7.6 GRANULOMETRÍA, MINERALOGÍA Y GEOQUÍMICA DE LOS SEDIMENTOS MARINOS DEL GOLFO RELONCAVÍ Y GOLFO CORCOVADO, ENTRE LOS 42º Y 44º S (CONA-C10F 04-12)

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1 7.6 GRANULOMETRÍA, MINERALOGÍA Y GEOQUÍMICA DE LOS SEDIMENTOS MARINOS DEL GOLFO RELONCAVÍ Y GOLFO CORCOVADO, ENTRE LOS 42º Y 44º S (CONA-C10F 04-12) INTRODUCCIÓN Verónica Pineda Universidad de Concepción vpineda@udec.cl Los sedimentos de un ambiente acuático reflejan la calidad ambiental del agua del sistema, como también las variaciones temporales de ciertos parámetros hidrológicos y químicos. Los sedimentos juegan un papel importante en la identificación, monitoreo y distribución de metales contaminantes. Los metales son fijados en los sedimentos por las arcillas, óxidos hidratados de Fe, Mn y Al, carbonatos y materia orgánica. Los metales en el ambiente marino pueden ser originados por la actividad del hombre, pero también, sus fuentes pueden ser de origen natural. Procesos naturales, tales como la meteorización, erosión de los continentes y actividad volcánica, son en gran medida responsables de materiales que contienen metales y a través de diferentes procesos llegan al ambiente marino-costero. El objetivo de este estudio es realizar la sedimentología, mineralógica y geoquímica de los sedimentos superficiales y subsuperficiales para determinar la calidad ambiental de los sedimentos actuales, zonas de probable concentración de metales contaminantes (Fe, Ni, Zn, Pb, Cd, Cu, Hg) y As y establecer variaciones a través del tiempo. También, se pretende detectar concentraciones de minerales como Au, Ag y Pt presentes en la fracción arena. El área de estudio se ubica en la X Región de Los Lagos e incluye los golfos Reloncaví y Corcovado y los fiordos Reloncaví, Comau y Reñihue (Fig. 1). En este trabajo se presenta los resultados preliminares de sedimentología, mineralogía de la fracción fango y geoquímica de los sedimentos superficiales. METODOLOGÍA El trabajo de terreno se realizó durante el mes de noviembre de 2004, en el Crucero Oceanográfico CIMAR 10 Fiordos, a bordo del buque AGOR Vidal Gormaz. Los sedimentos fueron obtenidos por box y piston corer o buceo. La numeración de las muestras es en correspondencia con las estaciones de muestreo. Las muestras para el análisis de materia orgánica se obtuvieron de la parte superficial de los sedimentos obtenidos con box corer, las cuales fueron congeladas hasta efectuar su análisis en el Laboratorio de Sedimentología de la Universidad de Concepción. El contenido de materia orgánica se obtuvo por calcinación a temperaturas 217

2 Crucero CIMAR 10 inferiores a 550 ºC. Para el análisis sedimentológico las muestras fueron obtenidas con tubos de PVC de 40 cm de largo por 5 cm de ancho, y en bolsas de plástico en estaciones donde se recuperó poco sedimento. Se obtuvieron además testigos de gravity corer de 1,50 m de largo por 7 cm de ancho. Los análisis granulométricos de los sedimentos fueron realizados en el Laboratorio de Sedimentología del Departamento Ciencias de la Tierra de la Universidad de Concepción. La determinación de los minerales presentes en los sedimentos (fracción fango) se realizó mediante difracción de Rayos X en el Instituto de Geología Económica Aplicada (GEA). El equipo utilizado es un Difractómetro Rigaku Geigerflex Dmáx C, operado con radiación de Cu y filtro de radiación K beta de Ni. Los contenidos de metales pesados se determinaron por espectrofotometría de absorción atómica en el Instituto de Geología Económica Aplicada (GEA) de la Universidad de Concepción. En la etapa preliminar se realizaron los análisis de sedimentos superficiales de 11 estaciones ubicadas en los golfos Reloncaví y Corcovado, en los fiordos Reloncaví, Comau y Reñihue y en la estación 50 que se encuentra en la parte más externa. Los análisis efectuados a la fecha de este informe corresponden a los análisis de Cu, Zn, Pb, Ni, Cd; As y Hg están en proceso. RESULTADOS Contenido de materia orgánica Casi todos los sedimentos contienen materia orgánica y en algunos casos es el principal constituyente. La cantidad de materia orgánica conservada en los sedimentos depende de la relación entre la velocidad de aporte de materia orgánica y la velocidad de su descomposición. En el caso de los sedimentos marinos, los contenidos de materia orgánica varían entre 0,5% y 10% y bajo condiciones especiales, como condiciones reductoras en el fondo o cuencas semicerradas con escasa circulación del agua, se pueden encontrar valores superiores al 10%. Los promedios de contenido de materia orgánica en sedimentos cercanos a la costa es de 2,5% y en los de mar abierto de 1%. El contenido orgánico está estrechamente relacionado con la textura de los sedimentos, siendo los sedimentos tamaño arcilla y limo los que retienen mayor cantidad de residuos orgánicos. La materia orgánica se acumula en el fondo oceánico no solamente como material particulado, sino también en combinación con minerales inorgánicos, especialmente arcilla. El porcentaje de materia orgánica en el área de estudio se encuentra dentro de los rangos normales para ambientes de golfos, que corresponden a cuencas marinas semicerradas (Tabla I). Con relación a los contenidos de materia orgánica el área se puede dividir en tres zonas: a) Golfo Reloncaví donde se reconocen los valores más altos, que fluctúan entre 8,5% y 10,5% y encontrándose el mayor valor en las cercanias de Puerto Montt; b) En los fiordos Reloncaví, Comau y Reñihue se reconoce valores que fluctúan entre 5% y 8%, 218

