Dissertação

Distribuição de metais pesados e isótopos de Pb em sedimentos do rio Amapari, setor de Pedra Branca do Amapari – Porto Grande, Amapá

This work consists of a geochemical study of heavy metals and Pb isotopic signature of sediments from the hydrographic basin of the Amapari river, which is the main affluent of the right edge of the Araguari river, in the central region of Amapá State. The study is more precisely located in a part o...

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Autor principal: SILVA, Danúbia Tavares da
Grau: Dissertação
Idioma: por
Publicado em: Universidade Federal do Pará 2019
Assuntos:
Sedimentos (Geologia)
Metais pesados
Isótopos de Pb
Amapá - Estado
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::GEOCIENCIAS
GEOCRONOLOGIA E GEOQUÍMICA ISOTÓPICA
GEOQUÍMICA E PETROLOGIA
Acesso em linha: http://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/11634
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spelling ir-2011-116342019-09-07T05:42:41Z Distribuição de metais pesados e isótopos de Pb em sedimentos do rio Amapari, setor de Pedra Branca do Amapari – Porto Grande, Amapá SILVA, Danúbia Tavares da LAFON, Jean Michel http://lattes.cnpq.br/4507815620234645 Sedimentos (Geologia) Metais pesados Isótopos de Pb Amapá - Estado CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::GEOCIENCIAS GEOCRONOLOGIA E GEOQUÍMICA ISOTÓPICA GEOQUÍMICA E PETROLOGIA This work consists of a geochemical study of heavy metals and Pb isotopic signature of sediments from the hydrographic basin of the Amapari river, which is the main affluent of the right edge of the Araguari river, in the central region of Amapá State. The study is more precisely located in a part of the river, close to the Serra do Navio area, between the cities of Pedra Branca do Amapari and Porto Grande. The region hosts the larger mining district of Amapá, including two important gold and iron mines at the Serra do Navio. The aim of this work is to investigate the distribution of heavy metals and other metals like Al, Fe, Th and U, together with the determination of Pb isotopic composition of recent sediments that are sediments deposited at the superior edge of the river during inundation events (overbank sediments), sampled along the Amapari river and tributaries, in order to distinguish the natural contributions from the main geological units and a possible contribution of mining activities. The sampling strategy depended on two factors: (1) the occurrence of adequate outcrops and (2) the accessibility. The sediments, collected at 25 sampling points in November, 2007, include a set of samples from the Amapari river and three sets of samples collected in tributary of the right edge (Cachorrinho river and Cupixi river) and left edge (Cupixizinho river). In all the samples, granulometric, mineralogical, chemical and isotopic analyses were performed. The granulometric analyses were effectuated in order to determine the proportions of fine material (silt + clay) and clay. The mineralogical composition was determined by Xrays Diffractometry using a X-rays diffractometer with cobalt anode tube. The determination of major end trace elements contents has been carried out at a commercial laboratory (ACME Analytic Laboratory) by ICP-EOS and ICP–MS after four acids dissolution (HF + HCl + HClO4 + HNO3) in 8 whole samples and 22 samples of the fine fraction of the sediments. The elements of major interest were: Al, Fe, Pb, Mn, Cu, Zn, Ni, As, Cd, Cr, Th e U. For the isotopic analyses, the samples suffered total digestion with HF and HNO3+HCl (20 samples) and acid leaching with HNO3 (5 samples). The Pb separation and purification were achieved by ionic exchange chromatography (1x8 DOWEX resin). The Pb isotopic compositions were determined in static mode with a multi-collector thermal ionisation mass spectrometer Finnigan MAT262 at the Pará-Iso Laboratory of the IG-UFPA. The geochemical results indicate that all heavy metals behaved similarly and are enriched in the same samples, indicating that the sediments suffer the same processes of enrichment for all investigated heavy metals, excepting cadmium that displayed a different trend. No relationship between granulometry and heavy metals content was pointed out. Thus, the proportion of clays presents in the sediments