domÍnios hidrogeolÓgicos no meio fissural do leste da zona da mata-mg e extremo noroeste do estado...

8/18/2019 DOMÍNIOS HIDROGEOLÓGICOS NO MEIO FISSURAL DO LESTE DA ZONA DA MATA-MG E EXTREMO NOROESTE DO ES…

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Rev. Águas Subterrâneas no 17/ Maio 2003.

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1 – Localização da área de estudoA área de estudo (Figura 1), localiza-se naZona da Mata do Estado de Minas Gerais,abrangendo uma pequena faixa territorial doNoroeste do Estado do Rio de Janeiro, entreos paralelos 21°00’ e 21°24’ de latitude sul e

os meridianos 42°05’ a 43°30’ de longitudeoeste de Greenwich, perfazendo umasuperfície na ordem de 6000 Km2. Essa áreatem cobertura cartográfica na folha Juiz deFora (SF-23-X-D), na escala de 1:250.000.

MINAS GERAIS

RIO DE JANEIRO

21 00'

21 15'

UBÁ

660 E43 30' 680 700 720 740 76042 30'

780 42 15' 80042 45'43 00'43 15'

7660

7640

660 E 68043 15'

700 43 00' 720 740 76042 30'

780 800

Ajf

Ajf

Qa

pCGr

Ajf

PipsiAjf

Qa

Abi

Abi

S E R R A

DA KSn

QaAbi

Qa

Ajf

Pipsi

RIO POMBA

ALTORIO DOCE

MURIAÉ

CATAGUASES

Ait

21 00'

7660

7640

o

oooo

o

o

o

o

o

o

o

O 10 20Km

Qa

pCGr

Ait

Pipsi

Pipsi

Ajf

Abi

35

45

18

45 36

80

70 75

70

65

55

40

60

60

6040

284015

35 36

25

N

Figura 1 - Mapa de Localização da Área e Mapa Geológico modificado da CPRM(1984) ( Carta Geológica - Juiz de Fora - SF-23-X-D / 1:250 000 ).

Complexo Paraíba do Sul(Migmatitos Indiscriminados, Biotita xistos, Biotita gnaisses bandeados porfiroclásticos/porfiroblásticos, Pegmatitos, e Quartzitos)

Abi Complexo Barbacena(Biotita-gnaisses, Corpos metabasíticos, Rochas ultrabásicas, Micaxistos feldspáticos/granatíferos e quartzitos)

Pipsi

pCGr Corpos Intrusivos Granítico

KSnCorpos Intrusivos Alcalinos

QaDepósitos Aluvionares1 -

2 -

3 -

4 -

5 -

AitGranulitos Itaperuna

Ajf Complexo Juiz de Fora(Granulitos, Charnockitos, Gnaisses, Milonitos)

Contato definido

70

Foliação

Cidades

6 -

7 -

8 -

9 -

10 -

2 – Sistemas Aqüíferos: Identificação ecaracterísticas litológicasA região está inserida hidrogeologicamenteno Mapa de Províncias Hidrogeológicas doBrasil (Pessoa et al, 1980) na Sub-provínciaEscudo Oriental 6-b. Ao se considerar oambiente geológico da área de estudo,identificam-se duas categorias de sistemasaqüíferos: um meio granular, caracterizadopor depósitos aluvionares, e um meiofissural, representado por rochas cristalinasde diversas unidades litológicas. Em relaçãoao aqüífero fissural adotou-se duas

entidades espaciais de agrupamento,caracterizadas por um ou mais tipospredominantes e bem definidos de rochareservatório, ambas associadas a umaunidade geológica regional específica. Pornão se terem poços cadastrados no meiogranular, a sua identificação e descriçãoserão restritas ao âmbito geológico. Asrelações entre os sistemas aqüíferos e asunidades geológicas associadas, como ostipos de rochas dominantes, constam naTabela 1.


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Tabela 1 – Sistemas Aqüíferos da área de estudo.

