Temperate mixed carbonate-siliciclastic sediments and authigenic minerals are the current surficial deposits at shelf and slope depths (30-1015 m water depth) on the north Kaipara continental margin (NKCM) in northern New Zealand. This is the first detailed study of these NKCM deposits which are described and mapped from the analysis of 54 surficial sediment samples collected along seven shorenormal transects and from three short piston cores. Five surficial sediment facies are defined from the textural and compositional characteristics of this sediment involving relict, modern or mixed relict-modern components. Facies 1 (siliciclastic sand) forms a modern sand prism that extends out to outer shelf depths and contains three subfacies. Subfacies 1a (quartzofeldspathic sand) is an extensive North Island volcanic and basement rock derived sand deposit that occurs at less than 100-200 m water depth across the entire NKCM. Subfacies 1b (heavy mineral sand) occurs at less than 50 m water depth along only two transects and consists of predominantly local basaltic to basaltic andesite derived heavy mineral rich (gt30%) deposits. Subfacies 1c (mica rich sand) occurs at one sample site at 300 m water depth and contains 20-30% mica grains, probably sourced from South Island schists and granites. Facies 2 (glauconitic sand) comprises medium to fine sand with over 30% and up to 95% authigenic glauconite grains occurring in areas of low sedimentation on the outer shelf and upper slope (150-400 m water depth) in central NKCM. Facies 3 (mixed bryozoan-siliciclastic sand) consists of greater than 40% bryozoan skeletal material and occurs only in the northern half of the NKCM. Facies 4 (pelletal mud) occurs on the mid shelf (100-150 m water depth) in northern NKCM and comprises muddy sediment dominated by greater than c. 30% mixed carbonatesiliciclastic pellets. Facies 5 (foraminiferal mud and sand) contains at least 30% foraminifera tests and comprises two subfacies. Subfacies 5a consists of at least 50% mud sized sediment and occurs at gt400 m water depth in southern NKCM while subfacies 5b comprises gt70% sand sized sediment and occurs at mid to outer shelf and slope depths in the northern NKCM. vi A number of environmental controls affect the composition and distribution of NKCM sediments and these include: (1) variable sediment inputs to the NKCM dominated by inshore bedload sources from the south; (2) northerly directed nearshore littoral and combined storm-current sediment transport on the beach and shelf, respectively; (3) offshore suspended sediment bypassing allowing deposition of authigenic minerals and skeletal grains; (4) exchange between the beach and shelf producing similar compositions and grain sizes at less than 150 m water depth; and (5) the episodic rise of sea level since the Last Glaciation maximum approximately 20 000 years ago which has resulted in much sediment being left stranded at greater depths than would otherwise be anticipated. Sedimentation models developed from other wave-dominated shelves generally do not appear to apply to the NKCM sediments due to their overall relative coarseness and their mosaic textural characteristics. In particular, the NKCM sediments do not show the expected fining offshore trends of most wavedominated shelf models. Consequently, sandy sediments (both siliciclastic and authigenic) are most typical with mud becoming a dominant component in southern NKCM sediments only at greater than 400 m water depth, over 350 m deeper than most models suggest, a situation accentuated by the very low mud sediment supply to the NKCM from the bordering Northland landmass.