does not appear to have been preponderant for heavy metals concentrations, at the contrary of that commonly occur in bottom sediments. Not significant variation of mineralogical composition has been observed between the fine fraction and the fraction superior to 62μm that account for the similarity of the chemical compositions between those fractions. In both granulometric fractions, the same main paragenesis composed by quartz, kaolinite, gibbsite and muscovite was identified. Other minerals were recognized in some of the samples (anatase, rutile, microline, etc.), which probably belong to the primary paragenesis. The presence of these minerals does not have influence on the heavy metals concentrations. The heavy metals contents furnished a better correlation with Fe than with Al contents although Fe-minerals were not been identified in the samples. The Pb isotopic compositions displayed significant variations and linear rend that permitted to construct isochrons in the 207Pb/204Pb vs. 206Pb/204Pb diagram, which defined Paleoproterozoic ages around 2,0 Ga, (Amapari river: 1964 ± 88 Ma, mswd = 1,6), indicating that the sediments came essentially from the Paleoproterozoic supracrustal units (metassedimentary and mafic rocks) and associated granitoids. Despite its extensive exposition in the area, the Archean basement does not significantly contribute as a source of the sediments. The concentrations of metals display strong variations according to the geographical location but they are randomly distributed along the Amapari river, indicating that homogenization does not occurred and that the sediments reflect the difference in the source rocks. Therefore the processes which account for that geochemical distribution are probably naturals as no was evidenced no correlation has been evidenced between metal contents and sample locations in relation the mining areas. The comparison between metals contents of the Amapari river and tributaries and those determinate by others authors in bottom sediments of a creek close to the Fe and Au mining plants of the Serra do Navio – Pedra Branca do Amapari confirms that hypothesis. CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico O trabalho consiste de um estudo geoquímico de metais pesados e de geoquímica isotópica de Pb em sedimentos provenientes da bacia hidrográfica do rio Amapari, o qual é um dos principais afluente da margem direita do rio Araguari. A área estudada é localizada na região central do Estado do Amapá, mais especificamente, no trecho do rio entre Porto Grande–Pedra Branca do Amapari. O Trabalho tem por objetivo investigar a distribuição de metais pesados, os quais são: Pb, Cu, Zn, Ni, Mn, Cd, Cr e de outros metais como o As, Al, Fe, Th e U associados à determinação da composição isotópica de Pb em sedimentos recentes em diversos pontos de amostragem representativos do rio Amapari e seus tributários. O estudo visa evidenciar e distinguir as contribuições naturais provenientes das principais unidades geológicas presentes na bacia de drenagem e as possíveis contribuições relacionadas às atividades de mineração nessa região do Estado do Amapá, em particular, da extração de ouro e ferro no setor de Pedra Branca do Amapari – Serra do Navio, que constitui o maior empreendimento de mineração no Estado. A estratégia de coleta das amostras de sedimentos recentes (solos aluviais), que são sedimentos depositados na margem superior do rio durante os eventos de inundação, dependeu basicamente da ocorrência de afloramentos adequados e da acessibilidade. Os sedimentos, coletados em novembro de 2007, correspondem a um conjunto de amostras proveniente do rio Amapari e desembocaduras de igarapés nesse rio e a três conjuntos de amostras coletadas em tributários da margem direita (rio Cachorrinho e rio Cupixi); e esquerda (igarapé Cupixizinho), totalizando 25 pontos de amostragem. Nessas amostras foram realizadas análises granulométrica, mineralógica, química e isotópica. A análise granulométrica foi efetuada para determinar as percentagens de material fino (silte + argila) e de argila. A composição mineralógica foi determinada por Difração de Raios-X. As análises químicas foram realizadas em laboratório comercial (ACME Analítica Laboratório), no qual foram determinados os teores de elementos maiores e traços por