Autores
- PEDRO POLI YAMASHIROIGC - UFMGEmail: pedro.yamashiro98@gmail.com
- GUILHERME PAULA CAMPOSIGC - UFMGEmail: contato@guilherme.geo.br
- ANTÔNIO PEREIRA MAGALHÃES JUNIORIGC - UFMGEmail: antonio.magalhaes.ufmg@gmail.com
- LUIZ FERNANDO DE PAULA BARROSIGC - UFMGEmail: luizfpaulabarros@gmail.com
Resumo
Este trabalho busca avançar no entendimento da geometria atual da rede de
drenagem das bacias dos rios Pará e Paraopeba em relação às condições geológicas
na zona de contato entre o Quadrilátero Ferrífero (QF) e do Cráton São Francisco
(CSF). Para tanto, foi feito um mapeamento de anomalias por meio da análise da
morfologia da rede de drenagem em imagens de satélite, modelos digitais de
elevação e sua associação com dados geológicos. Apesar de ter uma área apenas
cerca 10% maior que a bacia do Rio Pará, a bacia do Rio Paraopeba apresenta um
número muito superior de anomalias na geometria da rede de drenagem e em perfis
longitudinais. Assim, no geral, os resultados denotam um controle litoestrutural
significativo da rede de drenagem atual, sobretudo nas zonas mais próximas do
QF, borda do CSF, reforçando, também, a possibilidade de uma dinâmica tectônica
mais acentuada na bacia do Rio Paraopeba no Cenozoico.
Palavras chaves
Bacia do Rio Pará; Bacia do Rio Paraopeba; Anomalias de Drenagem; ;
Introdução
O presente trabalho busca identificar e analisar anomalias de drenagem que
indiquem controle geológico (ativo e/ou passivo) na evolução da rede
hidrográfica das bacias dos rios Pará e Paraopeba. Vários trabalhos
geomorfológicos vêm sendo realizados nas referidas bacias (MARQUES, 1997;
MOREIRA, 1997; BARROS; MAGALHÃES JR., 2018; CARVALHO et al., 2020; OLIVEIRA,
2019), mas as influências litoestruturais na configuração da rede de drenagem
ainda carecem de maior investigação. Anomalias de drenagem se configuram como
desvios localizados da drenagem regional, tendo como influência a estrutura
regional ou a topografia (HOWARD, 1967; SCHUMM, 1986). Portanto, neste trabalho,
considera-se como anomalias de drenagem quaisquer configurações de segmentos
fluviais que envolvam mudanças bruscas de direção, retilinearidade acentuada,
meandramento acentuado e localizado, o que vai ao encontro dos critérios mais
adotados para identificação de anomalias (FORTES et al., 2007; BARBOSA et al.,
2013; REZENDE et al., 2018; PAIXÃO et al., 2019). Também foi aplicado o
parâmetro da Relação Declividade-Extensão (RDE), possibilitando a identificação
de anomalias em perfis fluviais longitudinais. As bacias dos rios Pará e
Paraopeba drenam a zona de contato entre os compartimentos interiores do
Quadrilátero Ferrífero (QF) e do Cráton São Francisco (CSF). As porções
superiores da bacia do Paraopeba estão inseridas no QF e apresentam diversas
evidências de controles litoestrutural e tectônico na drenagem associados à
matriz estrutural herdada do Ciclo Brasiliano (BARROS; MAGALHÃES, 2018;
MAGALHÃES; SAADI, 1994). Por sua vez, o restante de ambas as bacias se
desenvolve no CSF, em grande parte caracterizado por estabilidade tectônica pós-
arqueana (SAADI, 1991). Sendo assim, a região de transição entre os domínios foi
marcada por uma dinâmica tectônica particular, sob influência das faixas móveis
brasilianas. A concepção do trabalho parte da ideia de que as zonas de contato
entre os diferentes compartimentos geomorfológicos interiores do Brasil Oriental
são estratégicas para os avanços dos conhecimentos sobre as respostas da rede de
drenagem à dinâmica geológica e de seu papel na configuração do relevo regional.
