg) e Al
2
O
3
(10%) associados à fácies Ct, entre 76 a 94cm. Os valores elevados principalmente de As devem estar
associados a sulfetos presentes nas fraturas dos grãos maiores e à adsorção por óxi-hidróxidos de ferro.
A presença de fraiponita (Zn, Al, Cu)
3
(Si, Al)
2
O
5
(OH)
4
explica as concentrações de Cu e Zn.
Figura 5.27: Perfil estratigráfico T3 referente ao depósito de terraço aluvial posicionado na área 3, Monsenhor-
Horta. As fotos mostram detalhes dos grãos que evidenciam interferência do garimpo.
0
76
94
107
11 5
175
192
225
280cm
152
At
C
C
Areia m[edia
com seix os
Cascalhol
Cascal ho
T3
At
At
At
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol. 21, n. 29, 2007.
133
5.2.13 - Descrição estratigráfica e geoquímica das fácies sedimentares do perfil do
terraço T4
O terraço T4 posiciona-se na área 4, limitando a planície de inundação onde se observam
atividades garimpeiras antigas (Figura 5.19), próximo ao ponto de coleta do perfil B6. O ponto de
coleta está posicionado a 50m do canal do ribeirão (coordenadas UTM 747824N, 679149E).
A sequência estratigráfica do perfil T4 (Figura 5.29) é constituída pela fácies L, representada
por areia fina a areia média de cor rósea e branca, com presença esparsa de intraclastos de gibbsita e
feldspato de aproximadamente 2cm. A constituição mineralógica desta fácies é representada,
principalmente, por quartzo, moscovita, caulinita e gibbsita.
A presença de sedimentos finos neste perfil sugere uma formação em ambiente de topo de
barras ou planície de inundação
Figura 5.29: Perfil estratigráfico T4 referente ao depósito de terraço aluvial posicionado na área 4 – Monsenhor-
Horta. Vide localização na figura 5.19.
Com relação à assinatura geoquímica deste perfil, observam-se baixíssimas concentrações
dos elementos químicos analisados neste terraço quando comparado aos anteriormente descritos
(Figura 5.30), destacando um empobrecimento significante dos óxidos de ferro e manganês e metais-
traço, e um enriquecimento na concentração de alumínio (33,74%). As concentrações de Al
2
O
3
são
relativamente maiores nas fácies com maior quantidade de sedimentos silto-argilosos. Assim como no
terraço T2, o alumínio dos sedimentos deste terraço também está associado à presença de gibbsita,
proveniente de rochas gnáissicas do Complexo Santa Bárbara.
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol. 21, n. 29, 2007.
135
5.3 - INTERPRETAÇÃO DE FÁCIES DOS PERFIS DAS PAREDES ERODIDAS DOS
BANCOS (CUTBANKS) E TERRAÇOS ALUVIAIS DO RIBEIRÃO DO CARMO
A partir da descrição estratigráfica e sedimentológica apresentada no item 5.2, pode-se sintetizar
as diferentes fácies observadas conforme a tabela 5.1.
Tabela 5.1: Nomenclatura das fácies sedimentares e a interpretação dos possíveis ambientes de deposição
Fácies esp.
mín.- max
esp.
média
Granulometria
predominante
Minerais predominantes Estruturas
sedimentares
Evidências de
depósitos
tecnogênicos
Ambiente de Deposição
A
8 – 58
28 Areia fina a
média
Quartzo, caulinita, moscovita,
hematita e cianita
Estratificação
plano-paralela
ausente Barras em pontal,
B
2 - 14 6,0 Areia grossa e
cascalhos
Quartzo, hematita, moscovita,
caulinita, sulfetos e dravita
ausente ausente Diques de cascalho
(atividade garimpeira) ou em
barras
Ct
5 - 77 30 Cascalhos com
matacões
Quartzo, hematita, magnetita,
moscovita, goethita, sulfetos e
dravita
pouca matriz e objetos
de ferro e plásticos.
Canal com interferência direta
de garimpo, ou draga
D
5 – 26 17 Areia fina a
média
Quartzo, hematita, sulfetos,
moscovita, caulinita
ausente ausente Barras, com baixa velocidade
de fluxo
At
12 - 76 39 Areia grossa com
seixos
Quartzo, hematita, magnetita,
sulfetos, dravita e goethita
Estratificação
plano-paralela
Pouca matriz Barras com interferências
antropogênicas. Em regime
de fluxo superior.
F
5-17 11 Areia fna a
média
Quartzo, hematita, goethita e
cianita
Laminação cruzada
por ripples
Topo de barras, depósitos de
levee /baixa energia
G
6-64 20 Argila Quartzo, hematita, moscovita, ilita,
goethita, cianita, caulinita e
interestratificado de ilita/esmectita,
Estratificação
plano-paralela
ausente Lagoa de cheia ou planície de
inundação
Mt
80 80 Areia grossa e
muito grossa
Quartzo, hematita, magnetita,
sulfetos, dravita e goethita.
Estratificações
cruzadas
centimétricas
Pouca matriz Canal com interferências
antropogênicas indiretas
M
5-40 20 Areia grossa e
muito grossa
Quartzo, hematita, magnetita
goethita e dravita
Estratificações
cruzadas
centimétricas
ausente Canal
L
4-59 Silte e agila e
areia fina (T4)
quartzo, moscovita, caulinita e
gibbsita
Àlgumas vezes
estratificações
plano-paralelas
ausente Planície de inundação ou
lagoa de cheia
U
39 39 Cascalho Quartzo, talco, mica (zinvaldita) e
clinocloro
ausente ausente Canal
S
20-30 26 Cascalho e areia
grossa
quartzo, gibbsita, caulinita e
moscovita.
ausente ausente Fluxo de detritos
Segundo Davis Jr. (1983) numerosos ambientes existem em sistemas de rios meandrantes, os quais
formam depósitos característicos. Cada qual desenvolve morfologia e acumulam os sedimentos em
fácies distintas do registro fluvial. Esse mesmo autor separa os depósitos fluviais em dois grupos: os
depósitos de canal e os depósitos de planície de inundação. As fácies foram interpretadas, analisadas e
reunidas em associações ou sucessão de fácies de acordo com o fluxograma abaixo (figura 5.31), com
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia
do Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
136
o intuito de generalizar e simplificar as observações da variedade das características sedimentares e
mineralógicas da bacia de sedimentação do rio do Carmo.
Figura 5.31: Classificação dos ambientes aluviais observadas neste trabalho, a partir do estudo de associação de
fácies, modificado da classificação hierárquica de Allen (1965) (in Selley 1988).
5.3.1: Associação de fácies de canal ativo (C, Ct, M, Mt, A, At, D, F)
Nos depósitos de canal acumulam-se sedimentos em barras de pontal e sedimentos grosseiros
no leito do canal, devido à incompetência do rio meandrante de transportar estas partículas, exceto
durante períodos de grandes descargas. Os depósitos de rios meandrantes, como é o caso daqueles
oriundos do ribeirão do Carmo, produzem uma sequência de acumulação de sedimentos regular e
cíclica, característica deste ambiente.
A sequência de granodecrescência ascendente (figura 5.32), típica de barras em pontal para
rios meandrantes, apresenta depósitos de fundo de canal na base constituída de areia grossa e
cascalhos (fácies C, Ct,), seguindo de estratificação cruzada de grande escala formada por areia grossa
produzida por dunas 2D (fácies M, Mt). As laminações horizontais representam camadas planas
geradas em regime de fluxo superior (fácies A). Laminações cruzadas por ripples e laminações
paralelas são geradas em regime de fluxo inferior na parte superior da barra (Fácies F e A).
Esta seqüência de granodecrescência ascendente é capeada por sedimentos finos, normalmente
formada por argilas laminadas que são depositadas como sedimentos em suspensão em planície de
inundação (fácies G e L) e acumuladas por acresção vertical, seguido por migração de canal.
Barra em pontal
Fácies M, A, D, e F
Depósitos de canal
Fácies C
Ativo
Canal
Canal
Abandonado
Fácies U e G
Barra em pontal c/
interferência
antropogênica
Fácies Mt, At
Depósitos de canal
com interferência
antropogênica
Fácies Ct e B
Planície de
Inundação
Fácies G e L
Ombreira (levee)
Fácies F e A
Bacia de inundação
Fácies G
Fluxo de detritos,
fácies S
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007.
137
É comum esta porção superior da seqüência ser removida por erosão antes do desenvolvimento da
seqüência posterior. Esse modelo é a base para o ciclo de granodecrescência ascendente proposto por
Davis Jr. (1983) e pode ser aplicado ao ribeirão do Carmo.
A variedade de estruturas sedimentares das fácies arenosas da seqüência acima deve-se à
variações nas condições de deposição, relacionadas principalmente à profundidade e à velocidade de
fluxo sobre a superfície da barra de pontal.
A barra em pontal é um exemplo de elemento arquitetural típico de acresção lateral (Figura
5.32). Os depósitos de barra em pontal formam-se pela erosão dos sedimentos das margens côncavas,
os quais são depositados em formas de leito e barras pelo processo de acresção lateral nas margens
convexas dos meandros seguintes. Estes sedimentos são adicionados na superfície da barra de pontal
enquanto outros sedimentos são removidos por erosão ao longo de outro banco do meandro.
Figura 5.32: Bloco-diagrama mostrando o típico ambiente de deposição de barras em pontal, com
granodecrescência ascendente e acresção lateral.
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia
do Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
138
Fácies de canal ativo sem interferência antropogênica no ribeirão do Carmo (C, M, A e D)
A associação de fácies de canal ativo sem evidências sedimentológicas de interferências
antropogênicas diretas (C, M, A e D) foi caracterizada nos perfis B6, B7 e T1 e caracteriza-se por
apresentar uma sucessão de fácies típica de barras em pontal.
A sequência do terraço T1 é uma seqüência de granodecrescência ascendente clássica de
depósitos de barras em pontal. Além deste, podem ser caracterizados como depósitos de barras em
pontal o perfil B7 e o perfil B6 . Vale ressaltar que muitas das variações na composição e geometria
das formas de leito refletem flutuações na profundidade da água do rio, sendo na área estudada
influenciada intensamente pela atividade garimpeira. Pode-se inserir neste item também o perfil T2
que caracteriza-se por uma associação de fácies de canal ativo, porém com interrupções geradas por
depósitos de fluxo de detritos (fácies S).
Fácies de canal ativo com interferência antropogênica (B, Ct, At e Mt)
A associação de fácies de canal ativo com evidências sedimentológicas de interferências
antropogênicas (B, At, Ct e Mt) pode ser caracterizada nos perfis B1, B2, B5 e T3.
A organização de fácies, típica de canal com interferências da atividade garimpeira, pode ser
observada na seqüência do terraço T3. A seleção dos sedimentos e a organização dos estratos sugerem
um transporte e uma deposição influenciados pelo garimpo e reorganizados durante uma posterior
instalação do canal do rio ou a processos de inundação na área.
Os garimpeiros fazem a seleção de cascalhos usando técnicas rudimentares como a utilização
de diques transversais para romper o curso d’água (Figura 1.1), obrigando os sedimentos arrastados a
se depositarem e lavando o sedimento mais pesado na bateia ou em carpetes. Os garimpeiros
exploravam também as margens dos rios (aluviões) e os terraços aluviais através das catas, onde
também é realizada a separação dos cascalhos. As catas foram também intensamente exploradas com
utilização de bombas para a retirada dos sedimentos finos e desvios de canal (Figura 1.2). A seqüência
T3 provavelmente está associada a testemunhos de acumulação de sedimentos abundantemente
grosseiros provenientes do garimpo com utilização de bombas. Sabe-se que cerca de 50 bombas
operaram no ribeirão do Carmo durante a década de 90 (Eleutério 1999).
As fácies Ct e Mt não mostram semelhança com modelos de fácies formados em sistemas
fluviais naturais, devido ao selecionamento de seixos e a pouca quantidade de sedimentos mais finos.
O perfil de terraço T3 pode ser considerado um depósito antrópico, testemunho da atividade
garimpeira através de catas e bombas. O selecionamento de cascalhos e os lagos fortalecem esta
hipótese.
O perfil B1 caracteriza depósitos de barras, apresentando interferências do garimpo (fácies B e
Ct) mostrando o acúmulo de cascalhos nas margens das barras. Estes cascalhos foram sujeitos a uma
organização hidrodinâmica, provavelmente, durante as inundações. O perfil B2 mostra variações
bruscas nas condições de deposição, prevalecendo condições de regime inferior responsável pela
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007.
139
formação de estratos com laminações horizontais superpostos por finos estratos de argilas (fácies G).
Finos estratos de cascalhos (fácies B) podem ter sido depositados pela atividade garimpeira,
associados às linhas de cascalhos, feitas na construção dos diques transversais.
O perfil B5 apresenta a fácies Mt e At que é interpretada como fácies de canal com influência
antrópica direta. Sugere-se que tenha ocorrido um pré-selecionamento dos grãos pela atividade
garimpeira, extensiva na região em tempos passados e recentes (século XVIII, XIX e XX). A fácies Ct
confirma a influência antrópica no local. Neste caso, interpreta-se o selecionamento dos cascalhos pela
draga (Figura 1.4) que passou pelo local há cerca de 20 anos, causando entulhamento do canal
(influência antrópica direta).
5.3.2: Associação de fácies de canal abandonado ou lagoa de cheia (U, G)
Depósitos de canal abandonado
Um meandro pode ser abandonado repentinamente (neck cutoff) quando ocorre a abertura de
um novo canal entre dois meandros ou por avulsão (Davis Jr 1983). Este processo pode gerar um
meandro abandonado (oxbow lake), com depósitos predominantemente pelíticos, enriquecidos em
matéria orgânica, sobrepostos a depósitos cascalhosos de canal (channel lag). Como pode ser
observado na fig. 5.13, o perfil B3 representa um exemplo clássico de um depósito de meandro
abandonado repentinamente.
Pode ocorrer também o abandono de um segmento do canal através da captura por outro canal
ou avulsão, geralmente relacionado à atividade tectônica. Nestes casos com a diminuição repentina do
afluxo de carga de fundo, o canal é vagarosamente preenchido por material em suspensão da planície
de inundação, formando corpos de argilas restritos e alongados e camadas finas de areia sobre
depósitos conglomeráticos e arenosos, típicos de canal.
O meandro é abandonado gradualmente (chute cutoff) quando o canal passa a ocupar antigos
locais de sedimentação, podendo ser reconhecido pela sua pequena escala e pela presença de cascalhos
e estratificações cruzadas acanaladas, interrompendo a seqüência de granodecrescência ascendente da
barra de pontal ou da planície de inundação.
.
5.3.3: Associação de fácies de depósitos de planícies de inundação – Overbank
deposits (fácies A, F, G e L).
Sedimentos tipo overbank consistem de sedimentos em suspensão depositados na planície de
inundação quando a descarga da água excede a capacidade do canal do rio. Parte destes sedimentos é
depositada na parte superior dos bancos dos rios, ombreiras (levees) e representam os sedimentos que
a água de inundação não consegue transportar para a bacia de inundação.
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia
do Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
140
Na área estudada, os depósitos de planície de inundação estão representados por estratos
bastante espessos de sedimentos finos silto-argilosos (fácies G), do topo dos perfis de cutbank B4, B6,
T1 e T4. Estes depósitos também podem ser observados nos testemunhos PI1 e PI4. Em T1 e B6
observam-se argilas laminadas que caracterizam a acumulação de grãos finos na planície de inundação
em laminações. Cada lâmina na seqüência representa um único evento de inundação. Várias camadas
de amostras de sedimentos overbank representam uma sucessão com materiais depositados em vários
eventos de inundação (Swennen et al. 1998).
Os sedimentos de ombreiras naturais acumulam-se na parte superior da sequência de
granodecrescência ascendente típica de depósitos fluviais meandrantes (Davis Jr 1983). Os depósitos
de levees são representados por seqüências de poucos centímetros de espessura com estratificação
plano-paralela e laminação (fácies A) por ripples (fácies F) superpostas por argilas laminadas (fácies
G). As estratificações representam pulsos na corrente gerada pela inundação. Fácies depositadas em
levees podem ser observadas no perfil do terraço T1 (fácies A e F entre 120 e 148 cm) e no perfil de
B7 (fácies F entre 161-249cm).
Os depósitos de bacia de inundação representam os sedimentos em suspensão que são
transportados pela água de inundação para longe do canal, decantando em porções topograficamente
mais baixas das planícies de inundação. São caracterizados por estratos de poucos centímetros, por
baixas velocidades de acumulação e sedimentos finos (silte e argila), ricos em matéria orgânica. Na
área estudada, os depósitos de bacia de inundação estão representados pela fácies G do perfil B4.
No ambiente de rios meandrantes, os depósitos de planície de inundação e de bacia de
inundação podem ser relativamente comuns no registro estratigráfico, mas o contato e a distinção entre
estes depósitos são de difícil identificação, porque as propriedades pedogenéticas obscurecem a
deposição original.
A fácies G dos perfis B6, T1 e B3, caracterizada por um espesso estrato de sedimentos
argilosos depositados em ambiente de planície de inundação e lagoa de cheia, mostra feições que
indicam um significativo desenvolvimento pedogenético das fácies silto-argilosas quando comparadas
às fácies arenosas. São elas: estruturas verticas (perfil B3), diferenças de cores da matriz e
mosqueamento intenso.
De acordo com Kraus & Gwinn (1997), o alto teor de argila dos estratos superiores, associado
à alta saturação desta unidade, impede a drenagem de água de chuva e das águas oriundas da
inundação sazonal, impedindo o desenvolvimento pedogenético das fácies inferiores.
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007.
141
5.4 – CONSIDERAÇÕES FINAIS
A presença de fácies de barra de pontal com estruturas sedimentares de grande porte, fácies de
planícies de inundação bem desenvolvidas e a granodecrescência ascendente dos perfis B3, B4, B6 e
T1 confirmam o padrão dos depósitos sedimentares gerados em sistema fluvial meandrante. O
processo de agradação, influenciado pela atividade de exploração aurífera secular, pode ser claramente
observado através das características sedimentológicas nos perfis B1, B5 e T3. Este processo também
parece influenciar os outros perfis, mas em menor escala.
A observação de depósitos aluviais recentes permite a compreensão dos processos
hidrodinâmicos e favorece o entendimento da evolução da bacia, fornecendo dados que auxiliam no
estudo da distribuição espacial da poluição ambiental. Com relação aos depósitos de barra em pontal,
observa-se que estes se caracterizam como locais onde predomina a concentração de minerais pesados
(figura 5.33), como dravita, arsenopirita, galena, pirita, ouro e prata, dentre outros. Este ambiente
deposicional, seria também o local de enriquecimento de ouro e, portanto, de maior contaminação por
As, Cu, Zn e Pb.
Figura 5.33: Diagrama esquemático mostrando o típico ambiente de acumulação de minerais pesados em
depósitos de barras em pontal. Fonte: Selley (1988).
Estudos geoquímicos realizados em planícies de inundação mostram que ambientes
deposicionais caracterizados pela presença de sedimentos finos são comumente associados com altas
concentrações de metais pesados (Wolfenden & Lewin 1978, Ansari et al. 2000). No ribeirão do
Carmo, as partículas mais finas, na fração argila disponibilizadas de forma acelerada na área fonte pela
exploração aurífera, freqüentemente estão associadas aos metais pesados e são transportadas em
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia
do Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
142
suspensão pelas águas fluviais, vindo a se depositar nas planícies de inundação podendo permanecer
armazenadas nestes ambientes por dezenas a centenas de anos. Os sedimentos das planícies de
inundação podem registrar, então, variação na contaminação ao longo de um determinado período de
tempo, portanto guardando a “memória” da poluição dos sedimentos de um determinado rio (Miller
1997).
A contaminação dos sedimentos fluviais por mineração histórica em uma área intensamente
afetada por três séculos de exploração aurífera resulta em formação de horizonte estratigráfico com
geoquímica única. Sedimentos aluviais contaminados desta maneira tem sido empregado por
geoscientistas para avaliar variação espacial e temporal do padrão da sedimentação em planície de
inundação (Brewer & Taylor 1997)
A presença de metais pesados em sedimentos de planície de inundação tem sido
intensivamente explorada em estudos estratigráficos com enfoque ambiental (Passmore & Macklin
1994; Taylor & Lewin 1996).
Grande parte dos elementos e compostos químicos que são disponibilizados das áreas de
exploração aurífera incorporam às planícies de inundação (e também nos terraços). Neste caso, os
metais pesados podem permanecer armazenados nos ambientes aluviais por décadas ou séculos,
inclusive após a produção e liberação de metais para a bacia ter diminuído ou parado totalmente,
podendo caracterizar o local como uma fonte de poluição secundária de metais pesados para os
recursos hídricos e a biota.
Os dados obtidos neste capítulo permitem agrupar os perfis estudados, baseando-se nas
assinaturas geoquímicas e nos dados sedimentológicos, em 3 tipos. São eles:
Tipo 1: Situação em que a assinatura geoquímica é controlada por fatores naturais tais como
mineralogia, tamanho do grão e ausência de contaminação antrópica aparente, apresentando baixas
concentrações de elementos-traço. Neste caso, a mineralogia e a geoquímica dos sedimentos refletem
as diferenças do substrato geológico das áreas-fonte. Os perfis T2 e T4 e B6 (somente os estratos
superiores a 75 cm) são caracterizados pela presença de sedimentos depositados por processos naturais
e proveniente de fontes geogênicas associadas principalmente à gnaisses e rochas básicas dos
Complexos Metamórficos da região. Estes sedimentos apresentam um enriquecimento na concentração
de alumínio, associado a uma composição mineralógica com apreciável enriquecimento de gibbsita e
valores relativamente baixos de metais-traço e Fe
2
O
3
.
Tipo 2: Situação em que a assinatura geoquímica é controlada por enriquecimento em óxidos
de ferro e metais traço, como Cu, Zn, As, Cd, Li, Ba, Ni, Cr e presença de evidências de interferências
antrópicas, como os depósitos tecnogênicos (plásticos e material de ferro) e selecionamento de grãos.
Neste caso, inserimos os perfis de cutbank B1, B2, B3, B4, B5, B6 e B7, os depósitos overbank PI1 e
PI4 e o terraço T3. Estes perfis são caracterizados por uma constituição mineralógica enriquecida em
óxido-hidróxidos de ferro, a exemplo da goethita rica em As, hematita e magnetita com fraturas
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007.
143
preenchidas por argilo-minerais; cristais de dravita, sulfetos como arsenopirita, galena e calcopirita, e
argilo-minerais, como ilita, interestratificados de ilita/esmectita e caulinita.
Tipo 3: Descreve a situação em que a assinatura geoquímica é controlada por enriquecimento
em óxidos de ferro e metais-traço como As, associados à fontes geogênicas mineralizadas e erodidas
antes da implantação da exploração aurífera na região. Neste caso, inserimos o perfil terraço T1, sendo
caracterizado por uma constituição mineralógica enriquecida em óxido-hidróxidos de ferro, minerais
pesados como dravita, etc. e argilo-minerais, como ilita e caulinita.
O terraço T1 é o terraço alto que caracteriza um registro sedimentológico com idade de
deposição anterior à exploração aurífera antropogênica na área. Este terraço apresenta uma clássica
organização de fácies de rios meandrantes, sem evidências de interferência antrópica. Entretanto,
observam-se altas concentrações de As em praticamente todo perfil e principalmente na fácies G,
depositada em planícies de inundação, que atua como um ambiente acumulador de arsênio, onde o alto
teor de argila impõe grande capacidade de adsorção deste metal, atingindo concentrações de 1378
mg/kg de As na fácies G argilosa.
Em alguns casos, a distribuição espacial de contaminantes da planície de inundação é mais
significante quando correlacionada com altura do terraço do que com a idade do terraço (pré-, sin- ou
pós-mineração), visto o caso do terraço T1, demonstrando a importância da topografia da planície de
inundação na dispersão de sedimentos em fluxos overbank.
As concentrações de As, Cu e Zn no perfil T1 parece estarem associadas a fontes geogênicas
associadas aos turmalinitos, encaixantes da mineralização aurífera de Passagem de Mariana, devido
principalmente ao enriquecimento em dravita neste perfil. A dispersão destes elementos para a bacia
de sedimentação parece ter ocorrido antes do ciclo do ouro. Atualmente a área de afloramento deste
terraço vem sendo explorada através do garimpo pelo método de catas (Figura 5.34), causando sérios
impactos ambientais na região.
Figura 5.34: Degradação ambiental com exploração do garimpo através de abertura de catas (2005) em
depósitos contínuos ao terraço T1.
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia
do Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
144
O terraço T3 é um testemunho de sedimentos grosseiros proveniente da acumulação de
cascalhos por atividades garimpeiras de grande porte através de catas e bombas, cuja reorganização
das fácies deve-se a um selecionamento hidráulico de origem antrópica e influenciado, também, por
inundações freqüentes do local. A média das concentrações de As neste perfil é semelhante à média da
concentração de As nos bancos recentes, afetados pelo processo de garimpo. Neste terraço, as
concentrações de Cu, Zn e As apresentaram-se relativamente mais elevadas na fácies Ct de cascalhos
de maiores dimensões.
Baixas concentrações de metais traço correlacionam-se com terraços altos e refletem o nível
de background dos contaminantes, como é o caso do terraço T2.
A preservação dos terraços é variada. Terraços baixos podem ser inundados podendo receber
input de metais pesados como é o caso do terraço T3 e terraços altos podem não sofrer tal fenômeno,
como o terraço T2. A instabilidade lateral destes ambientes usualmente resulta no retrabalhamento e
mistura de grande volume de material, e então, a sedimentação do terraço reflete as características
químicas e físicas dos sedimentos disponíveis no tempo de retrabalhamento (Brewer & Taylor 1997).
Com relação aos perfis de cutbank, foram caracterizadas anomalias de arsênio associadas aos
estratos de areia grossa e cascalhos. A contaminação de arsênio em B1, B2 e B5, nas fácies Ct e B, é
associada à atividade garimpeira na região, principalmente ao processo de extração do ouro, por
dragagem dos sedimentos de fundo e sedimentos aluviais, processo muito utilizado no ribeirão do
Carmo (Figura 1.2). Neste caso, as partículas grandes, inclusive fragmentos de minerais (óxi-
hidróxidos de ferro, sulfetos, dravita, etc), que podem conter As adsorvido, são amontoados no próprio
canal ou nas margens, formando montes de cascalheiras.
O enriquecimento em minerais, como goethita, dravita, sulfetos, óxidos de ferro e argilo-
minerais sugerem controle mineralógico para a concentração ou acumulação anômala de As, Cu, Ba e
Zn, nos perfis.
A análise da assinatura geoquímica dos perfis revela que as variações nas concentrações dos
metais refletem também um controle granulométrico associado às estruturas formadas. Ocorre
alternâncias repetitivas e cíclicas das concentrações dos elementos que refletem variações nas
condições de deposição das fácies descritas.
As fácies arenosas A e D, depositadas principalmente em barras de pontal, apresentam baixas
concentrações de Mn e dos elementos-traço Cu, Zn e As e concentrações relativamente altas de Fe
2
O
3
e SiO
2
. A fácies A são mais enriquecidas em ferro e Zr e apresenta anomalias de Cd. Anomalias nas
concentrações de elementos-traço estão associados principalmente à fácies G (argilosa) depositada em
planícies de inundação e lagoa de cheia ou às fácies At, Ct, B e Mt de sedimentos grosseiros de canal
ou acumulados pela atividade garimpeira extensiva na região.
As anomalias nas concentrações de elementos-traço, principalmente As em sedimentos
argilosos da fácies G, resulta do fato de que muitos dos metais pesados presentes nos rios que estão
associados com sedimentos de granulometria fina, são transportados como carga em suspensão e
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007.
145
depositados em planícies de inundação ou lagoa de cheia. De acordo com algumas estimativas, mais
que 90 % dos metais do ambiente fluvial são incorporados em sedimentos em suspensão (Miller
1997).
Durante um particular evento de inundação, as concentrações de metais pesados em
sedimentos de fundo variam acentuadamente, resultando em variações nas concentrações de metais em
suspensão. Durante baixo fluxo, sedimentos de granulometria fina acumulam-se no canal. Poluentes
retidos nestes sedimentos representam 30-50 % da massa total de metais pesados transportados pela
extensão do rio (Berndtsson 1990). Os eventos de inundação podem causar o decréscimo da
concentração de metais pesados no canal e o aumento de metais em sedimentos finos depositados em
planícies de inundação e lagoas de Cheia (fácies G) e um aumento de granulometria nos bancos.
Também, são exibidas concentrações mais elevadas de metais pesados e argila orgânica em
sedimentos suspensos durante uma estação chuvosa do que em períodos de seca. Geralmente,
inundação de magnitude mais alta e de duração mais longa resulta em uma diminuição de
concentrações de metal pesadas em sedimentos de canal, enquanto períodos de baixos fluxos
conduzem a concentrações mais altas em sedimentos de canal (Gaiero et al. 1997).
Desta forma, durante períodos de baixa e média descarga, os metais pesados associados a
sedimentos finos acumulam-se nos canais de rios e deixam registros como as fácies B e Ct dos perfis
B1, B2, B5 e B6, mostrando concentrações anômalas de As, Cu e Zn. Vale ressaltar que neste caso,
esta deposição ou reorganização de grãos pelo sistema fluvial ocorre após um selecionamento e
disponibilização de metais-traço pela atividade rudimentar de exploração aurífera.
Durante as inundações, sedimentos finos ricos em metais-traço podem ser resuspensos, e
parte são dispersos sobre os bancos do canal e planícies de inundação em forma acresção vertical
overbank e outra, transportados para jusante (Klimek 1999). As partículas mais grosseiras, tamanho
areia, se depositam, a partir da água de inundação, perto do banco do rio como resultado da
turbulência difusa do fluxo overbank (Zhao et al. 1999).
Os sedimentos recentes coletados na planície de inundação PI4 apresentam concentrações
mais elevadas de Fe
2
O
3
, As, Cu e Zn nos sedimentos próximos ao canal (ombreira), que
provavelmente estão associados a partículas de maior densidade, como óxi-hidróxidos de ferro, dravita
e sulfetos. As partículas finas são carreadas para longe do canal e depositados pela quiescência da água
(Zhao et al. 1999), caracterizando sedimentos distais da planície de inundação com relação à posição
do canal. Estes sedimentos distais de PI4 apresentaram maior enriquecimento em Al
2
O
3
, MgO, P
2
O
3
,
Mn, Ni, Cr e Ba e perda por calcinação mais elevada e estão principalmente incorporados aos argilo-
minerais.
A área estudada é historicamente afetada por exploração de ouro, disponibilizando material
dissolvido, sedimentos em suspensão e sedimentos de fundo ricos em elementos-traço, como Cu, Zn,
Pb, Cd, As, Li, Mn, Ba e maiores, como Fe
2
O
3
e Al
2
O
3
, entre outros, para o sistema fluvial, sendo
posteriormente incorporados aos sedimentos depositados em barras em pontal e planície de inundação.
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia
do Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
146
Os perfis aluviais presentes na bacia de sedimentação do Ribeirão do Carmo associados a
ambientes sedimentares superficialmente similares contêm variadas concentrações de metais pesados
refletindo a diversidade de mineralogia e granulometria que correlacionam à diversidade de ambientes
geomorfológicos, o modo e a velocidade de formação, a proximidade com fontes poluidoras, a
variação de processos pós deposicionais tais como lixiviação e migração de nível freático e
retrabalhamento antropogênico.
CAPÍTULO 6
CORRELAÇÃO GEOQUÍMICA
6.1 - INTRODUÇÃO
Em três séculos de exploração, o Quadrilátero Ferrífero destacou-se como uma das regiões
mais importantes de exploração aurífera do Brasil (mineração e garimpo). As associações minerais
presentes nos depósitos explorados são ricas em elementos-traço, os quais, em grande parte,
apresentam alto potencial tóxico. Neste contexto, o Quadrilátero Ferrífero pode ser considerado como
exemplo clássico de contaminação por As e outros elementos (p. ex.: Mn, ba, Zn, Cu, Cd e Pb)
(Ribeiro 1998, Borba 2000, Costa 2001, Cavalcanti 2003).
Nas mineralizações auríferas mesotermais hospedadas em seqüências do tipo greenstone belts,
de idade Arqueana, no Quadrilátero Ferrífero (Supergrupo Rio das Velhas), participaram fluidos que
transportaram, além do ouro, elementos como Ag, As, Sb, Cu, Pb e Zn (Borba 2000). Além disso, o
minério aurífero presente em rochas do Supergrupo Minas possui como elementos-traço Ba, As, Hg,
Cd, Sb e Cu (Ribeiro 1998).
Nos sedimentos do ribeirão do Carmo, ocorrem valores anômalos de Hg, As, Pb, Zn, Cu, Cd,
Co, Cr e Ni, que são oriundos tanto de processos naturais como da atividade de extração mineral, que
colocaram grande quantidade de rejeitos na bacia do ribeirão do Carmo (Eleutério 1997). Destes
metais, o As se apresenta como o elemento de maior potencial de contaminação ambiental, não só pela
sua elevada toxicidade, mas também pelos teores alarmantes que são encontrados nos sedimentos e
nas águas da região (Eleutério 1997, Costa 2001, Borba 2002) e também em sedimentos de planícies e
terraços aluviais.
De uma maneira geral, os elementos químicos presentes nos minerais dos depósitos acima
descritos são mobilizados por processos naturais e/ou antropogênicos para águas e sedimentos dos
rios. A velocidade de mobilização e transporte é fortemente acelerada pela atividade antrópica
(mineração, garimpo, etc.). Muitos elementos tóxicos como As, Cd, Cu, Zn, Li e Ba são depositados a
partir de sedimentos em suspensão nas planícies de inundação durante às inundações ou acumulam nos
depósitos de barras em pontal, muitas vezes como sedimentos de granulometria grossa.
Os terraços aluviais derivam do processo evolutivo destas planícies, onde registros mais
antigos permitem o estudo da história geológica associada ao comportamento geoquímico de
sedimentos e solos. Muitas vezes, o acúmulo de elementos químicos no ambiente de deposição citado,
podem refletir num enriquecimento secundário de ouro ou ferro de importância econômica e de
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia
do Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
148
elementos tóxicos, que podem ser armazenados ou então, mobilizados para o sistema hídrico ao longo
dos anos, causando efeitos adversos para o ecossistema.
Nas investigações apresentadas neste capítulo, considerou-se os dados geoquímicos parciais
(ICP-AES) de elementos traços e os dados geoquímicos totais de elementos maiores, com o objetivo
de reconhecer correlações geoquímicas que venham elucidar agrupamentos de elementos químicos que
tragam informações com respeito à mobilização destes elementos das áreas fontes e afinidades
geoquímicas.
Os elementos maiores SiO
2
, Al
2
O
3
, Fe
2
O
3
, Na
2
O, K
2
O, CaO e MgO analisados por
fluorescência de raios X representam a composição total das amostras de sedimentos. As
concentrações médias destes elementos podem ser observadas na tabela 6.1. A composição
geoquímica parcial foi analisada para os elementos menores e traços como As, Cd, Cu, Zn, Ba, Ni, Cr,
Co, V, Sr, Be, Li, Y, Th e Zr.
Os resultados máximos, mínimos, médios e desvio-padrão dos referidos metais e a perda por
calcinação (LOI), obtidos por meio das analises das amostras de sedimentos de planícies e terraços
aluviais do ribeirão do Carmo, encontram-se na Tabela 6.1 e 6.2. Os resultados das análises químicas
de cada amostra de sedimento encontra-se nas tabelas 1 e 2 em anexo.
6.2- CORRELAÇÃO GEOQUÍMICA DOS ELEMENTOS MAIORES E TRAÇOS DOS
SEDIMENTOS DO RIBEIRÃO DO CARMO
6.2.1 -Elementos Maiores
Considerando-se os elementos maiores e baseando-se na análise dos diagramas da figura 6.1,
os sedimentos analisados no presente trabalho foram subdivididos em dois grupos definidos pela
abundância relativa dos elementos ferro, alumínio e silício: um grupo rico em ferro e manganês,
denominado de sedimentos ferruginosos outro rico em alumínio e sílica, denominado de sedimentos
aluminosos, conforme apresentado na tabela 6.1 e 6.2.
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol. 21, n. 29, 2007.
149
Tabela 6.1: Cálculos estatísticos básicos da composição química dos elementos maiores dos sedimentos dos
Grupos Ferruginoso e Aluminoso.
