DEPARTAMENTO DE GEOLOGIA – CURSO DE GEOLOGIA TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO (GEO0421)
AVALIAÇÃO DE AMBIENTES DE MANGUE E PRAIA/ILHA-BARREIRA QUANTO A CONTAMINAÇÃO POR MATERIAL DE EMPRÉSTIMO ATRAVÉS
DE ANÁLISES ESTATÍSTICAS, MACAU-RN
Autor:
Paulo Linarde Dantas Mascena Orientador:
Prof. Dr. Germano Melo Júnior (DG-CCET/UFRN) Coorientadora:
Profa. Dra. Helenice Vital (DG-CCET/UFRN)
NATAL/RN DEZEMBRO DE 2020
DEPARTAMENTO DE GEOLOGIA – CURSO DE GEOLOGIA TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO (GEO0421)
AVALIAÇÃO DE AMBIENTES DE MANGUE E PRAIA/ILHA-BARREIRA QUANTO A CONTAMINAÇÃO POR MATERIAL DE EMPRÉSTIMO ATRAVÉS
DE ANÁLISES ESTATÍSTICAS, MACAU-RN
Autor:
Paulo Linarde Dantas Mascena Relatório de graduação apresentado
como requisito obrigatório para obtenção do grau de Bacharel em Geologia pela UFRN.
Banca Examinadora:
Prof. Dr. Germano Melo Júnior (DG-CCET/UFRN – Orientador) Profa. Dra. Helenice Vital (DG-CCET/UFRN – Membro Interno)
Dr. André Giskard Aquino da Silva (Membro Externo)
NATAL/RN DEZEMBRO DE 2020
Este relatório é a etapa final de uma caminhada de longos 7 anos dentro do curso de geologia da UFRN, no qual tive a oportunidade de passar por diversas experiências inesquecíveis que me enriqueceram pessoalmente, profissionalmente e academicamente. Dessa forma, gostaria de estender os agradecimentos a algumas pessoas e entidades que tornaram a realização deste sonho possível.
Primeiramente, agradeço a Deus por me dar o dom da persistência, da perseverança, da força de vontade, da coragem, e sobretudo da vida. Além disso, por também colocar pessoas tão especiais e maravilhosas em meu caminho.
Ao meu orientador, Prof. Dr. Germano Melo Júnior, por me ter como seu orientando e disponibilizar o seu tempo e me atender sempre que podia e da melhor forma possível, com atenção e bom humor, tirando dúvidas, fazendo críticas construtivas, debatendo os rumos do trabalho e me guiando nesta etapa final decisiva de todo estudante de graduação. Voglio anche ringraziarti per il tuo aiuto con le conversazioni in italiano, grazie mille, professore! E como o senhor mesmo diz: “Não é porque os outros erram que você tem que errar também, faça seu próprio caminho!”.
À minha coorientadora, Profa. Dra. Helenice Vital, por me dar a oportunidade de ingressar nesse projeto e me acolher no GGEMMA, por me fornecer o material bibliográfico necessário para a condução do trabalho, pelas discussões acerca da área de estudo, e, sobretudo, pela ajuda com as dificuldades. Muito obrigado, professora!
Ao Laboratório de Geologia e Geofísica Marinha e Monitoramento Ambiental (GGEMMA) por fornecer o espaço de trabalho, equipamento e a licença do software
Statistica® necessários para condução deste relatório.
À PETROBRAS pelo fornecimento dos dados dos testemunhos para realização da avaliação estatística, parte importante deste trabalho.
À UFRN, através do projeto DESENVOLVIMENTO DE PROTOCOLO DE AVALIAÇÃO AMBIENTAL NO CAMPO DE SERRA, MACAU – RN, PARA CARACTERÍZAÇÃO FÍSICA E TEXTURAL DE PERFIS PEDOLÓGICOS / SEDIMENTOLÓGICOS (FUNPEC/UFRN/CAMPO SERRA 26209), pela concessão de Bolsa de Pesquisa ITI-A e pelo apoio financeiro necessário ao desenvolvimento deste trabalho. Ao Prof. Dr. Narendra Kumar Srivastava, e a Profa. Doutora Marcela Marques Vieira, por me darem a oportunidade de trabalhar no laboratório de paleontologia do departamento de
Ao Prof. Dr Frederico Castro Jobim Vilalva pela oportunidade de trabalhar como monitor junto ao laboratório de mineralogia e petrografia do departamento de geologia, e também por me ajudar de forma importantíssima no processo de seleção do intercâmbio através do programa Ciência Sem Fronteiras, sendo esta a maior experiência até agora em minha vida. À toda a equipe GGEMMA pelo suporte durante todos esses meses no qual estive trabalhando por lá, em especial ao Francisco Nicodemos da Silva Júnior, João Paulo Ferreira da Silva, Arthur Gerard Souza, André Giskard Aquino da Silva, Thiago Augusto Bezerra Ferreira, Fernando Góis Smith, Luan Kawe Silva, Sarah Alves dos Santos, Flávia Valânea Souza Belchior, Carla Almeida Lago Montenegro, Úrsula Martin Damasceno, Khalil Bow-Ltaif Garcia e Vanessa Costa, obrigado a todos pelas divertidas e descontraídas conversas.
Aos meus companheiros de campo e colegas de turma com quem sempre estive compartilhando minha vida acadêmica e parte da minha vida pessoal, em especial a Marcos Vinicius Gomes Jacinto, Luiz Henrique Lira de Oliveira, Thiago da Cunha Rodrigues, Kim Frana Kunz, Alana Régia Dantas, Cícero Rodrigo da Silva, Kimmolly Ferrari Ferreira, Marcella Samylla de Miranda Silva, Larize Bezerra de Melo e Derick Giordano Feitosa Guerra. Muito obrigado a todos!
Aos amigos que fiz durante a graduação e alguns até mesmo antes de entrar na UFRN, já durante o curso técnico no IFRN, em especial, Rennan Matheus Fernandes Medeiros, Genilson Ribeiro da Silva, José Romero dos Santos Silva Júnior, e Wagner Pereira dos Santos. Muito obrigado por estarem sempre presentes e por me apoiarem até o fim!
À minha família por todo o apoio e sacrifício nesses 7 árduos anos de graduação, sempre sendo o alicerce maior da minha vida. Ao meu pai, seu Paulo Iran Mascena de Lima, à minha mãe, dona Lindaura Dantas da Silva, à minha avó paterna e também minha segunda mãe, Dona Julieta Mascena Barbosa, à minha amada irmã, Lia Maria Dantas Mascena, muito obrigado pelo amor e confiança de vocês, amo muito todos vocês!
Por fim, deixei o último e mais especial agradecimento à pessoa que mais admiro, por quem tenho o maior carinho, com quem tive a honra de dividir a minha vida por tanto tempo, a pessoa que é a minha melhor amiga, que sempre me compreendeu, me respeitou, me apoiou e me guiou desde que entrou em minha vida. Aquela que me levantou quando eu caí, aquela que caminhou comigo em todos os momentos difíceis dessa jornada, aquela que mesmo a 8000 km de distância estava mais perto de mim do que qualquer um, aquela com quem sempre pude contar para tudo, desde os menores até os maiores problemas. Nunca vou esquecer de quando
confortou, e me disse para continuar até o fim. Stephannie Nídia Santos Braga, essa vitória eu dedico a você, porque foi graças a ti que cheguei até aqui.
Serra levanta a possibilidade de alteração textural e composicional de depósitos de ambientes de mangue e praia localizados no alcance de atuação dos agentes costeiros. O Campo Serra é reconhecidamente um dos hotspots de erosão costeira do litoral do Rio Grande do Norte, locais onde os agentes costeiros (ondas e correntes de maré) atuam mais intensamente, e por esse motivo, levanta a possibilidade de erosão desse material, seu posterior transporte e deposição em trechos de mangue e praia. Para analisar o impacto de uma possível alteração pelo material de empréstimo conduziu-se um estudo de campo no qual foram coletados testemunhos em ambiente de mangue e de praia. Nesse estudo são selecionados oito trechos no total, sendo quatro em ambiente de mangue e quatro em ambiente de praia, com três trechos suspeitos de alteração e um trecho de referência para comparação em cada ambiente. Em cada trecho há três sondagens, totalizando 24 testemunhos, que por sua vez são subdivididos em quatro intervalos equidistantes para a retirada de amostras a fim de realizar análises laboratoriais, resultando em 93 amostras, uma vez que três sondagens (CM2B, CM3A e CPrI3B) não conseguiram atingir um metro de profundidade, logo, recuperando somente três amostras. As análises laboratoriais dessas amostras geraram os dados utilizados na realização da avaliação estatística que é o escopo do presente trabalho. Os dados são organizados em três categorias para entendimento do nível de alteração proporcionado pelos materiais de empréstimo: variáveis granulométricas, composicionais e geoquímicas. As variáveis granulométricas se referem às proporções em phi do grau de selecionamento e mediana granulométrica dos sedimentos, bem como às porcentagens de cascalho, areia MGGM (muito grossa, grossa e média), areia MFF (muito fina e fina) e lama. As variáveis composicionais englobam as porcentagens de sedimentos siliciclásticos e carbonáticos, matéria orgânica, fragmentos de rocha, minerais pesados e quartzo. As variáveis geoquímicas compreendem a concentração em partes por milhão (ppm) dos elementos urânio, tório e potássio. Além da unidade de coregama que avalia a granulometria das amostras. A avaliação estatística consiste em uma parte descritiva, com a produção de sumários estatísticos para os dois ambientes analisados considerando média aritmética, mediana, valor mínimo, valor máximo, desvio padrão, coeficiente de variação e assimetria. Os perfis verticais produzidos na avaliação verificam o comportamento das variáveis com a profundidade, além dos diagramas de caixa para analisar a variabilidade dos dados em cada trecho. A avaliação estatística também consistiu na condução dos testes não-paramétricos de Kruskal-Wallis e comparações múltiplas com o objetivo de identificar um ou mais trechos que sejam diferentes dos demais através da detecção de discrepâncias entre as distribuições de dados nesses trechos. A parte inferencial da avaliação estatística consistiu na interpretação integrada dos resultados estatísticos, e a partir dessa etapa a conclusão é de que o material de empréstimo não altera texturalmente e/ou composicionalmente trechos de mangue e praia, por não mostrarem indícios suficientes para sua confirmação, apesar da suspeita inicial sobre CPrI1 e CM2.
