INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS DA AMAZÔNIA – INPA UNIVERSIDADE ESTADUAL DO AMAZONAS – UEA PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CLIMA E AMBIENTE
Caracterização hidrogeológica da região a norte da cidade de
Manaus, com base em informações geofísicas (resistividade
elétrica), geológicas e geomorfológicas
João da Silva Carvalho
Manaus, Amazonas
João da Silva Carvalho
Caracterização hidrogeológica da região a norte da cidade de Manaus, com base em informações geofísicas (resistividade elétrica), geológicas e
geomorfológicas
Orientador: Dr. Javier Tomasella
Tese apresentada ao Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia/ Universidade do Estado do Amazonas como parte dos requisitos para obtenção do Título de Doutor em Clima e Ambiente
Manaus, Amazonas Março, 2012
INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS DA AMAZÔNIA – INPA UNIVERSIDADE ESTADUAL DO AMAZONAS – UEA PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CLIMA E AMBIENTE
Título da Tese:
Caracterização hidrogeológica da região a norte da cidade de Manaus, com base em informações geofísicas (resistividade elétrica), geológicas e
geomorfológicas
João da Silva Carvalho
Banca Julgadora
Javier Tomasella (Orientador)
Rutenio Luiz Castro de Araujo (Membro)
Shozo Shiraiwa (Membro)
Solange dos Santos Costa (Membro)
Clauzionor Lima da Silva (Membro).
Manaus, Amazonas Março, 2012
C331 Carvalho, João da Silva
Caracterização hidrogeológica da região a norte da cidade de Manaus, com base em informações geofísicas (resistividade elétrica), geológicas e geomorfológicas /João da Silva Carvalho.--- Manaus : [s.n.], 2012.
xxii, 157 f. : il. color.
Tese (doutorado) --- INPA, Manaus, 2012 Orientador : Javier Tomasella
Área de concentração : Clima e Ambiente
1. Geologia. 2. Geomorfologia. 3. Geofísica. 4. Hidrogeologia. 5. Águas subterrâneas. 6. Aquífero Alter do Chão. I. Título.
Sinopse:
Foram estudados os aspectos hidrogeológicos da região a norte da cidade de Manaus, com base em dados geofísicos, geológicos, geomorfológicos e de oscilação do nível freático, enfatizando a preservação da área de recarga do aquífero Alter do Chão.
Palavras-chave: Geologia, Geomorfologia, Geofísica, Hidrogeologia, Aquífero Alter do Chão
DEDICATÓRIA
Dedico, com todo carinho, à minha Mãe, Dona Guiomar, e à minha esposa Dulcimar e filhos (Priscila, Jonathan e Vinícius).
AGRADECIMENTOS
Agradeço:
. A Deus, pela vida, saúde e capacidade para realizar tarefas, e pensar os desafios;
. Ao CNPq, pela aprovação e liberação de recursos que muito auxiliaram na execução deste projeto;
. Ao Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia (INPA) e Universidade do Estado Amazonas (UEA), através do programa de Pós-Graduação em Clima e Ambiente, pela oportunidade concedida e apoio ao desenvolvimento deste programa;
. À Universidade Federal do Amazonas, por nos dar condições de tempo e disponibilização da estrutura, incluindo laboratórios, equipamentos e veículos, que auxiliaram nas etapas de campo e laboratório;
. Ao Laboratório de Geofísica do Departamento de Geologia Geral da UFMT, pela disponibilização do equipamento (resistivímetro) para complementação do levantamento de resistividade elétrica;
. Ao Dr. Eduardo da Silva Pinheiro, do Departamento de Geografia do ICHL/UFAM, pela seção do GPS Diferencial para realização do levantamento topográfico;
. Ao Sistema de Proteção da Amazônia (SIPAM), pelo fornecimento de informações (imagens digitais) para auxiliar no desenvolvimento do projeto;
. À CPRM, pela liberação de informações pluviométricas e fluviométricas da Estação de Rio Preto da Eva;
. Ao Dr. Javier Tomasella, pela confiança depositada e pela orientação e sugestões sempre objetivas.
. Aos doutores Rutenio Luiz Castro de Araujo e Clauzionor Lima da Silva, do Departamento de Geociências da UFAM, por estarem sempre dispostos a colaborar.
. Ao Dr. Shozo Shiraiwa, da Universidade Federal do Mato Grosso, pelo apoio na realização dos levantamentos de campo, processamento de dados geofísicos e pelas sugestões;
. Ao Dr. Alteredo Cutrim, da Universidade Federal do Mato Grosso, pelas sugestões e apoio no processamento de dados geofísicos;
. À Dra. Solange dos Santos Costa pelo apoio e sugestões formuladas; . À Dra. Jamile Dehaini pelas sugestões formuladas;
. Aos colegas contemporâneos dos cursos de Doutorado e Mestrado do programa de Pós-Graduação em Clima e Ambiente do INPA/UEA, pela convivência e oportunidades de discussão de assuntos pertinentes;
. Aos alunos da disciplina Geofísica I, do Curso de Geologia, Turma 2010/2, que participaram, na qualidade de aprendizes, da realização de duas sondagens elétricas verticais e um caminhamento elétrico horizontal, na rodovia BR-174 (Presidente Figueiredo);
. À minha família, pela paciência e compreensão, pelas ausências e abnegações.
. Às demais pessoas e instituições que, de forma direta ou indireta, contribuíram para a execução deste projeto.
EPÍGRAFE
“Embora ninguém possa voltar atrás e fazer um novo começo, qualquer um pode começar agora e fazer um novo fim”. Chico Xavier
RESUMO
A área de abrangência deste trabalho situa-se na região a norte da cidade de Manaus, compreendida entre as coordenadas 2º00’ e 3º00’ de latitude sul e 59º30’ e 60º30’ de longitude oeste, onde predominam exposições sedimentares clásticas e pelíticas da Formação Alter do Chão, de idade neocretácea, que se sobrepõe, em discordância angular, a outras unidades paleozóicas da bacia. O relevo nessa região se apresenta bastante dissecado pela drenagem, onde se destacam colinas de topos arredondados (platôs), vales amplos, normalmente limitados por vertentes íngremes, onde se encaixam pequenos cursos d'água. A rede de drenagem, de padrão dominante sub-dendrítico, é constituída pelas bacias dos rios Cuieiras, Branquinho, Puraquequara e Preto da Eva e igarapés Tarumã Mirim e Tarumã Açu, alongadas e orientadas segundo as direções NW-SE a NE-SW, condicionadas às direções dos principais lineamentos tectônicos dessa região. Texturalmente os solos variam de argiloso nos platôs a arenoso nos baixios, sobre os quais se desenvolveu uma exuberante cobertura vegetal (Floresta Tropical Amazônica), em clima quente e úmido, com média de precipitação superior a 2.300 mm/ano. Essa floresta exerce uma grande influência ambiental, notadamente no equilíbrio do ciclo hidrológico regional, além de seu papel no processo de recarga do aquífero Alter do Chão, a mais importante reserva estratégica de água doce da região. Os processos tectônicos, que influenciaram a morfologia do relevo local e condicionaram as drenagens, também exercem influência no processo de armazenamento e fluxo de água subterrânea. Os resultados do levantamento geoelétrico revelaram a existência de camadas de materiais clásticos e pelíticos, intercaladas e descontínuas, que se prolongam e se afunilam para norte, até o seu limite com rochas paleozóicas do Grupo Trombetas. O processo de recarga desse manancial subterrâneo, a partir da infiltração da água através de toda essa superfície, é mais eficaz devido a existência da cobertura vegetal. O monitoramento de nível freático realizado na bacia do rio Preto da Eva, ao longo de um período hidrológico anual (2010/2011), apresentou variação de nível da ordem de 7,0 metros (com taxa de variação volumétrica de 2,9 mm/ano), onde o nível máximo aconteceu cerca de um mês após o pico da estação chuvosa, enquanto que o nível mínimo ocorreu durante a estação chuvosa, com defasagem de até quatro meses do pico de chuva. Esse retardo corresponde ao período em que ocorre a recarga do aquífero, quando as drenagens são alimentadas pelo fluxo de base. Uma estimativa preliminar
aponta, para essa porção do aquífero Alter do Chão, um estoque de cerca de 130 km3 de água de boa qualidade, disponível para uso. Todavia, a manutenção desse estoque depende, fundamentalmente, da ocupação e uso sustentável dessas terras, respeitando os limites de desflorestamento, as condições geomorfológicas locais e o uso sustentável dessa porção da floresta tropical Amazônica.