Os rios Pará e Paraopeba são importantes contribuintes da margem direita do alto
Rio São Francisco. O rio Paraopeba percorre ~550 km até sua foz na represa de
Três Marias e possui ~13.600 km² de área. Por sua vez, a bacia do rio Pará
possui área de ~12.200 km² e o canal principal percorre ~310 km. Enquanto a
bacia do rio Paraopeba apresenta formato estreito e alongado, próximo ao
retangular (SCHVARTZMAN et al., 2002), a bacia do rio Pará possui formato mais
arredondado. O padrão de drenagem é predominantemente dendrítico em ambas as
bacias e a orientação predominante dos rios principais é SSE-NNW (OLIVEIRA,
2019). Nas porções superiores das bacias ocorrem rochas arqueanas do embasamento
cristalino (CARNEIRO, 1992; NOCE et al., 1997; INACHVILI, 2014). Essas áreas são
marcadas por colinas convexas e cristas alongadas, vales abertos e geralmente
atulhados de sedimentos (TULLER et al., 2010). Na porção oeste do QF predominam
rochas dos supergrupos Rio das Velhas e Minas, sustentando relevos serranos e
escarpados. A maior resistência à desnudação das porções serranas do QF provém
dos quartzitos e formações ferríferas bandadas, cujas taxas de desnudação são
inferiores às do embasamento (SALGADO et al., 2004; VARAJÃO et al., 2009). Na
porção inferior das bacias, sobretudo na do rio Paraopeba, predominam unidades
do Grupo Bambuí: formações Serra da Saudade, Lagoa do Jacaré, Serra de Santa
Helena, Sete Lagoas e Carrancas (OLIVEIRA, 1999; PERILLO, 1998; ROMANO, 2007).
Enquanto nas áreas de ocorrência da Formação Sete Lagoas ocorre relevo cárstico
bordejado por morros e serras, nas da Formação Serra de Santa Helena ocorrem
elevações suavizadas com coberturas detrito-lateríticas derivadas do
intemperismo dos pelitos (TULLER et al., 2010).
Material e métodos
A delimitação das bacias hidrográficas foi realizada por meio do produto Bacias
Hidrográficas do Brasil (BHB250), em escala 1:250.000, no formato vetorial,
disponibilizado pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE). A
hidrografia em escala 1:50.000 foi obtida em formato vetorial no portal
Infraestrutura de Dados Espaciais do Sistema Estadual de Meio Ambiente e
Recursos Hídricos (IDE-SISEMA) do Governo do Estado de Minas Gerais, enquanto a
geologia foi obtida em formato vetorial no Portal da Geologia em escala
1:1.000.000. Também foi utilizado o Modelo digital de elevação (MDE) Shuttle
Radar Topography Mission (SRTM) com resolução espacial de 30 metros,
disponibilizado pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) no portal
TopoData . Os dados foram importados para os softwares QGIS e/ou ArcGis.
