Caracterização dos Fatores Litoestruturais Associados ao Desenvolvimento das

A partir do levantamento dos lineamentos estruturais, da base estratigráfica elaborada por Nogueira e Felinto (1982), escala 1:25.000 e do SRTM, resolução espacial 30m, elaborou- se perfis topográficos que registram o contexto litoestrutural e geomorfológico da área pesquisada. A elaboração dos perfis objetiva contextualizar as principais características fisiográficas da área onde as cavidades estão inseridas, bem como auxiliar na verificação de fatores geológicos, geomorfológicos e estruturais envolvidos no desenvolvimento das cavidades. Por isso, foram traçados três perfis segundo os trends ENE-WSW, N-S e WSW-E, que foram executados manualmente, conforme orientações técnicas do IBGE (1998) e processados no software Corel Draw X3. A definição do direcionamento dos perfis topográficos objetiva envolver a localização de todas as cavidades pesquisadas.

4.5.1. Contexto Litológico de Inserção das Cavidades

Para a caracterização litológica foi executado trabalho de campo com a finalidade de identificar as feições estruturais superficiais e selecionar locais para coleta de rochas. Esta etapa foi realizada durante os trabalhos de prospecção cárstica e também durante uma campanha de três dias, destinada exclusivamente para esta finalidade. Os pontos de coletas foram previamente definidos de forma que representassem as principais fácies do Membro Campo Sampaio, Formação Sopa-Brumadinho, priorizasse os maciços de inserção das cavidades e envolvesse pontos não contemplados em trabalhos de geologia desta área (NOGUEIRA; FELINTO, 1982; SILVA, 2010; VIEGAS, 2010). Foram selecionadas cinco amostras para elaboração de lâminas petrográficas delgadas. O serviço de laminação foi realizado no Laboratório de Petrografia do CPMTC/IGC/UFMG. A análise macroscópica das rochas foi realizada com uso de lupa 10x de aumento.

As lâminas delgadas foram analisadas e descritas com a utilização de microscópio petrográfico de luz transmitida e refletida no CPMTC/IGC/UFMG. A análise petrográfica envolveu a descrição de informações como o tipo e percentual da composição mineralógica, presença de microestruturas internas e fotomicrografia das lâminas com nicóis cruzados,

aumento 2,5x. Esses dados foram correlacionados com o contexto geográfico da área e verificados as suas relações com o surgimento das cavidades investigadas.

Os dados litológicos foram analisados conforme a composição mineralógica, porosidade primária e granulometria. As discussões envolveram a correlação com estudos quantitativos da composição geoquímica de diferentes fácies da Formação Sopa Brumadinho na área de estudo, que foram demonstrados por outros autores: quartzitos (Rodet et al. 2009) e clastos ferruginosos dos ortoconglomerados (Silva, 2010). As informações obtidas neste estudo também foram discutidas com base nas prerrogativas de Ford e Williams (2007) quanto à influência da litologia no desenvolvimento de feições cársticas em rochas siliciclásticas. E, por fim, foram correlacionadas com estudos sobre cavidades em quartzito no Brasil, como os trabalhos de Corrêa Neto et al. (1993, 1997), Corrêa Neto (1997), Silva (2004) e Fabri (2011).

4.5.2. Contexto Estrutural de Inserção das Cavidades

A caracterização do contexto estrutural de inserção das cavidades investigadas foi realizada através de um conjunto de procedimentos que envolveram a análise de: a) direção dos lineamentos estruturais na área externa ou superficial; b) direção dos planos de fratura no interior das cavidades; c) direção e mergulho dos planos de acamamento na superfície e no interior de algumas cavidades; d) direção e mergulho da xistosidade; e) direção dos condutos das cavidades. Além disso, realizou-se a análise de curvas fluviais anômalas.

Para o levantamento da direção dos lineamentos estruturais na área externa ou superficial realizou-se a interpretação de fotografias aéreas do Projeto Serra do Espinhaço (DNPM/CPRM, 1979). As fotografias aéreas 384 e 385 deste projeto foram interpoladas, georreferenciadas no software ArcGis 9.3 e interpretadas nas bandas RGB 213 para identificação dos lineamentos estruturais. A identificação e vetorização dos lineamentos foram organizadas segundo o direcionamento estrutural e teve como base metodológica os procedimentos de fotogeologia indicados por Lopez Vergara (1978) e Andrades Filho e Fonseca (2009). As imagens do Google Earth da região também foram georreferenciadas no ArcGis 9.3 e interpretadas nas bandas RGB 213 para identificação dos lineamentos estruturais que não foram visualizados nas fotografias aéreas, devido, entre outros fatores, à presença de nuvens. Além disso, foram interpretados lineamentos estruturais em imagens de satélite RapidEye, obtidas em 2010, com resolução espacial de 5m, resolução radiométrica 12 bits, sensor multiespectral, comprimento de onda entre 440nm e 850nm, órbita 233, ponto 0621,

nível 3 e ortorretificadas. As imagens foram disponibilizadas pelo Núcleo de Geoprocessamento da Fundação Estadual do Meio Ambiente (NDG/ FEAM). Essas imagens foram processadas no software ArcGis 9.3 com a ferramenta Hillshade, orientadas segundo os azimutes de iluminação 45, 90, 180, 270 e 315, a altitude de todos os ângulos foi 45 graus e o fator Z equivaleu a 1m.

A partir dos dados estruturais interpretados e vetorizados, tabularam-se as direções dos lineamentos, elaborou-se o mapa de lineamentos estruturais e gerou-se o diagrama de rosetas para representar os padrões estruturais preferenciais na área de estudo. Este procedimento foi realizado no software Stereo32 versão 1.0.3.

