APLICAÇÃO DO DIAGRAMA TEXTURAL DE FLEMMING À ANÁLISE GRANULOMÉTRICA DE SEDIMENTOS QUARTERNÁRIOS

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1 APLICAÇÃO DO DIAGRAMA TEXTURAL DE FLEMMING À ANÁLISE GRANULOMÉTRICA DE SEDIMENTOS QUARTERNÁRIOS Rafael Bendo Paulino 1 ; Marcelo Accioly Teixeira de Oliveira 1 ; William de Oliveira Sant Ana 1 ; Gisele Leite de Lima 1. 1 Departamento de Geociências (LAGES) Univ. Fed. Santa Catarina (rafael_pln@yahoo.com) Abstract Application of the textural classification of Flemming to some continental environments proved to be useful. This triangular classification was created for subaquatic muddy sediments, but possibility of application for other environments was also predicted. The classification uses simple terms and allows detailed classification and faciologic interpretation. In this paper we present textural results obtained from samples of different geomorphological units, including alluvial, colluvial and eolic deposits. Results show different distribution of the analyzed sediments along the triangular diagram, suggesting that the Flemming classification helps dynamic interpretation in different sedimentary environments. Palavras chave: Análise Granulométrica - Diagrama de Flemming Depósitos Quaternário 1. Introdução Durante o Quaternário, a superfície terrestre passou por inúmeras transformações no seu modelado devido a mudanças no regime hidrológico, condicionadas por variações climáticas globais cíclicas (Suguio, 1999). Em função dessas mudanças ambientais, as formas de relevo e as coberturas superficiais estão freqüentemente sendo retrabalhadas por agentes intempéricos (Oliveira et. al. 2001). Nas formações superficiais encontramos estratos deposicionais que, se bem interpretados, podem prestar subsídios a modelos paleoclimáticos. Uma fonte de dados para possíveis interpretações paleoidrológicas é a definição da energia do agente de transporte, em geral estimada através da análise e classificação granulométrica. Como o principal objetivo deste trabalho é o de prestar subsídios à interpretação paleoidrológica de formações superficiais quaternárias, os procedimentos laboratoriais clássicos de caracterização mecânica de solos e sedimentos (análise textural) foram adaptados a uma nova classificação hidrodinâmica de sedimentos: a classificação de Flemming. O diagrama triangular de Flemming foi concebido para a classificação hidrodinâmica de sedimentos lamosos cujas características reológicas são muito próximas das dos fluxos de encosta (Oliveira et. al. 2003). A primeira tentativa de aplicação da classificação de Flemming aos materiais estudados pela equipe foi realizada por Lima (2002), obtendo resultados satisfatórios. 2. Métodos e técnicas A análise granulométrica consiste na separação dos clastos de sedimentos e de solo, a partir do seu diâmetro. Foram utilizados os procedimentos granulométricos clássicos descritos por Suguio (1973). No primeiro passo temos a desagregação da amostra. Logo após elas são peneiradas, separando-se por via úmida a fração grossa da fração fina. Para determinar a quantidade de material nas frações finas, classificada em escala phi,

2 utiliza-se a técnica de peneiramento, para os grossos, e pipetagem, segundo a Lei de Stokes, para a fração fina (Suguio, 1973). Depois de concluída a etapa laboratorial, os resultados foram lançados no diagrama triangular para a classificação de sedimentos proposto por Flemming (2000). O diagrama trabalha com duas componentes, areia e lama (silte e argila). A partir da relação entre o conteúdo destas duas, surgem 6 tipos de sedimentos que são subdivididos em 25 classes. Este diagrama foi elaborado com o objetivo de permitir a classificação de sedimentos lamosos, através de critério hidrodinâmico, permitindo a distinção entre os diferentes regimes. Esta distinção é possível através do agrupamento das amostras ao longo de bandas alongadas que tenderiam a oscilar radialmente, a partir do vértice da classe areia, favorecendo a interpretação faciológica. 