MINERAIS PESADOS 
PROVENIENTES DO LEITO DO RIO AMAZONAS 

Paulo M. B. Landim (*) 
Nivaldo J. Bosio (*) (**) 
Fu T. Wu (*) 
Paulo R. M. Castro (•••) 

Resumo 

Com a intenção de verificar a origem 
do material transportado pelo Rio Ama­
zonas, amostras de calha foram coleta­
das em 60 locais entre Belém (Brasil) até 
Iquitos (Peru). Tendo sido escolhidos 28 
amostras, as mesmas foram submetidas 
a um estudo mineralógico, o qual revelou 
os seguintes minerais pesados presen­
tes: turmalina, zircão, granada, estauroli-
ta, hiperstênio, piroxênio (augita), anfibó-
lio (hornblenda), tremolita, magnetita ou 
ilmenita e leucoxênio. Em quase todas 
as amostras ocorre uma grande quantida­
de de minerais instáveis idiomórficos, co­
mo hiperstênio, augita e anfibólio, indi­
cando uma área fonte constituída pelas 
rochas básicas e ultrabásicas, diminuin­
do para jusante. Minerais estáveis, co­
mo zircão e turmalina, apresentam-se tan­
to angulosos como arredondados, indi­
cando mais de uma área fonte, mas de 
qualquer modo sempre a partir de rochas 
ácidas. Aplicando aos dados o método 
classificatório multivariante da análise de 
agrupamentos (cluster analysis), dois 
maiores grupos de amostras foram res­
saltados: um constituído por amostras 
localizadas no alto Rio Amazonas e com 
maior teor em minerais instáveis, prova­
velmente com origem andina; o outro 
formado principalmente por amostras que 
se localizam, a partir da confluência com 
o Rio Juruá, até Belém e contendo uma 
alta porcentagem em zircão e turmalina, 
indicando além de uma contribuição an­
dina, fontes nos escudos precambrianos 
a norte e sul do Rio Amazonas. 

(*) UNESP, Rio Claro - SP 
(**) Endereço atual IPT, São Paulo, SP 
(**•] UNICAMP, Limeira, SP 

INTRODUÇÃO 

A bacia Amazônica com uma 
área de aproximadamente 6 x 106 

km2, situada na região norte da 
América do Sul, pelas suas dimen­
sões continentais vem, de há mui­
to, despertando interesse da co­
munidade científica que tem pro­
curado enfocá-la sob os mais di­
versos aspectos. Um dos mais im­
portantes é sobre o comportamen­
to da atual rede de drenagem do 
Rio Amazonas e tributários. Geo­
logicamente a região constitui-se 
em uma bacia intracratônica paleo­
zóica disposta, a grosso modo, no 
sentido este-oeste, limitada por 
dois escudos precambrianos ao 
norte e ao sul. Como depósitos de 
cobertura encontram-se sedimen­
tos cretácicos e cenozoicos sobre 
os quais o Rio Amazonas e seus 
afluentes instalaram-se. A história 
pré-atual dessa drenagem está, 
portanto, ligada às condições do 
ambiente de deposição ao fim do 
Cretáceo e início do Terciário, 
principalmente durante o levanta­
mento dos Andes no Terciário mé-

ACTA AMAZÔNICA 13(1): 51-72. 1983 — 51 



dio que foi de fundamental impor­
tancia no estabelecimento do atual 
padrão. 

Na tentativa de contribuir para 
o esclarecimento desse problema 
foram coletadas amostras de sedi­
mentos do fundo do leito do Rio 
Amazonas, de Belém, no Brasil até 
Iquitos, no Peru, durante a expedi­
ção do navio oceanográfico Alpha-
Helix à Amazonia em 1976-1977. A 
idéia foi a de ao estudar a suite 
de minerais pesados existentes 
nesses sedimentos de fundo, po­
der caracterizar quais as fontes e 
como conseqüência quais as áreas 
que atualmente contribuem de ma­
neira mais significativa. 

GEOLOGIA REGIONAL 

O Rio Amazonas distribui-se por 
mais de 4.000 km dos Andes ao 
Oceano Atlântico ocupando aproxi­
madamente o eixo da Bacia Sedi­
mentar Amazonia. Essa bacia, de 
caráter intracratônico, teve sua 
origem no Paleozoico inferior si-
tuando-se entre o Escudo das 
Guianas ao norte e o Escudo Cen­
tral Brasileiro ao sul, ambos com­
postos por rochas pré-Cambrianas 
de idades diversas e predominan­
temente ácidas. 

Tectónicamente, essa bacia é di­
vidida em três porções: região 
oriental ou bacia do Marajó; re­
gião central e região ocidental ou 
bacia do Acre. A região oriental 

que corresponde à foz do Amazo­
nas, apresenta grande espessura 
de sedimentos cretácicos e ceno­
zoicos e acha-se separada da re­
gião central pelo arco de Gurupá. 
A região ocidental que abrange a 
porção centro-oeste do Estado do 
Amazonas e o Estado do Acre é 
constituída por sedimentos meso­
zoicos dobrados por influência da 
orogenia Andina e principalmente 
por sedimentos cenozoicos e está 
separada da região central pelo ar­
co de Iquitos. A região central si­
tuada entre os rios Xingu e Negro, 
corresponde a parte mais estreita 
da bacia e é bem caracterizada por 
sedimentos paleozoicos e intru­
sões básicas de idade mesozoica, 
sendo coberta por sedimentos cre­
táceos e cenozoicos. Esta região 
é subdividida pelos altos do Purus 
a oeste, e de Monte Alegre a les­
te, em Bacia do Alto Amazonas, 
Bacia do Médio Amazonas e Bacia 
do Baixo Amazonas. 

