Hidrogeoquímica fluvial de área montanhosa granítica-gnáissica florestada: subsídio a compreensão do processo de intemperismo na Serra dos Órgãos, RJ - Guimarães, Vanessa Lemos de Oliveira (2018)
Os processos intempéricos são fortemente influenciados pela natureza dos minerais primários (susceptibilidade à alteração), pelo clima, pelo relevo, pelo tempo geológico e pela ação de organismos. Na escala de bacia de drenagem, a descarga fluvial de elementos químicos dissolvidos se correlaciona com as taxas de intemperismo químico das rochas da bacia. O objetivo deste trabalho foi relacionar a hidrogeoquímica fluvial de três cabeceiras hidrográficas florestadas (Floresta Atlântica montanhosa tropical), localizadas na Serra dos Órgãos e sem influência antrópica direta, com as fontes geológicas (granitos e gnaisses da Faixa Ribeira). As cabeceiras de drenagem do alto curso do rio Santo Antônio (RSA; 250 ha), na vertente continental, e dos rios Paquequer (RPQ; 180 ha) e Beija-Flor (RBF; 357 ha), na vertente oceânica da Serra, fazem parte da Bacia Hidrográfica do rio Piabanha, na Região Serrana do Estado do Rio de Janeiro. As amostras de águas fluviais (42 no total, sendo 15 em duplicatas) foram coletadas, mensalmente, durante o período de janeiro a setembro de 2015 para a determinação de Na, Mg, Al, Si, K, Ca, Mn, Rb, Sr e Ba por ICP-MS e ICP-OES. Além disso, foram determinadas as vazões instantâneas dos rios e medidos, in situ, condutividade elétrica, pH e temperatura. O topo do solo mineral (10 cm abaixo da serrapilheira) foi coletado, em julho de 2014, nas cabeceiras dos três rios, totalizando 8 amostras compostas em duplicata para a determinação da composição química (FRX portátil) e mineralógica (DRX). Os resultados de hidrogeoquímica fluvial indicaram que o Si se mostrou o elemento mais abundante em todos os rios (89 a 218 μmol L-1), seguido de Na (38 a 88 μmol L-1) e Ca (9 a 23 μmol L-1). As cabeceiras dos RPQ e RBF apresentaram, respectivamente, diferenças nas concentrações médias de Sr (5x10-2 e 2x10-1 μmol L-1) e Ba (3x10-2 e 6x10-2 μmol L-1), fato atribuído à composição dos feldspatos mais cálcicos na cabeceira do RBF. Nos diagramas de equilíbrio de fases dissolvidas, a formação de gibbsita no RPQ e o estágio inicial de transição da composição química das águas fluviais do RBF de caulinita para gibbsita sugerem intemperismo mais intenso ou em estágio mais avançado desse processo nos rios da vertente oceânica. Nas amostras de solo, os resultados químicos e mineralógicos mostraram que a concentração média de Ca, presente essencialmente na composição do plagioclásio, foi proporcional à abundância desse mineral, sendo mais significativa na cabeceira do RBF (273 μmol g-1 de Ca e 17% de plagioclásio), que possui maior declividade média e solos mais rasos, do que nas cabeceiras dos RSA (13 μmol g-1 de Ca e 0,83% de plagioclásio) e RPQ (7,2 μmol g-1 de Ca e 0,95% de plagioclásio). O Si, constituinte essencial na formação dos minerais silicáticos, foi o mais abundante nos solos das três cabeceiras estudadas (6,06x10-3 mol g-1 no RSA, 3,53x10-3 mol g-1 no RPQ e 6,11x10-3 mol g-1 no RBF). Sugere-se que o Fe seja o constituinte dominante do material amorfo, muito comum nos solos. A hidrogeoquímica fluvial é marcada, predominantemente, pelo intemperismo de plagioclásio, seguido de hornblenda e biotita e, por fim, de k-feldspato (microclina). Secundariamente, a interação da deposição atmosférica com a vegetação por meio de K e Ca também contribui com a hidrogeoquímica das águas fluviais. Vale ressaltar que o principal fator controlador da ação intempérica na região estudada é o clima, que está associado à precipitação e temperatura, regulando o tipo e a velocidade das reações químicas. A hidrogeoquímica fluvial assim como a geoquímica e a mineralogia dos solos das cabeceiras dos RSA, RPQ e RBF refletiram a composição dos granitos e gnaisses, litologias representativas do sudeste brasileiro.