Uso de sedimentos de corrente (amostragem de baixa densidade) na caracterização geoquímica das bacias dos rios Vouga e Mira: implicações em cartografia geoquímica regional

Abstract

Com o presente estudo pretende-se: 1) caracterizar e comparar duas bacias hidrográficas, em termos geoquímicos, utilizando sedimentos de corrente como meio amostral, colhidos em rede de baixa densidade e analizados para um grande número de elementos (32); e 2) verificar a viabilidade da aplicação de toda a metodologia do trabalho, em especial a de amostragem, à cartografia geoquímica nacional, em relação com um programa internacional de cartografia desse tipo. As bacias escolhidas foram a do rio Mira (1600 km2) e a do rio Vouga (3000 km2). A primeira está situada na Zona Sul-Portuguesa e a segunda, essencialmente na Zona CentroIbérica. Estas duas zonas são geologicamente distintas, apresentando também diferenças significativas ao nível de províncias mineralizadas. Foram colhidas amostras compósitas em 17 locais de amostragem, 6 na bacia do Mira e 11 na do Vouga, correspondendo a uma densidade de amostragem média de 1 local/270 km2. Cada um destes locais de amostragem corresponde a uma sub-bacia de drenagem com uma área de 150 ± 50 km2. Cada amostra compósita (mistura de 5 sub-amostras colhidas ao longo de 200 metros a fim de minimizar a variabilidade no local de amostragem) foi colhida em duplicado, de modo a poder avaliar-se o erro de amostragem, tendo sofrido preparação física adequada à obtenção de duas fracções granulométricas: 180 μm (80 mesh) e 60 μm (230 mesh). Ambas as fracções foram analisadas por ICP-EOE depois de uma digestão com água régia durante uma hora. Todas as amostras duplas de ambas as fracções foram analisadas duas vezes, tendo sido ainda repetida sete vezes a análise de apenas uma das fracções de três amostras escolhidas aleatoriamente para controlo da qualidade analítica. Como resultado de uma avaliação cuidada dos resultados vindos do laboratório, foram seleccionados 20 elementos (AI, As, Ba, Ca, Co, Cr, Cu, Fe, K, La, Mg, Mn, Ni, P, Pb, Sr, Th, Ti, V e Zn) para estudos estatísticos simples, tendo sido excluídos os restantes 12 (Ag, Au, B, Bi, Cd, Hg, Mo, Na, Sb, TI, U e W). Em termos gerais pode dizer-se que o erro combinado de amostragem e análise e o erro de análise não são muito elevados para o conjunto dos dados. A avaliação estatística das diferenças entre a variância total dos dados e a variância do erro total mostra o seguinte: na bacia do rio Mira não se encontram diferenças significativas para AI, As, Ca, Cr, Cu, K e V, essencialmente devido à baixa variabilidade dos dados; na bacia do rio Vouga todos os elementos apresentam diferenças significativas; para o Th não se podem tirar conclusões procedentes deste estudo, em qualquer das bacias, devido ao elevado erro analítico. Comparando as duas fracções granulométricas podemos afirmar que a variância do erro no conjunto dos dados das duas bacias é ligeiramente menor na fracção mais fina. Na bacia do Mira: a) a variância do erro combinado de amostragem e de análise é ligeiramente maior na fracção mais fina para a maioria dos elementos; b) a variância do erro analítico também é, em geral, ligeiramente maior na fracção mais fina; c) o erro de amostragem é ligeiramente maior na fracção mais fina para As, La e Pb; maior na fracção mais grosseira para K, Sr e V; e bastante semelhante para os restantes elementos. Na bacia do Vouga: a) a variância do erro combinado de amostragem e de análise é ligeiramente maior na fracção mais grosseira para a maioria dos elementos; b) a variância do erro analítico é mais elevada na fracção mais fina para Ca, Co, Mn e Sr e mais baixa para