Sistemas Aqüíferos Litologia Predominante e UnidadesGeológicas

Meio GranularAluvial Areias de depósitos aluviais – QuaternárioCoberturas Detríticas e Manto de Alteração Areias, Siltes e Argilas – Terciáro-Quaternário

Meio FissuralRochas da Associação Xistos-Gnaisses-Migmatitos(Rochas metamórficas orientadas)Domínio Hidrogeológico A

Biotita-Xistos, Biotita Gnaisses, Micaxistos,Migmatitos Indiscriminados do ComplexoParaíba do Sul (Pipsi) e Micaxistos, BiotitaGnaisses do Complexo Barbacena (Abi)

Rochas da Associação Charnockito-Granulito-Gnaisses-Granitos.(Rochas metamórficas não orientadas)Domínio Hidrogeológico B

Charnockitos, Granulitos, Milonitos doComplexo Juiz de Fora (Ajf), GranulitosItaperuna(Ait) e Intrusões Graníticas (pcGr)

3 – Sistemas Aqüíferos: Descrições eCaracterizaçõesNa área estudada, predominantementeconstituída de rochas cristalinas de baixapermeabilidade primária, existem doisaqüíferos de comportamentos bastantedistintos: um mais superficial, formado namaioria das vezes pelo regolitointemperizado e/ou depósitos quaternáriosde comportamento de meio granular e ummais profundo, formado por fraturas derocha sã. O primeiro é regional e extenso,

dando contornos à superfície do relevo. Osegundo, subjacente, em geral, apresentamaior condutividade hidráulica e pode atingirgrandes profundidades.

3.1 - Meio Granular3.1.1 - Aqüíferos em sedimentos aluviaisEsses depósitos, que podem atingir até 15metros de espessura, são encontrados aolongo da rede de drenagem, nos canaisfluviais, nas planícies de inundação e nosterraços de acordo com Brandalise (1976).Contudo, por limitações de escala, apenasmanchas de maior expressão foramrepresentadas.

3.1.2 - Aqüíferos em Coberturas Detríticase Mantos de Alteração

Esse sistema constitui os aqüíferossuperficiais associados ao manto dealteração das rochas (saprólitos, elúvios ecolúvios) e aos depósitos detríticos decobertura do Terciário-Quaternário. Os

mantos de alteração das rochas não estãorepresentados no mapa de sistemasaqüíferos por limitação de escala domapeamento, entretanto, ocorrem de modo

generalizado se constituindo numaimportante fonte de recarga das rochasfraturadas subjacentes, pois atua como ummeio de captação da água precipitada emtoda a superfície permeável (ou semi-permeável), diminuindo a perda porescoamento e minimizando o processo deevaporação. Sua mineralogia e espessurasão muito variáveis e guardam íntimarelação com a litologia de origem e ascondições climáticas atuantes.

3.2 - Meio FissuralPara o meio fissural, as informaçõesreunidas e tratadas regionalmente vieramindicar que os fatores mais determinantes eque influenciam quantitativa equalitativamente nas águas subterrâneasdos domínios hidrogeológicos são ocondicionamento estrutural e litológicoderivados. A análise integrada destasinformações sugerem em caráter preliminar,a compartimentação em dois domínioshidrogeológicos com característicasdiferenciadas (Gonçalves, 2001).

O meio aqüífero fissural écaracterizado pela ausência ou presençamuito reduzida de espaços vazios na rocha.Nesse aqüífero, a água se encontra emespaços representados por fissuras oufraturas, juntas ou ainda em falhas,ocorrendo ainda em situações esporádicas,em vesículas.

Segundo Costa (1983), os principaisfatores atuantes considerados no estudo de

caracterização do meio fissural e quecontrolam os mecanismos de infiltração,percolação, armazenamento d’água equalidade são: clima, relevo, hidrografia,


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coberturas (sedimentares, detríticas, mantode alteração), constituição litológica eestruturas. Sendo assim, para toda a áreaestudada, entende-se que, através de umaótica regionalizada, com exceção doscondicionantes estruturais associados àslitologias, todos os outros fatores atuaram deforma geralmente constante, influenciandode maneira homogênea o meio aqüíferofissural.