3. Resultados e discussões As amostras analisadas neste trabalho foram divididas de acordo com o seu local de origem. Para este trabalho, temos amostras oriundas de ambientes geomorfológicos variados (Terraço Aluvial, Rampa Coluvial, Pedimento Detrítico e Duna de Cavalgamento). Portanto, para facilitar a compreensão, optouse por lançar os dados em quatro diagramas diferentes. Para distinguir o tipo de sedimento da classe textural, tal como definido por Flemming, será adotado o seguinte procedimento: sempre que houver referência ao tipo de sedimento, sua nomenclatura aparecerá em itálico e com Iniciais Maiúsculas, como, por exemplo: Lama Levemente Arenosa; quando houver referência às classes texturais, sua nomenclatura aparecerá em itálico e com as iniciais minúsculas, como, por exemplo: lama levemente arenosa muito argilosa. Este mesmo procedimento foi adotado por Oliveira & Lima (2004). 3.1 Análise das amostras de pequeno terraço aluvial Trata-se de Terraço Aluvial formado pela retenção de aluviões a montante do nível de base local. Inicialmente, duas seções estão em fase de elaboração, uma longitudinal e a outra transversal ao canal (Lima, em preparação). Os terraços aluviais são formas de relevo constituídas por antigas planícies de inundação, compostas de materiais detríticos aluviais, cujas estruturas sedimentares refletem os mecanismos e processos deposicionais associados aos processos de erosão do leito fluvial. Os terraços apresentam superfície horizontal ou levemente inclinada (Suguio & Bigarella, 1990). As amostras aqui tratadas foram obtidas com o auxilio de trado manual, ao longo de toposseqüência realizada sobre pequeno Terraço Aluvial, próximo de cabeceira de vale. O terraço é formado por depósitos aluviais finos, característicos de fluxos de baixa densidade (Oliveira & Lima, 2004). A área em questão situa-se na localidade de Cerro do Touro, Campo Alegre (SC). O local caracteriza-se por apresentar relevo de colinas, com altitudes em torno de 850 a 950 metros, sob clima mesotérmico úmido com verões frescos (Trainini, 1974 apud Oliveira & Lima, 2004). Quando lançadas no diagrama triangular de Flemming (Figura 3.1), as 96 amostras do Terraço Aluvial são classificadas, predominantemente, como sedimentos do tipo Lama (> 95% lama) e Lama Levemente Arenosa (75-95% lama), agrupando-se nas classes texturais silte argiloso (E-III) e lama levemente arenosa siltosa (D-III). Contudo,

3 ocorrem variações nos tipos de sedimentos, entre Lama Arenosa (50 75% lama) e Areia Lamosa (25 50% lama), ocasionando classes texturais que vão de areia muito siltosa (B-I) até lama argilosa arenosa (C-IV), passando pela classe lama areno siltosa (C-III). A distribuição das amostras é típica de sedimentos fluviais. Devido ao fato de todo o perfil estar exposto, foi possível uma rápida percepção dos volumes existentes (Figura 3.2). Os diferentes volumes foram individualizados e descritos em função de sua cor, textura, forma e ocorrência de alterorelíqueas e de clastos. Como resultado, elaborou-se um esboço da configuração geométrica dos volumes descritos (Paulino et. al., 2004). Figura 3.1: Distribuição das amostras de terraço aluvial no diagrama de Flemming. As amostras variam de Areia Lamosa (25-50% lama) a Lama (>95% lama), passando por Lama Levemente Arenosa e Lama Arenosa. 3.2 Análise das amostras de rampa coluvial em alta encosta As 24 amostras analisadas deste setor da cabeceira de drenagem foram coletadas em corte de estrada na localidade de Cerro do Touro, Campo Alegre, extremo norte de Santa Catarina. A área está localizada à montante do terraço aluvial supra citado numa área de encosta, próximo ao divisor de águas. Em geral, colúvios são definidos como sendo materiais transportados que recobrem a superfície de vertentes (Bigarela & Mousinho, 1965). São freqüentemente associados a feições de relevo denominadas rampas coluviais que, por sua vez, se situam preferencialmente nas proximidades de locais donde surgem rios de 1ª ordem. Figura 3.2: Esboço da seção esquemática levantada em corte de estrada. As áreas hachuradas indicam os possíveis paleossolos (Paulino et al, 2004). Lançadas no Diagrama de Flemming (Figura 3.3) as amostras desta seção em rampa coluvial concentram-se no eixo central do triângulo, zona característica de sedimentos mal selecionados, representando sedimentos do tipo Lama Arenosa (50 75% lama). Apenas duas amostras não se enquadram nesta faixa, sendo estas, do tipo Lama Levemente Arenosa (75 95% lama). Quanto à classe textural temos, predominantemente, lama areno siltosa (C-III) e lama argilo arenosa (C-IV). Apenas três amostras não estão contidas nestas classes texturais. A distribuição é típica de sedimentos de encosta.