ABSTRACT
The area covered by this work lies in the region north of the Manaus city, between the coordinates 2o00’ and 3o00' south latitude and 59o30'and 60o30' west longitude, which predominantly exhibits sedimentary rocks of the Alter do Chão Formation, represented by fluvial-lacustrine, clastic and pelitic rocks, from late Cretaceous age. The relief in this region is considerable dissected by drainage, which contrast the hills of rounded tops (platôs), broad valleys, usually limited by steep slopes, where are located small streams. The drainage system, with dominant sub-dendritic pattern, is formed by the basins of rivers Cuieiras, Branquinho, Puraquequara and Preto da Eva, and streams Tarumã Mirim and Tarumã Açu, extending and oriented according to the directions NW-SE to NE-SW and the main tectonic lineaments of the region. The soil texture is ranged from clayey in the plateaus to sandy in the shallows, on which has grow a lush vegetation (Amazon Rainforest), in hot and humid local climate, with average rainfall exceeding 2,300 mm/year. This forest has a major environmental influence, especially in the balance of the regional hydrological cycle, in addition to its role in the process of recharge of the Alter do Chão aquifer, the most important strategic reserve of fresh water in the region. The tectonic processes that influence the local morphology and conditioned the drainages, has also influence on the storage and groundwater flow. The results of the geoelectrical survey revealed the existence of intercalate and discontinuous layers of pelitic and clastic material, which extend and taper north to its boundary with the Paleozoic rocks of the Trombetas Group. The groundwater level monitoring conducted in the Preto da Eva River, over a hydrological year period (2010/2011), changed the order of 7.0 meters (volumetric variation rate of 2.9 mm/year), where the maximum occurred one month after the peak of the rainy season, while the minimum occurred during the rainy season, with a lag of up to 4 months of peak rainfall. This long delay period corresponds to the period in which the aquifer is recharged, when the drains are fed by basis flow. A preliminary estimate points to that portion of the Alter do Chão aquifer, a stock of about 130 km3 of water of good quality, available for use. However, maintaining this value depends basically on the sustainable use and occupation of these lands, considering the limits of deforestation, the local geomorphological conditions and the sustainable use of that portion of the Amazon rainforest.
SUMÁRIO
Lista de Tabelas xiv
Lista de Figuras xvi
1. INTRODUÇÃO 1
2. ESTADO DA ARTE 9
2.1. Aspectos geológicos 9
2.1.1. Generalidades 9
2.1.2. Evolução tectônica da Bacia do Amazonas 11
2.1.3. Estratigrafia da Bacia do Amazonas 12
2.1.4. Neotectônica na Amazônia 17
2.2. Aspectos geomorfológicos 20
2.2.1. Generalidades 20
2.2.2. Relevo 24
2.2.3. Drenagem 24
2.3. Método geofísico da Eletrorresistividade 26
2.3.1. Generalidades 26 2.3.2. Arranjos eletródicos 28 2.3.3. Técnicas de campo 29 2.4. Hidrologia e Hidrogeologia 31 2.4.1. Generalidades 31 2.4.2. O Ciclo Hidrológico 33
2.4.3. Os caminhos da água a partir da superfície terrestre 35
2.4.3.1. Infiltração 35
2.4.3.2. Processos de escoamento 36
2.4.3.4. Águas subterrâneas e Aquíferos 38
2.4.4. Distribuição volumétrica de água na Terra 42
2.4.5. Disponibilidade de água e Balanço Hídrico Global 44
2.4.6. Distribuição e disponibilidade de águas doces no Brasil 48
2.4.6.1. A Região Hidrográfica Amazônica 58
2.4.6.2. O Sistema Aquífero Alter do Chão 63
3. OBJETIVOS 65 3.1. Objetivo Geral 65 3.2. Objetivos Específicos 65 4. MATERIAIS E MÉTODOS 66 4.1. Materiais 66 4.2. Métodos 66
4.2.1. Pesquisa de informações disponíveis na literatura (relatórios, teses, dissertações, artigos e informações disponibilizadas na internet), visando a caracterização geológica e geomorfológica local
66
4.2.2. Organização da estrutura de apoio às atividades de processamento digital de imagens e de dados geofísicos
66
4.2.3. Organização da base de dados de referência 67
4.2.4. Realização de processamentos digitais sobre imagens SRTM 67 4.2.5. Construção de poços para monitoramento de nível freático 70
4.2.6. Monitoramento de Nível Freático 71
4.2.7. Avaliação de informações de perfis de poços perfurados na área 72 4.2.8. Avaliações sobre informações pluviométricas e fluviométricas da
Estação Rio Preto da Eva
74
4.2.9. Determinação das cotas (altitudes) topográficas das localizações (poços, SEVs, CEH e bases de amarração), por meio de GPS Diferencial
76
4.2.10. Levantamento geofísico (resistividade elétrica) de superfície 79
5. RESULTADOS 81
5.1. Avaliação dos aspectos geomorfológicos 81
5.1.1. Análise do relevo 81
5.1.2. Análise da drenagem 90
5.2. Avaliação dos dados geofísicos 92
5.2.1. Resultados das sondagens elétricas verticais (SEVs) 93 5.2.2. Resultados dos caminhamentos elétricos horizontais (CEH) 113 5.3. Avaliação dos dados pluviométricos e fluviométricos 118 5.4. Análise dos dados do monitoramento de nível freático 121 5.5. Disponibilidade de água subterrânea e balanço hídrico 126 5.6. Avaliação da área de recarga e descarga do aquífero Alter do Chão, no
âmbito da região a norte de Manaus
129
5.7. A recarga do aquífero Alter do Chão e as mudanças climáticas 131
6. CONCLUSÕES 137
Lista de Tabelas
Tabela 1 Aspectos quantitativos dos principais reservatórios terrestres (Karmann, 2003 apud Teixeira et al., 2001;Tundisi, 2005 e Rebouças et al.,2006; USGS, 2010)
43
Tabela 2 Disponibilidade anual de água doce por continente (Fonte: Hoekstra e Hung, 2003)
45
Tabela 3 Relação dos 20 países detentores das maiores disponibilidades de água doce do planeta (Fonte: Hoekstra e Hung, 2003)
45
Tabela 4 Contribuição dos fluxos subterrâneos à descarga dos rios (km3/ano) – Fonte: modificado de Tundisi (2005)
47
Tabela 5 Principais aquíferos/sistemas aquíferos do planeta (Fonte: MMA, 2007)
47
Tabela 6 Parâmetros dimensionais, descarga e disponibilidade hídrica das regiões hidrográficas brasileiras. Fonte: MMA (2006) e ANA (2009)
50
Tabela 7 Abrangências geográficas das principais bacias hidrográficas brasileiras. Fonte: Tucci (2001)
51
Tabela 8 Reservas de águas subterrâneas do Brasil (Fonte: ANEEL, 1999, apud Varella Neto, 2008)
53
Tabela 9 Aspectos gerais de algumas bacias hidrográficas da Região Hidrográfica Amazônica. Fonte: MMA (2006)
62
Tabela 10 Vazões médias nas sub-regiões hidrográficas da Região Hidrográfica Amazônica, e suas respectivas disponibilidades hídricas, de acordo com a classificação da UNESCO (MMA, 2006)
62
Tabela 11 Informações sobre localização e características construtivas dos poços de monitoramento
70
Tabela 12 Dados dos totais mensal e anual de precipitação medida na Estação Pluviométrica de Rio Preto da Eva (ANA/CPRM), para o período de
1995 a agosto de 2011
Tabela 13 Cotas médias mensais do nível do rio Preto da Eva, obtidas na Estação Fluviométrica de Rio Preto da Eva (ANA/CPRM), para o período de 1995 a agosto de 2011
75
Tabela 14 Vazões médias mensais do rio Preto da Eva, fornecidas pela Estação Fluviométrica de Rio Preto da Eva (ANA/CPRM), para o período de 1995 a agosto de 2011
75
Tabela 15 Pontos com localização topográfica, georreferenciados por meio de GPS
78
Tabela 16 Informações sobre localização e características dos poços de monitoramento
94
Tabela 17 Medidas de profundidade do nível freático nos poços de monitoramento
Lista de Figuras
Figura 1 Mapa de localização da área de estudo. Fonte: IBGE 1 Figura 2 Seção estratigráfica esquemática da borda norte da Bacia do
Amazonas, ao longo da rodovia BR-174 (km 30 - km 98). Fonte: CPRM/SGB (2010)
2
Figura 3 Imagem SRTM mostrando a localização das áreas de ocupação, representadas fundamentalmente pelo Distrito Agropecuário da SUFRAMA (DAS) e Assentamento Tarumã Mirim (ATM)
5
Figura 4 Configuração da gradação textural dos solos ocorrentes na região, em função da topografia (conforme Pinheiro et al., 2007)
6
Figura 5 Mapa de localização da Bacia Sedimentar Paleozóica do Amazonas, destacando as feições limítrofes com as demais bacias sedimentares da Região Norte do Brasil, sendo: (1) Arco de Iquitos, (2) Arco de Purus e (3) Arco de Gurupá (modificado de Wanderley Filho et al., 2006)
9
Figura 6 Subdivisão do Cráton Amazônico em províncias geocronológicas e domínios tectono-estratigráficos (conforme sugerido por Reis et al., 2006)
10
Figura 7 Compartimentação da Bacia do Amazonas (conforme Wanderley Filho, 1991)
12
Figura 8 Carta Estratigráfica da Bacia do Amazonas (Fonte: Cunha et al., 2007)
15
Figura 9 Mapa geológico da área de abrangência deste trabalho. Fonte:
CPRM (2011
17
Figura 10 Lineamentos dos rios afluentes da margem esquerda do Rio Amazonas, na região de Manaus (Fonte: Silva, 2005)
18
Figura 11 Mapa das unidades morfoestruturais da área (retângulo destacado em traço vermelho), baseado em Nascimento et al. (1976) e Costa et al. (1978)
21
Figura 12 Mapa de unidades do relevo da região norte da cidade de Manaus (IBGE, 2006).