A sedimentação paleozoica foi 
essencialmente marinha. Com a 
saída definitiva dos mares interio­
res da região amazônica durante o 
Permiano médio, o ambiente pas­
sou a ser continental, sendo a re­
gressão no sentido geral de Este 
para Oeste. A Bacia Amazônica 
durante a sedimentação final do 
Paleozoico consistiria de duas ba­
cias distintas: Alto Amazonas e 
Médio-Baixo Amazonas, separadas 
pelo Arco do Purus (Carozzi et al., 
1972). 

52 — Landim et al. 



Figura 1 — Mapa Geológico esquemático da região amazônica, modificado de An­
drade e Cunha 1971. 

Os períodos Triássico e Jurássi­
co corresponderam a tempos de 
intensa deformação tectónica da 
crosta como uma preparação à 
abertura do Oceano Atlântico ini­
ciada no fim do Jurássico. Essa 
fase tectónica foi acompanhada de 
magmatismo básico na região 
amazônica representado por inú­
meras intrusões de diabásio. 

Importante para se entender o 
estabelecimento da atual drena­
gem é o conhecimento das condi­
ções de deposição dos sedimen­
tos de cobertura. Até há bem pou­
co tempo essa extensa cobertu­

ra continental pós-paleozóica da 
Amazônia era admitida como re­
presentada por uma única unidade 
sedimentar, isto é, a Formação 
Barreiras. Caputo et al. (1971) fo­
ram os primeiros a demonstrar a 
existência de duas seqüências se­
dimentares distintas nessa área: 
a Formação Alter do Chão e a For­
mação SolimÕes, sem entretanto 
definir os seus limites. A obser­
vação de imagens de radar, na es­
cala 1:1.000.000, permitiu Santos 
(1976) delimitar a vasta distribui­
ção da Formação Solimões desde 
a região ocidental do Alto do Pu-



rus até as cercanias do Peru e da 
Colômbia, abrangendo área supe­
rior a 1.000.000 km 2 . A Formação 
Alter do Chão ocorre na região do 
médio e baixo Amazonas, estando 
recoberta pela Formação Solimões 
na região do alto Amazonas e por 
sedimentos cenozóicos mais re­
centes na foz do rio Amazonas. 

A Formação Alter do Chão é re­
presentada por arenitos argilosos 
e argilitos, com grauvacas, bre­
chas intraformacionais e níveis de 
conglomerados de ocorrência res­
trita. Sua idade é referida por 
Daemon & Contreira (1971) como 
cretáceo superior (Cenomaniano e 
Maestrichtiano). A Formação Soli­
mões é representada por arenitos 
finos a médios intercalados com 
argilitos e siltitos contendo restos 
vegetais e concreções de gipsita. 
Os argilitos gradam para margas e 
calcários argilosos e nos 300m su­
pervisores ocorre linhito de baixa 
qualidade em camadas de 2 m a 
10 m de espessura (Santos, 1976). 
Segundo Daemon & Contreira 
(1971) a Formação Solimões foi 
depositado do Paleoceno ao Pleis-
toceno. 

Segundo Almeida (1976) duran­
te o Cretáceo Superior grande 
parte da região amazônica seria 
constituída por terras altas, ser­
vindo como área-fonte, enquanto 
as bacias do Médio e do Baixo 
Amazonas recebiam os sedimen­
tos que iriam constituir a Forma­
ção Alter do Chão. Nessa ocasião 

a bacia do Alto Amazonas já esta­
ria separada pelo Alto do Purus. 

No flanco ocidental do Alto do 
Purus se instalaria uma bacia hi­
drográfica com sentido geral de 
corrente de este para oeste. Ao 
canal principal dessa drenagem 
Almeida (1976) propôs o nome de 
Rio Sazonama, isto é, Amazonas 
ao contrário. Este rio, cujos limi­
tes litorâneos estariam aproxima­
damente ao longo da longitude 
73°W, isto é, atuais limites do Bra-
sjl e Peru, deveria durante o Cre­
táceo inferior desaguar no Oceano 
Pacífico. Até o Terciário inferior, 
as águas continentais da bacia do 
Alto Amazonas desaguariam no 
Oceano Pacífico na altura da lati­
tude de Guayaquil. Posteriormen­
te aquela saída seria interrompida 
como conseqüência do início da 
orogenia andina. A partir de então 
as águas fluviais ao atingirem 
aproximadamente a longitude de 
Iquitos, deslocaram-se para o nor­
te interconectando-se com a dre­
nagem do Rio Orenoco; ver a pro­
pósito Irving (1971). Esta situação 
teria perdurado até o início do 
Pleistoceno inferior, segundo Al­
meida (1976), quando pelo dobra-
mento do geossinclíneo andino na 
Colômbia e Venezuela ocorreria a 
inversão da drenagem rumo ao 
oeste. Isso significa que a inver­
são do sentido da rede hidrográfi­
ca da bacia amazônica, condiciona­
da aos movimentos tectónicos da 
orogenia andina e da epirogênese 
sul-americana, é mais nova que 



Pleistoceno inferior. Em outras pa­
lavras, a configuração que a bacia 
Amazônica apresenta atualmente 
não deve ter mais de 1.000.000 
anos. 

COLETA DE MATERIAL 

As amostras do leito do rio 
Amazonas e da desembocadura de 
alguns de seus maiores tributários 
foram coletadas durante um cru­
zeiro do navio oceanográfico AI-
pha-Helix, pertencente ao Scripps 
Institutions of Oceanography, da 
Universidade da Califórnia, à Ama­
zônia em duas etapas: entre junho 
e julho de 1976, entre Belém, jun­
to à desembocadura, e Iquitos a 
4.000 km rio acima, e entre maio 
e junho de 1977, entre Iquitos e 
Belém. 

Na primeira fase 60 locais fo­
ram amostrados e dessas amos­
tras estudou-se a fração pesada 
contida na classe areia fina (0,125 
— 0,250 mm) de 28 amostras se-

lecionadas. A localização dessas 
amostras está na Figura 2 e o re­
sultado do estudo dos minerais 
pesados na Tabela 1. 

