Autores
Gonçalves, R.B. (UFPE) ; Fonsêca, D.N. (UFPE) ; Corrêa, A.C.B. (UFPE)
Resumo
Descontinuidades geoquímicas podem definir a proveniência e grau de alteração dos sedimentos, através de marcadores geoquímicos, como o zircônio (Zr) e titânio (Ti). Desta forma, o objetivo deste estudo é contribuir na interpretação das superfícies deposicionais a fim de verificar a aplicabilidade destas assinaturas geoquímicas na proveniência dos diversos eventos deposicionais. Para tal, foram coletadas amostras em seções morfoestratigráficas, sendo posteriormente submetida a análises quantitativas dos elementos Zr e Ti utilizando a espectrometria de fluorescência de raios-x. Evidências morfológicas e geoquímica confirmaram o caráter alóctone ao material, haja vista que a relação Zr/Ti apresentou um padrão diverso do material autóctone. Assim, esta relação sugere que este material tenha sido depositado em paleosuperfícies compostas de elementos côncavos e convexos e as formas atuais produto tanto dos processos geoquímicos e erosivos, além das possíveis reativações tectônicas.
Palavras chaves
Marcadores Geoquímicos; Relação Zr/Ti; Morfotectônica
Introdução
As relações entre a idade das superfícies geomorfológicas e seus materiais estruturadores sempre foi um capitulo fundamental para os estudos geomorfológicos, sobretudo no contexto das margens passivas, como pode ser visto na vasta literatura produzida sobre o tema na região (Corrêa et al, 2005; King, 1956; Mabesoone & Castro, 1975). Diversos autores elaboraram inúmeras pesquisas no intuito de identificar e classificar as superfícies erosivas e deposicionais no território brasileiro, identificando grandes compartimentos regionais calcados em sucessivos eventos erosivos em escala temporal longa (Bigarella & Ab’Saber, 1964; Bigarella & Andrade, 1965; Ruelan, 1956; Demangeot, 1961; DeMartonne, 1943). O modo de se classificar topos de mesma altitude como sendo elementos de uma mesma superfície foi amplamente utilizado na classificação das superfícies aplainadas, entretanto este método foi bastante criticado com os desenvolvimentos que se seguiram à ampliação dos estudos sobre neotectônica (SUGUIO, 1998). Blocos que inicialmente estavam em uma superfície desenvolvida no período Mesozoico poderiam ter sido soerguidos a altitudes equivalentes a superfícies Paleozoicas, mais velhas e teoricamente mais altas. Ou mesmo blocos de superfícies mais antigas como as superfícies Pré- Cambrianas sofrerem subsidência e estarem a altitudes correspondentes a superfícies Paleozoicas, por exemplo. Esses eventos de movimentos de blocos falhados constituem-se uma das maiores dificuldades para uma melhor identificação das superfícies aplainadas. A necessidade de aprofundar os conhecimentos acerca da gênese e evolução do relevo do planalto da Borborema requer agregar novas abordagens teórico- metodológicas aos estudos já realizados na região. Neste sentido esta pesquisa tem como objetivo a reconstrução da dinâmica neo-cenozóica da paisagem geomorfológica, através da correlação dos compartimentos do relevo com suas unidades morfoestratigráficas, bem como por meio da análise da assinatura geoquímica dos modelados de acumulação, visando assim inferir a ocorrência de eventos de ordem climática e/ou tectônica, que ocorrendo provavelmente ao longo do Neógeno, tenham comandado a evolução do modelado da região.