bases arises the possibility of textural and compositional alteration of mangrove and beach environments located within reach of coastal forces. The Serra Oil Field is known to be a coastal erosion hotspot in the Rio Grande do Norte coast, locations where coastal forces (waves and tidal currents) work on an intensely way, hence arising the possibility of erosion of those materials, and its subsequent transport and deposition in mangrove and beach zones. To assess the impact of a possible alteration by the loan material a field study was conducted in the area in which core samples were collected in both beach and mangrove environments. In this study, a total of eight areas are selected, being four mangrove areas and four beach areas, three areas with possible alteration and one standard area for comparison for each environment. In each environment there are three core drillings, making a total of 24 core samples, which in turn are grouped in four equidistant ranges for sampling in order to do lab analysis, which resulted in 93 samples, since three core drillings (CM2B, CM3A and CPrI3B) could not reach 1 meter depth, therefore, only three samples were retrieved. The results of the lab’s analysis of those samples generated the data used for the statistical assessment which is the scope of the present work. The data are organized into three categories for a better understanding of the alteration level provided by the loan material: granulometric variables, compositional variables, and geochemical variables. The granulometric variables refer to the phi proportions of sorting degree and granulometric median, as well as the percentages of gravel, VCCM (very coarse, coarse and medium) sand, VFF (very fine and fine) sand and clay. The compositional variables comprise the percentages of siliciclastic and carbonate sediments, organic matter, rock fragments, heavy minerals, and quartz. The geochemical variables comprise the amounts of the elements uranium, thorium, and potassium expressed in parts per million (ppm). Besides that, the coregama unit assesses the samples’ granulometry. The statistical assessment consists of a descriptive statistics stage with the making of statistical summaries for the two analyzed environments considering arithmetic mean, median, minimum value, maximum value, standard deviation, coefficient of variation, and skewness. The vertical profiles produced within the assessment verify the variables pattern with depth, in addition to, the box plots analyze the data variability in each area. The statistical assessment also consisted of nonparametric testing through the Kruskal-Wallis and multiple independent samples comparison tests aiming to identify one or more different areas from the rest through discrepancy detection among the distribution of the variables on these locations. The inferential stage of the statistical assessment consisted in the integrated interpretation of the results and from that stage the conclusion is that the loan material texturally and compositionally does not alter both the mangrove and beach areas, once they do not present enough traces despite the early suspicion about CPrI1 and CM2. Key words: loan material, alteration, statistical assessment, mangrove, beach.
RESUMO ... 6
ABSTRACT ... 7
1. INTRODUÇÃO ... 16
1.1 JUSTIFICATIVA E OBJETIVOS ... 16
1.2 LOCALIZAÇÃO ... 18
2. CONTEXTO GEOLÓGICO REGIONAL ... 19
2.1 LITOESTRATIGRAFIA DA BACIA POTIGUAR ... 19
2.1.1 Grupo Areia Branca ... 21
2.1.2 Grupo Apodi ... 21
2.1.3 Grupo Agulha ... 21
2.1.4 Magmatismo na Bacia Potiguar ... 21
2.2 CONTEXTO GEOLÓGICO LOCAL ... 22
2.2.1 Grupo Barreiras (Enb) ... 23
2.2.2 Depósitos Aluvionares Antigos (N3a) ... 23
2.2.3 Depósitos Flúvio-Marinhos (N34fm) ... 23
2.2.4 Depósitos Aluvionares (N4a) ... 24
2.2.5 Depósitos de Mangue (N4m) ... 24
2.2.6 Depósitos Eólicos Litorâneos Vegetados e Não Vegetados (N4elv e N4eln) ... 25
2.2.7 Depósitos Litorâneos de Praia (N4lp) ... 25
3. METODOLOGIA ... 26
3.1 AMOSTRAGEM E PROCEDIMENTOS LABORATORIAIS PRECEDENTES ... 26
3.1.1 Testemunhagem ... 26
3.1.2 Análises Laboratoriais ... 28
3.2 INTERPRETAÇÃO DOS RESULTADOS LABORATORIAIS ... 29
3.2.1 Seleção das Variáveis para Interpretação dos Dados ... 29
3.2.2 Sumário Estatístico ... 30
3.2.3 Diagramas de Caixa ... 31
3.2.4 Perfis de Variação Vertical ... 31
3.2.5 Teste de Kruskal-Wallis e Teste de Comparações Múltiplas ... 33
4. RESULTADOS ... 34
4.1 SUMÁRIO ESTATÍSTICO ... 34
4.1.1 Ambiente de Mangue ... 35
4.2.2 Ambiente de Praia/Ilha-Barreira ... 44
4.3 PERFIS DE VARIAÇÃO VERTICAL ... 48
4.3.1 Ambiente de Mangue ... 48
4.3.2 Ambiente de Praia/Ilha-Barreira ... 58
4.4 TESTE DE KRUSKAL-WALLIS E TESTE DE COMPARAÇÕES MÚLTIPLAS ... 67
4.4.1 Ambiente de Mangue ... 68
4.4.2 Ambiente de Praia/Ilha-Barreira ... 69
5. INTERPRETAÇÃO INTEGRADA E DISCUSSÃO ... 70
5.1 AMBIENTE DE MANGUE ... 70
5.1.1 Campo Mangue 1 (CM1) ... 70
5.1.2 Campo Mangue 2 (CM2) ... 72
5.1.3 Campo Mangue 3 (CM3) ... 74
5.2 AMBIENTE DE PRAIA/ILHA-BARREIRA ... 76
5.2.1 Campo Praia/Ilha-Barreira 1 (CPrI1) ... 76
5.2.2 Campo Praia/Ilha-Barreira 2 (CPrI2) ... 78
5.2.3 Campo Praia/Ilha-Barreira 3 (CPrI3) ... 81
6. CONCLUSÕES ... 83
REFERÊNCIAS ... 86
ANEXO I ... 90
Serra. A) Vista em detalhe dos sedimentos utilizados para construção da estrada; B) Exemplo de amostragem realizada no material sedimentar da estrada; C) Vista em perfil da estrada de acesso ao Campo Serra mostrando o enrocamento construído com rochas do Magmatismo Macau sobreposto ao material do Grupo Barreiras também usado para construção da estrada; D) Panorama da estrada de acesso ao Campo Serra exibindo o material de empréstimo. ... 17 Figura 1. 2 – Mapa de localização exibindo os trechos de praia/ilha barreira e de mangue amostrados para o estudo. Legenda: ARM: Área de Referência de Mangue; CM1: Campo Mangue 1; CM2: Campo Mangue 2; CM3: Campo Mangue 3; ARPrI: Área de Referência de Praia/Ilha-Barreira; CPrI1: Campo Praia/Ilha-Barreira 1; CPrI2: Campo Praia/Ilha-Barreira 2; CPrI3: Campo Praia/Ilha-Barreira 3; 1-CS: Campo de Serra (Fonte: Autor)... 18
Figura 2. 1 – Carta estratigráfica da Bacia Potiguar (Fonte: Modificado de Pessoa Neto et al, 2007) ... 20
Figura 2. 2 – Mapa geológico simplificado da área estudada mostrando as unidades geológicas definidas por Bezerra et al (2009) e Vital et al (2014), também situando os trechos de amostragem nos ambientes de mangue e praia/ilha-barreira. Legenda: ARM: Área de Referência de Mangue; CM1: Campo Mangue 1; CM2: Campo Mangue 2; CM3: Campo Mangue 3; ARPrI: Área de Referência de Barreira; CPrI1: Campo Praia/Ilha-Barreira 1; CPrI2: Campo Praia/Ilha-Praia/Ilha-Barreira 2; CPrI3: Campo Praia/Ilha-Praia/Ilha-Barreira 3; 1-CS: Campo de Serra (Fonte: Autor). ... 22
Figura 3. 1 - Procedimento de testemunhagem nos trechos de mangue e praia/ilha-barreira. A) Sondagem realizada em trecho de mangue; B) Sondagem realizada em trecho de praia; C) Panorama de um dos trechos de mangue sondados; D) Panorama de um dos trechos de praia sondados, próximo ao Campo Serra. ... 27 Figura 3. 2 - Diagrama de caixa com seus respectivos constituintes para os dados de mediana granulométrica das amostras do trecho CPrI1 (Fonte: Autor). ... 31 Figura 3. 3 - Perfil de variação vertical de areia MFF (muito fina e fina) para ARM (Área de Referência de Mangue) (Fonte: Autor). ... 32 Figura 4. 1 - Diagramas de caixa referentes as proporções de grau de selecionamento (phi), mediana granulométrica (phi), cascalho (%), areia MGGM (%), areia MFF (%), lama (%), sedimentos siliciclásticos (%) e sedimentos carbonáticos (%) no ambiente de mangue. M-T: Mangue Total, ARM: Área de Referência de Mangue, CM-T: Campos Mangue Total, CM1: Campo Mangue 1, CM2: Campo Mangue 2, CM3: Campo Mangue 3 (Fonte: Autor). ... 41