Foram determinadas 12 espé­
cies minerais: turmalina, zircão, 
granada, apatita, estaurolita, epi-
doto, hiperstênio, piroxênio (augi-
ta), anfibólio (hornblenda), tre-
molita, magnetita ou ilmenita e 
leucoxênio. Todas as amostras 
são constituídas predominante­
mente por opacos e entre os trans­
parentes distinguem-se os instá­
veis hiperstênio, augita e anfibó­
lio, que se apresentam idiomórfi-
cos. A presença desses minerais 
decresce em direção à foz do Ama­
zonas. Minerais ultraestáveis pre­
sentes, como zircão e turmalina, 
apresentam-se tanto angulosos co­
mo arredondados indicando tanto 
derivação direta como material re-
trabalhamento. 

Amostras situadas no terço su­
perior do rio, como as de número 
60, 56 e 50 apresentam minerais 

• L O C A I S OC A M O S T R A G E I 

Figura 2 — Localização das amostras coletadas na 1.« fase, ou seja, entre junho e 
julho de 1976. 



TABELA 1 Distribuição dos minerais pesados por amostra 

Amostras Tu Z G Ap Et Ep H Ag Af Tr M + I L 

60 1.89 5.26 2.26 0.00 0.00 0.00 12.63 29.73 4.38 1.25 35.46 5.59 
58 1.43 1.32 2.52 2.03 0.00 0.00 12.45 49.36 2.86 0.72 21.56 2.63 
56 1.53 2.46 3.94 0.89 . 0.00 0.15 12.86 19.89 2.62 1.07 47.92 5.95 
55 0.50 1.20 1.25 0.72 0.50 1.00 7.88 43.40 5.86 1.95 26.87 6.38 
54 0.50 10.53 3.51 0.00 0.00 0.50 12.28 38.10 3.51 0.00 25.82 3.51 
53 1.69 1.69 1.69 1.69 0.00 0.00 22.03 37.29 5.08 1.69 20.34 3.39 
50 0.50 0.50 2.90 0.50 0.50 0.00 10.14 33.58 1.45 0.50 45.08 4.35 
49 2.62 0.70 0.99 1.28 0.30 0.00 15.80 41.13 5.75 2.26 17.30 7.42 
48 0.50 0.00 3.70 0.00 0.00 0.00 20.07 40.04 11.11 0.50 18.02 5.56 
47 4.00 4.00 3.00 0.50 0.00 2.00 4.00 15.00 45.50 7.00 4.00 2.00 
46 0.50 0.50 3.64 0.90 0.00 0.50 14.88 38.84 16.83 2.31 16.36 3.49 
45 0.50 0.00 3.95 1.32 0.00 0.50 10.53 38.47 20.05 5.26 14.47 3.95 
44 0.00 3.03 0.00 0.00 0.00 3.03 6.06 12.12 6.06 0.00 57.58 12.12 
42 0.00 1.67 3.33 0.00 1.67 0.00 23.33 43.33 5.00 5.00 13.33 3.33 
39 2.99 8.96 0.00 0.00 2.99 1.49 1.49 1.49 2.99 7.46 50.25 17.91 
38 2.00 0.00 4.00 2.00 2.00 0.50 27.00 28.00 6.00 4.00 18.00 2.00 
37 0.50 2.53 2.53 1.27 0.00 0.00 5.06 22.28 18.99 1.27 25.32 13.92 
35 0.50 2.88 2.88 4.23 0.50 0.00 12.86 27.17 2.82 0.00 35.62 11.27 
32 0.50 1.70 3.41 1.05 0.00 0.50 18.26 30.76 5.90 1.70 29.61 6.47 
30 0.00 0.50 5.33 1.33 1.33 1.33 14.67 25.67 6.67 2.69 33.33 2.67 
29 0.00 2.00 2.00 0.00 2.00 2.00 8.00 42.00 4.00 2.00 18.00 12.00 
27 2.00 0.50 2.00 2.00 0.50 0.50 19.50 35.00 14.00 2.00 16.00 4.00 
24 3.13 0.00 3.13 0.00 3.13 6.25 0.50 3.13 4.69 1.56 41.64 26.56 
15 0.50 1.75 1.75 1.75 1.75 1.75 19.00 26.00 14.04 3.51 22.81 3.51 
14 1.69 0.50 3.39 0.50 0.50 3.39 16.00 36.29 10.17 6.78 10.86 6.78 
13 0.72 1.67 2.31 1.55 1.21 3.35 16.74 21.39 9.89 4.28 29.19 6.06 
12 0.00 1.75 5.26 1.75 1.75 7.02 5.26 27.57 19.30 0.50 24.06 5.26 

7 0.00 1.67 1.67 0.50 0.50 3.33 18.33 22.83 3.33 3.33 37.33 5.00 

Tu = Turmalina; Z = Zircão; G = Granada; Ap • Apatita; Et • Estaurolita; Ep = Epidoto; H • Hiperstenio; Ag = 

Augita; Af = Anfibolio; Tr - Tremolita; M + I - Magnetita e Ilmenita; L = Leucoxenio. 



pesados ultra-estáveis angulosos 
e arredondados, como turmalina e 
zircão, como minerais instáveis 
angulosos, como hiperstênio, augi­
ta e anfibólio. 

Amostras situadas no terço mé­
dio do rio, como as de número 47, 
44, 39 e 24, apresentam maior fre­
qüência em minerais ultra-está­
veis e minerais metaestáveis co­
mo epidoto e estaurollta. 

Amostras situadas no terço infe­
rior, como as de número 30 a 7, 
são constituídas por epidoto e es-
taurolita em porcentagens consi­
deráveis. 

As amostras coletadas na se­
gunda etapa, aproximadamente 
nos mesmos locais, foram utiliza­
das para comparação com os re­
sultados da primeira amostragem, 
tendo tal comparação revelado va­
lores idênticos. Neste segundo 
estudo revelaram que andalusita 
aparece em alguns locais ao longo 
do alto e médio Amazonas e em 
afluentes da margem sul e que hi­
perstênio e augita são raras nas 
areias do fundo dos rios afluentes 
da margem norte. 