Material e métodos
As associações entre elementos marcadores e a mineralogia resultam em uma distribuição geoquímica dentro do perfil de intemperismo em vários ambientes (TAYLOR & ENGGLETON, 2001), tendo cada um destes ambientes uma característica mineralógica, e consequentemente, uma assinatura geoquímica. Muitos elementos considerados “imóveis” também tendem a se concentrar com óxidos de ferro em horizontes lateríticos embora, para a maioria, interações químicas não estejam envolvidas. Desse modo, a distribuição de Cromo (Cr), Potássio (K), Zircônio (Zr), Titânio (Ti) entre outros se relacionam totalmente, ou em parte, às suas inércias durante o intemperismo, a qual ocorre devido às suas imobilidades químicas relativas (exemplo, Ti) e/ou à estabilidade de seus minerais primários e/ou secundários que os contêm (BUTT et al, 2000). Por conseguinte, a abundância destes elementos tende a crescer em direção à parte superior do perfil devido à gradual perda de outros componentes, que marcam acumulação residual, dentro do qual uma dispersão lateral pode ocorrer por ação de coluvionamento durante o curso da evolução do perfil (BUTT et al 2000). Taylor e Enggleton (2001) salientam que os produtos residuais do intemperismo contêm progressivamente, grande proporção de cada mineral da rocha de origem em profundidade no perfil. Tal distribuição mineralógica está baseada no fato de que os depósitos residuais são produtos do intemperismo diferencial e da lixiviação, responsáveis pela remoção de elementos relativamente mais solúveis de um perfil, acumulando, portanto, os elementos de mais baixa mobilidade (BIRKELAND, 1984; FRIEDRICH et al,1992; MCFARLANE et al 1994; TAYLOR & ENGGLETON, 2001). Desta forma, a tendência de acumulação ou depleção de uma curva de elementos “imóveis” pode seguir um padrão normal – que seria dado pela sequência normal do intemperismo ou o inverso ao comportamento esperado ao longo do perfil – em casos onde houve dispersão lateral do material – considerando que as descontinuidades podem interromper tendências dentro das curvas de concentração, produzindo variações bruscas em seu comportamento. Portanto, a Fluorescência de Raios-X (XRF – X-Ray Fluorescence) é uma técnica analítica multielementar e não destrutiva usada para obter informações qualitativas e quantitativas da composição elementar das amostras. Essa metodologia está baseada na produção e detecção de raios-x característicos emitidos pelos elementos constituintes da amostra quando irradiada com elétrons, prótons, raios-x ou gama com energias apropriadas. Com a finalidade de quantificar as perdas e ganhos absolutos em relação à rocha mãe, durante o processo de alteração intempérica, procedeu-se ao cálculo do balanço geoquímico, com base no pressuposto que o Ti tenha se comportado como elemento imóvel. A escolha do Ti está fundamentada em seu comportamento geoquímico de muito baixa soludibilidade no meio hidrolítico, onde os solos se desenvolvem (OLIVEIRA et al, 2009). Os autores destacam que outro elemento que é comumente utilizado para esse tipo de cálculo é o Zr, por motivos semelhantes ao Ti, e nos trabalhos citados tanto o Ti como o Zr, foram utilizados como referência e os valores obtidos para as perdas e ganhos foram estritamente comparáveis. Tsai &Chen (2000), Oliveira & Jiménez-Rueda (2002) e Touni et al (2003), utilizaram esta mesma proposição entre o Zr/Ti dada por: Desvio: (Ti/ZrS – Ti/ZrP), onde S: solo e P: material de origem, Que comumente exibem tendências similares e uniformes através dos perfis de solo. As mudanças abruptas nos contatos do solum e horizonte C nos perfis das sequências de solo juntamente com tendências de acréscimo de material em direção ao topo do perfil sugerem transportes de materiais. Uma mudança abrupta e o aumento na relação Zr/Ti em direção ao topo do solo sugerem sedimentação de material alóctone associado com um acréscimo de material de outras origens.
Resultado e discussão
A área analisada no presente estudo, a bacia do rio Capibaribe-Mirim,
constitui-se numa sub-bacia do rio Goiana e encontra-se localizada na porção
oriental do Estado de Pernambuco, possuindo uma área total de 1514,079Km²,
entre os paralelos 7°24’30’’ - 7°41’00’’ e 34°55’00’’ – 35°30’00, situada a
cerca de 60km da cidade do Recife, com sua nascente no município de São
Vicente Férrer e sua foz no município de Goiana, onde este se encontra com o
rio Tracunhaém para formar o rio Goiana (Figura 1).
No tocante às características fitogeográficas, a bacia está situada dentro
do domínio da zona da mata pernambucana, originalmente com cobertura vegetal
de mata seca e úmida (LIMA, 1957), e atualmente restrita às áreas destinadas
à preservação legal das usinas de cana-de açúcar e aos setores mais elevados
a oeste. Nos demais setores, o uso predominante da terra está divido entre
os centros urbanos e o cultivo da cana-de-açúcar (APRILE & FARIAS, 2001).
Os elementos Zr e Ti, devido à sua grande estabilidade frente aos processos
intempéricos, têm sido utilizados como indicadores da quantidade de material
de origem que foi intemperizado para produzir determinado volume de solo,
assim como para indicar a ocorrência de descontinuidades litológicas e
sedimentológica de material alóctone no perfil (MARSHALL, 1940; CHAPMAN &
HORN, 1968; SUDOM & ARNAUD, 1971; LUZ et al 1992; MOREIRA & OLIVEIRA, 2008).
Maynard (1992) propõe que se a relação Zr/Ti tiver um desvio maior que 100%
a partir da rocha original, para materiais muito intemperizados,
provavelmente há a presença de material alóctone. Já Touni et al (2003)
relatam que para sugerir sedimentação de material alóctone, associados com
material de outras origens, é preciso identificar mudanças abruptas e
aumento de valores da razão Zr/Ti em direção ao topo do solo.
