Composição de elementos maiores de rochas fonte, solos e sedimentos derivados de rochas graníticas em clima subtropical úmido: contribuição aos estudos de proveniência sedimentar

Autores

DOI:

https://doi.org/10.11606/issn.2316-9095.v21-163958

Palavras-chave:

Geoquímica, Geração de sedimentos, Tamanho de grão, Proveniência

Resumo

O estudo dos processos sedimentares e da modificação da composição detrítica entre rocha, solo e sedimento é fundamental para compreender o fracionamento composicional nos primeiros estágios do ciclo sedimentar. Estudos em ambientes atuais são necessários para desvendar a inter-relação complexa entre os processos que geram todo o espectro composicional dos sedimentos detríticos. Neste trabalho, a influência dos processos sedimentares na composição dos sedimentos foi avaliada utilizando-se amostras de rochas fonte, solos e sedimentos detríticos em uma bacia hidrográfica na qual rochas graníticas estão expostas em clima subtropical úmido. As amostras foram separadas em oito intervalos granulométricos de seixo a lama. A composição geoquímica dessas amostras foi analisada por Inductively Coupled Emission Optical Spectroscopy — ICP-EOS. A relação entre a composição química e o tamanho de grão foi analisada por métodos estatísticos utilizando-se diagramas, gráficos de dispersão, análise dos componentes principais e avaliação da estrutura de covariância via análise biplot. Os resultados demonstram o controle do tamanho de grão na composição dos solos e sedimentos e têm implicação no entendimento da influência do intemperismo e do transporte no fracionamento geoquímico. A análise da relação entre a composição de rocha, solo e sedimento em ambientes atuais contribui para a construção e tem potencial para a construção de modelos quantitativos que permitam determinar o efeito dos processos sedimentares na composição das rochas siliciclásticas.

Downloads

Os dados de download ainda não estão disponíveis.

Referências

Aitchison, J. (1986). The Statistical Analysis of Compositional Data. Londres: Chapman & Hall, 416 p.

Aitchison, J. (1990). Relative variation diagrams for describing patterns of compositional variability. Mathematical Geology, 22(4), 487-511. https://doi.org/10.1007/BF00890330

Aitchison, J., Greenacre, M. (2002). Biplots of compositional data. Applied Statistics, 51(4), 375-392. https://doi.org/10.1111/1467-9876.00275

Allen, P. A. (1997). Earth Surface Processes. Oxford: Blackwell Scientific, 404 p. https://doi.org/10.1002/9781444313574

Allen, P. A. (2008). From landscapes into geological history. Nature, 451(7176), 274-276. https://doi.org/10.1038/nature06586

Allen, P. A. (2017). Sediment Routing Systems: The fate of sediment from source to sink. Cambridge: Cambridge University Press, 400 p. https://doi.org/10.1017/9781316135754

Allen, P., Allen, J. R. (2005). Basin Analysis: Principles and Applications. Malden: Blackwell, 549 p.

Allen, P. A., Heller, P. L. (2011). Dispersal and preservation of tectonically generated alluvial gravels in sedimentary basins. In: C. Busby, A. A. Pérez (eds.). Tectonics of Sedimentary Basins: Recent Advances (p. 111-130). Chichester: John Wiley & Sons. https://doi.org/10.1002/9781444347166.ch6

Babinski, M., Chemale Jr., F., Van Schmus, W. R., Hartmann, L. A., da Silva, L. C. (1997). U-Pb and Sm-Nd geochronology of the neoproterozoic granitic-gneissic Dom Feliciano belt, Southern Brazil. Journal of South American Earth Sciences, 10(3-4), 263-274. https://doi.org/10.1016/S0895-9811(97)00021-7

Bahlburg, H., Dobrzinski, N. (2011). A review of the Chemical Index of Alteration (CIA) and its application to the study of Neoproterozoic glacial deposits and climate transitions. Geological Society, London, Memoirs, 36(1), 81-92. https://doi.org/10.1144/M36.6

Boggs Jr., S. (2009). Petrology of Sedimentary Rocks. Cambridge: Cambridge University Press, 600 p. https://doi.org/10.1017/CBO9780511626487

Chemale Jr., F. (2000). Evolução geológica do Escudo Sul-Riograndense. In: M. Holz, L. F. De Ros (eds.), Geologia do Rio Grande do Sul (p. 13-52). Porto Alegre: CIGO/UFRGS.

Condie, K. C. (1993). Chemical composition and evolution of the upper continental crust: contrasting results from surface samples and shales. Chemical Geology, 104(1-4), 1-37. https://doi.org/10.1016/0009-2541(93)90140-E

Cordani, U. G., Halter, M., Berenholc, M. (1974). Comentários sobre as determinações geocronológicas da Folha de Porto Alegre. In: Brasil. DNPM. Ministério das Minas e Energia (ed.). Carta Geológica do Brasil ao Milionésimo, folha Porto Alegre (SH-22) e folha Lagoa Mirim (SI-22) (p. 70-84). Brasília: DNPM.