22
Figura 13 Imagem SRTM destacando as feições de relevo (interflúvios alongados) e drenagem (alinhamento dos vales principais)
Figura 14 Modelo 3-D topográfico digital mostrando as principais feições morfoestruturais da região (conforme Silva, 2005), sendo: (1) Escarpa de falha do rio Cuieiras, (2) Escarpa de falha do Igarapé Tarumã Mirim, (3) Escarpa de falha do rio Urubu e (4) Interflúvio Urubu-Preto da Eva (adaptado de Silva, 2005)
24
Figura 15 Mapa de drenagem da região norte de Manaus, obtido por processamento de imagens SRTM
25
Figura 16 Seção vertical mostrando a configuração geral das linhas equipotenciais e de fluxo de corrente, em terreno homogêneo, geradas a partir da indução de corrente elétrica no terreno, através do sistema de dois pontos de emissão de corrente (A e B), destacando ainda o sistema (MN) de medição do potencial elétrico resultante. Adaptado de Telford et al. (1990)
27
Figura 17 Representação esquemática do fluxo de corrente elétrica no subsolo, mostrando as linhas de fluxo de corrente (azul) e as equipotenciais (vermelhas). Fonte: Braga (2007)
27
Figura 18 Representação esquemática da distribuição eletródica conforme os arranjos Schlumberger (A) e Dipolo-dipolo (B)
29
Figura 19 Representação esquemática da configuração eletródica Dipolo-dipolo para a realização de CEH. Braga (2007)
30
Figura 20 Configuração da Zona de Convergência Intertropical (ZCIT). Fonte: site http://ludmila-marrara.blogspot.com/2009/06/zona-de-convergencia-intertropical. html
33
Figura 21 O Ciclo Hidrológico e o Balanço Hídrico Global. Fonte: FISRWG (1998)
34
Figura 22 Circulação oceânica induzida pelo vento (Fonte: Marengo, 2004) 35 Figura 23 Representação esquemática dos processos de escoamento
superficial e sub-superficial (modificado de Tarboton, 2003)
37
Figura 24 Compartimentação hidrológica do perfil do solo, em função do grau de saturação do mesmo
38
Figura 25 Representação da circulação da água subterrânea, definindo as linhas de fluxo e de iguais valores de potencial hidráulico. Fonte: Teixeira et al. (2001)
39
Figura 26 Representação esquemática da Lei de Darcy, onde Q é a vazão, A é área da seção, L é o comprimento (extensão) do escoamento, h = h1 – h2, é o potencial hidráulico e K é a condutividade hidráulica
do meio
40
Figura 27 Representação esquemática dos principais tipos de aquíferos quanto aos tipos de interstícios. Fonte: MMA (2007)
Figura 28 Representação esquemática dos principais tipos de aquíferos e seus respectivos níveis de pressão
41
Figura 29 Distribuição relativa das águas no planeta Terra. Fonte: ANA (2010)
44
Figura 30 Distribuição da água doce superficial no mundo. Fonte: ANA (2007, adaptado da UNESCO)
48
Figura 31 Média histórica de precipitação (1961 a 2007) para o território brasileiro, onde as regiões hidrográficas estão representadas pelas siglas: (A) Amazônica, (B) Tocantins-Araguaia, (C) Atlântico Nordeste Ocidental, (D) Parnaíba, (E) Atlântico Nordeste Oriental, (F) São Francisco, (G) Atlântico Leste, (H) Atlântico Sudeste, (I) Atlântico Sul, (J) Uruguai, (L) Paraná e (M) Paraguai. Fonte: ANA (2009)
49
Figura 32 Anomalias normalizadas de chuva para o Norte (A) e Sul (B) da Amazônia, desde 1929 até 1997. Fonte: Marengo (2004)
49
Figura 33 Regiões hidrográficas brasileiras, de acordo com Plano Nacional de Recursos Hídricos. Fonte: ANA (2007)
50
Figura 34 Feições morfotectônicas da Plataforma Sul-Americana onde se originam as nascentes dos principais rios formadaores das bacias hidrográficas brasileiras. Fonte: adaptado de Schobenhauss e Brito Neves (2003)
52
Figura 35 Principais Províncias e Subprovíncias Hidrogeológicas do Brasil e suas relações com as regiões hidrográficas. Fonte: MMA (2007)
55
Figura 36 Mapa de Domínios/Subdomínios Hidrogeológicos do Brasil. Fonte: CPRM/SGB (2007)
55
Figura 37 Mapa de distribuição das principais bacias sedimentares brasileiras. Fonte: site http://www.phoenix. org.br
56
Figura 38 Mapa com a localização dos principais sistemas aquíferos do Brasil. Fonte: MMA (2007)
57
Figura 39 Região hidrográfica Amazônica. Adaptado de MMA (2006) 59 Figura 40 A Bacia Hidrográfica Amazônica, destacando o rio principal
(Solimões/Amazonas) e seus principais tributários. Fonte: site portalsaofrancisco.com.br
60
Figura 41 Subdivisão (nível 2) da Bacia Hidrográfica Amazônica, em Sub-bacias hidrográficas. Adaptado de MMA (2006)
61
Figura 42 Mapa Hipsométrico da região de rio Preto da Eva, mostrando a localização dos poços de monitoramento
Figura 43 Fotografias mostrando detalhes da atividade de construção dos poços de monitoramento, por meio de trado manual, destacando o processo perfuração (A), o tipo de broca utilizada (B), o mecanismo de limpeza do furo (C) e o acabamento final, com base de proteção e tubo de acesso (D)
71
Figura 44 Fotografia mostrando detalhe do método de medida da profundidade do nível freático, utilizando sonda medidora de nível d’água
72
Figura 45 Seção topográfica mostrando o posicionamento dos poços de referência e suas localizações em mapa
73
Figura 46 Esquema da determinação altimétrica por GPS. Fonte: Santos e Sá (2006)
76
Figura 47 Fotografia mostrando o aparelho GPS instalado para rastreamento de satélites e determinação de parâmetros geométricos para o posicionamento de pontos topográficos
77
Figura 48 Fotografia exemplificando a localização de um ponto de SEV (A) e a instrumentação utilizada no levantamento, destacando a distribuição de eletrodos, em superfície (B)
79
Figura 49 Mapa topográfico com espaçamento entre curvas de níveis de 20 metros, produzidos a partir de processamento de imagens SRTM, por meio do software ArcGis
82
Figura 50 Mapa hipsométrico produzido a partir do processamento de imagens SRTM, por meio do software ArcGis, envolvendo a área de estudo (retângulo tracejado, branco), com intervalos de 20 metros
83
Figura 51 Mapa de lineamentos do relevo (conforme Silva, 2005) 84 Figura 52 Perfil topográfico (SRTM) ao longo do meridiano de 60oW, desde a
região da periferia norte da cidade de Manaus (3º00’S) até a região sul do município de Presidente Figueiredo (2º00’S)
85
Figura 53 Detalhe da zona de divisor de água (radial) 86
Figura 54 Perfil topográfico SRTM transversal aos vales dos rios Puraquequara, Preto da Eva e Urubu, destacando, esquematicamente, os efeitos tectônicos na morfologia do relevo
87
Figura 55 Mapa de lineamentos de drenagem (conforme Silva, 2005) 88 Figura 56 Mapa de declividade do relevo, obtido a partir de processamento
digital de imagens SRTM, no ArcGis 9.3, com intervalo em porcentagens
Figura 57 Mapa 3D da área de estudo, obtido a partir de processamento digital de imagens SRTM, no ArcGis 9.3
90
