CONCENTRAÇÃO DE MINERAIS PESADOS DAS PRAIAS DO LITORAL NORTE E MÉDIO DO RIO GRANDE DO SUL: RELAÇÕES ENTRE DERIVA LITORÂNEA E PROCESSOS EROSIVOS

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1 CONCENTRAÇÃO DE MINERAIS PESADOS DAS PRAIAS DO LITORAL NORTE E MÉDIO DO RIO GRANDE DO SUL: RELAÇÕES ENTRE DERIVA LITORÂNEA E PROCESSOS EROSIVOS Carla Ennes de Barros 1 ; Elírio Toldo Júnior 1 ; Rafael Rizzardo 1 1 Centro de Estudos de Geologia Costeira e Oceânica, Instituto de Geociências, UFRGS (carla.barros@ufrgs.br) Abstract. This paper reports the heavy mineral concentration of beaches along of Rio Grande do Sul north and central coast, a long holocenic fine sand barrier. Mathematical estimative of the regional longshore transport potential resulted in a large net northward annual sand volume. The estimated potential of sediment transport predicts a substantial variation of the energy flux into the surf zone, due to little changes in shoreline alignments in each one of the five segments; Farol da Conceição (1), Farol de Mostardas (2), Farol da Solidão (3), Tramandaí (4) e Remanso (5). High concentration of heavy minerals is related to the areas of coastal erosion produced by strong longshore transport, in different segments or alignments of the coast. In the segment, the heavy mineral concentration decreases from the south to north. Low concentration of heavy minerals was observed where there is a reduction in the flux due to changes in the shoreline alignment. Palavras-chave: litoral do Rio Grande do Sul, minerais pesados, erosão costeira 1. Introdução O estado do Rio Grande do Sul tem uma extensa costa com orientação uniforme NE- SW e uma pequena sinuosidade ao longo dos 630km (Fig. 1), que consiste de depósitos Quaternários inconsolidados e que não recebem contribuições de areias modernas, pois toda carga de tração transportada pelos rios é retida nas lagunas e outros ambientes costeiros, como por exemplo a Lagoa dos Patos e a Lagoa Mirim, que se estendem por uma área de km 2, aproximadamente um terço da Planície Costeira do estado (Tomazelli e Villwock 1992, Toldo e Dillenburg 2002). A Plataforma Continental é larga com 150 a 200km de extensão, com profundidades máximas variando entre 100 e 140m e suave declividade da ordem de 0,5 a 1,5m/km. A antepraia é extensa e rasa com limite externo entre as profundidades de 10 e 15m, e constituída por depósitos arenosos (Fachin 1998, Gruber 2002, Nicolodi et al. 2002). Os sedimentos praiais consistem principalmente de areias finas bem selecionadas (tamanho médio de 0,2mm), (Siegle 1996, Nicolodi et al. 2002, Gruber 2002), exceto ao longo de 60km no Litoral Sul onde ocorrem sedimentos bimodais devido à presença de cascalho biodetrítico (Calliari e Klein 1993). Incidem sobre a costa ondulações geradas no Oceano Atlântico Sul e vagas geradas pelos fortes ventos locais de verão e primavera, provenientes de NE. Exceto pela passagem de frentes frias de S e SE (Tozzi e Calliari 1999), a agitação marítima é caracterizada por ondas de média a elevada energia, com altura significativa média de 1,5m e período entre 7 e 9s. A maré astronômica é semidiurna, com amplitude média de 0,25m, sendo que a maré meteorológica pode alcançar 1,20m Almeida et al. (1997). A profundidade de fechamento é estimada em 7,5m, calculada com base em dois conjuntos de dados coletados nos anos de 1963 e 1996 no Litoral Norte do estado (Almeida et al.