Cruz, R. F. (2019). Projeto Sudeste do Rio Grande do sul: Escalas 1:250.000 e 1:100.000; Estado do Rio Grande do Sul. Porto Alegre: Serviço Geológico do Brasil – CPRM, 173 p.

da Silva, L. C., Hartmann, L. A., McNaughton, N. J., Fletcher, I. R. (1999). SHRIMP U/Pb Zircon Dating of Neoproterozoic Granitic Magmatism and Collision in the Pelotas Batholith, Southernmost Brazil. International Geology Review, 41(6), 531-551. https://doi.org/10.1080/00206819909465156

Dickinson, W. R. (1985). Interpreting Provenance Relations from Detrital Modes of Sandstones. In: G. G. Zuffa (ed.). Provenance of Arenites (p. 333-361). Dordrecht: Springer. https://doi.org/10.1007/978-94-017-2809-6_15

Dickinson, W. R., Suczek, C. A. (1979). Plate tectonics and sandstone compositions. AAPG Bulletin, 63(12), 2164-2182. https://doi.org/10.1306/2F9188FB-16CE-11D7-8645000102C1865D

Duzgoren-Aydin, N. S., Aydin, A., Malpas, J. (2002). Re-assessment of chemical weathering indices: case study on pyroclastic rocks of Hong Kong. Engineering Geology, 63(1-2), 99-119. https://doi.org/10.1016/S0013-7952(01)00073-4

Earth Explorer (2019). United States Geological Survey (USGS). Earth Explorer. Disponível em: <https://earthexplorer.usgs.gov/>. Acesso em: 25 jul. 2019.

Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa). (2019). Estação agroclimatológica de Pelotas (Capão do Leão). Embrapa. Disponível em: <http://agromet.cpact.embrapa.br/estacao/mensal.html>. Acesso em: 20 jul. 2019.

Fedo, C. M., Nesbitt, H. W., Young, G. M. (1995). Unraveling the effects of potassium metasomatism in sedimentary rocks and paleosols, with implications for paleoweathering conditions and provenance. Geology, 23(10), 921-924. https://doi.org/10.1130/0091-7613(1995)023%3C0921:UTEOPM%3E2.3.CO;2

Folk, R. L., Andrews, P. B., Lewis, D. (1970). Detrital sedimentary rock classification and nomenclature for use in New Zealand. New Zealand Journal of Geology and Geophysics, 13(4), 937-968. https://doi.org/10.1080/00288306.1970.10418211

Fragoso-Cesar, A. R. S. (1986). O Batólito Pelotas (Proterozóico Superior/Eo Paleozóico) no Escudo do Rio Grande do Sul. XXXIV Congresso Brasileiro de Geologia, p. 1322-1343. Goiânia: SBG.

Frantz, J. C., Nardi, L. V. S. (1992). Litoquímica e Evolução de Granitóides Cálcio-alcalinos da Região Leste do Escudo Sul-rio-grandense. Pesquisas em Geociências, 19(1), 13-25. https://doi.org/10.22456/1807-9806.21319

Gabriel, K. R. (1971). The biplot graphic display of matrices with application to principal component analysis. Biometrika, 58(3), 453-467. https://doi.org/10.1093/biomet/58.3.453

Garzanti, E. (2016). From static to dynamic provenance analysis — Sedimentary petrology upgraded. Sedimentary Geology, 336, 3-13. https://doi.org/10.1016/j.sedgeo.2015.07.010

Garzanti, E., Andò, S., Vezzoli, G. (2009). Grain-size dependence of sediment composition and environmental bias in provenance studies. Earth and Planetary Science Letters, 277(3-4), 422-432. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2008.11.007

Garzanti, E., Resentini, A. (2016). Provenance control on chemical indices of Weathering (Taiwan river sands). Sedimentary Geology, 336, 81-95. https://doi.org/10.1016/j.sedgeo.2015.06.013

Guadagnin, F. (2011). Técnicas Analíticas Aplicadas ao Estudo da Proveniência Sedimentar de Arenitos. Dissertação (Mestrado). Porto Alegre: Instituto de Geociências, Programa de Pós-graduação em Geociências – Universidade Federal do Rio Grande do Sul, 105 p.

