FORMAÇÃO DE ESPELEOTEMAS EM GRUTAS DA ILHA TERCEIRA: PROCESSO ABIÓTICO OU BIÓTICO?

M.R. Carvalho

_{, A. Bustillo}

_{, J.C. Nunes}

_{, F. Pereira}

A. Aparício

_{, A. de los Rios}

_{, R. Daza}

1_{Universidade de Lisboa, Dep. Geologia, CeGUL, mdrcarvalho@fc.ul.pt}

2_{Museo Nacional de Ciencias Naturales-CSIC-Madrid, abustillo@ mncn.csic.es} 3_{Universidade dos Açores, Dep. Geociências, jcnunes@notes.uac.pt}

Óxidos e Hidróxidos de Ferro

OXIDES (%) BL-1 SiO₂ 14.713 Al₂O₃ 0.457 Fe₂O₃ 59.11 FeO 0.78 MnO 0.854 MgO 0.437 CaO 0.616 Na₂O - K₂O - TiO₂ 0.02 P₂O₃ 0.05 P.C. 22.88 Fe₂O₃ total/SiO₂ 4.07

A difracção de Raio-X identifica Fe (hydr)oxides pouco

ordenados que podem ser classificados como ferrihidrites enriquecidas em Si

Óxidos e Hidróxidos de Ferro

Gruta dos Buracos

Opala

Gruta dos Buracos Óxidos e Hidróxidos de Ferro

Distinguem-se depósitos de

ferrihidrite compacta intercalados com horizontes de estrutura

As estruturas e minerais detectadas nos espeleotemas parecem ter origem

biogénica

Gallionella e Leptothrix parecem ser os

principais responsáveis pela formação dos espeloetemas

Gallionella mostra acumulação de

depósitos de ferrihidrite rica em Si

Mineralização mais intensa está

associada com Leptothrix do que com depósitos minerais independentes

Gallionella mostra acumulação de

depósitos de ferrihidrite rica em Si

Mineralização mais intensa associada com Leptothrix do que com depósitos minerais independentes

Basalto + Água = Dissolução + água mineralizada

Alteração abiótica de piroclastos , causada pela interacção com água, origina dissolução dos minerais primários (olivinas,

piroxenas e plagioclases) e dá origem a produtos de alteração secundários tal como a ferrihidrite

Fe(OH)₃ + 3H+ _{= Fe}3+ _{+ 3H}

2O (1)

Fe2+ _{+ e}- _{= Fe}3+ ₍₂₎

Fe2+ _{+ 3H}

pH = 5.5 Fe (total) = 19.5 mg/L SiO₂ = 33.16 mg/L Na = 15.1 mg/L Mg = 5.89 mg/L Ca = 3.1 mg/L K = 2.83 mg/L Mn = 303 µg/L Al = 65 µg/L -1000 -500 0 500 1000 1500 1 3 5 7 9 11 13 E h (m V ) pH Fe3+ Fe2+ _{Oxi (hidrox) - Fe} FeCO3 Fe(OH)₃ + 3H+ _{= Fe}3+ _{+ 3H} 2O (1) Fe2+ _{+ e}- _{= Fe}3+ ₍₂₎ Fe2+ _{+ 3H} 2O = Fe(OH)3(s) + 3H+ + e- (3)

Simulação geoquímica da oxidação de Fe(II)

pH < 7 = 40 dias para converter 30 μmol of Fe(II) em Fe(III)

pH > 7 = 5 horas para converter 30 μmol of Fe(II) em Fe(III)

Os depósitos da gruta dos Buracos podem resultar da lexiviação ácida de piroclastos e rochas basálticas, por água de precipitação/escorrência acidificada por elevadas concentrações de CO₂ (organico ou

hidrothermal, que óxida ao emergir no topo e paredes da gruta (oxigénio atmosférico no interior da gruta),

Os depósitos da gruta dos Buracos podem resultar da lexiviação ácida de piroclastos e rochas basálticas, por água de precipitação/escorrência acidificada por elevadas concentrações de CO₂ (organico ou

hidrothermal, que óxida ao emergir no topo e paredes da gruta (oxigénio atmosférico no interior da gruta),

Kirby and Elder Brady (1998)

A oxidação do Fe(II) é predominantemente inorganica a pH neutro

Sherif e Brown (1998) e Brown et al, (1999)

• Impossível precipitar ferro em meio natural estéril

• Como oxidação de Fe(II) é muito sensível ao pH, a comunidade microbiana afecta o pH e o potencial redox condicionando a forma de Ferro em solução e a fase sólida precipitada

Kasama and Murakami (2001)

A precipitação de estalactites de Ferro em grutas (Japão) é 3 ordens de magnitude maior na presença da bacteria Gallionella.

Não há conclusões definitivas sobre o efeitos dos microorganismos na oxidação do Fe(II), principalmente a pH neutro

Gruta da Branca Opala

Os depósitos de sílica da Gruta Branca Opala

são estromatólitos de OPALA

1 cm

Os estromatólitos são fundamentalmente formados por ÓPALA

Ocasionalmente aparecem indícios de argilas.

Em lâmina delgada observam-se 3 partes no doma de opala:

a) Parte interior de laminado ondulado com opala claro e escura que passa lateralmente a minicolunas (1-4 mm largura e 3-6 mm altura);

b) Parte intermédia formada por pequenas estruturas globulares cimentadas;

Em SEM observam-se microesferas de

ópalo A formando uma massa geral, ou

recobrindo filamemtos microbianos

Aparecem muitos tipos de Diatomáceas

Nas partes mais densas observam-se

moldes de micróbios, pólen, esporos,

fungos .

A identificação dos micróbios é difícil mas

podem-se identificar cianobacterias e

bacterias heterotróficas típicas de solos

Em SEM observam-se microesferas de

ópalo A formando uma massa geral, ou

recobrindo filamemtos microbianos

Aparecem muitos tipos de Diatomáceas

Nas partes mais densas observam-se

moldes de micróbios, pólen, esporos,

fungos .

A identificação dos micróbios é difícil mas

podem-se identificar cianobacterias e

bacterias heterotróficas típicas de solos

Traquito + Água + CO

(g) = Dissolução + água

mineralizada (SiO

)

Alteração abiótica de piroclastos , causada pela interacção com água, origina dissolução dos minerais primários (olivinas,

piroxenas e plagioclases) e dá origem a produtos de alteração secundários tal como a ferrihidrite

Sanidina + H₂O + H+ K+ _{+ H}

Traquito + Água + CO

(g) = Dissolução + água

mineralizada (SiO

)

Alteração abiótica de piroclastos , causada pela interacção com água, origina dissolução dos minerais primários (olivinas,

piroxenas e plagioclases) e dá origem a produtos de alteração secundários tal como a ferrihidrite

Sample

T pH Conductivity Total CO2 Free CO2 SiO2 Na K Ca Mg Fe Al HCO3- SO42- Cl

º C uS/cm mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L