RELAÇÃO ENTRE A DISTRIBUIÇÃO DE MINERAIS PESADOS EM SEDIMENTOS LITORÂNEOS E DA FORMAÇÃO BARREIRAS, NO LITORAL DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO

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1 RELAÇÃO ENTRE A DISTRIBUIÇÃO DE MINERAIS PESADOS EM SEDIMENTOS LITORÂNEOS E DA FORMAÇÃO BARREIRAS, NO LITORAL DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO Paula de Freitas Santos 1 ; Fábio de Oliveira Costa 1 ; Claudio Limeira Mello 1 ; Rute Maria Oliveira de Morais 1 1 Depto. Geologia, UFRJ (pfsantos@gmail.com) Abstract. The present paper deals with heavy minerals distribution in sandy facies of Barreiras Formation and sandy beach sediments in selected sites at the littoral of Rio de Janeiro State (Búzios e Barra de Itabapoana). Provenance aspects and the contribution of the Barreiras Formation for coastal placers were investigated. Qualitative and half-quantitative analyses were carried out on the 0,125-0,250 mm fraction. The heavy mineral assemblage of Barreiras sandy deposits shows kyanite and ilmenite predominating, with high frequency and lower concentrations of rutile and sillimanite. Zircon and tourmaline also occur. In Barra do Itabapoana samples, it is still distinguished the higher frequency of monazite. For the beach samples, the heavy mineral assemblages present a lower diversity, with higher concentration of monazite and rutile and also a predominance of kyanite and ilmenite. The high kyanite concentration is related to the significance and proximity of metamorphic rocks. The remarkable occurrence of monazite in Barra de Itabapoana is associated with the major contribution of granitoids rocks in this area. The higher concentration level of resistant heavy minerals and the minor assemblage on the beach sediments evidence the contribution of Barreiras Formation as a secondary source for the coastal placers in the studied areas. Palavras-chave: minerais pesados; sedimentos litorâneos; Formação Barreiras 1. Introdução Os minerais pesados, constituintes acessórios dos sedimentos e das rochas sedimentares, têm sido tradicionalmente utilizados em estudos sedimentológicos, estratigráficos e econômicos. Na sedimentologia, contribuem de modo particular em estudos de proveniência e dispersão dos sedimentos, graças ao fato de que determinadas espécies mineralógicas são características de grupos distintos de rochas fontes e sua distribuição espacial em uma bacia de deposição permite identificar as direções preferenciais de transporte sedimentar. Na geologia econômica, ocupam papel importante, pois elevado número de espécies de considerável valor econômico é encontrado na suíte de minerais pesados, podendo, eventualmente, concentrar-se em determinados locais, formando pláceres passíveis de explotação. Nos sedimentos cenozóicos do litoral do Estado do Rio de Janeiro, os minerais pesados estão amplamente distribuídos. Na região de Barra de Itabapoana, cordões arenosos litorâneos são explorados economicamente como jazidas de ilmenita, monazita, rutilo e zirconita. O trabalho aqui realizado documenta a distribuição de minerais pesados em fácies arenosas da Formação Barreiras e em areias de praias, no litoral do Estado do Rio de Janeiro, discutindo-se os aspectos da proveniência das assembléias mineralógicas e buscando-se avaliar, de modo particular, possíveis contribuições do retrabalhamento dos sedimentos da Formação Barreiras. 2. Área de Estudo Para a realização deste estudo, foram selecionadas duas áreas (figura 1), onde os sedimentos da Formação Barreiras

