Geoquímica do enxofre e morfologia da pirita em sedimentos do sistema de ressurgência de Cabo Frio (RJ)

Abstract

A região de Cabo Frio (RJ) é uma área de ressurgência que favorece a produtividade primária e promove elevado acúmulo de matéria orgânica (MO) nos sedimentos, a qual afeta as condições redox do ambiente de sedimentação e na interface água-sedimento, promovendo efeitos sobre a especiação inorgânica do enxofre (S). O presente estudo utiliza a geoquímica inorgânica das espécies reduzidas do S, operacionalmente definidas como acid-volatile sulfufide (AVS) e chromium-reducible sulfur (CRS), a composição isotópica (δ34S) do sulfato da água intersticial e do CRS, e a razão COT/CRS (carbono orgânico total/CRS) para avaliar a diagênese recente do S e a condição redox nos sedimentos. Adicionalmente foi estudada a morfologia da pirita e a distribuição de tamanho dos frambóides através de microscopia eletrônica de varredura (MEV) para inferir o estado de oxidação do ambiente de formação. Foram coletados quatro box-cores na plataforma continental do Sistema de Ressurgência de Cabo Frio (SRCF) para este estudo. Os conteúdos de COT variam entre 0,8 e 2,3%, as maiores concentrações foram observadas nas estações da porção média da plataforma. Baixos valores de enxofre total (ST) (< 0,2%) e CRS (< 0,05%) foram encontrados nas camadas superficiais, ocorrendo incremento com a profundidade, indicando o aumento da sulfato redução (SR). As estações com o maior conteúdo de ST foram as localizadas na porção média da plataforma, sendo este padrão de acumulação favorecido pela presença dos vórtices sob a plataforma. A razão COT/CRS indica que o fator limitante para a formação da pirita é o enxofre. Até 50% do S pode estar associado a MO, caracterizando o processo de sulfidização da MO. A composição isotópica do sulfato ao longo dos perfis é mantida constante entre +18,7 e +23‰ e sem fracionamento com respeito ao sulfato da água do mar (+ 21‰), indicando baixas taxas de SR. No entanto, a composição isotópica do CRS apresentou sinais altamente empobrecidos em 34S (-25,6 até -40,8 ‰), indicando reações de oxidação no ciclo do S, promovidas pela intensa bioturbaçao na área e/ou pelo regime hidrodinâmico regional. As diferentes características morfológicas, como as superfícies de oxidação nos microcristais, os processos de crescimento secundário e os poliframboides encontrados nas análises morfológicas da pirita, assim como também a variabilidade na distribuição dos diâmetros dos frambóides evidenciaram uma formação sob condição redox altamente dinâmica. Estes resultados confirmam a complexidade hidrodinâmica do SRCF, o qual afeta inúmeros processos sobre a plataforma, dentre os quais a diagênese no ciclo do enxofre