A Relação Declividade-Extensão (RDE) foi aplicada no trabalho a partir do Plugin
de análise morfométrica da rede de drenagem “Knickpoint Finder” (QUEIROZ et al.,
2015) no software ArcGis, com base nos modelos digitais SRTM. Os parâmetros
utilizados foram: equidistância de 10 m e escala de análise de 1:150.000. Foram
necessárias aproximadamente 300 horas de processamento para cada bacia. A
ferramenta possibilita a identificação de anomalias (knickpoints, ou rupturas de
declive) em perfis fluviais longitudinais baseada nos métodos de Hack (1957;
1973) e Etchebehere (2004), conforme as seguintes equações: Equação 1 - RDE
total = ∆H/lnL; Equação 2 - RDE trecho = (∆H/∆l)*L. ∆H é a diferença
altimétrica entre os pontos extremos do segmento analisado, L é a extensão total
do curso d’água, ∆l é do trecho analisado e lnL é o logaritmo natural. A
caracterização de anomalias se dá pela relação entre RDEtrecho/RDEtotal, sendo
que trechos com valores até 2 são considerados não anômalos, valores entre 2 e
10 indicam anomalias de 2ª ordem e valores acima de 10 representam anomalias de
1ª ordem (SEEBER; GORNITZ, 1983). O levantamento de anomalias se deu a partir da
análise da rede hidrográfica vetorial obtida no IDE-SISEMA em imagens de
satélite, considerando-se somente cursos d’água a partir de 4ª ordem, conforme a
hierarquia fluvial no modelo de Strahler (1952). Este recorte se mostrou
necessário, tendo em vista a amplitude da área em estudo e sua grande densidade
de drenagem, bem como a busca por correlações com fatos e condicionantes
tectônicos e estruturais de significância regional. Assim, definiu-se a escala
de 1:100.000 para realizar a análise visual, registrando-se em ambiente SIG cada
anomalia identificada. Foram consideradas como anomalias os cotovelos de
drenagem, que marcam forte mudança de direção de cursos d’água, segmentos com
forte tendência à retilinearidade, bem como trechos confinados de destacada
sinuosidade. Para interpretação do significado das anomalias, estas foram
analisadas em conjunto com as informações geológicas disponíveis.
Resultado e discussão
Ao todo, foram mapeadas 241 anomalias de drenagem, sendo 96 na bacia do Rio Pará
e 145 na do Rio Paraopeba. Em ambas as bacias, as anomalias ocorrem, em sua
maioria, em terrenos do Embasamento Cristalino, sendo que cerca da metade do
total coincide com contatos entre unidades litológicas. Na bacia do rio Pará,
~45% das anomalias foram identificadas em áreas de contato e/ou transição
litológica (Figura 1). Apesar de ~75% das anomalias ocorrerem no Embasamento
cristalino e cerca de 10% no Grupo Bambuí, em função da diferença de área entre
essas unidades, há concentração um pouco maior na segunda (~9/km2) em relação à
primeira (~8/km2). Ocorrências menores foram identificadas em outras unidades,
como o Grupo Nova Lima (~5%) e Formações Superficiais Inconsolidadas (~6%). No
geral, foi identificada uma maior ocorrência de cotovelos drenagem, com mudanças
padronizadas de direção influenciadas por estruturas geológicas e mudanças sem
padrão direcional, associadas a mudanças litológicas. Curvaturas anômalas,
trechos com meandramento encaixado e meandros comprimidos têm menor ocorrência e
trechos muito retilíneos não foram identificados. As anomalias ocorrem com maior
frequência na porção média-alta da bacia, e grande parte dos cursos d’água que
drenam essa porção apresentam cotovelos de drenagem e curvaturas anômalas. Duas
zonas de cisalhamento, uma contracional e uma indiscriminada, com lineamentos
NE-SW ocorrem nessa área, condicionando a direção dos segmentos fluviais mais
próximos. Assim, há uma predominância de mudanças de direção NW e N para NE,
seguindo o lineamento das estruturas. Os afluentes mais próximos são
perpendiculares ao curso d’água principal, seguindo também esse padrão. Ainda na
porção alta, à montante dessa estrutura, a litologia se apresenta mais diversa e
complexa, sendo assim, o restante das anomalias apresentou mudanças bruscas sem
um padrão de direção definido.