Figura 58 Mapa destacando as bacias de drenagens da região de estudo, com indicação do sentido do possível basculamento (seta) das bacias principais (adaptado de Silva, 2005)
92
Figura 59 Mapa de localização das sondagens elétricas verticais (SEV). Base: Mapa geológico do IBGE
93
Figura 60 Seção BR-174 mostrando o posicionamento das SEVs (1 a 11), ao longo de um perfil topográfico (SRTM) segmentado, com exagero vertical da ordem de 30 vezes
94
Figura 61 Seção AM-010 mostrando o posicionamento das SEVs (12, 13, 14 e 15), ao longo de um perfil topográfico (SRTM) segmentado, com exagero vertical da ordem de 30 vezes
94
Figura 62 Perfil da SEV 1 (Fazenda Experimental da UFAM – km 38 da rodovia BR-174)
96
Figura 63 Perfil da SEV 2, localizada no km 41 da rodovia BR-174 97 Figura 64 Perfil da SEV 3 posicionada no km 44 da rodovia BR-174 98 Figura 65 Perfil da SEV 4 (Ramal ZF2 - km 50 da rodovia BR-174) 99 Figura 66 Perfil da SEV 5 (Ramal de fazenda - km 57 da rodovia BR-174) 100 Figura 67 Perfil da SEV 6 (Ramal ZF3 - km 63 da rodovia BR-174) 101 Figura 68 Perfil da SEV 7 (Ramal do km 78 da rodovia BR-174) 102 Figura 69 Perfil da SEV 8 (paralela à margem leste da rodovia BR-174 – km
94)
103
Figura 70 Perfil da SEV 9 (paralela à margem leste da rodovia BR-174 – km 96 - ASFRAMA)
104
Figura 71 Perfil da SEV 10, localizada no ramal do km 85 da rodovia BR-174 105 Figura 72 Perfil da SEV 11 (margem leste da rodovia BR-174 – km 71) 106 Figura 73 Perfil da SEV 12, localizada no km 82 da rodovia AM-010 107 Figura 74 Perfil da SEV 13, localizada no km 68 da rodovia AM-010 108 Figura 75 Perfil da SEV 14, localizada no ramal ZF7-B (km 85 da rodovia
AM-010)
109
Figura 76 Perfil da SEV 15, localizada no ramal ZF1 (km 53 da rodovia AM-010)
Figura 77 Seção estratigráfica interpretada dos dados de SEVs, concernente à seção BR-174, mostrando as correlações entre os perfis das mesmas
112
Figura 78 Seção estratigráfica interpretada dos dados de SEVs 15, 13, 14 e 12, concernente à seção AM-010, mostrando as correlações entre os perfis das mesmas
112
Figura 79 Seção modelo de resistividade elétrica de uma porção do limite norte da Formação Alter do Chão (km 94 da BR-174), com deslocamento de sul para norte
114
Figura 80 Seção modelo de resistividade elétrica de uma porção do limite norte da Formação Alter do Chão (km 94 da BR-174), com deslocamento de sul para norte – sequência da seção anterior (Figura 72)
115
Figura 81 Seção modelo de resistividade elétrica de uma porção do limite norte da Formação Alter do Chão (km 94 da BR-174), com deslocamento de sul para norte, empregando a configuração Dipolo-dipolo, com abertura de 40 metros entre eletrodos dos dipolos
117
Figura 82 Perfis de volumes médios mensais de chuva para o período de Jan/1995 a Ago/2011, medidos na Estação Pluviométrica de Rio Preto da Eva (ANA/CPRM)
118
Figura 83 Nível médio mensal do rio Preto da Eva, para o período de Jan/1995 a Ago/2011, medidos na Estação Fluviométrica de Rio Preto da Eva (ANA/CPRM)
119
Figura 84 Vazão média mensal do rio Preto da Eva, para o período de Jan/1995 a Ago/2011, medidos na Estação Fluviométrica de Rio Preto da Eva (ANA/CPRM)
119
Figura 85 Perfis comparativos de volume médio mensal de chuva, cota média mensal e vazão média mensal medidos Estação Rio Preto da Eva, no período de 1995 a 2011 (ANA/CPRM)
120
Figura 86 Perfis de médias máximas e mínimas anuais do nível do rio Preto da Eva, obtidas na Estação Fluviométrica de Rio Preto da Eva (ANA/CPRM)
121
Figura 87 Perfis comparativos da variação do nível freático no Poço PM01, o volume de chuva e a vazão do rio Preto da Eva, para o período de agosto/2010 a agosto/2011
123
Figura 88 Perfis comparativos da variação do nível freático no Poço PM02, o volume de chuva e a vazão do rio Preto da Eva, para o período de agosto/2010 a agosto/2011
Figura 89 Perfis comparativos da variação do nível freático no Poço PM03, o volume de chuva e a vazão do rio Preto da Eva, para o período de agosto/2010 a agosto/2011
125
Figura 90 Perfis comparativos da variação do nível freático no Poço PM04, o volume de chuva e a vazão do rio Preto da Eva, para o período de agosto/2010 a agosto/2011
1. INTRODUÇÃO
A área de realização deste trabalho está situada a norte da cidade de Manaus, capital do estado do Amazonas, compreendida entre as coordenadas 2º00’S a 3º00’S de latitude e 59º30’W a 60º30’W de longitude, e envolve porções territoriais dos municípios de Manaus, Rio Preto da Eva e Presidente Figueiredo (Figura 1).
- 61º00’ - 60º00’ -59º00’ -2º00’ -3º00’ 0 50 100 km Área de investigação CAAPIRANGA Lago Balbina Novo Airão Pres. Figueiredo
Rio Preto da Eva Manaus Itacoatiara Silves Itapiranga São Sebastião do Uatumã Divisão municipal Drenagem Rodovia
Figura 1 – Mapa de localização da área de estudo. Fonte: IBGE.
Nessa porção territorial predominam exposições sedimentares da Formação Alter do Chão, representativa da sequência estratigráfica superior da Bacia Paleozóica do Amazonas, onde se destaca um relevo fortemente dissecado pela drenagem, compreendido no âmbito da unidade geomorfológica Planalto Dissecado Rio Trombetas-Rio Negro (Nascimento et al. 1976). A rede de drenagem é representada pelas bacias hidrográficas dos rios Cuieiras e Branquinho, bacias dos igarapés Tarumã Mirim e Tarumã Açu, afluentes pela margem esquerda do rio Negro, além de porções das bacias dos rios Puraquequara, Preto da Eva e Urubu, que deságuam no rio Amazonas.
A espessura do pacote sedimentar da bacia do Amazonas alcança mais de 5.000 metros, na região do depocentro, e diminui gradativamente à medida que se aproxima das bordas, onde é nula. Dessa forma, conforme constatado por dados estratigráficos e geofísicos, nessa porção territorial as camadas litológicas subsuperficiais encontram-se inclinadas no sentido do depocentro da bacia, em grande parte recobertos por sedimentos cretáceos/terciários da Formação Alter do
Chão, que expõe contato discordante com sedimentos paleozóicos do Grupo Trombetas (Figura 2). +60m 340m 740m -1140m -1540m 2140m -BR-174 (km 30) Sul BR-174 (km 98) Norte
Figura 2 – Seção estratigráfica esquemática da borda norte da Bacia do Amazonas, ao longo da rodovia BR-174 (km 30 - km 98). Fonte: CPRM/SGB (2010)
A caracterização geológica da região de Manaus começou a ser desvenda a partir dos estudos de reconhecimento geológico desenvolvidos por Albuquerque (1922, apud Lourenço et al., 1978), nas cercanias de Manaus e Itacoatiara, quando foram identificadas ocorrências de sedimentos terciários, de constituição predominantemente arenosa a argilosa, repousadas sobre as formações paleozóicas. Nessa oportunidade, Albuquerque sugeriu a denominação de “Arenito Manaus” ao fácies arenítico-caulínico presente nessa sequência terciária.