Elementos Composição de
todas amostras
Grupo Ferruginoso Grupo Aluminoso (S e L)
Parâmetros Média S (124) Min. Máx. Média S (n=100) Min. Máx. Média S (n=24)
SiO
2
total 38,6 14,4 4,48 91,8 36,3 14,4 27,7 69,1 48,1 10,0
Al
2
O
3
total (%) 12,85 8,84 1,11 34,09 10,1 6,61 3,74 35,68 24,28 8,26
Al
2
O
3
parcial (%) 4,74 5,67 0,01 27,98 2,69 3, 59 4,05 21,98 13 5,2
Fe
2
O
3
total (%) 38,72 24,23 6,10 93,93 45,4 21,98 0,77 35,04 10,57 7,56
CaO total 0,08 0,12 <0,003 0,50 0,09 0,12 <0,003 0,11 0,01 0,02
CaO parcial 0,06 0,08 <0,003 0,35 0,07 0,08 <0,003 0,08 0,02 0,02
MgO total 0,46 0,64 0,12 6,78 0,54 0,73 0,003 0,73 0,11 0,15
MgO parcial 0,12 0,13 0,002 1,1 0,14 0,13 0,02 0,28 0,04 0,05
Na
2
O total 0,11 0,1 <0,009 0,48 0,13 0,11 <0,009 0,21 0,02 0,05
Na
2
O parcial 0,01 0,01 <0,009 0,03 0,01 0,01 <0,009 0,03 0,01 0,01
K
2
O total 1,09 0,84 0,004 3,34 1,22 0,86 0,04 1,98 0,56 0,49
K
2
O parcial 0,04 0,03 0,002 0,16 0,04 0,03 0,02 0,16 0,06 0,04
Mn total (mg/kg) 2392 1764 31,0 9366 2951 1985 46 1850 243 360
Mn parcial(mg/kg) 2375 1776 0,01 16435 3167 2436 19 1911 218 400
TiO
2
total (%) 1,14 0,34 0,38 2,09 1,11 0.33 0,67 2,51 1,39 0,37
TiO
2
parcial (%) 0,13 0,06 <0,003 0,3 0,14 0,06 0,04 0,28 0,11 0,06
P
2
O
5
total(mg/kg) 975 390 500 2240 1026 400 200 1400 760 254
P
2
O
5
parcial(mg/kg) 707 340 17,0 1811 774 333 139 1048 435 215
Perda por calc. (%) 6,15 6 0,82 21,63 4,78 4,03 2,06 28,41 11,88 8,95
Correlação Alumínio - Silício
A concentração total de óxido de alumínio Al
2
O
3
nos sedimentos varia de 1,1% a 36% (tabela
6.1), sendo um dos óxidos predominantes nos sedimentos estudados devido à sua baixa solubilidade
em processos associados ao intemperismo. Nos sedimentos estudados, o Al
2
O
3
é encontrado
principalmente na composição da muscovita, de argilo-minerais, como caulinita e ilita e dos
hidróxidos de alumínio, como a gibbsita. Dois fatores naturais controlam o enriquecimento de
alumínio: sua abundância nas rochas supracrustais do alto curso da bacia do ribeirão do Carmo e
principalmente nas rochas gnáissicas dos complexos metamórficos do médio curso e sua baixa
mobilidade em condições superficiais oxidantes permanecendo retidos em solos e sedimentos.
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia
do Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
150
Nos sedimentos dos perfis estudados, o Al
2
O
3
apresenta dois padrões de distribuição
geoquímica. O primeiro padrão é representado pelos sedimentos da fácies L, que apresentam um
enriquecimento em alumínio (média de 24,28%) e empobrecimento em Fe
2
O
3
(Figura 6.1 A e C). A
fácies L é caracterizada por sedimentos de coloração rosa-esbranquiçada, finos, constituídos
predominantemente por quartzo e gibbsita (hidróxido de alumínio), considerados como sendo
provenientes do intemperismo de rochas do Complexo Metamórfico Santa Bárbara. Em função destes
sedimentos também possuírem concentrações relativamente elevadas de silício, este grupo de
sedimentos será designado, doravante, de grupo de sedimentos rico em alumínio e silício, ou
simplesmente, Sedimentos Aluminosos.
O segundo padrão é representado pelos demais sedimentos, caracterizados por menores
concentrações de alumínio (média de 10.3%) e silício e relativo enriquecimento, sobretudo, em ferro
(média de 45,4%) (figura 6.1 A, B, C e J), sendo denominado de grupo rico em ferro e manganês, ou
simplesmente, Sedimentos ferruginosos. Neste grupo ainda se observam concentrações relativamente
elevadas de sódio, potássio, cálcio e magnésio (figura 6.1 D e E).
De uma maneira geral, o Al
2
O
3
principalmente associado aos sedimentos ricos em ferro,
apresenta correlações positivas com SiO
2
Na
2
O+K
2
O, CaO+MgO e perda por calcinação (LOI)
(figuras 6.1 B, D e E) Observa-se que as concentrações de alumínio e dos óxidos supracitados nos
sedimentos ditos ferruginosos são maiores em sedimentos argilosos da fácies G e sedimentos recentes
de planície de inundação, devido ao enriquecimento em aluminosilicatos e caulinita.
O Al
2
O
3
mostra correlação negativa
com Fe
2
O
3
conforme diagrama da Figura 6.1 C, que
também possibilita a individualização dos sedimentos aluminosos (grupos de sedimentos ricos em Al-
Si) e sedimentos ferruginosos (grupos de sedimentos ricos em Fe-Mn). Esses grupos também são
claramente individualizados nos diagramas Al
2
O
3
versus Na
2
O+K
2
O e Al
2
O
3
versus CaO+MgO
(figuras 6.1 D e 6.1 E), porém nestes casos os gráficos são marcados pela presença de correlações
positivas em um significativo conjunto de amostras.
As menores concentrações de Al
2
O
3
são
observadas em sedimentos das fácies A e F, caracterizados por maiores concentrações de ferro. Por
outro lado, as maiores concentrações de Al
2
O
3
são encontradas na fácies L.
Observa-se também uma correlação positiva entre Al
2
O
3
e a perda por calcinação (LOI; 10% a
30%) (figura 6.1F) confirmando, provavelmente, a presença de minerias hidratados ou do grupo dos
hidróxidos. A concentração parcial média de Al
2
O
3
l é de 2,69% e 13% nos grupos Fe-Mn e Al-Si,
respectivamente (tabela 6.1).
A concentração parcial de alumínio em sedimentos do Grupo Ferruginoso apresentou sutil
correlação com K
2
O parcial, r
2
=0,58 (figura 6.2G), sugerindo que estes elementos podem estar
incorporados em argilo-minerais. Neste caso, illita, mineral majoritário dos sedimentos de planície de
inundação e a caulinita parecem ser os principais minerais portadores destes elementos. É provável
que grande parte do alumínio nos sedimentos ferruginosos sejam provenientes de bauxitas e lateritas
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol. 21, n. 29, 2007.
151
ricas em argilo-minerais e depósitos de formações ferríferas, e cuja liberação para o sistema hídrico
tenha sido acelerado por atividades antropogênicas (mineração) no alto curso do ribeirão do Carmo.
Com relação aos elementos-traço, a composição parcial de Al
2
O
3
em sedimentos do Grupo
Ferruginoso mostra correlação positiva principalmente com Li (Figura 6.1 H ) e também ligeira
correlação com Th, Cr, Ni e Be (tabela 5 em anexo).
A concentração de alumínio parcial em sedimentos do Grupo Aluminoso mostra correlação
ligeiramente positiva com Zr, coerente com a interpretação que estes sedimentos seriam oriundos da
alteração de rochas gnáissicas do Complexo Metamórfico, que contêm o mineral zircão.
A concentração média de SiO
2
nos sedimentos é de 38,2%, sendo um dos óxidos
predominantes nos sedimentos estudados, proveniente de silicatos, principalmente, quartzo e
muscovita e argilominerais (ver capítulo 4). O SiO
2
apresenta boa correlação positiva com Al
2
O
3
,
Na
2
O+K
2
O e CaO+MgO (figuras 6.1 B, L e M respectivamente) e correlação negativa com o Fe
2
O
3
(figura 6.1 J e) para os sedimentos ferruginosos.
Conforme mostram as figuras 6.1 B, J, L e M, os sedimentos arenosos das fácies A e F
apresentam relativamente baixas concentrações de SiO
2
(<25%), Al
2
O
3
, Na
2
O+K
2
O e CaO+MgO e
enriquecimento em Fe
2
O
3
(65-90%), que se devem ao predomínio de óxidos (hematita e magnetita) e
hidróxidos de ferro (goethita) nas areias destas fácies.
Os sedimentos recentes de planície de inundação mostram concentrações de SiO
2
(35-50%) e
Fe
2
O
3
(<45%) relativamente altas, como resposta a uma composição mineralógica que inclui quartzo,
minerais do grupo das micas e hematita. Os sedimentos argilosos da fácies G e cascalhosos da fácies B
e Ct mostram concentrações de SiO
2
entre 20 e 50%, sendo os sedimentos da fácies G mais aluminosos
(7-25%), devido à predominância de argilo-minerais e de minerais micáceos, e os sedimentos
cascalhosos mais enriquecidos em Fe
2
O
3
(35-65%), devido à predominância de oxi-hidróxidos de
ferro.
Os sedimentos da fácies L, mostram enriquecimento em alumínio e silício e empobrecimento
em sódio, potássio, cálcio, magnésio e ferro (fig. 6.1 B, J, L e M), que se deve a um predomínio de
gibbsita e quartzo nos sedimentos desta fácies.
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia
do Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
152
Figura 6.1: Diagramas de correlação e composição química de elementos maiores SiO , Na O , K O, MgO e CaO
3222
E)
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
MgO+CaO (%)
SiO %)
2 (
F)
0 10203040
0
20
40
60
80
100
Al O (%)
23
SiO %)
2 (
SiO %)
2 (
fácies A e F
sed .
recentes
fácies B e Ct
fácies L
B)
A)
Fe2O3 Al2O3
SiO2
0 102030405060708090100
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Fe O (%)
23
SiO %)
2 (
C)
b
01234
0
10
20
30
40
Na O+K O (%)
22
Al O (%)
23
0 102030405060708090100
0
10
20
30
40
Fe O (%)
23
AlO (%)
23
D)
0102030
0
10
20
30
40
LOI (%)
Al O (%)
23
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
0
10
20
30
40
Al O ( %)
23
MgO+CaO (%)
0.0 0.1 0.2
0
10
20
30
K2O parcial (%)
Al O parcial (%)
23
01020
0
10
20
30
Li (mgkg)
i
R =0, 54
2
Al O parcial (%)
23
G)
H)
I)
J)
01234
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Na O+K O (%)
22
SiO %)
2 (
L)
01234
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
Na2O+K2O (%)
CaO+MgO (%)
M)
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007
153
Correlação Cálcio- Magnésio e Potássio- Sódio
As concentrações médias dos óxidos de sódio, potássio, cálcio e magnésio (tabela 6.1) são
relativamente baixas nos sedimentos, devido a alta solubilidade desses elementos no ambiente
superficial, sendo facilmente lixiviados sob condições intempéricas. Destes, as maiores concentrações
observadas são de MgO (0.45%) e K
2
O (1,10%). O diagrama CaO + MgO versus Na
2
O + K
2
O (figura
6.1 I) mostra excelente correlação positiva, que provavelmente se deve a ocorrência destes elementos
na área-fonte dos sedimentos e ao comportamento geoquímico semelhante no ambiente secundário.
Os óxidos de sódio, potássio, cálcio e magnésio apresentam concentrações mais elevadas nos
sedimentos argilosos da fácies G e em sedimentos recentes de planícies de inundação (Figura 6.1J)
como resposta à presença de minerais do grupo das micas (muscovita, ilita , biotita etc). Sódio e
potássio também podem ser oriundos de argilo-minerais provenientes da alteração dos feldspatos. O
magnésio é facilmente reincorporado em alguns produtos neoformados, como o talco, presente em
amostras de sedimentos da fácies G dos perfis B3 e T1 e em minerais de argila (Belbert-Born 1998)
como as esmectitas. A maior anomalia na concentração de MgO (6.8%) foi caracterizada no perfil B3,
na fácies cascalhosa U, devido a presença de talco.
As concentrações médias de Na
2
O, K
2
O, CaO e MgO analisadas por digestão via água régia
são mais baixas que a composição total, principalmente no caso do potássio (tabela 6.1). Tal
comportamento possibilita interpretar que os óxidos citados encontram-se em sua maior parte
associada a fases silicatadas, não digerida pela água régia. As concentrações de cálcio e magnésio
parcial encontram-se menores em relação à digestão total, porém ocorrem concentrações significantes
de MgO na digestão parcial (0,12 % para os sedimentos ferruginosos). Então, quantidades apreciáveis
deste elemento podem estar associadas a óxidos (como a magnesioferrita identificada por difratometria
de raios X) ou carbonatos, solúveis ao ataque de água régia. O magnésio parcial também apresenta
concentrações relativamente elevadas em sedimentos argilosos e recentes de planície de inundação
(fácies G e PI). Trata-se de um elemento que rapidamente se dissolve em soluções intempéricas e
podem se incorporar em sedimentos em suspensão que se depositam em planícies de inundação. A
correlação existente entre a composição parcial e total de MgO e K
2
O do Grupo Ferruginoso pode
indicar que estes elementos devem estar associados a biotita e/ou outros minerais ferromagnesianos.
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia
do Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
154
Correlação Ferro - Manganês
Na área estudada, a concentração de Fe
2
O
3
varia de 0.7 a 93.9 %, sendo também um dos
óxidos predominantes, principalmente, como hematita, magnetita, goethita e, também, como óxido-
hidróxidos amorfos. Dois fatores naturais controlam o enriquecimento do ferro: sua abundância nas
rochas supracrustais do alto curso da bacia do ribeirão do Carmo e nos ambientes secundários da
região e sua estabilidade em condições superficiais oxidantes. Sua importância geoquímica ambiental
deve-se a sua forte influência no controle da distribuição de metais de elevada toxicidade em sistemas
hídricos. Nos sedimentos, o ferro geralmente ocorre associado à ocorrência de metais pesados, tendo
grande capacidade de adsorção e complexação com os mesmos. Tal como o manganês e alumínio, o
ferro é pouco móvel em ambientes oxidantes.
O Fe
2
O
3
nos sedimentos do Grupo Ferruginoso apresenta concentração média de 45,4% e
mostra correlação negativa com Al
2
O
3
, SiO
2
, Na
2
O+K
2
O, CaO+MgO e perda por calcinação (figuras
6.1 C, 6.1 I, 6.2 A, 6.2B e 6.2 C). Estes dados revelam que em amostras de sedimentos onde se
observa um enriquecimento em óxidos e/ou hidróxidos de ferro, como os sedimentos da fácies A,
ocorre uma menor quantidade de silicatos e/ou aluminosilicatos. A concentração de Fe
2
O
3
em
sedimentos do Grupo Aluminoso apresenta concentração média de 10,6% (tabela 6.1), portanto bem
menor que os sedimentos do Grupo Ferruginoso.
Os sedimentos da fácies A e F mostram concentrações altas de Fe
2
O
3
(65-90%) devido à
predominância de hematita e goethita. Foram detectadas concentrações particularmente elevadas de
ferro na fácies F do perfil B5 (93,9% e 89,4%) e nas fácies A e M (92%) do perfil T1 (figura 6.2). Os
sedimentos cascalhosos das fácies B e Ct e arenosos da fácies At são também bastante ricos em Fe
2
O
3
(35-65%), devido à predominância de óxi-hidróxidos de ferro como hematita, magnetita e goethita.
Os sedimentos da fácies G apresentam concentrações mais variadas de Fe
2
O
3
(20-55%), sendo
observadas menores concentrações nos perfis B4 e T1 (20-30%) e maiores concentrações nos perfis
B5 (59,4%) e B3 (49%).
Neste trabalho não foi possível determinar a concentração parcial de ferro por ICP-OES, pois
as concentrações elevadas de ferro dos sedimentos encontram-se acima do limite de quantificação.
Apesar de não se ter resultados de Fe
2
O
3
via digestão por água régia, é possível correlacionar
as concentrações de ferro total com os elementos analisados por digestão parcial, pois grande parte dos
óxidos de ferro é solúvel ao ataque por água régia.
Assim sendo, considerando-se que os elementos-traço analisados por digestão por água régia
têm maior interesse do ponto de vista ambiental, os gráficos da figura 6.2 mostram a correlação do
ferro com a composição parcial de vários elementos-traço. Vale ressaltar que o padrão de distribuição
da correlação é a mesma com aqueles elementos de composição total. O Fe
2
O
3
nos sedimentos do
Grupo Ferruginoso apresenta correlação negativa com Cr+Ni e Li (figura 6.2 D, E) e positiva com Cd
e Zr (Figura 6.2 F e G). Esta última pode estar associada a disponibilidade de Fe
2
O
3
dos itabiritos e Zr
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007
155
dos fluidos hidrotermais. As correlações negativas sugerem que os sedimentos ricos em sílica e
alumínio, provenientes de aluminosilicatos, incluindo o talco e produtos de alteração, como a ilita, que
podem ser portadores de elementos traço como Cr, Ni, e Li são relativamente deficientes nas
concentrações de óxidos de ferro como hematita e magnetita.
A excelente correlação positiva com o Cd indica que este elemento está diretamente associado
aos óxidos de ferro por processos de adsorção e/ou coprecipitação (ver capitulo 7). O Fe
2
O
3
mostra
uma incipiente correlação com os elementos As e Mn (figuras 6.2 H e I).
O manganês está amplamente disseminado na natureza, estando presente em
aproximadamente 250 minerais e compostos naturais, como sulfato, cloretos, boratos, carbonatos,
fosfatos, óxidos, hidróxidos e silicatos, entre outros (Wedepohl 1978). Nas jazidas do Quadrilátero
Ferrífero, o manganês ocorre, principalmente, como óxido associado aos óxi-hidróxidos de ferro,
muito comuns em rochas dos supergrupos Minas e Rio das Velhas, do alto curso do ribeirão do
Carmo.
A concentração média de manganês (tabela 6.1) é obviamente mais elevada para os
sedimentos do Grupo Ferruginoso e bastante baixa nos sedimentos do Grupo Aluminoso. Observam-
se padrões de distribuição diretamente proporcionais de MnO com Fe
2
O
3
, (figuras 6.2 I).
Com relação aos sedimentos do Grupo Ferruginoso, as concentrações de Mn são mais
elevadas na fácies de sedimentos finos, recentes, de planície de inundação (PI), na fácies argilosa G de
planície de inundação e nos sedimentos considerados como tendo influência antrópica das fácies At,
Mt e Ct. A concentração de manganês elevada em sedimentos finos corrobora com os dados de
Sawyer et al. (1994) que considera extraordinariamente alta a quantidade de Mn que é transportado
como partículas em suspensão em sistemas fluviais.
É excelente a correlação de Mn total com Mn parcial nas amostras de sedimentos (Figura 6.2
J). A concentração parcial de Mn é semelhante à composição total mostrando que grande parte do
manganês está associado a óxidos e são facilmente solubilizados com ataque água régia.
A concentração de Mn parcial dos sedimentos ferruginosos mostra correlação positiva com Ba
parcial (tabela 5 em anexo e Figura 6.2L) e também com Co para todas as amostras de sedimentos
(tabela 4 em anexo e Figura 6.2 M ). Estas correlações sugerem que estes elementos podem encontrar-
se complexados com óxidos de manganês. Esta correlação é mais evidente para os sedimentos
arenosos da fácies A e sedimentos recentes da planície de inundação.
Chao & Theobald (1976) considera que os óxidos de manganês apresentam maior capacidade
de captura de metais traço em relação ao ferro, que pode ser explicada pela complexidades das
estruturas mineralógicas dos óxidos de manganês e pela grande variação da carga de ponto zero
(z.p.c.) relacionado à propriedades de superfície e interface. Neste trabalho, parece que esta
complexação é mais evidente principalmente para os elementos Co e Ba.
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia
do Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
156
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007
157
Correlação Titânio-Vanádio
O titânio é considerado um elemento relativamente imóvel durante o intemperismo e,
conseqüentemente, é usado para cálculo de mobilidade química de elementos maiores e elementos
traço (Singh et al. 2005). Na área estudada, as concentrações de TiO
2
(tabela 6.2) dos sedimentos
ferruginosos e aluminosos não apresentam diferenças significativas. As concentrações mais elevadas
de titânio (acima de 1%) são observadas em sedimentos aluminosos da fácies L, em sedimentos
recentes da planície de inundação e em sedimentos grosseiros das fácies Ct e At (figura 6.3A). Não
foram observadas correlações significantes de TiO
2
com outros elementos.
A concentração parcial média de TiO
2
nos sedimentos estudados é de 0,13% , portanto
bastante menor que a concentração total, possibilitando a interpretação que este elemento apresenta-se
associado principalmente a silicatos e em menores quantidades a óxidos e carbonatos. Como mostra a
correlação de Pearson na tabela 4 em anexo e na figura 6.3A, o TiO
2
parcial apresenta boa correlação
com V (r
2
=0,76).
Correlação Fósforo-Potássio
A concentração de fósforo de sedimentos do Grupo Ferruginoso são relativamente mais elevadas
e apresentam melhores correlações que no Grupo Aluminoso (tabela 6.2 e figura 6.3). As
concentrações de P
2
O
5
são mais elevadas (>1000mg/kg) para os sedimentos finos de planícies de
inundação recente (PI) e antiga (fácies G) e mais baixas (<1000mg/kg) para sedimentos finos
aluminosos da fácies L, sedimentos arenosos da fácies A e sedimentos grosseiros da fácies B, Ct e C
(Figura 6.3). O fósforo pode ser proveniente de fontes inorgânicas, como as rochas supracrustais da
região, como também de fontes orgânicas antrópicas, como os esgotos provenientes das cidades de
Mariana e Ouro Preto.
Para os sedimentos ferruginosos observa-se correlações positivas entre as concentrações de
P
2
O
5
total e K
2
O (r
2
= 0,75 tabela 5 em anexo, Figura 6.3B), e sutilmente positiva com Na
2
O (r
2
=
0,57,
Figura. 6.3B) e Al
2
O
3
(r
2
= 0,55, Figura 6.3C) , e correlação negativa entre P
2
O
5
e Fe
2
O
3
(Figura
6.3D) .
Observa-se excelente correlação entre a concentração total e parcial P
2
O
5
. A concentração
parcial de P
2
O
5
varia de 17 a 1811mg/kg. As melhores correlações positivas do fósforo são observadas
para os sedimentos Y (r
2
=0,8 tabela 4 em anexo, Figura 6.3 F), Be (r
2
=0,74, fig. 6.3G), Li (r
2
=0,69) e
Ni (r
2
=0,68, fig. 6. 3H). A concentração parcial de P
2
O
5
também é mais elevada para sedimentos finos
de planície de inundação do Grupo Ferruginoso.
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia
do Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
158
6.2.2 -Elementos-traço
Entre os elementos-traço analisados, importância deve ser dada aos metais pesados. Por
definição, metal pesado é um termo geral aplicado a alguns elementos e suas formas iônicas,
pertencentes ao grupo de metais de transição e metalóides da tabela periódica (Alloway 1993) e com
densidade atômica maior que 6g/cm
3
. Este termo é largamente utilizado para os elementos de maior
toxicidade e, especialmente, aqueles cuja disponibilidade e mobilidade pode ser afetada pelo homem
(p.ex.: Cd, Ni, Cr, Co, Hg, V, Zn, As, Pb e Cu). Outros elementos traço analisados como os metais
alcalinos Li, Be, Sr, e Ba e os metais de transição Zr e Th e Y não apresentam problemas ambientais
consideráveis na região, devido à ocorrência de baixas concentrações dos mesmos na área estudada.
Entretanto, a compreensão do comportamento geoquímico destes elementos é imprescindível para a
identificação das áreas-fonte e para o estabelecimento do background, por meio de estudos de
correlações geoquímica, mineralógica e geológica.
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007
159
Tabela 6.2: Estatística básica da composição química de elementos-traço dos sedimentos dos Grupos
Ferruginoso e Aluminoso
Elementos Composição de
todas amostras
Grupo Ferruginoso Grupo Aluminoso (S e L)
Parâmetros Média S(n=124) Min. Máx. Média S (n=101) Min. Máx. Média S (n=24)
Cu total (mg/kg) 130 294 10 2119 150 321 7 472 50 95
Cu parcial (mg/kg) 128 277 1,03 2001 147 305 6 188 44 47
Zn total (mg/kg) 100 122 0,05 849 108 126 15 513 67 101
Zn parcial (mg/kg) 93 128 13 966 101 140 24 244 59 42
Cd parcial (mg/kg) 43,6 27,3 1,12 104 50,9 25,3 6 35,7 12,9 7,54
As total (mg/kg) 308 343 9 2871 376 348 5,0 28 13 6
As parcial (mg/kg) 262 345 <0,73 2691 320 359 <0,73 10 2 3
Ni total (mg/kg) 68 55 2 513 77 58 15 112 34,8 19
Ni parcial (mg/kg) 32 24 0,7 145 35 23 4 104 17 23
Cr total (mg/kg) 128 87 15 775 139,7 91,6 33 185 79,9 37,4
Cr parcial (mg/kg) 71 59 1,23 512 73 63 21 198 63 38
Ba total (mg/kg) 340 274 11 1453 393 277 21 478 128 118
Ba parcial (mg/kg) 84 77 <0,002 376 98 79 3,79 130 25 26
Co total (mg/kg) 38 12 <10 57 41,7 9,5 <10 42 24 8
Co parcial (mg/kg) 8 9 <0,1 52 10 9 <0,1 17 1 3
V parcial (mg/kg) 40 17 0,67 94 41 17 15 74 38 14
Sr parcial (mg/kg) 3 2 0,07 11 3 2 1 4 3 1
Be parcial (mg/kg) 0,51 0,22 0,01 1,3 0,54 0,2 0,24 1,02 0,39 0,15
Li parcial (mg/kg) 3 2 <0,01 14,9 3,1 2,2 0,43 3,91 1,46 0,94
Y parcial (mg/kg) 9 5 0,2 20 10 4 1 19 3 4
Th parcial (mg/kg) 10 5 0,1 22,34 9,1 4,1 5,7 20,1 14 4,1
Cd parcialr (mg/kg) 44 27 1,1 103,8 50,9 25,3 5,9 35,7 13,3 7,63
Zr parcial (mg/kg) 12 5 <0,01 20 12 5 4 14 9 3
Correlação Cobre - Zinco
A composição de Cu e Zn das amostras de sedimentos do Grupo Ferruginoso é mais elevada
(tabela 6.2), sugerindo influência de jazimentos calcófilos, caracterizados em rochas do Grupo Itabira
com valores de 11 a 65 mg/kg de Cu e 30 a 70 mg/kg de Zn (Heineck 1980) e, também, de xistos
provenientes de rochas metavulcânicas deformadas (Supergrupo Rio das Velhas), caracterizada por
apresentar teores elevados de Cu e Zn, com média de 100 a 130 mg/kg (Vinogradov 1962).
Nos sedimentos do Grupo Aluminoso, as concentrações de Cu e Zn são baixas, cerca de 50%
daquelas dos sedimentos do Grupo Ferruginoso, caracterizando neste último, uma maior influência de
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia
do Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
160
rochas gnáissicas, que apresentam entre 3 a 13 mg/kg de Cu (Roeser 1984). Contudo, observam-se
anomalias pontuais de Cu e Zn nos sedimentos do Grupo Aluminoso (472 e 244mg/kg,
respectivamente, no terraço T2), que podem ser explicadas pela presença de anfibolitos associados aos
gnaisses na região, com valores médios de 98 mg/kg de Cu (Roeser 1984).
Excelente correlação positiva foi caracterizada entre a composição total de Cu e Zn (r
2
=0,99,
figura 6.4 A), que se deve às suas semelhanças químicas, sendo comum a ocorrência de Cu e Zn em
minerais primários ou adsorvidos em minerais presentes no ambiente secundário. A correlação entre
Cu e Zn e o Fe
2
O
3
obedecem tendências positivas, principalmente para as amostras de sedimentos da
fácies G e PI (figura 6.4 B). As outras amostras não mostram correlação significativa entre o Cu e o
Fe
2
O
3
. As correlações de MnO com Cu mostram também tendências positivas (Figura 6.4 C)
Anomalias na composição total e parcial de Cu e Zn são observadas em sedimentos do perfil
B2 (Cu parcial = 1969mg/kg e Zn= 849mg/kg na fácies B e Cu parcial = 472 mg/kg e Zn= 245 mg/kg
na fácies At), do perfil B4 (Cu= 283mg/kg e Zn= 190 mg/kg na fácies G), em sedimentos recente do
testemunho PI1 (Cu= 449 mg/kg e Zn= 232 mg/kg na fácies A) e do perfil B5 (Cu= 2001 mg/kg e
Zn= 838 mg/kg na fácies At e Cu= 266 mg/kg e Zn= 156 mg/kg na fácies Ct) (tabelas 1 e 2 em anexo
e figura 6.4 A e E).
Provavelmente, a origem dos valores anômalos nas composições total e parcial de Cu e Zn
estão associadsa à ocorrência de minerais sulfetados, como por exemplo, calcopirita (sulfeto de cobre)
e esfarelita (sulfeto de Zn), caracterizados nas minas de ouro do alto curso do ribeirão do Carmo,
incluindo as jazidas de Passagem de Mariana e da serra de Ouro Preto. Estas áreas são consideradas
como as principais áreas-fonte dos sedimentos do Grupo Ferruginoso. No ambiente secundário,
quantidades apreciáveis de Cu e Zn também estão associadas ao mineral fraiponita (Zn, Al, Cu)(Si,
Al)
2
O
5
(OH)
4
, identificado em várias amostras de sedimentos do Grupo Ferruginoso, e à oxi-hidróxidos
de ferro como goetita.
Para as amostras de PI1, é provável que a presença de ilita esteja exercendo um controle sobre
o aumento das concentrações de Cu e Zn nestas amostras, devido a capacidade de adsorção de Cu e Zn
deste argilo-mineral (Wedepohl 1978).
Importante salientar que as concentrações parciais de Cu e Zn apresentam-se com valores
muito próximos às, respectivas, composições totais (Figura 6.4 D). Este resultado sugere que
quantidades apreciáveis de Cu e Zn estão associadas aos óxi-hidróxidos de ferro e manganês, sendo
que tais elementos entraram em solução com ataque via água régia.
As concentrações parciais de Cu e Zn são mais elevadas nos sedimentos do Grupo Ferruginoso
(tabela 6.2). Uma tendência positiva também é observada quando se considera ao composição parcial
de Mn para os sedimentos ferruginosos (fig.6.4F). Estes resultados sugerem a ocorrência de fenômeno
de captura Cu e Zn por de óxidos e hidróxidos de ferro e manganês no ambiente secundário.
A área estudada caracteriza-se por sedimentos provenientes, em grande parte, de antigas minas
de ouro e ricas em sulfetos, como é o caso das minas da região de Passagem de Mariana e da serra de
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007
161
Ouro Preto. É provável que tenha ocorrido a liberação de apreciáveis quantidades de Cu, Zn nas
soluções intempéricas, devido à oxidação de sulfetos e à alta solubilidade dos sulfatos de Cu, Zn
(Wedepohl 1978). O cobre e o zinco, na forma de íon solúvel ou como soluto associado à colóides e
partículas finas, são adsorvidos por óxido-hidróxidos de Fe-Mn, como evidencia as maiores
concentrações destes elementos nos sedimentos do Grupo Ferruginoso e, também, pelas tendências de
correlação positiva de Cu e Zn total e parcial com ferro e manganês.
Correlação Arsênio- Enxofre, Arsênio- Ferro-Manganês
Na serra de Ouro Preto e na região de Passagem de Mariana, a zona mineralizada em ouro
ocorre associada aos turmalinitos e aos veios de quartzo sulfetados, sendo a arsenopirita um sulfeto
bastante abundante. A disponibilidade do As e sua distribuição nas águas e nos sedimentos
provenientes de zonas mineralizadas é acelerada pela atividade mineradora, que vem disponibilizando
elementos-traço, tais como As, Cu, Zn e Cd, para o ambiente secundário nos 3 (três) séculos de
exploração aurífera da região. Estes elementos, presentes em minerais primários como arsenopirita e
calcopirita, são retidos através da precipitação de fases secundárias, como os arsenatos de ferro ou
escorodita (FeAsO
4
.2H
2
O), goethita (Borba 2002) e argilo-minerais.
A composição de As é significantemente mais elevada nos sedimentos do Grupo Ferruginoso,
(tabela 6.2) que aquela dos sedimentos do Grupo Aluminoso. Neste contexto, vale ressaltar a baixa
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia
do Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
162
mobilidade do As em ambientes ricos em ferro, devido a formação de escorodita e goethita (Borba
2002) e/ou pela coprecipitação com limonita ou goethita (Heineck 1980).
Como pode ser observado nos diagramas da figura 6.5, ocorrem anomalias nas composições
total de As em sedimentos de perfis de cutbank e dos terraços T1 e T3. A composição total de As
apresenta anomalias bastante intensas principalmente nos sedimentos argilosos da fácies G do perfil
T1( T1 148-158 cm = 1378 mg/kg, Figura 6.5 A) e em sedimentos grosseiros da fácies B do perfil B6
(2871 mg/kg como mostra a tabela 2 em anexo).
Observam-se tendências de correlação positiva da composição total de As com Fe
2
O
3
e Mn
para grande parte das amostras estudadas (Figura.6.5 A e B), em resposta à oclusão e/ou co-
precipitação de As em óxido-hidróxidos de ferro e manganês, caracterizando um padrão epigenético
hidromórfico do arsênio (Heineck 1980). Observa-se uma boa correlação positiva do As total com o S
(fig.6.5 C), principalmente para as amostras de sedimentos de planícies de inundação, que apresentam
concentrações de ferro maior que 20%, onde ocorre a presença de arsenopirita (AsFeS). As
correlações positivas observadas, respectivamente, entre a composição total de As, o alumínio e a
perda por calcinação (LOI), são observadas para sedimentos finos da fácies G e PI (Figura 6.5 D e E),
indicando a possível adsorção de As por minerais de argila, como a ilita e a caolinita, micas e pela
complexação com matéria orgânica.
A composição parcial de As apresenta valores bastante elevados quando comparado com a
composição total (tabela 6.2, Figura 6.5 F), sugerindo que apreciáveis concentrações de As estão
associados aos óxidos de ferro, solúveis ao ataque de água régia. Com relação à composição parcial
(Figura 6.5 F), foi quantificado no perfil B1 469mg/kg de As na fácies A, 649 mg/kg em B e
700mg/kg em Ct; no perfil B2 : 435 mg/kg de As na fácies B e 401 mg/kg na fácies A; no perfil B3:
418 mg/kg de As na fácies D, no perfil B5 : 453 mg/kg de As na fácies Mt e 387,6mg/kg na fácies At;
no perfil B6: 660 mg/kg de As na fácies A e 1695 mg/kg na fácies B; no perfil B7 : 594 mg/kg na
fácies D e 705 mg/kg na fácies M, no perfil T1: 695mg/kg na fácies M, 1476 mg/kg na fácies F, 669
mg/kg em A e 1326 mg/kg na fácies G e no pefil T3 foi quantificado 318,6 mg/kg na fácies Ct.
Com relação à composição parcial de As, observa-se o mesmo padrão de correlação com
Fe
2
O
3
e Mn, referido acima (figs. 6.5 G e H). Observa-se duas tendências de correlação positiva da
composição parcial As com Co e Ba (figs. 6.5 I e J) para grande parte das amostras de sedimentos e
com Be e Li (figs. 6.5 L e M) para sedimentos finos das fácies G e PI.
As inúmeras anomalias de As observadas nos sedimentos do grupo ferruginoso estão
associadas com o contaminação antropogênica de As na região, relacionada à minas antigas, pilhas de
estéreis e solos contaminados, além de águas e sedimentos contaminados no canal do rio. Observam-se
também anomalias geogênicas como aquelas observadas no terraço T1, visto que este não mostra
indício de interferência antrópica.
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007
163
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia
do Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
164
Correlação Níquel- Cromo e Níquel -Cobalto
As concentrações de Ni e Cr nas amostras de sedimentos são mais elevadas para os sedimentos
do Grupo Ferruginoso do que aquelas apresentadas pelos sedimentos do Grupo Aluminoso (tabela
6.2), provavelmente em resposta às baixas concentrações de Cr e Ni nos terrenos gnáissicos da região.
Roeser (1984) caracterizou concentrações de Cr e Ni menores que 30 mg/kg nestes terrenos.
