Análise petrográfica da alteração do arenito da Formação Marília Triângulo Mineiro (MG)

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1 Análise petrográfica da alteração do arenito da Formação Marília Triângulo Mineiro (MG) Petrographic analysis of alteration in sandstones frommarília Formation TriânguloMineiro(MG) Érika Mariano 1 Vânia Silvia Rosolen 2 RESUMO Este trabalho tem como objetivo caracterizar,através da análise petrográfica, a alteração dos minerais primários do arenito do Membro Serra da Galga (Formação Marília). As observações e descrições micromorfológicas do material parental (arenito) e de seus produtos de intemperismofornecem importantes informações sobre as fases secundárias formadas e, quando associadas com dados geoquímicos e mineralógicos, permitem interpretar o ambiente supérgeno que define a alteração e a pedogênese. A análise compara minerais primários e secundários, estruturas e texturas que continuamente mudam ao longo do perfil de alteração. PALAVRAS-CHAVE: Membro Serra da Galga; perfil de alteração; minerais primários; minerais secundários. ABSTRACT - This work aims to characterize, by petrographic analysis, the changingof primary minerals from the Serra da Galga Member s sandstone (Marília Formation). Observations and micromorphological descriptions of the parent material (sandstone) and its weathering products provide important information about the formed secondary phases and, when combined with geochemical and mineralogical data, allow us to interpret the supergene environment that sets the change and pedogenesis. The analysis compares primary and secondary minerals, structures and textures that continually change over the weathering profile. KEYWORDS: Serra da Galga Member;wheathering profile; primary minerals; secondary minerals. 1. Introdução Intemperismo é um processo fundamental no ciclo das rochas, de importância equivalente a processos como vulcanismo, metamorfismo, diagênese, etc. Na superfície da rocha sã, o intemperismo químico tem seu início nas microfissuras. A solução migra em estreitos canais com volume restrito e afeta o equilíbrio do mineral primário. Nessas circunstâncias, o produto formado pelo intemperismo possui estruturas e composições químicas bem próximas do material parental (WILSON, 2004). 1 Graduanda no curso de Geologia, UNESP. Av. 24A, 1515, Bela Vista, Rio Claro (SP). CEP: , CP: 178. Tel: m.erika01@yahoo.com.br 2 Autor para correspondência:profa. Dra. do Departamento de Petrologia e Metalogenia da Universidade Estadual Paulista (UNESP). Av. 24A, 1515, Bela Vista, Rio Claro (SP). CEP: , CP: 178. Tel: E- mail:vrosolen@rc.unesp.br

2 Embora o objetivo do estudo seja compreender uma cobertura tridimensional em uma perspectiva dinâmica no tempo, a interpretação desse processo é feita verticalmente, como resultado de transferências e acumulações, que promovem a formação de horizontes de solo (CASTRO, 2008). Este corte vertical é denominado de perfil, sendo o intemperismo químico o agente mais importante para a formação desses horizontes (NAHON, 1991). A localização de um perfil tem influência crucial no tipo de intemperismo atuante e, consequentemente, nos mecanismos envolvidos, nos produtos formados e na velocidade que os processos ocorrem (WILSON, 2004). Em ambientes de trópico úmido, geralmente, da rocha sã originam-se três tipos principais de horizontes, da base para o topo: horizonte saprolítico, horizonte mosqueado, e horizonte ferruginoso (NAHON, 1991). O saprólito, também chamado de alterita, pode ou não manter a mesma estrutura e textura do material de origem, geralmente a base deste horizonte é bem coerente com a rocha sã e o volume é mantido, gradualmente a feição muda e as características do material parental não são mais reconhecidas. É o resultado da alteração, movimentação e redistribuição de minerais, acompanhados por uma mudança de coloração devido à formação de óxidos de ferro (WILSON, 2004). A análise petrográfica da alteração dos minerais primários dentro de um contexto vertical é importante, pois em cada parte do perfil, devido às diferentes condições químicas e físicas, se obtém diferentes relações mineralógicas. A porosidade e a permeabilidade variam nas diferentes partes do perfil, normalmente aumentado em direção à superfície. No solo, a ação natural da água é percorrer gravitacionalmente e/ou por caminhos livres, enquanto na base do perfil tem-se água capilar e estagnada; isso significa que a água capilar presente na base tem equilíbrio próximo dos minerais primários existentes e tende a formar produtos de alteração com estruturas e características químicas similares. Nas porções mais próximas do solo, os minerais são afetados pela ação mais livre da água, e o equilíbrio entre essas águas e os minerais pode não ser atingido, e a estrutura e textura tendem a ser diferentes em relação às originais. A superfície dos grãos minerais é maior e melhor observada na base do perfil (WILSON, 2004). Argilominerais cauliníticos e os óxidos produzidos por enriquecimento supérgeno se concentram e enriquecem os espessos saprólitos e solos evoluídos em compartimentos geomórficos estáveis que permitem boa drenagem e estão, na maior parte dos casos, relacionados com as antigas superfícies de erosão pós-gondwânica nas áreas de escudo (MELFI, 1997; NIEKERKet al., 1999). O objetivo deste trabalho é realizar a caracterização petrográfica do arenito e de seus produtos de alteração para, assim, esclarecer a filiação dos depósitos supérgenos de argila presentes na região.

