Análise granulométrica e morfométrica do material

Em campo, foram coletadas amostras de material de todas as camadas e/ou horizontes identificados em cada seção estratigráfica para análises granulométricas. Essas análises se basearam em métodos tradicionais da Sedimentologia – peneiramento da fração grossa (cascalho e areia) e pipetagem da fração fina (silte e argila) – abordados detalhadamente por Suguio (1973, p. 45-55) e Gale & Hoare (1991, p. 82-94). Depois das etapas de secagem, desagregação e quarteamento, as amostras foram pesadas em balança com precisão de 0,0001 g; em seguida, foram lavadas com água destilada para separar as frações grossa e fina, por meio de peneira com abertura de 0,062 mm. Retidos na peneira, cascalhos e areias foram levados para secar em estufa, à temperatura de 70°C. O material fino ficou contido em provetas de 1.000 ml, às quais se adicionou aproximadamente 0,1 g de dispersante – pirofosfato de sódio (Na4P2O7). Decorridas 24 horas, o conteúdo das

provetas foi agitado manualmente; após cerca de 2 horas e 3 minutos, 20 ml da suspensão foram retirados de cada proveta com auxílio de pipeta e colocados em estufa na temperatura de 60°C. Desse modo, foi possível determinar a quantidade total de argila (< 0,004 mm) e calcular o conteúdo total de silte (0,062 – 0,004 mm) da amostra. Finalmente, a fração grossa foi peneirada em intervalos de 1 phi (Φ). Esses procedimentos foram realizados no Laboratório de Análises Sedimentológicas do Centro de Estudos de Geologia Costeira e Oceânica do Instituto de Geociências da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (CECO-UFRGS), sob a orientação do técnico Gilberto Silveira dos Santos.

As análises granulométricas de unidades constituídas predominantemente por cascalhos, com ocorrência significativa de blocos e/ou matacões (> 64 mm), foram realizadas parcialmente em campo. De acordo com Bunte & Abt (2001, p. 32), para fornecer medida confiável da distribuição estatística de tamanhos de grão, a amostra deve ter entre 20 e 100 vezes a massa dos maiores clastos encontrados no material. Entretanto, esses valores de referência são calculados para partículas grandes que ocorrem em quantidades significativas, e não necessariamente para o cascalho de tamanho maior. Neste trabalho, embora se tenha coletado um matacão (> 256 mm) em duas unidades distintas, a classe granulométrica mais representativa geralmente correspondeu ao intervalo de 64 a 256 mm (blocos); portanto, todas as amostras de clastos rudáceos tiveram massa entre 55 e 170 kg. Na impossibilidade de transportar esse volume de material para o laboratório, o peneiramento e a pesagem de partículas maiores do que 16 mm foram efetuados em campo. Os procedimentos se basearam nas instruções de Bunte & Abt (2001, p. 32-34). Depois de coletadas, as amostras foram espalhadas sobre lona plástica de cor preta, com dimensões de 2,5 x 2,5 m, para secar sob o sol (Fig. 20). Decorridas algumas horas, as frações menores – areia, silte e argila – foram removidas da superfície dos cascalhos, por meio de escovação e raspagem com faca. Em seguida, os clastos rudáceos foram peneirados em conjunto de peneiras com aberturas de 256, 128, 64, 32 e 16 mm, confeccionadas a partir de cinco formas de alumínio de 40 x 26 x 5,5 cm (Fig. 21). Os clastos rudáceos correspondentes a cada intervalo de 1 phi foram pesados em balança com precisão de 25 g. Finalmente, o material com tamanho inferior a 16 mm foi quarteado até produzir amostra de 6 a 8 kg, que foi levada ao laboratório para análise granulométrica convencional.

Figura 20 – Amostra de cascalhos com aproximadamente 103 kg de massa, espalhada sobre lona plástica preta para secar ao sol (foto do autor).

Figura 21 – Peneiras feitas em formas de alumínio, com aberturas de 256, 128, 64, 32 e 16 mm (da esquerda para a direita) (foto do autor).