3 salvo en la estación 23 (3,6%) donde el sedimento es un limo arenoso y c) Golfo Corcovado, donde los valores son más bajos, menores de 5%, salvo en la estación 15 (7,3%), ubicada cerca de la isla Cauchahue, donde el sedimento es limo. Los valores más altos de materia orgánica en el sector del Golfo Reloncaví y fiordo Comau (Estación 18) se deben en parte a la presencia de fangos, los cuales tienen una mayor capacidad de retención de materia orgánica. En el Golfo Corcovado predominan la arena y en las cuales notoriamente se tienen valores más bajos. En el fiordo Reñihue (Estación 22) se reconoce un contenido de materia orgánica bastante alto, en relación en que el sedimento es una arena fina (dato de terreno). Sedimentología La granulometría de los sedimentos es un factor importante en la determinación de la calidad ambiental, dado que en sedimentos finos las concentraciones de metales que contaminan es más alta. Los sedimentos en el golfo Reloncaví corresponden a fangos donde la proporción de arcilla es alta (promedio 45%) (Tabla II). Esta característica sumado a que presentan porcentajes relativamente altos de materia orgánica hace que estos sedimentos sean excelentes receptores de elementos contaminantes. Los sedimentos muestreados en los fiordos corresponden a fangos, donde el porcentaje de limo es alrededor de un 50%, donde el porcentaje de arena es bajo y aumenta acercándose a la costa. En las estaciones ubicadas en el golfo Corcovado predominan las arenas y arenas limosas y en zonas cercanas a la costa donde aumenta la proporción de grava, salvo en la estación 15 donde predomina el limo. Las playas se caracterizan por sedimentos gruesos grava o grava arenosa (Tabla III). Mineralogía Los análisis de difracción de Rayos X revelaron una composición mineralógica muy similar en los sedimentos analizados de las diferentes estaciones (Tabla III). Los minerales identificados corresponden a plagioclasa que es la fase dominante, clinocloro, anfibol, cuarzo, illita/moscovita y en algunas estaciones se identificó smectita, augita y feldespato potásico. La asociación de minerales (plagioclasa, feldespato potásico y cuarzo) indican una procedencia de rocas igneas ácidas. La augita es común en rocas plutónicas y volcánicas básicas. El anfibol puede provenir de rocas metamórficas básicas o por alteración de piroxenos de gabros. El clinocloro es un mineral esencial de numerosas rocas metamórficas. La illita y la smectita son los minerales de arcillas más abundantes en los sedimentos marinos modernos. La illita predomina en zonas climáticas temperadas a frías y la smectita ha sido encontrada en regiones de intensa actividad volcánica. La illita puede derivar de la meteorización química (hidrólisis) de filosilicatos primarios (micas, clorita), que pueden provenir de rocas ácidas y de rocas metamórficas (filitas, esquistos). 219