Para análise de curvas fluviais anômalas na área superficial, foram utilizadas imagens de satélite RapidEye, interpretadas nas bandas RGB 154 no software ArcGis 9.3. Essas imagens também foram processadas com a ferramenta Hillshade do software ArcGis 9.3 para análise do direcionamento dos segmentos fluviais superficiais. Esses direcionamentos foram agrupados segundo os trends SW, SE, NE, S e N e, para isso, os azimutes de iluminação Hillshade foram, respectivamente, 230, 120, 60, 180 e 0; a altitude para todos os ângulos foi 45 graus e o fator Z equivaleu a 1m. Após a interpretação da distribuição espacial do direcionamento dos segmentos fluviais superficiais, as informações obtidas foram processadas no software Stereo32 versão 1.0.3, que gerou o diagrama de rosetas, e no software Excel 2007, que gerou o gráfico das informações levantadas. Os procedimentos utilizados para as análises hidrológicas visam identificar a relação entre as respostas dos comportamentos hidrológicos ao contexto litoestrutural e geomorfológico. Desta forma, os dados obtidos nesta etapa, associados às informações geológicas e geomorfológicas, podem indicar a relação desses indicadores com o desenvolvimento das feições cársticas na área pesquisada.

A aferição da direção e mergulho dos planos de acamamento e xistosidade foi realizada em campo durante a campanha de campo para caracterização litológica local. Para isso, utilizou-se a bússola Brunton e procurou-se envolver diferentes unidades geológicas da área pesquisada. Os resultados obtidos foram tabulados e processados no software Stereo32 1.0.3, organizados em classes de 10º.

A aferição da direção dos planos de fratura no interior das cavidades foi realizada durante trabalho de campo de cinco dias com esta finalidade. Para isso, utilizou-se a bússola Brunton devidamente calibrada para a região. Os resultados obtidos foram registrados em ficha elaborada para esta finalidade e a direção e a localização dessas estruturas geológicas foram mapeadas na planta baixa de topografia das cavidades. Os dados da análise estrutural foram processados no software Stereo32 1.0.3, que gerou o diagrama de rosetas e o mapa

topográfico da cavidade com a localização dos lineamentos estruturais foi processado no software Corel Draw X3.

A análise da direção dos condutos das cavidades foi realizada a partir da manipulação da planta baixa das cavidades. Este procedimento foi realizado manualmente com o uso de transferidor e registrado em planilha elaborada para esta finalidade. Os resultados obtidos foram processados no software Stereo32 1.0.3 que fornece o diagrama de rosetas.

A partir dos dados obtidos foi realizada a correlação entre a direção dos condutos, direção dos planos de fratura no interior das cavidades para cada uma das cavidades especificamente. Estes dados foram correlacionados também com a morfologia dos condutos e padrão planimétrico das cavidades.

Posteriormente foi executada a correlação de dados de direção dos planos de acamamento presentes em todas as cavidades, com a direção dos condutos de todas as cavidades, a direção dos lineamentos estruturais superficiais, a direção e mergulho dos planos de acamamento e xistosidade. Este procedimento visa a interpretação geral de comportamento estrutural na área de estudo e a relação destes com as cavidades investigadas. Por fim, os dados estruturais foram: a) discutidos segundo as prerrogativas clássicas de Dreybrodt (1998), Ford e Williams (2007) e Palmer (2009); b) correlacionados com os dados estruturais para outras cavidades desenvolvidas em quartzito no Brasil, conforme Corrêa Neto et al. (1997), Corrêa Neto (1997), Silva (2004) e Fabri (2011).

4.5.3. Contexto Geomorfológico de Inserção das Cavidades

A análise do contexto geomorfológico de inserção das cavidades ocorreu a partir da elaboração de: a) modelo digital de elevação (MDE), b) mapa geomorfológico da área de estudo, c) perfis topográficos das vertentes onde se localizam as cavidades analisadas e d) cálculo do gradiente de relevo local e regional de inserção das cavidades.

O MDE foi gerado a partir de curvas de nível com equidistância 30m. O mapa geomorfológico da área de estudo foi elaborado a partir da interpolação de imagens SRTM resolução espacial de 30m, do MDE e com base em imagens de satélite RapidEye resolução espacial 5m. Os perfis topográficos das vertentes de inserção das cavidades foram elaborados a partir de curvas de nível com equidistância de 50m, executado conforme os procedimentos indicados pelo IBGE (1997) e processados no software Corel Draw X3. O gradiente de relevo local de inserção das cavidades foi calculado conforme procedimentos indicados pelo IBGE (1997), através da EQUAÇÃO 4.5.1:

[(Amax – Amin)/D] . 100 Amax: altitude máxima

Amin: altitude mínima D: distância

EQUAÇÃO 4.5.1 - Cálculo de gradiente do relevo local

Os resultados obtidos a partir deste procedimento foram cruzados com os dados de projeção horizontal, desnível, a fim de verificar a relação entre estes indicadores. Por fim, realizaram-se discussões com outros trabalhos sobre esse tema.

4.5.4. Contexto Geográfico de Inserção das Feições Cársticas

A análise sintética do contexto geográfico da área de estudo foi realizada com base na interpretação de todos os resultados obtidos e sua associação com estudos sobre as taxas de lixiviação de sílica (SANTOS, 2012) e taxas de concentração química dissolvida e de denundação (BARRETO, 2012) nos limites da área de estudo. Com base nos processos envolvidos no desenvolvimento de feições cársticas em rochas siliciclásticas, conforme aponta Martini (1974, 1979) e Urbani (1984) e na interpretação geral da área estudada elaborou-se e discutiu-se uma hipótese de formação das feições cárstica na região SE de Diamantina. A hipótese construída foi representada através de bloco diagramas processados no software Corel Draw X3.