3.2.1 - Domínios Hidrogeológicos do meiofissural

Apesar de não terem sido alvos e objetivosprincipais desse trabalho, os lineamentosestruturais da área de estudo foramabordados a partir da análise de estruturas

em escala macroscópica, num contextoregional, e através de trabalhos de detalheonde os mesmos sugerem a existência deduas zonas de características distintas,denominadas de Domínios HidrogeológicosA e B. Tais considerações foramfundamentadas e verificadas utilizando-secomo parâmetro hidráulico a vazãoespecífica (L/s/m) e como parâmetro físico-químico a condutividade elétrica (µs/cm).Para que essas considerações tivessemconsistência, certificou-se em campo de que

todos os poços cadastrados se encontramlocados em condições similares para fins deuma análise detalhada. Assimindependentemente do tipo de rocha, namelhor situação morfológica, ou seja, emdepressões geralmente de baciashidrográficas, sendo evitados os poçoslocalizados em topos de elevações,divisores hidrográficos, flancos de colinas ouvertentes dos vales.

3.2.2 - Diferenciação quanti tativa equalitativa dos domínioshidrogeológicos

Considerando a vazão específica oparâmetro que melhor reflete ascaracterísticas hidráulicas dos aqüíferos,

verifica-se para os 114 poços cadastradosdo Domínio Hidrogeológico A um valormédio de 0,1234 L/s/m, enquanto para os 92poços do Domínio Hidrogeológico B,encontrou-se um valor médio de 0,2331L/s/m. Utilizando-se da relação entre afreqüência das vazões específicas com onúmero de poços correspondentes paracada domínio hidrogeológico, verifica-se queos aqüíferos do Domínio Hidrogeológico Bapresentam as maiores vazões específicas,conforme a Tabela 2.

Tabela 2 – Freqüência da Vazão Específica dos Poços em relação aos domínioshidrogeológicos.

Freqüência (%) da Vazão Específica dos Poços (L/s/m)(N° Total de Poços para cada intervalo de vazão específica estabelecido)

< 0,0500(74 Poços)

0,0500-0,1000(40 Poços)

0,1000-0,2000(45 Poços)

> 0,2000(47 Poços)

DomínioHidrogeológico A

54,05% 65% 57,77% 36,17%

Domínio HidrogeológicoB

45,95% 35% 42,23% 63,83%

Os resultados das análises consideradas emconjunto mostram que 77% das águasamostradas apresentam condutividadeelétrica inferior a 200 µs/cm, ao passo queapenas 2,82% mostra valores superior a 500µs/cm. O valor médio da condutividade é de189,22 µs/cm, tendo um mínimo de 58,20

µs/cm e um máximo de 1750,00 µs/cm.Analisando os valores da condutividadeelétrica das águas distintamente para osdomínios hidrogeológicos, certificou-se dadiferenciação dos mesmos de acordo com amaior ou menor quantidade de saisdissolvidos, conforme Tabela 3.


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3.2.3.2 - Domínio Hidrogeológico BEsse domínio ocupa uma larga faixa nocentro da área de estudo, com direção NE-SW, e a porção extremo leste representadageologicamente por rochas da AssociaçãoCharnockito- Granulito- Gnaisses- Granitos

Diversos do Complexo Juiz de Fora eRochas Intrusivas Graníticas (Tabela 1,Figura 10), e cobre uma região de 2.023,5km2, perfazendo 33,69 % do total da áreapesquisada.

As rochas que constituem essedomínio são de idade arqueana e

proterozóica, representadas por granulitos,gnaisses kinzigíticos, charnockitos, gnaisses

0 10 20 30 40 50 60

0

10

20

do Domínio Hidrogeológico A

Desvio padrão : 12,79

Média : 25,26

Valor mínimo : 4

Valor máximo : 60

Número de amostras : 114

F r e q u ê n c i a ( % )

F r e q u ê n c i a A c u m u l a d a ( % )

Figura 2 - Distribuição das espessuras dos mantos de alteração

Espessura (m)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1000 10 20 30 40 50 60

0 10 20 30 40 50 60

0

10

20



Média : 25,26

Valor mínimo : 4

Valor máximo : 60




Figura 2 - Distribuição das espessuras dos mantos de alteração

Espessura (m)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1000 10 20 30 40 50 60