Figura 4. 2 - Diagramas de caixa referentes as proporções de quartzo (%), fragmentos de rocha (%), minerais pesados (%), matéria orgânica (%), u (API), U (ppm), Th (ppm) e K (ppm) no ambiente de mangue. M-T: Mangue Total, ARM: Área de Referência de Mangue, CM-T: Campos Mangue Total, CM1: Campo Mangue 1, CM2: Campo Mangue 2, CM3: Campo Mangue 3 (Fonte: Autor). ... 43
mediana granulométrica (phi), cascalho (%), areia MGGM (%), areia MFF (%), lama (%), sedimentos siliciclásticos (%) e sedimentos carbonáticos (%) no ambiente de praia/ilha-barreira. PrI-T: Praia/Ilha-Barreira Total, ARPrI: Área de Referência de Praia/Ilha-Barreira, CPrI-T: Campos Praia/Ilha-Barreira Total, CPrI1: Campo Praia/Ilha-Barreira 1, CPrI2: Campo Praia/Ilha-Barreira 2, CPrI3: Campo Praia/Ilha-Barreira 3 (Fonte: Autor). ... 45
Figura 4. 4 - Diagramas de caixa referentes ao conteúdo de quartzo (%), fragmentos de rocha (%), minerais pesados (%), matéria orgânica (%), u (API), U (ppm), Th (ppm) e K (ppm) no ambiente de praia/ilha-barreira. PrI-T: Praia/Ilha-Barreira Total, ARPrI: Área de Referência de Barreira, CPrI-T: Campos Barreira Total, CPrI1: Campo Praia/Ilha-Barreira 1, CPrI2: Campo Praia/Ilha-Praia/Ilha-Barreira 2, CPrI3: Campo Praia/Ilha-Praia/Ilha-Barreira 3 (Fonte: Autor). ... 47
Figura 4. 5 - Perfis de variação vertical do grau de selecionamento no ambiente de mangue. (A): Perfil ARM com os furos A, B e C; (B): Perfil CM1 com os furos A, B e C; (C): Perfil CM2 com os furos A, B e C; (D): Perfil CM3 com os furos A, B e C (Fonte: Autor). ... 50
Figura 4. 6 - Perfis de variação vertical da mediana granulométrica no ambiente de mangue. (A): Perfil ARM com os furos A, B e C; (B): Perfil CM1 com os furos A, B e C; (C): Perfil CM2 com os furos A, B e C; (D): Perfil CM3 com os furos A, B e C (Fonte: Autor). ... 50
Figura 4. 7 - Perfis de variação vertical da porcentagem de cascalhos no ambiente de mangue. (A): Perfil ARM com os furos A, B e C; (B): Perfil CM1 com os furos A, B e C; (C): Perfil CM2 com os furos A, B e C; (D): Perfil CM3 com os furos A, B e C (Fonte: Autor). ... 51
Figura 4. 8 - Perfis de variação vertical da porcentagem de areia MGGM (muito grossa, grossa e média) no ambiente de mangue. (A): Perfil ARM com os furos A, B e C; (B): Perfil CM1 com os furos A, B e C; (C): Perfil CM2 com os furos A, B e C; (D): Perfil CM3 com os furos A, B e C (Fonte: Autor). ... 51
Figura 4. 9 - Perfis de variação vertical da porcentagem de areia MFF (muito fina e fina) no ambiente de mangue. (A): Perfil ARM com os furos A, B e C; (B): Perfil CM1 com os furos A, B e C; (C): Perfil CM2 com os furos A, B e C; (D): Perfil CM3 com os furos A, B e C (Fonte: Autor). ... 52
Figura 4. 10 - Perfis de variação vertical da porcentagem de lama no ambiente de mangue. (A): Perfil ARM com os furos A, B e C; (B): Perfil CM1 com os furos A, B e C; (C): Perfil CM2 com os furos A, B e C; (D): Perfil CM3 com os furos A, B e C (Fonte: Autor). ... 52
Figura 4. 11 - Perfis de variação vertical da porcentagem de sedimentos siliciclásticos no ambiente de mangue. (A): Perfil ARM com os furos A, B e C; (B): Perfil CM1 com os furos A, B e C; (C): Perfil CM2 com os furos A, B e C; (D): Perfil CM3 com os furos A, B e C (Fonte: Autor). ... 53
ambiente de mangue. (A): Perfil ARM com os furos A, B e C; (B): Perfil CM1 com os furos A, B e C; (C): Perfil CM2 com os furos A, B e C; (D): Perfil CM3 com os furos A, B e C (Fonte: Autor). ... 53
Figura 4. 13 - Perfis de variação vertical da porcentagem de quartzo no ambiente de mangue. (A): Perfil ARM com os furos A, B e C; (B): Perfil CM1 com os furos A, B e C; (C): Perfil CM2 com os furos A, B e C; (D): Perfil CM3 com os furos A, B e C (Fonte: Autor). ... 54
Figura 4. 14 - Perfis de variação vertical da porcentagem de fragmentos de rocha no ambiente de mangue. (A): Perfil ARM com os furos A, B e C; (B): Perfil CM1 com os furos A, B e C; (C): Perfil CM2 com os furos A, B e C; (D): Perfil CM3 com os furos A, B e C (Fonte: Autor). ... 54
Figura 4. 15 - Perfis de variação vertical da porcentagem de minerais pesados no ambiente de mangue. (A): Perfil ARM com os furos A, B e C; (B): Perfil CM1 com os furos A, B e C; (C): Perfil CM2 com os furos A, B e C; (D): Perfil CM3 com os furos A, B e C (Fonte: Autor). .. 55
Figura 4. 16 - Perfis de variação vertical da porcentagem de matéria orgânica no ambiente de mangue. (A): Perfil ARM com os furos A, B e C; (B): Perfil CM1 com os furos A, B e C; (C): Perfil CM2 com os furos A, B e C; (D): Perfil CM3 com os furos A, B e C (Fonte: Autor). .. 55
Figura 4. 17 - de variação vertical da unidade u (API) no ambiente de mangue. (A): Perfil ARM com os furos A, B e C; (B): Perfil CM1 com os furos A, B e C; (C): Perfil CM2 com os furos A, B e C; (D): Perfil CM3 com os furos A, B e C (Fonte: Autor). ... 56
Figura 4. 18 - Perfis de variação vertical da concentração de urânio em ppm no ambiente de mangue. (A): Perfil ARM com os furos A, B e C; (B): Perfil CM1 com os furos A, B e C; (C): Perfil CM2 com os furos A, B e C; (D): Perfil CM3 com os furos A, B e C (Fonte: Autor). .. 56
Figura 4. 19 - Perfis de variação vertical da concentração de tório em ppm no ambiente de mangue. (A): Perfil ARM com os furos A, B e C; (B): Perfil CM1 com os furos A, B e C; (C): Perfil CM2 com os furos A, B e C; (D): Perfil CM3 com os furos A, B e C (Fonte: Autor). .. 57
Figura 4. 20 - Perfis de variação vertical da concentração de potássio em ppm no ambiente de mangue. (A): Perfil ARM com os furos A, B e C; (B): Perfil CM1 com os furos A, B e C; (C): Perfil CM2 com os furos A, B e C; (D): Perfil CM3 com os furos A, B e C (Fonte: Autor). .. 57
Figura 4. 21 - Perfis de variação vertical do grau de selecionamento no ambiente de praia/ilha-barreira. (A): Perfil ARPrI com os furos A, B e C; (B): Perfil CPrI1 com os furos A, B e C; (C): Perfil CPrI2 com os furos A, B e C; (D): Perfil CPrI3 com os furos A, B e C (Fonte: Autor). ... 59
... 60
Figura 4. 23 - Perfis de variação vertical da porcentagem de cascalho no ambiente de praia/ilha-barreira. (A): Perfil ARPrI com os furos A, B e C; (B): Perfil CPrI1 com os furos A, B e C; (C): Perfil CPrI2 com os furos A, B e C; (D): Perfil CPrI3 com os furos A, B e C (Fonte: Autor). ... 60
Figura 4. 24 - Perfis de variação vertical da porcentagem de areia MGGM (muito grossa, grossa e média) no ambiente de praia/ilha-barreira. (A): Perfil ARPrI com os furos A, B e C; (B): Perfil CPrI1 com os furos A, B e C; (C): Perfil CPrI2 com os furos A, B e C; (D): Perfil CPrI3 com os furos A, B e C (Fonte: Autor). ... 61
Figura 4. 25 - Perfis de variação vertical da porcentagem de areia MFF (muito fina e fina) no ambiente de praia/ilha-barreira. (A): Perfil ARPrI com os furos A, B e C; (B): Perfil CPrI1 com os furos A, B e C; (C): Perfil CPrI2 com os furos A, B e C; (D): Perfil CPrI3 com os furos A, B e C (Fonte: Autor). ... 61
Figura 4. 26 - Perfis de variação vertical da porcentagem de lama no ambiente de praia/ilha-barreira. (A): Perfil ARPrI com os furos A, B e C; (B): Perfil CPrI1 com os furos A, B e C; (C): Perfil CPrI2 com os furos A, B e C; (D): Perfil CPrI3 com os furos A, B e C (Fonte: Autor). ... 62
Figura 4. 27 - Perfis de variação vertical da porcentagem de sedimentos siliciclásticos no ambiente de praia/ilha-barreira. (A): Perfil ARPrI com os furos A, B e C; (B): Perfil CPrI1 com os furos A, B e C; (C): Perfil CPrI2 com os furos A, B e C; (D): Perfil CPrI3 com os furos A, B e C (Fonte: Autor). ... 62
