Propriedades magnéticas dos sedimentos do rio Guaíba, Rio Grande Do Sul

Abstract

O Rio Guaíba, situado na porção leste do estado do Rio Grande do Sul, possui registros do Holoceno depositados ao longo de cerca de seus 50 km de extensão. Está localizado entre a borda leste do Escudo Cristalino e a borda oeste da Planície Costeira. A área cortada pelos contribuintes do Rio Guaíba é composta por rochas vulcânicas, plutônicas e sedimentares, transportando um grande volume de sedimentos através dos tributários Jacuí, dos Sinos, Taquari e Gravataí. A fonte mais significativa de sedimentos magnéticos é a Formação Serra Geral, localizada no norte do estado. Sedimentos que sofreram deposição em corpos fluviais são capazes de incorporar as mudanças nos registros cronológicos, físico-químicos e magnéticos relacionados às suas áreas-fonte e propriedades mineralógicas e texturais. A fração de grãos magnéticos está sujeita a alterações causadas por diferentes condições ambientais, que podem ocorrer em qualquer uma das etapas do processo, isoladamente ou em progressão, somadas umas às outras. Estas mudanças afetam as propriedades magnéticas que dependem do tamanho de grão e composição mineralógica. Estudos de magnetismo ambiental nunca foram realizados no Rio Guaíba. Neste trabalho são apresentados os dados de magnetismo ambiental de dois testemunhos coletados no ano de 2014, a fim de obter as variações das propriedades magnéticas dos sedimentos do rio, além de identificar o portador magnético nos mesmos. Foram realizadas medidas de susceptibilidade magnética (χ), magnetização remanente anisterética (ARM), magnetização remanente isotérmica de saturação (SIRM) e suas razões HIRM e S. Os resultados mostram uma variação importante nos parâmetros de magnetismo ambiental (χ, ARM e SIRM) do testemunho T02 (próximo à zona sul de Porto Alegre) e no testemunho T04 (próximo à desembocadura do Rio Guaíba). Análises de microscopia eletrônica de varredura (MEV) complementam a identificação dos diferentes minerais magnéticos e a sua origem. Os sedimentos apresentam predominância de componentes de baixa coercividade (e.g., titanomagnetita) indicados pela razão S próxima a 1. Entretanto, a maiores profundidades, observou-se uma mistura de diferentes minerais com diferentes coercividades, marcadas pela dissolução de titanomagnetita e produção de greigita. A titanomagnetita detrítica pode ser o mineral magnético mais expressivo. Após a obervação das propriedades magnéticas foi possível separar a coluna sedimentar em três zonas magnéticas. As zonas foram distinguidas com base nos processos de dissolução causada pelo soterramento dos sedimentos e atividade orgânica.

The Guaíba River, located in the eastern portion of the state of Rio Grande do Sul, has Holocene records deposited along its 50 km of extension. It is located between the eastern border of the Crystalline Shield and the western edge of the Coastal Plain. The area intersected by the tributaries of the Guaíba River is composed of volcanic, plutonic and sedimentary rocks, carrying a large volume of sediments through the tributaries Jacuí, Sinos, Taquari and Gravataí. The most significant source of magnetic sediments is the Serra Geral Formation, located in the north of the state. Detrital titanomagnetite may be the most expressive magnetic mineral. Sediments that have been deposited in fluvial bodies are able to incorporate changes in chronological, physical-chemical and magnetic records related to their source areas and mineralogical and textural properties. The fraction of magnetic grains is subordinated to changes caused by different environmental conditions, which may occur in any of the stages of the process, alone or in progress, added to each other. These changes affect the magnetic properties that depend on grain size and mineralogical composition. Environmental magnetism studies have never been conducted in the Guaíba River. In this work the environmental magnetism data of two cores collected in 2014 are presented, in order to obtain the variations of the magnetic properties of the sediments of the river, besides identifying the magnetic carrier in them. Magnetic susceptibility measurements (χ), anhysteretic remanent magnetization (ARM), isothermal saturation magnetization (SIRM) and their HIRM and S ratios were performed. The results show a significant variation in environmental magnetism parameters (χ, ARM and SIRM) of T02 (near the southern zone of Porto Alegre) and T04 (near the end of the Guaíba River). Scanning electron microscopy (SEM) analysis complement the identification of the different magnetic minerals and their origin. The sediments are characterized by a predominance of low coercivity components (e.g. titanomagnetite) indicated by the S-ratio close to 1. However, at deeper depths, a mixture of different minerals with different coercivities, marked by the dissolution of titanomagnetite and greigite production, was observed. Detrital titanomagnetite may be the most expressive magnetic mineral. After observing the magnetic properties it was possible to separate the sedimentary column in three magnetic zones. The zones were distinguished based on the processes of dissolution caused by the burial of sediments and organic activity.