Hartmann, L. A., Leite, J. A. D., McNaughton, N. J., Santos, J. O. S. (1999). Deepest exposed crust of Brazil-SHRIMP establishes three events. Geology, 27(10), 947-950. https://doi.org/10.1130/0091-7613(1999)027%3C0947:DECOBS%3E2.3.CO;2

Hartmann, L. A., Porcher, C. C., Remus, M. V. D. (2000). Evolução das rochas metamórficas do Rio Grande do Sul. In: M. Holz, L. F. De Ros (eds.). Geologia do Rio Grande do Sul (p. 79-118). Porto Alegre: CIGO/UFRGS.

Hasenack, H., Weber, E. (2010). Base cartográfica vetorial contínua do Rio Grande do Sul. Escala 1:50.000. Porto Alegre: UFRGS - Instituto de Biologia Centro de Ecologia. Série Geoprocessamento. 1 DVD.

Haughton, P. D. W., Todd, S. P., Morton, A. C. (1991). Sedimentary provenance studies. Geological Society, London, Special Publications, 57(1), 1-11. https://doi.org/10.1144/GSL.SP.1991.057.01.01

Johnsson, M. J. (1993). The System Controlling the Composition of Clastic Sediments. In: M. J. Johnsson, A. Basu (eds.). Processes Controlling the Composition of Clastic Sediments (p. 1-19). Geological Society of America, Special Publication 284. https://doi.org/10.1130/SPE284-p1

Krumbein, W. C. (1936). Application of logarithmic moments to size-frequency distributions of sediments. Journal of Sedimentary Research, 6(1), 35-47. https://doi.org/10.1306/D4268F59-2B26-11D7-8648000102C1865D

Krzanowski, W. J. (1988). Principles of Multivariate Analysis: A User’s Perspective. Oxford: Clarendon Press, 563 p.

Loureiro, P., Koester, E., Weinberg, R., Porcher, C. C., Pimentel, M. M., Knijnik, D. (2015). Magmatic evolution of Pinheiro Machado Complex in Monte Bonito region, southern, Brazil. 8th Hutton Symposium on Granites and Related Rocks, 125. Florianópolis: SBG.

McLennan, S. M. (1993). Weathering and Global Denudation. Journal of Geology, 101(2), 295-303. https://doi.org/10.1086/648222

Mesquita, M. J. M., Gomes, M. E. B. (1991). Correlação estrutural e geoquímica de granitóides sincinemáticos à Zona de Cisalhamento Dorsal de Canguçu, RS. I Congresso Brasileiro de Geoquímica, 1, 286-290. São Paulo: CBGq.

Nesbitt, H. W., Young, G. M. (1982). Early Proterozoic climates and plate motions inferred from major element chemistry of lutites. Nature, 299(5885), 715-717. https://doi.org/10.1038/299715a0

Nesbitt, H. W., Young, G. M. (1984). Prediction of some weathering trends of plutonic and volcanic rocks based on thermodynamic and kinetic considerations. Geochimica et Cosmochimica Acta, 48(7), 1523-1534. https://doi.org/10.1016/0016-7037(84)90408-3

Nesbitt, H. W., Young, G. M. (1989). Formation and Diagenesis of Weathering Profiles. Journal of Geology, 97(2), 129-147. https://doi.org/10.1086/629290

Nesbitt, H. W., Young, G. M. (1996). Petrogenesis of sediments in the absence of chemical weathering: effects of abrasion and sorting on bulk composition and mineralogy. Sedimentology, 43(2), 341-358. https://doi.org/10.1046/j.1365-3091.1996.d01-12.x

Nesbitt, H. W., Young, G. M., McLennan, S. M., Keays, R. R. (1996). Effects of chemical weathering and sorting on the petrogenesis of siliciclastic sediments, with implications for provenance studies. Journal of Geology, 104(5), 525-542. https://doi.org/10.1086/629850

Nichols, G. (2009). Sedimentology and Stratigraphy. Chichester: John Wiley & Sons, 419 p.

Philipp, R. P. (1990). Geologia e petroquímica dos granitóides da região de Monte Bonito, Pelotas, RS. Dissertação (Mestrado). Porto Alegre: Instituto de Geociências, Programa de Pós-graduação em Geociências – Universidade Federal do Rio Grande do Sul, 231 p.

Philipp, R. P. (1998). A Evolução Geológica e Tectônica do Batólito Pelotas no Rio Grande do Sul. Tese (Doutorado). São Paulo: Instituto de Geociências, Programa de Pós-graduação em Geoquímica e Geotectônica – Universidade de São Paulo, 269 p. https://doi.org/10.11606/T.44.1998.tde-05112014-155445

Philipp, R. P., Machado, R. (2001). Suítes graníticas do Batólito Pelotas no Rio Grande do Sul: petrografia, tectônica e aspectos petrogenéticos. Brazilian Journal of Geology, 31(3), 257-266. https://doi.org/10.25249/0375-7536.2001313257266