4 Figura 3.3: Distribuição das amostras de rampa coluvial no diagrama de Flemming. As amostras são dos tipos de sedimentos, Lama Arenosa (50 75% lama) e Lama Levemente Arenosa (75 95% lama). 3.3 Análise das amostras de duna de cavalgamento As amostras para estes ensaios, foram extraídas em corte longitudinal de uma Duna de Cavalgamento pedogenizada na planície marinha da Praia da Pinheira, no município de Palhoça, na microrregião da grande Florianópolis. As dunas de cavalgamento são formas de relevo criadas a partir do acúmulo de material arenoso, de origem eólica, sobre um obstáculo topográfico (Tye & Tsoar, 1990 apud Paisani, 2004). O interesse de estudos em Dunas de Cavagalmento reside no fato de que processos eólicos e processos de encosta interagem nessas unidades geomorfológicas. As amostras da Praia da Pinheira, no total de 27, quando lançadas no Diagrama de Flemming (Figura 3.4), correspondem a sedimentos dos tipos Areia (<5% lama) e Areia Levemente Lamosa (5 25% lama). As amostras estão distribuídas entre as três classes possíveis, a saber: areia (S), areia levemente lamosa (A-I), areia levemente argilosa (A-II). A distribuição das amostras é típica de sedimentos eólicos. Figura 3.4: Distribuição das amostras de duna de cavalgamento no diagrama de Flemming. As amostras estão compreendidas entre os tipos de sedimentos: Areia (<5% lama) e Areia Lamosa (25-50% lama), sendo que a maior concentração de amostras são sedimentos do tipo Areia Levemente Lamosa (5 25% lama) Análise das amostras de pedimento As amostras foram coletadas em seção de perfil transversal em pedimento, às margens da rodovia RST 287, no município de Candelária no Rio Grande do Sul. O embasamento geológico desta área é composto pela Formação Santa Maria, apresentando siltitos argilosos vermelhos, maciços ou finamente laminados. O clima nesta área é do tipo úmido, com temperatura média anual de 18 C e precipitação média anual oscilando entre e mm. Os pedimentos são definidos por Passos & Bigarella (1998) como sendo superfícies suavemente inclinadas, situadas no sopé de encostas íngremes, cortando rochas e estruturas do substrato. Segundo os autores, o termo pedimento tem sido utilizado tanto com caráter descritivo, como genético, fato que tem ocasionado algumas controvérsias. Essas amostras, quando lançadas no diagrama de Flemming (Figura 3.5) são classificadas como sedimentos do tipo Areia Lamosa (25 50% lama) e Lama Arenosa (50

5 75% lama) e se distribuem ao longo da porção central do diagrama. Contudo, 5 classes são identificadas: areia muito argilosa (B IV), apenas uma amostra; areia siltosa (B II), três amostras; lama argilo arenosa (C IV), três amostras; lama areno siltosa (C III), oito amostras; lama arenosa muito siltosa (C II), duas amostras; lama arenosa extremamente siltosa (C I), uma amostra. Nota-se para estes depósitos de encosta distribuição maior das amostras no topo o diagrama (Fig. 3.5), ao contrario do verificado nos depósitos de encosta de Campo Alegre (SC) (fig 3.3). Figura 3.5: Distribuição das amostras de pedimento no diagrama de Flemming. As amostras variam de Areia Lamosa (25 50% lama) e Lama Arenosa (50 75% lama). 4. Conclusão dos resultados expostos Como parte significativa dos depósitos preservados em encostas e em cabeceiras de vale (depósitos aluvio-coluviais) são criados por fluxos mais ou menos lamosos (Oliveira et al. 2003), a aplicação da classificação de Flemming aos depósitos estudados em cabeceiras de vale foi considerada apropriada, apesar de esta classificação ter sido elaborada para sedimentos subaquosos. A classificação utiliza denominações simples, relacionadas à distribuição do tamanho dos grãos dos sedimentos, e favorece interpretação hidrodinâmica e faciológica, possibilitando associar o depósito sedimentar à energia do agente de transporte. Sua aplicação para o estudo de sedimentos quaternários em cabeceiras de vale visa, portanto, facilitar