3 2. Materiais e Métodos 2.1 Localização da área de estudo A área de estudo (Figura 1) está situada na chapada sedimentar do Triângulo Mineiro, entre os municípios de Uberaba e Uberlândia, insere-se no contexto geológico da Bacia Bauru, uma bacia de caráter intracratônico que abrange o centro-oeste de São Paulo, nordeste do Mato Grosso do Sul, sudeste do Mato Grosso, sul de Goiás e oeste de Minas Gerais (BATEZELLI, 2003). Figura 1: Localizaç 2.2 Procedimentos de campo e laboratório Fonte: Autores. A coleta das amostras foi feita em um afloramento em corte de estrada da BR050 que apresenta a sequência de materiais de interesse desta pesquisa, composto por núcleos de arenito fresco associado com matriz alterada (nível do saprólito). As amostras orientadas com estruturas preservadas foram impregnadas com resina araldite e confeccionadas seções delgadas e polidas de 3 x 5 cm. A descrição foi feita em microscópio petrográfico Zeiss Axioskop 40 com câmera fotográfica Canon de 5.0 megapixels (Departamento de Petrologia e Metalogenia/UNESP). A impregnação e a preparação das secções delgadas foram feitas na UNESP-Rio Claro, nos Laboratório de Análises de Formações Superficiais (LAFS) e Laboratório de Laminação do DPM.impregnadas com resina poliéster e confeccionadas seções delgadas e polidas (3 x 5 cm). A descrição e análise petrográfica das estruturas representativas do perfil permitiram interpretar a filiação mineralógica e de evolução dos materiais. Este método corresponde a uma das aplicações da micromorfologia para a geologia, que é estabelecer as relações entre rocha e respectivas alterações. Esse método permite diagnosticar filiações litológicas e/ou pedogenéticas entre os materiais, esclarece

4 os processos e mecanismos de alteração, de pedogênese e de morfogênese, e organiza uma cronologia relativa para os eventos e fases desses processos (CASTRO, 2008). 3. Resultados e Discussão Duas fácies do arenito do Membro Serra da Galga foram amostradas e analisadas em lâminas: o arenito branco e o arenito vermelho, ambos muito diferentes em campo. Enquanto o branco se apresenta com pouca ferruginização, no arenito vermelho há abundância de ferro. A possibilidade do arenito branco ter relação com o arenito ferruginoso é baixa, pois além das matrizes serem bem distintas, os minerais primários se alteram de modo diferente (figuras2 e 3). As duas fácies apresentam como minerais primários feldspatos potássicos, plagioclásios e, principalmente, quartzo, porém no arenito branco os feldspatos potássicos e plagioclásios são melhor preservados no começo da alteração (figura 4) e, os presentes no arenito ferruginoso perdem a estrutura mesmo com a matriz se mostrando menos intemperizada (figura 5).

5 Figura 2: Arenito branco. Figura 3: Arenito vermelho. Figura 4: Plagioclásio (canto superior esquerdo) e feldspato potássico (canto inferior direito). Ambos com a estrututra preservada. Figura 5: Grão de feldspato potássico com a superfície não nítida. Nota: Fotografias tiradas em agosto de As argilas formadas a partir da alteração dos minerais primários estão organizadas em zonas de concentrações plásmicas ferruginosas, e não constituem, portanto, um horizonte definido. A análise microscópica óptica do contato entre estas zonas e o arenito ferruginoso mostra que os minerais primários e os secundários têm as mesmas características de alteração tanto no lado argiloso quanto no lado ferruginoso, um detalhe que permite deduzir que as argilas são provenientes do arenito ferruginoso (figura 6). A alteroplasmação do arenito ferruginoso resulta em concentração de goethita e hematita sobre os minerais primários, nos poros e em fissuras intraminerais (figuras7, 8 e 9), ou seja, ela é proveniente da alteração dos minerais presentes, e também é um produto de transferência a partir de zonas que se tornam desferruginizadas.