Nutrients for plant growth are often limited in soil systems and additions are required in the form of fertiliser. Potassium is an essential macro-nutrient for plants and demands for K are expected to increase in the future. Glaucony is an abundant marine mineral which may provide an alternative K-rich fertiliser resource. The South Island of New Zealand contains deposits of glaucony-rich rocks which were deposited in the Early- to Mid-Cenozoic during periods of low sedimentation to the seafloor. Here, the geochemistry of glaucony from the Waitaki Basin (Otago), the Waipara Greensand (North Canterbury) and the Stoney Creek Limestone (Karamea) was examined using spatially resolved geochemical analysis and dissolution experiments. Grain-by-grain analysis using Laser Ablation Induction Coupled Plasma Mass Spectrscopy (LA-ICP-MS) and Scanning Electron Microscopy with Energy Dispersive Spectroscopy (SEM + EDS) revealed that glaucony from all deposits were of the mature type and were enriched in K. Glaucony derived from growth inside faecal pellets was found to contain elevated K and Fe concentrations compared to bioclast hosted glaucony. These variations can be explained by the physical properties of host grains and sea-floor redox conditions at the time of precipitation, both of which increased ionic mobility into the zone of glauconitisation. Solubility analysis showed that K^{+} was released from glaucony more rapidly than any other element. Additionally, decreasing the pH and introducing an oxidising agent (i.e, birnessite which is ubiquitous in soil environments) accelerated K^{+} release 13-fold. Trace metals including Cr, Zn, Cu and Ni were present in the solid phase analysis, however further investigation revealed that these elements were released into solution in low concentrations and may present a source of micro-nutrients, not a soil contaminant. These results suggest that glaucony may offer a source of slow releasing K fertiliser, and the South Island of New Zealand is ideally situated as a place to consider using glaucony as a locally sourced, environmentally sustainable K resource for agriculture.

Uma característica de destaque da Nhecolândia, uma sub-região do Pantanal Sul-Mato- Grossense, é a presença de lagoas doces (baías) e salgadas (salinas) com uma grande variabilidade química entre si. Apesar da presença de sal nas salinas ser historicamente atribuída a processos passados, estudos recentes sugerem que as águas salgadas estão sendo originadas atualmente devido à concentração por evaporação. O perfil químico das águas salinas estaria sendo originado principalmente pelo controle de elementos (Ca2+, Mg2+ e Si(OH)4) durante a concentração das águas, com o conseqüente envolvimento destes íons em dois processos: a formação de carbonatos e de silicatos magnesianos. Estudos preliminares em solos de salinas sugerem que a ocorrência de nódulos esbranquiçados e a presença de um horizonte enriquecido em argila podem evidenciar estes dois processos. Neste tipo de ambiente, carbonatos como calcita e dolomita são comumente neoformados, mas há divergências na literatura quanto ao mecanismo de origem autigênica dos silicatos magnesianos. Baseando-se no exposto acima, foram definidos os seguintes objetivos para a presente pesquisa: 1) ampliar o conhecimento sobre os solos associados às salinas através de uma caracterização baseada em dados de campo e laboratório dos solos presentes no entorno de uma lagoa salina representativa da Nhecolândia (lagoa do Meio); 2) identificar os processos envolvidos no controle do Ca2+, Mg2+ e Si(OH)4 nas águas salinas, através do estudo das relações entre as fases líquidas (águas superficiais e subsuperficiais) e sólidas (minerais) presentes nos solos do entorno da lagoa do Meio; e 3) identificar os mecanismos específicos de gênese dos minerais autigênicos possivelmente presentes nos solos do entorno da lagoa do Meio. As amostras de solo foram coletadas ao longo de uma topossequência nos arredores da lagoa do Meio e submetidas à análise granulométrica, análises químicas (ICP-MS, pH, CE, carbono total, carbonato de cálcio equivalente, bases trocáveis e testes de imersão em água, ácido e bases) e análises mineralógicas (DRX, MET-EDS). Amostras de água superficiais e subsuperficiais foram coletadas em um transecto que abarca a topossequência estudada e então encaminhadas às análises de pH, Eh, CE, temperatura, titulação com HCl, cromatografia de íons, EAA e ICP-MS. Os solos dos arredores da salina do Meio caracterizam-se pela textura areia a franco-arenosa, pela ausência de estrutura e, de maneira