ICP-EOS e ICP-MS em dissolução total em 8 amostra total e 22 da fração fina. Os elementos de maior interesse foram: Al, Fe, Pb, Mn, Cu, Zn, Ni, As, Cd, Cr, Th e U. Para as análises isotópicas, as amostras de fração fina sofreram abertura química total (20 amostras) e lixiviação ácida (5 amostras). A separação e purificação do Pb foram realizadas por cromatografia de troca iônica. As composições isotópicas foram determinadas em modo estático com um espectrômetro de massa de termoionização modelo Finnigan MAT 262, com multi-coletores, do Laboratório de Geologia Isotópica (Pará-Iso) do IG da UFPA. Os resultados geoquímicos mostraram que todos os metais pesados se comportaram de forma similar e são enriquecidos nas mesmas amostras indicando que os sedimentos sofreram os mesmos processos de enriquecimento para todos os metais investigados, com exceção do cádmio que teve um comportamento diferente. Não foi possível evidenciar nenhuma relação clara entre granulometria e teores de metais pesados. Portanto, a quantidade de argilas presente no sedimento não parece ter sido preponderante nas concentrações dos metais pesados, ao contrário do que ocorre geralmente em sedimentos de fundo. Não foram observadas variações na composição mineralógica entre fração fina e fração superior a 62 μm, o que justifica a similaridade das composições químicas entre essas frações. Em ambas, a mesma paragênese formada por quartzo, caulinita, gibbsita e muscovita foi identificada. Alguns outros minerais foram encontrados em algumas das amostras, os quais devem representar relíquias das paragêneses primárias (anatásio, rutilo, microclínio, etc.) Esses minerais não influenciaram as concentrações dos metais pesados investigados. Os metais pesados apresentaram uma correlação melhor com o Fe do que com o Al, apesar de não terem sido detectados minerais de Fe nas amostras. As composições isotópicas de Pb apresentaram grandes variações. Foi possível construir isócronas no diagrama 207Pb/204Pb vs. 206Pb/204Pb que definiram sistematicamente idades paleoproterozóicas, em torno de 2,0 Ga (rio Amapari: 1964 ± 88 Ma, mswd = 1,6), indicando que os sedimentos são provenientes essencialmente das unidades supracrustais paleoproterozóicas (metasedimentos e rochas máficas) e dos granitoides associados. Apesar de aflorar em extensos locais no percurso do rio Amapari e tributários, o embasamento arqueano, não contribui significativamente para a fonte dos sedimentos. Em termos de distribuição geográfica, as concentrações de metais variam de forma bastante significativa, porém aleatória nos diversos pontos de amostragem do rio Amapari, mostrando que não houve homogeneização e que os sedimentos retratam as heterogeneidades das rochas fontes. Qualquer que sejam os processos que levaram a essa distribuição, os mesmos são provavelmente naturais já que nenhuma correlação foi estabelecida entre os teores dos metais e a localização das amostras em relação às áreas com atividades de mineração. A comparação dos teores de metais pesados do rio Amapari e seus tributários com aqueles determinados por outros autores em sedimentos de fundos de um igarapé na proximidade dos depósitos de Fe e de Au da Serra do Navio – Pedra Branca de Amapari confirma essa hipótese. 2019-09-06T12:46:48Z 2019-09-06T12:46:48Z 2011-03-18 Dissertação SILVA, Danúbia Tavares da. Distribuição de metais pesados e isótopos de Pb em sedimentos do rio Amapari, setor de Pedra Branca do Amapari – Porto Grande, Amapá. Orientador: Jean Michel Lafon. 2011. 83 f. Dissertação (Mestrado em Geologia e Geoquímica) – Instituto de Geociências, Universidade Federal do Pará, Belém, 2011. Disponível em: http://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/11634. Acesso em: . http://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/11634 por Acesso Aberto application/pdf Universidade Federal do Pará Brasil Instituto de Geociências UFPA Programa de Pós-Graduação em Geologia e Geoquímica 1 CD-ROM
institution Repositório Institucional - Universidade Federal do Pará