A partir da década de 1950, verificou-se um notável incremento de informações acerca dos aspectos geológicos de toda a região Amazônica, relacionado com as atividades de prospecção de hidrocarbonetos desenvolvidas pela Petrobrás (na década de 1950) e os levantamentos de recursos naturais desenvolvidos pelo Projeto RADAMBRASIL (na década de 1970), os quais muito contribuiram para a quantificação, em nível de reconhecimento, de suas potencialidades minerais. Esse contexto inclui a caracterização estratigráfica e evolução geológica da Bacia do Amazonas (Andrade e Cunha, 1971; Caputo et al., 1972; Daemon e Contreiras, 1972; Linsser, 1974; Souza, 1974; Araujo et al., 1976; Lourenço et al., 1978; Caputo, 1984; Cordani et al., 1984; Hasui et al., 1984; Cunha et al., 1994; Hasui, 1996; Costa e Hasui, 1997, entre outros), que produziram subsídios fundamentais para o entendimento geológico de toda essa região, com base nos quais foi possível o desenvolvimento de uma política estratégica, quer no âmbito da exploração mineral como energética.
Ao longo do tempo, a porção superior desses depósitos sedimentares foi submetida a processos de intemperismo, que resultou em espesso manto de solo
(incluído níveis lateríticos) que, associados com os processos de natureza tectônica e climática, exercem grande importância nos processos geomorfológicos, hidrológicos, hidrogeológicos e, inclusive, na formação e manutenção da floresta.
Os resultados desses estudos geológicos preliminares, principalmente quanto às informações estratigráficas produzidas pela Petrobrás, permitiram a avaliação das potencialidades hidrogeológicas desses terrenos, sendo esse interesse desperto, primariamente, nas áreas urbanas da região Amazônica, como nas cidades de Belém, Manaus e Santarém.
A cidade de Manaus, principal aglomerado urbano da porção ocidental amazônica, está localizada nas margens dos rios Negro e Amazonas (Figura 1), sendo cortada por diversos cursos menores, com destaque para os igarapés de São Raimundo/Mindu e Educandos/Quarenta. Desde sua implantação, há cerca de 340 anos atrás, o abastecimento dessa cidade é feito, primordialmente, por água captada diretamente do rio Negro (Garcia, 2005). Todavia, ainda que não tenha sido encontrada referência histórica mais precisa a esse respeito, sabe-se que, desde sua implantação, a população residente faz uso da água subsuperficial, por meio de captação a partir de poços rasos (normalmente inferior a 2 metros de profundidade), denominados formalmente de cacimbas (poços tipo Amazonas), localizados principalmente nos vales dos igarapés temporários, onde o nível freático encontra-se próximo à superfície. Ainda que de forma rudimentar, eram construídos poços mais profundos (com mais de 20 metros de profundidade), posicionados em porções de relevo mais elevadas, os quais forneciam águas mais apropriadas para consumo.
Oficialmente, a exploração de água subterrânea propriamente dita, na cidade de Manaus, somente iniciou na década de 1979, com os primeiros poços perfurados pela Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais (CPRM/Serviço Geológico do Brasil). Tratava-se de poços perfurados com critérios técnicos e por profissionais habilitados, e utilizados para abastecimento público (pela então Companhia de Saneamento do Amazonas – COSAMA) ou particulares, sendo estes, em princípio, basicamente restritos às indústrias do Distrito Industrial de Manaus. Esses poços, com profundidade de até pouco mais de 220 metros (“poços profundos”, para os padrões locais), captam água de diversos níveis estratigráficos da Formação Alter do Chão, que é o principal aquífero regional. Atualmente, conforme informações cadastrais do Instituto de Proteção Ambiental do Amazonas (IPAAM) e do Sistema de Informações de Águas Subterrâneas (SIAGAS) da CPRM-MA, existe cerca de 1.800 poços na região de Manaus, sendo que, de acordo com a Agência Reguladora dos Serviços Públicos Concedidos no Amazonas (ARSAM), a expectativa é que essa quantidade deva ser muito maior (cerca de 10 mil poços, dos quais 70% são clandestinos).
Conforme o Relatório Anual 2010 da Companhia Águas do Amazonas (Águas do Amazonas, 2011), concessionária dos serviços públicos de coleta e distribuição de água na cidade de Manaus, no ano de 2010 aproximadamente 20% da água utilizada para o abastecimento foi oriunda de manancial subterrâneo (aquífero Alter do Chão), captadas a partir de cerca de 150 poços tubulares profundos, e distribuídos principalmente nas zonas Leste e Norte da cidade. A produção diária desses poços, nesse ano de referência, foi de cerca de 112 milhões de litros de água. Estima-se que cerca de 40% do total de água subterrânea explotado na cidade é devida à captação particular, a exemplo dos grandes condomínios, órgãos públicos e a indústria (Parque Industrial de Manaus).
Segundo estudos de avaliação da capacidade produtiva do reservatório Alter do Chão, na cidade de Manaus, desenvolvidos em 2004 para a concessionária Águas do Amazonas (Monteiro, 2010), foram identificadas zonas críticas na cidade de Manaus, com destaque para o bairro Jorge Teixeira, na zona leste da cidade, onde os poços instalados produzem mais de 100 m3/hora, em sistema de exploração ininterrupta. Nessas condições e, conforme essa avaliação, localmente esse manancial estará exaurido em 2015, caso não sejam tomadas medidas preventivas cabíveis. Nesse sentido, como medida adotada pelo governo do Estado do Amazonas, está em construção uma estação para captação de água a jusante da cidade de Manaus (Ponta das Lajes), associada a um sistema de tratamento e reservação, que fornecerá água captada do rio Negro (região do encontro com o rio Solimões), para abastecimento de parte significativa das zonas leste e norte da cidade. Essa estação terá capacidade inicial de produzir 2,5 m3/s (vazão) de água, com previsão de chegar com capacidade máxima de 5 m3/s de água, ao final da sua construção.
Estudos desenvolvidos pela CPRM (Aguiar et al., 2002) estimaram que o Sistema Aquífero Alter do Chão, sob a cidade de Manaus, armazena uma quantidade de água subterrânea de aproximadamente 10 km3, que é renovada constantemente, devido às grandes precipitações pluviométricas regionais, e alertaram para o problema do excesso de extração que, somado ao processo de impermeabilização da superfície, está contribuindo para que essa relação se torne deficitária. Monteiro (2010) constatou que, em 35 anos de explotação, alguns pontos da cidade já apresentam rebaixamento de nível freático superior a 50 metros.
Conforme informações disponibilizadas no Projeto SIAGAS/CPRM, no trecho da rodovia BR-174 e vicinais, compreendido entre Manaus e rio Urubu (fronteira com o município de Presidente Figueiredo), dos cerca de 160 poços cadastrados (profundidades entre 30 metros e 155 metros de profundidade), apenas um tem descrição litológica. Da mesma forma, ao longo da rodovia AM-010 (e vicinais), desde
Manaus até Rio Preto da Eva, dos 46 poços cadastrados, somente 3 possuem descrição litológica. Desse quantitativo, mais de 60% são poços para abastecimento residencial, com até 60 metros de profundidade e vazão baixa (2,5 m3/h, em média). A profundidade média do nível freático, conforme observado nos poços existentes é, em média, da ordem de 30 metros (considerando as cotas dos platôs).
Essa região envolve áreas de assentamentos rurais, a exemplo do Assentamento Tarumã Mirim e Distrito Agropecuário da Superintendência da Zona Franca de Manaus (Figura 3).
O Assentamento Tarumã Mirim, sob coordenação do Instituto Nacional de Reforma Agrária (INCRA), ocupa área de aproximadamente 429 km2, e abrange os terrenos situados entre os igarapés Tarumã Mirim e Tarumã Açu, limitado entre os paralelos de 2º43’46”S e 3º04’00”S. A principal forma de acesso a esse assentamento é por via rodoviária, através da rodovia federal BR-174 e vicinais (ramal da Cooperativa, no km 13, e ramal do Pau Rosa, no km 21), que totalizam cerca de 200 km de ramais. Conforme Nascimento (2009), baseado em análises sobre imagens de satélite, o desflorestamento ocorrido nessa área, até 2009, totalizava 18,42% da área total (cerca de 79 km2). 60º30’ W 60º00’ W 59º30’ W 2º00’S 2º30’S 0 10 20 30 40 50 m MANAUS
RIO PRETO DA EVA PRESIDENTE FIGUEIREDO
Lago de Bal bina
3º00’S ATM DAS Área do assentamento Rodovia Área do Trabalho LEGENDA Sede Municipal N
Figura 3 – Imagem SRTM mostrando a localização das áreas de ocupação, representadas fundamentalmente pelo Distrito Agropecuário da SUFRAMA (DAS) e
Assentamento Tarumã Mirim (ATM).