2 1999). Conseqüentemente, o transporte e a deposição dos sedimentos ao longo da costa são primariamente dominados pela ação da onda. 2. Métodos e Técnicas Foram coletadas 20 amostras de 1kg de areia, ao longo da face da praia (Fig. 1), entre Torres e São José do Norte (360km de extensão), em intervalos de 20km, na face de praia, onde ocorre a predominância de areias de composição quartzosa (>95%). Esta amostragem foi efetuada em abril de Em laboratório, as amostras foram desalinizadas, quarteadas (60-90g), analisadas granulometricamente e separados os minerais pesados. Análises granulométricas: as partes quarteadas foram peneiradas em intervalos de 1φ e pesados cada intervalo. Separação dos minerais pesados: foi utilizado líquido denso (bromofórmio) para esta separação e cada fração (leve e pesada) foi novamente pesada (Tab. 1). 3. Resultados A distribuição modal dos minerais pesados (MP) ocorre no intervalo de areia muito fina (AMF 3-4φ). Esta mineralogia é composta de: zircão, turmalinas, rutilo, ilmenita, magnetita, epidotos, silimanita, cianita, estaurolita, granadas, anfibólios, piroxênios e apatita. A partir dos picos de concentração de MP é possível observar um decréscimo geral de sul (São José do Norte) para norte (Torres). Ao longo desta faixa litorânea também observa-se que a distribuição de MP pode ser agrupada em 5 faixas ou segmentos da linha de praia, do seguinte modo: Farol da Conceição (1), Farol de Mostardas (2), Farol da Solidão (3), Tramandaí (4) e Remanso (5), conforme figura 2. Também, observa-se que cada segmento apresenta um decréscimo na concentração de minerais pesados, de sul para norte. A maior quantidade de minerais pesados encontra-se na faixa entre Mostardas e Estreito, com picos de 9,6% de MP no Farol da Conceição e 15% de MP no Farol de Mostardas. Entre Cidreira e São Simão o pico é de 4,5% de MP, junto ao Farol da Solidão. Entre Torres e Tramandaí o pico é de 3,2% de MP, em Remanso. 4. Discussões Cada um destes segmentos (do pico de pesados até o decréscimo) mostra uma forte correspondência com a mudança de alinhamento da linha de praia. A partir dos teores de pesados, percebese, de sul para norte, a existência de 5 picos de concentração. Estes picos de minerais pesados coincidem com os mesmos locais onde foram identificadas mudanças no alinhamento da costa e na taxa da capacidade de transporte longitudinal. Nestes segmentos, Lima et al. (2001) observaram que existe uma diferente taxa de deriva litorânea, controlada pelo ângulo de incidência da onda, principalmente aquela proveniente do quadrante sul. Também foi observado que ao final de cada alinhamento ocorre um engarrafamento da deriva litorânea, de modo a produzir extensos depósitos arenosos no sistema praial (Toldo et al 2003). Nestes locais foram registradas as menores concentrações de minerais pesados, ao passo que no início do segmento seguinte, devido a aceleração da deriva litorânea, são observados campos extensos de processos erosivos e que neste trabalho identifica-se através do elevado teor de minerais pesados. Estes picos de concentração de minerais pesados encontram-se nas áreas de erosão de praia, medida nos últimos 25 anos (Toldo et al. 1999). Estes locais coincidem com os maiores teores de minerais pesados. Estes

3 picos de minerais pesados são encontrados nos locais de maior taxa de erosão, demonstrando que a concentração dos pesados está intimamente relacionada a áreas de erosão atual. Soma-se a erosão por deriva litorânea a concentração da energia de ondas (Calliari et al. 1998; Calliari e Speranski 2002 e Barletta e Calliari 2003) pelo processo de refração, presentes nos segmentos de Mostardas e Farol da Conceição. Este fenômeno amplifica o processo de erosão e a concentração de minerais pesados (Fig. 2). Estes processos de curto período associados à deriva litorânea e refração de ondas podem estar atuando sobre o litoral desde o último evento transgressivo, ao longo dos últimos 5ka (Dillenburg et al. 2000) (Fig. 2). 5. Conclusões As observações e as análises dos minerais pesados obtidas neste trabalho permitem concluir que as maiores concentrações de minerais pesados ocorre relacionadas as áreas de erosão produzidas por forte deriva litorânea nos diferentes segmentos do litoral. Em cada segmento a concentração de minerais pesados decresce de sul para norte. As baixas concentrações de minerais pesados foram observadas onde existe uma redução do fluxo de energia devido a mudanças na orientação da linha de praia. 6. Referências ALMEID LESB, ROSAURO NML. e TOLDO JR EE, Análise Preliminar das Marés na Barra do Rio Tramandaí, RS. In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE RECURSOS HÍDRICOS, 12., Vitória, ES. Anais..., Vitória, ES: ABRH, 1997, p ALMEIDA LESB, ROSAURO NL, TOLDO JR EE e GRUBER NLS Avaliação da profundidade de fechamento para o litoral norte do Rio Grande do Sul. In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE RECURSOS HÍDRICOS, 13., Belo Horizonte, MG. Anais..., Belo Horizonte, MG, 1999, 8p. ALMEIDA LESB, LIMA SF e TOLDO JR EE Estimativa da Capacidade de Transporte de Sedimentos a Partir dos Dados de Ondas para a Costa do Rio Grande do Sul. In: CONGRESSO DA ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE ESTUDOS DO QUATERNÁRIO, 8., Porto Alegre, RS. Anais, Porto Alegre: CECO-IG-UFRGS, 2001, v. 1, p BARLETTA RC and CALLIARI LJ An Assessment of the Atmospheric and Wave Aspects Determining Beach Morphodynamic Characteristics Along the Central Coast of RS State, Southern Brazil. J Coast Res SI 35: CALLIARI LJ e KLEIN AHF, Características morfodinâmicas e sedimentológicas das Praias Oceânicas entre Rio Grande e Chuí, RS. Pesquisas 20(1), UFRGS, Porto Alegre, Brasil. CALLIARI LJ e SPERANSKI N. Padrões de refração para a costa do RS e erosão costeira In: MARTINS LRS et al. (Ed.), Erosão Costeira: Causas, análise de risco e sua relação com a gênese de depósitos minerais, Porto Alegre, RS: OEA / UFRGS / IG / CECO. 1 CD-ROM. DILLENBURG SR, ROY PS, COWELL PJ and TOMAZELLI LJ Influence of antecedent topography coastal

