DEGEO - Departamento de Geologia
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Item Impacts of mining in artificial lake of Iron Quadrangle-MG : past marks and changes of the present.(2019) Campos, Larissa Paraguassú; Leite, Mariangela Garcia Praça; Moreira, Francisco Wagner Araujo; Mendonça, Fellipe Pinheiro Chagas; Sant'Anna, Eneida Maria EskinaziA locus of intense mining activity since the seventeenth century, the Iron Quadrangle, corresponds to one of the most important mineral provinces in the world. Located in Minas Gerais, Brazil, it keeps in its territory marks of past mining activities still in expansion. Such changes, recorded in water bodies of the region’s watersheds, impact not only locally, but also reach adjacent ecosystems as well as those located downstream of mining companies. In this situation, an artificial lake is found in the upper course of the Mata Porcos creek sub-basin. The area was once an old place of gold exploration in the eighteenth and nineteenth centuries, and is currently influenced by active iron mining and inactive iron–manganese mining upstream. With the aim of evaluating this reservoir and contributing to the understanding of lentic systems under the influence of mining, this study analyzed the physical and chemical characteristics of sediments from the bottom of this lake, identifying the possible contributions of anthropic origin. Sediment samples were collected at nine points along two hydrological years and then submitted to granulometric, mineralogical and geochemical analyses. The geochemical signature of this lake is marked by As, Fe and Mn elements associated with both the local geological substrate and anthropic activities undertaken in the surroundings. Due to the high As concentrations, distribution maps were made using the IDW interpolation method to understand the distribution of this potentially toxic element that has a strong correlation with gold mining practiced for more than 300 years at the site.Item Assessing the impacts of mining activities on zooplankton functional diversity.(2016) Moreira, Francisco Wagner Araujo; Leite, Mariangela Garcia Praça; Fujaco, Maria Augusta Gonçalves; Mendonça, Fellipe Pinheiro Chagas; Campos, Larissa Paraguassú; Sant'Anna, Eneida Maria EskinaziMining activities generate countless environmental impacts, including heavy-metal contamination, sorting and increased turbidity. In aquatic ecosystems these impacts can drastically affect the initial links of the food chain, such as zooplankton. Methods: To evaluate how the different mining activities can influence the structure and functional diversity of zooplankton, we investigated the geochemical characteristics of the water and sediment in two small impoundments impacted by different mining activities (kaolin and iron extraction). We also explored zooplankton composition, species diversity and functional diversity (feeding guilds taxa). Results: As expected, the water and the sediment of both of the reservoirs showed high concentrations of trace elements, particularly Al, Ba, Fe, Mg, Mn, Sr and Zn. Zooplankton biomass and diversity were markedly reduced (< 12 μg.DW.L-1 and H’ < 1.5, respectively), and negatively correlated with turbidity and total suspended solids. Small microphages dominated the trophic composition of zooplankton, and an alternation of trophic guilds was not observed, since the dynamics of raptorial organisms was essentially linked to the temporal fluctuation of a single species of rotifer (Polyarthra cf. dolichoptera). Conclusions: In addition to changes in the aquatic habitat and zooplankton composition, the functional niches were also affected by the mining impacts. The use of the functional diversity analysis can emerge as a valuable approach to understand how zooplankton communities respond to drastic environmental changes.Item Iron Quadrangle stream sediments, Brazil : geochemical maps and reference values.(2015) Vicq, Raphael de; Matschullat, Jörg; Leite, Mariangela Garcia Praça; Nalini Júnior, Hermínio Arias; Mendonça, Fellipe Pinheiro ChagasGeochemical mapping and the determination of reference values receive increasing attention. The need to know regional geochemical background data as well as the spatial allocation of areas with anomalous geochemical concentrations and chances to identify their major sources motivate the interest. Here, results from a high-density geochemical mapping exercise and derived related reference values are presented; 541 stream sediment samples have been collected across the Iron Quadrangle (IQ), Brazil, with a density of one sample per 13 km2. Geochemical maps were compiled using the inverse distance weighted interpolation method. ‘‘Normal’’ concentrations were distinguished from anomalies with the separation-byconcentration- range technique, where positive anomalies are defined by the ‘‘boxplot’’ Upper Inner Fence (UIF) rule. More than 70 % of the IQ show exclusively geogenic concentration ranges for the elements studied. About 20 % represent positive anomalies, likely related to both near surface rock types and to human interference. Distinct anthropogenic anomalies, notably from mining activities explain 5–10 % of all samples. This first high-density sampling in the IQ allows delineating the role of lithology on the elemental composition of stream sediments, and to establish reference values for the main river basins—thus pinpointing localities, cities and fluvial basins that are exposed to environmental risks and need to be protected.Item Geochemical mapping of arsenic in surface waters and stream sediments of the Quadrilátero Ferrífero, Brazil.