Os resultados obtidos nas análises granulométricas foram apresentados em curvas de frequência simples e diagramas triangulares. Segundo Krumbein (1934, p. 67-69), as curvas de frequência simples são mais adequadas do que os histogramas para representar a variação contínua de tamanhos de grão, pois tendem a manter a forma independentemente do intervalo das classes granulométricas. A classificação de cascalhos e areias em frações inteiras (1 phi) e a determinação das quantidades totais de silte e argila resultariam em curvas de frequência acumulada com muitas imperfeições e, consequentemente, introduziriam erros significativos no cálculo de parâmetros estatísticos tradicionais, como diâmetro médio, mediana, grau de seleção, assimetria e curtose. Assim, a única medida estatística utilizada no presente trabalho foi a moda, estimada pela análise da curva de frequência simples. A textura dos materiais foi avaliada por meio dos diagramas triangulares de Blair & McPherson (1999, p. 9) e Flemming (2000, p. 1132), que se destinam a amostras com percentuais de clastos rudáceos superiores e inferiores a 1%, respectivamente (Figs. 22 e 23). Nos dois diagramas, as diferentes classes texturais são definidas em função do conteúdo de partículas grossas – cascalho ou areia – da amostra, possibilitando interpretar as condições hidrodinâmicas associadas a ambientes deposicionais ou fácies distintas. Em áreas de cabeceiras de vale, Oliveira & Lima (2004) conseguiram diferenciar sedimentos aluviais, coluviais e paleossolos aplicando o diagrama de Flemming (2000). Nesta pesquisa, as informações obtidas nas curvas de frequência simples e nos diagramas triangulares foram analisadas conjuntamente, para caracterizar unidades sedimentares e pedológicas no médio curso do Rio Pardo. As curvas de frequência simples foram elaboradas no Microsoft Office Excel 2007, enquanto os diagramas triangulares foram confeccionados no programa Triplot versão 4.1.1., desenvolvido por Todd Thompson Software.

Figura 22 – Diagrama triangular de Blair & McPherson (1999) e as respectivas classes texturais, utilizado para amostras com mais de 1% de cascalhos.

Figura 23 – Diagrama triangular de Flemming (2000) e as respectivas classes texturais, utilizado para amostras com menos de 1% de cascalhos.

Também foram determinados o arredondamento, a forma e a esfericidade de cascalhos. A primeira propriedade foi obtida pela comparação visual da silhueta do plano de projeção máxima – formado pelos eixos maior (a) e intermediário (b) – de cada partícula com conjunto de imagens-padrão, que representa nove classes de arredondamento (Fig. 24; KRUMBEIN, 1941, p. 69). No total, foram avaliados cem clastos rudáceos, com diâmetro médio entre 32 e 128 mm e de litologias distintas, em unidades constituídas predominantemente por cascalhos. Adicionalmente, foram medidos os três eixos dessas

partículas – eixo maior (a), eixo intermediário (b) e eixo menor (c) – com auxílio de paquímetro. Assim, foi possível calcular duas razões (c/a; (a-b)/(a-c)), e representar os valores no diagrama triangular de forma-esfericidade proposto por Sneed & Folk (1958, p. 119; Fig. 25). Além de classificar a forma dos clastos rudáceos em dez categorias, o diagrama tem linhas de isoesfericidade, o que permite estimar a esfericidade de projeção máxima das partículas (SNEED & FOLK, 1958, p. 118-119), por meio de intervalos ou da interpolação da posição da amostra. Embora sejam afetadas por vários fatores, as características morfométricas de populações de cascalhos foram utilizadas no presente estudo como indicadoras do agente, do modo e da distância de transporte do material (SNEED & FOLK, 1958, p. 148-149; GALE & HOARE, 1991, p. 109-113; BENN & BALLANTYNE, 1993, p. 670). O diagrama triangular de forma-esfericidade foi gerado no Tri-plot versão 1.4 – pasta de trabalho do programa Microsoft Office Excel, criada por Graham & Midgley (2000).

Figura 24 – Carta para determinação visual do arredondamento de cascalhos (KRUMBEIN, 1941).

Figura 25 – Diagrama triangular de forma-esfericidade de Sneed & Folk (1958) e as respectivas classes morfológicas. As letras a, b, c designam os três eixos do cascalho – maior, intermediário e menor, respectivamente – enquanto as linhas tracejadas representam as curvas de isoesfericidade.