Figura 4. 28 - Perfis de variação vertical da porcentagem de sedimentos carbonáticos no ambiente de praia/ilha-barreira. (A): Perfil ARPrI com os furos A, B e C; (B): Perfil CPrI1 com os furos A, B e C; (C): Perfil CPrI2 com os furos A, B e C; (D): Perfil CPrI3 com os furos A, B e C (Fonte: Autor). ... 63
Figura 4. 29 - Perfis de variação vertical da porcentagem de quartzo no ambiente de praia/ilha-barreira. (A): Perfil ARPrI com os furos A, B e C; (B): Perfil CPrI1 com os furos A, B e C; (C): Perfil CPrI2 com os furos A, B e C; (D): Perfil CPrI3 com os furos A, B e C (Fonte: Autor). ... 63
Figura 4. 30 - Perfis de variação vertical da porcentagem de fragmentos de rocha no ambiente de praia/ilha-barreira. (A): Perfil ARPrI com os furos A, B e C; (B): Perfil CPrI1 com os furos A, B e C; (C): Perfil CPrI2 com os furos A, B e C; (D): Perfil CPrI3 com os furos A, B e C (Fonte: Autor). ... 64
Autor). ... 64
Figura 4. 32 - Perfis de variação vertical da porcentagem de matéria orgânica no ambiente de praia/ilha-barreira. (A): Perfil ARPrI com os furos A, B e C; (B): Perfil CPrI1 com os furos A, B e C; (C): Perfil CPrI2 com os furos A, B e C; (D): Perfil CPrI3 com os furos A, B e C (Fonte: Autor). ... 65 Figura 4. 33 - Perfis de variação vertical da unidade u (API) no ambiente de praia/ilha-barreira. (A): Perfil ARPrI com os furos A, B e C; (B): Perfil CPrI1 com os furos A, B e C; (C): Perfil CPrI2 com os furos A, B e C; (D): Perfil CPrI3 com os furos A, B e C (Fonte: Autor). ... 65
Figura 4. 34 - Perfis de variação vertical da concentração de urânio em ppm no ambiente de praia/ilha-barreira. (A): Perfil ARPrI com os furos A, B e C; (B): Perfil CPrI1 com os furos A, B e C; (C): Perfil CPrI2 com os furos A, B e C; (D): Perfil CPrI3 com os furos A, B e C (Fonte: Autor). ... 66
Figura 4. 35 - Perfis de variação vertical da concentração de tório em ppm no ambiente de praia/ilha-barreira. (A): Perfil ARPrI com os furos A, B e C; (B): Perfil CPrI1 com os furos A, B e C; (C): Perfil CPrI2 com os furos A, B e C; (D): Perfil CPrI3 com os furos A, B e C (Fonte: Autor). ... 66
Figura 4. 36 - Perfis de variação vertical da concentração de potássio em ppm no ambiente de praia/ilha-barreira. (A): Perfil ARPrI com os furos A, B e C; (B): Perfil CPrI1 com os furos A, B e C; (C): Perfil CPrI2 com os furos A, B e C; (D): Perfil CPrI3 com os furos A, B e C (Fonte: Autor). ... 67
praia/ilha-barreira, no qual n1 são os trechos ARM e ARPrI, n2 são CM1 e CPrI1, n3 são CM2 e CPrI2, n4 são CM3 e CPrI3, H0 é a hipótese nula, H1 é a hipótese alternativa e α é o nível de significância fixado (Fonte: Autor). ... 33
Tabela 4. 1 - Classificação de variabilidade de acordo com o coeficiente de variação (CV) (Fonte: Autor). ... 35
Tabela 4.2 - Sumário estatístico das variáveis granulométricas, composicionais e geoquímicas referentes ao ambiente de mangue. Legenda: ARM = Área de Referência de Mangue; CM1, CM2 e CM3 = Campo Mangue 1, 2 e 3; Amostras (n) = número de amostras na área; M. Aritmética = média aritmética; V. Mín = valor mínimo; V. Máx = valor máximo; Desv Pad = Desvio Padrão; CV = coeficiente de variação (Fonte: Autor). ... 37
Tabela 4. 3 – Sumário estatístico das variáveis granulométricas, composicionais e geoquímicas referentes ao ambiente de praia/ilha-barreira. Legenda: ARPrI = Área de Referência de Praia/Ilha-Barreira; CPrI1, CPrI2 e CPrI3 = Campo Praia/Ilha-Barreira 1, 2 e 3; Amostras (n) = número de amostras na área; M. Aritmética = média aritmética; V. Mín = valor mínimo; V. Máx = valor máximo; Desv Pad = Desvio Padrão; CV = coeficiente de variação (Fonte: Autor). ... 39
Tabela 4. 4 – Resultados do Teste de Kruskal-Wallis seguindo a metodologia explicitada na tabela 3.1 utilizando quatro grupos de amostras para as 16 variáveis escolhidas no ambiente de mangue (Fonte: Autor). ... 68
Tabela 4. 5 - Resultados do Teste de Kruskal-Wallis seguindo a metodologia explicitada na tabela 3.1 utilizando quatro grupos de amostras para as 16 variáveis escolhidas no ambiente de praia/ilha-barreira (Fonte: Autor). ... 69
1. INTRODUÇÃO
O presente relatório de graduação é o resultado da análise estatística descritiva e inferencial dos dados no âmbito do Projeto Avaliação das Características Físicas e Texturais de Solos do Campo Serra, Macau/RN - Bacia Potiguar, executado a partir de um convênio entre a Petróleo Brasileiro S.A (PETROBRAS) e a Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN), representada pela Fundação Norte-Rio-Grandense de Pesquisa e Cultura (FUNPEC). O trabalho aqui descrito se refere à compilação e análise estatística dos dados obtidos através de procedimentos laboratoriais conduzidos para avaliar as características + composicionais, texturais, físicas e geoquímicas de uma série de amostras individualizadas de testemunhos retirados em ambientes de mangue e praia/ilha-barreira na localidade de Diogo Lopes, situada no município de Macau, litoral norte do estado do Rio Grande do Norte.
1.1 JUSTIFICATIVA E OBJETIVOS
Para assegurar o acesso ao Campo de Serra com a construção de estradas e bases de locação, no qual estão situados três poços de extração de petróleo direcionais, a PETROBRAS utilizou material de empréstimo oriundo do Grupo Barreiras e da Formação Macau (Figura 1.1), material esse que possui composição e granulometria diferentes dos encontrados nos ambientes de praia e de mangue do Campo de Serra.
O local no qual se encontra o Campo de Serra é reconhecidamente um dos pontos onde a erosão costeira ocorre de forma mais intensa ao longo do litoral setentrional do Rio Grande do Norte, uma vez que vários estudos realizados no local denotam a importância da dinâmica costeira na região, na qual a migração E-W da ilha-barreira Ponta do Tubarão influencia a morfologia do fundo marinho e linha de costa (Bagnoli, 1988; Bagnoli e Oliveira, 1995; Farias, 1997; Bandeira e Salim, 1999; Chaves et al, 2006; Vital e Guedes, 2006; Vital, 2006). Esse processo afeta o local onde está instalado o Campo de Serra, tendo o potencial de causar intensa erosão pelos agentes costeiros (correntes de maré e ondas).
A partir da discrepância existente entre o material de empréstimo utilizado nas estradas e nas bases das locações e aqueles naturalmente presentes nos ambientes de praia e mangue, e dada a intensidade com que a dinâmica costeira atua na região, houve a necessidade de uma investigação para corroborar se há de fato algum tipo de alteração nesses ambientes causada pelo alcance do material de empréstimo, em resposta aos processos costeiros como erosão, e deriva litorânea.
Figura 1. 1 - Material de empréstimo utilizado na construção das bases e acessos ao Campo de Serra. A) Vista em detalhe dos sedimentos utilizados para construção da estrada; B) Exemplo de amostragem realizada no material sedimentar da estrada; C) Vista em perfil da estrada de acesso ao Campo Serra mostrando o enrocamento construído com rochas do Magmatismo Macau sobreposto ao material do Grupo Barreiras também usado para construção da estrada; D) Panorama da estrada de acesso ao Campo Serra exibindo o material de empréstimo.
O trabalho de investigação envolveu inicialmente duas etapas, uma de campo, a qual consistiu na coleta de amostras a partir de testemunhagem nos ambientes de mangue e praia/ilha-barreira; e uma de laboratório, a qual envolveu descrição dos testemunhos, dentre as quais análises granulométricas, verificação de teores de carbonato e matéria orgânica, análise mineralógica e textural, análise de dados sedimentológicos (mediana granulométrica e grau de selecionamento), descrição de seções delgadas e análises litológicas.