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The aim of this work is to investigate the distribution of heavy metals and other metals like Al, Fe, Th and U, together with the determination of Pb isotopic composition of recent sediments that are sediments deposited at the superior edge of the river during inundation events (overbank sediments), sampled along the Amapari river and tributaries, in order to distinguish the natural contributions from the main geological units and a possible contribution of mining activities. The sampling strategy depended on two factors: (1) the occurrence of adequate outcrops and (2) the accessibility. The sediments, collected at 25 sampling points in November, 2007, include a set of samples from the Amapari river and three sets of samples collected in tributary of the right edge (Cachorrinho river and Cupixi river) and left edge (Cupixizinho river). In all the samples, granulometric, mineralogical, chemical and isotopic analyses were performed. The granulometric analyses were effectuated in order to determine the proportions of fine material (silt + clay) and clay. The mineralogical composition was determined by Xrays Diffractometry using a X-rays diffractometer with cobalt anode tube. The determination of major end trace elements contents has been carried out at a commercial laboratory (ACME Analytic Laboratory) by ICP-EOS and ICP–MS after four acids dissolution (HF + HCl + HClO4 + HNO3) in 8 whole samples and 22 samples of the fine fraction of the sediments. The elements of major interest were: Al, Fe, Pb, Mn, Cu, Zn, Ni, As, Cd, Cr, Th e U. For the isotopic analyses, the samples suffered total digestion with HF and HNO3+HCl (20 samples) and acid leaching with HNO3 (5 samples). The Pb separation and purification were achieved by ionic exchange chromatography (1x8 DOWEX resin). The Pb isotopic compositions were determined in static mode with a multi-collector thermal ionisation mass spectrometer Finnigan MAT262 at the Pará-Iso Laboratory of the IG-UFPA. The geochemical results indicate that all heavy metals behaved similarly and are enriched in the same samples, indicating that the sediments suffer the same processes of enrichment for all investigated heavy metals, excepting cadmium that displayed a different trend. No relationship between granulometry and heavy metals content was pointed out. Thus, the proportion of clays presents in the sediments does not appear to have been preponderant for heavy metals concentrations, at the contrary of that commonly occur in bottom sediments. Not significant variation of mineralogical composition has been observed between the fine fraction and the fraction superior to 62μm that account for the similarity of the chemical compositions between those fractions. In both granulometric fractions, the same main paragenesis composed by quartz, kaolinite, gibbsite and muscovite was identified. Other minerals were recognized in some of the samples (anatase, rutile, microline, etc.), which probably belong to the primary paragenesis. The presence of these minerals does not have influence on the heavy metals concentrations. The heavy metals contents furnished a better correlation with Fe than with Al contents although Fe-minerals were not been identified in the samples. The Pb isotopic compositions displayed significant variations and linear rend that permitted to construct isochrons in the 207Pb/204Pb vs. 206Pb/204Pb diagram, which defined Paleoproterozoic ages around 2,0 Ga, (Amapari river: 1964 ± 88 Ma, mswd = 1,6), indicating that the sediments came essentially from the Paleoproterozoic supracrustal units (metassedimentary and mafic rocks) and associated granitoids. Despite its extensive exposition in the area, the Archean basement does not significantly contribute as a source of the sediments. The concentrations of metals display strong variations according to the geographical location but they are randomly distributed along the Amapari river, indicating that homogenization does not occurred and that the sediments reflect the difference in the source rocks. Therefore the processes which account for that geochemical distribution are probably naturals as no was evidenced no correlation has been evidenced between metal contents and sample locations in relation the mining areas. The comparison between metals contents of the Amapari river and tributaries and those determinate by others authors in bottom sediments of a creek close to the Fe and Au mining plants of the Serra do Navio – Pedra Branca do Amapari confirms that hypothesis.
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