4 evolution as tested by the shoreface translation-barrier model (STM). J Coast Res 16: FACHIN S Caracterização do Perfil de Equilíbrio da Antepraia na Costa do Rio Grande do Sul. Curso de Pós Graduação em Geociências. Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Porto Alegre. Dissertação de Mestrado. 114 p. (Inédito). GRUBER NLS A antepraia na região de Tramandaí, RS. Tese de Doutorado. Curso de Pós-Graduação em Geociências. UFRGS. 221 p. LIMA SF, ALMEIDA LESB e TOLDO JR EE Estimativa da Capacidade do Transporte Longitudinal de sedimentos a partir de dados de ondas para a costa do Rio Grande do Sul. Pesq Geocienc 28(2): NICOLODI JL, SIEGLE E, RECHDEN FO R e CORRÊA, ICS Análise sedimentológica do pós-praia no Rio Grande do Sul. In: Martins, L.R., Toldo Jr., E.E., Dillenburg, S.R (eds). Erosão Costeira: Causas, análise de risco e sua relação com a gênese de depósitos minerais Porto Alegre. SIEGLE E Distribuição sedimentar ao longo do Litoral Sul Rio Grandense (Trecho Farol da Conceição Arroio Chuí) e fatores condicionantes. Trabalho de Graduação. Fundação Universidade Rio Grande. 91p. TOLDO JR EE, ALMEIDA LESB, BARROS CE, BAITELLI R, MARTINS LR and NICOLODI JL Retreat of the Rio Grande do Sul Costal Zone, Brazil. In: MARTINS LR and SANTANA CI (Ed.), Non Living Resourses of the Southern Brazilian Coastal Zone and Continental Margin, Porto Alegre, RS: IOC UNESCO / OSNLR/SERG, p TOLDO JR EE e DILLENBURG SR Swash bar migration at the inlet of the Lagoa dos Patos Lagoon, Brazil. J Coast Res, West Palm Beach, FL, USA. ICS TOLDO JR EE, ALMEIDA LESB, ESTEVES L S and NICOLODI JL, Shoreface Width as a Function of Longshore Transport. In: INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON COASTAL ENGINEERING AND SCIENCE OF COASTAL SEDIMENT PROCESS, 5., Clearwater Beach, Florida. Proceedings..., Clearwater Beach, Florida: ASCE, 2003, CD- ROM. TOMAZELLI LJ e VILLWOCK JA Considerações sobre o ambiente praial e a deriva litorânea de sedimentos ao longo do litoral norte do Rio Grande do Sul, Brasil. Pesquisas, 19:3-12. UFRGS, Porto Alegre, Brasil. TOZZI HAM e CALLIARI LJ Trajetorias e distribuição das tempestades extratropicais e o impacto na costa do Rio Grande do Sul. In: CONGRESSO DA ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE ESTUDOS DO QUATERNÁRIO, 7., Porto Seguro, BA. Anais..., Porto Seguro, BA: ABEQUA, CD-ROM, 3p.

5 VENEZUELA CH EN A FR IAN GU E AM RIN SU A YAN GU COLOMBIA 0 ECUADOR 8 BRASIL PERU 16 BOLIVIA Oceano Pacífico PA RA G U A Y RS ARGENTINA Oceano Atlântico URUGUAY CHILE Ilhas Falkland km Figura 1. Mapa de localização da área

6 Figura 2. Croqui esquemático mostrando os diferentes parâmetros utilizados ao longo dos 5 segmentos da área de estudo: Farol da Conceição (1), Farol de Mostardas (2), Farol da Solidão (3), Tramandaí (4) e Remanso (5). Tabela 1. Teor dos minerais pesados nos diferentes intervalos, de norte para sul (Torres à São José do Norte SJN). 007 (Torres) Areia Média (2φ) 0,26 0,12 0,06 0,01 0,05 0 0,02 Areia Fina (3φ) 0,01 0,01 0,01 0,03 0,01 0,03 0,01 Areia Muito Fina (4φ) 0,97 1,03 1,2 3,28 1,82 0,27 0, Areia Média (2φ) ,04 0 Areia Fina (3φ) 0,01 0,41 0,02 0,01 0,01 0,18 0,06 Areia Muito Fina (4φ) 3,18 4,54 2,04 2,37 10,72 14,91 4, (SJN) Areia Média (2φ) 0, ,01 0 0,42 Areia Fina (3φ) 0,03 0, ,01 0,02 Areia Muito Fina (4φ) 5,71 9,61 1,86 1,33 0,66 0,04