Após as duas etapas iniciais, a terceira parte da investigação, que é o escopo do presente trabalho, é a interpretação dos dados gerados a partir das análises laboratoriais, sendo realizada para responder a alguns questionamentos: Há alteração composicional e granulométrica nos sedimentos de praia e mangue, causada pelo alcance do material de empréstimo utilizado na construção das bases e acessos ao Campo Serra? Quais características composicionais e texturais atribuídas ao material de empréstimo estão presentes nos trechos suspeitos de alteração?
1.2 LOCALIZAÇÃO
A área de estudo na qual foram coletados os testemunhos utilizados para realização das análises está situado à oeste da comunidade de Diogo Lopes no munícipio de Macau, localizado no litoral setentrional do estado do Rio Grande do Norte (Figura 1.2).
Tal área compreende parte do Campo Serra no qual se encontram três poços direcionais de exploração de petróleo (SER-01, SER-02 e RNS-141) perfurados pela PETROBRAS (Bandeira e Salim, 1999), e que até a data na qual foi apresentado esse trabalho (dezembro de 2020), pertencem ao grupo SPE 3R Petroleum, cujo acesso se dá por meio de estradas nas quais foi utilizado material de empréstimo (piçarra) de outras localidades para sua construção, e a possível alteração por parte desse material em ambiente de mangue e de praia levantou o questionamento a ser esclarecido por este trabalho. Os acessos a esses poços bem como a construção de suas bases no terreno foram feitos com material de empréstimo (piçarra) de outras localidades. A colocação desse material adverso em trechos cuja dinâmica costeira pode levá-lo a alcançar trechos de mangue e de praia é justamente o que motivou a realização do projeto cujos dados gerados são interpretados por este trabalho.
Figura 1. 2 – Mapa de localização exibindo os trechos de praia/ilha barreira e de mangue amostrados para o estudo. Legenda: ARM: Área de Referência de Mangue; CM1: Campo Mangue 1; CM2: Campo Mangue 2; CM3: Campo Mangue 3; ARPrI: Área de Referência de Praia/Ilha-Barreira; CPrI1: Campo Praia/Ilha-Barreira 1; CPrI2: Campo Praia/Ilha-Barreira 2; CPrI3: Campo Praia/Ilha-Barreira 3; 1-CS: Campo de Serra (Fonte: Autor).
2. CONTEXTO GEOLÓGICO REGIONAL
A área objeto do estudo está geologicamente inserida na Bacia Potiguar, situando-se no litoral setentrional do Estado do Rio Grande do Norte, encontrando-se delimitada dentro da Província Borborema definida por Almeida et al (1977), sendo limitada a noroeste pelo Alto Estrutural de Fortaleza; a oeste e sul pelas rochas do embasamento cristalino; a leste pelo Alto de Touros; e pelo norte e nordeste pela cota batimétrica de -200 m. A Bacia Potiguar abrange uma área total de 48.000 km², dos quais 21.500 km² encontram-se submersos e 26.500 km² estão distribuídos entre as cidades de Natal e Fortaleza, englobando, respectivamente, as porções norte e nordeste dos estados do Rio Grande do Norte e Ceará (Alves, 2001).
O embasamento cristalino sobre o qual se situa a Bacia Potiguar foi descrito e caracterizado por Jardim de Sá (1994), o qual compreende faixas de rochas supracrustais e domínios gnáissicos-migmatíticos com trend NE. A configuração geométrico-estrutural da Bacia Potiguar apresenta um conjunto de grabens assimétricos de direção NE-SW, denominados Umbuzeiro, Guamaré, Boa Vista e Apodi (Bertani et al., 1987; Cremonini et al., 1996, entre outros), os quais encontram-se separados por altos internos do embasamento, denominados Quixaba, Serra do Carmo e Macau.
A Bacia Potiguar faz parte de um grupo de bacias que se originaram a partir dos esforços decorrentes da formação do Oceano Atlântico que também inclui as bacias do Recôncavo, Tucano, Jatobá, Sergipe-Alagoas, Araripe e Rio do Peixe. Tal processo se iniciou durante o mesozoico, com a reativação e/ou superimposição de descontinuidades pré-existentes por uma série de fraturamentos durante a ruptura do Gondwana, no neocomiano (Matos, 1987). A Bacia Potiguar registra os processos pelos quais ocorreu a separação entre América do Sul e África, e subsequentemente, a formação do Oceano Atlântico na sua porção equatorial. Desta forma, o registro meso-cenozoico está representado pelos terrenos sedimentares da Bacia Potiguar.
2.1 LITOESTRATIGRAFIA DA BACIA POTIGUAR
Pessoa Neto et al (2007) subdividiram o arcabouço litoestratigráfico da Bacia Potiguar em três grandes grupos, sendo eles: o Grupo Areia Branca, que compreende a sucessão basal da Bacia Potiguar; o Grupo Apodi, situado estratigraficamente no meio da sucessão da Bacia; e o Grupo Agulha, concentrado ao topo da sucessão (Figura 2.1). Também ligados a essas unidades sedimentares existem eventos magmáticos que se deram ao longo do meso-cenozoico.
2.1.1 Grupo Areia Branca
O Grupo Areia Branca está situado na porção basal da Bacia Potiguar, em discordância angular com o embasamento cristalino, e de acordo com Vital et al (2014), apresenta sedimentos clásticos continentais cuja deposição se deu a partir do cretáceo inferior, ou mais precisamente, neocomiano, e compreende a Formação Pendência, Formação Pescada e Formação Alagamar (Figura 2.1).
2.1.2 Grupo Apodi
O Grupo Apodi compreende tanto sedimentos siliciclásticos quanto sedimentos carbonáticos, e segundo Vital et al (2014), foram depositados entre o albiano e o campaniano, tendo como unidades constituintes a Formação Açu (base), Formação Ponta do Mel, Formação Quebradas e Formação Jandaíra (topo) (Figura 2.1).
2.1.3 Grupo Agulha
O Grupo Agulha está situado no topo estratigráfico da Bacia Potiguar (Figura 2.1), compreendendo sedimentos clásticos depositados em ambientes de alta e baixa energia desde o neocampaniano até o recente, abrangendo sistemas deposicionais como leques costeiros, plataforma e talude, estando reunidos na Formação Ubarana, Formação Guamaré, Formação Macau, Formação Tibau e o Grupo Barreiras como mostrado na figura 2.1 (Alves, 2001; Chaves, 2005; Bezerra et al., 2009; Vital et al., 2014).
2.1.4 Magmatismo na Bacia Potiguar
Estão associados aos processos de formação da Bacia Potiguar três eventos de magmatismo (Figura 2.1), ocorrendo desde o jurássico até o paleógeno-neógeno (Pessoa Neto et al, 2007), sendo o mais antigo o magmatismo Rio Ceará Mirim (Souza, 1982) datado entre 120 e 140 milhões de anos, seguido pelo magmatismo Serra do Cuó (Pessoa Neto et al, 2007), com idade aproximada de 84 milhões de anos, e por fim, o mais recente trata-se do magmatismo Macau (Pessoa Neto et al, 2007), de idade entre 29 a 45 milhões de anos.
De acordo com Vital et al (2018), o material de empréstimo (piçarra) utilizada na construção das estradas e bases do Campo Serra, próximo a Diogo Lopes, também tem
contribuição de rochas vulcânicas do magmatismo Macau, perfazendo parte significativa do material, utilizadas para o enrocamento que evita a inundação e erosão da estrada pelo mar.
2.2 CONTEXTO GEOLÓGICO LOCAL
Dentro da área de estudo a Bacia Potiguar apresenta uma série de depósitos sedimentares recentes mostrados no mapa da figura 2.2, de idade neógena, sendo agrupados em unidades informais que recobrem todo o conjunto de rochas mesozoicas e paleógenas, e serão brevemente definidas nesta seção.
Figura 2. 2 – Mapa geológico simplificado da área estudada mostrando as unidades geológicas definidas por Bezerra et al (2009) e Vital et al (2014), também situando os trechos de amostragem nos ambientes de mangue e praia/ilha-barreira. Legenda: ARM: Área de Referência de Mangue; CM1: Campo Mangue 1; CM2: Campo Mangue 2; CM3: Campo Mangue 3; ARPrI: Área de Referência de Barreira; CPrI1: Campo Praia/Ilha-Barreira 1; CPrI2: Campo Praia/Ilha-Praia/Ilha-Barreira 2; CPrI3: Campo Praia/Ilha-Praia/Ilha-Barreira 3; 1-CS: Campo de Serra (Fonte: Autor).
2.2.1 Grupo Barreiras (Enb)
Aflorando na forma de falésias ao longo do litoral do Rio Grande do Norte, essa unidade foi considerada como uma unidade litoestratigráfica única por Alheiros e Lima Filho (1991), possuindo algumas diferenças no que diz respeito às fácies sedimentares por ocasião da deposição sob diversos sistemas deposicionais. Os sistemas deposicionais sob os quais foram depositados os sedimentos do Grupo Barreiras vão desde fluvial entrelaçado, associado a leques aluviais (Morais et al, 2006), fluvial meandrante a estuarino (Araujo et al., 2006) e marinho na região mais distal (Arai, 2006; Rosseti, 2006; Rosseti et al., 2010, 2011). Quanto a sua constituição Alheiros e Lima Filho (1991) afirmam que o Grupo Barreiras compreende arenitos quartzosos a subarcoseanos, diamictitos de matriz argilo-arenosa com raros seixos, além de pelitos (siltes e argilas maciças).