6 Figura 6: Limite entre zona argilosa e zona ferruginosa. Figura 7: Dissolução de mineral primário e concentração ferruginosa sobre ele. Figura 8:Concentração de hematita em veio e nos poros. Figura 9: Concentração ferruginosa em fissuras de um fragmento de rocha. Nota: Fotografias tiradas em agosto de É interessante ressaltar a existência de uma couraça de ferro no meio do arenito ferruginoso, cuja origem é incerta e os estudos estão se aprofundando nesta direção. A análise petrográfica sugere a possibilidade de a couraça ser uma zona de acumulação absoluta, resultado da transferência de produtos, provenientes da alteração do arenito e, sendo assim, uma importante formação para a formação dos Latossolos aluminosos do platô.as concentrações ferruginosas apresentam-se com inúmeras fissuras e bordas de alteração que transforma a matriz opaca vermelha escura em vermelho claro e amarelo vivo. Esta mostra ser a dinâmica atual do arenito que é a desferruginização das matrizes de concentração absoluta formadas em etapas anteriores. A elevada concentração de plasma vermelho e amarelo (possivelmente correspondendo a hematita e goethita)associado com argilas cauliníticas preenche poros, ou seja, mostram-se também como produtos de transferências do intemperismo

7 químico que domina na rocha. É possível observar caminhos preferencias da alteração, que condizem com as estruturas observadas em campo. A presença de glébulas ferruginosas indica um ambiente retrabalhado com hidromorfismo, e correspondem a acumulações relativas de certos constituintes do plasma. 4. Conclusões Os resultados obtidos nesta etapa de pesquisa mostram que a alteração inter e intramineral do arenito é fortemente influenciada pela alteração química e que após a formação do plasma cauliníticoferruginoso a alteroplasmação determina o preenchimento das porosidades produzidas pela dissolução dos minerais primários. Secundariamente, possivelmente associado com uma quantidade maior de água no sistema, zonas ferruginosas bandadas estão em contato com zonas que foram completamente desferruginizadas, indicativo de nova condição ambiental supérgena. É importante ressaltar a ordem de grandeza dos resultados, pois este trabalho foca nas microestruturas de perfis e, portanto, não pode ser extrapolado para todos os níveis de organização pedológica, sendo imprescindível a correlação com outros métodos analíticos, como a geoquímica e mineralogia. Tais métodos, juntamente com as observações em campo, auxiliam na elucidação dos processos e materiais produzidos no trópico úmido. Referências Bibliográficas BATEZELLI, A., SAAD, A. R., DE JESUS PERINOTTO, J. A., FULFARO, V. J.,& ETCHEBEHERE, M. L. D. C. Análise Estratigráfica aplicada à Formação Araçatuba (Grupo Bauru- Ks) no centro-oeste do Estado de São Paulo.Geociências, 22(1), 5-32, CASTRO, S. S. Micromorfologia de solos. Bases para descrição de lâminas delgadas.2ª ed.campinas/goiânia: UNICAMP/UFG MELFI, A.J. Brazilianbauxitedeposits: a review. In: Carvalho, A., Boulangé, B., Melfi, A.J. & Lucas, Y (Eds.). Brazilian bauxites.são Paulo-Paris, USP-FAPESP-ORSTOM. p NAHON,D. B. Self-organization in chemical lateritic weathering.geoderma, 51 (1991) Elsevier Science Publishers B. V., Amsterdam NIEREK, H.S. Van; BEUKES, N.J.; GUTZMER, J. Pos-gondwanapedogenic ferromanganese deposits, ancient soil profiles, African land surfaces and paleoclimatic change on the Highveld of South Africa. Journal of African Earth Science, vol. 29, n 4, pp WILSON, M. J. Weathering of the primary rock-forming minerals: processes, products and rates.clay minerals 39, The Mineralogical Society