interpretações paleoidrológicas, Como as cabeceiras de vale estudadas contêm camadas sedimentares intercaladas com paleossolos (Oliveira et al., 2001), a aplicação do diagrama de classificação granulométrica foi também bem sucedida na diferenciação entre materiais sedimentares e materiais pedológicos (Oliveira & Lima, 2004). Dos resultados obtidos, salienta-se que a aplicação do diagrama de Flemming a sedimentos de cabeceiras de vale gerou resultados positivos que possibilitaram: a) a identificação de tipos e classes texturais relacionados com fluxo densos em ambiente de encosta e com fluxos aquosos em ambiente de planície de inundação; b) a caracterização de sedimentos depositados em pedimento detrítico como materiais característicos de fluxos densos, com pouca seleção hidrodinâmica dos grãos embora maior do que em Campo Alegre. A aplicação do diagrama a sedimentos eólicos, apesar de extrapolar completamente o ambiente de sedimentação para o qual o diagrama de Flemming foi criado (ambientes subaquosos), não foi de todo inútil e resultou em classes granulométricas que são típicas de ambientes eólicos, com predomínio de areia fina (Paisani, 2004). Ressalte-se, no entanto, que a denominação das classes e tipos granulométricos, segundo Flemming (2000), se aplica mal a estes tipos de sedimentos, que não requerem, necessariamente, o concurso da água para sua criação. No entanto, se consideramos que os sedimentos eólicos analisados são sedimentos de dunas estabilizadas, que sofreram o efeito de

6 processos pedogenéticos, a classificação obtida não é totalmente desprovida de sentido. 5. Agradecimentos Ao CNPq, pelo apoio na modalidade de auxílio integrado à pesquisa e bolsa IC. À coordenadora do Laboratório de Granulometria Prof. Ângela da Veiga Beltrame. 6. Referências Bibliográficas BIGARELLA JJ & MOUSINHO M R Considerações a respeito dos terraços fluviais, rampas de colúvio e várzeas. Boletim Paranaense de Geografia, Curitiba. 16/17: FLEMMING BW A revised textural classification of gravel-free muddy sediments on the basis ternary diagrams. In: Continental Shelf Research, n 20, p LIMA GL Caracterização de solos coluviais em área de cabeceira de drenagem; Cerro do Touro, Campo Alegre. Florianópolis: Trabalho de Conclusão de Curso, UFSC. OLIVEIRA MAT, CAMARGO G, PAISANI JC & CAMARGO FILHO M Caracterização paleoidrológica de estruturas sedimentares quaternárias através de análises macroscópicas e microscópicas: do registro sedimentar local aos indícios de mudanças globais. Pesquisa em Geociências, vol. 28, n. 2, p OLIVEIRA MAT, LIMA GL, FERREIRA GM dos SS, PAULINO RB & SANT ANA W Aplicação do diagrama de Flemming à classificação de coberturas quaternárias em cabeceira de vale: Campo Alegre (SC). In: CONGRESSO DA ASSOSIAÇÃO DE ESTUDOS DO QUATERNÁRIO, 9, Recife, Anais do.... São Paulo: Associação Brasileira de Estudos do Quaternário, 5. p. OLIVEIRA MAT & LIMA GL. Classificação de sedimentos quaternários em cabeceiras de vale através da aplicação do diagrama de Flemming: município de Campo Alegre, Norte de Santa Catarina. Revista de Geociências. V2, n 2, PAISANI JC Estratigrafia, significado paleoambiental e evolução de rampa arenosa/dissipação no balneário Praia Mole Ilha de Santa Catarina. Florianópolis Tese de doutorado. Departamento de Geociências, UFSC. PASSOS E & BIGARELLA JJ Superfícies de erosão. In: CUNHA SB & GUERRA AJT (Orgs.) Geomorfologia do Brasil. Rio de Janeiro: Editora Bertrand Brasil, p PAULINO RB, SANT ANA WO, LIMA GL & OLIVEIRA MAT Identificação de depósitos quaternários em áreas de cabeceiras de vale: Cerro do Touro, Campo Alegre (SC). In. V Simpósio Nacional de Geomorfologia, Anais do... Santa Maria, 10p SUGUIO K Introdução à sedimentologia. São Paulo: Edgar Blücher, p SUGUIO K & BIGARELLA JJ Ambientes Fluviais. Curitiba: Editora da UFPR, p SUGUIO K Geologia do quaternário e mudanças ambientais. São Paulo: SP Paulo s Comunicação.