Excelente correlação positiva foi caracterizada entre as concentrações totais de Ni e Cr (r
2
=
0,97, fig. 6.6A), o que se repete com as concentrações parciais (r
2
= 0,87, Figura 6.6), sugerindo que a
distribuição destes elementos seja condicionada pela ocorrência de rochas metabásicas e ultramáficas
(Wedepohl 1978). A correlação destes elementos com o MgO (r
2
=0,88 para Cr e 0,93 para Ni fig6.9b),
é atribuída à presença de talco Mg
3
Si
4
O
10
(OH)
2
e clinocloro (Mg, Fe)
6
(Si, Al)4O
10
(OH)
8
,
que são
minerais constituintes de rochas ultramáficas, como esteatitos, presentes no Complexo Santo Antônio
de Pirapetinga. Os clorita xistos do Supergrupo Rio das Velhas também podem constituir a área-fonte
de tais sedimentos.
A correlação positiva entre a composição total de Cr com Na
2
O +K
2
O total (r
2
=0,62, fig.6.6
C) é atribuída à presença de minerais, como muscovita do tipo vanádio-bário (K,Ba,Na)
0,75
(Al, Mg,
Cr, V)
2
(Si, Al, V)O
10
e dravita cromo NaO
24
(Mg, Al,Cr)
3
Al
6
(BO
3
)
3
SiO
18
(OH)
4
, ambas identificadas
via difratometria de raios-X. Também parece haver uma influência da matéria orgânica principalmente
em sedimentos argilosos ferruginosos na concentração de Cr e Ni, visto pela correlação relativamente
boa entre LOI (perda por calcinação) e Cr (Figura 6.6 D, tabela 5 em anexo)
Anomalias nas concentrações totais de Ni e Cr são observadas em sedimentos do perfil B3,
nas fácies GO (112 mg/kg e 251 mg/kg), D (174 mg/kg e 315 mg/kg) e U (513 mg/kg e 775 mg/kg);
no perfil B4, na fácies G (220 mg/kg e 423 mg/kg) e no perfil T1, na fácies G (141 mg/kg e 290
kg/mg). Observam-se concentrações de Cr mais elevada nas fácies argilosas, devido à forma mais
estável do cromo, ou seja o Cr
3+
, ter propriedades químicas semelhantes ao Al
3+
e Fe
3+
, donde um
comportamento semelhante nos processos de intemperismo, com tendência de se concentrar como
elemento residual em argilas.
Observa-se ainda correlações positivas da concentração parcial de Cr (Figura 6.6 D,E, F e J,
tabela 6 em anexo), principalmente em sedimentos ferruginosos, com Ni, MgO parcial, Li (r
2
=0,61) e
V(r
2
=0,64). As correlações de Ni são observadas (tabela 4 em anexo, figura 6.6 G, H, I) com Cr
(r
2
=0,84), MgO (r
2
=0,76), P
2
O
5
(r
2
=0,61), Co (r
2
=0,70), Li (r
2
=0,77), Be (r
2
=0,7), V (r
2
=0,76) e Y
(r
2
=0,76 ).
A composição total de Co apresentou correlação positiva relativamente boa com Fe
2
O
3
(r
2
=0,63) e a composição parcial de Co (tabela 4 em anexo) apresenta boa correlação com Ni
(r
2
=0,71), MgO (r
2
=0,68), Mn (r
2
=0,68, Figura 6.2M) e Ba. Ora, o Co é um elemento traço comum em
rochas, principalmente máficas e ultramáficas, resultando em boas correlações com Fe, Mn e Mg.
Roeser (1984), em análises de rochas na região, encontrou concentrações baixas de Co nos gnaisses
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007
165
(<10 mg/kg) e mais elevadas nos anfibolitos (41-68mg/kg) e esteatitos (94-102mg/kg). Os sedimentos
finos das fácies G e U do perfil B3 apresentam concentrações mais acentuadas de Co (figura 6.2 M),
provavelmente associadas à presença de minerais, como talco e clinocloro e a esteatitos e anfibolitos
dos Complexos metamórficos e clorita-xistos do S. G. Rio das Velhas.
No diagrama da figura 6.2M, podem ser observadas anomalias positivas na concentração de
Co parcial para as amostras do perfil B5 (fácies At) que estão associadas a minerais manganesíferos.
Anomalia de Co total e parcial na fácies B do perfil B6, também parece estar associada a fenômenos
de co-precipitação com óxidos de ferro e manganês, visto a correlação positiva de Co total e ferro. Nos
sedimentos do Grupo Aluminoso as concentrações de Co são extremamente baixas.
De acordo com Wedepohl (1978), o Co apresenta comportamento químico semelhante ao
níquel, sendo facilmente solubilizado pelo intemperismo. A solubilização do Co pode explicar a boa
correlação entre Co com Mn e Fe, ou seja, possivelmente o Co presente na estrutura cristalina de
minerais máficos, entra em solução quando do processo intempérico e é adsorvido ou co-precipitado
com óxido-hidróxidos de Fe e Mn .
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia
do Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
166
Correlação Berílio-Lítio-Vanádio-Ytrio-Thório, Correlação Lítio-Vanádio-
Estrôncio-Bário
A concentração de Be é relativamente baixa para os sedimentos estudados (tabela 6.2). A
composição parcial de Be apresenta valores pouco mais elevados para os sedimentos do Grupo
Ferruginoso, que se devem a maiores concentrações em sedimentos da fácies G dos perfis B2, B4 e T1
(1,3mg/kg) e D dos perfis T1 e B7 e dos sedimentos de planícies de inundação PI.
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007
167
Observam-se correlações positivas de Be com P
2
O
5
(r
2
= 0,78, tabela 4 em anexo), Li (r
2
= 0,76,
fig.6.7A), Ni (r
2
= 0,70, figura 6.6I) e Y (r
2
= 0,84, Figura 6.7) e V (r
2
= 0,73, fig.6.7D).
Para os sedimentos ferruginosos, observam-se correlações da composição parcial de Be com Y
(r
2
= 0,87, fig.6.7) e Th (r
2
= 0,78, fig.6.7 ). Observa-se também tendência de correlação positiva das
concentração de lítio e berilo com potássio e magnésio (Figura 6.7)
O Be apresenta concentrações mais elevadas em minerais máficos como hornblenda, biotita e
também plagiocásio e feldspato potássico.
Na área estudada, o Be pode ser proveniente das rochas associadas à mineralização aurífera,
caracterizadas por uma assinatura geoquímica rica em elementos associados à líquidos graníticos
tardios como Li, Be, Th e Y (Bilial 2000). Provavelmente, rochas associadas à mineralização aurífera
do alto curso do ribeirão do Carmo sejam fontes potenciais para concentrações mais elevadas de Be
em sedimentos finos do Grupo Ferruginoso. O berílio é facilmente removido de águas de mina por co-
precipitação de hidróxidos de ferro e, também, facilmente fixado por minerais de argila e matéria
orgânica. (Wedepohl 1980 ).
A composição parcial de Li apresenta valores elevados principalmente em sedimentos do
Grupo Ferruginoso (tabela 6.2). Concentrações mais elevadas de Li foram observadas em sedimentos
da fácies G (perfil T1, 9,5mg/kg), PI (PI1, 5,95 mg/kg) e D (perfil B7, 14,9mg/kg) (fig.6.7 A).
Observam-se correlações positivas do Li com K
2
O (r
2
= 0,72, fig. 6.7B) também, com Y (r
2
=
0,78, fig.6.7C) e Th (r
2
=0,79, fig.6.7 D ),P
2
O
5
(r
2
= 0,69 ),Be (r
2
=0,76, fig.6.7 A), Sr (r
2
= 0,79, fig.6.7),
V (r
2
= 0,78, fig.6.7) e Ni ((r
2
= 0,74)
A correlação de lítio com potássio se deve, pelo menos em parte, à disponibilidade de Li a
partir de mica litinífera ou zinvaldita K(Al, Fe, Li) (Si
3
Al)O
10
(OH)F, caracterizada por difratometria
de raios-X para sedimentos ricos em ferro ou à incorporação à argilo-minerais, como ilita. Durante o
intemperismo, o lítio é comumente removido de minerais primários, como Li
+
e incorporado em
precipitados de minerais de argila (Wedepohl 1978 ). Isso explica também, maiores concentrações de
Li (4-10mg/kg) nos sedimentos finos da fácies G e PI, podendo estar associada tanto à zinvaldita como
aos argilo-minerais, como ilita e interestratificado de ilita-esmectita.
A concentração parcial de V (tabela 6.2) apresenta valores pouco mais elevados para os
sedimentos do Grupo Ferruginoso, ou seja, em sedimentos das fácies G (perfil B4, 94,3 mg/kg), PI
(PI1, 63,5 mg/kg) e D (perfil B7, 73,9) (figura 6.7 D).
Observam-se correlações positivas de V com TiO
2
(r
2
= 0,78, fig.6.3 A), Li +Be (r
2
= 0,78,
fig.6.7D), Ni (r
2
= 0,70, fig.6.6 H), Sr (r
2
= 0,73, fig.6.7H). Observam-se correlações positivas de V
com Th (r
2
= 0,80) e Y (r
2
= 0,83, fig.6.7I) para os sedimentos ferruginosos.
O vanádio é um elemento encontrado em maiores concentrações em depósitos sulfetados
associado com Pb, Cu, Zn e As (Wedepohl 1978), ou em rochas básicas e ultrabásicas presentes no
Complexo Metamórfico (Roeser 1984). Óxidos de ferro têm maior potencial de adsorção de V e a
excelente correlação de V com TiO
2
pode ser explicada pela afinidade entre estes metais de transição.
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia
do Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
168
A concentração parcial de Y (tabela 6.2) apresenta valores distintamente mais elevados para os
sedimentos do Grupo Ferruginoso, neste caso observam-se excelentes correlações positivas com P
2
O
5
(r
2
= 0,82), Li (r
2
= 0,78, fig.6.7 C), Be (r
2
= 0,84, fig. 6.7C), V (r
2
= 0,83, fig.6.7 I), Th (r
2
= 0,70, fig.
6.7J).
O ítrio é encontrado principalmente no zircão (Wedepohl 1978). A afinidade geoquímica com
fosfatos explica a excelente correlação entre Y e fósforo. É levemente solúvel em água como fluoreto,
hidróxido e carbonato.
A concentração parcial de Th (tabela 6.2) não apresenta valores muitos distintos para os
sedimentos ferruginosos (grupos Fe-Mn) e aluminosos (Al-Si). Observam-se melhores correlações nos
sedimentos ricos em ferro de Th com K
2
O (r
2
= 0,76, tabela 6 em anexo), Li (r
2
= 0,79, fig.6.7 E), Be
(r
2
= 0,78, fig.6.7 E), V (r
2
= 0,81), Y (r
2
= 0,70, fig.7J) e Sr (r
2
= 0,66).
Observa-se concentrações mais elevadas de Th para as fácies L e S (18,74mg/kg, 19,25
mg/kg), G (18,84 mg/kg), D (pefil B7, 22,34 mg/kg) e B6 (19,39 mg/kg).
A concentração parcial de Sr apresenta concentrações relativamente baixas (média de 2mg/kg)
para os sedimentos estudados (tabela 6.2 e tabela 2 em anexo). Observam-se concentrações mais
elevadas de Sr parcial para sedimentos finos do Grupo Ferruginoso, mas a média das concentrações de
Sr são equivalentes entre os grupos Fe-Mn e Al-Si. O estrôncio é um elemento associado aos
feldspatos e, secundariamente, aos minerais ferro-magnesianos. Pode participar da estrutura de
sulfetos e carbonatos, principalmente em depósitos hidrotermais. Sr é bastante móvel durante o
intemperismo, especialmente devido à decomposição de feldspatos (Wedepohl 1978).
As melhores correlações positivas de Sr parcial são observadas com CaO parcial (r
2
= 0,77,
tabela 6 em anexo), Li (r
2
=0,79, fig. 6.7 F), V (r
2
=0,73, fig. 6.7 H), Ba (r
2
=0,65), P
2
O
5
(r
2
=0,67) e Th
(r
2
=0,69, Figura 6.7 M) . O estrôncio é parcialmente substituído por Ba e Ca, tendo relativa
abundância em minerais contendo cálcio, por isso observam-se boas correlações entre Sr, Ba e CaO
parcial.
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007
169
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia
do Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
170
Correlação Bário-Manganês-Cobalto-Estrôncio
A composição total e parcial de bário (tabela 6.2) em sedimentos do Grupo Ferrugionoso são
distintamente mais elevadas em relação aos sedimentos do Grupo Aluminoso. A composição total de
Ba é mais elevada (entre 400 e 1500 mg/kg) para os sedimentos finos de planícies de inundação PI e
fácies G e também para algumas fácies cascalhosas (Ct do perfil B1 e B de B1 do perfil B2). A
concentração total de Ba apresenta excelente correlação com Mn total (r
2
= 0,80, Figura 6.8 A) e K
2
O
+ Na
2
O total (r
2
= 0,87, Figura 6.8 B) e P
2
O
5
total (r
2
= 0,70, tabela 3 em anexo, figura 6.8C).
A composição parcial de Ba apresenta concentrações distintamente mais baixas que a
concentração de Ba total (tabela 6.2), caracterizando a associação de Ba, principalmente aos silicatos.
Neste caso o bário distribui-se principalmente nas estruturas de feldspatos e micas, muitas vezes em
substituição ao Ca (Wedepohl 1978).
As melhores correlações positivas de Ba parcial são observadas com Mn (r
2
=0,87, fig.6.2L ),
P
2
O
5
(r
2
=0,62), Co (r
2
=0,67, fig.6.7 L) e Sr (r
2
=0,65, Figura 6.8 D).
Provavelmente, a composição parcial de Ba (<400mg/kg) está associada primariamente ao
mineral barita e feldspatos ou a complexação com óxidos de ferro e manganês. A barita (BaSO
4
) é o
mineral de Ba mais abundante sendo comum nos depósitos hidrotermais da região e nos sedimentos
estudados..
A geoquímica de rochas associadas a mineralização aurífera do flanco norte do Anticlinal de
Mariana e Antônio Pereira mostra correlação geoquímica e mineralógica com a Mina de Passagem ,
apresentando concentração de Be de 1,00mg/kg, V de 15,29 mg/kg, Ti de 10,86 mg/kg, Sr de 11,57
mg/kg e Ba de 10,57 mg/kg. Com isso, é provável que as concentrações de Li, Be, V, Sr, Ba e Th
encontradas nos sedimentos estudados tenha importante contribuição dos depósitos de ouro do alto
curso da bacia do ribeirão do Carmo, cuja taxa de erosão e sedimentação foi acelerada durante o ciclo
do ouro.
Elementos como Li, Be, B (constituição da turmalina) e P são altamente enriquecidos em
líquidos residuais proveniente da cristalização fracionada de mágmas graníticos (Bilal et al. 2000) e
também elementos incompatíveis como Y, Th são também enriquecidos em fluidos hidrotermais. A
excelente correlação entre os elementos supracitados nos sedimentos do Grupo Ferruginoso e as
elevadas concentrações de Li no ambiente secundário corrobora com a interpretação da gênese
epigenética para as mineralizações de ouro. Estas mineralizações são caracterizadas como as principais
fontes dos sedimentos aluviais do ribeirão do Carmo, que incluem os depósitos de Passagem de
Mariana e da serra de Ouro Preto.
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007
171
Correlação
Zircônio -Ferro-Cádmio
A composição parcial de Zr apresenta valores médios semelhantes para os sedimentos dos
grupos Fe-Mn e Al-Si (tabela 6.2). As melhores correlações positivas de Zr parcial são observadas
para os sedimentos do Grupo Ferruginoso com Fe
2
O
3
(r
2
=0,80, fig.6.2F) e Cd parcial (r
2
= 0,90, fig.
6.8 E). No mesmo padrão observado nos diagramas do ferro, o zircônio apresenta correlações
negativas com os demais elementos.
O zircônio é um elemento-traço abundante em rochas ígneas. Tem raio iônico semelhante ao
Mg
2+
, Fe
2+
, Y
3+
, Ti
4+
e tende a se concentrar em lateritas, bauxitas e caulinitas (Wedepohl 1978).
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia
do Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
172
Neste trabalho, a correlação de Pearson de Zr com Fe
2
O
3
(r
2
= 0,80) em sedimentos do Grupo
Ferruginoso e as concentrações mais elevadas em sedimentos da fácies A (18,24 mg/kg) sugere que a
concentração de Zr destes sedimentos seja essencialmente proveniente de rochas do alto curso da bacia
do rio do Carmo. A presença de Zr nas rochas associadas a mineralização foi caracterizada também
por Ribeiro (23,43 mg/kg) na pedreira de Antônio Pereira.
Estes dados corroboram com a possibilidade da ocorrência de fluidos hidrotermais que
afetaram as rochas associadas à mineralização aurífera, considerando esta como sendo de origem
epigenética. O enriquecimento de Zr no ambiente secundário pela co-precipitação com óxidos de ferro
deve também ser considerado em associação à liberação de Zr da fonte primária, como mencionado
acima . Neste caso, observa-se correlação negativa de Zr com potássio (r
2
= -0,50, Tabela 6 em anexo,
Figura 6.8 F) para os sedimentos do Grupo Ferruginoso, pois o Zr estaria incorporado aos óxido-
hidróxidos de ferro.
Nos sedimentos do Grupo Aluminoso, associados aos gnaisses do Complexo Metamórfico, a
correlação de Zr com alumínio e potássio é positiva (fig.6.8 F). Neste estudo parece evidente que o Zr
é proveniente de rochas de filiação magmática, que na área de estudo está representado pelos gnaisses
do Complexo metamórfico e também pelos líquidos residuais associados à mineralização aurífera.
A composição parcial de Cd é distintamente mais elevada para os sedimentos do Grupo
Ferruginoso (tabela 6.2, figura 6.3i), principalmente em sedimentos com concentrações elevadas de
ferro como as fácies A e F que se caracterizam por concentrações de Cd atingindo o máximo de
103,8 mg/kg. Observa-se excelente correlação positiva entre Cd e Fe
2
O
3
(r
2
=0,94).
Observa-se concentrações de Cd mais elevadas nas fácies A e F do perfil B2 (80,6mg/kg), B5
(93,6 mg/kg), B6 (97,4 mg/kg) B7 (71,7 mg/kg) e T1 (103,8 mg/kg) e fácies antropogênicas incluindo
B, Ct e At dos perfis B1 (57 mg/kg), B2 (61,1mg/kg), B5 (56,6 mg/kg) e B6 (66,9 mg/kg).
A excelente correlação de Pearson de Cd e Zr (0,90) exclusivamente para os sedimentos
ferruginosos, deve-se à presença destes elementos em rochas associadas à mineralização de ouro, o Cd
primariamente como sulfeto e Zr associado à líquidos residuais e ao enriquecimento secundário devido
à adsorção por óxido-hidróxidos de ferro. Portanto a associação de Cd com óxidos de ferro e Zr, indica
que parte da concentração de Cd pode estar associada à mobilização a partir de sulfetos presentes nas
rochas mineralizadas em ouro. Tendência de uma sutil correlação positiva também pode ser observada
para Cd e As, como mostram as figuras 6.8 G e H, principalmente para os sedimentos de planícies de
inundação recente e também para os sedimentos da fácies A.
Como já relatado, a área estudada caracteriza-se por sedimentos provenientes, em grande
parte, de antigas minas de ouro e ricas em sulfetos, como é o caso das minas da região de Passagem de
Mariana e da serra de Ouro Preto. É provável que tenha ocorrido a liberação de apreciáveis
quantidades também de Cd nas soluções intempéricas, devido à oxidação de sulfetos e à alta
solubilidade do sulfatos de Cd (Wedepohl 1978). O Cd, na forma de íon solúvel ou como soluto
associado à colóides e partículas finas, são adsorvidos por óxido-hidróxidos de Fe-Mn, como
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007
173
evidencia as maiores concentrações destes elementos nos sedimentos do Grupo Ferruginoso e,
também, pela correlação positiva de Cd com ferro.
6.4 - DISTRIBUIÇÃO DA COMPOSIÇÃO E CORRELAÇÃO DE CARBONO
ORGÂNICO (LOI e TOC) EM SEDIMENTOS ALUVIAIS DO RIBEIRAO DO
CARMO
O ambiente de planície de inundação inclui um dos mais produtivos habitats do mundo. Tal
fato decorre dos pulsos de inundação que elas são freqüentemente submetidas. As águas e sedimentos
depositados na planície de inundação são ricos em matéria orgânica e nutrientes, fato que as torna um
ambiente altamente fértil (Andrew et al. 1998).
Embora a análise da perda por calcinação (LOI) seja bastante limitada como uma medida da
estimativa do conteúdo de carbono orgânico e inorgânico (carbonatos e hidróxidos) de um dado
sedimento, a correlação da LOI com o conteúdo de carbono orgânico total (TOC) é geralmente boa e
os valores de LOI vêm sendo utilizados para a semi-quantificação de carbono total (Hakansson &
Jansson 1983). Os sedimentos aluviais do ribeirão do Carmo também mostram uma sutil correlação
entre LOI e TOC (figura 6.9A), principalmente para valores de LOI inferiores a cerca de 8% e TOC
inferiores a cerca 0,5%. Vale ressaltar que os valores de LOI são bem mais elevados que a
concentração de TOC, sugerindo que a quantidade de compostos voláteis (SO
2
, OH, Cl-, F-, etc.) é
elevada
Observam-se concentrações elevadas de LOI, principalmente para os sedimentos finos (Figura
6.9 A) onde se observam maiores quantidades de argilo-minerais e micas como é o caso dos perfis B3
(D= 10,62%), B4 (G= 12,13%), B6 (L= 13,61%), T1 (G= 18,72%) e T2 (L= 26,66%) e também nos
horizontes orgânicos dos testemunhos da planície de inundação do ribeirão do Carmo: PI1 (7,6%) e
PI4 (7,53%). Provavelmente isto se deve a maiores concentrações de compostos voláteis, incluindo o
teor de umidade e de matéria orgânica nestes minerais.
LOI apresentou correlação positiva com a composição parcial de aluminio (r
2
= 0,8, figura 6.1
F), e correlação negativa com a composição total de Fe
2
O
3
(r
2
= -0,6, Tabela 3). A boa correlação de
LOI com alumínio indica que provavelmente os minerais aluminossilicáticos e os argilo-minerais
apresentam maiores quantidades de compostos voláteis que os óxidos de ferro.
Para os sedimentos do Grupo Ferruginoso observa-se um aumento no valor de r
2
para a
correlação da composição total de LOI com P
2
O
5
(Figura 6.9 B), K
2
O, Na
2
O (Tabela 5 em anexo) e
argila (Tabela 5 e Figura 6.9 C).
A correlação de fosfato e LOI está associada ao fato de que muitos rios ricos em nutrientes
(matéria orgânica) tendem a ter grandes quantidades de N e P. O fósforo pode ser proveniente de
fontes inorgânicas, como as rochas supracrustais da região, como também de fontes orgânicas
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia
do Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
174
antrópicas, como os esgotos provenientes do alto curso da bacia do ribeirão do Carmo, envolvendo as
cidades de Mariana e Ouro Preto. Isto explica a correlação entre LOI e fosfato somente para os
sedimentos ferruginosos, pois são os que envolvem a área fonte constituída pelas rochas supracrustais
e de onde é proveniente a grande descarga de esgoto, no âmbito da região estudada.
Possivelmente é maior a quantidade de voláteis e matéria orgânica em sedimentos argilosos.
A correlação de LOI com sódio + potássio e alumínio sugere a ocorrência de maiores concentrações de
voláteis e matéria orgânica em argilo-minerais como ilita, caulinita e micas.
Para as fácies argilosas (PI1, PI4 e G) observa-se ainda boa correlação de LOI com As (r
2
=
0,64, figura 6.9D), sugerindo que o As possa estar presente em estruturas de sulfetos como a
arsenopirita (FeAsS), devido a provável volatização de SO
2
, como também é possível que o As
presente nos sedimentos argilosos esteja complexado com a matéria orgânica.
A composição de carbono orgânico total TOC apresentou-se mais elevada em fácies de
sedimentos finos (Figura 6.9A), principalmente dos perfis B3 (fácies G = 0,91%,), B7 (fácies G =
0,35%) e em sedimentos dos testemunhos das planícies de inundação (PI1= 0,42% e PI4= 0,36%).
As argilas de depósitos fluviais têm origem nos solos e rochas, transportados principalmente
como sólidos em suspensão e depositados nas planícies de inundação e terraços aluviais das bacias
hidrográficas. A matéria orgânica também é transportada em suspensão pelos rios e muitas vezes pode
haver a complexação da matéria orgânica com os elementos presentes em minerais de argila desde o
transporte como partículas em suspensão, visto também a grande capacidade de fenômenos de sorção
dos argilo-minerais principalmente os expansivos (argilas 2:1 como as esmectitas). Este fato pode
ajudar a elucidar o aumento da quantidade de matéria orgânica nas argilas e também o aumento da
correlação r
2
de TOC com Al
2
O
3
(r
2
=0,52, Figura 6.9D).
Para as fácies argilosas, observa-se um aumento de r
2
para a correlação de TOC e As (Figura
6.9 E). As concentrações elevadas de As nas amostras PI1 e PI4 e altos valores de LOI e TOC
sugerem que nestes horizontes húmicos de overbank, onde a interação entre o solo e a biosfera é mais
proeminente (Swennen R 2002), são constantes impactos antropogênicos através da poluição do rio ou
do ar.
A fácies argilosa G do terraço T1 apresentou valores elevados de LOI e As (Figura 6.9 D e F)
e baixos de TOC, sugerindo que o As neste perfil ocorre presente em estruturas de sulfetos como
arsenopirita, e as altas concentrações de LOI refletem as concentrações de SO
2
volatilizado.
Meissner et al. (1994) caracterizaram boa correlação entre metais pesados e matéria orgânica em
sedimentos provenientes de planícies de inundação. Neste trabalho, observou-se que a matéria orgânica
expressada pela concentração de TOC apresentou correlação com Li, Ba, Ni, Cr e As somente para os
sedimentos das fácies argilosas.
A determinação destes parâmetros pode ser considerada um fator determinante se uma planície
de inundação funciona como uma bacia de contenção ou fonte secundária de elementos traço. As
flutuações no nível da água que ocorrem com freqüência em sedimentos de cutbank e planícies de
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007
175
inundação estimulam a decomposição da matéria orgânica. Os elementos, como Fe, Mn, As e Cu,
caracterizados por apresentar maior sensibilidade às variações redox, que comumente ocorrem
fortemente complexados com matéria orgânica (Olivie-Lauquet et al. 2001), podem ser solubilizados.
Sendo assim, os sedimentos das planícies de inundação podem ameaçar a qualidade da água
através da solubilização de metais presentes em fácies ricas em TOC, principalmente Cu e As em
sedimentos de cutbank e planícies de inundação do ribeirão do Carmo.
A decomposição anaeróbica da matéria orgânica por microorganismos heterotróficos,
reduzindo os oxihidróxidos de Fe e Mn e metais como Cd, As e Cu com estes associados pode resultar
no decréscimo do tempo de retenção de contaminantes inorgânicos, causando a contaminação dos
ecossistemas aquáticos à jusante (Cole 1998).
Então, a presença em concentrações elevadas de metais pesados em fácies ricas em matéria
orgânica e óxido-hidróxidos de ferro, como é o caso das fácies de sedimentos finos do cutbank B3, B7
(fácies D) e os sedimentos de planícies de inundação (PI1 e PI4) que estão mais sujeitos às flutuações
do nível de água, podem ser mobilizado ao longo do perfil e ou para as águas superficiais ou de
subsuperfície pela redução de óxido-hidróxidos de ferro através da decomposição anaeróbica da
matéria orgânica por microorganismos heterotróficos.
Assim, estes sedimentos representam uma ameaça à qualidade ambiental das águas fluviais do
ribeirão do Carmo e constituem fontes secundárias de metais para os recursos hídricos da região.Como
foram caracterizadas altas concentrações de As correlacionadas ao TOC para os sedimentos até o
limite da área estudada, próximo à região de Acaiaca (perfil B7), esta ameaça é bastante factível para
toda a área estudada.
A hipótese de que a planície de inundação funciona como uma bacia de concentração e
acumulação de substâncias antropogênicas (metais traço) é bastante coerente para a área estudada e
corrobora com o estudo de Cole (1998), entretanto esta acumulação de metais nas planícies de
inundação torna-se fonte secundária para os recursos hídricos à jusante, principalmente quando se trata
de depósitos sedimentares enriquecidos em metais traço complexados com óxido-hidróxidos de ferro
e ricos em matéria orgânica em presença de microrganismos heterotróficos.
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia
do Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
176
6.5 - CONCLUSÃO
A fonte primária de elementos traço como As, Cd, Ba, Cu, Zn e Li está associada ao minério
aurífero presente em rochas do Supergrupo Rio das Velhas e Minas, ricas em óxidos de ferro. De
acordo com Borba (2002), a principal fonte de As é antropogênica proveniente de antigas minas e
pilhas de estéreis e solos contaminados. No caso da mina de Passagem, a mineralização ocorre
intercalada entre as rochas do Grupo Nova Lima (greenstone belt Rio das Velhas) e os
metassedimentos do Supergrupo Minas, associada a veios de quartzo-turmalina-arsenopirita, quartzo-
carbonato-turmalina-arsenopirita e turmalinito estratiforme (dravita). A presença de dravita (mineral
do grupo das turmalinas) nos perfis de cutbank pode então levar à interpretação de que o minério
aurífero da mina de Passagem de Mariana seja a fonte primária de contaminação de As nos perfis
estudados. Tal contaminação foi acentuada pela atividade garimpeira extensiva na região. Entretanto,
a fonte de As também é geogênica, visto pelas altas concentrações deste elemento em terraços
depositados antes do ciclo do ouro, como o terraço T1.
A assinatura geoquímica rica em elementos associados à líquidos graníticos tardios como Li,
Be, Th e Y (Bilal 2000), caracterizados por apresentarem concentrações mais elevadas em sedimentos
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007
177
do grupo Ferruginosos, corrobora com a idéia de que as rochas associadas à mineralização aurífera do
alto curso do ribeirão do Carmo que incluem as explorações auríferas da Serra de Ouro e,
principalmente, a Mina de Passagem devem ser consideradas como a principal fonte primária para os
sedimentos ricos em elementos tóxicos como Cu, Zn, Cd e As, também caracterizados por
apresentarem concentrações mais elevadas nos sedimentos do Grupo Ferruginoso, depositados nas
áreas de sedimentação da bacia do Ribeirão do Carmo.
Mineralogicamente, também pode se dizer que a contaminação de As, Cu e Zn está associada
à disponibilidade de sulfetos (pirita, calcopirita e arsenopirita) e fenômenos de captura ("scavenging")
pelos óxido-hidróxidos de ferro (hematita, magnetita, escorodita e principalmente goethita), óxidos de
manganês e argilo-minerais por meio de processos de sorção e co-precipitação.
A exploração aurífera na região é apontada como principal causa das contaminações nos perfis
de cutbank e planícies de inundação, onde a atividade garimpeira influencia no o processo de
selecionamento de grãos e, por conseqüência, a acumulação de metais no meio. Grande parte do
material trabalhado pelo garimpo foi disponibilizada para os canais dos rios pelos rejeitos das minas
de ouro de Ouro Preto e Mariana durante os três séculos de exploração do mineral na região.
O intemperismo e a erosão acelerada pela mineração resultaram na disponibilidade de
elevadas concentrações de elementos tóxicos como As, Cd, Cu, Zn, Ba, Li e Pb, que ocorrem em
fontes primárias, principalmente na forma de sulfetos nas rochas mineralizadas em ouro. Na área
estudada, estes elementos, muitas vezes, são expostos em ambientes oxidantes ricos em ferro, de
forma acelerada pela mineralização, resultando na formação de sulfato, facilmente solúvel, na
adsorção e a na co-precipitação destes metais por óxido-hidróxidos de ferro e manganês.
Freqüentemente se utiliza na literatura a hipótese de que a planície de inundação funciona
como uma bacia de concentração de nutrientes e substâncias antropogênicas (metais traço) reduzindo a
contaminação dos ecossistemas à jusante (Cole 1998). Contudo, também tem sido mencionado que as
planícies de inundação podem ameaçar a qualidade da água, em particular, pela decomposição
anaeróbica da matéria orgânica por microorganismos heterotróficos, reduzindo os oxi-hidróxidos de
Fe e Mn. Isso pode resultar no decréscimo do tempo de retenção de contaminantes inorgânicos,
causando a contaminação dos ecossistemas aquáticos à jusante (Olivie-Lauquet 2001). Para os
depósitos sedimentares estudados, esta redução dos óxi-hidróxidos de ferro com altas concentrações
de elementos como As,Cd, Cu, Zn, Li, Ba, Ni e Cr e matéria orgânica (TOC) é preocupante
principalmente no caso dos perfis de cutbank B2, B3 e B7 e depósitos de overbank PI1 e PI4, que
estão sujeitos à flutuações do nível dágua.
Se os metais pesados são aprisionados e armazenados no aluvião, então as escarpas do canal
cutbank tornam-se fontes de poluição futura, podendo ser erodidas durante inundações ou por
migração lateral do canal. A duração do armazenamento depende da geomorfologia da bacia. Em áreas
geomorfologicamente ativas, com posição da planície de inundação próxima do canal o
armazenamento pode ser breve, enquanto em áreas estáveis, com posição distal da planície de
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia
do Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
178
inundação (Miller 1997) ou planície de inundação caracterizada por baixa velocidade de migração de
canal ou, ainda, aquelas com agradação ativa (Zhao et al. 1999), os sedimentos podem ser
armazenados por milhares de anos. Neste caso, a fonte de poluição futura de metais pesados
permanece por longo tempo, após a atividade de produção e liberação de metais para a bacia ter
diminuído ou parado totalmente.
Principalmente em regiões geomorfologicamente ativas, como a região estudada, que parece
estar em processo de soerguimento, as planícies de inundação e os bancos do canal, quando erodidos,
podem originar sedimentos carregados de metais que serão re-introduzidos ao rio, tornando-se uma
fonte inesgotável de contaminação para as áreas à jusante, caso medidas mitigadoras não forem
adotadas.
Finalmente, os depósitos de sedimentos aluviais finos, contaminados por metais pesados
derivados de mineração, proporcionam uma oportunidade de reconstruir a história aluvial de áreas
mineralizadas e compreender a dinâmica destes poluentes no sistema hídrico .
A ameaça ambiental advinda das altas concentrações de elementos altamente tóxicos como As,
Cd, Pb e Cr e também Li Cu, Zn e Ba no ambiente de planícies de inundação deve ser considerada um
alerta devido a potencialidade deste ambiente constituir-se como fonte secundária de mobilização e
disponibilidade destes elementos tóxicos para os recursos hídricos da região.
As considerações com relação à disponibilidade destes metais serão detalhadas no capítulo 7,
apresentado a seguir. Refere-se à discussão dos dados resultantes da extração seqüencial.
CAPÍTULO 7
FRACIONAMENTO E MOBILIDADE DE METAIS TRAÇO
7.1- INTRODUÇÃO
Com a constatação que as concentrações de metais contaminantes é uma função das características
dos solos e sedimentos, diversos autores (Tessier 1979, Chao 1983, Griffioen & Broers 1993, Leinz et al.
2000 Dong et al. 2001) recomendam a utilização da extração química parcial baseada em técnicas de
digestões ácidas convencionais para obter informações relevantes com relação à disponibilidade,
mobilidade e, também sobre o potencial de toxicidade de metais presentes em solos e sedimentos. O uso
da extração seqüencial pode levar ao reconhecimento de processos geoquímicos relacionados à liberação
de metais para o ambiente. Assim sendo, a extração seqüencial vem sendo comumente utilizada para se
determinar o modo de ocorrência de metais em rejeitos de mineração (Leinz et al. 2000 ).
Alguns metais como Cd, As, Cu, Zn e Pb em sedimentos e solos de ambientes fluviais podem
produzir efeitos tóxicos e bioacumulativos e em comunidades humanas (Dong et al. 2001). Os sedimentos
de planícies de inundação podem ser considerados reservatórios de elementos-traço, cujas frações
biodisponíveis podem ameaçar a qualidade de vida, induzindo perturbações do ecossistema e efeitos
adversos à saúde humana (Gleyzes et al. 2002).
A presença de óxidos e hidróxidos de ferro com grande capacidade de captura de metais, em
sedimentos de planícies de inundação pode reter e extrair grande quantidade de metais das águas fluviais,
podendo caracterizar um sistema natural de remediação. Por outro lado, mudanças nas condições físico-
químicas dos sedimentos podem incrementar a liberação de metais associados aos oxi-hidróxidos de ferro
e manganês. A degradação da matéria orgânica decorrente da presença de esgotos nos sedimentos, pode
provocar a formação de um ambiente redutor com dissolução de goethitas e escoroditas e liberação do As
(Borba 2002). Este problema despertou grande interesse para o entendimento do comportamento de metais
tóxicos, envolvendo o transporte, mobilidade e retenção, principalmente em áreas contaminadas pela
exploração aurífera, onde são freqüentes concentrações alarmantes dos metais supracitados.
