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Previous issue date: 2018-03-09 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A presente pesquisa está vinculada ao projeto ‘Background Geoquímico da Bacia do Rio Itacaiúnas’ em desenvolvimento pelo Instituto Tecnológico Vale Desenvolvimento Sustentável (ITVDS). No Brasil, levantamentos geoquímicos têm sido realizados principalmente pela Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais (CPRM), a qual executou alguns projetos focados na região de Carajás, maior província mineral do Brasil e na qual se situa a bacia do Rio Itacaiúnas. Um destes projetos, intitulado ‘Avaliação do Potencial dos Recursos Minerais Estratégicos do Brasil’, realizado no ano de 2012, cobriu a região de Canaã dos Carajás e gerou um grande acervo de dados geoquímicos de solos. Como tais dados foram disponibilizados, o principal o objetivo desta dissertação é explorar ao máximo
as informações existentes para elaborar mapas geoquímicos multi-elementares com base em técnicas de interpolação e estabelecer valores de background geoquímico dos elementos em solos da região alvo do levantamento da CPRM. Foram coletadas naquele projeto 225 amostras de solo, juntamente com 32 duplicatas, em uma área de aproximadamente 3.500 km2. A fração de 80 mesh (0,177 mm) dessas amostras foi submetida à digestão com aqua regia sendo em seguida analisados 53 elementos (Ag, Al, As, Au, B, Ba, Be, Bi, Ca, Cd, Ce, Co, Cr, Cs, Cu, Fe, Ga, Ge, Hf, Hg, In, K, La, Li, Mg, Mn, Mo, Na, Nb, Ni, P, Pb, Pd, Pt, Rb, Re, S, Sb, Sc, Se, Sn, Sr, Ta, Te, Th, Ti, Tl, U, V, W, Y, Zn, Zr) via Espectrometria de Emissão Atômica com Plasma Acoplado Indutivamente (ICP-AES) para os elementos maiores e menores e Espectrometria de Massas com Plasma Acoplado Indutivamente (ICPMS) para os elementos traço. Os dados analíticos disponibilizados pela CPRM foram inicialmente submetidos a um controle de qualidade via cálculo de Residual Standard Deviation (RSD) para cada duplicata. Em seguida, empregou-se o método de substituição simples para os valores além do limite de detecção, seguido de análises estatísticas uni- e multivariadas, incluindo tratamentos estatísticos descritivos, identificação de outliers via teste de Grubb, testes de normalidade (Lilliefors e Kolmogrov-Smirnov), análises de correlação e agrupamento. Todas as análises estatísticas destacadas previamente foram conduzidas via softwares STATISTICA® e SPSS®. Para determinação de valores de threshold e background geoquímico e representação gráfica foram empregados os métodos de representação boxplot e curva de frequência cumulativa (softwares Minitab® e Excel®) e as técnicas iterativa 2 e função de distribuição calculada (freeware Visual Basic macro denominada VB Background®). Para a construção dos mapas geoquímicos, adotou-se como padrão o sistema de coordenada World Geodetic System 1984 (WGS84). As representações espaciais seguiram técnicas de interpolação segundo os métodos de kriging ou inverse distance weighting (IDW). 43 elementos analisados foram submetidos aos testes estatísticos, tendo sido deixados de lado Au, B, Ge, Na, Pd, Pt, Re, Se, Ta e Te, porque apresentaram ≥90% dos dados analíticos abaixo do limite de detecção. Análises de correlação revelaram 14 correlações moderadas (0,650 > r ≥ 0,575) e 19 correlações elevadas (r ≥ 0,650), de modo geral condizentes com associações geoquímicas usuais em ambientes geológicos, tais como Cr-Ni, Cu-Ni e U-Th. A análise de agrupamentos discriminou sete clusters, a uma distância de ligação de 0,8, com evidente origem geogênica, como por exemplo o grupo composto por Cr, Ni e Mg, típico de rochas máfico-ultramáficas. Os mapas geoquímicos permitiram identificar ocorrências de diversas anomalias em solos, interpretadas como sendo de origem geogênica. Assim, constatou-se enriquecimento em U, Th, La e Ce em solos derivados de granitoides neoarqueanos subalcalinos, por exemplo os granitos Estrela, Serra do Rabo e Planalto, e de Cr e Ni em solos provenientes de rochas máfico-ultramáficas dos complexos Luanga e Vermelho e da Suíte Cateté. Elementos tipicamente associados a atividades antrópicas, tais como P, Zn, Mn, Ba e Pb, bem como elementos potencialmente tóxicos (EPT), como Al, As, Bi, Cd, Co, Hg, Mo e Sn, não exibiram, em geral, concentrações anômalas e, quando isto ocorreu, estas parecem ser devidas a condicionantes geológicas. Dentre os métodos utilizados para estimativa dos valores de background dos 43 elementos avaliados, a técnica iterativa 2 foi a que apresentou melhor resultado. Em casos onde este método não pôde ser utilizado, adotouse como background os valores obtidos pelas técnicas função de distribuição calculada (As) e da representação boxplot (Hg e S). A curva de frequência cumulativa mostrou ser uma técnica gráfica útil na identificação de outliers e múltiplos thresholds. As 225 amostras foram agrupadas em cinco classes que revelam a íntima vinculação entre os valores de background e a geologia da região: 1) Granitos sub-alcalinos (39 amostras); 2) Rochas sedimentares e metasedimentares (28 amostras); 3) Gnaisses e granitoides associados (70 amostras); 4) Rochas metamáficas, intermediárias e formações ferríferas bandadas (BIF) (80 amostras); 5) rochas máficas-ultramáficas (8 amostras). Com os resultados obtidos, conclui-se que, na escala do levantamento efetuado, não há evidências conclusivas de contaminação relacionada à atividade humana e sim fortíssimas evidências de uma marcante contribuição geogênica nos solos da área de estudo. / This research is linked to the project 'Geochemical Background of the Itacaiúnas River Basin' under development by the Vale Institute of Technology Sustainable Development (ITVDS). In Brazil, geochemical surveys have been carried out mainly by the Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais (CPRM – Brazilian geological survey), which has executed some projects focused on the region of Carajás, the largest mineral province in Brazil and in which the Itacaiúnas River basin is located. One of these projects, titled 'Evaluation of the Potential of the Strategic Mineral Resources of Brazil', carried out in the year 2012, covered the region of Canaã dos Carajás and generated a large collection of soil geochemical data. As such data were made available, the main purpose of this dissertation is to explore as much information as possible to elaborate multi-elemental geochemical maps based on interpolation techniques and to establish geochemical background values of the elements in soils of the target region of the CPRM survey. 225 soil samples, along with 32 duplicates, were collected in that project in an area of approximately 4,500 km2. The 80 mesh (0.177 mm) fraction of these samples was submitted to aqua regia digestion and 53 elements (Ag, Al, As, Au, B, Ba, Be, Bi, Ca, Cd, Ce, Co, Cr, Cs, Cu, Fe, Ga, Ge, Hf, Hg, In, K, La, Li, Mg, Mn, Mo, Na, Nb, Ni, P, Pb, Pd, Pt, Rb, Re, S, Sb, Sc, Se, Sn, Sr, Ta, Te, Th, Ti, Tl, U, V, W, Y, Zn, Zr) were analyzed by Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometry (ICP-AES) for the major and minor elements and Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICP-MS) for the trace elements. The analytical data provided by the CPRM were initially submitted to a quality control by means of Residual Standard Deviation (RSD) calculation for each duplicate. Then, the simple substitution method was used for the values beyond the limit of detection, followed by uniand multivariate statistical analyzis, including descriptive statistical treatments, identification of outliers via Grubb test, normality tests (Lilliefors and Kolmogrov- Smirnov), correlation and cluster analysis. All statistical analyzis previously highlighted were conducted by STATISTICA® and SPSS® softwares. To determine the values of threshold and geochemical background and graphical representation were used the methods boxplot and cumulative frequency curve methods (Minitab® and Excel® software) and the iterative techniques 2 and calculated distribution function (freeware Visual Basic macro denominada VB Background®). For the construction of geochemical maps, the World Geodetic System 1984 (WGS84) coordinate system was adopted as standard. Spatial representations followed techniques of interpolation according to the kriging or inverse distance weighting (IDW) methods. 43 analyzed elements were submitted to the statistical tests, having been left aside Au, B, Ge, Na, Pd, Pt, Re, Se, Ta e Te, because they presented ≥90% of the analytical data below the limit of detection. Correlation analyzis revealed 14 moderate correlations (0.650> r ≥ 0.575) and 19 high correlations (r ≥ 0.650), generally consistent with usual geochemical associations in geological environments such as Cr-Ni, Cu-Ni and U-Th. The cluster analysis discriminated seven clusters, at a linkage distance of 0.8, with evident geogenic origin, as for example the group composed of Cr, Ni and Mg, typical of mafic-ultramafic rocks. The geochemical maps allowed to identify occurrences of several anomalies in soils, interpreted as being of geogenic origin. Thus, U, Th, La and Ce enrichment was found in soils derived from sub-alkaline neoarchean granites, for example Estrela, Serra do Rabo and Planalto granites, and Cr and Ni in soils from mafic-ultramafic rocks of Luanga and Vermelho complexes and the Cateté Suite. Elements typically associated with anthropic activities, such as P, Zn, Mn, Ba and Pb, as well as potentially toxic elements (EPT), such as Al, As, Bi, Cd, Co, Hg, Mo and Sn, did not generally exhibit, anomalous concentrations and, when this occurred, these appear to be due to geological conditions. Among the methods used to estimate the background values of the 43 evaluated elements, the iterative technique 2 was the one that presented the best result. In cases where this method could not be used, the values obtained by the calculated distribution function (As) and the boxplot representation (Hg and S) were adopted as background. The cumulative frequency curve showed to be a useful graphical technique in the identification of outliers and multiple thresholds. The 225 samples were grouped into five classes that revealed the close linkage between the background values and the geology of the region: 1) Sub-alkaline granites (39 samples); 2) Sedimentary and metasedimentary rocks (28 samples); 3) Gneisses and associated granitoids (70 samples); 4) Metamafic, intermediate and banded iron formation (BIF) (80 samples); 5) mafic-ultramafic rocks (8 samples). With the results obtained, it is concluded that, in the scale of the survey carried out, there is no conclusive evidence of contamination related to human activity, but rather strong evidence of a marked geogenic contribution in the soils of the study area.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufpa.br:2011/9909 |
| Date | 09 March 2018 |
| Creators | SALOMÃO, Gabriel Negreiros |
| Contributors | ANGÉLICA, Rômulo Simões, DALL’AGNOL, Roberto |
| Publisher | Universidade Federal do Pará, Programa de Pós-Graduação em Geologia e Geoquímica, UFPA, Brasil, Instituto de Geociências |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | 1 CD-ROM, reponame:Repositório Institucional da UFPA, instname:Universidade Federal do Pará, instacron:UFPA |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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