Nas últimas décadas cavernas hipogênicas e aquífero cársticos formados por ácido sulfúrico têm sido alvo de diversas pesquisas sendo estimadas como ¼ das cavernas do mundo. Essa dissertação de mestrado procura contribuir para o entendimento da ação do ácido sulfúrico na formação de aquíferos cársticos no Brasil, através do reconhecimento dos processos que originam o H2SO4 dentro do sistema, e utiliza como estudo de caso a Bacia de Irecê que se destaca pela diversidade de espeleotemas de gipsita e pela composição química das águas subterrâneas. Essas cavernas são hospedadas pelos calcários neoproterozoicos da Formação Salitre, pertencente ao Grupo Una. Utilizou-se métodos como: análise química de água em ambiente subterrâneo, análise de isótopos estáveis de enxofre para obtenção de valores de 34S e sequenciamento de gene 16S RNA Ribossomal. Identificou-se uma grande variação nos teores do ânion SO42- (2,1 a 1542,1 mg/L) que, em diversas amostras, apresentou maior correlação em relação aos principais cátions, o Ca2+ (15,04 e 435,05 mg/L) e Mg2+ (10,49 a 182,45 mg/L) do que o HCO3- (72,45 a 518,77 mg/L), sugerindo que na dissolução da rocha carbonática o agente corrosivo principal é o H2SO4, cujo produto de dissociação é o sulfato, enquanto o HCO3- é produto da dissolução por H2CO3. Os resultados analíticos permitiram diferenciar que os pontos de amostragem são divididos em diferentes fácies hidroquímicas, como aquífero profundo (amostras de poços tubulares), freático raso (amostras coletadas em lagos de cavernas), ressurgências cársticas e água de percolação vadosa. A análise dos isótopos estáveis de enxofre revela que há uma ligeira diminuição do isótopo 34S entre o sulfeto metálico e o sulfato iônico presente na água do aquífero profundo. Isso indica que o alto teor de sulfato é resultado da oxidação da pirita disseminada na rocha carbonática. Este resultado também é condizente com o fracionamento isotópico promovido pela oxidação de sulfetos por mediação microbiana na água profunda. Na análise taxonômica realizada, foram identificados diferentes grupos de micro-organismos, classificados em nível de filo e família, que possuem metabolismo relacionado ao ciclo do enxofre (Proteobacteria, Crenarchaeota, Planctomycetota, Bacteroidota e Campilobacterota, entre outros). Foi inferido, com base na literatura, que os micro-organismos presentes na água subterrânea podem promover a oxidação do enxofre e de sulfetos metálicos em sua atividade metabólica. Em águas do nível freático raso e percolação vadosa a assinatura isotópica encontrada é próxima dos espeleotemas de gipsita, indicando que o sulfato dos espeleotemas deve ter contribuição de sulfatos epigênicos. As coletas em cavernas detêm autorização do ICMBio nº 76989-1 e a pesquisa conta com o financiamento do ICMBio-CECAV/Ferro Puro por meio do TCCE 01/2020.

In recent decades, hypogenic caves and karst aquifers formed by sulfuric acid have been the subject of extensive research, estimated to account for 1/4 of the world's caves. This master's dissertation aims to contribute to the understanding of sulfuric acid's role in the formation of karst aquifers in Brazil by investigating the processes that generate H2SO4 within the system. It uses the Irecê Basin as a case study, known for its diversity of gypsum speleothems and the chemical composition of its groundwater. These caves are hosted by the Neoproterozoic limestones of the Salitre Formation, belonging to the Una Group. Methods such as chemical analysis of groundwater, stable sulfur isotope analysis to obtain 34S values, and 16S rRNA gene sequencing were employed. A significant variation was identified in the levels of the anion SO42- (2.1 to 1542.1 mg/L), which, in several samples, showed a stronger correlation with the sum of the main cations, the Ca2+ (15,04 e 435,05 mg/L) and Mg2+ (10,49 a 182,45 mg/L) than HCO3- (72,45 a 518,77 mg/L), suggesting that in the dissolution of the carbonate rock, the main corrosive agent is H2SO4, with sulfate being its dissociation product, while HCO3- is a product of dissolution by H2CO3. The analytical results allowed to divide sampling points into different hydrochemical facies, such as deep aquifer (samples from borehole), shallow phreatic (samples collected from cave lakes), karstic springs, and vadose percolation water. The analysis of stable sulfur isotopes reveals a slight depleted in the 34S isotope between the metallic sulfide and the ionic sulfate present in the deep aquifer water. This indicates that the high sulfate content is a result of the oxidation of disseminated pyrite in the limestone. This result is also consistent with the isotopic fractionation caused by the oxidation of sulfides through microbial mediation in deep waters. In the taxonomic analysis conducted, different groups of microorganisms were identified, classified at the phylum and family levels, that possess metabolism related to the sulfur cycle (Proteobacteria, Crenarchaeota, Planctomycetota, Bacteroidota and Campilobacterota, among others). Based on the literature, it was inferred that the microorganisms present in the groundwater can promote sulfur oxidation and the oxidation of metallic sulfides in their metabolic activity. In shallow phreatic groundwater and vadose percolation water, the isotopic signature found is close to that of gypsum speleothems, indicating that the sulfate in the speleothems must have contributions from epigenic sulfates. The cave sampling is authorized by ICMBio permit number 76989-1, and the research is funded by ICMBio-CECAV/Ferro Puro through TCCE 01/2020.