No presente trabalho foram selecionados para estudo, os metais Cd, Cu, Zn, Cr, Ni e As por
apresentarem-se com concentrações anômalas nos sedimentos estudadas e por sua relevância do ponto de
vista toxicológico e Fe, Mn e Al por serem os principais elementos envolvidos no ciclo geoquímico destes
elementos-traço no sistema hídrico.
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia do
Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
180
Metais são incorporados seletivamente em fases minerais de solos e sedimentos (Mantei & Foster
1991, Kooner 1993). A presença de óxidos de ferro e manganês e, também, de matéria orgânica tem sido
reconhecido como importantes componentes que condicionam a adsorção e retenção de elementos-traço
no ambiente secundário (Dong et al. 2001).
A extração utilizando digestão por água régia apresenta grande aplicabilidade em estudos
ambientais envolvendo agentes poluentes, já que a fase residual, caracterizada por silicatos (quartzo,
muscovita, etc.), possui pouco interesse e, freqüentemente, não é disponível em condições físico-químicas
naturais. A extração seqüencial é seletiva e além de avaliar o potencial de remobilização dos metais,
apresenta-se como uma ferramenta importante para identificar possíveis enriquecimentos de metais
causados por processos superficiais, envolvendo principalmente os óxi-hidróxidos de ferro e manganês.
Neste contexto, a extração seqüencial tem como objetivos específicos: determinar a distribuição
dos elementos-traço nas diferentes fases minerais presentes nos sedimentos; avaliar a mobilidade e
biodisponibilidade geoquímica dos elementos-traço; contribuir para a compreensão dos mecanismos que
controlam a fixação e liberação dos elementos-traço nos sedimentos de planícies de inundação; e fornecer
parâmetros de avaliação química do impacto ambiental provocada pela atividade mineral.
Diferenças na composição mineralógica influenciam a seleção do procedimento de extração
seqüencial de metais em sedimentos de minas (Leinz et al. 2000, Gleyzes et al. 2002). O enriquecimento
dos óxidos de ferro e manganês na área estudada, associado à importância dos mesmos na retenção de
metais traço, direcionou a escolha do procedimento de extração seqüencial utilizado neste trabalho.
Os metais, provenientes em grande parte de depósitos minerais e de rejeitos de minerações
antigas, foram então investigados através do fracionamento em 5 fases na seguinte ordem: (1) metais
presentes na forma solúvel em água; (2) metais trocáveis associados a sítios de adsorção e caracterizados
por maior mobilidade, sendo extraídos por uma solução de acetado de sódio; (3) fração facilmente
redutível, obtida a partir da hidroxilamina, sendo responsável pela extração dos metais associados a óxi-
hidróxidos de manganês e oxi-hidróxidos de ferro amorfos; (4) fração redutível, sendo obtida com HCl e
responsável pela extração dos metais associados à óxidos de ferro cristalinos; (5) fração oxidável, obtida
com ácido nítrico, resultado na extração de metais associados à matéria orgânica e aos sulfetos.
A progressiva força da extração seqüencial fornece uma forma de avaliar a mobilidade de metais
de rejeitos de minas e sua disponibilidade para o ambiente. Dessa forma, os metais solúveis em água (fase
1 acima) e trocáveis (fase 2) adsorvidos nos sedimentos podem ser considerados prontamente disponíveis
para o sistema aquático. Os metais associados à fase 3, facilmente redutíveis, associados principalmente
aos óxi-hidróxidos de Fe e Mn amorfos, podem mobilizar metais facilmente solúveis em condições
redutoras. Os metais extraídos na fase 4, associados a oxi-hidróxidos de ferro e arsenatos de ferro, são
relativamente mais estáveis, mas também podem ser solubilizados em condições fortemente redutoras, que
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007
181
podem ser atingidas na natureza, em ambientes ricos em matéria orgânica. Os metais precipitados em
ambientes redutores são pouco solúveis e comumente complexados com a matéria orgânica não estão
normalmente disponíveis, mas podem se tornar através da alteração dos ligantes orgânicos ou por
mundanças de Eh ou pH.
7.2- FRACIONAMENTO
7.2.1- Fração solúvel
Os metais solúveis em água, podem ser representados pelos metais facilmente solubilizados em
águas de poro. Em média 5,3 % do Zn e 3,5% do Cu em relação ao somatório de todas as frações foram
extraídos na fração solúvel, significando que estes elementos estão facilmente biodisponíveis em
condições naturais, inclusive podendo ser remobilizados. Os perfis B7, T1 e T3 apresentam quantidades
apreciáveis de Zn solúvel em água como mostram os diagrama do Zn na Fig. 7.1. Ressalta-se também a
quantidade de Cu na fração solúvel (diagramas do Cu na Figura 7.2) principalmente nos perfis B7, T1 e
T3. As concentrações de Cu e Zn prontamente biodisponível na fração solúvel associadas às
concentrações anômalas, como aquelas do perfil B5, podem ser consideradas uma ameaça à qualidade dos
recursos hídricos da região.
7.2.2- Fração trocável
Metais extraídos com acetato de sódio incluem principalmente metais adsorvidos nas superfícies
de argilas, matéria orgânica e, principalmente, óxido-hidróxidos de ferro e manganês, por interações
eletrostáticas que podem ser liberados por processos de troca catiônica (Gleyzes et al. 2002). A entrada
em solução de elementos químicos nesta fase está, essencialmente, associada aos metais solúveis como
hidróxidos em condições alcalinas, já que o meio foi mantido a pH=9. Devido às baixíssimas
concentrações de metais obtidas na extração da fração trocável, apresentando em alguns perfis
concentrações menores que àquelas obtidas na fração solúvel, suspeita-se da ocorrência de processos de
readsorção dos metais nesta etapa.
Vale ressaltar que os sedimentos do perfil B3 e B5 se caracterizaram por apresentar cerca de 6%
do As extraído na fração trocável, em relação ao total extraído. Este resultado está associado à favorável
solubilização de As em condições alcalinas (Fig. 6.3). O pH é uma variável que apresenta efeito
pronunciado no processo de adsorção de As. De acordo com Ladeira (1999) observam-se altas
concentrações de As (III) em extrações sob condições de pH alcalino, além de este ser significativamente
mais móvel que o As (V).
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia do
Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
182
Extração Sequencial de Zn
Perfil B2
0% 20% 40% 60% 80% 100%
A (16-27)
B (49-53)
B (60-64)
D (73-76)
% e xt r aíd a
Figura 7.1: Diagramas de extração seqüencial do Zn para os perfis B1, B2, B3, B5, B6, B7, T1 e T3.
Extração Sequencial de Zn
Perfil B3
0% 20% 40% 60% 80% 100%
U (0-39)
G (49-66)
D (73-80)
B3 G (88-96)
D (107-120)
solo
% extraída
Extração Sequencial de Zn
perfil B7
0% 20% 40% 60% 80% 100%
D (0-28)
D (50-70)
F (104-117)
M (117-161)
D (161-207)
% extraída
Extração Sequencial de Zn
Perfil B6
0% 20% 40% 60% 80% 100%
A (0-14)
A (14-27)
B (30-44)
F (44-61)
A (61-75)
% extraída
Extração Sequencial de Zn
Perfil T1
0% 20% 40% 60% 80% 100%
M (0-40)
F (48-59)
B (74-76)
M (85-96)
A (104-115)
A (120-139)
G (148-158)
G (202-213)
% extraída
Extração Sequencial de Zn
Perfil T3
0% 20% 40% 60% 80% 100%
At (0-76)
Ct (76-94)
At (94-107)
At (107-115)
Ct (175-192)
D (192-225)
% extraída
Extração Sequencial de Zn
Perfil B1
0% 20% 40% 60% 80% 100%
B (21-39)
Ct (54-61)
% extraída
solúvel
trocável
redutível
fortemente
redutível
oxidável
Extração Sequencial de Zn
Perfil B5
0% 20% 40% 60% 80% 100%
Mt (0-80)
At (83-92)
Ct (107-150
G (157-167)
%
extraída
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007
183
Figura 7.2 Diagramas de extração seqüencial do Cu para os perfis B1, B2, B3, B5, B6, B7, T1 e T3.
Extração Sequencial de Cu
Perfil B1
0% 20% 40% 60% 80% 100%
B (21-39)
Ct (54-61)
% extraída
solúvel
trocáveis
redutível
fortemente redutível
oxidável
Extração Sequencial de Cu
Perfil B2
0% 20% 40% 60% 80% 100%
A (16-27)
B (49-53)
B (60-64)
D (73-76)
% ext ra í da
Extração Sequencial de Cu
Perfil B3
0% 20% 40% 60% 80% 100%
U (0-39)
G (49-66)
D (73-80)
B3 G (88-96)
D (107-120)
% extraída
Extração Sequencial de Cu
Perfil B5
0% 20% 40% 60% 80% 100%
Mt (0-80)
At (80-83)
At (83-92)
F (92-107)
Ct (107-150
F (150-157)
G (157-167)
solo
% e xt r aída
Extração Sequencial de Cu
Perfil B6
0% 20% 40% 60% 80% 100%
A (0-14)
A (14-27)
B (30-44)
F (44-61)
A (61-75)
% e xtr aíd a
Extração Sequencial de Cu
Perfil B7
0% 20% 40% 60% 80% 100%
D (0-28)
D (50-70)
F (104-117)
M (117-161)
D (161-207)
% e xt raí da
Extração Sequencial de Cu
Perfil T1
0% 20% 40% 60% 80% 100%
M (0-40)
F (48-59)
B (74-76)
M (85-96)
A (104-115)
A (120-139)
G (148-158)
G (202-213)
% e xt r a í da
Extração Sequencial de Cu
Perfil T3
0% 20% 40% 60% 80% 100%
At (0-76)
Ct (76-94)
At (94-107)
At (107-115)
Ct (175-192)
D (192-225)
% e xt raí da
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia do
Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
184
Figura 7.3 Diagramas de extração seqüencial do As para os perfis B1, B2, B3, B5, B6, B7, T1 e T3.
Extração Sequencial do As
Perfil B1
0% 20% 40% 60% 80% 100%
B (21-39)
Ct (54-61)
solúvel
trocáveis
óxidos de Mn
Óxidos de Fe
sulfetos e matéria orgânica
extraída
%
Extração Sequencial de As
Perfil B3
0% 20% 40% 60% 80% 100%
U (0-39)
G (49-66)
D (73-80)
B3 G (88-96)
D (107-120)
%
extraída
Extração sequencial de As (perfil B2)
0%
20
%
40%
60% 80% 100%
A (16-27)
B (49-53)
B (60-64)
D (73-76)
extraída
%
Extração sequencial para As
Perfil T3
0% 20% 40% 60% 80% 100%
At (0-76)
Ct (76-94)
At (94-107)
At (107-115)
Ct (175-192)
D (192-225)
% extraída
Extração Sequencial de As
Perfil B5
0% 20% 40% 60% 80% 100%
Mt (0-80)
At (83-92)
Ct (107-150
G (157-167)
Extração Sequencial de As
Perfil B7
0% 20% 40% 60% 80% 100%
D (0-28)
D (50-70)
F (104-117)
M (117-161)
D (161-207)
% extraída
Extração Sequencial para As
Pefil T1
0%
20% 40% 60% 80% 100%
M (0-40)
M (59-74)
M (85-96)
M (115-120)
G (148-158)
G (213-240)
% extraída
Extração Sequencial de As
Pefil B6
0% 20% 40% 60% 80% 100%
A (0-14)
A (14-27)
B (30-44)
F (44-61)
A (61-75)
% extraída
%
extraída
extraída
%
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007
185
7.2.3- Fração facilmente redutível
A extração desta fração foi feita com uma solução de hidroxilamina (0,2M) em ácido nítrico. Tal
concentração foi eficiente para extração de cerca de 95% do Mn em relação ao somatório de todas as
frações (figura 7.4). Assim sendo, os metais extraídos nesta fração, discutidos a seguir, estão
principalmente presentes nas estruturas de óxidos de manganês e, também, em óxidos de ferro amorfos
(Sawyer et al. 1994, Dong et al. 2001, Gleizes et al. 2002), além de metais adosorvidos na superfície de
minerais que não foram efetivamente extraídos na fase anterior. O Mn
4+
forma óxidos de muito baixa
solubilidade, de forma que a pequena fração do Mn se mobiliza como Mn
2+
. Na maioria dos casos uma
grande parte do Mn
2+
original é mobilizada e reprecipitada como Mn
4+
. Por isso, a espécie mais comum de
manganês no ambiente superficial é o óxido de Mn
4+
. Na natureza a adsorção de Mn por óxidos de ferro
férrico, minerais de argila, carbonatos, etc. catalizam a oxidação de Mn
2+
para Mn
4+
( Sawyer et al. 1994) .
Os metais traço Cu e Zn apresentaram também quantidades expressivas nesta fração. Pode se dizer
que mais de 50% do Zn e do Cu, em relação ao somatório de todas as frações, foram extraídos nesta fase
(Figuras 7.1 e 7.2, respectivamente), o que significa que quantidades apreciáveis destes elementos
possam estar ligados à óxi-hidróxidos de manganês e óxi-hidróxidos de ferro amorfos. As percentagens
máximas de Cu e Zn extraídas na fase de hidroxilamina em relação ao total foram de 96% e 91%,
respectivamente quando se considera a fácies B do perfil B2, caracterizado por apresentar 1969 mg/kg de
Cu e 849 mg/kg de Zn (digestão por água régia). Como visto nas figuras 7.1 e 7.2, as quantidades de Cu e
Zn extraídas com hidroxilamina são bastante expressivas nos perfis B2 e B5. A fácies At do perfil B5 é
caracterizada por apresentar 2000mg/kg de Cu e 838 mg/kg de Zn (Tabela 2 em anexo). Cerca de 89% de
Cu e 90% de Zn foram solubilizados nesta fração.
O As apresentou pequenas quantidades extraídas na fase 3 e Cd (Figura 7.6) não parece ter sido
extraído nesta fração. O As apresentou percentagem máxima extraída, em relação ao somatório de todas
as frações, de 12 % no perfil B3 e o Cr apresentou percentagem máxima extraída (10.9%) em sedimentos
da fácies A do perfil T1.
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia do
Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
186
Figura 7.4 Diagramas de extração seqüencial do Mn para os perfis B1, B2, B3, B5, B6, B7, T1 e T3.
Extração Sequencial de Mn
Perfil B1
0% 20% 40% 60% 80% 100%
B (21-39)
Ct (54-61)
% extraída de Mn
Extração Sequencial deMn
Perfil B2
0% 20% 40% 60% 80% 100%
A (16-27)
B (49-53)
B (60-64)
D (73-76)
% extraída de Mn
solúvel
trocáveis
Óxidos de Mn
Óxidos de Fe
sulfetos e MOT
Extração Sequencial de Mn
Perfil B3
0% 20% 40% 60% 80% 100%
U (0-39)
G (49-66)
D (73-80)
B3 G (88-96)
D (107-120)
% extraída de Mn
Extração Sequencial de Mn
Perfil B5
0% 20% 40% 60% 80% 100%
Mt (0-80)
At (80-83)
At (83-92)
F (92-107)
Ct (107-150
F (150-157)
G (157-167)
solo
% extraída de Mn
Extração Sequencial de Mn
Perfil B6
0% 20% 40% 60% 80% 100%
A (0-14)
A (14-27)
B (30-44)
F (44-61)
A (61-75)
% extraída de Mn
Extração Sequencial de Mn
Perfil B7
0% 20% 40% 60% 80% 100%
D (0-28)
D (50-70)
F (104-117)
M (117-161)
D (161-207)
% extraída de Mn
Extração Sequencial de Mn
Perfil T1
0% 20% 40% 60% 80% 100%
M (0-40)
F (48-59)
B (74-76)
M (85-96)
A (104-115)
A (120-139)
G (148-158)
G (202-213)
% extraída de Mn
Extração Sequencial de Mn
Perfil T3
0% 20% 40% 60% 80% 100%
At (0-76)
Ct (76-94)
At (94-107)
At (107-115)
Ct (175-192)
D (192-225)
% extraída de Mn
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007
187
7.2.4- Fração redutível
A eficiência de HCl na dissolução dos óxidos de ferro cristalinos, torna-o recomendado para
extração de metais, principalmente para sedimentos de rejeitos de minas (Leinz 2000). Pode-se dizer que
os óxi-hidróxidos de ferro foram totalmente solubilizados na extração com HCl (8M), como indica a
análise mineralógica via Espectrometria de Difração de Raios-X no resíduo da digestão. O alumínio
apresentou mais de 90% extraído nesta fração (figura 7.5) em relação ao somatório de todas as frações.
Estes dados indicam que este reagente é eficiente para extração de óxidos de ferro e aluminissilicatos.
Os elementos As e Cd apresentaram concentrações extremamente elevadas na fração fortemente
redútível. Observou-se que uma média de 95% de As e 97% de Cd presentes nos sedimentos aluviais de
cutbank e terraços do ribeirão do Carmo estão associados à fração fortemente redutível, onde prevalecem
óxi-hidróxidos de ferro (figuras 7.3, 7.5 e 7.6). Devem ser incluídos nesta fração, minerais de ferro
secundários, como a escorodita (FeAsO4.2H2O) e a goethita, que ao precipitarem, retêm o As em suas
estruturas (Borba 2002). Além destes minerais, óxidos de ferro cristalinos, como hematita e magnetita e
também óxidos de alumínio são importantes nesta fase. Os arsenatos de ferro, a exemplo da escorodita,
são descritos nas minas de Passagem de Mariana, nas minas da serra de Ouro Preto (Borba 2002) e nas
minas da serra de Antônio Pereira (Ribeiro 1998), como produto de oxidação da arsenopirita, calcopirita e
pirita. Nos sedimentos estudados, a goetita, identificada por microscopia eletrônica com EDS acoplado em
diversas amostras, ocorrem com concentrações expressivas de As.
A dissolução destes óxi-hidróxidos de ferro com liberação de As pode ocorrer em ambientes
redutores e estas condições podem ser favorecidas com ao aumento de lançamento de esgotos (Borba,
2002).
Com relação à presença de Cu e Zn na fração fortemente redutível, observou-se que cerca
de 50% do Cu e 60% do Zn em relação somatório de todas as frações foram extraídos nesta fase.
Como tais elementos também foram extraídos com hidroxilamina podemos concluir que estes
elementos estão associados aos óxi-hidróxidos de ferro cristalinos e amorfos e óxi-hidróxidos de
manganês e também aos aluminossilicatos..
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia do
Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
188
Figura 7.5 Diagramas de extração seqüencial do Al para os perfis B1, B2, B3, B5, B6, B7, T1 e T3.
Extração Sequencial de Al
Perfil B1
0% 20% 40% 60% 80% 100%
B (21-39)
Ct (54-61)
% e xtraí da
Extração Sequencial de Al (Perfil B2)
0% 20% 40% 60% 80% 100%
A (16-27)
B (49-53)
B (60-64)
D (73-76)
Extração Sequencial de Al (Perfil B3)
0% 20% 40% 60% 80% 100%
U (0-39)
G (49-66)
D (73-80)
G (88-96)
D (107-120)
solo
% extraída
Extração Sequencial de Al (Perfil B5)
0% 20% 40% 60% 80% 100%
Mt (0-80)
At (80-83)
At (83-92)
F (92-107)
Ct (107-150
F (150-157)
G (157-167)
solo
% extra í da
Extração Sequencial de Al (Perfil B6)
0% 20% 40% 60% 80% 100%
A (0-14)
A (14-27)
B (30-44)
F (44-61)
A (61-75)
% e xtraí da
Extração Sequencial de Al (Perfil b7)
0% 20% 40% 60% 80% 100%
D (0-28)
D (50-70)
F (104-117)
M (117-161)
D (161-207)
% extraí da
Extração Sequencial de Al (Perfil T1)
0% 20% 40% 60% 80% 100%
M (0-40)
F (48-59)
B (74-76)
M (85-96)
A (104-115)
A (120-139)
G (148-158)
G (202-213)
% e xt ra í da
Extração sequencial de Al (Perfil T3)
0% 20% 40% 60% 80% 100%
At (0-76)
Ct (76-94)
At (94-107)
At (107-115)
Ct (175-192)
D (192-225)
% ext ra í da
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007
189
Figura 7.6 Diagramas de extração seqüencial do Cd para os perfis B1, B2, B3, B5, B6, B7, T1 e T3.
Extração Sequencial de Cd
Perfil B1
0% 20% 40% 60% 80% 100%
B (21-39)
Ct (54-61)
% extraída
Extração Sequencial de Cd
Perfil B2
0% 20% 40% 60% 80% 100%
A (16-27)
B (49-53)
B (60-64)
D (73-76)
'% extraída
extração Sequencial de Cd
Perfil B3
0% 20% 40% 60% 80% 100%
U (0-39)
G (49-66 )
D (73-80)
G (88 -9 6)
D (107-120)
solo
% extraída
Extração Sequencial de Cd
Perfil B5
0% 20% 40% 60% 80% 100%
Mt (0-80)
At (80-83)
At (83-92)
F (92-107)
Ct (107-150
F (150-157)
G (157-167)
solo
% extraída
Extração Sequencial de Cd
Perfil B6
0% 20% 40% 60% 80% 100%
A (0-14)
A (14-27)
B (30-44)
F (44-61)
A (61-75)
% extraída
Extração Sequencial de Cd
Perfil B7
0% 20% 40% 60% 80% 100%
D (0-28)
D (50-70)
F (104-117)
M (117-161)
D (161-207)
% e xtr aída
Extração Sequencial de Cd
Perfil T1
0% 20% 40% 60% 80% 100%
M (0-40)
F (48-59)
B (74-76)
M (85-96)
A (104-115)
A (120-139)
G (148-158)
G (202-213)
% e xtr aída
Extração Sequencial de Cd
Perfil T3
0% 20% 40% 60% 80% 100%
At (0-76)
Ct (76-94)
At (94-107)
At (107-115)
Ct (175-192)
D (192-225)
% extraída
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia do
Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
190
7.2.5- Fração oxidável
De acordo com Dong et al. (2001), a extração com 10% de ácido nítrico remove cerca de 95% da
matéria orgânica. Consideramos que a última fração, extraída com este forte oxidante, remove metais
associados à matéria orgânica e aos sulfetos, uma vez que os óxidos foram totalmente removidos na fase
anterior. Desta forma, observou-se relativamente baixas concentrações dos metais As, Cd, e Cr removidos
nesta fração, mostrando que em geral, a matéria orgânica e os sulfetos exercem pouca influência na
distribuição destes metais traço na área estudada, ou pode ter ocorrido uma disponibilidade de elementos
associados a matéria orgânica e sulfetos terem sido extraídos em fases anteriores..
Em todos os perfis estudados, é relativamente expressiva a quantidade de Zn extraído, cujo valor
médio é de 3,5% do Zn em relação ao somatório de todas as frações. No perfil T1 mais de 20% do Zn e
5% do Cu ocorrem associados aos estratos relativamente ricos em matéria orgânica ou sulfetos (Figuras
7.1 e 7.2).
Vale ressaltar que o perfil B7, caracterizado por concentrações mais elevadas de TOC, apresentou
também maior quantidade de metais As, Cd, Cu, Zn, Cr e Al solúveis na fração oxidável. Extratos do
perfil B7 apresentaram cerca de 10% de Zn e 10% de Cu extraído na fração oxidável, em relação ao
somatório de todas as frações. Este resultado mostra que sedimentos com maior concentração de matéria
orgânica e sulfetos, apresentaram-se com maior quantidade de metais disponíveis na fração oxidável .
7.2.6- Considerações com relação à mobilidade dos elementos e análises de água
Para o conhecimento do conteúdo de metais-traço em sedimentos de planícies de inundação é
essencial obter informações sobre a mobilidade dos mesmos visando estimar se estes metais apresentam
um risco ambiental para o sistema hídrico. Estudos de mobilidade de metais-traço em solos e sedimentos,
são influenciados pelos seguintes fatores: potencial redox, conteúdo de minerais de argila, conteúdo de
matéria orgânica, e pH. Vários processos como adsorção-desorção, complexação, ou atividades de
microorganismos são envolvidas (Brummer et al. 1986).
O fenômeno de remobilização química tem sido reconhecido, mas poucos estudos documentam
evidências deste processo (Taylor 1996). Neste trabalho, observou-se feições estruturais de remobilização
associadas à matéria orgânica no perfil B3 depositado em ambiente de lagoa de cheia, que parecem indicar
migração do nível do rio influenciando uma possível remobilização de As no perfil pós-deposição.
Em sedimentos argilosos das fácies de planícies de inundação é comum encontrar mosqueamentos
restrito às fácies argilosas, que provém também evidências de remobilização de elementos químicos
dentro da fácies.
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007
191
Processos de migração vertical para baixo nos perfis têm sido reconhecidos somente para As e Cd.
De acordo com vários autores (Alloway 1996, Figueiredo 1999, Swennen et al. 2002), estes elementos
apresentam maior mobilidade no ambiente superficial. Esta mobilidade é manifestada na área de estudo
pela elevada quantidade destes elementos associados à óxidos de ferro. É provável que boa parte destes
elementos tenha sido capturado pelos óxidos de ferro no ambiente superficial, sendo que parte,
provavelmente se deu através de processos de remobilização ao longo do perfil após a sedimentação.
Contudo, processos mais evidentes de mobilização de metais nos sedimentos de planícies de
inundação estudados, são esperados para Zn e Cu, uma vez que estes elementos apresentaram-se
associados às frações prontamente disponíveis e frações facilmente redutíveis e também para As,
associado à fração trocável.
Foram realizadas algumas análises de água durante o período de chuva e observaram-se águas que
podem ser classificadas como sódicas. As águas apresentam altas concentrações de Mn que em grande
parte ultrapassou o limite máximo de detecção do ICP, que corrobora com os resultados das análises de
extração, onde foi observada a facilidade de solubilização deste elemento constatado pelas altas
concentrações do mesmo na fração facilmente redutível. Conseqüentemente espera-se alta mobilidade
deste elemento e dos metais com este associados.
Com relação aos metais, maior atenção deve ser atribuída ao arsênio que apresentou
concentrações na água acima do limite estabelecido pela resolução n
o
357 do CONAMA para classe 1 a
3(Figura 7.7). Vale ressaltar que as águas da região de Bandeirantes (amostras 1 e 2 associadas localmente
ao perfil B2) e Monsenhor Horta (amostras 3 e 4 associadas localmente aos perfis T1 e T3) são utilizadas
para pesca (Figura 7.8) e irrigação. Os demais metais apresentaram concentrações abaixo do limite
mínimo de detecção do ICP. A figura 7.8 mostra atividade de pesca no lago antropogênico associado a
uma antiga cata de garimpo, que apresentou concentração de As de 26 µg/L.
Figura 7.7 Diagramas de análise de água para os elementos maiores e arsênio
Análise de água (Na, K, Ca e Mg)
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
1 B2 2 B2 3 T1 4 T3
amostras
concentração
Na mg/l
Mg mg/l
K mg/l
Ca mg/l
Análise de água (As)
0
5
10
15
20
25
30
35
1 B2 2 B3 3 T1 4 T3
amostras
concentração
Lim. As µg/l
As µg/l
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia do
Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
192
Figura 7.8: Atividade de pesca no lago de garimpo na região de Monsenhor Horta, onde foram encontradas
concentrações de As (26 µg/L) na água acima do limite estabelecido pelo CONAMA 357/05.
7.3- CONCLUSÃO
Os resultados dos estudos de extração seqüencial mostraram que os metais Cu e Zn se apresentam
preferencialmente nas frações disponíveis e estão associados, principalmente, às fases solúveis e aos óxi-
hidróxidos de manganês e ferro amorfos. Já elementos como Cd, Cr e As apresentaram-se associados às
estruturas de óxi-hidróxidos de ferro, mais dificilmente solubilizados sob condições naturais.
A alta concentração de Cu e Zn na fração solúvel e facilmente redutível, em todas as amostras de
sedimentos investigados nos levam a considerar a possibilidade de solubilização e mobilização vertical
destes elementos, principalmente ao longo dos depósitos de cutbank em períodos de inundação. Os
elementos Cu e Zn podem então contaminar as águas de superfície e sub-superfície, ou serem re-
precipitados em sedimentos onde prevalecem condições oxidantes. No caso da incorporação destes
elementos na fase solúvel em águas espera-se, naturalmente, maior risco de contaminação de plantas,
animais e do homem. Assim sendo, os sedimentos de planícies de inundação do ribeirão do Carmo atuam
como fonte secundária de Cu e Zn para o sistema hídrico.
A solubilização de As na fração trocável, também pode ser considerada uma preocupação
ambiental para a qualidade dos recursos hídricos da bacia do ribeirão do Carmo. Ora, o As (III) que
normalmente é solubilizado em condições redutoras e alcalinas apresenta o nível de toxicidade mais
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007
193
elevado que o As (V) (Ladeira 1999), favorecendo a ocorrência de os efeitos adversos para biota e para a
saúde humana.
Os oxi-hidróxidos de ferro apresentam-se com grande capacidade de retenção de elementos-traço
no ambiente secundário, principalmente As, Cd e Cr. Nos sedimentos de cutbank, planícies de inundação
e terraços aluviais, a retenção destes metais por oxi-hidróxidos de ferro ocorre tanto pelo processo
deposicional de um sedimento originalmente já enriquecido nos metais acima como por processos de
remobilização desses metais no interior de cada perfil. Tais remobilizações podem decorrer de variações
das condições de oxidação-redução em função de variações do nível d’água.
A quantidade de oxi-hidróxidos de ferro e manganês e a grande capacidade destas fases minerais
na retenção, principalmente de metais como As, Cd, e Cr, favorecem a minimização do impacto ambiental
esperado nas águas superficiais e subterrâneas da região e, conseqüentemente, possibilitam a diminuição
da incorporação pela biota, inclusive o homem, destes elementos tóxicos, presentes em concentrações
alarmantes nos sedimentos aluviais do Ribeirão do Carmo. Entretanto, variações nas condições físico-
químicas do meio, podem tornar solúveis estes elementos se tornando um risco ambiental no ambiente
aquático.
De acordo com Hudson-Edwards et al. (1998), os óxido-hidróxidos de ferro e manganês podem
adsorver ou coprecipitar metais traço como Cd, Co, Cr, Cu, Zn e As , remobilizando– os em variações de
pH e redox. O ferro serve como acceptor de elétrons para microorganismos durante dissimilação (Lovley
1991) e, portanto contribui para a remineralização da matéria orgânica (redução), e os óxidos de ferro
sofrem redução na presença de ácidos orgânicos. Assim, a reatividade do ferro em sedimentos, exerce um
controle sobre o processo assimilatório e dissimilatório das bactérias, causando variações nas condições de
oxi-redução, principalmente em fácies ricas em matéria orgânica.
A evidência de solubilização e subseqüente reprecipitação de As e Cd ligados aos oxihidróxidos
de Fe e Mn pode ser explicado pelas condições de flutuação do nível d'água (Gerrard 1992). Durante a
elevação do nível, oxihidróxidos de Fe e Mn sofrem redução de Fe(III) e Mn(III,IV) para Fe (II) e Mn(II),
respectivamente, liberando os metais para as águas superficiais e subterrâneas ou quando o nível da água
baixa, algumas dessas espécies mobilizadas são oxidadas e reprecipitadas como oxi-hidróxidos de Fe e
Mn amorfos que podem adsorver ou co-precipitar metais contaminantes (Hudson-Edwards et al. 1998).
Os sedimentos soterrados durante a inundação, podem ser sujeitos a reduções químicas,
principalmente aqueles que apresentam elementos-traço vinculados aos óxidos de ferro em extratos com
alta concentração de matéria orgânica. Assim, o arsênio e o cádmio associados aos óxi-hidróxidos de ferro
em presença de matéria orgânica, podem ser reduzidos e liberados, podendo ocorrer dissolvido na água de
poro e assim retornar ao sistema hídrico superficial ou subterrâneo ou ser reprecipitado sobre condições
oxidantes. É comum, a remobilização de ferro e metais associados ao horizonte A de solos, onde
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia do
Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
194
prevalecem moderadas condições redutoras, para unidades de sub-superfície, onde prevalecem condições
mais oxidantes. Sendo assim, a degradação da matéria orgânica presente nos sedimentos, devido ao
lançamento de esgotos, pode favorecer um ambiente redutor e provocar a dissolução de goethitas e liberar
o As adsorvido.
Por outro lado, no ambiente oxidante, a oxidação de sulfetos e matéria orgânica também favorece
a liberação de As e a contaminação dos recursos hídricos.
As fases de ferro cristalinas e amorfas favorecem a precipitação e captura de muitos elementos
tóxicos e provém uma alternativa de minimização da contaminação dos recursos hídricos. Uma vez que é
mais difícil nas condições atmosféricas naturais liberar o arsênio e cádmio retidos nas estruturas dos óxido
e hidróxidos de ferro e manganês, a não ser em ambientes fortemente redutores com altas concentrações
de matéria orgânica degradada, que pode ser favorecida pelo lançamento de esgotos.
Como a bacia do Ribeirão do Carmo, além da matéria orgânica natural é também elevada a
matéria orgânica proveniente de esgotos que são lançados diretamente no ribeirão pelos municípios de
Ouro Preto e Mariana, as anomalias de As e Cd associados à matéria orgânica e aos óxi-hidróxidos de
ferro é preocupante, principalmente em presença de microorganismos que favorecem a redução de Fe (III)
e os elementos a ele associados, podendo ser solubilizados para as águas da bacia..
Contudo, fator de risco ambiental elevado encontrado na bacia de sedimentação do ribeirão do
Carmo, está relacionado à contaminação ou concentrações anômalas de Cu e Zn em sedimentos. Estes
elementos encontram-se sob formas químicas facilmente disponíveis à solubilização e incorporação
biológica, comprometendo desta maneira, a qualidade de água superficial utilizada na irrigação e também
águas sub-superficiais e induzindo perturbações do ecossistema e efeitos adversos à saúde humana.
CAPÍTULO 8
ANÁLISE DE VALOR DE REFERENCIA
E MAPEAMENTO GEOQUÍMICO
8.1- CONSIDERAÇÕES GERAIS
Neste capítulo serão apresentados valores de referência (background) para alguns metais em
sedimentos provenientes de áreas que foram intensamente afetadas pela exploração de ouro no passado.
As explorações, principalmente das grandes minerações, por exemplo a Mina de Passagem,
aceleraram a liberação e disponibilidade de uma grande carga de rejeitos enriquecidos em elementos de
elevada toxicidade (principalmente As, Cd, Ba, Cu, Zn, Li e Pb). Estes rejeitos foram transportados como
carga de canal e em suspensão tanto no passado, durante o Ciclo do Ouro, até os diais atuais. Muitos
destes sedimentos foram depositados em paleocanais e planícies de inundação antigas e recentes, na bacia
de sedimentação do ribeirão do Carmo.
A obtenção de valores de referencia se faz necessária para a busca do entendimento do quanto da
concentração total de metais dos sedimentos da região deriva de fontes naturais e de fontes antrópicas.
Assim sendo, na área de estudo, os valores de referência serão sugeridos na tentativa de distinguir entre a
composição geoquímica natural ou geogênica dos sedimentos depositados na bacia do ribeirão do Carmo,
antes da implantação da exploração aurífera no final do século XVII, e a composição geoquímica
originada por contribuição antrópica, ou seja, influenciada pela exploração mineral histórica.
O valor de referência ou background, para um dado elemento químico, pode ser definido como a
concentração máxima de um dado elemento, em uma região, considerando um ambiente sem contribuição
antrópica. Do ponto de vista ambiental, os "valores de referência" naturais podem ser entendidos como
uma medida relativa para distinguir entre a concentração natural do elemento ou composto químico e a
concentração influenciada por atividades antrópicas (Matschullat 2000). De acordo com NAVFAC (2003),
o valor de referencia pode ser definido por uma concentração geoquímica de um dado elemento, oriundo
de fontes não associadas à liberação de elementos por atividades e operações antropogênicas.
O entendimento do valor de referência geoquímico de um dado metal é de importância crucial
para a separação das contribuições geogênicas de um determinado meio (águas, solos, sedimentos,
plantas) daquelas de origem antrópicas. Em caso de valores anômalos positivos, as influências antrópicas
ocorrem, por definição, como contaminação (Matschullat 2000). De acordo com os autores (Matschullat
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia do
Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
196
2000, NAVFAC 2003), seria impossível obter o valor "valor de referência" verdadeiro, sendo que a
obtenção do "valor de referência geoquímico" pode ser considerada como a medida mais plausível e uma
aproximação mais realista do valor de valor de referencia verdadeiro de um metal em uma dada região.
