Análise integrada dos depósitos de caulim na região do Rio Capim: fácies, estratigrafia, petrografia e isótopos estáveis

Os depósitos de caulim que ocorrem na porção média do Rio Capim, leste da Sub-Bacia de Cameta, inserem-se na Formação Ipixuna, de idade cretácea superior, a qual se destaca por apresentar uma das maiores concentrações mundiais de caulim de excelente qualidade para a indústria de celulose. Um grande volume de trabalhos acadêmicos com enfoque geoquímico foi conduzido nestes depósitos, porém sem levar em consideração os aspectos faciológicos e estratigráficos, que são relevantes para entender sua origem e ocorrência. Somente recentemente, trabalhos sedimentológicos e estratigráficos mais detalhados destes depósitos de caulim foram apresentados, o que gerou uma série de novas considerações a respeito dos paleoambientes de deposição. Este tipo de estudo despertou interesse para se conduzir uma investigação integrada considerando-se aspectos sedimentológicos, estratigráficos, petrográficos e isótopos estáveis de hidrogênio e oxigênio, a fim de discutir os processos geológicos que podem ter influenciado na origem e evolução dos depósitos de caulim soft e semi-flint da Formação Ipixuna. A análise sedimentológica e estratigráfica apresentada neste estudo teve caráter complementar a investigações anteriores, tomando-se por base a presença de novas exposições ao longo das frentes de lavra que disponibilizaram novas informações importantes ao entendimento dos ambientes de deposição. Assim, a porção inferior da Formação Inpixuna caracteriza-se por uma unidade de caulim do tipo soft, o qual por apresentar-se com preservação das estruturas primárias, possibilitou melhor entendimento dos processos de sedimentação. Estes depósitos incluem principalmente arenitos e argilitos caulinizados formados em ambientes de canal de maré influenciado por sistema fluvial (associação de fácies A), canal de maré (associação de fácies B), planície de maré/mangue (associação de fácies C), e barra/planície de areia dominada por maré (associação de fácies D). Estes depósitos são atribuídos a sistema estuarino do tipo dominado por maré. A unidade superior, conhecida como semi-flint, é dominantemente maciça, porém um estudo em paralelo conduzido durante o desenvolvimento desta tese revelou a presença de lobos deltaicos e canais distributários. O estudo petrográfico e de microscopia eletrônica de varredura nos depósitos estudados levou à melhor caracterização textural dos tipos de caulinita presentes nas unidades de kaolin soft e semi-flint. Apesar da composição original fortemente modificada destes depósitos, informações ópticas revelaram inúmeras feições reliquiares distintas. Os depósitos de caulim soft são caracterizados por arenitos quartzosos caulinizados e pelitos laminados ou maciços, os quais são compostos por fragmentos líticos de rochas meta-vulcânicas e vulcânicas félsicas, bem como rochas metamórficas e graníticas. Estas litologias foram fortemente modificadas durante o processo de caulinização da Formação Ipixuna, processo que teria obliterado a composição primária dos grãos do arcabouço. Durante este processo, três tipos principais de caulinita foram geradas, definidas com base no tamanho e textura como Ka, Kb e Kc. A caulinita Ka ocorre dominantemente associada aos arenitos caulinizados, sendo caracterizada por cristais pseudohexagonais a hexagonais, com diâmetros de 10-30 μm, podendo ocorrer na forma de aglomerados formando “livretos” (booklets) ou sob forma vermicular contendo até 400 μm de comprimento. A caulinita Kb ocorre dominantemente nos pelitos, consistindo de cristais pseudohexagonais a hexagonais de 1-3 μm de diâmetro, ocorrendo na forma isolada, formando intercrescimentos dos tipos caótico, face-a-face, paralelo a pseudo-paralelo. A caulinita Kc ocorre como cristais pseudohexagonais a hexagonais com diâmetros regulares de 200 nm. Sua distribuição é dispersa ao longo da unidade de caulim soft, aumentando em abundância em níveis de paleossolo que ocorre no topo da unidade. Os depósitos de caulim semi-flint são constituídos principalmente de grãos retrabalhados dos depósitos de caulim soft e grãos provenientes de rocha-fontes metamórficas e graníticas. As caulinitas da unidade de semi-flint são dominantemente representadas por caolinita Kc, gerada principalmente durante intemperismo pretérito. As integração de estudos faciológicos, estratigráficos, ópticos e isótopos estáveis de deutério (δD) e oxigênio (δ18O) dos depósitos de caulim do Rio Capim permitiu melhor entender a gênese e evolução dos tipos de caolinita Ka+Kb e Kc. Os depósitos de caulim soft apresentam valores de δ18O variando de 6,04‰ a 19,18‰ nas caulinitas Ka e Kb, e de 15,38‰ a 24,86‰ nas caulinitas Kc. Os valores de δD variam de –63,06‰ a 79,46‰, e de –68,85‰ a –244,35‰, respectivamente. Os depósitos de caulim semi-flint são caracterizados por valores isotópicos de δ18O e δD entre 15,08‰ e 21,77‰, e -71.31‰ e -87.37‰, respectivamente. Baseando-se nestes dados e na composição isotópica da água meteórica e de sub-superfície, foi possível concluir que as caulinitas não se formaram em equilíbrio com as condições intempéricas atuais, e sim representam a composição isotópica de seu tempo de formação, podendo refletir contaminações mineralógicas proveniente da substituição parcial e/ou total dos grãos originais do arcabouço. Os valores isotópicos das caulinita do tipo Kc da unidade de semi-flint são amplamente variáveis em decorrência da variedade de fontes, incluindo caulinitas retrabalhadas dos depósitos subjacentes de caulim soft, bem como caulinitas formadas durante diferentes fases de intemperismo, além de fases tardias de caulinita geradas ao longo de fraturas.