De posse dos valores percen­
tuais para os doze minerais encon­
trados procurou-se constatar o seu 
comportamento ao longo do rio 
Amazonas. O resultado acha-se na 
Figura 3, o qual, pela variabilidade 
de cada um dos minerais, não re­
vela de imediato nenhum padrão 
de distribuição. Como essa manei­
ra de apresentação gráfica do 
comportamento dos minerais pe­

sados ao longo do Rio Amazonas 
mostrou-se nada conclusiva, optou-
se pela utilização de uma outra 
metodologia. A fim, pois, de veri­
ficar se existe a possibilidade de 
uma classificação das amostras 
em areia, utilizando-se dos mine­
rais pesados, aplicou-se aos dados 
a técnica multivariante da análise 
de agrupamentos (cluster analy-
sis). 

ANALISE DE AGRUPAMENTOS 
(cluster analysis) 

Quando se dispõe, como no pre­
sente caso, de uma matriz de da­
dos resultante de diversas variá­
veis (minerais pesados) observa­
dos em diversos espécimes (amos­
tras de areia) e há necessidade de 
um processo classificatório que 
coloque os espécimes em grupos 
mais ou menos homogêneos, a téc­
nica estatística multivariante da 
análise de agrupamentos deve ser 
usada. 

Essa técnica procura revelar 
agrupamentos, representados num 
espaço multidimensional em um 
número conveniente, relacionan-
do-os através de coeficientes de 
similaridade ou de semelhança. 

Para o desenvolvimento de tal 
metodologia, parte-se de uma ma­
triz simétrica de coeficientes de 
associação entre itens. Para a 
combinação dos mesmos, segundo 
níveis hierárquicos de similarida­
de, adota-se um procedimento 
aglomerativo apropriado. Isto sig-



- - TURMALINA APATITA 

Figura 3 — Distribuição em valores percentuais dos minerais pesados encontrados desde Iquitos (Peru) ató proximidades de Be­
lém (Brasil). 



niflca que a matriz de associações 
deve ser recalculada a cada ciclo 
de agrupamentos em uma ordem 
sucessiva no sentido de decrésci­
mo de similaridade. 

A forma gráfica mais usada pa­
ra representar tal agrupamento 
hierárquico é o dendrograma. 
Maiores detalhes podem ser vis­
tos em Davis (1973). 

Para o presente estudo esco­
lheu-se como coeficiente de simi­
laridade o coeficiente de distân­
cia. Esse coeficiente expressa o 
grau de similaridade como distân­
cia em um espaço multidimensio-
nal. Quanto menor a distância, 
maior o grau de similaridade e vi­
ce-versa. A distância D entre dois 
pontos, cuja localização é especi­
ficada num sistema de eixos orto­
gonais, é fornecida, segundo o teo­
rema de Pitágoras, por: 

D,,j = < (x, — x 2)
2 + (y, — y 2)

2 \ 1/2 

onde X i , x2, y t e y2 são as coorde­
nadas dos dois pontos. 

Para a distância entre k pontos, 
num espaço n-dimensional, a for­
ma generalizada é: 

n 
D YZ (X — x v 

IJ k = 1 ik jk 
1/2 

Tendo todas as variáveis o mes­
mo peso, a função distância será 
limitado pelos valores 0 (maior si­
milaridade) e 1,0 (menor similari­

dade). Se as variáveis não forem 
previamente homogeneizadas D 
assumirá os valores de 0 até + 0 0 

Como procedimento aglomerati-
vo, foi adotado o "weighted pair-
group method" (WPGM). Segundo 
esse método procura-se na matriz 
inicial de coeficientes de similari­
dade entre amostras pelos mais 
altos coeficientes de similaridade 
por coluna que sejam simultanea­
mente os mais altos coeficientes 
por linhas. Esses valores serão 
então registrados em um diagra­
ma que indique num de seus limi­
tes o grau de similaridade entre 
pares de amostras. 

Em seguida a matriz de similari­
dade é recalculada, tratando os 
elementos anteriormente agrupa­
dos como elementos singulares. 
Para tanto calculam-se as médias 
aritméticas dos valores para os 
pares de colunas agrupadas. Pro­
cura-se novamente pelos mais al­
tos coeficientes de similaridade 
na nova matriz e esses valores se­
rão também registrados no gráfi­
co. A operação de recalculo conti­
nua até a obtenção de uma matriz 
2x2. Ao gráfico que mostra o re­
lacionamento entre todas as amos­
tras dá-se o nome de dendrogra­
ma. 

Aplicando-se a análise de agru­
pamentos à matriz de dados em 
que as amostras representam as 
linhas e as porcentagens de mine­
rais pesados as colunas, três agru­
pamentos foram determinados (Fi­
gura 4). Esses agrupamentos re-



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Figura 4 -Dendrograma resultante da análise de agrupamentos aplicada às amostras de areias estudadas, tendo como variáveis a 
porcentagem presente de minerais pesados. 



velam que as amostras de um dos 
grupos distribuem-se principal­
mente pelo alto Amazonas, que as 
amostras de um outro grupo dis­
tribuem-se da confluência com o 
Rio Juruá até a foz e o terceiro 
grupo ocupa uma posição interme­
diária, porém mais coincidente 
com o primeiro (Figura 5). 

O que já se percebia quando da 
primeira verificação da distribui­
ção dos minerais pesados por 
amostra, isto é, um certo condicio­
namento espacial, ficou mais evi­
dente pelos resultados da análise 
de agrupamentos. 

A fim de tentar uma explicação 
geológica para esses agrupamen­
tos calculou-se para cada amostra 
índices que relacionam minerais 
instáveis com minerais estáveis, 
segundo Hubert, 1962. 

hornblenda + epidoto + granada 
li = -

zircão + turmalina + rutilo 

epidoto + granada + augita 
l 2 = 

zircão + turmalina + rutilo 

O índice li indica como fonte 
uma maior ou menor proveniência 
a partir de gnaisses e xistos. O ín­
dice l 2 evidencia contribuição a 
partir de rochas básicas. 