Nas porções média-baixa da bacia, na margem direita e nos interflúvios a leste,
compartilhados com a bacia do rio Paraopeba, destacam-se zonas de cisalhamento
transcorrente de lineamento NW-SE. A drenagem nessa parte segue a mesma direção
das estruturas e há uma predominância de trechos com padrão meandrante encaixado
e curvaturas anômalas, ligeiramente concentradas na margem direita de suas
planícies de inundação, nos sopés de encostas bastante íngremes. No restante da
porção média, a drenagem sobre os Gnaisses Cláudio e Itapecerica apresenta
cotovelos de drenagem e algumas curvaturas anômalas, mas sem um padrão
direcional definido. Na porção baixa da bacia, as rochas pelíticas do Grupo
Bambuí presentes são compostas basicamente por argilitos e siltitos, com menor
resistência em relação às rochas do embasamento. Isso tende a favorecer uma
maior facilidade de atuação dos processos de erosão fluvial e menor grau de
controle estrutural e aprisionamento das calhas pelo substrato. Assim, a
drenagem apresenta maior ocorrência de trechos meandrantes e meandros
comprimidos, com alguns cotovelos de drenagem e curvaturas anômalas isoladas
associadas às transições entre os grupos Bambuí (Supergrupo São Francisco), Nova
Lima (Supergrupo Rio das Velhas) e dos Gnaisses Cláudio e Itapecerica. Em
relação à bacia do rio Paraopeba, cerca de ~50% das anomalias ocorrem em áreas
de contato litológico (Figura 2). A maioria das ocorrências é de cotovelos de
drenagem. Curvaturas anômalas e meandros comprimidos também têm certa
relevância. Somente um trecho acentuadamente retilíneo foi identificado, na
porção alta da bacia, porém sem relação com estruturas mapeadas. Aproximadamente
55% das anomalias ocorrem no Embasamento cristalino (~12/km2), na porção média-
alta. O restante das anomalias se distribui entre as demais unidades em um
relevo suavizado de colinas na porção baixa da bacia, destacando-se as
ocorrências em rochas pelíticas do Grupo Bambuí (20%, sendo ~9/km2) e em
Formações superficiais inconsolidadas (17%). A bacia do rio Paraopeba, em sua
totalidade, apresenta maior heterogeneidade e complexidade litológica e
estrutural que a bacia do rio Pará. As estruturas geológicas que cortam a bacia
em sua parte alta, na borda oeste do QF, seguem os lineamentos NNE-WSW, N-S e
NW-SE, estando relacionadas a zonas de cisalhamento transcorrente e
contracional. Os lineamentos que cortam a bacia transversalmente nessa porção
compreendem as duas grandes gargantas epigênicas da bacia. No Fecho de Jeceaba,
os afluentes próximos seguem um padrão meandrante encaixado, na mesma direção
dos lineamentos estruturais. À montante, as anomalias evidenciam relações com a
diversidade litológica entre o Embasamento e o Supergrupo Minas. Destaca-se uma
maior ocorrência de cotovelos de drenagem e curvaturas anômalas, porém sem
padrão direcional definido. Entre as duas gargantas, na margem esquerda,
predominam cotovelos de drenagem relacionadas a mudanças litológicas. No
segmento principal e na margem direita, predominam meandros comprimidos e
trechos meandrantes confinados. Vale ressaltar que a parte alta compreende as
porções serranas com maiores altitudes e declividades da área de estudo. Visto
que aproximadamente 45% das anomalias identificadas se encontram a montante do
Fecho do Funil (ou seja, em cerca de um terço da bacia), pode-se dizer que,
conforme a bacia se afasta do limite do CSF, ela é menos afetada pelas
estruturas herdadas da importante atividade tectônica experimentada por suas
bordas no Ciclo Brasiliano. Na porção média da bacia, predominam zonas de
cisalhamento transcorrente, com lineamentos NW-SE que cortam os interflúvios a
oeste, lineamentos N-S que cortam a borda leste e lineamentos WSW-ENE que cortam
a bacia transversalmente. Na borda leste, os cotovelos têm um padrão de mudanças
de direção de NW para SW. Na borda oeste, as mudanças bruscas apresentam maior
relação com os contatos litológicos entre depósitos aluviais, o Complexo Belo
Horizonte e o Granitóide Florestal, porém com algumas ocorrências estão
associadas a falhas W-E. Neste caso, as mudanças de alguns afluentes são de
direção N e NE para E.