Grande parte do material de empréstimo utilizado na construção das bases e acessos ao Campo Serra é constituído por rochas sedimentares retiradas de afloramentos do Grupo Barreiras (Figura 2.2).
2.2.2 Depósitos Aluvionares Antigos (N3a)
Segundo Bezerra et al (2009), esses depósitos (Figura 2.2) compreendem sedimentos de canais fluviais antigos que migraram em um sentido de variação decrescente das cotas topográficas, devido a prováveis basculamentos, deixando os seus registros como terraços aluvionares. À medida que as drenagens antigas foram abandonadas, as drenagens atuais foram mudando suas posições para cotas que não possibilitam mais que em períodos de cheia os antigos depósitos sejam inundados. Esses depósitos sedimentares caracterizam fácies fluviais meandrantes proximais a distais e podem ser associadas à fácies de transbordamento.
Esses depósitos compreendem rochas como conglomerados e arenitos, e formam camadas com espessura decimétrica a métrica, e podem apresentar-se intercaladas com contatos marcados por hiatos em uma relação de granodecrescência (Bezerra et al, 2009).
2.2.3 Depósitos Flúvio-Marinhos (N34fm)
Consoante Bezerra et al (2009), estes depósitos (Figura 2.2) estão ligados às planícies de maré e ocorrem em locais protegidos da ação de ondas, correntes e marés por esporões arenosos como a Barra do Corta Cachorro e pela ilha barreira de Ponta do Tubarão, podendo
também ser encontrados concentrados no estuário do Rio Açu, o que inclui suas margens e canais secundários. Ainda de acordo com Bezerra et al (2009), tais depósitos flúvio-marinhos compreendem sedimentos constituídos basicamente por areia fina a silte, pobremente selecionados e apresentando elevado teor de carbonato de cálcio e matéria orgânica.
2.2.4 Depósitos Aluvionares (N4a)
Esta unidade se subdivide em depósitos aluvionares de canal e depósitos aluvionares de planície de inundação, segundo Vital et al (2014).
Os depósitos aluvionares de canal (Figura 2.2) ocorrem principalmente nas margens e nos canais das drenagens. Em tais depósitos predominam areias quartzosas grossas a muito grossas nos centros dos canais, e subordinadamente areia fina e argila, nas margens. As principais estruturas observadas são estratificações cruzadas tabulares e acanaladas, e marcas onduladas produzidas por retrabalhamento eólico (Bezerra et al, 2009; Vital et al, 2014).
Já os depósitos aluvionares de planície de inundação (Figura 2.2), de acordo com Bezerra et al (2009) e Vital et al (2014), estão concentrados nas planícies de inundação ao longo do percurso dos rios Açu, Aratu e Miassaba também ocorrendo em outras poucas drenagens menores (rios Pataxós, Cabugi, Amargoso, Queimadas). Estes depósitos areno-lamosos compreendidos por areias finas, siltes e argilas, são transportados em suspensão por canais de trechos à montante ou como produtos de retrabalhamento das formações Tibau, Macau, e do Grupo Barreiras, dessa forma sendo trazidos por correntes de maré; além disso, apresentam significativo conteúdo de matéria orgânica o que confere aos sedimentos cor cinza, marrom-claro e esverdeado, e também apresentam laminações plano-paralelas e raras cruzadas do tipo climbing-ripple representantes da interface tração-decantação (Fonseca, 1996; Bezerra et al, 2009; Vital et al, 2014).
2.2.5 Depósitos de Mangue (N4m)
Esses depósitos (Figura 2.2) ocorrem em regiões abrigadas pelo crescimento de cordões litorâneos, e seus limites com os depósitos flúvio-marinhos são variáveis, tanto em espaço quanto em tempo. Esses sedimentos estão associados aos mangues e compreendem grande quantidade de matéria orgânica (restos de madeira, folhas e turfas), ocorrendo principalmente em fácies sedimentares mais finas, apresentando bioturbações originadas pela ação de crustáceos e moluscos, e bivalvos sésseis (Ostrea e Casostrea) que por sua vez ficam presos as
raízes das plantas, possuindo assim maior proporção de matéria orgânica do que os depósitos flúvio-marinhos indiferenciados caracterizados pela ocorrência de biota típica (crustáceos, moluscos, vegetação mixohalina, etc.) (Bezerra et al, 2009).
Dentro da área de estudo, os trechos CM1 (Campo Mangue 1), CM2 (Campo Mangue 2) e CM3 (Campo Mangue 3), além do trecho ARM (Área de Referência de Mangue) (Figuras 1.2 e 2.2), no qual foram coletados testemunhos para análise de alteração por sedimentos de outras trechos em ambiente de mangue, possuem sedimentos deste tipo de depósito.
2.2.6 Depósitos Eólicos Litorâneos Vegetados e Não Vegetados (N4elv e N4eln)
Tais depósitos, de acordo com Bezerra et al (2009) e Vital et al (2014), compreendem os campos de dunas (atuais e pretéritos) do Grupo Barreiras – Soledade/Porto do Mangue – Ponta do Mel.
Os depósitos eólicos litorâneos vegetados (Figura 2.2) são formados por sedimentos eólicos quaternários fixados por vegetação que se constituem predominantemente por areias quartzosas, de granulometria fina a média, de coloração vermelha marcando a presença de óxido de ferro ou castanha denotando a presença de matéria orgânica, bem selecionadas e com grãos subarredondados a arredondados, esféricos a subesféricos ocorrendo na partes sul da planície estuarina da Ponta do Tubarão / Diogo Lopes / Barreiras, envolvidas por um cinturão de dunas fixas ou não-vegetadas (Tabosa et al., 2001; Tabosa, 2002; Bezerra et al, 2009; Costa Neto, 2009; Vital et al, 2014).
Os depósitos eólicos litorâneos móveis (não vegetados) (Figura 2.2) compreendem acumulações eólicas mais jovens, gerando dunas de várias configurações, principalmente as barcanas. Os sedimentos são constituídos por areia quartzosa de coloração branca, possuindo granulometria fina a média, bem selecionada, com fragmentos de conchas de organismos marinhos, principalmente nas zonas interdunas, e alguns níveis de minerais pesados.
2.2.7 Depósitos Litorâneos de Praia (N4lp)
Os sedimentos desses depósitos são encontrados principalmente na zona de estirâncio, que é uma zona estreita e paralela à linha de costa, ocorrendo ao longo da faixa litorânea da área (Figura 2.2). Os testemunhos dos trechos CPrI1 (Campo Praia/Ilha-Barreira 1), CPrI2 (Campo Praia/Ilha-Barreira 2) e CPrI3 (Campo Praia/Ilha-Barreira 3) e do trecho ARPrI (Área de Referência de Praia/Ilha-Barreira) do ambiente de praia/ilha-barreira foram coletados em
locais onde ocorre este tipo de depósito, na Barra do Corta Cachorro próximo aos poços do Campo Serra e na ilha-barreira de Ponta do Tubarão em Diogo Lopes, respectivamente (Figuras 1.2 e 2.2).
Segundo Bezerra et al (2009) e Vital et al (2014), esses sedimentos compreendem areias inconsolidadas quartzosas, de coloração cinza claro a esbranquiçado, com granulometria variando de fina até muito grossa, contendo quantidade significativa de bioclastos (> 5%), e em certos casos, em minerais pesados. Todos estes sedimentos estão submetidos à ação da dinâmica costeira (atual e pretérita), o que produz muitas variações morfológicas na praia, como a geração de terraços marinhos, cúspides praiais, bermas e dunas frontais (Souto, 2004 apud Bezerra et al, 2009).
3. METODOLOGIA
Neste capítulo serão apresentados os métodos utilizados para realização da avaliação dos dados gerados em laboratório a partir das amostras retiradas dos testemunhos coletados na área de estudo, além de uma breve descrição do processo de testemunhagem e análise laboratorial das amostras.
3.1 AMOSTRAGEM E PROCEDIMENTOS LABORATORIAIS PRECEDENTES
3.1.1 Testemunhagem
Oito trechos foram escolhidos na área de estudo para realizar a testemunhagem de sedimentos (Figuras 1.2 e 3.1) e posteriores análises laboratoriais e interpretação dos dados gerados, quatro dos quais em ambiente de praia/ilha-barreira e os outros quatro em ambiente de mangue. Para cada um desses ambientes, três dos seus quatro trechos de amostragem foram posicionados em locais com alcance em potencial pelo material de empréstimo, ao passo que o quarto trecho foi posicionado em um local sem a probabilidade de influência pelo material de empréstimo, sendo, portanto, considerado como referencial para avaliação dos outros três trechos (Figura 1.2). No caso do ambiente de praia/ilha-barreira, os três trechos sob avaliação foram denominados de CPrI1, CPrI2 e CPrI3 (Campo Praia/Ilha-Barreira 1, 2 e 3, respectivamente), enquanto o trecho de referência foi nomeado ARPrI (Área de Referência Praia/Ilha-Barreira). No caso do ambiente de mangue, os três trechos sob avaliação foram
denominados de CM1, CM2 e CM3 (Campo Mangue 1, 2 e 3, respectivamente), ao mesmo tempo em que o trecho de referência foi nomeado ARM (Área de Referência de Mangue).