Os resultados referentes a es­
ses índices encontram-se na Tabe­
la 2 e na figura 6. 

Pela figura 6, pode notar-se que 
as amostras situadas na porção 
superior do rio Amazonas tem uma 
tendência a apresentarem valores 
maiores para l 2 ou seja uma in­
fluência a partir de rochas bási­
cas, e que as amostras situadas 
abaixo da confluência com o rio 
Juruá tem uma tendência a apre­
sentarem valores maiores para h, 
ou seja uma influência a partir de 
rochas metamórfitas. 

70« W 

ACA UPA MENTO A • AGRUPAMENTO B AGRUPAMENTO 

Figura 5 — Localização das amostras de acordo com os grupos resultantes da aná­
lise de agrupamentos. 



• • 
.A • 

50 

I . 

as 
Figura 6 — Gráfico mostrando os comportamentos das amostras, segundo os índices I e II de Hubert, 1962. 



TABELA 2. índices, segundo Hubert (1962) 

A m o s t r a s 
I n d i c e s 

A m o s t r a s 

», 

60 0 93 4.47 
58 1 96 18.87 
56 1 68 6.01 
55 4 77 26.85 
54 0 68 3.82 
53 2 00 11.53 
50 4 35 36.48 
49 2 03 12.69 
48 29.62 87.48 
47 6 31 2.50 
46 20 97 42.98 
45 49 00 85.84 
44 3 00 5.00 
42 4 99 27.94 
39 0 37 0.25 
38 5 25 16.25 
37 7 10 8.19 
35 1 69 8.89 
32 4 46 15.76 
30 26 66 64.66 
29 4.00 23.00 
27 6 60 15.00 
24 4 50 4.00 
15 7 80 13.11 
14 7 74 19.67 
13 6 51 11.32 
12 18 05 22.77 
7 4 99 16.66 

CONCLUSÕES 

A interpretação que se pode dar 
aos resultados obtidos é a de que 
os Andes contribuem de maneira 
decisiva com minerais pesados pa­
ra os sedimentos de. fundo do rio 
Amazonas. Essa contribuição é 
mais importante no alto rio, po­
rém constata-se a presença de mi­

nerais andinos até junto à foz. 
Abaixo porém do Rio Juruá nota-se 
um aumento da contribuição dos 
escudos pré-Cambrianos situados 
a norte e sul do Rio Amazonas. In­
teressante notar que minerais ins­
táveis, como hiperstênio, augita e 

anfibólio, apresentam-se idiomórfi-
cos mesmo junto à foz. 



A constatação da importância da 
contribuição andina para o Rio 
Amazonas quanto à composição e 
concentração de sólidos em sus­
pensão já havia sido feita por 
Gibbs (1967). No presente traba­
lho verifica-se que a contribuição 
andina para os sedimentos de fun­
do é muito mais importante ape­
nas no terço superior do rio. 

Sedimentos terciários coletados 
pelo Projeto RADAM-BRASIL na 
folha Rio Branco entre os parale­
los 8o e 11° e meridianos 66° e 72° 
W, situada, portanto ao sul das 
nascentes do Rio Juruá, e estuda­
das por Suguio & Coimbra (1977) 
revelaram, como características 
gerais, abundância de andaluzita 
em quase todas as amostras e 
presença de turmalinas com cres­
cimento secundário. Isso significa 
que esses sedimentos terciários 
não apresentam contribuição andi­
na, mas sim a partir de metassedi-
mentos com baixo grau de meta­
morfismo e de rochas submetidas 
a metamorfismo regional, em ou­
tras palavras, do escudo cristalino 
situado mais ao sul. 

AGRADECIMENTOS 

A coleta desse material somen­
te foi possível porque dois dos au­
tores, Landim e Bosio, participa­
ram como representantes do CNPq 
na expedição à Amazônia efetua­
da pelo navio oceanográfico Al-
pha-Helix, operado para a US Na­
tional Science Foundation pelo 

Scripps Institution of Oceanogra­
phy, University of California, San 
Diego, Cal. Essa expedição teve 
um caráter de cooperação interna­
cional envolvendo cientistas de di­
versas instituições e este trabalho 
inclui-se na fase que estudou a 
"Geochemistry and Sediment of 
the Amazon River and its Plume", 
cujo cientista-chefe foi o Dr. John 
M. Edmond, do Massachusetts Ins­
titute of Technology, Cambridge, 
Mass. 

Os autores agradecem ao Con­
selho Nacional de Desenvolvimen­
to Científico e Tecnológico, CNPq, 
pelo suporte financeiro proporcio­
nado aos dois primeiros. Agrade­
cimentos são também apresenta­
dos ao Geólogo Augusto Meyer 
Jr. pela sua colaboração na análi­
se granulométrica"; 

ABSTRACT 

Bed samples of the Amazon River 
were collected from Iquitos (Peru) to Be­
lém (Brazil). 28 selected samples were 
analysed and 12 types of heavy minerals 
were found: tourmaline, zircon, garnet, 
staurolite, hypersthene, pyroxene (àugi-
te), amphibole (hornblende), tremolite, 
magnetite or ilmenite and leucoxene. 
Most of the samples presented large 
amount of idiomorphic unstable minerals 
such as hypersthene, augite and amphi­
bole pointing towards basic and ultra-
basic rocks source. These unstable mi­
nerals diminish toward the lower portion 
of the river. Stable minerals such as 
zircon and tourmaline have showed both 
angular and round shapes, which indicate 
more than one source but in any case 
originating from acid rocks. A cluster 
analysis method was applied to the data 
and two main clusters were determined. 
The first group, located at the upper 



Amazon River, is rich in unstable mine­
rals, probably from an Andean source. 
The second group, which includes sam­
ples located below the confluence of the 
Jurua River, presents a high zircon and 
tourmaline percentage which indicates a 
contribution from the Precambrian Shields 
in adition to the Andean source. 