0,050,100,150,200,250,300,350,400,450,500,550,600

10

20

30

40


Média : 0,1234

Valor mínimo : 0,0048

Valo máximo : 0,5180

Número de amostras : 114 poços

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1000,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6



Vazão Específica (L/s/m)

Figura 3 - Distribuição das vazões específicas (L/s/m)

Domínio Hidrogeológico A

0,050,100,150,200,250,300,350,400,450,500,550,600

10

20

30

40


Média : 0,1234

Valor mínimo : 0,0048

Valo máximo : 0,5180

Número de amostras : 114 poços

0

10

20

30

40

50

60

70

80

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1000,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6



Vazão Específica (L/s/m)

Figura 3 - Distribuição das vazões específicas (L/s/m)


50 60 70 80 90 100 110 120 130 140

0

10

20


Média : 86,20

Valor mínimo : 50

Valor máximo : 140


0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

10060 80 100 120 140

Figura 4 - Distribuição das profundidades dos poços




Profundidade (m)

50 60 70 80 90 100 110 120 130 140

0

10

20


Média : 86,20

Valor mínimo : 50

Valor máximo : 140


0

10

20

30

40

50

60

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80

90

10060 80 100 120 140

Figura 4 - Distribuição das profundidades dos poços




Profundidade (m)

40 60 80 100 120 140

0

10

20

30

40

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

10040 60 80 100 120 140


Média : 81,69Valor mínimo : 40,3

Valor máximo : 139,5 Número de amostras : 114




Figura 5 - Distribuição das profundidades úteisProfundidade útil (m)

40 60 80 100 120 140

0

10

20

30

40

0

10

20

30

40

50

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70

80

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10040 60 80 100 120 140


Média : 81,69Valor mínimo : 40,3

Valor máximo : 139,5 Número de amostras : 114




Figura 5 - Distribuição das profundidades úteisProfundidade útil (m)


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e milonitos do Complexo Juiz de Fora egranitos intrusivos.

Na estruturação tectônica, essedomínio apresenta uma densa linearidadede traços estruturais, com as principaisdireções de falhamentos paralelas à direçãogeral de foliação NNE-SSW, com um estiloestrutural longitudinal e mergulhando paraSE, evidenciando uma tectônicacompressiva. Essa área é considerada comoparte de um Bloco de Zonas deCisalhamento (Fonseca, 1998).

Nesse domínio, os aqüíferos sãofraturados, locais, descontínuos, livres esemiconfinados, restritos a juntas e fraturas,sendo recobertos pela ocorrência dealuviões e coberturas indiferenciadas, os

quais não foram representados na Figura10, por limitações de escala. Uma densamalha de fraturas, associada às coberturasde alteração e aluviais, constitui um sistemaaqüífero livre onde a topografia passa a sero principal fator responsável pela circulaçãodas águas. A recarga da unidade aqüíferatem na rede de drenagem superficial e naschuvas, os maiores contribuintes, sendomais eficiente nas áreas onde o controleestrutural da drenagem se dá através dasfraturas, que permitem uma contínua

realimentação por meio dos aluviões,principalmente durante o período daschuvas.

A distribuição das espessuras dascoberturas de alteração e aluviões (Figura6), para um total de 92 poços amostrados,mostra que 50 % desses apresentamvalores acima de 20 metros. Verifica-setambém um valor máximo de 51 metros, umvalor mínimo de 4 metros e o valor médio de21,42 metros.

Para analisar as vazões específicasdesse domínio hidrogeológico, umhistograma de freqüência (Figura 7), mostraque 53,26 % dos 92 poços amostradosrepresentam valores até 0,1000 L/s/m,indicando um valor médio de 0,2331 L/s/m,como uma variação entre o mínimo de0,0003 L/s/m e o máximo de 2,6881 L/s/m.

A distribuição das profundidades dos92 poços computados (Figura 8), indica que70 % têm profundidades entre 50 a 90metros. O valor máximo de profundidadepara os poços dessa unidade aqüífera é de156 metros e o mínimo de 50 metros, sendoo valor médio de 76,27 metros. Com relaçãoà profundidade útil dos 92 poços estudados(Figura 9), 75% desses representam poços

de profundidade útil compreendidos nointervalo entre 40 a 80 metros, mostrandotambém um valor máximo de 147,2 metros,um valor mínimo de 28,1 metros e o valormédio de 70,95 metros.

