Environmental changes in the western Amazônia: morphological framework, geochemistry, palynology and radiocarbon dating data

The sediments from the Coari lake, a “terra firme” lake sculpted into Plio-Pleistocene deposits, and the Acará lake, a flooding-type lake developed on Quaternary sediments in the floodplain of the mid-Solimões river, in the western Amazônia, Brazil, were studied to investigate the environmental condition of their developing. This study includes mineral composition, geochemistry, Pb isotope, palinology, radiocarbon-age and morphological framework of the lakes obtained from SRTM satellite images. The geological and the environmental conditions in the two lakes are highly variable and suggest that their evolution reflect autogenic processes under humid rainforest condition. Although kaolinite, quartz, muscovite, illite, and smectite are the main minerals in both lakes, the geochemistry indicates distinct source, the Acará lake sediments have higher concentrations of Al2O3, Fe2O3, FeO, CaO, K2O, MgO, Na2O, P2O5, Ba, V, Cu, Ni, Zn, Pb, Sr, Li, Y and La and have more radiogenic Pb than the Coari lake sediments. The radiocarbon ages suggest that at 10160 yr BP the Coari lake started to be developed due to avulsion of the Solimões river, and the Acará lake was formed by the meander abandonment of Solimões river retaining its grass dominated shore at ca. 3710 yr BP.

Os sedimentos do lago Coari, de ambiente de terra firme eesculpido nos depósitos do Plio-Pleistocenos, e o Acará, típico lago de várzea e ambos formados nos sedimentos quaternários da planície de inundação do médio Solimões, no oeste da Amazônia, Brasil, foram estudados para investigar as condições ambientais durante sua formação. Este estudo inclui dados da composição mineralógica, química, isótopos de Pb, palinologia, datações de radiocarbono e a configuração morfológica dos lagos obtida por imagens SRTM. As condições geológica e ambiental dos lagos variam e sugerem que suas evoluções refletem processos autogenéticos em condições de floresta úmida e chuvosa. Embora caulinita, quartz, muscovita, illita e esmectita sejam os principais minerais em ambos os lagos, a geoquímica indica fonte distinta, os sedimentos do lago Acará têm maior concentração de Al2O3, Fe2O3, FeO, CaO, K2O, MgO, Na2O, P2O5, Ba, V, Cu, Ni, Zn, Pb, Sr, Li, Y e La e têm mais Pb radiogênico que os sedimentos do lago Coari. As idades de radiocarbono sugerem que há aproximadamente 10160 anos AP o lago Coari iniciou o desenvolvimento devido a avulsão do rio Solimões, enquanto o lago Acará foi formado devido ao abandono de meandro do rio Solimões e retendo o domínio das gramíneas nas suas praias há aproximadamente 3710 anos AP.

Mineralogia e química dos sedimentos de fundo do médio e baixo Madeira e de seus principais tributários: Amazonas - Brasil / Mineralogy and chemistry of bottom sediments of the middle and lower Madeira River and its main tributaries: Amazonas - Brazil

O objetivo deste trabalho foi investigar a variação composicional e mineralógica dos sedimentos de fundo transportados pelos grandes rios da Amazônia, com nascentes nos Andes provenientes de rochas cratônicas. O estudo foi realizado com base em análises granulométricas, mineralógicas e químicas, incluindo isótopos de Pb, no rio Madeira e seus tributários. O conjunto de dados mostra que os sedimentos de fundo do rio Madeira são granulométrica, mineralógica e quimicamente distintos de seus principais tributários. Os sedimentos do rio Madeira são mais arenosos; têm maior quantidade de quartzo; menor conteúdo de Al2O3, Fe2O3, K2O, MgO, Na2O, PF, TiO2, P2O5, MnO e elementos-traço; e a maturidade aumenta de montante para jusante. Dentre os sedimentos dos tributários, os rios Machado e secundariamente o rio Marmelos são os que mais se aproximam da composição dos sedimentos do rio Madeira, enquanto que o Jamari com sedimentos com maior proporção de TiO2, Zr, Y, Nb, Ga, Hf, U, Ta e ETR, é o mais distinto. Apesar do ambiente de intenso intemperismo e erosão, em condições tropicais úmidas, a que estão submetidas as rochas drenadas pela bacia do rio Madeira, os valores das razões Th/Co, Th/Pb, Th/Yb, Al/Pb, Zr/Co e a composição isotópica de Pb indicam fontes distintas para os sedimentos de fundo estudados. Os sedimentos do rio Madeira são provenientes, principalmente, de rochas máficas, enquanto que os sedimentos de seus tributários têm como fonte essencialmente rochas félsicas.

This study reports the granulometric, mineralogic and chemical analyses, including Pb isotope, carried out on the bottom sediments of the Madeira River, whose headwaters are in the Andes Mountain, and its tributaries that come from the cratonic region, in order to investigate the compositional variation of the sediments transported by the major rivers of the Amazon. The analytical data show that the bottom sediments of the Madeira River have higher amounts of sand and quartz, and lower contents of Al2O3, Fe2O3, K2O, MgO, Na2O, PF, TiO2, P2O5, MnO and trace elements, and the maturity increases toward downstream. Among the tributaries, the bottom sediments from Machado and, secondarily, Marmelos rivers are those that more closely match the composition of the sediments of Madeira River. The sediments of Jamari River, with higher proportion of TiO2, Zr, Y, Nb, Ga, Hf, U, Ta and REE, are quite distinct. In spite of the intense weathering and erosion, in humid tropical conditions, that the rocks drained by the Madeira river basin have been submitted, the Th/Co, Th/Pb, Th/Yb, Al/Pb, Zr/Co ratios and Pb isotope data indicate that different sources contributed to the bottom sediments. It is suggested that mafic rocks are the main source of the sediments of the Madeira River, while felsic rocks are the source of the tributaries.