Na porção baixa, assim como na bacia adjacente, os segmentos fluviais que drenam
rochas mais frágeis apresentam poucos cotovelos de drenagem e ocorre uma
predominância de meandros comprimidos, trechos meandrantes confinados e algumas
curvaturas anômalas associadas às mudanças litológicas entre Coberturas
Superficiais Indiferenciadas e as formações Serra da Saudade e Serra de Santa
Helena. Em relação às anomalias em perfis longitudinais, não foram identificadas
muitas rupturas de declive muito acentuadas. As anomalias se enquadram
majoritariamente como de 2ª ordem, tendo a bacia do rio Pará apresentando 8.866
pontos anômalos e a bacia do rio Paraopeba 11.128 pontos. Contudo, na porção
superior da bacia do rio Pará foram localizados três segmentos que se enquadram
como anomalias de 1° ordem (Figura 2), sendo dois no Embasamento cristalino e um
em área de contato entre o Gnaisse Cláudio e o Supergrupo Minas (indiviso),
coincidindo com uma falha de empurrão. A bacia do rio Paraopeba também apresenta
duas anomalias de 1ª ordem (Figura 3). Uma localizada no sopé da vertente sul da
Serra do Rola Moça, em uma área de transição entre três unidades geológicas
(Gnaisse Souza Noschese, Grupo Caraça e Grupo Itabira) e coincidente com uma
falha de empurrão. A outra se encontra na porção média da bacia, a jusante e
próxima das estruturas transcorrentes que cortam a bacia transversalmente, tendo
como substrato rochoso o Granitóide Maravilhas-Cachoeira da Prata. Em geral,
anomalias de 2ª ordem estão associadas as mudanças litológicas, lineamentos
estruturais e confluência fluviais, enquanto as de 1ª ordem se relacionam a
diferenças de resistência litológica, controle estrutural e possível atividade
tectônica (ETCHEBEHERE, 2006; FUJITA et al., 2011).
Mapa Geológico e Anomalias de Drenagem (bacia do Rio Pará). Contém também tabela com dados quantitativos.
Mapa Geológico e Anomalias de Drenagem (bacia do Rio Paraopeba). Contém também tabela com dados quantitativos.
Exemplos de anomalias identificadas, em maior escala.
Considerações Finais
Apesar de ter uma área apenas 11% maior que a bacia do Rio Pará, a bacia do Rio
Paraopeba apresenta um número 51% maior de anomalias de drenagem e 26% maior de
anomalias de segunda ordem em perfis longitudinais. Essa maior concentração de
anomalias na bacia do rio Paraopeba pode estar associada à sua maior proximidade
com o QF e as bordas do CSF. Em áreas de maior complexidade geológica e com um
passado tectônico mais ativo, a rede de drenagem tende a ser mais condicionada
pelo quadro litoestrutural, mais variado, deformado e falhado. Além disso, esse
quadro estrutural mais rico e diversificado pode estar propiciando uma maior
sensibilidade à atividade neotectônica intraplaca. Trabalhos anteriores baseados
na análise de níveis e sucessões deposicionais fluviais têm sugerido uma dinâmica
tectônica em blocos para a região do QF, sendo a bacia do Rio Paraopeba apontada
como uma área de tectônica mais ativa (MARQUES, 1997; MOREIRA, 1997; MAGALHÃES JR.
et al., 2011; BARROS; MAGALHÃES JR., 2018; 2020; CARVALHO et al., 2020; OLIVEIRA,
2019). Deve-se lembrar, contudo, que os indícios levantados pelas técnicas
aplicadas são auxiliares/complementares no estudo das relações entre a dinâmica da
rede de drenagem, a configuração do relevo e a evolução geológica regional. Em
áreas tectonicamente mais estáveis, como no Escudo Brasileiro, as técnicas de
sensoriamento remoto e geoprocessamento são mais eficientes na identificação de
controle litoestrutural (passivo) do que tectônico (ativo).
Agradecimentos
Ao CNPq pela bolsa de produtividade e pelas bolsas de iniciação científica; à
FAPEMIG pelas bolsas de iniciação científica e pelo apoio financeiro (Projeto APQ-
00511-21); ao grupo RIVUS - Geomorfologia e Recursos Hídricos (UFMG).
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