(2015) Costa, Raphael de Vicq Ferreira da; Leite, Mariangela Garcia Praça; Mendonça, Fellipe Pinheiro Chagas; Nalini Júnior, Hermínio AriasUm estudo regional da concentração do arsênio em águas superficiais e sedimentos fluviais com uma alta densidade de amostragem de uma amostra para cada 13 km2 foi conduzido pela primeira vez no Quadrilátero Ferrífero (Brasil). A região foi dividida em bacias de 3ª ordem, sendo amostrados 512 trechos nessas bacias. A concentração de As foi determinada nas águas e nos sedimentos, após digestão parcial, com o auxílio de um ICP-OES. Os valores de arsênio encontrados nas águas superficiais variaram entre 57.70 e 414 μg.L-1. Já para os sedimentos de corrente, as concentrações oscilaram entre 0.63 e 1691 mg.kg-1, sendo que dos 512 pontos de amostragem 135 (26%) apresentaram concentrações de arsênio acima do limite de detecção, que é de 0,63 mg.kg -1. Também foram encontradas 106 bacias de 3ª ordem com valores acima do 3º quartil (5.09 mg.kg-1). Os resultados mostram que as elevadas concentrações deste elemento estão fortemente relacionadas com a presença de rochas do grupo Nova Lima, que contém minerais ricos em arsênio. Porém, a influência antrópica na existência destas elevadas concentrações não pode ser descartada, já que a região apresenta um histórico de mais de 300 anos de exploração de ouro.Item Influência da mineração na geoquímica das águas superficiais e dos sedimentos no alto curso da bacia do Ribeirão Mata Porcos, Quadrilátero Ferrífero – Minas Gerais.(Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais. Departamento de Geologia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2012) Mendonça, Fellipe Pinheiro Chagas; Leite, Mariangela Garcia PraçaO presente estudo avaliou a influência de diferentes atividades de mineração na cabeceira da bacia hidrográfica do ribeirão Mata Porcos. Ainda que reconhecidamente uma área em que os empreendimentos minerários possuem elevada significância, a região carece de trabalhos mais aprofundados buscando compreender a relação entre a geologia, as minas e os recursos hídricos. Para tanto, o monitoramento de parâmetros de qualidade das águas, bem como a concentração de elementos químicos nas águas e nos sedimentos de leito foram avaliados ao longo de quatro campanhas trimestrais, realizadas no período entre setembro de 2010 e junho de 2011. As amostras foram coletadas nos principais cursos d’água na região: ribeirão do Silva, córrego Benevides, ribeirão Arêdes e alguns dos tributários mais importantes. Os parâmetros físico-químicos determinados nas águas foram: pH, Eh, oxigênio dissolvido, condutividade elétrica, sólidos totais dissolvidos, turbidez, alcalinidade, sulfato e cloreto. Nas águas e nos sedimentos, a concentração de elementos químicos maiores e traço foi analisada por ICP-OES. Os dados foram submetidos às análises estatísticas uni e multivariada, sendo a análise por principais componentes – PCA a principal ferramenta utilizada na discriminação das amostras. As águas apresentaram-se, na grande maioria dos casos, satisfatórias quanto aos parâmetros legais estabelecidos pela Resolução CONAMA 357/05. Exceção a uma drenagem que recebe águas aduzidas do Complexo de Minas do Pico, cuja condição de acidez (PH = 4,5 em média) foi detectada, aumentando também a concentração do Fe e do Al dissolvidos. Nos sedimentos, concentrações elevadas de Fe (até 409,7 g/kg) e Mn (até 9,7 g/kg) foram observadas tanto à montante quanto à jusante das minerações, sendo associadas principalmente às fontes litogênicas. Contudo, a avaliação temporal de dados geoquímicos e de sensoriamento remoto sugere que fontes antropogênicas contribuíram para o enriquecimento destes elementos ao longo dos anos. Assinaturas geoquímicas distintas foram evidenciadas nos sedimentos, as quais refletem a contribuição das diferentes unidades litoestratigráficas do Supergrupo Minas, demonstrando o forte controle exercido pela geologia local. Rochas carbonáticas e afloramentos de mármore da Formação Fecho do Funil são as fontes principais de Ca e Mg para os ribeirões Arêdes e do Silva. Estas rochas são responsáveis pela elevação do pH das águas e exercem um importante papel no controle de condições de acidez inseridas no meio. O efeito de tamponamento demonstrado neste trabalho sugere que drenagens ácidas de minas no Quadrilátero Ferrífero possam ser naturalmente remediadas pela existência destas litologias.