3.2.4 - Caracterização dos DomíniosHidrogeológicos

3.2.4.1 - Domínio Hidrogeológico AEsse domínio se apresenta menos

fraturado que o domínio B, mostrando traçosestruturais difusos e espaçados, cujas

rochas, em sua grande maioria, possuemum caráter estrutural incompetente, ou seja,de comportamento geomecânico dúctil,devido à constituição litológica, representadaprincipalmente por micaxistos, migmatitos egnaisses xistosos. Além disso, por seremrochas ricas em minerais máficos efeldspatos, mais susceptíveis aointemperismo químico, sofrem dissolução eprecipitação de material argiloso nasfraturas, podendo reduzir a permeabilidadedo meio.


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Figura10

-CartadeSistemasAqüíferos-1:250000).

CATAGUASES

MURIAÉ

ALTO

RIODOCE

RIOPOMBA

Pipsi

Ajf

Qa

Abi

Qa

KSn

D A

S E R R A

Abi

Abi

Qa

Ajf

Pipsi

Ajf

pCGr

Qa

Ajf

Ajf

UBÁ

M

L S

35

45

35

18

20

70

45

R I O GLÓRIA

R I B

. J O Ã

O D O M O N T E

C O R R

.

M A C U

C O

C O R R

.

P A T A G

Ô N I A

R I O

M U R I A É

R I O

M U R

I A É

R I O

M U R I A

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R I O

G A V I

Ã O

C Ó R R .

D A P R

A T A

C Ó R R . J A

C A R É C Ó

R R . D O

V A L Ã O R I

B . C A

C .

A L E G

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R I B .

B O N F

I M R I

B .

A C Á C I O

R I O S Ã O M A N O

E L

R I B . T I J U C O

C Ó R R .

M O N T E

A L E G R E

R I O

P O M B A

R I O

P O M B A

R I O P

O M B A

R I B .

C Ó R R .

Á G U A L I M P

A C Ó R

R . B O A

V I S T

A R I B . L

A M B A

R I

R I B

. P A R I S

R I O

N O V O

R I O

R I O C H O P

O T Ó

7677

7677

802

654

7630

8 0 2

7 6 3 0

0

2

4

6Km

MI-2646/1

MI-2648/4

MI-2648/3

M

I-2647/4

MI-2647/3

MI-2646/4

MI-2646/3

MI-2646/2

MI-2647/1M

I-2647/2

MI-2648/1

MI-2648/2

FOLHAS

TOPO

GRÁFICAS

Qa

80

75

70

70

pCGr

1-GranulitosItaperuna;2-ComplexoJuizdeFora(Granulitos,gnaisseskinzigíticos,charnoquitos,gnaisses,milonitos);3

-ComplexoBarbacena(Biotita-

ElementosEstruturais:

Contatodefinido

Contatoaproximado

Falhadefinida

Falhaprovável

Falha

deempurrão

Falha

interpretadaemimagensdeRadar(R),Landsat(LS),Magnetometria(M)

Fratu

ra

LineamentoEstrutural

R

-gnaisses,corposmetabasíticos,rochasultrabásicas,micaxistosfeldspáticos/granatíferos,micaxistosequartzitos);4-Com

plexoParaíbadoSul(Biotita-

-xistos,migmatitosindiscriminados,biotitagnaissesba

ndeadosporfiroclásticos/porfiroblásticos,pegmatitos,quartzitos);5

-CorposIntrusivosGraníticos;

6-CorposIntrusivosAlcalinos;7-Depósitosaluvionares.

Geologia/Litologias

MEIOGR

ANULAR

MEIOFR

ATURADO

DrenagensPrincipais

Cida

des

Pipsi

4

6

KSn

3

Abi

5

pCGr

Ajf

2

DomínioHid

rogeológicoB

RochasdaAssociaçãoCharn

ockitos-Granulitos-Granitos

(Rochasmetamórfica

seígneasnãoorientadas)

DomínioHid

rogeológicoA

RochasdaAssociaçãoXistos-Gnaisses-Migmatitos

(Rochasmetamórfica

sorientadas)

DepósitosAluvionares

SISTEMASAQUÍFERO

S/CARACTERÍSTICAS

LITOLOGIASPRED

OMINANTES

Biotita-gnaisses,micaxistos(Co

mplexoBarbacena);

migmatitosindiscriminados,biotitagnaissesbandeados,

biotitaxistos(ComplexoParaib

adoSul).