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 

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BRASIL — USP. Relatório in­
terno. 

(Aceito para publicação em 11/5/83) 



APÊNDICE 

A EXPEDIÇÃO CIENTÍFICA NO 
NAVIO ALPHA-HELIX À 
AMAZÔNIA (Paulo M.B. Landim) 

Em 1976-1977 teve lugar uma ex­
pedição cientifica à Amazônia, de­
nominada "Alpha Helix Amazon 
Expedition", a bordo do navio 
oceanográfico Alpha-Helix, perten­
cente ao Scripps Institution of 
Oceanography da Universidade da 
Califórnia. Tal expedição, congre­
gando cientistas de diversas par­
tes do mundo, teve como tema 
fundamental o estudo da Amazô­
nia sob um enfoque multidiscipli­
nar. O suporte financeiro proveio 
principalmente da Nacional Scien­
ce Foundation e do National Insti­
tuto of Health, ambos dos Estados 
Unidos da América, e do National 
Research Council do Canadá. A 
participação brasileira deu-se atra­
vés de cientistas indicados pelo 
Conselho Nacional de Desenvolvi­
mento Científico e Tecnológico 
(CNPq), ficando a coordenação ge­
ral a cargo do Instituto Nacional 
de Pesquisas da Amazônia (INPA). 

O programa científico desenvol­
veu-se em sete fases, de junho de 
1976 a julho de 1977, abrangendo 
os seguintes tópicos: 
fase I: estudos geoquímicos, se­

dimentares e de vazão 
do Rio Amazonas; 

fase II: genética humana de tri­
bos indígenas da região 
de Benjamin Constant; 

fases III e IV: bioquímica compa­
rativa, fisiologia compa­
rativa e evolução de he­
moglobinas em peixes da 
Amazônia; 

fase V: estrutura e funcionamen­
to dos olhos de peixes 
da Amazônia; 

fase VI: estudos ecológicos de 
natureza bioenergéticas; 

fase VII: estudos botânicos com 
preocupação farmacoló­
gica na região da Amazó­
nia Colombiana. 

FASE I DA EXPEDIÇÃO ALPHA-
HELIX À AMAZÓNIA: GEOQUÍMI­
CA E SEDIMENTOS DO RIO 
AMAZONAS 

Esta fase teve como cientista 
chefe o Dr. John M. Edmond do 
Massachusetts Institute of Tech­
nology, dos Estados Unidos da 
América, e participantes desse 
Instituto (R. F. Stallard e E. A. 
Boyle); do U.S. Geological Survey, 
dos Estados Unidos da América 
(R.H. Meade e C F . Nordim Jr. ) ; 
do Instituto de Mineralogia e Geo­
química de Palermo, da Itália (A. 
Longinelli); da University of Edin­
burgh, da Escocia (N.B. Price e 
E.R. Sholkovitz); do Woods Hole 
Oceanographyc Institution, dos Es­
tados Unidos da América (F.L. 
Sayles e P.C. Mangelsdorf Jr) e 



da Universidade Estadual Paulista, 
do Brasil (N.J. Bosio e P.M.B. 
Landim). 

Os objetivos dessa fase foram o 
estudo de geoquímica de águas do 
Rio Amazonas, o estudo sedimen-
tológico do material em suspen­
são e de carga de fundo do Rio 
Amazonas e principais afluentes, 
bem como medidas de vazão em 
algumas secções transversais do 
Rio Amazonas. Numa primeira 
etapa, isto é, em junho-julho de 
1976 o navio Alpha-Helix partiu de 
Belém (PA) e percorreu o Rio Ama­
zonas até a cidade de Iquitos, no 
Peru, entrando também na desem­
bocadura dos grandes afluentes. 
Numa segunda fase, em maio-ju-
nho de 1977, o navio fez o cami­
nho inverso. Entende-se por Rio 
Amazonas todo o trecho do canal 
principal .desde o Peru até a de­
sembocadura no Oceano Atlântico 
e que recebe os nomes de Rio Ma-
rañon em território peruano, Rio 
Amazonas em território colombia­
no, Rio Solimões em território bra­
sileiro até a confluência com o 
Rio Negro e Rio Amazonas a par­
tir desse ponto até a foz. 

RESULTADOS DA FASE I DA 
OPERAÇÃO ALPHA-HELIX 

Estudos Geoquímicos 

a) Quimismo do Rio Amazonas e 
principais tributários 

Os afluentes do Rio Amazonas 
provenientes dos Andes mostram 

material dissolvido e em suspen­
são com influência de áreas sedi­
mentares. A geoquímica desses 
rios foi condicionada pela altera­
ção de rochas com as seguintes 
proporções: 0,43 m NaCI:15 m 
CaS04:1,0 m CaC03:0,23 m MgC03: 
0,23 m feldspato sódico: 0,7 m 
feldspato potássico. As principais 
fontes desses materiais são car­
bonatos, arenitos avermelhados e 
evaporitos, bem como domos sa­
linos. Assim os rios Ucayali e Ma-
rañon, do Peru, tem conteúdos re­
lativamente altos de Na+ + , C l - , 
Ca+ + , Mg + + , Sr + + , HCO~ (ale.) 
e SO"^4, 2 a 4 vezes superiores à 
média da bacia hidrográfica. Con­
teúdo em Si02 e K+ são somente 
1-1,3 vezes maiores que a média 
da bacia. Existe uma relação en­
tre Ca + + , Mg + + e S r++ e alca­
lis e entre Na+ e C l - , indicando 
fontes duplas para esses ions. 