4 Crucero CIMAR 10 Los contenidos de los diferentes elementos se presentan en la Tabla IV. Las concentraciones de Cu en los sedimentos superficiales presentan valores relativamente más altos en la zona del fiordo Reñihue, donde el valor promedio es de 50 ppm. Este valor es más alto que los encontrados (promedio 33 ppm) en el golfo de Arauco (Pineda, 1999). Las concentraciones de Zn son bastantes uniformes y van desde 34 ppm a 57 ppm y el valor de 67 ppm que es el valor más alto se ubica en el fiordo Comau (estación 18). Valores relativamente altos se encuentran asociados a sedimentos finos (fango) en el golfo y fiordo Reloncaví (promedio 56 ppm). Las concentraciones de Zn en el área de estudio son similares a las encontradas en el golfo de Arauco. Las concentraciones de Pb son bastante uniformes y el rango es de 4,4 ppm a 9,8 ppm. En la estación 23, ubicada en el fiordo Reñihue se reconoce un enriquecimiento de este metal (15 ppm). Si comparamos los valores obtenidos en este estudio con los obtenidos en el golfo de Arauco, estos últimos corresponden a concentraciones más altas (en general, sobre 10 ppm en sedimentos fangosos). Los otros valores relativamente altos están asociados a los fiordos y donde los sedimentos son fangos (Estaciones 5, 7 y 18) y en la estación 1 (9,4 ppm) cerca de la ciudad de puerto Montt. El Cd sólo se detectó en sedimentos fangosos y las concentraciones son bajas, salvo en la estación 8, donde el valor es de 3,4 ppm. 220

5 Tabla I. Porcentaje de materia orgánica en el área de estudio. Muestra % Mat. Org. Ubicación 1 10,395 Golfo Reloncaví 2 9,130 Golfo Reloncaví 3 8,523 Golfo Reloncaví 4 5,286 Fiordo Reloncaví 5 5,279 Fiordo Reloncaví 6 6,886 Fiordo Reloncaví 7 5,087 Fiordo Reloncaví 8 10,260 Golfo Reloncaví 9 1,169 Golfo Corcovado 12 4,874 Golfo Corcovado 13 2,891 Golfo Corcovado 14 3,513 Golfo Corcovado 15 7,273 Golfo Corcovado 18 8,790 Fiordo Comau 20 2,803 Golfo Corcovado 22 8,163 Fiordo Reñihue 23 3,568 Fiordo Reñihue Chaitén 3,636 Muelle Chaitén Tabla II. Porcentaje de sedimentos en diferentes estaciones. Muestra grava % arena % limo % arcilla % fango % Observaciones 1 A 1,62 56,65 41,74 Golfo Reloncaví 4 A 47,54 34,32 18,14 Fiordo Reloncaví 5 A 1,12 73,16 25,72 Fiordo Reloncaví ,47 81,25 4,28 Playa-río Puelo 7 A 0,17 62,79 36,99 Fiordo Reloncaví 8 A 0,58 50,08 49,34 Golfo Reloncaví D1-A 95,53 4,47 Playa-Pta. Perhué D1-B 58,04 41,96 Playa-Pta. Perhué 11 A 57,68 42,31 0,02 Playa-Pta. Chilen 11 B 0,57 99,38 0,05 Prof.: 3 m 14 A 63,90 25,30 10,80 Golfo Corcovado 15 A 0,85 71,38 27,77 Golfo Corcovado 18 A 3,13 61,47 35,41 Fiordo Comau 20 A 59,51 30,44 10,05 Golfo Corcovado 23 A 14,87 75,71 9,43 Fiordo Reñihue ,49 53,52 1,99 Prof.:12 m ,91 3,04 0,05 Playa 28 B 99,75 0,25 Canal Lemuy 29 B 6,77 92,55 0,68 Sur Isla Lemuy 39 8,30 90,71 0,96 Golfo Corcovado ,95 5,05 Prof.: 3 m ,28 95,71 0,01 Prof.: 2 m ,48 64,43 1,09 Is. Tic Toc (5 m) 50 58,74 36,98 4,28 Golfo Corcovado 221

6 Crucero CIMAR 10 Tabla III. Sedimentos analizados de las diferentes estaciones. Muestra Plagioclasa Feld-k Cuarzo Clinocloro Anfibol Illita/ Muscovita Augita Smectita 1a a a ? + 7a ? - 8a a a a a a a Fase dominante ++ Fase presente + Fase menor Tabla IV. Concentraciones de diferentes elementos en sedimentos. Muestra %Al Cu Zn Pb Ni Cd % Fe (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) 1a 5, ,4 38 0,4 2,82 4a 6, ,1 21 0,2 4,50 5a 5, ,8 30 inf.a 0,1 4,74 7a 7, ,9 91 inf.a 0,1 4,51 8a 5, ,5 PEN 3,1 3, , ,5 19 inf.a 0,1 5,46 15a 5, ,4 25 inf.a 0,1 3,53 18a 6, ,8 31 0,4 4,30 20a 6, ,8 37 inf.a 0,1 3,73 23a 7, ,0 10 inf.a 0,1 2,77 222

7 42º S CIMAR 10 Fiordos Estaciones de Muestreo P. Montt Castro º G. Corcovado Boca del Guafo Ba. Tic-Toc 44º ,0º W 74,0º 73,0º Figura 1: Ubicación de las estaciones de muestreo. 223