2 afloram diretamente no litoral: Barra de Itabapoana e Búzios Geologia Regional Em termos geológicos, a região estudada está inserida no domínio do Cinturão Móvel Atlântico (Machado Filho et al.1983). Nesta unidade geotectônica do embasamento pré-cambriano, são reconhecidas diversas litologias relacionadas a rochas metamórficas de alto grau, com o marcante predomínio de gnaisses diversos e migmatitos, e lentes de quartzitos, rochas calcissilicáticas, anfibolitos e metabasitos. Segundo Silva e Cunha (2001), estas rochas pré-cambrianas relacionam-se aos complexos Região dos Lagos, Búzios e Paraíba do Sul (figura 1). Ocorrem, ainda, corpos de rochas granitóides sintectônicos e pós-tectônicos, e rochas intrusivas mesozóicas. Estas unidades são recobertas por sucessões sedimentares terciárias e quaternárias. Principais Unidades Cenozóicas Formação Barreiras Na região de estudo, a maior expressão dos depósitos da Formação Barreiras ocorre no domínio do complexo costeiro do rio Paraíba do Sul, onde formam o limite W da planície costeira, particularmente a norte da foz deste rio. Além disso, os depósitos da Formação Barreiras afloram na região de Carapebus- Quissamã e, mais restritamente, próximo às cidades de Búzios e Macaé. A Formação Barreiras é constituída por sedimentos mal selecionados, argilosos a arenosos, apresentando cores que variam desde branco acizentado a vermelho arroxeado, devido ao forte mosqueamento. São camadas de espessuras variáveis, com intensa ferruginização. Para Morais (2001), os depósitos desta unidade nesta região relacionam-se a um ambiente fluvial entrelaçado com fluxos gravitacionais associados e, mais restritamente em Búzios, são caracterizados por uma deposição sob influência de leques aluviais dominados por fluxos gravitacionais. Depósitos quaternários A sedimentação quaternária na porção oriental do Estado do Rio de Janeiro está bem representada, principalmente, na faixa costeira, particularmente na Região dos Lagos e no Complexo Costeiro do Rio Paraíba do Sul (Silva e Cunha 2001), por depósitos marinhos associados a terraços arenosos pleistocênicos e holocênicos, marcando alinhamentos de cristas praiais. Sedimentos fluviais, nos cursos inferiores de grandes vales, e depósitos coluviais e aluviais, ao longo dos vales dos principais cursos fluviais que drenam a região estudada, também estão representados. 3. Métodos e Técnicas Nos depósitos da Formação Barreiras aflorantes na região, foram levantadas seções estratigráficas com auxílio de fotomosaicos e, em cada uma destas, perfis faciológicos verticais foram confeccionados para auxílio na caracterização das fácies sedimentares. As análises mineralógicas foram realizadas na fração areia fina (0,125 a 0,250 mm) de amostras de areias de praias e de fácies arenosas da Formação Barreiras com porcentagem de areia acima de 60%. A separação de grãos de minerais leves e pesados foi feita através do uso de líquido denso (bromofórmio). Posteriormente, a fração de minerais pesados foi submetida ao separador eletromagnético Frantz, utilizando-se as classes de amperagem: 0,3 A, 0,5 A, 0,7 A, 1,0 A e 1,7 A. Os concentrados de minerais pesados obtidos foram examinados em lupa binocular, para identificação qualitativa e semiquantitativa.

3 4. Resultados Nas assembléias de minerais pesados caracterizadas nas amostras de sedimentos da Formação Barreiras (figuras 2 e 3), cianita e ilmenita são os minerais predominantes. Rutilo e sillimanita ocorrem com elevada freqüência, porém em menores concentrações. Zircão e turmalina também estão presentes. Nas amostras de Barra de Itabapoana, destacase, ainda, a elevada freqüência de monazita. Nas amostras de praias, as assembléias mineralógicas apresentam uma menor diversidade, ainda com predomínio de cianita e ilmenita (figuras 2 e 3). Destaca-se a maior concentração de monazita e rutilo, comparando-se com as amostras da Formação Barreiras. A grande concentração de cianita reflete a importante representatividade e proximidade das rochas metamórficas. A elevada participação de monazita na região de Barra de Itabapoana está associada à maior contribuição das rochas granitóides nesta área. 5. Referências Bibliográficas MACHADO FILHO, L.; RIBEIRO, M.W.; GONZALEZ, S.R.; SCHENINI, C.A.; SANTOS NETO, A.; PALMEIA, RC.B.; PIRES, L.J.; TEIXEIRA, W. e CASTRO, H.E.F Projeto RADAMBRASIL, Mapa Geológico. 1: Folhas SF-23/24 - Rio de Janeiro/ Vitória. V.32, p MORAIS, R.M.O Estudo faciológico da Formação Barreiras na região entre Maricá e Barra de Itabapoana, Estado do Rio de Janeiro. Depto. de Geologia, IGEO/UFRJ. Rio de Janeiro, Dissertação de Mestrado.113p. SILVA, L.C. e CUNHA, H.C.S Geologia do Estado do Rio de Janeiro: texto explicativo do mapa geológico do Estado do Rio de Janeiro. Brasília: CPRM, CD-ROM. 4. Conclusões Os resultados obtidos permitiram identificar uma pequena diversidade mineralógica na assembléia de minerais pesados presentes nos sedimentos da Formação Barreiras. As diferenças observadas nas concentrações dos minerais identificados nas duas áreas estudadas são passíveis de correlação com as variações nas unidades geológicas regionais. A comparação dos resultados de amostras de praias com amostras da Formação Barreiras é sugestiva de uma reconcentração da assembléia de minerais nos depósitos litorâneos, indicando a contribuição da Formação Barreiras como fonte secundária para as principais jazidas de minerais pesados no Estado do Rio de Janeiro.

4 Figura 1: Mapa geológico abrangendo as áreas investigadas neste estudo (assinaladas na figura). Fonte: Silva e Cunha (2001, modificado).

5 Região de Búzios 100% % de Minerais 80% 60% 40% 20% Zircão Turmalina Sillimanita Rutilo Monazita Magnetita Ilmenita Cianita 0% A B C D E F G H Praia Amostras Figura 2: Assembléias mineralógicas nas amostras da Formação Barreiras e sedimentos praiais na região de Búzios. Região de Barra de Itabapoana 100% % de Minerais 80% 60% 40% 20% Zircão Turmalina Sillimanita Rutilo Monazita Magnetita Ilmenita Cianita 0% A B C D E F G H Praia Praia Amostras Figura 3: Assembléias mineralógicas nas amostras da Formação Barreiras e sedimentos praiais na região de Barra de Itabapoana.