Afluentes provenientes dos es­
cudos pré-Cambrianos, portadores 
de rochas ígneas, e que percorrem 
essas áreas e áreas cobertas por 
sedimentos lacustres terciários, 
exibem uma forte relação entre 
sílica e alcalinidade, característi­
ca de intemperismo sobre silica­
tos. Nesses rios os menores con­
teúdos (~ 0,0-0,5 vezes a média 
geral da bacia para N+, Ca+ + , 
M g + + e alcalis e 0,7-1,1 vezes pa­
ra K+ e Si0 2) ocorrem sobre re­
giões terciárias e em bacias uni­
formemente aplainadas como o 
Rio Negro. 



O Na+ + , M g + + e Cl— encon­
trados em água de chuva, cujo pH 
médio é da ordem de 4,8, são de­
rivados da água do mar. Conteú­
dos em SCv - encontrados em 
amostras perto da costa são duas 
vezes o esperado, indicando uma 
fonte marinha adicional. Ca+ + , 
K+, N 0 3

— e NH4+ parecem não 
ter uma influência marinha. 

b) Elementos traços do Rio Ama­
zonas e alguns tributários 

Foram encontradas as seguintes 
concentrações em mol/kg de Ba, 
Sr e Cu em águas filtradas em pa­
pel de filtro de 0,4u.: 

c) Composição do material em 
suspensão no Rio Amazonas e 
em seu estuário. 

Foram determinados os elemen­
tos Mg, K, Ca, Si, Al , Ti, P, Mn e 
Fe. Baseados na relação elemen­
to/Al amostras provenientes do 
canal principal do Rio Amazonas 
desde a região andina até a de­
sembocadura mostram composi­
ções constantes. Em contraste,'o 
Rio Negro, o maior tributário do 
Rio Amazonas, mostram material 
em suspensão com baixa razão de 
Si /Al , K/Al, Ca/Al e Mg/Al , en­
quanto Fe/Al, Mn/Al, Ti/Al e P/Al 
apresentam valores similares ao 
do canal principal. Os valores bai­
xos refletem o intenso intemperis-

L o c a i s Ba Sr Cu 

Tocantins 142,7 235 16,2 
Xingu 310,4 — 7.3 
Tapajós 155,5 — 6,0 
Trombetas 131,0 185 9.1 
Óbidos 157,5 316 29,1 
Madeira 152,5 250 30,4 
Negro 71,9 51 7,0 
Solimões 163,1 390 29,3 
Purus 207,2 269 — 
Coari 107,4 142 7,4 
Tefé 106,8 96 6.1 
Japurá 137,1 354 13.7 
Juruá 347,5 412 19,2 
Jutai 103,5 152 5.7 
Iça 100,4 147 17,7 
Javari 161,8 173 18.9 
Napo 130,9 384 37,1 
Iquitos 264,6 1078 31,1 



mo e as águas muito ácidas do Rio 
Negro. No estuário do Rio Amazo­
nas a produtividade biológica pode 
aumentar a razão Si/Al e P/Al. 

d) Propriedades de trocas iónicas 
de sedimentos do Rio Amazo­
nas 

Os estudos foram feitos em re­
lação à Na+ + , Mg + + , Ca+ + , K+ 
e H + . Coeficientes de troca mos­
tram valores aproximadamente 
constantes dentro do sistema, in­
dicando a dominância de uma úni­
ca fonte para as secções amostra­
das. A investigação da distribui­
ção dos íons trocáveis entre fases 
oxidáveis, redutíveis e residuais 
demonstrou que todos os três 
componentes contribuem significa­
tivamente para a capacidade total 
de troca e a composição do com­
plemento limite. 

Reações entre material em sus­
pensão e água do mar envolveu 
primariamente trocas entre Ca2+ 
periféricos por Na+, modifican­
do significamente o fluxo de 
Na+ calculado a partir de dados 
concentração/descarga. Fluxos de 
Mg 2+ e K+ decrescem também 
por reações de trocas, porém a ex­
tensões mais limitadas. 

e) Geoquímica de isótopos está­
veis do Rio Amazonas 

O estudo de isótopos de oxigê­
nio e de hidrogênio a partir de 
amostras de água de chuva e de 
águas do Rio Amazonas revelou: 

1. que para o vapor de água at­
mosférico, os valores de 0 l e /0 1 6 e 

de D/H variam respectivamente 
de -10,4 a -15,7 e de -66,7 a -112,1 
por mililitro. Perto de Belém os 
valores isotópicos estão próximos 
aos esperados em equilíbrio com 
a água do mar. Tornam-se mais ne­
gativos no sentido de Manaus, e 
nessa região o efeito de continen-
talidade acha-se bastante diminuí­
do, provavelmente devido à contí­
nua adição de vapor d'água por 
evapotranspiração; 2. que o valor 
médic 0' 8/0' 6 das águas do canal 
principal é 8%o ± 0,2, os tributá­
rios mostrando uma variação des­
de -3,25 (Xingu) até -8,38 (Jupura); 
3. que em 1976, no início da esta 
ção seca, a razão C' 3/C 1 2 no CO? 
atmosférico apresentou valores 
decrescentes para montante até 
Manaus, e a partir daí são unifor­
mes em torno de -20,5%o. Em 
1977, durante a estação chuvosa, 
os valores apresentavam-se mais 
dispersos e muito menos negati­
vos, em média -13%o, provavel­
mente refletindo condições atmos­
féricas mais instáveis; 4. que a 
razão C 1 3 /C' 2 dos carbonatos dis­
solvidos decresce rio abaixo de 
-14%o em Iquitos para -22%o na 
desembocadura; 5. que a compo­
sição isotópica do enxofre a par­
tir de sulfatos dissolvidos é bas­
tante constante em torno de 
~+6,8%o, porém a composição 
isotópica do oxigênio decresce 
para jusante de ~ + 8 % o para 
~ + 3 % . 



f) Efeitos químicos do encontro 
das águas do Rio Amazonas 
com o oceano 

A projeção das águas do Rio 
Amazonas em direção ao mar ori­
gina uma larga cunha salina que 
se estende por 700 km a noroeste 
sobre a plataforma continental 
Brasileira e das Guianas. O desen­
volvimento para Leste é controla­
do pela energia dos ventos alíseos 
predominantes. Em maio-junho de 
1976 o eixo principal de fluxo es­
tava por volta de 25 m de profun­
didade, em condições oceânicas 
além de 75 m. 