geral, por altos valores de pH, CE, CTC e saturação em Na+. O pH fortemente alcalino e o domínio de Na+ no complexo de troca desencadeiam a atuação do processo de solonização e dos seguintes processos específicos associados: migração de matéria orgânica perfil abaixo, precipitação de carbonatos (calcita, dolomita e nahcolita) em nódulos, solubilização/precipitação de sílica amorfa e formação autigênica de minerais de argila do grupo das esmectitas e micas. Diferentes esmectitas estão presentes ao longo da topossequência: a) na zona raramente atingida pelas variações sazonais do nível d\'água da salina, a esmectita é do tipo ferribeidelita, possui um grau de interestratificação com mica e vermiculita e apresenta teores de Fe3+ similares às micas identificadas no mesmo solo. Estas características sugerem que o mineral do tipo ferribeidelita é originado pela transformação de micas enriquecidas em Fe3+, sendo a vermiculita provavelmente uma fase intermediária nesta transformação; b) na zona de maior variação sazonal do nível d\'água da salina, as esmectitas são classificadas como do tipo saponita e estevensita. Os baixos teores de elementos terras-raras nas amostras enriquecidas nestes minerais, o controle do Mg2+ e do Si(OH)4 nas águas próximas à lagoa do Meio, a saturação das águas do entorno da lagoa em relação a saponita e estevensita e a presença destas esmectitas magnesianas nos locais onde são esperadas máximas taxas de evaporação, provam que estes minerais estão se originando por precipitação química diretamente da coluna d\'água da lagoa salina. Já as micas presentes nos solos estudados são do tipo ilita, glauconita e mica glauconítica, possuem interestratificação com camadas de esmectitas e parecem estar associadas a materiais amorfos. Experimentos de síntese disponíveis na literatura mostram que águas semelhantes às associadas à lagoa do Meio são ideais para a cristalização de micas a partir da precipitação inicial de hidróxidos amorfos. Desta forma, as evidências obtidas sugerem que estas micas são neoformadas a partir da precipitação inicial de amorfos e posterior cristalização. Os resultados obtidos certamente ampliaram o conhecimento sobre os solos presentes no entorno de lagoas salinas, uma vez os estudos disponíveis na literatura são baseados quase que exclusivamente em dados de campo. Mostrou-se que o controle do Ca2+ das águas mais salinas está sendo realizado pela formação de calcita e dolomita em nódulos, enquanto o controle do Mg2+ e do Si(OH)4 está ocorrendo pela formação de esmectitas magnesianas do tipo saponita e estevensita. Estes processos são provavelmente os responsáveis pela alta variabilidade entre as águas doces das baías/vazantes e as salgadas das salinas/arredores, conforme hipótese lançada em literatura. Assim, o presente trabalho fornece fortes evidências de que a presença de sal nas águas das lagoas salinas da Nhecolândia é atual ou, ao menos, tem contribuição de processos atuais. Por fim, mostrou-se ser possível a formação conjunta de ilita, glauconita e mica glauconítica e de esmectitas do tipo saponita e estevensita pelo mecanismo de precipitação diretamente das águas ou soluções em ambientes sujeitos a concentração evaporativa. / A distinctive feature of Nhecolândia, a sub-region of the Pantanal wetland, is the presence in close proximity of freshwater and saline lakes with a huge chemical variability. The salt has been generally attributed to Pleistocene processes, but recent studies have suggested that saline waters arise from present-day concentration of freshwater by evaporation. The chemical profile of saline waters would be originated by chemical control of Ca2+, Mg2+, and Si(OH)4 as the water becomes more saline. Two processes would be responsible for this control: formation of carbonates and formation of Mg-silicates. The presence of whitish nodules and clayey horizons in soils associated to the saline lakes would be evidences of these processes. In saline-alkaline environments, carbonates such as calcite and dolomite are commonly formed by chemical precipitation, but the mechanisms responsible for Mgsilicates genesis are still under debate. The objectives of this research are: a) increasing the general knowledge about soils associated to Pantanal saline lakes through a detailed characterization of the soils located around a representative saline lake of Nhecolândia (\"Salina do Meio\"); b) identifying the processes involved in Ca2+, Mg2+ and Si(OH)4 control from saline waters, through the study of relationships between waters and minerals present in the soils around \"Salina do