Nos trechos de amostragem de mangue (CM1, CM2, CM3 e ARM) os sedimentos presentes pertencem à unidade informal neógena Depósitos de Mangue, citada por Bezerra et
al (2009) e Vital et al (2014). Para a amostragem de praia/ilha-barreira, o material presente em
seus quatro trechos (CPrI1, CPrI2, CPrI3 e ARPrI) pertencem aos Depósitos Litorâneos de Praia, unidade neógena também citada por Bezerra et al (2009) e Vital et al (2014). A amostragem supracitada gerou um total de 24 testemunhos, já que cada um dos oito trechos de amostragem foi alvo de três sondagens.
Figura 3. 1 – Procedimento de testemunhagem nos trechos de mangue e praia/ilha-barreira. A) Sondagem realizada em trecho de mangue; B) Sondagem realizada em trecho de praia; C) Panorama de um dos trechos de mangue sondados; D) Panorama de um dos trechos de praia sondados, próximo ao Campo Serra.
Em laboratório, cada testemunho recolhido foi individualizado com profundidade de no máximo 1 m e subsequentemente foi dividido em quatro intervalos equidistantes, para a retirada de amostras: (1) 5 a 10 cm, (2) 33 a 38 cm, (3) 62 a 67 cm e (4) 90 a 95 cm.
Em teoria deveriam ter sido produzidas 96 amostras (24 testemunhos x 4 intervalos amostrais por testemunho) para análises laboratoriais, no entanto, três testemunhos não tiveram recuperação completa para o último intervalo amostral (intervalo mais profundo), sendo dois do ambiente de mangue e um do ambiente de praia/ilha-barreira, resultando na totalização de 93 amostras.
3.1.2 Análises Laboratoriais
As análises laboratoriais das 93 amostras dos sedimentos recuperados na amostragem consistiram na obtenção de parâmetros granulométricos, mineralógicos, texturais e litoestratigráficos, além da determinação dos teores de carbonato de cálcio e matéria orgânica (Vital et al, 2018).
As análises granulométricas foram realizadas nas dependências do Departamento de Geografia da UFRN e determinaram a proporção de frações presentes nos testemunhos por meio de peneiramento a seco seguindo a metodologia descrita por Folk (1968). Para a interpretação, os resultados dessas análises foram agrupados em quatro intervalos granulométricos: cascalho (qualquer partícula maior que areia muito grossa), areia MGGM (muito grossa, grossa e média), areia MFF (muito fina e fina) e lama (silte e argila) (Vital et al, 2018).
A análise mineralógica dos sedimentos foi realizada no Departamento de Geologia da UFRN e contou primeiramente com auxílio de lupa binocular. A partir deste procedimento inicial, análises quantitativas foram estimadas através de comparação visual com tabelas padrões de porcentagem dos constituintes minerais (Vital et al, 2018). Posteriormente, para os sedimentos siliciclásticos a identificação dos minerais foi conduzida tendo como base suas propriedades físicas observadas ao microscópio com auxílio de atlas de minerais em grãos. Para os sedimentos carbonáticos, quando presentes, tal caracterização levou em conta o aspecto visual juntamente com a identificação das principais espécies observadas. A análise mineralógica cobriu também a descrição macroscópica (amostras de mão) e microscópica (seções delgadas) do material da estrada e bases (piçarra), e do material de enrocamento (rochas) (Figura 1.1), utilizado para apoiar a construção das estradas e bases de poços (Vital et
A análise textural dos sedimentos descreveu os parâmetros de arredondamento e esfericidade dos grãos a partir da comparação direta com escalas padrão, como a de Powers (1953). A análise textural também envolveu a classificação destes sedimentos quanto ao grau de selecionamento, assimetria e curtose (Vital et al, 2018).
O teor de carbonato de cálcio foi determinado a partir da descarbonatação das amostras com ácido clorídrico, realizada nas dependências do Departamento de Geologia da UFRN, tendo sido medida a diferença entre o peso inicial e o peso final (após descarbonatação) de cada uma das amostras (Vital et al, 2018).
O teor de matéria orgânica foi obtido a partir da medida da diferença entre o peso inicial e final das amostras após serem submetidas a temperatura de 600°C em mufla. Nesse procedimento, realizado no Departamento de Geologia da UFRN, a diferença de peso é equacionada como representativa do teor de material orgânico presente em cada amostra (Vital
et al, 2018).
A análise litoestratigráfica foi conduzida tendo como base as descrições e fotografias dos testemunhos, perfilagem com coregama e análises sedimentológicas. Os sedimentos foram descritos nos testemunhos levando em consideração propriedades como cor, textura, conteúdo fossilífero e de matéria orgânica, além da observação de possíveis estruturas sedimentares visíveis a olho nu (Vital et al, 2018). A medição dos teores de K (ppm), U (ppm), Th (ppm) e coregama (uAPI) foram obtidos com utilização de perfilador espectral de raios gama. Os dados das descrições dos testemunhos e dos perfis de coregama foram integrados na forma de cartas padronizadas de análise sedimentológica (Vital et al, 2018).
3.2 INTERPRETAÇÃO DOS RESULTADOS LABORATORIAIS
3.2.1 Seleção das Variáveis para Interpretação dos Dados
As análises laboratoriais geraram uma série de variáveis. Para fins de interpretação de dados no presente trabalho, 16 delas foram escolhidas, reunidas em três grandes grupos: granulométricas, composicionais e geoquímicas.
O grupo das variáveis granulométricas compreende o grau de selecionamento (phi), a mediana granulométrica (phi), que descrevem parâmetros texturais, bem como as proporções de cascalho (%), areia MGGM (%), areia MFF (%) e lama (%), que descrevem o comportamento granulométrico das amostras, e a unidade de coregama u (API) descreve a granulometria dos sedimentos pela sua resposta espectral a partir dos raios gama. O grupo de
variáveis composicionais reúne as proporções de sedimentos siliciclásticos (%), sedimentos carbonáticos (%), quartzo (%), fragmentos de rocha (%), minerais pesados (%) e matéria orgânica (%). E, por fim, as proporções de U (ppm), Th (ppm) e K (ppm), são variáveis geoquímicas consideradas para realização deste estudo.
Para efeito de interpretação, as proporções de fragmentos de rocha, quartzo e minerais pesados apresentam relação complementar entre si e sua soma para cada amostra é 100%. Do mesmo modo, as variáveis que correspondem às frações granulométricas cascalho, areia MGGM, areia MFF e lama também apresentam soma igual a 100% por amostra. Por último, as proporções de sedimentos siliciclásticos e carbonáticos também são complementares entre si e em cada amostra somando100%.
O software Statistica®, em sua versão 13.5, foi utilizado para realização da análise computacional de sumários estatísticos em formato de tabelas de estatística descritiva, bem como para a confecção dos demais produtos como perfis de variação vertical dessas variáveis geológicas/geoquímicas (na forma de gráficos em linha 2D x-y ou 2D Line Plots x-y trace), diagramas de caixa (na forma de gráficos de variabilidade ou variability plots), testes de Kruskal-Wallis e comparações múltiplas.
3.2.2 Sumário Estatístico
Para apresentar o sumário estatístico das 93 amostras, foi feito um agrupamento dos dados de acordo com o ambiente e os respectivos trechos nos quais as amostras foram coletadas. Dessa forma, as 46 amostras do ambiente de mangue foram subdivididas em quatro grupos, correspondentes aos trechos onde foram coletadas: CM1 12 amostras; CM2 11 amostras; CM3 11 amostras; ARM 12 amostras. Do mesmo modo, as 47 amostras do ambiente de praia/ilha-barreira foram subdivididas em quatro grupos: CPrI1 12 amostras; CPrI2 12 amostras; CPrI3 11 amostras; ARPrI 12 amostras. Além destes quatro grupos individualizados, associados aos trechos amostrados, o sumário estatístico foi também obtido para o grupo geral das amostras de cada um dos dois ambientes: ambiente de mangue 46 amostras; ambiente de praia/ilha-barreira 47 amostras.
Através da ferramenta descriptive statistics (estatística descritiva) presente no software
Statistica® 13.5 foi possível produzir as tabelas com os parâmetros estatísticos de cada um dos
grupos citados acima, sendo eles: número de amostras (representado por n), média aritmética, mediana, valor mínimo, valor máximo, desvio padrão, coeficiente de variação e assimetria.
3.2.3 Diagramas de Caixa
Para facilitar a visualização gráfica dos conjuntos de dados, foram utilizados diagramas de caixa (Tukey, 1977), os quais combinam uma medida de tendência central, nesse caso em particular a mediana, com a sua respectiva dispersão, ou amplitude interquartil, além de outros elementos gráficos.
Os diagramas de caixa mostram como se comporta o núcleo dos dados analisados e a dispersão dos valores das extremidades com relação a esse mesmo núcleo. Tais diagramas foram produzidos utilizando a ferramenta de construção de gráficos variability plots (gráficos de variabilidade) presentes no software Statistica® 13.5.
A figura 3.2 representa o tipo de diagrama de caixa utilizado neste trabalho, usando como exemplo os dados de mediana granulométrica das amostras do trecho CPrI1 (Campo Praia/Ilha-Barreira 1).