Na desembocadura do rio as 
águas estão bem misturadas verti­
calmente, iniciando-se o desenvol­
vimento da cunha salina a uns 
40 km da costa. O material em 
suspensão superficial decresce 
em profundidade logarítmicamen­
te com a salinidade chegando a 
concentrações da ordem de 8%o 
(5 ppm). O concomitante aumento 
em transparência resulta condi­
ções favoráveis para a existência 
de diatomáceas entre a zona com 
essa isossalinidade até por volta 
de 15%o. A rica flora de diatomá­
ceas não é acompanhada por orga­
nismos que dela se alimentem. 
Dentro dessa zona a concentração 
de nitrato superficial cai abrupta­
mente para zero, sendo ~10u-
mol/kg à superfície e o fosfato 
para <0,1u. mol/kg de 0,5u. mol/kg 
à superfície. A silica mostra uma 
substancial deficiência de até 40u, 

mol/kg. Dentro dessa zona impro­
dutiva de baixa salinidade uma re­
gião altamente nutritiva é obser­
vada . 

Na cunha salina os níveis de nu­
trientes são altos e variáveis. 
Ocorre uma substancial diminui­
ção de nitrato em relação ao fos­
fato com valores N:P atingindo o 
mínimo de 6. Parece que ocorre 
uma intensiva desnitrificação, as­
sociado a metabolismo na cunha 
salina, apesar dos níveis de 02 es­
tarem geralmente acima de 100p, 
mol/kg. 

A mistura vertical da cunha sa­
lina é restrita às áreas perto da 
costa sendo mais pronunciada em 
direção ao mar a partir da ilha de 
Maracá, situada a norte da desem­
bocadura. Aí são encontrados os 
mais altos valores de N0 3 e PO4 
em superfície. 

Estudos de carga e de vazão 

a) Sedimentos e vazão do rio 
Amazonas e seus principais 
tributários 

Amostras de sedimentos em 
suspensão foram colhidas por 
amostrador pontual, especialmen­
te confeccionado, e, com melho­
res resultados, por amostrador in­
tegrador de grande capacidade e 
para maiores profundidades. 

O material em suspensão medi­
do em Óbidos apresentou taxa mé-



dia estimada de 9 x 108 ton/ano, 
sendo metade desse volume con­
tribuição do Rio Solimões e pelo 
menos um quarto do Rio Madeira. 
O Rio Negro contribuiu com me­
nos de um por cento do material 
em suspensão. Areia (>63p,) com­
preende um quarto a um terço do 
material em suspensão durante a 
estação das cheias. As frações 
de sedimentos entre 0,01 e 0,5 mm 
apresentam maior concentração 
junto ao fundo do rio do que em 
superfície. As concentrações de 
material em suspensão em sec­
ções transversais do Rio Amazo­
nas e principais afluentes não 
apresentam distribuições unifor­
mes, quer vertical quer transver­
salmente, e a maior parte das va­
riações transversais é devido à di­
ferença nas concentrações de sil-
te e argila. 

Vazões e cargas de material em 
suspensão medidas em diversas 
secções do Rio Amazonas fornece­
ram os seguintes resultados: 

O material de fundo, recolhido 
na sua maioria por draga de suc­
ção, é areia fina à média em quase 
todas as secções transversais, 
desde Iquitos até a foz do rio 
Amazonas. A distribuição granu-
lométrica do material de fundo não 
varia sensivelmente ao longo dos 
3300 km do curso do rio. 

b) Minerais pesados no leito do 
Rio Amazonas 

Com a intenção de verificar a 
origem do material de fundo trans­
portado pelo Rio Amazonas, amos­
tras foram coletadas em 60 locais 
entre Belém (Brasil) até Iquitos 
(Peru). Tendo sido escolhidas 28 
amostras as mesmas foram sub­
metidas a um estudo mineralógi­
co, o qual revelou os seguintes 
minerais pesados presentes: tur­
malina, zircão, granada, estauroli-
ta, hiperstênio, piroxênio (augita), 
anfibólio (homblenda), tremolita, 

E s t a ç ã o 
vazão 
m' s-' 

carga 
10° ton d-1 

concentração 
mg 

Iquitos 48.000 1.7 400 
São Paulo de Olivença 70.000 1.7 275 
Santo Antonio do Iça 80.000 1.7 245 
Coari 110.000 1.4 150 
Manacapuru 130.000 2.2 200 
Rio Negro 50.000 0,02 5 
Rio Madeira 40.000 1.1 300 
Óbidos 230.000 4.7 235 



magnetita ou ilmenita e leucoxê-
nio. Em quase todas as amostras 
ocorre uma grande quantidade de 
minerais instáveis idiomórficos, 
como hiperstênio, augita e anfibó-
lio, indicando uma área fonte cons­
tituída por rochas básicas e ultra-
básicas, diminuindo para jusante. 
Minerais estáveis, como zircão e 
turmalina, apresentam-se tanto an­
gulosos como arredondados, indi­
cando mais de uma área fonte, 
mas de qualquer modo sempre a 
partir de rochas ácidas. 

Aplicando aos dados o método 
classificatório multivariante da 

análise de agrupamentos (cluster 
analysis), dois maiores grupos de 
amostras foram ressaltados: um 
constituído por amostras localiza­
das no alto Rio Amazonas e com 
maior teor em minerais instáveis, 
provavelmente com origem andi­
na: o outro formado principalmen­
te por amostras que se localizam 
a partir da confluência com o Rio 
Juruá até Belém e contendo uma 
alta porcentagem em zircão e tur-
malina, indicando além de uma 
contribuição andina, fontes nos es­
cudos precambrianos a norte e sul 
do Rio Amazonas. 

\