Meio\"; c) identifying the specific mechanisms of authigenic genesis of the minerals possibly found around \"Salina do Meio\". Soils were sampling along a toposequence and submitted to physical (particle-size), chemical (ICP-MS, pH, EC, total carbon, inorganic carbonate, exchangeable bases, and soaking in H2O, HCl 1N, and NaOH 4M), and mineralogical analyses (XRD and TEM-EDS). Water was collected along a transect involving the lake and submitted to pH, Eh, EC, temperature, titration with HCl, ion chromatography, and ICP-MS analyses. The studied soils are sandy, structureless, and present, in general, high values of pH, CE, CEC, and Na+ saturation. Prevailing of Na+ in the waters and exchangeable sites and dominance of extremely high pH strongly suggest the general action of solonization in these soils and its influence on the following processes: organic matter translocation toward deeper horizons, precipitation of carbonates (calcite, dolomite, and nahcolite) in nodules, precipitation of amorphous silica, and authigenic formation of smectites and micas. Different authigenic smectites occur along the toposequence: a) in the zone hardly reached by the lake level variation, the smectite is classified as ferribeidellite-type, present an interstratification with mica and vermiculite, and has similar amounts of Fe3+ than the Fe-mica present in the soils. These characteristics suggest that this ferribeidellite-type mineral originates from transformation of Fe-mica and that vermiculite may be an intermediate phase in this transformation; b) in the zone of seasonal lake level variation, the smectites are classified as saponite- and stevensite-type minerals. Low REE amounts in the samples enriched in saponite and stevensite, geochemical control of Mg2+ and Si(OH)4, saturation with respect to Mg smectite in the more saline waters, and presence of Mg-smectite where the maximum of evaporation is expected, prove that saponite- and stevensite-like minerals originate by chemical precipitation from the water column of the saline lake. The micas present in the studied soils are classified as illite-, glauconite- and glauconitic mica-type minerals. They present 20% or less smectite layers and seem to be associated to amorphous materials. Synthesis of micas available in the literature shows that water conditions similar to the study area allow for dioctahedral mica crystallization from initial precipitation of amorphous hydroxides. Therefore, it suggests that micas of study area are neoformed. The results of this dissertation contributed to a better understanding about the soils associated to Nhecolândia saline lakes, since most of the published researches are based on field data. The control of Ca2+ from more saline waters occurs by formation of calcite and dolomite in nodules, while the control of Mg2+ and Si(OH)4 occur by formation of Mg-smectites classified as saponite- and stevensite-type. These processes are probably responsible for the chemical variability between freshwater and saline lakes, as supposed in a previous research. Therefore, the present work gives strong evidences about the current origin of Nhecolândia salt water. Also, it showed the possibility of genesis of illite, glauconita, glauconitic mica, saponite, and stevensite minerals through direct precipitation of waters or soil solutions under concentration by evaporation.

Uma característica de destaque da Nhecolândia, uma sub-região do Pantanal Sul-Mato- Grossense, é a presença de lagoas doces (baías) e salgadas (salinas) com uma grande variabilidade química entre si. Apesar da presença de sal nas salinas ser historicamente atribuída a processos passados, estudos recentes sugerem que as águas salgadas estão sendo originadas atualmente devido à concentração por evaporação. O perfil químico das águas salinas estaria sendo originado principalmente pelo controle de elementos (Ca2+, Mg2+ e Si(OH)4) durante a concentração das águas, com o conseqüente envolvimento destes íons em dois processos: a formação de carbonatos e de silicatos magnesianos. Estudos preliminares em solos de salinas sugerem que a ocorrência de nódulos esbranquiçados e a presença de um horizonte enriquecido em argila podem evidenciar estes dois processos. Neste tipo de ambiente, carbonatos como calcita e dolomita são comumente neoformados, mas há divergências na literatura quanto ao mecanismo de origem autigênica dos silicatos magnesianos. Baseando-se no exposto acima, foram definidos os seguintes objetivos para a presente pesquisa: 1) ampliar o conhecimento sobre os solos associados às salinas através de uma caracterização