Phenomena and karst processes associated with the genesis of cavities in siliciclastic rocks in Serra do Espinhaço Southern (southeast region of Diamantina / MG)
Phénomènes et processus karstiques associés à la genèse de cavités dans les roches siliciclastiques de la Serra do Espinhaço Sud (région sud-est de Diamantina / MG)
Fenômenos e processos cársticos associados à gênese de cavidades em rochas siliciclásticas na Serra do Espinhaço Meridional (região sudeste de Diamantina / MG)
Résumé
The study area is located in the southeast of the Diamantina municipal seat, state of
Minas Gerais, in the easter edge of Southern Espinhaço Range. The main objective of
this research is demonstrate if the origin of typically karstic morphologies in quartzites,
identified in the area, results from karstic processes (geochemical and hydrodynamic).
These features were developed in the micaceous quartzites (muscovite), of the Sopa-
Brumadinho Formation. The geomorphological analysis demonstrated that the area
can be individualized in two larger units of landscape: residual outcrops and
geomorphological surfaces with low hydraulic gradient. There are different karst
features related with exokarst, cryptokarst (exhumed) and endokarst. These karst
landforms present different evolutionary states that demonstrate the existence of
diverse phases of karst system development in the area. The analysis of these features
have shown also that the karst of the area is developed by alternating of two types of
environmental conditions: (i) relative stability, in which the geochemical processes are
favored, followed by (ii) instability phase generated by the lowering of the base level,
with increased hydrodynamic energy and erosive processes, which characterizes the
hydrogeological phase. The macro and micromorphological analysis results, perfomed
inside and outside in the studied caves, have shown different phases of quartzite
alteration for karst evolution. The initial of the karst evolution or the antekarst phase is
a physical phenomenon, which is characterized by a regular concentration of iron
distribution in the form of bands or rings, known as Liesengang. As the alteration
process progresses, a bimodal behavior in the iron distribution is observed, as well as
the hydrogeological behavior (porosity and permeability). As consequence, zones of
greater and lesser friability are formed inside the outcrops. This bimodal behavior is
more intense along the rock structures, providing the formation of the alterite, which
characterizes the phase of the primokarst. The alterite formation includes stages of
isoalterite (isovolumetric alteration) and aloalterite (alteration of the volume and
structure of the rock). In general, these two stages can be subdivided into six phases.
The initial phases are characterized by the alteration of the muscovite that is more
soluble than the quartz. The bimodal levels of concentration of chemical elements
(especially of iron) are originated by muscovite alteration. The muscuvite alteration and
the mobilization of the chemical elements provides the opening of the system of
porosity and permeability inside the outcrops. This results in the formation of a residual
material (alterite), composed primarily of sand, which is able to be transported by the
water. Therefore, the karstic forms in the study area result from geochemical and
hydrodynamic processes. These processes occur in distinct phases and environmental
conditions, according the theories of sandstone, primokarst and fantomization.
La zone d'étude est située au sud-est du siège de Diamantina, Minas Gerais, à la frontière
à l'est de la Serra do Espinhaço Meridional. Le travail a pour objectif général
démontrer que l'origine de morphologies typiquement karstiques dans les quartzites,
identifié dans la zone résulte de processus karstiques (géochimiques et hydrodynamiques).
Ces caractéristiques ont été développées dans des quartzites micacées (muscovite), qui
forment la Formation de Sopa-Brumadinho. Les résultats de la recherche démontrent
que, sur le plan morphologique, la zone peut être individualisée en deux compartiments
plus larges : massifs résiduels et surfaces recouvertes de formations superficielles.
Insérés dans ces deux compartiments, il y a des fonctionnalités associées aux trois domaines
qui composent le relief karstique : exokarst, cryptokarst (exposé) et endokarst.
Ces formes karstiques présentent différents stades d'évolution démontrant la
existence de différents stades de développement du système karstique dans la région. O
Le diagnostic géomorphologique présente également des preuves que le karst de la zone est
se développe en alternant deux types de conditions environnementales : (i) relative
stabilité, dans laquelle les processus géochimiques sont favorisés, suivi par (ii) la phase
d'instabilité générée par l'abaissement du niveau de base, avec une augmentation de l'énergie
l'hydrodynamique et les processus érosifs, qui caractérisent la phase hydrogéologique.
