A bacia do Rio Caculuvar (sub-bacia do Rio Cunene, Angola): uma análise integrada de fontes sedimentares, tendências de modificação composicional e potenciais recursos geológicos

Abstract

O presente trabalho incide sobre a bacia hidrográfica do Rio Caculuvar, localizada no sudoeste do território angolano e integrada na bacia hidrográfica do rio Cunene. A região em estudo pode ser perfeitamente dividida em dois setores de drenagem bem diferenciados do ponto de vista geomorfológico: (1) setor Caculuvar, que se alonga desde as terras altas da Huila, com unidades sedimentares e meta-sedimentares pós-Eburneanas, passando a uma área mais baixa, integrada no Planalto Principal de Angola, onde dominam rochas cristalinas félsica do ciclo Eburneano e, mais a jusante, rochas máficas do Complexo Gabro-anortosítico; (2) setor Mucope que drena a Bacia do Calaári e onde se encontram sobretudo sedimentos aluviais e eólicos, não consolidados, do Cenozoico. Este contraste geológico e geomorfológico é acompanhado de gradientes climáticos, com a região montante do setor Caculuvar a apresentar valores de precipitação mais elevada e de temperatura mais baixas, e maior secura nas regiões de maior latitude. A investigação tem como principais objetivos (1) identificar as características composicionais dos sedimentos que melhor refletem a geologia das áreas de alimentação e (2) entender os processos químicos e físicos responsáveis por alterações na composição dos depósitos sedimentares e que podem comprometer interpretações sobre a geologia de áreas de drenagem baseadas em caraterísticas composicionais de sedimentos. Para o efeito, foram usadas a mineralogia por difração de raios-X (DRX), obtidos em amostra total e na fração argilosa, as associações de minerais pesados e a composição química, determinados para um conjunto de sedimentos arenosos e lodosos. Este conjunto de dados composicionais foi aplicado em articulação com as características, geológicas, orográficas e climáticas do sistema em apreço para melhor entender os fatores que condicionam a composição dos sedimentos. Depois de se reconhecer as principais diferenças entre grandes unidades geológicas regionais, procedeu-se a uma avaliação das contribuições destas unidades para depósitos fluviais alimentados a partir de regiões com geologia heterogénea.O trabalho confirmou que os depósitos arenosos são particularmente eficazes em estudos de proveniência, enquanto os sedimentos de grão fino se revelam mais adequados para o estudo da meteorização química e condições climáticas. A proveniência sedimentar analisada a partir de diferentes dados composicionais de depósitos de areia não é coincidente, verificando-se que as associações de minerais pesados (a par da características químicas mais condicionadas por esta fração mineral) tendem a sobrestimar as contribuições máficas, enquanto a mineralogia da amostra total obtida por DRX tende a sobrestimar a componente derivada de unidades sedimentares (reciclados). Apesar destas divergências, os dados composicionais apontam para um reduzido abastecimento sedimentar de regiões com baixa precipitação e relevo mais suave, integrados na bacia do Calaári e forte contribuição a partir de áreas húmidas e com relevo acentuado localizadas em posições mais interiores do setor Caculuvar. Demonstra-se assim que as características morfométricas e climáticas nas áreas de drenagem exercem forte influência sobre as contribuições sedimentares de diferentes unidades líticas do sistema Caculuvar-Mucope. Sedimentos condicionados por múltiplos ciclos deposicionais apresentam características composicionais próprias em resultado de diversos processos físicos e químicos. Em sedimentos arenosos, estes culminam com a diluição em quartzo e consequente empobrecimento na generalidade dos elementos químicos. No caso das frações finas, a reciclagem sedimentar é responsável por composições que não refletem as condições de alteração química contemporâneas do último ciclo deposicional, podendo ocorrer alterações nos padrões de concentração de elementos considerados imóveis. Os processos físicos envolvidos nos vários ciclos deposicionais, designadamente os que se relacionam com a calibragem sedimentar e a desintegração mecânica, exercem uma forte influência sobre a composição química e mineralógica dos sedimentos produzidos.Esta pesquisa revela como os processos exógenos podem influenciar a composição de sedimentos arenosos e lodosos, dificultando o rastreio das condições ambientais na área de proveniência. A interpretação da geologia/geomorfologia com base na natureza do sedimento produzido pode apenas ser concretizada com recurso a um número diversificado de dados composicionais obtidos a partir de sedimentos de diferente granulometria.

The present work focuses on the Caculuvar river basin, located in the southwest of Angolan territory and integrated into the Cunene river basin. The region under study can be perfectly divided into two well-differentiated drainage sectors, in geomorphological view: (1) Caculuvar sector, which extends from the Huila highlands, with post-Eburnean sedimentary and meta-sedimentary units, through a lower area, as part of the Main Plateau of Angola, where felsic crystalline rocks from the Eburnean cycle dominate and, further downstream, mafic rocks from the Gabbro-anorthositic Complex; (2) Mucope sector that drains the Calaári basin and where mainly unconsolidated alluvial and eolic sediments from the Cenozoic are found. This geological and geomorphological contrast is accompanied by climatic gradients, with the upstream region of the Caculuvar sector presenting higher precipitation and lower temperature values, and greater dryness in the regions of greater latitude. The investigation main objectives are (1) to identify the compositional characteristics of the sediments that best reflect the geology of the feeding areas and (2) to understand the chemical and physical processes responsible for alterations in the composition of the sedimentary deposits and that can compromise interpretations about the geology of drainage areas based on compositional characteristics of sediments.For this purpose, mineralogy by X-ray diffraction (XRD) was used, obtained in the total sample and in the clayey fraction, the associations of heavy minerals and the chemical composition, determined for a set of sandy and muddy sediments. This set of compositional data was applied in conjunction with the geological, orographic and climatic characteristics of the system in question to better understand the factors that condition the composition of the sediments. After recognizing the main differences between large regional geological units, an assessment was made of the contributions of these units to river deposits fed from regions with heterogeneous geology.The work confirmed that sandy deposits are particularly effective in provenance studies, while fine-grained sediments are more suitable for studying chemical weathering and climatic conditions. The sedimentary provenance analyzed from different compositional data of sand deposits is not coincident, verifying that the associations of heavy minerals (along with the chemical characteristics more conditioned by this mineral fraction) tend to overestimate the mafic contributions, while the mineralogy of the total sample obtained by XRD tends to underestimate component derived from sedimentary units (recycled). Despite these divergences, the compositional data point to a reduced sedimentary supply from regions with low precipitation and smoother relief, integrated in the Calaári basin and strong contribution from humid areas and with accentuated relief located in more interior positions of the Caculuvar sector. Thus, it is demonstrated that the morphometric and climatic characteristics in the drainage areas exert a strong influence on the sedimentary contributions of different lithic units of the Caculuvar-Mucope system.Sediments conditioned by multiple depositional cycles have their own compositional characteristics as a result of different physical and chemical processes. In sandy sediments, these culminate in dilution in quartz and consequent impoverishment in most chemical elements. In the case of fine fractions, sedimentary recycling is responsible for compositions that do not reflect the conditions of contemporary chemical alteration of the last depositional cycle, and alterations in the concentration patterns of elements considered immobile may occur. The physical processes involved in the various depositional cycles, namely those related to sediment calibration and mechanical disintegration, exert a strong influence on the chemical and mineralogical composition of the produced sediments.This research reveals how exogenous processes can influence the composition of sandy and muddy sediments, making it difficult to track environmental conditions in the area of provenance. The interpretation of geology/geomorphology based on the nature of the sediment produced can only be achieved using a diverse number of compositional data obtained from sediments of different granulometry.