De acordo com NAVFAC (2003) são descritos dois métodos de análises de valor de referencia, ou
seja, o método geoquímico apresentado no capítulo 6, envolvendo correlação geoquímica e o método
comparativo que utiliza a estatística como principal ferramenta podendo, por isso, ser também
denominado de método estatístico (Matschullat 1999). Naturalmente, é necessário o conhecimento da
dinâmica geoquímica da área, para a análise crítica de valores obtidos por métodos estatísticos.
8.2- ANÁLISE DE VALOR DE REFERENCIA PELO MÉTODO GEOQUÍMICO
O método geoquímico para análise de valor de referencia pode ser baseado em associações ou
correlações geoquímicas, comumente observadas entre os elementos químicos que ocorrem naturalmente
em rochas, solos e sedimentos. Também são importantes as correlações entre as concentrações dos
elementos químicos, considerados como valores de referência, com o carbono orgânico total (TOC) e com
o tamanho dos grãos de sedimentos. A extração seqüencial, também, pode ser recomendada para distinção
entre as condições de contaminações e os valores de referencia geogênicos (NAVFAC 2003). A discussão
dos resultados destas análises pode ser vista nos capítulo 5, 6 e 7.
O método geoquímico requer análises de amostras de sedimentos de perfis individualmente e a
seleção de amostras de acordos com análise de diversos parâmetros. Pode-se dizer que a análise do valor
de referência geoquímico está fundamentada em valores médios da composição geoquímica pré-
civilização (NAVFAC 2003). Neste caso, os valores de referência geogênicos são determinados,
principalmente, por meio de valores médios de metais de uma área ou depósito sedimentar isento de
interferência antrópica, no caso a atividade de exploração mineral. A determinação de um dado valor de
referência, pelo método geoquímico, requer um conhecimento sobre o comportamento geoquímico dos
elementos estudados e sobre as condições ambientais prevalecentes, incluindo o entendimento de
condições paleo-ambientais e sedimentológicas, conforme aquelas apresentadas no capítulo 5, 6 e 7, que
nem sempre são facilmente entendidas.
O método estatístico é fundamental para as análises de valores de referência (NAVFAC 2003).
Entretanto, análises estatísticas não são suficientes para entender e definir as condições naturais que
existem em uma região particular. Também se considera importante, o entendimento dos processos
geológicos, sedimentológicos e geoquímicos que controlam a preponderância de concentrações naturais
ou antrópicas dos elementos químicos nos sedimentos. Os dados discutidos nos capítulos anteriores
foram importantes para a busca do entendimento dos processos que afetaram a determinação dos valores
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007
197
de referência para metais nos sedimentos da bacia do ribeirão do Carmo, incluindo características
geoquímicas e mineralógicas do ambiente fluvial e a interpretação da influência do tipo de ambiente de
sedimentação na redistribuição e armazenamento de metais.
A análise de valores de referência exige a identificação das condições que podem afetar a
distribuição espacial (lateral e vertical) e temporal de sedimentos contaminados. Por isso, estudos de
sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais, com caracterização da distribuição espacial e
temporal da composição geoquímica são importantes em áreas afetadas por atividades antrópicas antigas,
que por causas históricas apresentam um passivo ambiental órfão. Discutiremos a seguir, os dados de
distribuição temporal obtidos para os sedimentos aluviais do ribeirão do Carmo.
8.2.1- Valor de referencia geoquímico e distribuição temporal
Entre as metodologias investigadas para a datação dos sedimentos da bacia do ribeirão do Carmo,
discutiremos os resultados que foram obtidos pela técnica de Luminescência Oticamente Estimulada
(LOE) para os sedimentos dos terraços T1 e T2.
A idade mais antiga obtida por LOE, foi de 18.100±2.100 anos, em sedimentos do terraço T2,
correspondente a sedimentos do Neógeno, especificamente do Neo-Pleistoceno. Observa-se nestes
terraços um processo de meteorização mais intenso, com enriquecimento em alumínio (gibsita) e
obliteração das estruturas sedimentares pré-existentes, que corrobora com o posicionamento mais antigo
deste terraço. Além disso, estes sedimentos parecem se provenientes de rochas dos complexos
metamórficos e não mostram contribuições de rochas supracrustais onde se posicionam as principais
mineralizações de ouro das serras de Ouro Preto e Passagem de Mariana.
Neste contexto, os valores de referência, pelo método geoquímico, para sedimentos provenientes
de rochas do Complexo Metamórfico foram estabelecidos com base nas concentrações geoquímicas dos
sedimentos do terraço T2 e daqueles de terraços semelhantes, como o terraço T4 e estratos superiores do
perfil B6.
Os sedimentos do terraço T1 foram depositados num período mais recente, já no Holoceno
(2200±300 anos). As características sedimentológicas parecem contribuir para a aceitação desta idade.
Ora, os sedimentos do terraço T1, apresentam uma sequência estratigráfica bem característica de barra em
pontal e de planície de inundação sem interferências antrópicas pré-deposicionais e deposicionais. As
estruturas estratigráficas se encontravam muito bem preservadas e a composição mineralógica não é
indicativa de meteorização intensa.
Entretanto, foram caracterizadas anomalias nas concentrações de As no terraço T1, que foram
interpretadas como anomalias geoquímicas geogênicas, proveniente de rochas mineralizadas em ouro de
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia do
Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
198
Passagem de Mariana, principalmente devido ao enriquecimento no mineral dravita, presente em
turmalinitos, encaixante da mineralização aurífera desta área.
Apesar do terraço T1 ser um terraço relativamente alto e de idade de deposição anterior à
exploração aurífera na região; a concentração de metais encontrada, sobretudo de As, não deve ser
considerada para o cálculo do valor de referencia, devido à ocorrência de potentes anomalias de As. Neste
contexto, podemos considerar que o valor de referencia geoquímico deve referir-se à concentração de
metais em sedimentos que além de não possuírem interferências antrópicas, também não apresentem
concentrações naturais anômalas, associadas a rochas supracrustais mineralizadas. Assim devem-se
desconsiderar as anomalias geogênicas dos estudos de valor de referencia geoquímico com enfoque
ambiental.
Vale ressaltar que o terraço T1 vem sendo explorado por garimpeiros para extração de ouro.
Observam-se diversos lagos na base do perfil (Figura 5.23), formados a partir do garimpo, inclusive atual
(Figura 5.34). Estas interferências antrópicas devem ser denominadas de interferências antrópogênicas
pós-deposicionais, provenientes de atividades garimpeiras e são caracterizadas por intensa degradação
ambiental na área.
8.2.2- Valor de referência geoquímico e distribuição multi-elementar
Os elementos químicos que merecem mais atenção no que se refere à obtenção de valores de
referência são aqueles que possuem maior efeito tóxico sobre a biota. Os metais mais importantes para
análise do valor de referência local seriam, então, aqueles metais associados principalmente à
mineralização aurífera sulfetada, ou seja, As, Cu, Zn e Cd. Obviamente, o As, tanto por ser considerado
elemento farejador na prospecção mineral de ouro, como também pelas concentrações anômalas
encontradas e por sua elevada toxicidade, será aqui abordado de maneira mais detalhada.
Contudo, as análises de correlação multi-elementar apresentados no capítulo 5, mostram que para
o entendimento e quantificação do valor de referência, foi preciso considerar também aqueles elementos
presentes em constituições majoritárias nos sedimentos e que se caracterizam como agentes de captura de
elementos traço no ambiente secundário.
O alumínio é muito usado para análise de valor de referencia porque certos metais em sedimentos
não contaminados freqüentemente apresentam concentrações apreciáveis de alumínio. Tanto devido à sua
ocorrência abundante em condições naturais, como também pela sua imobilidade no ambiente superficial.
Os argilo-minerais e aluminossilicatos tem forte afinidade com cátions metálicos, portanto, concentrações
de metais traço em sedimentos que contém grandes quantidades de argilas como os sedimentos de
planícies de inundação, tende a ter boas correlação com alumínio.
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007
199
O ferro é mais reativo que alumínio e tende a ser remobilizado em ambiente redutores, por isso
não é conveniente utilizá-lo para análise de valor de referência em sedimentos (FAVAC 2003). O ferro
ocorre de maneira abundante nas principais áreas-fonte dos metais investigados na região, muitas vezes
presente em rochas encaixantes das mineralizações auríferas sulfetadas, como os itabiritos do Grupo
Itabira (Supergrupo Minas), que constituem também a fontes eventuais de metais, como Cu, Zn, As e Cd .
Além disso, é conhecida a capacidade do ferro no ambiente secundário, para captura de metais-traço,
como exposto no capítulo 6 e 7.
Desta forma, vale ressaltar que tanto as interferências antrópicas investigadas, ou seja, a
exploração aurífera secular da região, como também as fontes geogênicas, posicionadas nas cabeceiras do
ribeirão do Carmo, liberaram para o ambiente fluvial uma quantidade apreciável de óxidos de ferro, como
hematita, magnetita e goetita (capitulo 4), cuja relação com os metais tóxicos como As, Cu, Zn e Cd é
estreita
O alumínio foi considerado um elemento importante para obtenção do valor de referência, pelo
método geoquímico (tabela 8.1). Vale ressaltar que a determinação do valor de referência apresentado na
tabela 8.1 refere-se a valores médios das concentrações elementares de sedimentos provenientes de rochas
do complexo metamórfico, encontrados em sedimentos de terraços aluviais mais antigos (18.100±2.100
anos) com pedogênese mais desenvolvida, como os terraços T2 e T4. Vale ressaltar que estes sedimentos,
chamados de sedimentos do Grupo Aluminoso, caracterizam por altas concentrações de alumínio e
formam um grupo onde não se observam correlações com os sedimentos do Grupo Ferruginosos e os
metais Cu, Zn, As e Cd.
Resumindo, os sedimentos de terraços aluviais altos como T2 e T4, depositados antes da
implantação da mineração na região, pode então fornecer os valores de referência geogênico de diferentes
metais pelo método geoquímico, para sedimentos provenientes de rochas dos complexos metamórficos na
área da bacia do Ribeirão do Carmo.
Neste caso, o valor de referencia estaria associado aos valores médios da composição geoquímica
dos sedimentos da fácies L, ricos em alumínio (tabela 8.1). Para a média foi também considerada a parte
superior do perfil B6, que corresponde à sedimentos correlacionados com aqueles dos terraços T2 e T4,
mostrando que a fonte destes sedimentos estaria associada às rochas dos Complexos Metamórficos e nã
apresentam correlação com rochas supracrustais mineralizadas.
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia do
Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
200
8.3- ANÁLISE DE VALOR DE REFERENCIA PELO MÉTODO ESTATÍSTICO
A análise do valor de referência para os metais-traço As, Cu, Zn, Cd, Ni, Li, Ba e Cr e Fe
2
O
3
,
Al
2
O
3
e Mn foi realizada a partir da confecção de curvas de freqüência acumulada em escala linear
(Matschullat et al. 2000).
Esta técnica não exige conhecimentos específicos da função da distribuição. Observa-se que os
gráficos, apresentados na figura 8.1, mostram uma escala no eixo X referente às concentrações dos
elementos, talvez isto seja uma deficiência em relação à escala logarítmica (Lepeltier 1969), entretanto
esta técnica mostra vantagens quando consideramos a facilidade de interpretação (Matschullat et al. 2000).
Neste caso, em análises de valor de referencia, os pontos afastados geralmente concentrações elevadas são
sempre tratados como valores anômalos.
Para análise do valor de referência pelo método estatístico é recomendado um número de dados
maior que 50 (Matschullat 2000). A partir da confecção dos diagramas de freqüência acumulada (Figuras
8.1 e 8.2), extraímos os valores de referência para os elementos apresentados na tabela 8.1. Os dados
foram analisados em dois grupos de acordos com o ambiente de deposição. Os dados com n=62 equivalem
a sedimentos finos depositados em planícies de inundação, como os sedimentos de cutbank e overbank,
fácies G, L e PI1 e PI4 . Os dados com n=84 equivalem a sedimentos coletados em cutbank depositados
em ambiente de canal, como os sedimentos das fácies C, Ct, B, A, M, D e F.
Foram também utilizados os dados da bacia do rio Gualaxo do Norte (Costa 2002), referente a
amostras de sedimentos de corrente, inseridos dentro do grupo de sedimentos de canal.
Também obtivemos os valores de referência dos diagramas de freqüência acumulada para a
totalidade de sedimentos n=120 (ribeirão do Carmo e rio Gualaxo do Norte) coletados em cutbank e
overbank, apresentados na tabela 8.1.
A presença de populações múltiplas resulta em uma plotagem de probabilidade segmentada. A
plotagem da probabilidade pode separar diferentes populações. Uma variação abrupta na inclinação (ponto
de inflexão) pode significar os valores que delimitam duas diferentes populações na área investigada. Em
NAVFAC (2003) é apresentado um procedimento para identificar pontos de inflexão como meio para
avaliar variações de valor de referência. Os seguintes casos podem ocorrer:
Uma única população
: distribuição não segmentada de probabilidades, ou seja, sem ponto de inflexão;
indica uma única população, que pode ser denominada de população de background. Neste trabalho, o
diagrama de freqüência acumulada do ferro para o grupo de sedimentos de canal (Figura 8.1) é um
exemplo deste tipo de distribuição.
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007
201
Limite de valor de referência: distribuição segmentada de probabilidades ou com pontos de inflexão;
sugere a existência de múltiplas populações, incluindo possíveis pontos afastados ou anomalias. Em
muitos casos, um ponto de inflexão em que a inclinação cresce ou uma quebra entre um segmento com
gradual inclinação seguido por um segmento de inclinação acentuada, representa o limite entre população
com baixas concentrações (valor de referência) e a população com altas concentrações (contaminação
potencial ou anomalia geogênica). Com relação aos dados geoquímicos investigados neste trabalho,
observamos que Fe
2
O
3
, Cu, Zn, Cd, Cr, Mn e Al
2
O
3
para os sedimentos de planície de inundação
apresentaram um ponto de inflexão bem definido caracterizando o valor de referência destes elementos
para a área estudada (Figura 8.2).
Múltiplos pontos de inflexão
: Podem ocorrer múltiplas populações naturais ou antropogênicas (devido a
fatores tais como variações nas características físicas dos sedimentos, exemplo: tamanho de grãos, ou
múltiplas fontes geoquímicas, etc.). Os diagramas de freqüência acumulada dos elementos As, Ni, Ba , Mn
e Al
2
O
3
de sedimentos de canal apresentaram pelo menos duas populações bem definidas (Figura 8.1). A
identificação exata do ponto de inflexão que representa o limite do valor de referência foi possível por
meio da comparação com valores obtidos para o valor de referência determinado pelo método geoquímico.
Neste caso, NAVFAC (2003) recomenda a utilização de análises univariantes para determinação do valor
que mais se adequou aos valores de referência.
Pontos de inflexão não delimitados
: Nem todos pontos de inflexão podem ser considerados limites de
valor de referência. Especificamente, se a população acima do ponto de inflexão forma um segmento com
uma inclinação mais proeminente que a população inferior, então o ponto de inflexão não pode ser
considerado um limite de background. Neste caso, ambos segmentos podem ser tratados como parte da
mesma população (NAVFAC 2003). Este caso não ocorre nos diagramas que se referem as dados da árae
estudada.
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia do
Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
202
Fe 2 O3 ( %)
Porcentagem
9080706050403020100
99,9
99
95
90
80
70
60
50
40
30
20
10
5
1
0,1
Ferro
Normal
Al2O3 (%)
Porcentagem
1614121086420
99,9
99
95
90
80
70
60
50
40
30
20
10
5
1
0,1
Alumínio
Normal
1,45
5,70
Mn ( mg/ kg)
Porcentagem
2500020000150001000050000
99,9
99
95
90
80
70
60
50
40
30
20
10
5
1
0,1
Manga nês
Normal
398,1
1694,6
10800,0
As (mg/kg)
Porcentagem
300025002000150010005000-500
99,9
99
95
90
80
70
60
50
40
30
20
10
5
1
Mean
<0.005
292,6
StDev 371,1
N84
A D 5,146
P-Value
Arsênio
229,30
705,00
Cu (mg/ kg)
Porcentagem
21001800150012009006003000
99,9
99
95
90
80
70
60
50
40
30
20
10
5
1
Mean
<0.005
118,0
StDev 313,9
N84
A D 20,617
P-Value
Cobre
114,90
Cd (mg/kg)
Porcentagem
140120100806040200-20
99,9
99
95
90
80
70
60
50
40
30
20
10
5
1
Mean
<0.005
41,23
StDev 34,69
N84
A D 3,138
P-Value
Cádmio
1,15
Ba (mg/kg)
Porcentagem
2300190015001100700300-100-500
99,9
99
95
90
80
70
60
50
40
30
20
10
5
1
Mean
<0.005
170,9
StDev 276,3
N84
A D 9,121
P-Value
Bário
655,00
51,90
Cr (mg/kg)
Porcentagem
40003000200010000
99,9
99
95
90
80
70
60
50
40
30
20
10
5
1
0,1
Cromo
Nor ma l
139,80
Zn ( mg/ kg)
Porcentagem
9008007006005004003002001000
99,9
99
95
90
80
70
60
50
40
30
20
10
5
1
0,1
Zinco
39,00
124,00
Ni (mg/kg)
Por centagem
25002000150010005000
99,9
99
95
90
80
70
60
50
40
30
20
10
5
1
0,1
Niquel
104,40
Figura 8.1: Gráficos de freqüência acumulada de sedimentos depositados em ambiente de canal, coletados em
cutbanks e terraços aluviais do ribeirão do Carmo e sedimentos de corrente do rio Gualaxo do Norte.
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007
203
Fe2O3 (%)
Porcentagem
806040200-20
99,9
99
95
90
80
70
60
50
40
30
20
10
5
1
0,1
Mean
<0.005
25,30
StDev 16,10
N64
AD 1,386
P-Value
Ferro
Nor mal
9,83
Mn (mg/kg)
Porcentagem
9000750060004500300015000-1500
99,9
99
95
90
80
70
60
50
40
30
20
10
Mean
<0.005
2348
StDev 2249
N66
A D 4,183
P-Value
Manganês
Normal
179,68
%A l2 O3
Porcentagem
302520151050-5
99,9
99
95
90
80
70
60
50
40
30
20
10
Mean
<0.005
7,248
StDev 6,678
N62
A D 4,019
P-Value
Alumínio
Normal
2,79
As (mg/kg)
Porcentagem
1400120010008006004002000
99,9
99
95
90
80
70
60
50
40
30
20
10
Mean
<0.005
153,0
StDev 234,8
N62
A D 6,291
P-Value
Arsênio
Normal
10,21
241,40
Cu (mg/ kg)
Porcentagem
1900160013001000700400100-200
99,9
99
95
90
80
70
60
50
40
30
20
10
Mean
<0.005
133,7
StD ev 283,3
N62
A D 12,282
P-Value
Cobre
Nor mal
187,70
Zn (mg/ kg)
Porcentagem
9007506004503001500-150
99,9
99
95
90
80
70
60
50
40
30
20
10
5
1
Mean
<0.005
106,6
StDev 132,8
N62
A D 8,868
P-Value
Zinco
Normal
118,90
Cd (mg/ kg)
Porcentagem
9075604530150-15
99,9
99
95
80
50
20
5
1
Mean
<0.005
30,19
StDev 17,90
N62
A D 1,714
P-Value
Cádmio
Nor mal
14,06
Ni ( mg / k g )
Porcentagem
1251007550250-25-50
99,9
99
95
90
80
70
60
50
40
30
20
10
5
1
0,1
Mean
<0.005
35,19
StDev 24,58
N62
A D 1,426
P-Value
Níquel
Normal
12,02
50,10
Cr (mg/kg)
Porcentagem
4003002001000
99,9
99
95
90
80
70
60
50
40
30
20
10
5
1
0,1
Mean
<0.005
81,27
StDev 48,49
N62
A D 3,466
P-Value
Cromo
Normal
111,00
Ba (mg/kg )
Porcentagem
300250200150100500-50
99,9
99
95
90
80
70
60
50
40
30
20
10
5
1
Mean
<0.005
91,33
StDev 68,53
N62
A D 1,495
P-Value
Bário
Normal
18,11
196,10
Figura 8.2: Gráficos de freqüência acumulada para amostras de sedimentos de planície de inundação, provenientes
de amostras de cutbank e terraços aluviais do ribeirão do Carmo
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia do
Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
204
Tabela 8.1: Valor de referência para sedimentos da bacia do Ribeirão do Carmo
Composição
geoquímica parcial
Método geoquímico
Valor de referencia
geogênico
Método Comparativo - Estatística
Média e máximo
n=24
B. Ribeirão Carmo
n= 120
Carmo. n= 62
Fácies argilosas
Carmo, n= 84
Fácies cascalho
As (mg/kg) Média =2,0; máx.= 10,0 35,3; 810,0 10,21; 241,40 229,30; 705,00
Cu (mg/kg) Média 44,0; máx.= 188 135,1 188,80 114,90
Zn (mg/kg) Média 68,; máx.= 513 124,0 118,9 39,00; 124,00
Cd (mg/kg) Média=13,3; máx. = 35,8 14,06 14,06 1,15
Ni (mg/kg) Média=18,0;máx.= 104,0 53,10 12,02; 50,10 104,40
Cr (mg/kg) 63,0; 198 111,0 111,0 139,80
Ba (mg/kg) 25,0; 130 18,5 18,11; 196,10 51,90; 655,0
Fe
2
O
3
(%) 10,58; 35,0% 9,88 9,83 _
Al2O3 (%) 13,0; 21,98 3,84 2,89 1,45; 5,70
Mn (mg/kg) 218; 1911 189,8; 5800 189,68 398,1; 1694,6;
Vale ressaltar que os valores de referência obtidos pelo método estatístico, para os elementos, As,
Ba e Mn onde foram determinados dois valores, parecem refletir duas populações de valor de referência,
em que a primeira está associada às rochas dos complexos metamórficos e a segunda, às rochas
supracrustais com pouca interferência antropogênica. Como pode se observados os valores de média e
máximo, associados aos valores de referência geoquímico que refletem área fonte constituída de rochas
dos complexos metamórficos, apresentam valores próximos ao 1º valor de referência calculado pelo
método estatístico para os elemenros As, Ba e Mn.
8.4- AVALIAÇÃO QUANTITATIVA DA CONTAMINAÇÃO
Os valores de referência são importantes para a caracterização da contaminacão antropogênica na
região estudada. Refere-se a valores importantes para gestão territorial e para alertar as autoridades
públicas com relação à necessidade de remediação de locais caracterizados por níveis de contaminação
elevados.
Para avaliação ambiental da área estudada fez-se necessário quantificar a magnitude da
contaminação referente aos elementos tóxicos estudados, por meio da elaboração de gráficos normalizados
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007
205
com valores de referência obtidos neste trabalho e também para valores médios da crosta contiental
superior e valores guias de qualidade de sedimentos (VGQS).
Diversos pesquisadores (Matshullat 2000, NAVFAC 2003, CETESB 2001, entre outros)
argumentam que o uso de valor de referência local representa a ferramenta mais eficiente para quantificar
o fator de enriquecimento de elementos tóxicos e quantificar a contaminação na região estudada. Reimann
(2005) demonstrou que o conceito de concentrações de elementos normalizados para a média crustal é
duvidoso e não provém um método seguro para indicar o grau de interferência antrópica. A título de
comparação de métodos foram elaborados os gráficos normalizados para a crosta superior, entretanto vale
lembrar que as anomalias referentes a estes gráficos não devem indicar, de maneira segura, indicativo de
contaminações antrópicas.
Os valores-guia de qualidade de sedimentos (VGQS) têm sido usados como uma ferramenta
valiosa na avaliação da qualidade de sedimentos (ver exemplo em Basílio 2005). O critério canadense de
valores-guia de sedimentos TEL/PEL (Smith et al. 1996) foi adotado como padrão de referência pela
CETESB (1998) e estão sendo propostos para serem usados em nível nacional pelo CONAMA
(CONAMA 2003). Os critérios de valores de TEL (nível limiar de efeito) e PEL (nível provável de efeito)
foram obtidos através de métodos analíticos (AVS- Acid Volatile Sulfide e EqP- equilibrium partitioning)
e tratamentos estatísticos (Smith et al. 1996) que dividem a faixa de contaminantes em três partes: nenhum
ou pouco efeito adverso, provável ou pequeno efeito adverso e significativo ou severo efeito adverso para
espécies sensíveis de organismos bentônicos. De acordo este autor, podem-se interpretar os valores TEL
como sendo o limite superior da faixa de concentração de contaminantes com nenhum ou pouco efeito
adverso. Então, os sedimentos com concentrações de elementos tóxicos superiores ao valor de TEL devem
ser considerados como prováveis causadores de efeito adverso para os organismos bentônicos e os
elementos com concentrações inferiores ao TEL, como não causadores de efeitos adversos para a biota.
Já, os valores de PEL, representam o limite inferior da faixa de contaminantes em que os efeitos adversos
à biota são frequentemente esperados.
Os diagramas apresentados nas figuras 8.3 a 8.6 mostram gráficos normalizados para valores de
referência obtidos neste trabalho, valores da crosta superior e valores de TEL e PEL. Os valores das
abscissas correspondem às concentrações dos elementos para qual os dados foram normalizados.
As anomalias referentes à normalização dos dados em relação aos valores se TEL e PEL,
representam os limites de efeitos adversos prováveis (TEL) e freqüentemente (PEL) esperados para a biota
da área estudada.
As hachuras apresentadas nos diagramas a seguir representam os agrupamentos de sedimentos de
fácies sedimentares distintas. Para os sedimentos depositados em ambiente de canal (Figura 8.4), as
hachuras vermelhas representam os sedimentos das fácies Ct e B ( fácies cascalhosa antropogênico, grupo
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia do
Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
206
ferruginoso ), as hachuras azuis representam os sedimentos da fácies A (fácies arenosa com estratificações
plano-paralelas, grupo ferruginoso), as hachuras pretas representam os sedimentos da fácies F ( fácies
arenosa com laminações cruzadas por ripples, grupo ferruginoso), as hachuras boninas representam os
sedimentos da fácies M (fácies arenosa com estratificação cruzada, grupo ferruginoso) e as hachuras
amarelam representam e os sedimentos da fácies S (fácies cascalhosa rica em alumínio).
Para os sedimentos depositados em ambientes de planície de inundação, as hachuras pretas
representam os sedimentos argilosos da fácies G (ferruginoso), as hachuras verdes representam
sedimentos recentes de planícies de inundação recente, PI1 e PI4 (grupo ferruginoso) e as hachuras
amarelas representam os sedimentos da fácies L (fácies argilosa, grupo aluminoso).
a
Figura 8.3: Gráficos de sedimentos de fácies de canal, A) normalizados com valores de referência de sedimentos de
canal obtidos pelo método estatístico e B) normalizados para valores médios da crosta continental superior.
Figura 8.4: Gráficos de sedimentos de fácies de canal do ribeirão do Carmo. A) normalizados com valores de TEL e
B) normalizados para valores de PEL.
0.00004
0.0001
0.001
0.01
0.1
1
10
100
200
As
229.3
Cu
114.9
Zn
124.0
Cd
1.15
Ni
104.4
Cr
74.8
Ba
51.9
Fe2O3
7.1
Mn
123.1
Sample/valor referência de canal
0.000004
0.00001
0.0001
0.001
0.01
0.1
1
10
100
1000
10000
20000
As
1.5
Cu
25
Zn
71
Cd
0.0098
Ni
20
Cr
35
Ba
550
Sample/Upper Crust
0.02
0.1
1
10
100
500
As
5.9
Cu
35.7
Zn
123
Cd
0.6
Ni
18
Cr
37.3
Sample/TEL
0.005
0.01
0.1
1
10
100
200
As
17
Cu
197
Zn
315
Cd
3.5
Ni
36
Cr
90
Sample/PEL
A
)
B
)
A)
B)
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007
207
Figura 8.5: Gráficos de sedimentos de fácies de planície de inundação, a) normalizados com valores de referência
determinado pelo primeiro ponto de inflexão do diagrama de freqüência acumulada para sedimentos de planície de
inundação, b) normalizados com valores de referência determinado pelo segundo ponto de inflexão do diagrama de
freqüência acumulada, para sedimentos de planície de inundação e c) normalizados para valores médios de
sedimentos finos provenientes de rochas do Complexo metamórfico, obtidos pelo método geoquímico.
0.01
0.1
1
10
100
200
As
10.2
Cu
187.70
Zn
118.9
Cd
14.06
Ni
50.10
Cr
111.0
Ba
18.1
Fe2O3
9.8
Mn
179.7
Sample/valor referência planicie inundação
0.003
0.01
0.1
1
10
50
As
241,40
Cu
187.70
Zn
118.9
Cd
14.06
Ni
50.10
Cr
111.0
Ba
18.1
Fe2O3
9.8
Mn
179.7
Sample/valor referência planicie inundação
0.01
0.1
1
10
100
700
As
2.0
Cu
44.0
Zn
68.0
Cd
13.0
Ni
18.0
Cr
63.0
Ba
25
Co
1.0
Li
1.46
Fe2O3
10.58
Mn
218.0
Sample/Valor referência C. M.
A
)
B
)
C
)
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia do
Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
208
A) B)
Figura 8.6: Gráficos de sedimentos de fácies de planície de inundação, a) normalizados com valores TEL e b)
normalizados para valores de PEL.
Para os sedimentos depositados em ambiente de canal (Figura 8.3 e 8.4), observa-se que as
amostras agrupadas nas fácies Ct e B (vermelho), F (preto) e A (azul) apresentaram maiores anomalias
com relação aos elementos estudados. As amostras de sedimentos agrupadas na fácies M, apresentam
valores relativamente mais baixos para os elementos estudados. Estas baixas concentrações nesta fácies,
provavelmente estão associadas à alta velocidade de fluxo, ou seja, ao ambiente de sedimentação,
considerado ineficiente para a concentração de minerais pesados.
O As apresentou concentrações aproximadamente dez vezes maiores que o valor de referência
(229mg/kg) para sedimentos depositados em ambiente de canal (figura 8.3 A) e 1000 vezes maiores que o
valor médio de As na crosta superior (Figura 8.3 B). Os elementos Cd e Mn, mostraram anomalias
também consideráveis, chegando a atingir valores de 100 vezes maiores que o valor de referência de
sedimentos de fácies de canal, para os grupos de amostras das fácies Ct, B, A e F.
Com relação aos valores de TEL (Figura 8.4A), que delimitam valores com provável efeito
adverso para biota, as amostras apresentaram valores de As, cerca de 500 vezes mais elevados para
sedimentos da fácies B. Com relação aos valores de PEL (Figura 8.4 B) cujos limites representam efeito
adverso frequentemente esperado, observam-se anomalias elevadas, principalmente para As e Cd. O As
chega a concentrações 200 vezes mais elevadas que o valor limite de efeito adverso frequentemente
0.03
0.1
1
10
100
300
As
5.9
Cu
35.7
Zn
123
Cd
0.6
Ni
18
Cr
37.3
Sample/TEL
0.01
0.1
1
10
80
As
17
Cu
197
Zn
315
Cd
3.5
Ni
36
Cr
90
Sample/PEL
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007
209
esperado, para a fácies B e cerca de 40 a 80 vezes maior que o valor de PEL, para sedimentos da fácies Ct
e F, respectivamente.
Para os sedimentos finos de planície de inundação, observa-se que as amostras agrupadas nas
fácies G (hachura preta) e PI (hachura verde) apresentaram as maiores anomalias com relação aos
elementos estudados. O diagrama da Figura 8.5 A, contendo o valor de referência de As= 10,0 mg/kg
mostra as anomalias de As atingindo um patamar de quase 200 vezes maior para os sedimentos finos da
fácies G.
Este valor de referencia do As = 10 mg/kg parece estar associado aos sedimentos provenientes de
rochas e solos pertencentes aos complexos metamórficos, visto que grande parte dos sedimentos da fácies
L, grupo amarelo, interpretada como proveniente de sedimentos dos Complexos metamórficos, encontra-
se com concentrações inferiores a este valor de referência (As=10,0 mg/kg ). Ou seja, este valor, parece
representar o valor máximo de As para sedimentos provenientes de rochas do Complexo Metamórfico,
sem interferência antrópica.
O diagrama com valor de referência para As =241,4 (Figura 8.5 B), representa um valor de
referência que está associado a sedimentos com enriquecimento em óxidos de ferro. Neste caso, este valor
parece refletir o limite da ocorrência natural de As em rochas mineralizadas, sem interferência
antropogênica secular, que também disponibilizou uma potente quantidade de sedimentos contento ferro e
arsênio para o ambiente superficial, visto que em grande parte dos casos, os itabiritos apresentam-se como
rochas encaixantes das mineralizações auríferas contendo altos teores de As.
Conforme a figura 8.6, os sedimentos da fácies G atingem concentrações cerca de 50 vezes mais
elevadas que o valor limite de efeito adverso freqüentemente esperado (PEL) e os sedimentos recentes de
planícies de inundação atingiram concentrações cerca de 20 vezes mais elevadas em relação ao valor de
PEL.
È importante o conhecimento de que em vários países (Holanda, Alemanha, EUA, Canadá) e
também no estado de São Paulo (CETESB 2001) são estabelecidos além do valor de referência, também o
valor de alerta e valor de intervenção. O valor de alerta é utilizado em caráter preventivo e quando
excedido no solo exige-se o monitoramento das águas, identificando e controlando as fontes de poluição.
O valor de intervenção, indica o limite de contaminação, acima do qual existe risco potencial à saúde
humana e requer intervenção na área de forma a interceptar as vias de exposição.
A título de comparação, mostramos alguns destes valores orientadores referentes a estudo de solos
no estado de São Paulo, Holanda e Canadá, conforme mostra a tabela 8.2. É importante ressaltar que os
dados de intervenção para o estado de São Paulo são equivalentes àqueles da Holanda.
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia do
Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
210
Tabela 8.2: Valores orientadores de solos para o estado de São Paulo, Holanda e Canadá.
Valores orientadores para Estado de São Paulo (mg/kg). * Valor de intervenção para Canadá (mg/kg)
Elemento Valor de
referência
Valor de
alerta
Valor de intervenção
em área de agrícola
Valor de intervenção
em área residencial
Valor de intervenção em
área de agrícola
Valor de intervenção
em área residencial
As 3,5 15 25 50 20 30
Ba 75 150 300 400 750 500
Cd <0,5 3 10 15 3 5
Cr 40 75 300 700 750 250
Ni 13 30 50 200 150 100
Cu 35 60 100 500 150 100
Zn 60 300 500 1000 600 500
*Obs: Os valores de intervenção do estado de São Paulo são equivalentes aqueles da Holanda
Neste contexto, observamos que a área estudada apresenta o valor de referência de elementos
como As, Cd em sedimentos excedendo o valor de intervenção de solos nestas regiões. Estes dados
refletem as concentrações alarmantes destes elementos nos sedimentos, indicando provável risco potencial
à saúde humana e requer intervenção na área de forma a interceptar as vias de exposição.
Para os outros elementos, também são encontradas concentrações elevadas, acima dos valores de
intervenção citadas na tabela 8.2, indicando também provável risco potencial à saúde humana.
Esta discussão foi levantada principalmente para indicar a necessidade de investigar os valores de
alerta e intervenção para sedimentos e solos da região e os efeitos e danos toxicológicos na população da
área investigada, uma vez que se trata provavelmente de uma área de risco potencial à saúde humana.
8.5- MAPEAMENTO GEOQUÍMICO
8.5.1: Considerações Gerais
A cartografia geoquímica foi, deste a antiguidade, um método intensamente utilizado para a
prospecção mineral (Lag, 1991). De acordo com Thornton (1993), à medida que foram surgindo os mapas
geoquímicos, houve também um interesse por parte das ciências biológicas em associar os fenômenos
bioquímicos com concentrações de elementos-traço.
A cartografia geoquímica também se aplica a geomedicina. A expressão "Geomedicina" foi
introduzida por Lag (1991) para denominar a área científica que estuda a relação entre fatores ambientais
e distribuição geográfica de problemas patológicos e nutricionais na saúde humana e animal, causados
principalmente por excesso de elementos-traço.
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007
211
Inevitavelmente, a expansão urbana e o avanço da tecnologia, vêm causando uma pressão sobre a
exploração dos recursos naturais, tais como, os recursos minerais e recursos hídricos. Portanto, a
utilização destes recursos deve ser conduzida no sentido de vencer o desafio pressuposto pelo
desenvolvimento sustentável. Neste contexto, a cartografia geoquímica em SIG (Sistema de Informações
Geográficas) apresenta-se como uma ferramenta que vem suprir a necessidade de se conhecer parâmetros
de qualidade ambiental de fácil interpretação e subsidiar o estabelecimento de políticas públicas para
gestão ambiental, de forma a contemplar a utilização adequada de recursos naturais e garantir melhoria na
qualidade de vida.