Grâce aux analyses macro et micromorphologiques effectuées dans les parties internes et externes
Dans les grottes sélectionnées pour l'étude, différents stades de développement ont été identifiés.
altération des quartzites pour l'évolution du karst. La phase initiale ou antékarstique est
caractérisée par le phénomène physique de concentration et de distribution régulière du fer dans
forme de bandes ou d'anneaux, appelés Liesengang. Dans la mesure où le processus
l'altération progresse, on observe un comportement bimodal dans la distribution du fer,
Modificateur du comportement hydrogéologique (porosité et perméabilité) à l'intérieur
massifs. Il en résulte l'origine des zones de plus ou moins grande
friabilité. Ce comportement bimodal est observé plus intensément le long de la
des structures rocheuses, assurant la formation d'altérite, qui caractérise la phase
du primokarst. Le développement de l'altérite passe par les stades de l'isoaltérite
(changement isovolumétrique) et aloaltérite (changement de volume et de structure de la roche). danses
D'une manière générale, ces deux stades de conditions d'altération qui ont été identifiés dans
sept types de faciès. Les faciles les moins altérées se caractérisent par l'altération
préférence pour la muscovite, qui constitue une matrice plus soluble que le quartz. Toi
Les niveaux bimodaux de concentration des éléments chimiques, en particulier du fer, sont
provient d'une altération en muscovite. L'altération de ce minéral et la mobilisation
les éléments chimiques ouvrent le système de porosité et
perméabilité au sein du massif. Cela se traduit par la formation d'un
déchet composé essentiellement de sable, qui peut être transporté
près de l'eau. Ainsi, il a été vérifié que l'origine des formulaires identifiés comme
les karsts dans la zone d'étude sont dus à des processus géochimiques et
hydrodynamique. Ces processus se produisent dans différentes phases et conditions environnementales,
comme le démontre les théories de l'arénisation, du primokarst et de la fantomisation.
A área de estudo se localiza a sudeste da sede de Diamantina, Minas Gerais, borda
leste da Serra do Espinhaço Meridional. O trabalho tem como objetivo geral
demonstrar que a origem de morfologias tipicamente cársticas em quartzitos,
identificadas na área resulta de processos cársticos (geoquímicos e hidrodinâmicos).
Essas feições foram desenvolvidas nos quartzitos micáceos (muscovita), que
compõem a Formação Sopa-Brumadinho. Os resultados da pesquisa demonstram
que, em termos morfológicos, a área pode ser individualizada em dois compartimentos
maiores: os maciços residuais e as superfícies recobertas por formações superficiais.
Inseridas nestes dois compartimentos, existem feições associadas aos três domínios
que compõem o relevo cárstico: exocarste, criptocarste (expostas) e endocarste.
Essas formas cársticas apresentam diferentes estados de evolução demonstrando a
existência de fases diversas de desenvolvimento do sistema cárstico na área. O
diagnóstico geomorfológico apresenta ainda, indícios de que o carste da área se
desenvolve pela alternância de dois tipos de condições ambientais: (i) de relativa
estabilidade, na qual são favorecidos os processos geoquímicos, seguida de (ii) fase
de instabilidade gerada pelo rebaixamento do nível de base, com aumento da energia
hidrodinâmica e dos processos erosivos, que caracteriza a fase hidrogeológica.
Através das análises macro e micromorfológicas realizadas na parte interna e externas
às cavernas selecionadas para o estudo, foram identificadas diferentes fases de
alteração dos quartzitos para a evolução do carste. A fase inicial ou antecárstica é
caracterizada pelo fenômeno físico, de concentração e distribuição regular do ferro na
forma de bandas ou anéis, denominados Liesengang. Na medida em que o processo
de alteração avança, observa-se um comportamento bimodal na distribuição do ferro,
alterando o comportamento hidrogeológico (porosidade e permeabilidade) no interior
dos maciços. Isto tem como consequência a origem de zonas de maior e menor
friabilidade. Esse comportamento bimodal é observado de forma mais intensa ao longo
das estruturas da rocha, proporcionando a formação da alterita, que caracteriza a fase
do primocarste. O desenvolvimento da alterita passa pelos estágios de isoalterita
(alteração isovolumétrica) e aloalterita (alteração do volume e estrutura da rocha). De
forma geral, esses dois estágios condições de alteração que foram identificadas em
sete tipos de fácies. As fáceis menos alteradas são caracterizadas pela alteração
preferencial da muscovita que compõem uma matriz mais solúvel que os quartzos. Os
níveis bimodais de concentração de elementos químicos, sobretudo de ferro, são
originados a partir da alteração muscovita. A alteração desse mineral e a mobilização
dos elementos químicos proporciona a abertura do sistema de porosidade e
permeabilidade no interior do maciço. Isto tem como resultado a formação de um
material residual composto basicamente por areia, que é passível de ser transportado
pela água. Desta forma, foi verificado que a origem das formas identificadas como
cársticas na área de estudo são decorrentes de processos geoquímicos e
hidrodinâmicos. Esses processos ocorrem em fases e condições ambientais distintas,
conforme retratado nas teorias da arenização, primocarste e fantomização.
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)