Areias,Silte,Argilas,Cascalh

os-Quaternário

Granulitos,gnaisseskinzigítico

s,charnoquítos,milonitos,

(ComplexoJuizdeFora);granitosdiversos(CorposIntrusivos

Intrusivos).

Ait

Ait

Qa

7

1

Ait

N

ElementosDiversos:


10/10


40

Outra resposta ao menor grau defraturamento desse domínio é verificada nobaixo teor de sais dissolvidos nas águasanalisadas dessa porção, comprovado pelovalor médio da condutividade elétrica(132,42 µσ/cm). Esse fato é justificável pelomenor caminho percorrido, menor tempo decirculação, proporcionando redução nosmecanismos de dissolução de minerais emaior renovação das águas nas zonas maissuperiores.

3.2.4.2 - Domínio Hidrogeológico BO domínio hidrogeológico B mostra maiordensidade de traços estruturais, tanto nafaixa central da área de estudo, comotambém na porção extremo leste, que é

considerada parte de Bloco de Zonas deCisalhamento, segundo Fonseca (1998).Esses fatores, associados à presença derochas, representadas principalmente porgranulitos, charnockitos e granitos diversos,em sua maioria de caráter estrutural rúptil,com menos plasticidade, produziram falhasabertas com menor espaçamento,favorecendo a existência de poços de boaprodutividade.

Com a condutividade elétricaapresentando um valor médio de 276,42

µσ/cm, as águas subterrâneas dessedomínio mostram-se bem mais salinizadasquando comparadas com as do domíniohidrogeológico A, devido a uma maior emais profunda trama de caminhos, quefavorecem as condições para dissolução desais minerais.

4 - ConclusõesApesar da inexistência de distinçõesclimáticas, da grande semelhança doslitossomas e relativa similaridade na

geomorfologia, verifica-se a existência deáreas mais favoráveis e promissoras para

locação e perfuração de poços tubulares,apresentando as seguintes características:depressões topográficas abertas (evitartopos e flancos de colinas, como tambémdivisores hidrográficos), associadas àszonas de fraturamento e/ou drenagemsuperficial, com coberturas detríticas oumanto de alteração.Verifica-se que aspectoshidrogeológicos e físico-químicosproporcionaram aos aqüíferos fissuraiscaracterísticas diferenciadas, tantoquantitativa como qualitativamente. Essefato possibilita a sugestão em caráterpreliminar para os aqüíferos fissurais daárea, a subdivisão em dois domínioshidrogeológicos, A e B.

5 - Referências BibliográficasCosta, W. D. 1983. Hidrogeologia deTerrenos Cristalinos. Apostila do Curso deHidrogeologia. CPRM, Recife. p. 35-37.

Fonseca, M.J.G. et al. 1998. MapaGeológico do Estado do Rio de Janeiro.Escala 1:400.000. DNPM, Rio de Janeiro,141 p.

Brandalise, L. A . 1976. Projeto Vale doParaíba. Relatório Final. Belo Horizonte.CPRM. 441 p.

Gonçalves, J.A.C. 2001. Contribuição àHidrogeologia e à Hidroquímica do Leste daZona da Mata de Minas Gerais e ExtremoNoroeste do Estado do Rio de Janeiro.Departamento de Geologia, UniversidadeFederal de Ouro Preto, Ouro Preto,Dissertação de Mestrado, 102p.

Pessoa, M.D.; Mente, A.; Leal, O. 1980.Províncias Hidrogeológicas do Brasil. In:Congresso Brasileiro de ÁguasSubterrâneas, 1, Recife, Anais. p. 461-474.

domÍnios hidrogeolÓgicos no meio fissural do leste da zona da mata-mg e extremo noroeste do estado...

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