As, Cr, Cu, V e Zn. Para os restantes elementos não se verificam diferenças a assinalar; c) o erro de amostragem é maior na fracção mais grosseira para todos os elementos excepto Zn. Considerando as diferenças no teor médio entre as duas fracções, nos dados totais, foram encontradas diferenças significativas para AI, Ba, Ca, Cu, Fe, La, Mg, P, Pb, Sr e V, correspondendo à fracção fina os teores médios mais elevados. Não se encontraram diferenças significativas para os restantes elementos. Na bacia do Vouga o teor médio na fracção fina é, em geral, significativamente superior ao da fracção mais grosseira. Nos dados da bacia do Mira não se encontram diferenças significativas quanto ao teor médio. Quanto a diferenças geoquímicas entre as duas bacias, elas são visíveis para os seguintes elementos: a) Ag, B, Ti, U e W, cujos teores em todas as amostras da bacia do rio Mira (excepto uma, no caso de Ag) estão abaixo do limite de detecção. Ao contrário, mais de 50% das amostras do rio Vouga (30%, no caso do U) têm teores acima do limite de detecção, pelo menos para uma fracção. b) Todos os elementos apresentam maior variabilidade total dos dados na bacia do Vouga, excepto Mn, para o qual acontece o contrário. c) As amostras da bacia do rio Mira são enriquecidas em Co, Fe, Mn e Ni e as do Vouga são enriquecidas em As, Ba, K, La, P e Th (além de Ag, B, Ti, U e W já mencionadas). Estas diferenças são significativas para ambas as fracções. Observam-se alguns padrões de distribuição geoquímica. Na bacia do Vouga: a) Al-K- Ti-W por um lado e Ag-Cu por outro, apresentam padrões de distribuição espacial semelhantes; b) os teores elevados em AI, K, Ti, Th e La (?), por um lado e teores elevados em W e U nalgumas amostras, por outro, traduzem respectivamente a importância dos granitóides na sua composição e a ocorrência de mineralizações de W e U associadas a estas rochas; c) a ocorrência de mineralizações de sulfuretos está muito provavelmente reflectida nos altos teores de Ag, As, Co, Cu, Pb, Ni e Zn; d) a ocorrência de formações calcárias numa das sub-bacias onde existe uma mineralização de Mn tem correspondência nos altos teores de Ba, Ca, Mn e Sr da correspondente amostra; e) algumas amostras têm altos teores nalguns elementos, entre os quais, Cr, Mg, Ni, P e Pb, que não são facilmente explicáveis apenas com aspectos geológicos. A indústria metalúrgica (Cr, Mg, Ni, Pb), comum nalgumas áreas da bacia, e a actividade agrícola (P) poderão ser factores a ter em conta. Na bacia do Mira: a) as mineralizações de Fe-Mn e de Pb-Zn-Cu associadas ao complexo vulcano-silicioso, estão reflectidas no enriquecimento da amostra correspondente em Fe, Mn, Pb e Zn. O teor elevado em Mn noutra amostra da bacia deverá reflectir outra ocorrência de mineralização em Fe-Mn; b) além dos elementos referidos, os que melhor diferenciam o complexo vulcano-sedimentar das restantes formações da bacia são Ag, As, Ba, Sr, Ca, Cd e P; c) duas das amostras mostram relativo enriquecimento em Ba, Mg e Pb, não sendo facilmente explicadas apenas por factores geológicos. Os resultados deste estudo indicam que a amostragem e análise multi-elementar de sedimentos de corrente com uma densidade de 1 local de amostragem/200 km2, dando cerca de 450 locais de amostragem em Portugal continental, originariam padrões de variação para um grande número de elementos, que poderiam ser relacionados com a litologia, províncias mineralizadas e poluição. A inclusão de outros meios de amostragem tais como solos, aluvião e água, dariam por certo mais e melhor informação acerca da geoquímica do ambiente secundário em Portugal a incluir com segurança no programa internacional de cartografia em curso.