baseada em dados de campo e laboratório dos solos presentes no entorno de uma lagoa salina representativa da Nhecolândia (lagoa do Meio); 2) identificar os processos envolvidos no controle do Ca2+, Mg2+ e Si(OH)4 nas águas salinas, através do estudo das relações entre as fases líquidas (águas superficiais e subsuperficiais) e sólidas (minerais) presentes nos solos do entorno da lagoa do Meio; e 3) identificar os mecanismos específicos de gênese dos minerais autigênicos possivelmente presentes nos solos do entorno da lagoa do Meio. As amostras de solo foram coletadas ao longo de uma topossequência nos arredores da lagoa do Meio e submetidas à análise granulométrica, análises químicas (ICP-MS, pH, CE, carbono total, carbonato de cálcio equivalente, bases trocáveis e testes de imersão em água, ácido e bases) e análises mineralógicas (DRX, MET-EDS). Amostras de água superficiais e subsuperficiais foram coletadas em um transecto que abarca a topossequência estudada e então encaminhadas às análises de pH, Eh, CE, temperatura, titulação com HCl, cromatografia de íons, EAA e ICP-MS. Os solos dos arredores da salina do Meio caracterizam-se pela textura areia a franco-arenosa, pela ausência de estrutura e, de maneira geral, por altos valores de pH, CE, CTC e saturação em Na+. O pH fortemente alcalino e o domínio de Na+ no complexo de troca desencadeiam a atuação do processo de solonização e dos seguintes processos específicos associados: migração de matéria orgânica perfil abaixo, precipitação de carbonatos (calcita, dolomita e nahcolita) em nódulos, solubilização/precipitação de sílica amorfa e formação autigênica de minerais de argila do grupo das esmectitas e micas. Diferentes esmectitas estão presentes ao longo da topossequência: a) na zona raramente atingida pelas variações sazonais do nível d\'água da salina, a esmectita é do tipo ferribeidelita, possui um grau de interestratificação com mica e vermiculita e apresenta teores de Fe3+ similares às micas identificadas no mesmo solo. Estas características sugerem que o mineral do tipo ferribeidelita é originado pela transformação de micas enriquecidas em Fe3+, sendo a vermiculita provavelmente uma fase intermediária nesta transformação; b) na zona de maior variação sazonal do nível d\'água da salina, as esmectitas são classificadas como do tipo saponita e estevensita. Os baixos teores de elementos terras-raras nas amostras enriquecidas nestes minerais, o controle do Mg2+ e do Si(OH)4 nas águas próximas à lagoa do Meio, a saturação das águas do entorno da lagoa em relação a saponita e estevensita e a presença destas esmectitas magnesianas nos locais onde são esperadas máximas taxas de evaporação, provam que estes minerais estão se originando por precipitação química diretamente da coluna d\'água da lagoa salina. Já as micas presentes nos solos estudados são do tipo ilita, glauconita e mica glauconítica, possuem interestratificação com camadas de esmectitas e parecem estar associadas a materiais amorfos. Experimentos de síntese disponíveis na literatura mostram que águas semelhantes às associadas à lagoa do Meio são ideais para a cristalização de micas a partir da precipitação inicial de hidróxidos amorfos. Desta forma, as evidências obtidas sugerem que estas micas são neoformadas a partir da precipitação inicial de amorfos e posterior cristalização. Os resultados obtidos certamente ampliaram o conhecimento sobre os solos presentes no entorno de lagoas salinas, uma vez os estudos disponíveis na literatura são baseados quase que exclusivamente em dados de campo. Mostrou-se que o controle do Ca2+ das águas mais salinas está sendo realizado pela formação de calcita e dolomita em nódulos, enquanto o controle do Mg2+ e do Si(OH)4 está ocorrendo pela formação de esmectitas magnesianas do tipo saponita e estevensita. Estes processos são provavelmente os responsáveis pela alta variabilidade entre as águas doces das baías/vazantes e as salgadas das salinas/arredores, conforme hipótese lançada em literatura. Assim, o presente trabalho fornece fortes evidências de que a presença de sal nas águas das lagoas salinas da Nhecolândia é atual ou, ao menos, tem contribuição de processos atuais. Por fim, mostrou-se ser possível a formação conjunta de ilita, glauconita e mica glauconítica e de esmectitas do tipo saponita e estevensita pelo mecanismo de precipitação diretamente das águas ou soluções em ambientes sujeitos a concentração evaporativa. / A distinctive feature of Nhecolândia, a sub-region of the Pantanal wetland, is the presence in close proximity of freshwater and saline lakes with a huge