Figura 3. 2 – Diagrama de caixa com seus respectivos constituintes para os dados de mediana granulométrica das amostras do trecho CPrI1 (Fonte: Autor).
3.2.4 Perfis de Variação Vertical
A fim de verificar a variabilidade das características dos sedimentos de acordo com a profundidade amostrada nos testemunhos, foram produzidos perfis de variação vertical, que são
gráficos de linha em 2D (do tipo x-y) cujo eixo das abcissas representa a variação da característica abordada e o eixo das ordenadas representa a posição vertical das quatro profundidades amostrais nos testemunhos.
Através da opção de gráficos XY trace (traço XY) da ferramenta de construção 2D line
plots (gráficos de linha 2D) presente no software Statistica® 13.5, foi possível a produção dos
perfis de variação vertical. Neles, as variáveis granulométricas/composicionais/geoquímicas e seus respectivos valores (em porcentagem, phi, ppm ou API) são colocados no eixo das abscissas, ao passo que os intervalos amostrais (5 a 10 cm, 33 a 38 cm, 62 a 67 cm, 90 a 95 cm) são colocados no eixo das ordenadas, como mostrado na figura 3.2. Em cada perfil existem três linhas que representam os três furos realizados no trecho amostrado (A, B, C), e cada linha possui quatro pontos que representam os intervalos equidistantes dos testemunhos nos quais foram retiradas as amostras para posterior condução de análises laboratoriais, e subsequentemente, análises estatísticas. Como já justificado anteriormente, alguns perfis apresentam linhas com apenas três pontos, o que significa que o segmento mais inferior do testemunho não foi recuperado.
No caso do exemplo representado pela figura 3.3, a linha azul representa o furo ARMA (Área de Referência de Mangue A), a linha vermelha representa o furo ARMB (Área de Referência de Mangue B) e a linha verde representa o furo ARMC (Área de Referência de Mangue C).
Figura 3. 3 – Perfil de variação vertical de areia MFF (muito fina e fina) para ARM (Área de Referência de Mangue) (Fonte: Autor).
Esses gráficos permitem visualizar como concentrações/proporções das diferentes variáveis mudam seus valores com a profundidade nos locais amostrados, ao mesmo tempo em que permitem comparações entre diferentes perfis para um mesmo parâmetro. Também pode-se verificar como os parâmetros variam quando pode-se compara o trecho de referência com os demais trechos de amostragem do mesmo ambiente.
3.2.5 Teste de Kruskal-Wallis e Teste de Comparações Múltiplas
Para o caso de dados com distribuição estatística assimétrica ou com um pequeno número de medições (observações estatísticas), a comparação entre três ou mais populações independentes pode ser adequadamente feita a partir do Teste de Kruskal-Wallis. Trata-se de um teste não-paramétrico visando testar a hipótese nula (H0) de que as populações analisadas não diferem entre si, em confronto com a hipótese alternativa (H1) de que pelo menos uma delas difere das demais. A Tabela 3.1 ilustra a estrutura do Teste de Kruskal-Wallis aplicado à comparação dos quatro grupos amostrais de cada um dos dois ambientes avaliados (mangue e paria/ilha-barreira). Uma vez que, dentre as 16 variáveis, algumas delas se relacionam através de dados em escala de porcentagem, pressupõe-se que exista relação direta ou inversa entre suas variações. Por exemplo, o aumento da proporção de sedimentos siliciclásticos é necessariamente associado à diminuição da porcentagem de sedimentos carbonáticos, de modo que se espera resultados interpretativos equivalentes (diretos ou inversos) para variáveis sob esse tipo de escala (no caso, em porcentagem fechando 100%).
Tabela 3. 1 – Resumo da aplicação do Teste de Kruskal-Wallis nos ambientes de mangue e praia/ilha-barreira, no qual n1 são os trechos ARM e ARPrI, n2 são CM1 e CPrI1, n3 são CM2 e CPrI2, n4 são CM3 e CPrI3, H0 é a
hipótese nula, H1 é a hipótese alternativa e α é o nível de significância fixado (Fonte: Autor).
Comparações Número de Grupos Número de Amostras Teste
Estatístico Hipóteses Testadas (α = 0,05)
Nas amostras de mangue (M): entre os quatro trechos (ARM, CM1, CM2,
CM3) Quatro grupos n1 = 12 n2 = 12 n3 = 11 n4 = 11 Teste de Kruskal-Wallis
H0: Os quatro grupos amostrais não diferem entre si
H1: Pelo menos um dos quatro grupos amostrais difere dos demais Nas amostras de praia/ilha-barreira (PrI):
entre os quatro trechos (ARPrI, CPrI1,
CPrI2, CPrI3) Quatro grupos n1 = 12 n2 = 12 n3 = 12 n4 = 11 Teste de Kruskal-Wallis
H0: Os quatro grupos amostrais não diferem entre si
H1: Pelo menos um dos quatro grupos amostrais difere dos demais
Na ocorrência de rejeição de H0, como forma de mostrar quais grupos diferem entre si, através da opção comparing multiple independent samples (comparar múltiplas amostras independentes) presente na ferramenta nonparametric statistics (estatística não-paramétrica) no software Statistica® 13.5. foram geradas tabelas a partir do teste de comparações múltiplas dos valores dos trechos analisados para cada uma das 16 variáveis, tanto de mangue quanto de praia/ilha-barreira, nas quais estão resumidas as informações como o p ou α (valor fixo de significância), N (número de variáveis aleatórias), H (hipóteses) e z’ (valores numéricos comparativos). Nas tabelas, os valores z’ mostram discrepância entre distribuições através de números de cor vermelha, e quando não há diferença entre trechos os números apresentam cor preta padrão. Todas as tabelas dos testes de comparações múltiplas e Kruskal-Wallis estão presentes no Anexo 2.
4. RESULTADOS
Neste capítulo serão apresentados os resultados obtidos a partir do tratamento dos dados das amostras de mangue e praia/ilha-barreira que totalizam 93 exemplares, dentro das 16 variáveis escolhidas previamente para análise. Esses resultados serão apresentados na forma de sumários estatísticos, perfis de variação vertical, diagramas de caixa, teste de Kruskal-Wallis e teste de comparações múltiplas.
4.1 SUMÁRIO ESTATÍSTICO
Os sumários estatísticos produzidos compreendem uma síntese dos parâmetros escolhidos para análise das 46 amostras coletadas em ambiente de mangue, sendo este dividido em quatro trechos distintos: ARM (Área de Referência de Mangue), CM1 (Campo Mangue 1), CM2 (Campo Mangue 2) e CM3 (Campo Mangue 3); e das 47 amostras recolhidas em ambiente de praia/ilha-barreira, sendo este dividido em: ARPrI (Área de Referência de Praia/Ilha-Barreira), CPrI1 (Campo Praia/Ilha-Barreira 1), CPrI2 (Campo Praia/Ilha-Barreira 2) e CPrI3 (Campo Praia/Ilha-Barreira 3). Os parâmetros estatísticos escolhidos para a análise descritiva dos dados são: número de amostras, média aritmética, mediana, valor mínimo, valor máximo, desvio padrão, coeficiente de variação e assimetria.
Para fins de classificação do coeficiente de variação (CV) neste trabalho será usada a abordagem adotada por Andriotti (2003), na qual se caracteriza a homogeneidade das variáveis
granulométricas, composicionais e geoquímicas, tendo em vista que variáveis homogêneas (com pouca variabilidade) apresentam valores de CV abaixo de 40%, variabilidade intermediária entre 40% e 100%, e heterogeneidade (com alta variabilidade) acima de 100% como é mostrado na tabela 4.1.
Tabela 4. 1 - Classificação de variabilidade de acordo com o coeficiente de variação (CV) (Fonte: Autor).
COEFICIENTE DE VARIAÇÃO VARIABILIDADE
0% a 40% Homogênea
40% a 100% Intermediária
> 100% Heterogênea
4.1.1 Ambiente de Mangue
O sumário estatístico do ambiente de mangue reúne toda a estatística descritiva através das 16 variáveis escolhidas para análise e os parâmetros usados para descrevê-las na tabela 4.2. No que concerne as variáveis granulométricas, de acordo com o sumário estatístico do ambiente de mangue (Tabela 4.2), as medianas que apresentam maior variação nos trechos amostrados são relativas ao grau de selecionamento (phi), cascalho (%), areia MGGM (%) e lama (%), enquanto as demais exibem comportamento mais uniforme. Além disso, as medianas das variáveis granulométricas no geral tendem a ser diferentes dos padrões mostrados pelos coeficientes de variação (CV). Em alguns casos é interessante notar, por exemplo em areia MGGM (%), que o valor alto da mediana apresentada é correspondido por um valor baixo de CV. Considerando que distribuições de dados com valores de assimetria fora da faixa entre -0,5 e +-0,5 são considerados como assimétricos, verifica-se que CM1 é o trecho com maior número de ocorrência de variáveis assimétricas, e que a variável mais assimétrica dentre as 16 escolhidas é o cascalho (%).
No tocante às variáveis composicionais (Tabela 4.2), as medianas apresentadas têm maior variação, comparativamente ao que foi observado para as variáveis granulométricas, com quartzo (%), fragmentos de rocha (%) e minerais pesados (%) apresentando-se uniformes, enquanto as demais exibem bastante variação. Comparando-se a mediana de ARM com as demais, tem-se apenas CM3 como trecho mais semelhante e CM2 mais destoante. Também é