Desta forma, uma base de dados geoquímicos bem como sua representação espacial, sob a forma
de mapa, tem um interesse direto sobre a ocupação humana e biológica e a exploração de recursos naturais
da superfície terrestre.
O Programa Nacional de Geoquímica Ambiental e Geologia Médica (PGAGEM), coordenado
pela CPRM, com apoio da rede nacional de pesquisa, estará trabalhando na direção de promover um
mapeamento geoquímico regional de baixa densidade (1 amostra a cada 100 km
2
), durante um período de
5 anos, contemplando objetivos como o diagnóstico geoquímico ambiental, o estabelecimento de padrões
de amostragem e análise química, a constituição de uma base de dados geoquímicos, entre outros. Entre
os materiais de amostragem de drenagem, devem estar incluídos sedimentos de corrente, sedimentos de
planície de inundação, overbank e água (Lins 2004). Paralelamente ao PGAGEM, deverão ser realizados
outros projetos em escala de maior detalhe em áreas específicas, como nas regiões de distritos mineiros.
Assim sendo, no caso do sudeste do Quadrilátero Ferrífero, os resultados obtidos no presente projeto
podem contribuir para tal programa de mapeamento.
A importância do mapa geoquímico preliminar da bacia do Rio do Carmo, aqui proposto, refere-se
principalmente à obtenção de um diagnóstico geoquímico ambiental preliminar de um distrito mineiro,
que pode ser considerado uma região potencialmente contaminada por metais tóxicos, ou considerado
como área-fonte de contaminantes para regiões à jusante da bacia do ribeirão do Carmo. A partir do mapa,
torna-se legível para a comunidade científica e autoridades políticas, as áreas potencialmente
contaminadas. Acredita-se que por meio desta base de dados geoquímicos será possível elaborar um plano
político ambiental e de saúde pública que venham minimizar os impactos causados pelas atividades de
exploração mineral histórica, principalmente, nos locais onde se encontram instaladas comunidades
ribeirinhas, ou seja, à jusante das áreas-fonte de exploração aurífera.
A confecção do mapa geoquímico e demais mapa temáticos da bacia do ribeirão do Carmo foi
realizada em SIG, Sistema de Informação Geográfica. O SIG é uma ferramenta de geoprocessamento que
se ocupa do tratamento, manipulação e gerenciamento de dados cartográficos diretos e indiretos. O SIG
teve sua origem nos Estados Unidos, em 1968, para o desenvolvimento de projetos relacionados com
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia do
Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
212
conservação e gestão dos recursos naturais (Gielen 1998). Neste projeto, utilizou-se o software ArcGis 9.0
para apresentação dos dados geoquímicos e mapas temáticos, devido à capacidade deste sistema de
armazenar, analisar e interpretar os dados espaciais imprescindíveis para gestão territorial.
Como produto final, foram gerados os mapas temáticos apresentados em anexo: mapa digital do
terreno, e mapa geológico, mapa de bacias hidrográficas, e os mapas geoquímicos apresentados nas
figuras 8.7 a 8.16 do As, Cd, Cu, Zn, Ba, Ni, Cr, Fe
2
O
3
, Mn e Al
2
O
3
. Vale ressaltar que a base de dados
geoquímicos e os demais mapas foram elaborados considerando, principalmente, a bacia do rio Gualaxo
do Norte e o ribeirão do Carmo.
A distribuição espacial dos elementos apresenta-se como um produto final da investigação
proposta e a discussão apresentada a seguir, mostra de forma conclusiva alguns aspectos associados à
distribuição e acumulação geoquímica em sedimentos da bacia do Rio do Carmo.
8.5.2- Discussão dos Resultados
Os dados geoquímicos de sedimentos de canal da bacia do rio Gualaxo do Norte, compilados de
Costa (2001), juntamente com os dados geoquímicos de sedimentos de canal e planície de inundação do
ribeirão do Carmo, serão discutidos a seguir.
Com o objetivo de distribuir espacialmente as concentrações geoquímicas, obtidas em fácies
sedimentares de planícies de inundação e terraços aluviais do ribeirão do Carmo, utilizou-se as
concentrações médias de sedimentos de fácies de canal e sedimentos de fácies de planície de inundação,
para cada ponto georeferenciado. Como os dados do rio Gualaxo do Norte referem-se a sedimentos de
corrente, elaborou-se um mapa geoquímico englobando os sedimentos recentes de canal para o rio
Gualaxo do Norte, juntamente com sedimentos de fácies de canal ribeirão do Carmo.
O mapa geoquímico de sedimentos de planície de inundação engloba somente as áreas de
Bandeirantes e Monsenhor Horta. O enriquecimento de fácies argilosas nesta área reflete o
desenvolvimento de uma potente área de deposição sedimentar caracterizada por um sistema fluvial
meandrante bem desenvolvido.
Os mapas geoquímicos apresentados nas figuras 8.7 a 8.16 foram elaborados a partir do
conhecimento do valor de referência obtidos pelo método estatístico estabelecido no item 8.3, com
exceção dos elementos maiores Fe
2
O
3
e Al
2
0
3,
pela dificuldade e incoerência dos valores de referência
obtidos para estes elementos. Ou seja, a atribuição do intervalo de concentração dos elementos no sistema
SIG, seguiu os critérios de distinção dos intervalos de populações, determinados pelos diagramas de
freqüência acumulada.
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007
213
As cores dos círculos referentes aos intervalos de valores da concentração geoquímica dos
elementos-traço foram, então, inferidas pela interpretação do valor de referência obtido pelo método
estatístico. Assim, os círculos de coloração verde representam os intervalos de valores abaixo do valor de
referência natural, apresentando baixo risco ambiental para o ecossistema local, os círculos de coloração
laranja representam os intervalos de valores que se situam entre duas populações, onde o ponto de inflexão
associado ao limite de valor de referência natural é incerto, ou seja são valores que podem estar associados
a fontes naturais ou antropogênicas. Muitas vezes, esta simbologia laranja ocorre com intervalos de
concentração elevados, caracterizando moderado a elevado fator de risco ambiental para o ecossistema,
como ocorre para o arsênio.
Os círculos de coloração vermelha representam áreas com concentrações anômalas de elementos-
traço em sedimentos e estão associadas principalmente à interferência antropogênica direta ou indireta,
caracterizando-se como áreas de elevado risco ambiental.
Distribuição espacial dos elementos: ferro, manganês e alumínio.
Os óxidos de manganês, ferro e alumínio são considerados elementos de grande capacidade de
captura de metais A importância do entendimento da distribuição espacial destes elementos deve-se à forte
influência dos mesmos nos processos de sorção e desorção de elementos de elevada toxicidade como As,
Cd, Cu, Zn e Cr, tendo forte influência na distribuição temporal e espacial destes elementos no ambiente
secundário.
No mapa geoquímico do ferro (Figura 8.7) referente a sedimentos de canal, observam-se
concentrações elevadas em praticamente todos os pontos investigados com exceção dos pontos do rio
Santarém nas proximidades de Bento Rodrigues e do rio do Carmo nas proximidades de Barra Longa, que
pode estar associado à maior distância da área fonte (rochas supracrustais ricas em ferro) e o ponto de
fácies de canal do terraço T2 cujos sedimentos são provenientes de rochas gnáissicas dos complexos
metamórficos. Com relação aos sedimentos de planície de inundação, observam-se comumente
concentrações elevadas de ferro, com exceção de sedimentos argilosos da fácies L, que ocorrem nos
terraços T2 e T4 e em estratos superiores do perfil de cutbank B6, caracterizados por apresentarem
concentrações baixas de ferro e elevadas de alumínio.
No mapa geoquímico do alumínio (Figura 8.8) observam-se concentrações relativamente elevadas
em sedimentos de canal do rio Santarém e em sedimentos de fácies de canal do terraço T2. Observam-se
naturalmente concentrações mais elevadas de alumínio em sedimentos de planície de inundação quando
comparadas àquelas dos sedimentos de canal, devido o enriquecimento em minerais aluminosos,
constituintes principais dos argilo-minerais presentes dos sedimentos finos. Concentrações bastante
elevadas do alumínio em sedimentos finos de planície de inundação podem ser observadas na fácies L dos
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia do
Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
214
terraços T2, T4 e estratos superiores do perfil de cutbank B6, na região de Monsenhor Horta, cuja
deposição deve-se à contribuição, principalmente, de tributários que drenam rochas dos Complexos
Metamórficos, associadas aos feldspatos e outros minerais aluminosos como muscovita, gibsita, etc..
Concentrações elevadas de alumínio ocorrem, principalmente, em sedimentos finos de fácies de
planícies de inundação, associados à acumulação de micas, hidróxidos (gibsita) e argilo-minerais como
caulinita.
No mapa geoquímico do manganês (Figura 8.9) observam-se concentrações relativamente
anômalas em sedimentos de canal do rio Gualaxo do Norte, que provavelmente têm sua fonte nos óxidos
de manganês presentes em estratos de dolomitos manganesíferos do garimpo de ouro de Antônio Pereira
(hidróxidos de Fe e Mn como produto de intemperismo, constituinte da "borra de café") e de níveis
manganesíferos dos itabiritos da antiga jazida de manganês de Miguel Congo. Os sedimentos de planície
de inundação mostram concentrações mais elevadas de manganês nos perfis PI1 e B4, na região de
Monsenhor Horta.
Distribuição Espacial de Arsênio em fácies de canal e planície de inundação
Em sedimentos de fácies de canal do ribeirão do Carmo, observam-se concentrações elevadas e
anômalas de As, bem acima do valor de referência, em todo o segmento investigado da bacia, com
exceção dos perfis B3, B4 e T2 (Figura 8.10).
Os sedimentos de canal, coletados nos perfis B5, T1 e T3, localizados no distrito de Monsenhor
Horta, e B2, localizado no distrito de Bandeirantes, apresentam concentrações médias de As variando de
229 mg/kg a 350 mg/kg, acima do valor de referência e podendo ser consideradas como concentrações que
causam elevado risco ambiental. Concentrações anômalas de arsênio foram observadas para os sedimentos
do perfil B1 (área 1 - Mariana), que ocorrem mais próximos das principais áreas-fonte de As (sulfetos de
Passagem de Mariana), apresentando concentrações médias variando entre 350 a 706 mg/kg, assim como
o perfil PI1 (localizado na região de Monsenhor Horta) e o perfil B7 (Localizado no município de
Acaiaca). Concentrações também bastante anômalas de As (média variando de 706 - 1098 mg/kg) foram
observadas em estratos inferiores do perfil de cutbank B6, em Monsenhor Horta.
Certamente as concentrações elevadas e anômalas de As estão associadas à interferência
antropogênica direta ou indireta ocorrida em décadas passadas. Vale ressaltar que os sedimentos do
terraço T1 parecem ter grande interesse para os garimpos, atestado por diversos lagos artificiais alinhados
(Figura 5.23) na base dos perfis, gerados a partir do abandono das “catas” (escavação dos sedimentos para
alcançar os cascalhos auríferos do paleocanal, muitas vezes posicionados sobre as argilas). Observam-se
no local, “catas” abertas em 2005, onde se formou um lago e depósitos de sedimentos finos acumulados
nas margens do lago (Figura 5.34).
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007
215
Considerando que a fonte potencial de contaminação de As estaria associado, principalmente, à
exploração aurífera da região de Passagem de Mariana como indicaram os dados discutidos nos capítulos
anteriores, poderíamos esperar maiores concentrações de As em áreas mais proximais a esta região, que
neste caso seria o ponto B1, em Mariana. Entretanto isto não é observado, embora as concentrações dos
sedimentos deste perfil serem anômalas (350 a 706 mg/kg), porque o perfil B1 encontra-se numa área
onde a erosão prevalece em relação à deposição, apresentando planície aluvial restrita, de forma que a
acumulação de sedimentos provenientes da área-fonte não é substancial.
Maiores anomalias foram observadas no perfil B6, onde é observada planície de inundação mais
desenvolvida e onde a deposição prevalece sobre a erosão, levando ao maior acúmulo de sedimentos
provenientes das áreas-fonte, mesmo que estes sedimentos se situem em áreas de maior distância da área-
fonte e tenham sido retrabalhados por atividades de exploração aurífera em séculos passados.
Em sedimentos de fácies de planície de inundação, observam-se concentrações anômalas de As
em sedimentos do terraço T1 (média variando de 241,4 -1027,7 mg/kg). Como se trata de um terraço
depositado antes do ciclo do ouro (2200±300 anos, holoceno – neógeno superior), e apresenta
enriquecimento no mineral dravita, a rocha fonte destes sedimentos ricos em As está certamente
associada à mineralização de ouro encaixada em turmalinitos que ocorre principalmente em Passagem de
Mariana, cujo processo de erosão, transporte e deposição ocorreu antes do ciclo do ouro. O enriquecimeto
em As é também favorecido pelo ambiente de deposição, tipicamente associado a rios meandrantes.
Observam-se concentrações elevadas de As (180- -241 mg/kg) em sedimentos de fácies de
planície de inundação dos perfis de cutbank B1 e B2 e em sedimentos de planície de inundação PI1. Nos
sedimentos finos do perfil de cutbank B3 e sedimentos de testemunho de planície de inundação PI4
observam-se concentrações de As variando entre 89 mg/kg a 180 mg/kg, associadas nestes casos,
provavelmente à sorção por matéria orgânica e argilo-minerais, como ilita e caulinita.
Vale ressaltar que as concentrações de As no perfil B6 (Monsenhor Horta) apresentam –se
anômalas para os sedimentos de canal (ver mapa geoquímico do arsênio em anexo), associado a um
enriquecimento em óxidos de ferro e baixas nos sedimentos finos de planície de inundação, associado a
um enriquecimento em alumínio como mostra o mapa geoquímico dos sedimentos de planície de
inundação em anexo. Diante da investigação mineralógica, sedimentológica e geoquímica, constatam-se
fontes distintas para os sedimentos de canal (estratos basais) associados à atividade antropogênica no alto
curso da bacia, proveniente de rochas supracrustais encaixantes da mineralização aurífera, que são
enriquecidas em ferro e metais traço. Por outro lado, os estratos superiores deste perfil, mostram uma
proveniência associada à rochas mais proximais, do Complexo Metamórfico.
Figura 8.7: Mapa Geoquímico do ferro para sedimentos de canal e planície de inundação
Figura 8.8: Mapa Geoquímico do alumínio para sedimentos de canal e planície de inundação
Figura 8.9: Mapa Geoquímico do manganês para sedimentos de canal e planície de inundação
Figura 8.10: Mapa Geoquímico do arsênio para sedimentos de canal e planície de inundação
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia do
Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
220
Distribuição espacial de cádmio em fácies de canal e planície de inundação
Todos os pontos de amostragem de sedimentos de canal investigados no ribeirão do Carmo
apresentaram concentrações de Cd superiores ao valor de referência (Figura 8.11). Maiores anomalias
(entre 57,2- 83,3 mg/kg), foram observadas principalmente em sedimentos de canal dos perfis de cutbank
B4 e B6 e terraço T1 (distrito de Monsenhor Horta). Concentrações elevadas (entre 40,0 e 57,2 mg/kg)
foram observadas nos perfis B1 (Mariana), B2 (Bandeirantes) e B5 (Monsenhor Horta) e concentrações
relativamente baixas foram observadas em sedimentos de fácies de canal do terraço T2 (entre 1,2 e 25,0
mg/kg).
Em grande parte dos pontos de amostragem de sedimentos de planície de inundação, observam-se
concentrações médias de Cd superiores ao valor de referência, com exceção dos perfis de terraço T2 e T4.
Maiores anomalias em sedimentos de planície de inundação de Cd foram observadas principalmente em
sedimentos finos do perfil de cutbank B5 (45,0 - 63,7 mg/kg). Concentrações também elevadas de Cd
variando entre 28,0 mg/kg e 45,0 mg/kg foram identificadas nos perfis de cutbank B3 e B4, nos
sedimentos de planícies de inundação (PI1 e PI4) e em sedimentos de overbank do terraço T1. Nos perfis
de cutbank B3 e B6, as concentrações de Cd variaram de 14,07 a 28,0 mg/kg.
Nas áreas investigadas na bacia do ribeirão do Carmo, há um predomínio de deposição de
sedimentos provenientes em sua maioria das Serras de Ouro Preto e Passagem de Mariana, onde durantes
os três séculos passados houve uma intensa atividade exploratória de ouro com seus rejeitos sendo jogados
diretamente no rio. Desta forma, é bem provável que parte destes sedimentos se acumularam nas áreas de
deposição investigadas neste trabalho e apreciáveis concentrações de Cd e As associadas principalmente a
sulfetos, foram liberadas a partir das minas de ouro. Devido à oxidação de sulfetos e à alta solubilidade de
sulfato de As e Cd (Wedepohl 1978) é provável que estes elementos tenham sido capturados por óxido-
hidróxidos de Fe-Mn a partir de soluções de intemperismo, como evidencia as maiores concentrações
destes elementos nas fácies ricas em ferro.
Figura 8.11: Mapa Geoquímico do cádmio para sedimentos de canal e planície de inundação
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia do
Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
222
Distribuição espacial de bário em fácies de canal e planície de inundação do ribeirão do
Carmo
A distribuição espacial de bário mostra uma correlação com manganês em sedimentos de canal e
planícies de inundação (Figura 8.12). Observam-se concentrações anômalas de Ba (655,0-1970,0 mg/kg)
em sedimentos de canal do rio Gualaxo do Norte (Costa 2001), especificamente no rio Doutor, onde era
explorada, na década de 80, a jazida de manganês de Miguel Congo. Estas concentrações seguem
anômalas à jusante no rio Gualaxo do Norte, precisamente nos pontos do seu alto curso (pontos 18 e 20).
Vale ressaltar que são observadas concentrações elevadas de Ba (458,0 – 655,0 mg/kg) em todos os
pontos investigados do alto curso do rio Gualaxo do Norte.
No ribeirão do Carmo, a concentração média de Ba em sedimentos de fácies de canal de terraços
mais antigos é inferior ao valor de referência natural (15,7 e 51,9 mg/kg). Em sedimentos de canal dos
perfis do terraço T3, e de cutbank B6 também são observadas concentrações de Ba inferiores ao valor de
referência. Os demais pontos estudados de sedimentos de cutbank, B1 (Mariana), B2 e B3 (Bandeirantes),
B4 e B5 (Monsenhor Horta) apresentam concentrações médias de bário variando de 51,9 a 280,0 mg/kg,
acima do valor de referência.
Vale ressaltar que os sedimentos finos, depositados em planicie de inundação, mostram
concentrações baixas de Ba com relação aos sedimentos de canal. As concentrações de Ba do terraço T2
apresentam-se abaixo do valor de referência (12,9 – 18,1 mg/kg). As concentrações mais elevadas foram
observadas em sedimentos de PI1(134,4-176,8) e PI4, B1 e T1 (114,5-134,4 mg/kg) e encontram-se
acima do valor de referência..
Com isso, é importante salientar a importância de depósitos de sedimentos finos depositados em
planícies de inundação ou lagoa de cheia, em concentrar sedimentos com enriquecimento de bário. Este
enriquecimento, por outro lado, é observado em sedimentos depositados em canal, o que suporta a
hipótese da presença de minerais pesados como o sulfato de bário (barita) - BaSO
4
. A correlação do bário
com manganês sugere também que após a oxidação de minerais como a barita, ocorre provavelmente a
captura do bário por óxidos de manganês.
Figura 8.12: Mapa Geoquímico do bário para sedimentos de canal e planície de inundação
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia do
Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
224
Distribuição espacial de níquel e cromo em fácies de canal e planície de inundação
Com relação aos sedimentos de canal, observam-se maiores anomalias de Cr e Ni (Figuras 8.13 e
8.14) em sedimentos de canal da bacia do rio Gualaxo do Norte. O ribeirão Natividade (ponto 12)
distingue-se dentre os demais pelas concentrações alarmantes de Ni (426-2380 mg/kg) e Cr (960- 3735
mg/kg) que parecem ser de fontes geogênicas naturais, provavelmente associado às rochas ultrabásicas
que cortam rochas do Grupo Itacolomi. Concentrações elevadas de Ni e Cr também podem ser observadas
no afluente do rio Santarém (ponto 25) e no médio curso do rio Gualaxo do Norte (ponto 30), como
mostram as figuras 8.14 e 8.15.
Em sedimentos de fácies de canal do ribeirão do Carmo e de corrente do rio Gualaxo do Norte,
observam-se concentrações de Ni e Cr abaixo do valor de referência.
No ribeirão do Carmo são notáveis concentrações relativamente mais baixas de Cr e Ni (Figuras
8.14 e 8.15) em sedimentos de fácies de canal. Nesta bacia, a concentração média de Ni em sedimentos de
canal é inferior a 57,0 mg/kg e Cr inferior a 139,8 mg/kg. Na bacia do rio Gualaxo do Norte a
concentração média de Ni, para a maioria dos pontos amostrados, também encontra-se abaixo do valor de
referência, entretanto com concentrações mais significativas (57,0 - 104,4).
Em sedimentos de fácies de planície de inundação, observam-se também concentrações
relativamente baixas. Concentrações de Ni (50,1-76,3 mg/kg) e Cr (111,0 - 177,7) consideradas acima do
valor de referência, foram observadas em sedimentos finos coletados nos perfis de cutbank B4 e terraço
T1. Os sedimentos de planície de inundação PI1 se enquadraram com concentração média de Ni, acima do
valor de referência (50,1 – 76,3). Estas concentrações mais elevadas provavelmente estão associadas à
capacidade de sorção de Cr e Ni por filosilicatos e aluminosilicatos ricos em Mg, de abundância comum
em sedimentos finos de planícies de inundação .
As concentrações anômalas Ni e Cr em sedimentos de canal dos ribeirões Natividade e Santarém,
provavelmente estão associados a fontes primárias como as rochas básicas intrusivas presentes na área,
associadas às zonas de cisalhamento da região e também ao enriquecimento no ambiente secundário.
O enriquecimento no ambiente secundário pode ser observado a partir da formação de argilo-
minerais, presentes em maior abundância em sedimentos finos, de fácies de planície de inundação . A
caracterização de argilo-minerais como os estratificados de ilita-smectita, nos perfis de "cut bank B3, e
T1, com presença de Ni-Cr acima do valor de referência deve-se ao enriquecimento de rochas básicas do
Grupo Santo Antônio de Pirapetinga e de rochas meta-vulcânicas do Grupo Nova Lima na área entre os
distritos de Bandeirantes e Monsenhor Horta. O enriquecimento primário de magnésio favorece a
formação no ambiente secundário de argilo-minerais, como as esmectitas, que associado à capacidade de
sorção de metais, apresenta grande afinidade com Ni e Cr.
Figura 8.13: Mapa Geoquímico do níquel para sedimentos de canal e planície de inundação
Figura 8.14: Mapa Geoquímico do cromo para sedimentos de canal e planície de inundação
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007
227
Distribuição espacial de cobre e zinco em fácies de canal e planície de inundação
Os sedimentos de fácies de canal caracterizam-se por concentrações médias relativamente
anômalas de Cu e Zn principalmente na Bacia do Ribeirão do Carmo (Figuras 8.15 e 8.16). Estas
anomalias são principalmente observadas na região de Bandeirantes e Monsenhor Horta, especificamente
nos perfis de cutbank B2 e B5.
Com relação à concentração de Cu em sedimentos de canal (Figura 8.16), observam-se maiores
anomalias em sedimentos de canal do perfil B2 (300,0 – 500,0 mg/kg) e B5 (500,0 - 719,4 mg/kg). Entre
os sedimentos finos de planície de inundação, observam-se concentrações anômalas de Cu em PI1 (188,0 -
519,8 mg/kg), correspondente à sedimentos recentes de planície de inundação, distrito de Monsenhor
Horta. Embora dentro do valor de referência, observam-se concentrações elevadas de Cu nos sedimentos
finos dos perfis de cutbank B1 e B4 (73,5 mg/kg- 188,0 mg/kg).
Com relação à concentração de Zn em sedimentos de canal (Figura 8.17), observa-e concentrações
acima do valor de referência nos perfis de cutbank B2 e terraço T2 (124,0 – 210,0 mg/kg),. Nos
sedimentos de fácies de canal do perfil de cutbank B5 foram encontradas maiores anomalias de Zn (210,0
- 338,2 mg/kg).
Com relação aos sedimentos finos de planície de inundação, observam-se concentrações anômalas
de Zn em sedimentos recentes PI1 (139,2 – 277,0 mg/kg) e em fácies de sedimentos finos do perfil de
cutbank B5 (118,9 - 139,2 mg/kg).
O enriquecimento de zinco e cobre em sedimentos de canal dos perfis de cutbank B2 e B5,
provavelmente está associado a minerais pesados (sulfetos como a calcopirita e óxidos como a cuprita),
argilo-minerais com potencialidade de associação com zinco e cobre como as ilitas e esmectitas também e
óxidos de ferro e manganês pela potencialidade de captura destes metais no ambiente superficial.
Figura 8.15: Mapa Geoquímico do cobre para sedimentos de canal e planície de inundação
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007
229
Figura 8.16: Mapa Geoquímico do zinco para sedimentos de canal e planície de inundação
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia do
Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
230
8.5.3- Síntese
Com relação à distribuição espacial de metais traço, observa-se uma associação de elementos
como Cd e As. Estes elementos mostram uma distinta distribuição entre a bacia do rio Gualaxo do Norte e
a bacia do ribeirão do Carmo. Nesta última, os elementos As e Cd mostram concentrações bastante
anômalas que refletem uma potencialidade maior das jazidas auríferas e conseqüentemente da exploração
aurífera secular nas áreas fontes da Serra de Ouro Preto e de Passagem de Mariana quando comparadas à
Serra de Antônio Pereira .
Com relação à distribuição de cobre e zinco, observam-se concentrações relativamente mais
elevadas em sedimentos da bacia do Ribeirão do Carmo, quando comparadas com a bacia do rio Gualaxo
do Norte, que também reflete o enriquecimento primário de sulfetos de cobre e zinco nas rochas
mineralizadas com ouro da Serra de Ouro Preto e Passagem de Mariana e o enriquecimento secundário
com a incorporação destes elementos por óxidos de ferro e argilo-minerais.
Diante das investigações realizadas nesta dissertação, é possível admitir que no ambiente
secundário, os elementos As, Cd, Cu e Zn, provavelmente são capturados por óxidos e hidróxidos de ferro
e argilo-minerais através de fenômenos de sorção no ambiente superficial, após a oxidação dos sulfetos.
Observa-se grande afinidade do elemento bário com óxidos de manganês, através da análise
espacial ou cartográfica da distribuição de bário em sedimentos de canal, tanto para as bacias do Rio
Gualaxo do Norte como para o Ribeirão do Carmo. Importante salientar que as concentrações anômalas de
bário no alto curso do Rio Gualaxo do Norte, são associadas a fontes primárias com depósitos de barita ou
associação com os depósitos de manganês de Miguel Congo ou ainda à processos de captura do bário por
óxidos de manganês em ambientes secundários. Todos os fenômenos ocorrem por afinidade, desde o
ambiente primário até o ambiente secundário.
Com relação à distribuição espacial de Cr- Ni, devem ser ressaltadas as concentrações anômalas
de Ni e Cr que ocorrem no alto curso do Rio Gualaxo do Norte, especialmente nos afluentes: Natividade e
Santarém.
A disponibilidade acelerada de potentes quantidades dos metais como As, Cd, Cu, Ba e Zn,
presentes em rochas, águas, solos e sedimentos, ocorre a partir de áreas mineradas ou garimpadas. Os
rejeitos enriquecidos em sulfetos de Cd, As, Cu, Ba e Zn, no alto curso do ribeirão do Carmo, foram
disponibilizados por áreas fontes associadas à mineralização aurífera e enriquecidos em áreas de
deposição à jusante. Entre as áreas de deposição impactadas, destacam-se as planícies e terraços aluviais
do ribeirão do Carmo, principalmente, aquelas dos distritos de Bandeirantes e Monsenhor Horta,
consideradas como área potencialmente degradada pela atividade de exploração histórica de ouro.
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007
231
Nestas áreas, ocorre maior densidade de círculos vermelhos caracterizando elevado risco
ambiental, devido as concentrações anômalas de metais traço. Nestas regiões são observadas extensas
áreas degradas pela exploração aurífera secular, vistos pelos registros sedimentológicos antigos como os
estratos de cascalhos de fácies antropogênicas muito bem caracterizadas no terraço T3, como aqueles
espessos extratos de cascalhos aluvionares observados nos perfis de “cut bank” B1 e B5 correlacionáveis à
passagem da draga proveniente da Mina de Passagem nas décadas de 80 e 90 (Figura 1.4). Diversos lagos
antropogênicos são também observados na região, associados às antigas “catas”de garimpo (Figura 1.2),
formados ao longo da história da exploração aurífera. Os lagos antropogênicas onde foram investigados os
terraços T2 e T3 estariam associados à atividades da década de 90 e lagos antropogênicos associados à
atividades recentes também ocorrem nas áreas próximas ao terraço T1.
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia do
Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
232
Ilustração: Água contaminada por metais pesados da bacia do Rio Gualaxo do Norte,
sendo utilizada para lazer pelas crianças da comunidade de Antônio Pereira.
CAPÍTULO 9
CONCLUSÃO
A exploração aurífera histórica deixou como herança um passivo ambiental de grandes dimensões,
através da disponibilidade de elevadas concentrações de elementos tóxicos como As, Cd, Cu e Zn, que
ocorrem nas fontes primárias, principalmente em sulfetos presentes nas Serras de Ouro Preto e em rochas
como turmalinitos de Passagem de Mariana. A disponibilidade acelerada destes metais tóxicos para os
sedimentos de planícies de inundação e águas da bacia do ribeirão do Carmo ocorre a partir das rochas,
solos, rejeitos de áreas mineradas ou garimpadas, sedimentos de fundo e sedimentos de corrente, desde o
século XVIII.
Os sedimentos com elevadas concentrações de metais que são associados a minerais pesados
como dravita, sulfetos e óxidos de ferro são depositados próximos ao canal enquanto os sedimentos em
suspensão com altas concentrações de metais associados principalmente aos argilo-minerais e hidróxidos
de ferro são depositados nas planícies de inundação durante as inundações. Dentre as áreas do ribeirão do
Carmo mais impactadas, destacam-se as planícies e terraços aluviais, dos distritos de Bandeirantes e
Monsenhor Horta.
Os perfis estratigráficos estudados no presente trabalho puderam ser agrupados em 3 tipos:
No 1º tipo, foram agrupados os sedimentos dos perfis de terraços aluviais T2 e T4 e dos estratos
superiores de B6. A assinatura geoquímica destes perfis é controlada por fatores naturais tais como
mineralogia e tamanho do grão, apresentando baixas concentrações de ferro e metais pesados e um
enriquecimento na concentração de alumínio e minerais como gibsita. Estes sedimentos parecem estar
associados a fontes geogênicas como os gnaisses e rochas ultrabásicas dos Complexos metamórficos.
O 2º tipo descreve a situação em que a assinatura geoquímica é controlada por enriquecimento em
óxidos de ferro e metais traço como Cu, Zn, As, Cd, Li, Ba, Ni, Cr e presença de evidências de
interferências antropogênicas, tais como os depósitos tecnogênicos (plásticos e material de ferro) e dados
sedimentares como selecionamento de grãos. Neste caso, inserimos os perfis de cutbank B1, B2, B3, B4,
B5, B6 e B7, os depósitos overbank PI1 e PI4 e o terraço T3. Estes perfis são caracterizados por uma
constituição mineralógica enriquecida em óxi-hidróxidos de ferro, minerais pesados como arsenopirita,
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia do
Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
234
dravita, goetita rica em As, magnetita e argilo-minerais como ilita e caulinita e interestratificado de
ilita/esmectita.
O 3º tipo descreve a situação em que a assinatura geoquímica é controlada por enriquecimento em
óxidos de ferro e metais traço como As, associados a fontes geogênicas mineralizadas. Neste caso,
inserimos o perfil terraço T1, onde os sedimentos foram depositados antes da implantação da exploração
aurífera na região, durante o holoceno (2200±300). Os sedimentos deste perfil caracterizam-se por uma
constituição mineralógica enriquecida em óxi-hidróxidos de ferro, minerais pesados como dravita,
arsenopirita e argilo-minerais como ilita, caulinita e interestratificado de ilita/esmectita.
Os perfis sedimentares agrupados no 1º e 2º tipo caracterizam-se por apresentarem altas
concentrações de metais com Cu, Zn, Cd e As. Nestes perfis observam-se com freqüência, diversos
cristais de magnetita e hematita com fraturas e cavidades preenchidas com uma massa de argilo-minerais e
óxi-hidróxidos de ferro que contém quantidades expressivas de As, Cu e Zn.
Nos sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais da bacia do ribeirão do Carmo,
puderam ser observadas as associações de fácies depositadas em ambientes de canal, canal abandonado e
planícies de inundação. As fácies de canal Ct, Mt e B caracterizam-se por apresentarem sedimentos
altamente selecionados, aumento da proporção de granulometria grosseira e cascalhos, arranjo
hidrodinâmico altamente selecionado e presença de instrumentos de ferro oxidado. Estas fácies são
constituídas de sedimentos que parecem ser provenientes das atividades garimpeiras e dragagem, por isso
foram agrupados em sedimentos de fácies de canal com interferência antropogênica. Anomalias
geoquímicas com relação aos metais As, Cu, Zn e Cd puderam ser observadas nestas fácies.
Os sedimentos finos das associações de planícies de inundação (F, A e G) apresentaram também
anomalias de metais como As, Cu, Zn, Cd, Ni e Cr.
Nos depósitos de barra em pontal, ocorrem concentrações de minerais pesados como dravita,
arsenopirita, galena, pirita, ouro, prata entre outros que estariam associados a fontes primárias de metais
tóxicos como aquelas concentrações anômalas de arsênio, cobre e zinco em sedimentos do terraço T1.
Evidentemente, as áreas-fonte que disponibilizam estes minerais, estão associadas às encaixantes
das mineralizações de ouro que são as rochas supracrustais das serras de Ouro Preto e Passagem de
Mariana. A organização e acumulação destes elementos nos depósitos aluviais ocorrem pelas forças
hidrodinâmicas naturais, como é o caso do terraço T1. Entretanto a contribuição antropogênica
(mineração de ouro antiga, garimpos e uso de dragas) desempenha papel importante no retrabalhamento
destes depósitos, que se desenvolveram na bacia de sedimentação, como é o caso dos perfis de cutbank e
terraço T3.
Na área estudada, os metais As, Cd, Cu e Zn, são comumente submetidos a ambientes oxidantes
ricos em ferro, resultando na formação de sulfatos facilmente solúveis. Processos de adsorção e
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007
235
coprecipitação por óxi-hidróxidos de ferro e manganês e por argilo-minerais, como caulinita e ilita
contribuem para a fixação desses metais.
O estudo da correlação geoquímica entre os diferentes elementos possibilitou a separaração de
dois grandes grupos distintos de sedimentos. Os sedimentos ferruginosos equivalentes àqueles dos perfis
B1, B2, B3, B4, B5, estratos basais de B6 e dos terraços T1 e T3 (2º e 3º tipo); e um segundo grupo
contendo sedimentos aluminosos, equivalentes àqueles dos terraços T2, T4 e estratos superiores do perfil
de cutbank B6 (1º tipo). Os sedimentos ferruginosos mostraram enriquecimento em metais pesados e os
sedimentos aluminosos apresentam concentrações mais baixas de metais. Desta forma, estes últimos
foram utilizados para a análise de valores de referência pelo método geoquímico.
A excelente correlação positiva caracterizada entre de Ni e Cr sugere que concentrações elevadas
destes elementos tenham importante contribuição de rochas ultramáficas, como os clorita-xitos do Grupo
Nova Lima (Supergrupo Rio das Velhas).
A boa correlação geoquímica observada entre um grupo de elementos comumente associado a
líquidos graníticos tardios como berílio, lítio, ítrio e thório nos sedimentos ferruginosos, corroboram com
a idéia de que as rochas associadas a mineralização aurífera do alto curso do ribeirão do Carmo, que
incluem as explorações auríferas da Serra de Ouro e, principalmente, a Mina de Passagem, devem ser
consideradas como a principal fonte primária para os sedimentos ricos em elementos tóxicos como Cu,
Zn, Cd e As presentes nas áreas de sedimentação da bacia.