O Distrito Agropecuário da SUFRAMA, que está localizado imediatamente a norte do Assentamento Tarumã Mirim, ocupa uma área de 5.893 km2, compreendida
entre os rios Urubu e Cuieiras e limitada a norte pelo paralelo de 02º04’21”S (linha seca que passa pela confluência do rio Urubu com o igarapé Urubuí). Essa área envolve terrenos dos municípios de Manaus, Rio Preto da Eva e Presidente Figueiredo, sendo cortado pelas rodovias BR-174 e AM-010, além de 468 km de estradas vicinais (ZF’s). Por concepção, 80% da área desse projeto são de preservação permanente da mata nativa, onde ocorre controle de exploração. Estão implantados diversos projetos agropecuários, incluindo hortifruticultura, citricultura, suinocultura, avicultura e pecuária, além da piscicultura em áreas alagadas, de modo semelhante às atividades produtivas desenvolvidas no Assentamento Tarumã Mirim (Sant’anna, 2007; Albuquerque, 2008; Pinto, 2005; Pinto e Carvalho, 2007; Nascimento, 2009).
Em sua grande maioria os solos dessa região são originários de sedimentos cretáceos da Formação Alter do Chão, constituídos essencialmente de minerais resistentes à alteração, tais como caolinita, quartzo, óxidos e hidróxidos de ferro e alumínio (Ranzani, 1980; Dias et al., 1980; Chauvel et al., 1987; Sombroek, 2000; Pinheiro et al., 2007). Em geral esses solos apresentam variação textural, associado ao posicionamento topográfico, com gradação de argiloso nos platôs a arenoso nos baixios (Figura 4). Nas porções de vertente variam de argiloarenosos próximo aos platôs a arenoargilosos próximo aos baixios (Pinheiro et al., 2007). Tipologicamente foram classificados em três tipos: latossolos amarelos álicos argilosos, nas superficies dos platôs, podzólico vermelho amarelo nas vertentes (encostas) e arenossolos hidromórficos, nos vales (Chauvel, 1982; Bravard e Righi, 1989; EMBRAPA, 1999; Drucker, 2001; Ferraz et al., 1998 apud Pinheiro et al., 2007).
Areno-argiloso Argilo-arenoso
Figura 4 – Configuração da gradação textural dos solos ocorrentes na região, em função da topografia (conforme Pinheiro et al., 2007)
Em termos gerais, estima-se que mais de 80% dessa área mantém sua superfície preservada, embora com tendências de progresso no processo de ocupação, principalmente para fins agropecuários, como pela ocupação associada à expansão da fronteira urbana da cidade de Manaus (centro habitacional principal), e
das cidades vizinhas (Rio Preto da Eva e Presidente Figueiredo), ou ainda a partir de comunidades que estão sendo instaladas entre esses centros urbanos.
Com base nos dados da Estação Pluviométrica de Rio Preto da Eva (CPRM/Serviço Geológico do Brasil), para o período de 1994 a 2011, a média anual de precipitação foi de 2.295,3 mm, com máxima de 2.815,3 mm (1996) e mínima de 1.931,6 mm (1997) e total mensal máximo de 557,2 mm, ocorrido em março de 2008. Os maiores volumes mensais de chuva, no período, ocorreram nos meses de março, abril e maio. A máxima precipitação diária, para esse período, foi de 87,3 mm, em março de 1996, sendo que a média das máximas diárias foi de 71,79 mm, com predominância nos meses de abril e maio. Durante esse período ocorreram, em todos os meses, dias secos (sem precipitação registrada na estação), sendo a maior predominância observada entre os meses de agosto a novembro. A média mensal mínima foi de 1,1 mm em setembro de 1997, com média das mínimas mensais, para todo o período, de 58,52 mm, com predominância para o mês de setembro. Com base nesse cenário percebe-se que, ao longo de um período anual, as chuvas, nessa região, são distribuídas em duas estações distintas, sendo uma de maior precipitação (por isso considerada como estação úmida), entre dezembro e maio/junho, e outra de menor precipitação (admitida regionalmente como estação seca), que ocorre entre julho e novembro.
Leopoldo et al. (1982) estimaram, para a floresta amazônica de terra firme, que 48,5% da precipitação total representa a parcela transpirada, 74,1% a evapotranspirada, com um escoamento superficial estimado em 25,9%.
Conforme dados da Estação Fluviométrica de Rio Preto da Eva (CPRM), durante o período de dados disponíveis (1994 a agosto de 2011), a variação das cotas médias mensais foi da ordem de 195 cm (máxima de 640 cm, em 2008, e mínima de 445 cm, em 2003), sendo a variação das cotas diárias da ordem de 264 cm, com valor máximo de 687 cm (13.05.2008) e mínimo de 423 cm (17.12.1998). As maiores vazões (médias mensais) do rio Preto da Eva ocorreram nos meses de abril e maio (máxima de 77,97 m3/s em maio de 2009) e as mínimas nos meses de outubro a dezembro (mínima de 17,89 m3/s em dezembro de 2003).
O clima dominante da região é quente e úmido (tipo Afi de Köppen), onde a temperatura varia de 19oC a 39oC e a média anual oscila entre 25,6°C e 27,6°C. A umidade relativa do ar varia de 77 a 88 %, com média anual de 84 % (Leopoldo et al. 1987, apud Luizão e Vasconcelos, 2003).
Diante desse cenário, verifica-se que toda essa região tem importância fundamental no processo de recarga do aquífero Alter do Chão, ressaltando-se que, mesmo envolvendo grande área de assentamentos agropecuários rurais, a água
subterrânea explotada localmente é basicamente aproveitada para consumo humano, embora se tenha a expectativa de aproveitamento para outros fins, principalmente para irrigação e piscicultura.
2. ESTADO DA ARTE
2.1. Aspectos geológicos 2.1.1. Generalidades
A área de abrangência deste trabalho envolve uma porção territorial da borda norte da Bacia Paleozóica do Amazonas (Figura 5), que é uma estrutura em sinéclise do tipo intracratônica, estabelecida no Continente Gonduânico, com direção geral WSW-ENE (Neves, 1990), extensão superficial de cerca de 515.000 km2 e cerca de 5.000 metros de espessura sedimentar fanerozóica (Cunha et al., 1994, 2007; Silva et al., 2003). Esta bacia faz fronteira ao norte com o escudo das Guianas, ao sul com o escudo Brasil Central e bacia do Alto Tapajós, a oeste com a bacia do Solimões, marcada pelo Alto de Purus e, a leste, com o rifte mesozóico de Marajó, cuja ombreira é denominada de “Arco de Gurupá” (Milani e Zalán, 1999; Silva et al., 2003).
Escudo das Guianas 1 2 3 Escudo Brasil Central LEGENDA Alto/Arco estrutural Bacia sedimentar Substrato cratônico Limite internacional Limite interestadual Região Amazônica
Figura 5 – Mapa de localização da Bacia Sedimentar Paleozóica do Amazonas, destacando as feições limítrofes com as demais bacias sedimentares da Região Norte do Brasil: 1. Arco de
Iquitos, 2. Arco de Purus e 3. Arco de Gurupá. Modificado de Wanderley Filho et al. (2006).
O substrato da Bacia Paleozóica do Amazonas é representado pelo Cráton Amazônico, de idade arqueana, que é constituído por complexos gnáissicos, associados a faixas supracrustais metamorfoseadas e sucessões sedimentares proterozóicas (Hasui, 1996; Milani e Thomaz Filho, 2000). Reis et al. (2006),com base em análises de propostas anteriores (a exemplo de Tassinari e Macambira, 1999 e 2004; Santos et al., 2006; Delgado et al., 2003) e em informações mais recentes,
propuseram a subdivisão do Cráton Amazônico em sete províncias geocronológicas e seus respectivos domínios tectono-estratigráficos, com idades variando do Mesoarqueano ao Paleoproterozóico, conforme a seguir (Figura 6): (I) Província Rio Negro - domínios Alto Rio Negro (9) e Imeri (10); (II) Província Sunsás - domínios Rio Alegre (15) e Nova Brasilândia (16); (III) Província Rondônia-Juruena - domínios Alta Floresta (11), Roosevelt-Juruena (12), Jamari (13) e Jauru-Santa Helena (14); (IV) Província Tapajós-Parima - domínios Parima (1), Surumu (2), Guiana Central (3), Uatumã-Anauá (4), Tapajós (6) e Peixoto de Azevedo (7); (V) Província Transamazonas - domínios Amapá (17) e Bacajá (18); (VI) Província Amazônica Central - domínios Erepecuru-Trombetas (5) e Iriri-Xingu (8) e (VII) Província Carajás - domínios Carajás (19) e Rio Maria (20). Partes significativas dessas províncias estão recorbertas pela unidade Coberturas Fanerozóicas (21), que inclui as bacias sedimentares do Amazonas, Solimões, Acre e Alto Tapajós.