Philipp, R. P., Machado, R. (2005). The late Neoproterozoic granitoid magmatism of the Pelotas Batholith, southern Brazil. Journal of South American Earth Sciences, 19(4), 461-478. https://doi.org/10.1016/j.jsames.2005.06.010

Philipp, R. P., Machado, R., Nardi, L. V. S., Lafon, J. M. (2002). O magmatismo granítico neoproterozóico do Batólito Pelotas no sul do Brasil: novos dados e revisão da geocronologia regional. Brazilian Journal of Geology, 32(2), 277-290. https://doi.org/10.25249/0375-7536.2002322277290

Philipp, R. P., Pimentel, M. M., Chemale Jr., F. (2016). Tectonic evolution of the Dom Feliciano Belt in southern Brazil: Geological relationships and U-Pb geochronology. Brazilian Journal of Geology, 46(Supl. 1), 83-104. https://doi.org/10.1590/2317-4889201620150016

Price, J. R., Velbel, M. A. (2003). Chemical weathering indices applied to weathering profiles developed on heterogeneous felsic metamorphic parent rocks. Chemical Geology, 202(3-4), 397-416. https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2002.11.001

Soliani Jr., E. (1986). Os dados geocronológicos do Escudo Sul-rio-grandense e suas implicações de ordem geotectônica. Tese (Doutorado). São Paulo: Instituto de Geociências, Programa de Pós-graduação em Geoquímica e Geotectônica – Universidade de São Paulo, 417 p. https://doi.org/10.11606/T.44.1986.tde-15072015-153916

Tambara, G. B. (2015). Gnaisses Piratini: magmatismo de 784 Ma no sudeste do Cinturão Dom Feliciano, RS. Dissertação (Mestrado). Porto Alegre: Instituto de Geociências, Programa de Pós-graduação em Geociências – Universidade Federal do Rio Grande do Sul, 52 p. Disponível em: <http://hdl.handle.net/10183/133657>. Acesso em: 1º dez. 2020.

Taylor, S. R., McLennan, S. M. (1985). The continental crust: its composition and evolution. Oxford: Blackwell, 312 p.

Tessari, R. I., Picada, R.S. (1966). Geologia da Quadrícula de Encruzilhada do Sul, RS. Boletim da Divisão de Fomento à Produção Mineral, 124(1), 1-147.

Vazquez, F. M. (1981). Formation of gibbsite in soils and saprolites of temperate-humid zones. Clay minerals, 16(1), 43-52. https://doi.org/10.1180/claymin.1981.016.1.03

von Eynatten, H., Barceló-Vidal, C., Pawlowsky-Glahn, V. (2003a). Composition and Discrimination of Sandstones: A Statistical Evaluation of Different Analytical Methods. Journal of Sedimentary Research, 73(1), 47-57. https://doi.org/10.1306/070102730047

von Eynatten, H., Barceló-Vidal, C., Pawlowsky-Glahn, V. (2003b). Modelling compositional change: the example of chemical weathering of granitoid rocks. Mathematical Geology, 35(3), 231-251. https://doi.org/10.1023/A:1023835513705

von Eynatten, H., Dunkl, I. (2012). Assessing the sediment factory: The role of single grain analysis. Earth-Science Reviews, 115(1-2), 97-120. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2012.08.001

von Eynatten, H., Tolosana-Delgado, R., Karius, V. (2012). Sediment generation in modern glacial settings: Grainsize and source-rock control on sediment composition. Sedimentary Geology, 280, 80-92. https://doi.org/10.1016/j.sedgeo.2012.03.008

von Eynatten, H., Tolosana-Delgado, R., Karius, V., Bachmann, K., Caracciolo, L. (2016). Sediment generation in humid Mediterranean setting: Grain-size and sourcerock control on sediment geochemistry and mineralogy (Sila Massif, Calabria). Sedimentary Geology, 336, 68-80.https://doi.org/10.1016/j.sedgeo.2015.10.008

Weltje, G. J., von Eynatten, H. (2004). Quantitative provenance analysis of sediments: review and outlook. Sedimentary Geology, 171(1-4), 1-11. https://doi.org/10.1016/j.sedgeo.2004.05.007

Wentworth, C. K. (1922). A scale of grade and class terms for clastic sediments. Journal of Geology, 30(5), 377-392. https://doi.org/10.1086/622910

Downloads

Publicado

2021-03-04

Edição

Seção

Artigos

Como Citar

Pereira, G. M., Guadagnin, F., Jelinek, A. R., & Caron, F. (2021). Composição de elementos maiores de rochas fonte, solos e sedimentos derivados de rochas graníticas em clima subtropical úmido: contribuição aos estudos de proveniência sedimentar. Geologia USP. Série Científica, 21(1), 3-21. https://doi.org/10.11606/issn.2316-9095.v21-163958

Dados de financiamento