O mineral dravita (grupo das turmalinas), considerado como mineral traçador da mineralização de
ouro da Mina de Passagem, principalmente do minério aurífero que ocorre em turmalinitos, ocorre com
freqüência nos sedimentos pertencente aos perfis do tipo 2 e 3 e favorece a hipótese de que estes
sedimentos, enriquecidos em ferro e elementos-traço, como o arsênio, estariam diretamente associados à
exploração aurífera de áreas-fonte, principalmente a Mina de Passagem, cuja mineralização encontra-se
encaixada em turmalinitos.
A exposição à oxidação de minerais sulfetados presentes em rochas e rejeitos de minas, aliada a
alta solubilidade de sulfato de Cu, Zn, As e Cd, resultou no aumento da disponibilidade de destes metais
nas soluções de intemperismo. O cobre, zinco, cádmio e arsênio, nas formas de íons solúveis ou como
solutos associados a colóides e partículas finas, são capturados por óxi-hidróxidos de Fe-Mn, como
evidenciam as maiores concentrações destes metais nos sedimentos ferruginosos e, também, pelas
correlações importantes de Cu e Zn com Fe
2
O
3
e Mn e Cd com Fe
2
O
3
. Nos sedimentos, o arsênio após a
oxidação da arsenopirita e dissolução de minerais secundários de As é retido principalmente nas estruturas
de goetitas e argilo-minerais que preenchem fraturas de óxidos de ferro, como mostram os resultados de
microscopia eletrônica.
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia do
Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
236
A liberação do arsênio para as águas superficiais, após a deposição dos sedimentos, pode ocorrer
tanto em ambientes oxidantes, pela oxidação dos sulfetos, como em ambiente redutor, devido a
degradação da matéria orgânica, pela dissolução das goetitas ricas em As.
A diminuição da atividade de extração aurífera na região leva, inevitavelmente, a um decréscimo
no nível de poluição de sedimentos ativos de canal. No entanto, o risco ambiental associado às altas
concentrações de elementos altamente tóxicos, como As, Cu, Zn, Cr e Li, no ambiente de planícies de
inundação é preocupante, já que a mobilização de fontes secundárias dos elementos-traço parece ser
bastante significativa, tais como os elementos oriundos dos depósitos de cutbank.
Os depósitos de cutbank, principalmente os perfis B2, B3 e B7 e os depósitos de overbank PI1 e
PI4, que representam sedimentos aluviais da região do distrito de Bandeirantes até o município de
Acaiaca, estão sujeitos às flutuações do nível d´água e apresentam elevadas concentrações de As, Cu e Zn
e matéria orgânica (TOC) em sedimentos ferruginosos. Estes metais podem ser mobilizados para as águas
superficiais e sub-superficiais pela redução de óxi-hidróxidos de ferro, por meio da decomposição
anaeróbica da matéria orgânica em presença de microorganismos heterotróficos.
Os metais Cu e Zn se apresentam preferencialmente nas frações biodisponíveis associados,
principalmente, às fases solúveis, aos óxi-hidróxidos de manganês e ferro amorfos e, potencialmente, à
oxidação de sulfetos, como arsenopiritas e calcopiritas. A biodisponibilidade de cobre e zinco representa
também um fator de risco ambiental comprometendo desta maneira a qualidade das águas e podendo
causar efeitos adversos à biodiversidade, inclusive à saúde humana.
Já elementos como Cd, Cr e As apresentam-se, em sua maioria, associados às estruturas de óxi-
hidróxidos de ferro, mais dificilmente solubilizados sob condições naturais. Entretanto, sedimentos como
aqueles do perfil B3 e B5 apresentaram-se com cerca de 6% do As total extraído na fração trocável. Este
resultado está associado à favorável solubilização de As em condições alcalinas. A solubilização de As na
fração trocável, também pode ser considerada uma preocupação ambiental para a qualidade dos recursos
hídricos da bacia do ribeirão do Carmo.
Os oxi-hidróxidos de ferro apresentam-se com grande capacidade de retenção de elementos-traço
no ambiente secundário, principalmente As, Cd e Cr. Neste contexto, fases de ferro cristalinas e amorfas
favorecem a precipitação e captura de muitos elementos tóxicos, minimizando a contaminação dos
recursos hídricos e provém uma alternativa de remediação para águas fluviais. Entretanto, em ambientes
fortemente redutores e com altas concentrações de matéria orgânica degradada, que pode ser favorecida
pelo lançamento de esgotos, pode ocorrer a biodisponibilidade destes elementos para as águas. O As pode
ainda se tornar biodisponível em condições alcalinas. Nestes casos, os sedimentos de planícies e terraços
aluviais contaminados tornam-se fontes permanentes de metais tóxicos para os recursos hídricos.
Contribuições às Ciências da Terra – Série D, vol.21, n. 29, 2007
237
Minerais importantes com relação à dinâmica e mobilização de metais pesados puderam ser
observados pela técnica de microscopia eletrônica (MEV-EDS), como a arsenopirita, calcopirita, galena,
goetita com alto teor de As, preenchimentos de fraturas de hematitas e magnetitas por uma massa argilosa
rica em As.
O estudo de valor de referência através do método geoquímico e estatístico pode ser considerado
de fundamental importância em áreas complexamente contaminadas. O estudo de valor de referência,
como critério para o estabelecimento de contaminação, foi essencial para elaboração de um mapa
geoquímico com enfoque ambiental, onde a representação cartográfica constitui-se de um importante guia
para gestão territorial e para alertar os gestores públicos com relação à necessidade de remediação de
locais caracterizados por concentrações anômalas de metais pesados.
Neste contexto, os distritos de Bandeirantes e Monsenhor Horta foram caracterizados como áreas
potencialmente degradadas pela atividade de exploração histórica de ouro. No mapa geoquímico ocorre
maior densidade de círculos vermelhos, caracterizadas como áreas de elevado risco ambiental, devido à
contaminação de As, Cu, Zn e Cd. Os sedimentos do perfil B6 (Monsenhor Horta) apresentaram valores
de As, cerca de 200 vezes mais elevados em relação ao limite de valores com efeito adverso
freqüentemente esperado para biota (PEL).
Os estudos apresentados nesta tese comprovam a hipótese de que a atividade de mineração de
ouro, principalmente as atividade das minas de Passagem de Mariana, associadas a turmalinitos, ao longo
de mais de 200 anos de exploração, disponibilizaram quantidades significantes de rejeitos enriquecidos em
As, Cu, Zn, Cd e Li para o sistema hídrico.
O passivo ambiental, entendido como as dívidas e obrigações de empresas ou dos agentes
econômicos de uma forma geral, contraídas com a comunidade de uma região (IBRAM, 1992), deve ser
numa primeira instância, atribuído às antigas minas de ouro, posicionadas no alto curso do ribeirão do
Carmo, envolvendo principalmente as minas de Passagem de Mariana. Entretanto para muitos estudiosos
da questão (Cláudio Scliar, informação verbal) estas áreas contaminadas pela mineração antiga são
consideradas áreas com passivo ambiental órfão.
Diante da complexidade da questão legal, se não existe quem responda pelo ordenamento e
recuperação (reabilitação e remediação) destas áreas de elevado risco ambiental, entende-se que a União,
em integração com o poder público Estadual e Municipal, deveriam responder pelos danos ambientais
causados no sistema hídrico e pelos prováveis danos ecotoxicológicos que afetam a biodiversidade e a
população ribeirinha da região. Até o momento, é muito pequeno ou praticamente inexistente o
investimento de recursos públicos para recuperação e monitoramento destas áreas.
Diante dos problemas ambientais detectados neste trabalho recomenda-se:
Costa, A. T. Registro Histórico de contaminação por metais pesados, associados à exploração aurífera na bacia do
Ribeirão do Carmo, QF: um estudo de sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais.
238
- Monitoramento periódico de elementos de elevada toxicidade como As, Cd, Pb, Zn e Cu em fontes de
captação superficial e subterrânea e em águas fluviais principalmente nos distritos de Bandeirantes,
Monsenhor Horta, Passagem de Mariana e Mariana (sede, principalmente bairro Prainha) e Ouro Preto
(sede e distrito de Antônio Pereira).
- Desenvolvimento de estudos geoquímicos de maior abrangência envolvendo águas subterrâneas, solos
das áreas de recarga dos aqüíferos, sedimentos de planícies de inundação e terraços aluviais, levando à
determinação de valores de referência, valores de alerta e valores de intervenção para auxiliar no
ordenamento territorial do Quadrilátero Ferrífero.
- Estudos específicos de remediação das áreas degradadas pela atividade de exploração mineral,
envolvendo experiências práticas com a fitoremediação.
- Estudos específicos da capacidade de adsorção de metais pesados por óxidos de ferro e investigação da
possibilidade de imobilizar metais, como o As, juntamente com óxidos de ferro em valas de rejeitos.
- Um olhar para a saúde pública com realização de um diagnóstico ecotoxicológico na população residente
nos locais mais impactados, priorizando inicialmente as áreas de elevado risco ambiental, como os
distritos de Bandeirantes, Monsenhor Horta, Passagem de Mariana e o bairro Santo Antônio (Prainha) da
cidade de Mariana.
- Trabalhos de educação ambiental nas regiões de Ouro Preto e Mariana, com ênfase em qualidade das
águas, com prioridade para as comunidades do bairro Padre Faria (Ouro Preto), Passagem de Mariana,
Bento Rodrigues, Bandeirantes e Monsenhor Horta, entre outras regiões afetadas direta ou indiretamente
pela exploração aurífera histórica do Quadrilátero Ferrífero.
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Teil I, 3 (6): 847 – 854.
249
Anexo I - Tabelas
Tabela 1: Análises da composição química total de sedimentos aluviais da bacia do Ribeirão do Carmo
Fácies MgO CaO K2O Na2O Mn Al2O3 Fe2O3 P2O5 TiO2 SiO2 As Cu Zn Ba Ni Cr Co LOI
% % % % mg/kg % % mg/kg % % mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg %
Pl1 0-12
nd
nd
nd
nd
nd
nd
nd
nd
nd
nd
nd
nd
nd
nd
nd
nd
nd
nd
Pl1 12-33
0,633 0,254 2,214 0,231 4700 15,30 30,75 1830 1,150 41,70 324 451 258 678 88 163 33 7,60
Pl1 33-42
0,587 0,274 1,933 0,226 4374 12,50 32,92 1400 1,144 44,97 266 621 312 632 72 146 40 6,09
Pl1 42-48
0,717 0,336 2,892 0,261 6129 17,73 23,80 1870 1,066 44,71 221 134 134 824 97 170 31 7,39
Pl148-57
0,582 0,216 1,581 0,152 3889 11,02 35,66 1190 1,232 45,03 202 416 243 495 80 154 46 5,52
Pl4 0-12
0,644 0,203 1,706 0,156 3565 11,73 32,66 1170 1,233 47,25 187 156 111 488 90 170 48 4,60
Pl4 12-19
0,690 0,265 2,324 0,232 4258 15,03 28,88 1620 1,147 44,60 241 53 71 715 92 172 45 6,80
Pl4 19-21
0,740 0,340 1,100 nd 2800 7,63 42,40 1200 1,190 39,35 282 129 93 292 63 115 31 nd
Pl4 21-27
0,641 0,134 2,655 0,230 4188 18,03 26,80 1760 1,162 42,53 225 86 92 704 105 181 33 7,53
Pl4 27-37
0,488 0,038 1,439 0,150 3611 10,25 49,52 990 0,929 33,05 188 55 61 583 72 120 50 4,34
Pl4 37-52
0,570 0,124 1,581 0,161 3900 11,55 38,59 1260 1,243 42,05 319 56 69 504 83 150 43 4,69
Pl4 FS2
0,532 0,207 1,476 0,142 3680 9,94 37,34 1140 1,308 45,72 196 50 71 471 77 137 40 4,01
Pl4 FS3
0,500 0,165 1,326 0,162 3634 9,39 39,25 1100 1,310 45,09 185 47 66 439 69 139 47 3,56
Pl4 FS4
0,514 0,193 1,363 0,120 3680 9,43 38,79 1070 1,385 45,32 169 72 75 401 80 145 45 3,67
Pl4 FS5
0,547 0,163 1,705 0,149 4100 11,40 32,10 1170 1,218 48,42 161 47 64 536 78 141 38 4,21
Pl4 FS6
0,602 0,183 1,839 0,156 3905 12,23 31,09 1210 1,221 48,33 170 55 69 561 88 151 40 4,82
Pl4 FS7
0,628 0,185 1,874 0,165 4220 12,44 31,02 1220 1,213 47,84 165 61 73 537 86 158 46 5,01
Pl4 FS8
0,557 0,177 1,500 0,142 3842 10,51 35,62 1150 1,280 46,18 190 63 72 491 87 148 41 4,51
Pl4 FS9
0,569 0,212 1,503 0,161 3457 10,38 38,95 1160 1,324 43,41 218 54 66 456 79 145 37 4,46
B1 0-21
A 0,687 0,500 1,279 0,264 4020 9,21 38,10 1080 1,369 44,65 433 39 49 387 68 125 42 4,39
B1 21-39
B 0,674 0,443 1,519 0,293 5220 10,59 43,95 1160 1,230 37,31 684 59 58 505 71 139 40 5,59
B1 39-54
A 0,750 0,500 0,400 nd 2700 4,20 49,00 1300 1,140 36,05 508 59 57 149 49 94 43 nd
B1 54-61
Ct 0,627 0,247 1,703 0,281 5370 12,17 44,22 1420 1,127 34,49 765 80 82 623 90 151 39 5,70
B1 61-91
D 0,562 0,386 1,588 0,135 4635 10,51 37,12 1450 1,374 43,52 197 50 72 532 83 135 38 5,73
B2 0-10
F 0,429 0,107 0,993 0,129 4080 7,25 58,72 1080 1,096 28,70 394 166 112 453 75 122 44 3,00
B2 10-16
G 0,815 0,099 3,216 0,304 7561 21,44 25,96 1930 1,071 36,11 413 287 184 1090 126 230 32 9,23
B216-27
A 0,165 0,000 0,188 0,000 2030 2,14 79,86 770 0,852 16,31 466 484 221 111 11 55 -10 1,14
B2 27-37
A 0,304 0,000 0,534 0,041 2750 4,06 76,75 830 0,897 16,50 264 66 60 230 31 77 -10 1,40
B2 37-42
A 0,229 0,000 0,457 0,014 2265 3,43 78,61 720 0,912 15,43 245 31 33 198 25 71 -10 1,64
B2 43-49
G 0,633 0,078 2,145 0,252 4650 14,10 32,50 1320 1,108 43,02 278 104 84 817 84 164 45 5,57
B2 49-53
B 0,700 0,140 1,200 5600 9,67 52,24 1412 1,020 31,41 520 2119 966 554 71 119 42
B2 53-60
D 0,444 0,030 1,673 0,179 5513 10,28 36,74 1150 1,172 45,10 230 109 84 842 63 138 37 3,73
B2 60-64
B 0,341 0,000 0,711 0,052 4400 5,41 63,56 1090 1,104 26,96 478 858 407 400 63 112 44 3,56
B2 64-73
D 0,346 0,004 1,087 0,098 4060 7,28 51,59 970 1,122 36,27 187 196 118 509 65 107 43 2,83
B2 73-76
D 0,219 0,000 0,555 0,000 3460 3,93 73,30 840 1,036 19,58 423 109 63 287 45 89 -10 1,60
B2 76-90
D 0,444 0,033 1,486 0,164 4885 10,07 39,37 1170 1,167 42,87 228 61 66 800 72 129 47 4,33
B3 0-39
U 6,778 0,325 1,342 0,138 1960 15,73 12,78 840 1,263 52,21 32 40 68 349 513 775 57 8,35
B3 39-49
D 0,813 0,030 2,192 0,051 310 15,81 6,10 520 1,337 67,76 14 24 30 319 64 174 19 5,30
B3 49-66
GO 1,212 0,078 2,681 0,080 980 21,90 8,24 620 1,012 55,00 91 35 39 437 112 251 29 9,35
B3 66-73
GO 1,093 0,091 3,183 0,257 3050 22,55 13,46 1000 1,044 48,43 579 66 58 700 114 223 30 9,19
B3 73-80
D 1,779 0,155 2,302 0,246 2820 19,44 18,88 1120 1,038 44,56 449 51 61 551 174 315 45 10,62
B3 80-88
G 0,595 0,035 2,005 0,198 3380 13,47 44,77 1140 0,875 32,82 290 55 62 614 97 160 51 5,76
B3 88-96
G 0,593 0,029 2,378 0,207 4210 15,78 35,64 1330 1,000 37,73 229 73 70 767 94 175 49 6,83
B3 96-
107
D 0,311 0,010 0,909 0,112 2410 6,75 55,52 910 0,981 33,15 187 36 49 420 50 95 49 3,39
B3 107-
120
D 0,445 0,011 1,487 0,117 3211 9,85 49,05 930 1,040 35,47 153 36 52 441 83 150 47 3,60
B3 120-
125
G 0,640 0,100 2,183 0,190 4620 14,81 36,28 1370 1,051 37,91 199 51 72 771 94 167 42 7,15
B3 125-
140
soil 0,426 0,082 1,240 0,132 4073 9,00 42,74 1200 1,228 41,26 286 48 67 472 76 124 36 4,06
AB4 0-9
0,823 0,218 3,152 0,296 9047 23,69 22,56 2240 1,074 36,06 145 173 142 1453 142 252 34 11,32
A B412-
20
G 0,743 0,109 3,340 0,246 5890 23,13 24,86 2240 1,077 35,75 162 124 124 1024 115 232 38 10,45
B4 20-27
F 0,322 0,000 1,023 0,112 4950 7,17 50,43 920 1,146 37,10 153 122 89 697 59 107 40 2,98
250
Fácies MgO CaO K2O Na2O Mn Al2O3 Fe2O3 P2O5 TiO2 SiO2 As Cu Zn Ba Ni Cr Co LOI
% % % % mg/kg % % mg/kg % % mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg %
B4 27-29
G 0,895 0,057 1,479 0,139 2340 21,62 27,45 1380 1,149 35,78 112 273 167 706 220 423 54 12,13
B4 29-34
F 0,217 0,000 0,516 0,063 4574 4,01 66,16 680 0,986 26,50 138 209 113 393 43 71 -10 1,93
B4 37-42
G 0,407 0,007 0,896 0,069 2556 6,63 55,08 770 1,139 34,37 95 65 64 355 77 130 51 3,06
B4 42 -
100
A
0,161
0,000 0,292
0,000
2340
2,489
77,91 560
0,993
17,02 139 116 72 199 20 63 -10 2,06
B5 0-80
Mt 0,403 0,080 0,826 0,198 6498 6,468 57,03 750 1,297 30,88 553 95 79 553 60 80 33 2,76
B5 80-83
At 0,400 0,170 0,696 nd 9366 7,711 53,13 nd 1,116 28,85 438 2113 913 353 66 116 32 nd
B5 83-92
At 0,297 0,042 1,245 0,263 6113 8,994 50,14 770 1,210 34,00 296 493 268 465 53 91 46 4,30
B5 92-
107
F 0,119 0,000 0,096 0,000 1293 1,251 93,93 570 0,547 4,48 314 185 94 57 nd 89 nd 3,26
B5 107-
150
Ct 0,639 0,056 1,525 0,238 1663 nd 35,26 870 1,143 43,54 248 266 159 424 65 140 38 5,42
B5 150-
157
F 0,121 0,000 0,211 0,000 1370 1,873 89,39 470 0,369 8,06 59 29 24 98 -10 34 45 1,78
B5 157-
167
G 0,399 0,000 1,374 0,140 2864 9,81 59,45 900 0,683 24,65 156 46 47 458 63 111 43 4,49
B5 167-
180
Soil
0,492
0,045 1,473
0,153
3680
10,47
49,48 980 0,936 32,91 190 190 56 565 71 125 56 5,20
B6 0-14
A 0,319 0,000 0,404 0,089 1070 4,27 75,02 900 1,028 17,41 704 74 56 80 -2 83 48 2,35
B6 14-27
A 0,296 0,000 0,368 0,014 470 3,82 80,47 1020 1,256 13,37 600 21 26 60 nd 81 nd 2,68
B6 30-44
B 0,467 0,000 0,950 0,132 3440 8,27 57,18 1020 1,080 27,49 2871 47 53 184 54 124 56 5,14
B6 44-61
F 0,624 0,000 1,536 0,185 670 12,61 44,58 1220 1,542 34,57 742 40 50 263 84 190 55 5,10
B6 61-75
A 0,320 0,000 0,639 0,093 450 5,38 70,93 880 1,335 20,20 595 32 36 96 34 115 53 2,57
B6 75-88
L 0,343 0,000 1,979 0,131 115 27,61 9,77 660 1,299 46,59 28 34 42 393 59 157 15 11,89
B6 88-96
L 0,252 0,000 1,334 0,075 161 23,62 14,39 1040 1,314 45,69 27 47 53 290 44 143 24 13,61
B6 107-
140
L 0,191 0,000 1,239 0,080 138 24,71 11,37 670 1,525 49,18 22 18 40 278 45 124 21 12,39
B7 0-28
D 0,519 0,098 1,159 0,182 1430 9,91 38,12 930 1,679 45,06 431 61 64 317 85 184 48 4,08
B7 50-70
D 0,852 0,138 1,970 0,269 2633 16,39 20,74 1050 1,318 51,38 629 72 77 528 114 212 40 6,64
B7 70-94
F 0,379 0,067 0,889 0,121 1380 7,65 51,64 760 1,523 35,97 162 114 86 247 75 156 55 2,68
B7 94-
104
M 0,408 0,059 0,998 0,133 2090 9,33 43,30 870 1,417 42,02 262 42 62 298 76 157 53 3,81
B7 104-
117
F 0,286 0,000 0,624 0,018 1180 5,15 57,78 700 1,746 33,20 144 28 49 182 57 160 47 2,18
B7 117-
161
M 0,643 0,093 1,802 0,200 2110 14,14 25,05 960 1,461 51,43 743 78 72 428 97 207 46 5,21
B7 161-
207
D 0,730 0,106 1,665 0,205 1850 20,07 18,07 1220 1,262 46,70 451 64 76 478 112 185 42 10,59
B7 207-
249
F
0,255
0,000 0,480 0,480 1370
4,21
69,01 700 0,480 23,86 196 27 33 177 43 115 43 2,27
T1 0-40
M 0,154 0,000 0,123 0,000 246 2,31 37,22 500 0,384 60,19 362 18 27 38 19 44 38 0,83
T1 40-48
A 0,239 0,000 0,163 0,000 650 2,52 81,60 900 0,945 13,96 595 17 29 40 -10 58 -10 2,80
T1 48-59
F 0,323 0,000 0,340 0,000 654 3,89 72,60 930 0,946 20,67 678 65 45 67 25 81 45 3,04
T1 59-74
M 0,321 0,000 0,240 0,000 550 3,58 73,23 970 1,104 21,69 663 20 34 51 16 72 49 2,10
T1 74-
76(>230)
B 0,169 0,000 0,095 0,016 370 2,40 40,89 600 0,488 55,70 448 28 36 30 17 41 44 1,21
T1 76-85
A 0,182 0,000 0,095 0,000 646 1,74 88,10 860 1,026 8,65 672 20 29 32 -2 55 -10 1,78
T1 85-96
M 0,145 0,000 0,078 0,000 446 1,38 90,85 820 0,894 6,93 566 102 57 16 -2 69 -10 1,16
T1 96-
104(>230)
M 0,150 0,000 0,091 0,000 585 2,43 42,73 620 0,454 54,54 424 23 29 27 22 37 44 0,76
T1 104-
115
A 0,139 0,000 0,041 0,000 523 1,11 92,26 830 0,818 nd 627 39 32 11 -2 34 49 1,46
T1 115-
120
M 0,250 0,000 0,050 nd 950 1,99 81,00 880 0,890 12,95 723 63 52 25 -2 53 41 nd
T1 120-
139
A 0,188 0,000 0,074 0,000 1020 1,76 87,44 840 1,006 8,99 770 33 34 26 -2 48 -10 1,88
T1 139-
148
F 0,135 0,000 0,109 0,013 4900 2,16 38,34 500 0,378 57,97 674 19 25 114 54 28 34 0,82
T1148-
158
G 0,694 0,005 2,398 0,238 770 22,67 25,40 2050 0,909 28,79 1378 75 72 498 141 290 46 18,72
T1 158-
163
D 0,234 0,000 1,454 0,061 1450 18,24 20,66 1150 0,734 40,35 170 56 73 520 104 141 36 17,68
T1 202-
213
G 0,842 0,053 1,730 0,233 385 15,04 29,11 1210 1,201 46,20 714 39 47 354 80 217 51 5,74
T1 213-
240
G 0,871 0,011 3,333 0,299 4100 22,91 23,48 1850 0,915 35,43 958 90 77 742 136 291 40 11,88
T2 0-28
S 0,084 0,000 0,375 0,000 215 19,06 9,83 780 1,490 60,90 12 73 81 89 36 44 34 8,41
T230-34
S 0,033 0,000 0,084 0,000 400 3,74 35,04 510 1,514 58,62 9 12 38 21 18 33 34 2,06
T2 34-41
S 0,037 0,000 0,098 0,000 431 5,19 31,01 570 1,609 60,45 15 50 57 29 22 40 32 2,41
T2 41-48
S 0,088 0,000 0,443 0,001 154 25,67 9,42 900 1,449 48,81 14 23 54 104 36 83 26 13,65
T2 50-56
L 0,104 0,000 0,471 0,000 100 27,01 7,27 630 1,199 47,78 10 24 52 93 35 87 22 16,18
T2 60-66
L 0,095 0,000 0,442 0,000 60 29,89 4,73 870 0,957 37,87 9 13 45 102 28 71 14 26,66
T2 69-74
L 0,000 0,000 0,038 0,000 31 4,84 0,77 200 0,268 91,84 -2 10 13 12 2 15 -10 2,19
T2 74-84
L nd 0,000 0,170 107 27,16 6,46 1000 1,390 46,34 10 37 58 29 25 75 16 nd
T2 87-105
L 0,057 0,000 0,271 0,000 92 27,31 5,88 660 1,343 43,89 9 22 49 66 31 95 14 21,63
251
Fácies MgO CaO K2O Na2O Mn Al2O3 Fe2O3 P2O5 TiO2 SiO2 As Cu Zn Ba Ni Cr Co LOI
% % % % mg/kg % % mg/kg % % mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg %
T2 105-
109
L 0,100 0,000 0,390 nd 260 14,98 9,40 500 2,510 61,67 6 28 59 68 33 60 42 nd
T2 109-
140
L 0,057 0,000 0,288 0,000 46 21,28 4,33 670 0,734 61,12 5 7 28 64 18 63 -10 13,19
T2 140-
160
L 0,051 0,000 0,233 0,000 46 15,88 4,20 410 0,666 69,10 6 9 24 54 15 47 -10 10,12
T2 160-
167
L nd 0,000 0,370 nd 120 24,39 7,49 1400 1,340 48,84 8 82 76 56 35 72 24 nd
T2 167-
175
L 0,103 0,000 0,474 0,000 85 27,27 7,17 640 1,073 40,49 10 11 37 104 34 84 19 24,59
T2 175-
202
S
nd 0,000 0,340
nd 390 20,63 10,46 550 1,680 53,06 9 100 81 70 32 59 36
nd
T2 205-
210
L
nd 0,020 0,380
nd 230 33,04 7,78 1200 1,129 36,65 11 472 244 65 36 83 26
nd
T2 210-
248
L 0,062 0,000 0,172 0,000 130 26,18 7,39 740 1,469 48,01 11 11 40 39 29 85 21 18,03
T2 248-
256
L 0,042 0,000 0,273 0,000 69 35,68 6,40 590 1,073 38,05 9 16 47 58 33 71 18 18,59
T2 285-
300
S 0,095 0,000 0,512 0,060 308 27,22 14,05 870 1,081 42,93 9 21 48 155 33 55 27 14,56
T2 310-
320
soil 0,055 0,000 0,247 0,000 70 34,09 7,12 630 1,188 39,37 12 11 39 58 36 113 16 18,65
T3 0-76
At 0,400 0,120 0,800 nd 1110 8,86 48,02 1100 1,690 33,30 301 32 58 173 46 111 57 nd
T3 76-94
Ct 0,420 0,021 0,953 0,164 1735 10,00 48,38 840 1,645 35,40 359 79 72 202 52 127 51 3,98
T3 94-107
At 0,391 0,042 0,833 0,190 1270 8,52 40,87 780 1,804 44,67 275 27 53 193 47 120 43 3,37
T3 107-
115
At 0,269 0,000 0,429 0,068 990 4,91 62,34 820 2,087 29,35 261 32 50 104 34 103 50 2,34
T3 115-
192
Ct 0,487 0,410 1,133 0,267 1550 10,50 42,24 950 1,745 39,40 234 59 73 291 56 128 42 4,31
T3 192-
225
D 0,525 0,075 1,346 0,281 1960 11,31 40,14 870 1,489 41,29 319 46 61 293 64 153 39 4,15
T4 0-60
L 0,095 0,000 0,661 0,015 120 33,74 8,86 640 1,003 27,71 20 9 42 167 26 77 10 28,41
T4 60-67
L 0,065 0,000 0,459 0,000 210 31,89 8,05 630 1,202 43,06 12 35 53 119 25 53 20 15,66
T4 67-77
L 0,077 0,000 0,533 0,005 90 32,67 8,33 560 0,947 34,51 19 15 47 137 26 66 21 24,17
252
Tabela 2: Composição Química parcial de elementos maiores dos sedimentos de
planícies de inundação e terraços aluviais do Ribeirão do Carmo
Pontos Profundidade Fe
2
O
3
Al
2
O
3
MgO CaO K
2
O Na
2
O Mn P2O5 TiO2
Carbono
Oxidável
TOC
Matéria
Orgänica
(%) (%) (%) (%) (%) (%) mg/kg mg/kg (%) (%) (%) (%)
B1 A 0-21 38,10 1,43 0,324 0,000 0,025 0,004 4314 818 0,161 0,07 0,09 0,15
B1 B 21-39 43,95 1,83 0,311 0,000 0,034 0,004 5700 886 0,131 0,08 0,11 0,19
B1 A 39-54 49,00 1,18 0,264 0,000 0,015 0,003 3043 887 0,115
nd nd nd
B1 Ct 54-61 44,22 2,64 0,251 0,234 0,049 0,006 5662 1136 0,124 0,10 0,13 0,23
B1 D 61-91 37,12 1,95 0,216 0,349 0,025 0,006 4779 1109 0,206 0,12 0,15 0,27
B2 F 0-10 58,72 1,68 0,130 0,071 0,040 0,010 4198 839 0,162 0,01 0,02 0,03
B2 G 10-16 25,96 4,9 0,232 0,115 0,055 0,011 7400 1528 0,120 0,12 0,15 0,26
B2 A 16-27 79,86 ,57 0,039 0,031 0,009 0,004 2254 525 0,085
nd nd nd
B2 A 27-37 76,75 1,00 0,105 0,057 0,034 0,005 3062 589 0,093
nd nd nd
B2 A 37-42 78,61 0,78 0,063 0,036 0,016 0,003 2589 469 0,095 0,04 0,05 0,08
B2 G 43-49 32,50 0,03 0,002 0,001 0,001 0,000 112 22 0,003
nd nd nd
B2 B 49-53 52,24 1,72 0,105 0,063 0,029 0,004 5623 1097 0,137
nd nd nd
B2 D 53-60 36,74 0,01 0,002 0,000 0,001 -0,001 0 17 -0,003 0,04 0,05 0,09
B2 B 60-64 63,56 1,17 0,080 0,056 0,022 0,006 4531 858 0,123
nd nd nd
B2 D 64-73 51,59 1,45 0,069 0,034 0,019 0,004 4298 771 0,180 0,00 0,00 0,00
B2 D 73-76 73,30 ,75 0,046 0,027 0,011 0,003 3554 535 0,110 0,01 0,01 0,01
B2 D 76-90 39,37 1,77 0,105 0,056 0,027 0,005 5166 904 0,124 0,01 0,02 0,03
B3 U 0-39 12,78 4,89 1,102 0,073 0,070 0,010 1867 590 0,117 0,25 0,32 0,55