Desta maneira, Taylor & Enggleton (2001) afirmam que pode ser utilizada a
relação entre os elementos zircônio e titânio através da seguinte razão,
onde a porcentagem de zircônio é dividida pela porcentagem de titânio (%
ZrO2/ % TiO2). Entretanto, multiplicou-se essa razão por dez elevado a dois
((% ZrO2/ % TiO2) x 10²) para que não se obtivessem valores muito baixos.
Ao se comparar os desvios dos valores de razão Zr/Ti entre os perfis tomando
como referência o perfil PM - correspondente à isalterita – percebe-se que
existe certa semelhança nas características das curvas de desvio das duas
razões (Figura 02). Os valores encontrados no perfil 4 foram os maiores na
razão, inclusive maiores que o valor do perfil de alteração e o menor valor
foi calculado para o perfil 6, além do perfil 7, no qual não foi possível
fazer a razão por não ter sido detectado o zircônio na análise química total
(Tabela 01).
Ao longo do perfil 1 (P1 –T e P1 – B) não foi observada discrepâncias dos
valores, onde a diferença é de menos de 1% entre eles e pouco mais de 1% se
for comparada com o perfil de referência. Estes dados podem denotar que
mesmo este perfil sendo caracterizado como fluxo de detritos, o material de
origem possivelmente é proveniente se não da área da bacia de áreas
circunvizinhas, porém o mais provável é que sejam sedimentos remobilizados
da própria área.
Este raciocínio pode ser atribuído tanto para o perfil 2 (P2) como para o
perfil 3 (P3 – T), que apresentam valores bem próximos aos valores
encontrados na isalterita. Porém vale ressaltar que na base do perfil 3 (P3
– B) há evidências, já discutidas anteriormente, de que o material seja de
origem autóctone, enquanto o topo do perfil seria proveniente de transporte
coluvial.
As maiores discrepâncias na razão Zr/Ti foram percebidas no perfil 4 (P4 –
T; P4 – M; P4 – B; P4 – LB), onde foram encontrados os maiores valores na
razão (superiores até aos do perfil de alteração) com uma alternância dos
valores do topo e da base em relação aos dados encontrados no meio do
perfil. Como se trabalha com a ideia de que o material originário seja o
mesmo para todos os perfis devido à sua composição mineralógica, química
total e com base no arcabouço geológico da região, essa majoração dos
valores encontrado no perfil de controle pode ser derivado de um maior
amadurecimento dos materiais frente ao intemperismo, ou pode ser também
devido à incorporação de materiais de origem alóctone nos perfis.
Os demais perfis, ou seja, do perfil 5 ao perfil 8, apresentaram os menores
valores da razão Zr/Ti com cerca de metade do percentual encontrado no
perfil de controle. No perfil 7 não foi possível estabelecer a razão entre o
zircônio e o titânio, pois não foram encontrados na análise química total
teores do elemento Zr. Como a amostra do perfil em questão é referente à
cascalheira encontrada no perfil, pode-se inferir que possivelmente o
material que foi ali depositado acabou por sofrer transporte dos sedimentos
mais finos antes da sedimentação subsequente, e esta não teve tempo hábil
para sofrer intemperismo necessário para acumular o elemento.
Em suma, através das curvas de valores da razão Zr/Ti pode-se afirmar que os
topos dos perfis analisados são basicamente formados de materiais alóctones,
quando não o perfil como um todo. Contudo este transporte foi de curta
distância, pois os perfis não diferem muito do perfil de referência que é de
origem autóctone. Moreira & Oliveira (2008) afirmam que as descontinuidades
litológicas são diferenças significativas e que são refletidas
principalmente na composição granulométrica e na mineralogia, podendo
acrescentar a essa interpretação a composição química e as características
morfológicas. Alguns autores como Schaetzl (1998) alertam que para que
tenham resultados confiáveis e que de fato reflitam a dinâmica de
desenvolvimento e/ou transporte de materiais faz-se necessário analisar
vários parâmetros de forma sistêmica.
Figura 1 – Localização da bacia do rio Capibaribe- Mirim.
Figura 02 - Curvas de concentração da razão Zr/Ti por perfil amostrado
Tabela 01 – Concentração dos elementos Ti e Zr e a razão entre eles.
Considerações Finais
Os dados geoquímicos dos materiais coletados juntamente com a modelagem digital da área estudada, constituíram-se em uma importante ferramenta para as interpretações sobre a evolução geomorfológica, apontando possíveis influências da neotectônica no modelado nos compartimentos do relevo através da elaboração das feições. As descontinuidades geoquímicas identificadas através da razão Zr/Ti, concomitantemente às características físicas dos sedimentos, demonstraram as descontinuidades erosivas, e, portanto, indicativos de transporte de materiais, mesmo que os mesmos tenham sido a uma pequena distância.
Agradecimentos
Referências
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