21
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Área da pesquisa
Figura 6 – Subdivisão do Cráton Amazônico em províncias geocronológicas e domínios tectono-estratigráficos (conforme sugerido por Reis et al., 2006)
Em conformidade com essa proposição, a área tema deste trabalho está inserida fundamentalmente na unidade Coberturas Fanerozóicas (unidade 21 - Figura 6), que tem como substrato a faixa orogênica Província Tapajós-Parima (Domínio Uatumã-Anauá – unidade 4), de direção NW-SE e idade Paleoproterozóica. Esse domínio compreende uma extensa área, marcada por duas gerações de granitos, com características pós-orogênicas a anarogênicas, onde as principais feições estruturais têm direções NW-SE, E-W, NE-SW e N-S (Reis et al., 2006). A primeira geração está
representada pelos corpos Abonari, de idade 1,87 Ga (Santos et al., 2002) e São Gabriel, de idade 1,88 Ga (Valério et al., 2006) e a segunda geração pelos plutonismos Alalaú-Mapuera (1,87 Ga) e Madeira-Moderna (1,81 Ga). Envolve ainda terrenos granito-gnáissico relacionados ao Complexo Jauaperi (Reis et al., 2006), que detém litologias gnáissicas e metagranitóides, metamorfisadas, de idade 1,88 a 1,86 Ga (Santos et al., op cit), cujo arcabouço tem direções estruturais N-S a NE-SW.
Ocorrem ainda derrames basálticos e diques de diabásio da Formação Seringa, com idade de 0,9 a 1,2 Ga (Costi et al., 1984 apud Reis et al., 2006), a qual corresponde a uma fase extensional, que culminou com rifteamento e sedimentação da bacia Prosperança (Reis et al., 2003). De acordo com Santos et al. 2002, a implantação do rifte precursor da Bacia do Amazonas deveu-se a movimentos de pluma mantélica ocorrida no Cambriano Médio (507 Ma), após o encerramento do ciclo Brasiliano, inicialmente preenchido por sedimentos da Formação Prosperança (Caputo et al., 1971; Cunha et al., 1994; Silva et al., 2003), relacionada ao Mesoproterozóico (CPRM, 2001). Baseados nessa premissa, Silva et al. (2003) consideram que a tectônica formadora dessa bacia pode ser classificada como do tipo IF/IS (Fraturas Interiores, produzidas por esforços distensivos/Depressão Interior, causada por movimentos verticais).
2.1.2. Evolução tectônica da Bacia do Amazonas
Vários autores, entre eles Neves (1990), Wanderley Filho (1991), Cunha (1991), Hasui (1996), Costa e Hasui (1997), Costa et al. (2001), propugnam que a evolução da Bacia do Amazonas ocorreu de acordo com vários estágios, incluindo um regime extensional NW-SE, do Eopaleozóico, marcado por falhas normais (NE-SW e ENE-WSW) e de transferências (NW-SE). Após a fase de soerguimento e erosão, seguiu-se um regime distensivo, com direção NW-SE, relacionado à abertura do Oceano Atlântico, que resultou na formação de falhas normais (N-S e NNE-SSW), intrusões de diabásio e geração de depressões que permitiram a deposição de sedimentos da Formação Alter do Chão (Costa e Hasui, 1997).
A evolução fanerozóica seguiu a estruturação imposta às rochas do Cráton Amazônico, relacionada com os movimentos tectônicos do megacontinente Gondwana durante o Paleozóico, acompanhado da instalação de sistemas de falhas normais (NE-SW) e de transferência (NW-SE) e geração de arcos estruturais (horsts) e discordâncias regionais, que controlaram a deposição sedimentar e sua estruturação (Wanderley Filho, 1991; Reis et al., 2006). A geração desses arcos determinou a compartimentação da bacia em blocos estruturais distintos, que também funcionaram
como controladores das ingressões marinhas que influenciaram os ambientes deposicionais (Cunha et. al., 1994), enquanto que os esforços tectônicos, relacionados à abertura do Oceano Atlântico, no Mesozóico, foram responsáveis por eventos magmáticos e criação de condições de sedimentação. Posteriormente a bacia foi afetada por falhas de transferência de direção NW-SE, que ocasionaram a segmentação em uma série de lineamentos, com destaque para os lineamentos Manacapuru-Rio Negro e Urubu-Crepori (Figura 7), além dos lineamentos Faro-Juriti, Paru-Anapu e Jari-Pacajaí. Esses lineamentos ocasionaram a compartimentação da bacia em blocos, deslocaram depocentros de quase todas as unidades litológicas e desenvolveram horts, a exemplo dos arcos Purus e Gurupá (Wanderley Filho, 1991).
0oS 2oS 4oS 6oS 58oW 60oW 62oW MANAUS Rio Amazonas Plataforma Sul Plataforma Norte LEGENDA Falha normal Eixo da bacia Máximo gravimétrico Bacias sedimentares Substrato proterozóico Arco estrutural Drenagem
Figura 7 – Compartimentação da Bacia do Amazonas (conforme Wanderley Filho, 1991)
Localmente, é de destacada importância geológica e geomorfológica os lineamentos Manacapuru-Rio Negro, Rio Preto da Eva e Rio Urubu, de direção geral NW-SE, que controlam a direção dos rios homônimos, considerados como estruturas do embasamento e que influenciaram na história geológica da Bacia do Amazonas (Cordani et al., 1984; Costa, 1996; Hasui, 1996, dentre outros).
2.1.3. Estratigrafia da Bacia do Amazonas
Segundo Silva et al. (2003), o rifte precursor da bacia do Amazonas foi inicialmente preenchido por sedimentos das formações Prosperança e Acari, do Grupo Purus (Figura 8). A Formação Prosperança, de idade Neoproterozóica (Silva et al., 2003, Cunha et al., 2004 e 2007), é constituída essencialmente de arenitos
arcoseanos, siltitos, argilitos e conglomerados, depositados sob condições de planície deltaica e desembocadura em mar raso (Nogueira, 1999).
A fase sinéclise da bacia do Amazonas, que teve início com a deposição de sedimentos da Formação Acari (sem registro de exposições nessa porção da borda norte da bacia), de ambiente transicional, ou da Formação Autás-Mirim, de origem nerítica (Silva et al., 2003), é marcada por eventos orogenéticos, responsáveis por discordâncias regionais, associadas a episódios orogênicos cíclicos que afetaram toda a porção setentrional da Plataforma Sul-Americana e adjacências (Neves, 1990; Cunha et al., 1994).
Conforme Cunha et al. (2007), na Bacia do Amazonas são identificadas duas megassequências sedimentares de primeira ordem (chegam a 5.000 metros de preenchimento sedimentar e ígneo), sendo uma paleozóica (subdividaida em quatro grandes sequências de segunda ordem: Ordovício-Devoniana, Devono-Tournaisiana, Neo-Viseana e Permo-Carbonífera), constituída por rochas sedimentares de naturezas variadas, associadas a um grande volume de diques e soleiras de diabásios mesozóicos, e uma mesozóico-cenozóico sedimentar (Cretáceo-Paleógeno).
Segundo esses autores, após o preenchimento do rifte (localmente pela Formação Prosperança) teve início a deposição de sedimentos relacionados à Superseqüência Ordovício-Devoniana (do Neo-Ordoviciano ao Eo-Devoniano), constituída por alternâncias de sedimentos glaciais e marinhos, pertencentes ao Grupo Trombetas, que é representado pelas formações Autás-Mirim (arenitos e folhelhos neríticos), Nhamundá (arenitos neríticos e depósitos glaciogênicos), Pitinga (folhelhos e diamictitos marinhos) e Manacapuru (arenitos e pelitos neríticos e litorâneos). Cunha et al. (2007), elevaram o Membro Jatapu da Formação Maecuru à condição de Formação (Formação Jatapu) e a incluíram como unidade superior do Grupo Trombetas, com idade Eo-Devoniana e constituída de arenitos e siltitos marinhos parálicos.