B3 D 39-49 6,10 2,92 0,175 0,048 0,071 0,008 112 296 0,101 0,05 0,07 0,11
B3 L 49-66 8,24 4,56 0,271 0,100 0,091 0,007 947 380 0,094 0,36 0,47 0,81
B3 66-73 66-73 13,46
nd nd nd nd nd nd nd
nd 0,13 0,17 0,30
B3 D 73-80 18,88 4,58 0,365 0,143 0,043 0,007 2966 786 0,104 0,70 0,91 1,56
B3 G 80-88 44,77 2,79 0,142 0,059 0,036 0,005 3414 800 0,115 0,15 0,19 0,33
B3 G 88-96 35,64 3,04 0,117 0,059 0,034 0,006 4391 984 0,120 0,07 0,09 0,16
B3 D 96-107 55,52 1,42 0,062 0,034 0,019 0,005 2539 641 0,134
nd nd nd
B3 D 107-120 49,05 2,02 0,099 0,037 0,029 0,005 3293 659 0,161 0,02 0,03 0,05
B3 G 120-125 36,28 2,89 0,164 0,118 0,038 0,005 4957 1001 0,115 0,32 0,42 0,72
B3 soil 125-140 42,74 1,97 0,129 0,113 0,035 0,005 4198 917 0,191 0,11 0,14 0,24
Pl1 0-12 nd 27,98 0,181 0,130 0,059 0,007 5003 1148 0,247
nd nd nd
Pl1 12-33 30,75 3,74 0,208 0,258 0,064 0,011 5065 1578 0,189
nd nd nd
Pl1 33-42 32,92 2,51 0,205 0,271 0,045 0,005 4647 1228 0,178
nd nd nd
Pl1 42-48 23,80 3,68 0,233 0,293 0,068 0,009 6100 1540 0,126
nd nd nd
Pl1 48-57 35,66 2,38 0,217 0,195 0,048 0,007 4291 1014 0,264
nd nd nd
Pl4 0-12 32,66 2,09 0,233 0,184 0,039 0,007 3674 890 0,157 0,07 0,09 0,16
Pl4
12-19 28,88 3,19 0,249 0,250 0,059 0,008 4508 1273 0,178
nd nd nd
Pl4
19-21 42,40 1,68 0,199 0,233 0,040 0,008 3052 799 0,179 0,05 0,06 0,11
Pl4
21-27 26,80 3,46 0,164 0,143 0,055 0,008 4391 1347 0,144 0,28 0,36 0,63
Pl4
27-37 49,52 2,34 0,159 0,045 0,070 0,005 3911 730 0,133 0,24 0,32 0,55
Pl4
37-52 38,59 2,53 0,192 0,141 0,060 0,007 4089 952 0,190 0,10 0,13 0,23
Pl4 FS2 FS2 37,34 1,92 0,202 0,194 0,036 0,006 3989 872 0,232 0,08 0,10 0,18
Pl4 FS3 FS3 39,25 1,82 0,184 0,176 0,037 0,008 3781 823 0,242
nd nd nd
Pl4 FS4 FS4 38,79 1,6 0,187 0,186 0,031 0,005 3958 818 0,182
nd nd nd
Pl4 FS5 FS5 32,10 2,18 0,197 0,166 0,041 0,004 4430 914 0,220 0,05 0,06 0,11
Pl4 FS6 FS6 31,09 2,46 0,222 0,188 0,048 0,006 4329 947 0,236
nd nd nd
Pl4 FS7 FS7 31,02 2,49 0,229 0,181 0,047 0,006 4446 943 0,229 0,12 0,15 0,26
Pl4 FS8 FS8 35,62 2, 0,200 0,173 0,036 0,004 4066 888 0,211
nd nd nd
Pl4 FS9 FS9 38,95 ,99 0,219 0,213 0,036 0,005 3717 907 0,229
nd nd nd
B4A 0-9 22,56
nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd
B4 G 12-20 24,86 5,26 0,132 0,140 0,066 0,012 5800 1811 0,116
nd nd nd
B4 F 20-27 50,43 1,47 0,053 0,042 0,015 0,004 5437 697 0,127
nd
nd
nd
B4 G 27-29 27,45 8,98 0,357 0,057 0,067 0,006 2577 1070 0,165
nd
nd nd
B4 F 29-34 66,16 ,99 0,041 0,038 0,010 0,002 5057 507 0,120
nd
nd nd
B4 G 37-42 55,08 1,69 0,091 0,023 0,020 0,002 2715 563 0,167
nd
nd nd
B4 A 42-100 77,91 ,61 0,029 0,014 0,005 0,002 2461 380 0,134
nd
nd nd
B5 Mt 0-80 57,03 1,71 0,174 0,049 0,110 0,004 6792 546 0,133
nd
nd nd
B5 At 80-83 53,13 3,72 0,137 0,067 0,068 0,007 9300 1055 0,145 0,03 0,04 0,07
B5 At 83-92 50,14 2,74 0,136 0,044 0,097 0,004 6100 689 0,141
nd nd nd
B5 F 92-107 93,93 ,3 0,023 0,008 0,005 0,002 1175 281 0,049
nd nd nd
B5 Ct 107-150 35,26 3,52 0,269 0,048 0,120 0,005 1695 704 0,166 0,09 0,12 0,20
B5 F 150-157 89,39 ,54 0,030 0,010 0,008 0,003 1808 258 0,052
nd
nd nd
B5 G 157-167 59,45 2,01 0,083 0,036 0,025 0,003 3232 658 0,082 0,08 0,11 0,19
B5 solo 167-180 49,48 2,05 0,152 0,043 0,066 0,005 4159 768 0,103 0,12 0,16 0,28
B6 A 0-14 75,02 1,17 0,058 0,008 0,015 0,004 1431 674 0,075
nd
nd nd
B6 A 14-27 80,47 ,84 0,034 0,007 0,007 0,004 786 716 0,086
nd nd nd
B6 B 30-44 57,18 2,17 0,073 0,010 0,029 0,006 3848 758 0,081
nd nd nd
B6 F 44-61 44,58 3,2 0,078 0,009 0,035 0,006 809 927 0,227 0,02 0,03 0,05
B6 A 61-75 70,93 1,04 0,041 0,010 0,011 0,002 704 662 0,136 0,02 0,02 0,04
B6 L 75-88 9,77 10,29 0,049 0,006 0,152 0,007 105 391 0,071 0,13 0,17 0,29
B6 L 88-96 14,39 11,89 0,060 0,006 0,157 0,009 180 692 0,135 0,16 0,21 0,36
B6 L 107-140 11,37 13,53 0,027 0,007 0,081 0,008 98 387 0,138 0,12 0,16 0,28
B6 soil 140-156 nd 20,53 0,140 0,010 0,155 0,008 101 449 0,140
nd nd nd
B7 D 0-28 38,12 2,71 0,127 0,060 0,046 0,004 1467 645 0,297 0,01 0,01 0,01
B7 D 50-70 20,74 4,34 0,250 0,083 0,081 0,005 2669 759 0,232
nd nd nd
B7 F 70-94 51,64 2,1 0,106 0,048 0,044 0,003 1513 537 0,236
nd
nd nd
B7 M 94-104 43,30 2,83 0,096 0,036 0,043 0,004 2135 601 0,228 0,03 0,04 0,06
B7 F 104-117 57,78 1,39 0,059 0,021 0,022 0,002 1210 418 0,240
nd
nd nd
253
Pontos Profundidade Fe
2
O
3
Al
2
O
3
MgO CaO K
2
O Na
2
O Mn P2O5 TiO2
Carbono
Oxidável
TOC
Matéria
Orgänica
(%) (%) (%) (%) (%) (%) mg/kg mg/kg (%) (%) (%) (%)
B7 M 117-161 25,05 3,28 0,169 0,044 0,063 0,003 2225 687 0,258
nd nd nd
B7 D 161-207 18,07 9,45 0,282 0,083 0,139 0,005 1911 906 0,251 0,27 0,35 0,60
B7 F 207-249 69,01 1,23 0,055 0,023 0,024 0,005 1579 413 0,173 0,09 0,12 0,20
T1 M 0-40 37,22 0,99 0,071 0,011 0,023 0,004 818 672 0,059 nd
nd nd
T1 A 40-48 81,60 0,54 0,031 0,005 0,005 0,003 936 614 0,071
0,07 0,10 0,17
T1 F 48-59 72,60 0,82 0,047 0,008 0,011 0,002 1017 689 0,078
0,01 0,02 0,03
T1 M 59-74 73,23 0,75 0,039 0,006 0,008 0,002 838 673 0,074
nd nd nd
T1 B 74-76 40,89 0,57 0,029 0,005 0,004 0,002 996 576 0,084
nd nd nd
T1 A 76-85 88,10 0,43 0,024 0,005 0,002 0,007 1043 574 0,047
nd nd nd
T1 M 85-96 90,85 0,38 0,025 0,004 0,002 0,002 898 540 0,070
0,09 0,11 0,19
T1 M 96-104 42,73 0,63 0,040 0,007 0,014 0,005 1116 536 0,043
nd nd nd
T1 A 104-115 92,26 0,29 0,023 0,004 0,000 0,002 970 526 0,054
nd nd nd
T1 M 115-120 81,00 0,45 0,028 0,006 0,005 0,003 1375 630 0,059
nd nd nd
T1 A 120-139 87,44 0,41 0,025 0,005 0,002 0,002 1415 563 0,063
0,05 0,07 0,12
T1 F 139-148 38,34 1,15 0,049 0,007 0,018 0,003 4800 637 0,054
0,09 0,12 0,21
T1 G 148-158 25,40 7,36 0,143 0,014 0,085 0,008 970 1718 0,104
0,04 0,05 0,09
T1 D 158-163 20,66 6,47 0,095 0,005 0,083 0,004 1692 897 0,111
0,09 0,11 0,19
T1 G 202-213 29,11 3,64 0,122 0,012 0,053 0,008 498 991 0,138
nd nd nd
T1 G 213-240 23,48 5,19 0,106 0,010 0,049 0,005 4670 1661 0,109
0,01 0,02 0,03
T2 S 0-28 9,83 9,43 0,021 0,011 0,031 0,005 123 385 0,139
nd nd nd
T2 S 30-34 35,04 4,95 0,017 0,008 0,017 0,004 398 403 0,093
nd nd nd
T2 S 34-41 31,01 12,85 0,030 0,010 0,037 0,004 808 1048 0,139
nd nd nd
T2 S 41-48 9,42 4,05 0,013 0,004 0,020 0,004 52 150 0,093
nd nd nd
T2 L 50-56 7,27 5,71 0,023 0,004 0,028 0,003 23 139 0,048
nd nd nd
T2 L 60-66 4,73 17,37 0,047 0,008 0,063 0,005 26 561 0,039
nd nd nd
T2 L 69-74 0,77
nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd
T2 L 74-84 6,46 12,82 0,016 0,008 0,026 0,004 19 313 0,049
nd nd nd
T2 L 87-105 5,88
nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd
T2 L 105-109 9,40 7,15 0,022 0,014 0,044 0,018 91 222 0,282
nd nd nd
T2 L 109-140 4,33 19,12 0,042 0,019 0,068 0,015 33 659 0,074
nd nd nd
T2 L 140-160 4,20 15,74 0,044 0,033 0,077 0,024 39 405 0,089
nd nd nd
T2 L 160-167 7,49 9,69 0,034 0,034 0,047 0,027 26 479 0,077
nd nd nd
T2 L 167-175 7,17 18,2 0,053 0,043 0,092 0,021 76 418 0,088
nd nd nd
T2 S 175-202 10,46 8,52 0,031 0,033 0,024 0,022 309 330 0,079
nd nd nd
T2 L 205-210 7,78 8,53 0,017 0,015 0,019 0,009 120 230 0,040
nd nd nd
T2 L 210-248 7,39 18,07 0,050 0,062 0,039 0,015 56 443 0,137
nd nd nd
T2 L 248-256 6,40 20,53 0,033 0,036 0,033 0,013 39 328 0,080
nd nd nd
T2 S 285-300 14,05 15,83 0,063 0,061 0,043 0,014 328 514 0,129
nd nd nd
T2 soio 310-320 7,12 12,21 0,029 0,036 0,029 0,017 12 226 0,057
nd nd nd
T3 At 0-76 48,02 2,49 0,091 0,021 0,038 0,011 1322 580 0,248
nd nd nd
T3 Ct 76-94 48,38 3,31 0,106 0,021 0,044 0,009 2014 655 0,169
nd nd nd
T3 At 94-107 40,87 2,77 0,097 0,028 0,037 0,023 1501 574 0,197
nd nd nd
T3 At 107-115 62,34 1,51 0,063 0,026 0,023 0,025 1174 538 0,162
nd nd nd
T3 Ct 115-192 42,24 2,97 0,185 0,039 0,100 0,006 1688 712 0,193
nd nd nd
T3 D 192-225 40,14 3,06 0,154 0,023 0,063 0,009 2272 660 0,156
nd nd nd
T4 L 0-60 8,86 21,98 0,030 0,007 0,106 0,009 113 391 0,079
nd nd nd
T4 L 60-67 8,05 15,00 0,023 0,009 0,051 0,009 174 315 0,098
0,18 0,23 0,40
T4 L 67-77 8,33 17,75 0,027 0,005 0,078 0,008 84 351 0,101
nd nd nd
254
Tabela 2: Composição Química parcial de elementos traço dos sedimentos de planícies de inundação e
terraços aluviais do Ribeirão do Carmo
Profundidade As Cu Zn Ba Ni Cr Co Cd Mo Li Be Th
V
Y Sr Zr
mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg
B1 A 0-21 383,6 42,0 50,4 150,6 39,78 56,30 19,36 42,33 0,73 2,71 0,58 8,05 41,27 9,37 3,82 14,37
B1 B 21-39 649,0 64,0 64,3 236,3 41,36 60,20 20,59 48,79 0,73 3,75 0,62 9,60 39,07 10,24 4,59 15,72
B1 A 39-54 469,9 72,4 69,1 110,7 30,27 44,78 9,76 56,90 0,73 1,81 0,45 7,56 33,74 9,61 3,05 15,91
B1 Ct 54-61 700,0 90,5 94,0 249,0 50,50 74,80 19,90 52,80 0,73 6,30 0,67 10,00 41,05 11,60 8,34 14,09
B1 D 61-91 144,4 51,3 75,1 172,9 40,84 65,40 13,44 41,14 0,73 3,21 0,69 10,69 53,90 13,30 8,31 11,95
B2 F 0-10 312,0 159,7 112,9 132,7 38,50 69,70 10,28 62,20 0,73 2,94 0,56 8,00 49,02 10,63 3,48 17,16
B2 G 10-16 379,1 286,3 181,7 264,5 72,70 105,00 22,44 33,59 0,73 7,12 1,00 14,55 60,90 19,96 5,81 10,49
B2 A 16-27 401,8 472,3 245,8 51,9 21,05 30,90 1,75 80,60 0,73 0,93 0,41 5,87 27,81 6,93 1,55 17,11
B2 A 27-37 214,2 78,7 80,3 84,2 25,73 36,38 5,62 70,10 0,73 1,98 0,43 5,27 34,18 9,17 2,12 15,66
B2 A 37-42 177,3 45,5 68,1 63,2 19,15 32,40 3,02 76,10 0,73 1,37 0,38 5,43 31,66 7,50 1,74 16,45
B2 G 43-49 8,72 39,2 17,1 4,338 0,78 1,23 0,25 1,12 0,01 0,06 0,01 0,15 0,91 0,21 0,08 0,27
B2 B 49-53 435,2 1969,0 849,0 214,6 38,84 62,10 12,35 56,00 0,73 2,90 0,54 7,38 45,51 10,59 3,87 13,87
B2 D 53-60 1,0 1,0 2,6 nd 0,86 1,84 0,16 1,15 1,85 0,01 0,13 0,31 0,68 0,39 0,13 0,47
B2 B 60-64 390,0 755,0 347,8 146,9 46,47 67,90 9,21 61,10 0,73 2,31 0,51 6,82 39,60 9,59 3,09 14,81
B2 D 64-73 127,0 190,8 124,0 147,0 35,98 62,00 9,05 59,40 0,73 2,35 0,59 7,64 47,93 10,39 3,07 14,61
B2 D 73-76 316,3 85,7 81,5 101,7 23,65 40,30 4,98 67,60 0,73 1,33 0,46 6,15 35,12 7,55 2,21 13,52
B2 D 76-90 185,7 66,4 72,4 182,4 39,84 59,50 13,32 42,36 0,73 3,09 0,65 8,25 41,99 11,30 3,48 10,81
B3 U 0-39 20,2 43,3 52,7 88,3 145,20 512,00 40,45 15,32 0,96 5,79 0,61 13,37 51,00 10,77 3,90 3,28
B3 D 39-49 9,3 21,0 27,9 56,1 28,59 86,20 6,27 5,77 3,77 1,63 0,41 15,87 28,24 7,72 3,46 1,50
B3 L 49-66 80,9 29,9 34,5 83,9 39,48 140,10 9,86 9,07 1,49 2,89 0,55 16,09 38,78 8,84 5,52 2,56
B3 66-73
nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd
B3 D 73-80 418,1 53,5 57,4 114,9 61,40 194,70 17,77 22,53 0,73 4,67 0,66 11,94 51,70 11,47 6,04 5,49
B3 G 80-88 198,6 48,8 68,4 93,9 38,18 71,00 10,04 51,10 0,73 3,74 0,65 9,73 44,09 10,87 3,23 11,91
B3 G 88-96 176,3 74,6 78,1 122,4 43,24 74,90 12,64 41,57 0,73 4,29 0,77 11,03 48,27 12,66 3,51 11,52
B3 D 96-107 123,9 43,6 61,0 58,3 30,13 51,60 5,28 59,20 0,73 1,62 0,53 7,17 39,88 8,60 2,01 13,88
B3 D 107-120 83,9 43,6 62,6 93,0 41,94 84,00 9,03 55,60 0,73 2,78 0,60 8,96 47,73 10,00 3,00 12,36
B3 G 120-125 155,1 58,6 73,6 157,8 47,78 78,50 13,48 41,31 0,73 4,41 0,73 10,08 47,05 12,38 4,48 8,29
B3 soil 125-140 232,3 53,3 77,1 132,4 40,58 68,00 11,25 50,20 0,73 3,01 0,59 9,36 49,70 11,10 3,62 11,97
Pl1 HC 0-12 299,2 919,0 465,6 196,1 57,40 103,30 17,34 49,27 0,73 5,31 0,54 10,18 63,50 11,71 4,51 13,82
Pl1 HÁ 12-33 293,8 453,6 254,3 188,1 50,10 86,60 16,18 38,86 0,73 5,77 0,56 11,67 57,00 13,69 8,22 8,16
Pl1 HÁ 33-42 229,5 643,0 314,2 162,7 43,81 71,00 13,98 39,98 0,73 4,32 0,50 9,64 49,12 10,78 6,50 10,02
Pl1 H A 42-48 185,8 135,1 118,9 192,5 57,60 84,40 21,30 29,87 0,73 5,95 0,66 12,05 52,60 15,08 8,66 8,31
Pl1 H A 48-57 157,2 448,7 232,3 142,5 48,01 93,70 13,55 42,12 0,73 4,12 0,47 10,37 61,80 11,91 5,44 12,77
Pl4 H C 0-12 145,7 162,9 117,3 122,4 46,64 88,60 13,00 35,15 0,73 3,79 0,59 9,27 48,37 11,42 4,71 10,62
Pl4 H C 12-19 211,3 53,4 77,3 157,2 53,10 90,70 16,09 36,40 0,73 5,14 0,71 11,18 53,20 12,68 6,67 9,61
Pl4 H A 19-21 241,4 118,1 105,5 109,9 31,83 63,30 8,56 51,60 0,73 3,01 0,54 8,14 44,74 9,36 4,31 11,96
Pl4 H A 21-27 191,5 96,8 107,1 155,3 52,30 92,40 17,11 30,91 0,73 5,23 0,78 13,36 57,60 14,82 5,86 8,10
Pl4 HB 27-37 131,0 60,0 77,8 124,1 34,22 65,40 9,53 54,70 0,73 3,88 0,62 8,22 42,75 11,64 2,91 11,48
Pl4 HB 37-52 272,7 53,4 104,7 135,1 45,11 84,60 12,67 45,89 0,73 4,28 0,64 9,59 52,50 11,63 4,77 12,46
Pl4 FS2 FS2 160,9 58,5 75,9 125,6 40,46 80,10 12,23 45,24 0,73 3,40 0,58 9,79 56,00 11,34 4,74 13,65
Pl4 FS3 FS3 140,8 59,1 76,2 112,5 40,00 84,00 10,25 47,05 0,73 3,06 0,59 9,60 57,70 11,03 4,17 13,75
Pl4 FS4 FS4 143,4 81,7 85,5 116,7 37,17 72,70 10,70 39,23 0,73 2,94 0,67 9,20 48,32 11,12 4,33 12,39
Pl4 FS5 FS5 126,2 52,3 69,0 132,7 42,12 82,30 13,31 38,18 0,73 3,80 0,61 10,03 55,70 12,19 4,95 12,12
Pl4 FS6 FS6 133,7 60,1 88,9 137,4 47,81 92,80 14,02 38,43 0,73 4,17 0,68 10,66 58,50 12,62 5,62 12,03
Pl4 FS7 FS7 134,8 61,2 75,1 142,7 49,44 94,40 14,71 38,11 0,73 4,32 0,71 10,59 58,40 12,62 5,59 11,71
Pl4 FS8 FS8 151,3 60,9 86,4 124,2 42,56 86,00 13,02 41,21 0,73 3,49 0,65 9,59 54,40 11,52 4,53 11,56
Pl4 FS9 FS9 187,6 51,0 69,7 113,0 40,26 83,60 12,07 45,75 0,73 3,58 0,57 10,26 56,30 11,27 4,82 12,76
AB4 0-9 0-9
nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd
A B4 G 12-20 130,2 134,2 154,9 120,7 70,60 107,50 18,87 30,81 0,73 5,62 0,90 14,56 61,90 16,44 5,45 11,62
B4 F 20-27 99,0 120,7 101,7 180,7 32,03 51,50 10,30 53,00 0,73 2,67 0,41 7,29 41,02 8,50 2,23 15,39
B4 G 27-29 54,4 282,7 189,8 128,5 119,00 339,3 21,91 34,69 0,73 9,02 0,88 14,97 94,30 15,87 3,27 9,79
B4 F 29-34 72,9 177,6 117,9 157,5 22,92 41,26 8,14 67,10 0,73 1,97 0,28 5,84 34,97 6,97 1,59 18,49
B4 G 37-42 35,31 63,7 73,0 75,8 39,18 86,30 7,94 62,00 0,73 2,22 0,41 7,87 46,75 8,21 1,76 15,60
B4 A 42-100 66,7 122,7 99,0 54,4 16,30 38,21 1,40 80,20 0,73 0,83 0,27 5,75 34,65 6,49 1,13 17,65
B5 Mt 0-80 475,2 72,2 79,8 376,5 28,81 44,22 15,36 55,70 0,73 3,16 0,43 7,60 38,00 12,62 4,08 13,66
B5 At 80-83 387,6 2001,0 838,0 264,3 47,45 89,80 36,03 56,60 0,73 5,13 0,50 8,89 55,20 10,25 4,88 15,65
B5 At 83-92 229,3 538,0 278,7 193,8 32,08 63,70 23,90 53,80 0,73 4,79 0,46 10,10 44,37 11,34 4,03 14,06
B5 F 92-107 226,3 114,9 99,8 17,2 6,08 12,48 0,16 92,50 0,73 0,18 0,19 3,88 17,79 4,84 0,37 17,73
B5 Ct 107-150 194,1 266,5 156,4 71,4 43,15 91,70 9,34 41,53 0,73 4,80 0,67 9,22 43,81 10,92 2,93 8,94
B5 F 150-157 0,728 35,9 71,0 27,4 8,05 16,02 0,16 93,60 0,73 0,57 0,23 4,11 18,75 4,85 1,11 16,83
B5 G 157-167 88,7 40,5 69,7 75,8 29,83 52,00 7,22 63,70 0,73 2,52 0,48 7,85 35,35 9,41 2,24 13,44
B5 soil 167-180 139,7 48,8 71,6 127,9 34,31 63,00 10,63 50,90 0,73 3,77 0,47 8,28 39,73 11,09 2,45 11,31
B6 A 0-14 660,0 98,8 100,3 16,9 19,43 38,94 7,90 86,70 0,73 1,29 0,51 7,01 25,96 9,37 1,13 17,34
B6 A 14-27 540,0 40,3 87,4 8,8 17,80 36,86 0,21 97,40 0,73 0,89 0,49 7,54 26,37 9,09 1,22 19,50
B6 B 30-44 2691 56,6 75,4 35,4 28,18 49,93 51,80 66,90 0,73 1,91 0,64 9,28 30,40 11,57 1,72 14,76
B6 F 44-61 631,0 47,5 63,7 27,9 40,22 95,10 6,30 55,00 0,73 2,26 0,68 11,48 54,90 12,01 2,33 14,32
B6 A 61-75 503,0 41,6 69,5 7,0 23,73 49,09 0,16 80,00 0,73 0,93 0,52 7,62 35,47 9,72 1,11 17,59
B6 L 75-88 10,0 27,8 31,6 54,7 15,04 83,10 1,78 13,32 1,73 3,91 0,32 12,19 46,55 2,23 3,82 10,45
B6 L 88-96 3,846 55,3 52,5 41,3 20,61 96,70 2,63 18,87 0,96 3,55 0,43 11,99 59,40 3,18 3,61 10,83
B6 L 107-140 4,175 17,7 32,7 25,7 13,39 73,70 0,41 14,06 0,73 3,04 0,31 12,84 47,39 2,07 3,01 12,71
B6 soil 140-156 3,037 30,6 52,6 41,4 11,72 42,72 1,21 9,80 1,87 5,14 0,34 19,39 35,22 2,94 4,35 11,19
B7 D 0-28 371,3 61,8 62,3 61,0 41,63 125,80 8,62 42,31 0,73 3,41 0,59 13,64 64,80 12,34 4,01 9,35
B7 D 50-70 594,0 69,6 63,9 125,8 61,50 139,80 19,04 24,15 0,73 5,95 0,74 13,89 64,30 14,37 6,76 6,19
B7 F 70-94 107,4 104,5 84,8 64,5 30,98 96,00 6,48 55,60 0,73 2,76 0,56 11,90 54,20 10,94 3,44 11,82
B7 M 94-104 191,9 41,7 66,2 74,7 38,29 104,60 8,26 46,67 0,73 3,58 0,57 12,85 55,80 12,71 4,37 9,31
B7 F 104-117 93,5 32,7 58,7 35,3 26,19 85,60 2,74 59,80 0,73 2,02 0,43 10,71 51,10 9,08 2,31 12,79
255
Pontos Profundidade As Cu Zn Ba Ni Cr Co Cd Mo Li Be Th
V
Y Sr Zr
mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg
B7 M 117-161 705,0 75,6 67,3 96,6 48,92 136,30 14,84 28,54 0,73 4,926 0,73 13,81 68,00 14,09 4,60 7,92
B7 D 161-207 403,4 63,2 64,2 129,9 73,70 134,50 17,05 22,5 0,73 14,90 1,02 22,34 73,90 19,47 10,89 6,29
B7 F 207-249 118,4 32,69 64,5 37,38 22,52 66,40 2,06 71,7 0,73 1,38 0,44 9,17 41,24 8,16 2,13 14,6
T1 M 0-40 630,0 76,8 78,2 15, 9 20,5 38,03 5,19 67,50 0,80 1,80 0,51 6,12 22,72 9,25 0,95 14,65
T1 A 40-48 529,0 38,6 71,1 6,5 14,09 25,59 0,16 90,70 0,73 0,87 0,48 5,74 21,98 8,70 0,73 18,01
T1 F 48-59 580,0 77,9 81,5 11,2 17,53 32,97 0,64 83,80 0,73 1,29 0,52 6,02 24,18 9,20 0,96 16,36
T1 M 59-74 605,0 41,2 67,4 10,4 17,91 33,52 0,16 80,00 0,73 1,00 0,51 5,91 23,08 9,11 0,88 15,90
T1 B 74-76 457,9 83,6 93,3 7,0 13,46 30,19 0,16 96,70 0,73 0,89 0,39 5,56 24,92 7,91 0,76 18,29
T1 A 76-85 572,0 42,7 77,6 14,4 9,98 21,92 0,16 97,30 0,73 0,76 0,45 5,12 18,10 7,99 0,70 17,17
T1 M 85-96 450,7 102,1 104,7 4,8 9,81 24,02 0,15 102,80 0,73 0,80 0,45 5,52 22,01 7,71 0,63 18,53
T1 M 96-104 433,3 49,1 64,6 11,1 16,07 26,26 1,79 57,80 0,73 1,08 0,43 3,791 16,31 6,80 0,68 12,55
T1 A 104-115 507,0 49,4 81,3 3,8 9,67 19,16 0,16 103,80 0,73 0,69 0,43 5,39 18,31 7,82 0,56 18,25
T1 M 115-120 695,0 98,2 95,2 9,2 13,78 23,01 0,16 93,60 0,73 0,78 0,50 5,57 19,99 8,90 0,67 17,07
T1 A 120-139 669,0 43,9 83,8 11,6 12,45 22,15 0,16 99,40 0,73 0,77 0,48 5,68 20,42 8,24 0,71 17,95
T1 F 139-148 1476 110,5 97,5 346,3 82,41 35,19 15,99 81,30 0,73 2,04 0,50 7,41 27,46 9,62 3,87 19,74
T1 G 148-158 1326 77,0 73,0 89,5 74,31 154,80 9,61 33,64 0,73 9,35 1,14 18,82 63,60 18,93 4,88 14,50
T1 D 158-163 123,8 50,0 72,2 110,8 49,84 111,00 11,49 26,96 0,73 5,24 1,32 18,84 59,50 9,41 1,60 9,22
T1 G 202-213 710,0 48,5 73,1 38,21 45,67 101,40 3,41 37,39 2,22 4,82 0,74 10,82 46,72 11,70 2,62 11,25
T1 G 213-240 1047 82,3 80,8 253,4 74,50 132,80 11,72 36,86 0,73 6,57 1,33 15,11 52,80 19,13 3,65 11,36
T2 S 0-28 0,7 87,3 65,7 13,3 10,55 39,68 0,88 12,84 0,73 0,89 0,38 18,82 27,80 6,21 2,17 9,07
T2 S 30-34 0,7 187,7 115,0 8,6 22,39 64,80 1,08 35,72 0,73 0,67 0,34 10,89 29,70 4,40 1,12 9,74
T2 S 34-41 10,21 105,3 513,0 44,2 104,4 197,60 4,40 31,52 20,24 1,21 0,50 19,25 45,11 6,81 2,33 13,44
T2 S 41-48
0,7
14,9 31,2 3,8 4,45 21,36 0,15 9,20 1,51 0,43 0,24 6,27 16,14 1,68 0,89 4,43
T2 L 50-56
0,7
6,1 14,59 5,3 4,27 23,38 0,16 7,50 0,73 0,62 0,27 5,73 15,27 1,17 0,86 3,95
T2 L 60-66
0,7
13,1 29,97 17,3 9,67 50,20 0,59 6,48 0,73 1,90 0,40 13,28 29,48 2,80 2,15 3,83
T2 L 69-74
nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd
T2 L 74-84
0,7
27,0 30,9 6,5 6,86 43,50 0,16 5,99 0,73 0,74 0,27 11,52 27,79 1,28 1,65 8,95
T2 L 87-105
0,7 nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd
T2 L 105-109
0,7
29,5 41,1 11,6 8,73 48,51 0,74 12,54 0,73 0,88 0,32 14,77 43,51 4,55 1,91 10,09
T2 L 109-140
0,7
9,9 26,9 17,5 10,99 65,50 0,27 8,82 2,86 1,73 0,44 13,5 45,43 1,48 2,48 9,30
T2 L 140-160
0,7
122,4 98,3 18,1 14,93 52,60 0,29 7,62 1,23 1,51 0,41 12,5 36,71 1,75 2,39 10,13
T2 L 160-167
0,7
49,5 43,8 11,1 8,58 35,59 0,16 6,32 0,73 0,87 0,26 8,49 26,47 1,35 1,91 6,54
T2 L 167-175
0,7
11,0 27,8 22,9 12,02 63,40 0,21 10,09 0,98 1,87 0,39 14,20 43,85 1,60 3,45 11,66
T2 S 175-202
0,7
104,0 66,6 13,5 8,40 43,93 2,02 13,31 0,73 0,79 0,33 15,45 25,03 4,62 2,59 7,55
T2 L 205-210
0,7
11,1 19,5 10,9 4,679 33,13 0,40 6,61 0,73 0,49 0,25 7,50 19,59 1,21 1,71 4,51
T2 L 210-248
0,7
10,9 25,3 8,4 10,98 73,30 0,16 10,50 0,73 1,11 0,40 17,02 47,85 2,07 3,36 13,56
T2 L 248-256
0,7
23,9 31,99 12,3 10,76 61,70 0,16 9,38 2,90 1,05 0,35 16,54 41,58 1,51 2,49 9,78
T2 S 285-300
0,7
23,1 36,9 22,9 12,15 46,75 1,23 20,25 0,73 1,54 0,45 20,15 38,24 5,87 4,37 12,34
T2 soil 310-320
0,7
6,1 19,9 5,8 7,05 56,60 0,16 6,61 1,07 0,68 0,30 10,31 29,66 0,85 1,86 8,39
T3 At 0-76 262,6 45,7 65,2 30,9 25,04 68,50 4,47 57,70 0,73 2,50 0,56 10,61 48,86 10,54 2,24 15,88
T3 Ct 76-94 318,6 86,7 81 40,4 27,39 70,00 6,86 58,50 0,73 3,10 0,59 10,09 43,96 10,75 2,45 14,28
T3 At 94-107 229,5 34,8 55,9 34,2 24,75 68,50 6,06 50,70 0,73 2,57 0,45 9,77 44,63 9,54 2,46 13,12
T3 At 107-115 215,7 45, 7 72 20,9 18,85 57,40 1,82 70,60 0,73 1,70 0,46 9,32 40,83 9,22 1,84 16,35
T3 Ct 115-192 169,6 62,2 74,6 63,9 28,27 67,00 8,50 50,40 0,73 3,95 0,74 10,30 47,96 15,03 4,04 12,06
T3 D 192-225 274,1 62,0 70,2 63,3 31,66 68,80 9,19 49,70 0,73 3,99 0,60 9,53 41,50 11,44 2,61 12,54
T4 L 0-60 2,9 12,1 69,4 32,7 9,09 59,00 0,22 13,62 0,73 1,94 0,40 17,12 43,94 1,89 3,65 13,07
T4 L 60-67 1,6 45,3 82,5 29,5 8,05 42,90 0,49 10,30 0,73 1,24 0,41 18,74 31,08 2,34 2,65 7,87
T4 L 67-77 8,4 16,3 53,7 33,8 9,37 52,60 0,21 12,26 1,13 1,68 0,37 15,72 40,56 1,59 3,02 11,33
257
Tabela 6: Correlação de pearson referente à composição parcial de amostras agrupadas nas fácies geoquímica rica em ferro
Al
2
O
3
Na
2
O
P
CaO MgO K
2
OP
2
O
5
Ba TiO
2
Mn Li S
r
Z
r
Th Y C
r
Ni V ZnCuCoBeAs Cd
LOI
0,39 0,29 0,2 0,33 0,42 0,45 0,15 0,05 -0,11 0,42 0,23 -0,55 0,36 0,15 0,35 0,34 0,21 -0,16 -0,14 0,2 0,33 -0,04 -0,61
Cd
-0,39 -0,29 -0,38 -0,49 -0,6 -0,24 -0,18 -0,3 0,04 -0,36 -0,36 0,9 -0,29 0,04 -0,32 -0,27 -0,17 0,13 0,06 -0,25 -0,05 0,33
As
-0,04 -0,09 -0,24 -0,14 -0,09 0,2 0,09 -0,22 0,15 0,07 -0,01 0,35 0,09 0,29 -0,05 0,12 -0,03 0,05 0,03 0,34 0,3
Be
0,30,180,230,320,470,740,410,320,230,750,560,110,780,87 0,5 0,70,760,080,020,46
Co
0,24 0,17 0,37 0,63 0,42 0,49 0,61 0,25 0,55 0,58 0,59 -0,11 0,45 0,55 0,57 0,7 0,55 0,33 0,31
Cu
0,19 0,01 0,11 0,01 0,09 0,26 0,38 0,08 0,38 0,16 0,18 0,13 0,01 0,11 0,05 0,16 0,19 0,99
Zn
0,22 0,02 0,14 0 0,09 0,31 0,41 0,1 0,42 0,19 0,21 0,21 0,05 0,19 0,07 0,2 0,25
V
0,43 0,30,490,480,560,63 0,5 0,80,320,790,730,05 0,80,830,640,76
Ni
0,37 0,21 0,36 0,76 0,47 0,61 0,57 0,34 0,43 0,77 0,64 -0,12 0,67 0,72 0,87
Cr
0,330,24 0,20,840,430,290,230,320,040,610,43-0,250,61 0,5
Y
0,25 0,20,390,380,480,810,54 0,50,360,78 0,70,190,72
Th
0,56 0,36 0,26 0,44 0,76 0,49 0,33 0,49 0,15 0,81 0,69 -0,09
Zr
-0,23 -0,15 -0,3 -0,46 -0,48 -0,05 0,03 -0,14 0,23 -0,18 -0,19
Sr
0,35 0,26 0,77 0,53 0,61 0,64 0,65 0,56 0,48 0,79
Li
0,54 0,24 0,38 0,53 0,76 0,66 0,52 0,44 0,31
Mn
0,11 0,01 0,34 0,13 0,16 0,42 0,85 0,09
TiO
2
0,28 0,22 0,46 0,3 0,39 0,3 0,25
Ba
0,20,040,440,320,370,56
P
2
O
5
0,30,240,540,290,32
K
2
O
0,58 0,27 0,23 0,46
MgO
0,26 0,22 0,39
CaO
0,11 0,22
Na
2
O
P
0,22
Tabela 5
: Correlação de pearson referente à composição totalde amostras agrupadas nas fácies geoquímica rica em ferro
SiO2 Al2O3 TiO2 MgO
Fe
2
O3
CaO
Na
2
O
LOI
P
2
O
5
K
2
O
Mn Ba Cu Zn Cr Ni Co As cascalh
o
areia silteargil
argila 0,27 0,66 0 0,16 -0,46 0,25 0,46 0,57 0,51 0,69 0,12 0,47 -0,12 -0,09 0,32 0,21 -0,19 0,03 -0,16 -0,45 0,7
silteargil 0,14 0,54 -0,11 0,12 -0,37 0,1 0,43 0,42 0,58 0,74 0,33 0,7 -0,11 -0,07 0,36 0,32 -0,06 -0,17 -0,43 -0,43
areia -0,12 -0,5 -0,02 -0,39 0,34 -0,2 -0,43 -0,39 -0,36 -0,54 -0,44 -0,53 -0,21 -0,25 -0,48 -0,48 -0,05 -0,13 -0,64
cascalh
o
0,01 0,04 0,11 0,3 -0,03 0,11 0,06 0,04 -0,13 -0,09 0,16 -0,06 0,31 0,31 0,17 0,2 0,09 0,27
AsF -0,19 -0,11 -0,06 -0,07 0,23 -0,13 0,03 -0,03 0,11 -0,07 -0,11 -0,21 0,01 -0,01 -0,07 -0,06 0,16
CoF -0,04 -0,31 0,24 0,18 0,43 -0,04 0,07 -0,32 0,05 -0,1 -0,17 -0,1 -0,05 -0,05 0,16 0,2
NiF 0,19 0,47 0,13 0,92 -0,41 0,3 0,33 0,4 0,35 0,48 0,14 0,39 -0,01 0,03 0,97
CrF 0,26 0,6 0,27 0,88 -0,5 0,3 0,44 0,61 0,4 0,58 0,14 0,45 -0,01 0,03
ZnF -0,05 0,05 0,04 0,02 0,01 0,16 -0,03 -0,07 0,05 0,08 0,49 0,2 0,99
CuF -0,08 -0,01 0 -0,01 0,06 0,12 -0,09 -0,12 -0,02 0,01 0,44 0,13
BaF 0,22 0,6 0,1 0,21 -0,51 0,33 0,65 0,4 0,71 0,86 0,77
MnF 0,07 0,3 0,05 0,07 -0,24 0,4 0,42 0,09 0,45 0,51
K2O 0,38 0,76 0,24 0,33 -0,61 0,37 0,73 0,53 0,75
P2O5 0,1 0,55 0,25 0,18 -0,27 0,4 0,57 0,45
LOI 0,24 0,89 0,11 0,23 -0,6 0,06 0,38
Na2O 0,27 0,52 0,26 0,24 -0,42 0,37
CaO 0,3 0,23 0,32 0,36 -0,33
Fe2O3 -0,71 -0,75 -0,1 -0,34
MgO 0,24 0,32 0,16
TiO2 0,14 0,26
Al2O3 0,4
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