chemical variability. The salt has been generally attributed to Pleistocene processes, but recent studies have suggested that saline waters arise from present-day concentration of freshwater by evaporation. The chemical profile of saline waters would be originated by chemical control of Ca2+, Mg2+, and Si(OH)4 as the water becomes more saline. Two processes would be responsible for this control: formation of carbonates and formation of Mg-silicates. The presence of whitish nodules and clayey horizons in soils associated to the saline lakes would be evidences of these processes. In saline-alkaline environments, carbonates such as calcite and dolomite are commonly formed by chemical precipitation, but the mechanisms responsible for Mgsilicates genesis are still under debate. The objectives of this research are: a) increasing the general knowledge about soils associated to Pantanal saline lakes through a detailed characterization of the soils located around a representative saline lake of Nhecolândia (\"Salina do Meio\"); b) identifying the processes involved in Ca2+, Mg2+ and Si(OH)4 control from saline waters, through the study of relationships between waters and minerals present in the soils around \"Salina do Meio\"; c) identifying the specific mechanisms of authigenic genesis of the minerals possibly found around \"Salina do Meio\". Soils were sampling along a toposequence and submitted to physical (particle-size), chemical (ICP-MS, pH, EC, total carbon, inorganic carbonate, exchangeable bases, and soaking in H2O, HCl 1N, and NaOH 4M), and mineralogical analyses (XRD and TEM-EDS). Water was collected along a transect involving the lake and submitted to pH, Eh, EC, temperature, titration with HCl, ion chromatography, and ICP-MS analyses. The studied soils are sandy, structureless, and present, in general, high values of pH, CE, CEC, and Na+ saturation. Prevailing of Na+ in the waters and exchangeable sites and dominance of extremely high pH strongly suggest the general action of solonization in these soils and its influence on the following processes: organic matter translocation toward deeper horizons, precipitation of carbonates (calcite, dolomite, and nahcolite) in nodules, precipitation of amorphous silica, and authigenic formation of smectites and micas. Different authigenic smectites occur along the toposequence: a) in the zone hardly reached by the lake level variation, the smectite is classified as ferribeidellite-type, present an interstratification with mica and vermiculite, and has similar amounts of Fe3+ than the Fe-mica present in the soils. These characteristics suggest that this ferribeidellite-type mineral originates from transformation of Fe-mica and that vermiculite may be an intermediate phase in this transformation; b) in the zone of seasonal lake level variation, the smectites are classified as saponite- and stevensite-type minerals. Low REE amounts in the samples enriched in saponite and stevensite, geochemical control of Mg2+ and Si(OH)4, saturation with respect to Mg smectite in the more saline waters, and presence of Mg-smectite where the maximum of evaporation is expected, prove that saponite- and stevensite-like minerals originate by chemical precipitation from the water column of the saline lake. The micas present in the studied soils are classified as illite-, glauconite- and glauconitic mica-type minerals. They present 20% or less smectite layers and seem to be associated to amorphous materials. Synthesis of micas available in the literature shows that water conditions similar to the study area allow for dioctahedral mica crystallization from initial precipitation of amorphous hydroxides. Therefore, it suggests that micas of study area are neoformed. The results of this dissertation contributed to a better understanding about the soils associated to Nhecolândia saline lakes, since most of the published researches are based on field data. The control of Ca2+ from more saline waters occurs by formation of calcite and dolomite in nodules, while the control of Mg2+ and Si(OH)4 occur by formation of Mg-smectites classified as saponite- and stevensite-type. These processes are probably responsible for the chemical variability between freshwater and saline lakes, as supposed in a previous research. Therefore, the present work gives strong evidences about the current origin of Nhecolândia salt water. Also, it showed the possibility of genesis of illite, glauconita, glauconitic mica, saponite, and stevensite minerals through direct precipitation of waters or soil solutions under concentration by evaporation.