Após a discordância relacionada à Orogenia Calendoniana, verificou-se um novo ciclo transgressivo-regressivo, responsável pela deposição da Sequência Devono-Tournaisiana (Cunha et al., 2007), compreendendo sedimentos flúvio-deltáicos e neríticos, além de incursões glaciais, relacionados aos grupos Urupadi e Curuá. O Grupo Urupadi reúne as formações Maecuru (representada integralmente pelo antigo Membro Lontra), constituída de arenitos e pelitos neríticos e deltaicos, e Ererê (siltitos, folhelhos e arenitos neríticos, parálicos), enquanto que o Grupo Curuá agrega as formações Barreirinha (folhelho marinho), Curiri (diamictitos, folhelhos e siltitos glaciais) e Oriximiná (arenitos e pelitos fluviais regressivos). Esses autores propuseram a divisão da Formação Barreirinha nos membros Abacaxis (folhelhos
cinza-escuros a pretos, físseis, carbonosos, depositados em ambiente marinho distal e euxínico), Urubu (folhelhos cinza-escuros depositados em ambiente marinho regressivo ou progradacional) e Urariá (folhelhos cinza-escuros a claros e siltitos, de ambiente marinho fracamante regressivo), como também a exclusão da Formação Faro do Grupo Curuá.
Após a deposição da Sequência Devono-Tournaisiana verificou-se um hiato de tempo com duração da ordem de 14 Ma, quando as margens da Placa Sul-Americana foi submetida a uma intensa atividade tectônica, responsável por soerguimento e erosão, e que originou uma discordância e deposição dos sedimentos da Formação Faro (arenitos e pelitos fluvio-deltaicos e litorâneos), a qual constitui a Sequência Neo-Viseana (Cunha et al., 2007).
Após hiato de cerca de 15 milhões de anos, ocorreu novo ciclo transgressivo-regressivo na sinéclise, ocorrido entre o Neo-Carbonífero e Neo-Permiano, o qual foi responsável pela deposição da Sequência Permo-Carbonífera (Pensilvaniano-Permiana), individualizada pela Orogenia Gonduanide e pelo Diastrofismo Juruá (diques e soleiras máficas), que foram responsáveis por drásticas mudanças climáticas (de frio para quente e árido) e que permitiram a deposição de sedimentos continentais e marinhos do Grupo Tapajós. Essa unidade compreende as formações Monte Alegre (arenitos eólicos e wadis intercalados com siltitos e folhelhos de interdunas e lagos), Itaituba (calcários, evaporitos, siltitos e folhelhos), Nova Olinda (calcários de inframaré e evaporitos de planície de sabkha) e Andirá (arenitos e folhelhos continentais e final do ciclo transgressivo-regressivo paleozóico). Cunha et al. (2007) propuseram a subdivisão da Formação Nova Olinda em dois membros: Fazendinha (folhelhos, carbonatos, anidritas e halitas, além de sais solúveis – silvita) e Arari (folhelhos, siltitos e halitas), que marca o início da forte regressão que ocorreu na bacia.
Conforme Santos (1978), no princípio do Jurássico a bacia foi afetada por um amplo magmatismo basáltico, responsável pela geração de soleiras e diques com direção N-S e derrames não aflorantes, situados entre as formações Nova Olinda e Alter do Chão, associados com um evento distensional com direção E-W (Reis et al., 2006). Teixeira (1978) propôs que as atividades ígneas do Proterozóico e do eo-Paleozóico na região amazônica, foram condicionadas por sistemas de fraqueza NE e NW, representativas de eventos terminais dos cinturões móveis regionais e/ou do magmatismo, reflexo de sua atuação em áreas cratonizadas. Na região esse magmatismo compreende a unidade Diabásio Penateucaua, de idade relacionada ao Juro-Triássico (Issler et al., 1974).
AMBIENTE
DEPOSICIONAL DISCORDÂNCIAS
LITOESTRATIGRAFIA
GRUPO FORMAÇÃO MEMBRO
ESPESSURA MÁXIMA (m) SEQUÊNCIAS NEOCRETÁCEA SOLIMÕES MARAJÓ FLUVIAL LACUSTRE N A TU R E ZA D A S ED IM E N TA Ç Ã O C O N T IN E N TA L C O N TI N E N TA L F L U V IA L L A C U S T R E
LACUSTRE PLAT. RASA MARINHO RESTRITO PLAT. RASA/LACUSTRE
PLAT. RASA/FLUVIAL
FLÚVIO DELTAICO-PLAT. RASA
PRÉ-CRETÁCEA PENSILVANIANA PRÉ-PENSILVANIANA EO-MISSISSIPIANA FLUVIAL - PLATAFORMA RASA GLACIAL PLATAFORMA RASA PLATAFORMA DISTAL PLATAFORMA RASA PLATAFORMA RASA PLATAFORMA RASA DELTAICO EO-DEVONIANA PLATAFORMA DISTAL GLACIAL PLATAFORMA RASA PLATAFORMA ALUVIAL PURUS E MB AS AME NT O ACARI PROSPERANÇA 400 > 1100 150 340 290 A U T Á S M IR IM NHAMUNDÁ P IT IN GA IN F. PITINGA SUP. JATAPU M A N A C A P U R U URUPADI M A E C U R UE R E R Ê BARREIRINHA ABACAXIS U R A R I Á U R U B U ARARI F AZ E NDI NHA NO VA OLINDA I T A I T U B A M O N T E A L E G R E FARO ORIXIMINÁ C U R I R I T A P A J Ó S ANDIRÁ 700 500 7 0 0 4 2 0 1 4 0 P E N S IL V A N IA N O P E R M IA N A J A V A R I A LT E R D O C H Ã O 1 2 5 0 C R E T Á C E A C U R U Á
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100 1 0 0 120 D E V O N O -T O U R N A IS IA N A O R D O V ÍC IO -D E V O N IA N A 400 420 1 5 0 100 1 0 0 150 150 250 NEO-VISEANA 200 C E N OZÓICA M CEm consequência da abertura do Oceano Atlântico e do processo de subducção na porção andina, verificou-se, nessa região, uma reativação tectônica de caráter cisalhante, denominada Diastrofismo Juruá (Campos e Teixeira, 1988). O relaxamento dos esforços compressionais devido a esse evento, propiciou a formação de sítios deposicionais e consequente deposição clástica continental da Seqüência Cretáceo-Paleógeno, representada pelo Grupo Javari (Eiras et al., 1994; Cunha et al., 1994; Reis et al., 2006), constituído pelas formações Alter do Chão (neocretácea) e Solimões (cenozóica), depositadas por sistemas fluviais e flúvio-lacustres (Caputo et al., 1972; Cunha et al., 1994), e assentadas diretamente sobre a discordância do topo do Paleozóico (discordância pré-eretácea (Cunha et al., 2007). Especificamente na porção ocidental da bacia Amazônica, desenvolveram-se sistemas fluviais de alta energia, com fluxo para oeste (sentido para o Oceano Pacífico), que resultou na deposição de grande volume de sedimentos arenosos da Formação Alter do Chão (Kistler, 1954, apud Caputo et al., 1972), Esta unidade é constituída por arenitos finos a médios, vermelhos, argilosos, cauliníticos, inconsolidados, contendo grânulos de seixos de quartzo esparsos, geralmente com estratificação cruzada, com espessura da ordem de até 1.250 metros (Caputo et al., 1972). Os níveis conglomeráticos são formados por seixos de quartzo e arenito silicificado e ocupam paleocanais na base de bancos de arenito (Silva, 2005). Esta unidade posiciona-se discordantemente sobre o Grupo Tapajós (Figura 8), e é recoberta por depósitos quaternários.
Na porção oeste da Bacia do Amazonas a Formação Alter do Chão encontra-se sobreposta, em discordância, pela Formação Solimões, constituída de argilitos com camadas de conchas e linhito, com fósseis vegetais e animais, depositados em ambiente fluvial a fluvial-lacustrino, com característica de estuário, influenciado por condições marinhas marginais (Caputo et al., 1971; Maia et al., 1977; Hoorn, 1993). Dino et al. (1999) identificaram duas seqüências deposicionais para essa formação, sendo: (1) sequência inferior (Neo-Alagoas a Albiano), caracterizada por sedimentos terrígenos de sistemas fluviais meandrantes a anastomosados, com indícios de retrabalhamento eólico; (2) sequência superior (Cenomaniano) constituída por ciclos progradacionais flúvio-deltáicos-lacustres. Cunha et al. (2007) propuseram a inclusão, no Grupo Javari, da Formação Marajó (porção oriental da bacia), que comporta sedimentos arenosos e, secundariamente, argilosos.
Associados ao sistema fluvial dessa região, ocorrem depósitos sedimentares cenozóicos, representados por coberturas terciário-quaternárias e depósitos aluviais. Os depósitos de cobertura, constituídos de material argilo-arenoso amarelo, de ampla distribuição na região, foi interpretado por diversos autores, entre os quais Costa (1991), Fernandes Filho (1996), Horbe et al. (2001), como horizontes lateríticos, sendo
