A gênese dos Espodossolos na planície hidromórfica amazônica está associada à duas hipóteses principais: primeiro à transformação de uma cobertura argilosa preexistente, cuja dinâmica lateral a podzolização remontante promoveria a dissolução das argilas e deixaria como resíduo o esqueleto quartzoso e segundo, ter sua gênese associada com depósitos de sedimentos aluviais e uma podzolização hidromórfica com importante adição lateral de carbono orgânico dissolvido. Fora das planícies hidromórficas, nas zonas de transição floresta-savana, também há ocorrência de Espodossolos, como ocorre em Roraima, estado no extremo norte da Amazônia brasileira. O que motivou essa investigação foram questões como: a gênese destes solos está associada à transição de uma cobertura argilosa para arenosa ou é proveniente de depósitos arenosos aluvionares passados, assim como ocorre nas planícies hidromórficas? Outra curiosidade é a ocorrência de um horizonte endurecido não cimentado por matéria orgânica nos perfis estudados. A área está situada no centro-leste de Roraima, foram estudadas três sequências com espodossolos e realizadas as seguintes análises: parâmetros granulométricos, datação 14C, análise isotópica (δC13), luminescência opticamente estimulada (LOE) e micromorfologia. A matéria orgânica (MO) apresentou idade de 1620 ± 29 AP, o resultado calibrado foi de 1538-1381 anos cal AP (95.4%) e a razão isotópica de - 26,66 ± 0,24 ‰., evidenciando o predomínio de plantas de ciclo fotossintético C3. A idade desses depósitos foi de 57.300 ± 6.940 anos para a base do Bhm e de 21.100 ± 1.870 anos para o topo. Foi possível ver processos de degradação da MO no topo do Bh e avanço do horizonte E, além de processos de pedoturbação, evidenciados pela distribuição alinhada de grãos e MO polimórfica nos preenchimentos. Os grãos possuem arredondamento subangular, mostrando que houve transporte. O relevo e o tempo foram os dois fatores de formação mais atuantes para a conformação atual da paisagem na área estudada. A deposição dos sedimentos ocorreu em função de fortes ventos no período seco no último máximo glacial, transportando sedimentos fluviais da bacia do médio Rio Branco, que por sua vez, foram depositados nas áreas de relevo plano e com ocorrência de depressões. Essa agradação é pleistocênica e ocorre até o último máximo glacial, que foi o período mais intenso de deposição. Após a estabilização dos campos dunares, oscilações climáticas sazonais favoreceram o estabelecimento da vegetação e podzolização. Essas oscilações também favoreceram a formação do duripã com a deposição de sílica. Atualmente está ocorrendo um processo de degradação do horizonte endurecido (duripã) em função do rebaixamento do lençol freático nas áreas de topo. / The genesis of the Spodosols in the Amazonian hydromorphic plain is associated with two main hypotheses: first, the transformation of a preexisting clayey layer, whose lateral dynamics and the present podzolization would promote the clay dissolution and leave a quartz skeleton as a residue, and the second hypotheses, to have its genesis associated of alluvial sediments deposits and a hydromorphic podzolization with important lateral addition of dissolved organic carbon. Outside the hydromorphic plains, in forest-savanna transition zones, there is also occurrence of Spodosols, as occurs in Roraima, state at the extreme north of the Brazilian Amazon. The motivation of this investigation were the following questions: is the genesis of these soils associated with the transition from a clayey to a sandy soil cover or is it from past alluvial sandy deposits, just as it occurs in the hydromorphic plains? Another curiosity is the occurrence of a hardened horizon not cemented by organic matter in the studied profiles. The area is located in the center-east of Roraima, three sequences were studied with Spodossols and the following analyzes were performed: granulometric parameters, 14C dating, isotopic analysis (δC13), optically stimulated luminescence (OSL) and micromorphology. The organic matter (OM) presented an age of 1620 ± 29 (BP), the calibrated result was 1538-1381 years (BP) lime (95.4%) and the isotopic ratio of -26.66 ± 0.24 ‰, evidencing the predominance of C3 photosynthetic cycle plants. The age of these deposits was 57,300 ± 6,940 years for the Bhm base and 21,100 ± 1,870 years for the top. It was possible to see processes of degradation of OM at the top of Bh and advance of horizon E, in addition to pedoturbation processes evidenced by the aligned distribution of grains and polymorphic OM in the fills. The grains have subangular rounding, showing that there was transportation. Relief and time were the two most influential formation factors for the current landscape conformation in the studied area. Sediment deposition occurred due to strong winds in the dry period in the last glacial maximum, transporting fluvial sediments from the Rio Branco basin, which in turn were deposited in areas of flat relief and occurring depressions. This pleistocene deposition occurs until the last glacial maximum, which was the most intense deposition period. After stabilization of the dune fields, seasonal climatic oscillations favored the establishment of vegetation and podzolization. These oscillations also favored the formation of the duripan with the deposition of silica. Currently, a process of degradation of the hardened horizon (duripan) is occurring due to the lowering of the water table in the top areas.

Red-brown hardpan occurs extensively in Western Australia in the arid and semi-arid regions of the Murchison, Pilbara and Eastern Goldfields divisions, between longitudes 115ºE and 124ºE and latitudes 23ºs and 30ºs. It occupies an area of about 360,000 sq. km, two thirds of which occurs in the Yilgarn Craton. The purpose of this research is to map the distribution of red-brown hardpan in the Yilgarn Craton of Western Australia; study the relationship between landscape, soil texture and vegetation; investigate the physical characteristics, petrology, mineralogy, geochemistry and cementing agents; and thereby determine the processes invaded in forming red-brown hardpan. The relation of red-brown hardpan to gold is investigated and determined its implications in mineral exploration. The main case study areas were the Goldfields Gas Pipe Line, the Federal Open Pit Gold mines and the Menzies district in the Kalgoorlie-Menzies region of the Eastern Goldfields; areas in and around the Woolgorong Station in the Murchison Province and at the Wiluna Gold Mines in the Northeastern Goldfields. The findings and conclusions of this research are summarised below. Red-brown hardpan occurs at or near the land surface and may vary from less than one metre to more than 10 m thick. It is exclusively developed in colluvium and alluvium, showing varying stages of cementation ranging from weakly cemented through moderate to strongly cemented. In addition, calcrete and red-brown hardpan occurs together in many places, south of the Menzies line, and this distribution suggests that red-brown hardpan was once more extensive and has been subsequently replaced by carbonate to form calcareous red-brown hardpan and calcrete. Red- brown hardpan predominantly occurs in regions with Q50 mm annual rainfall. / In present-day higher rainfall (400 to 500 mm) regions, red-brown hardpan is being weathered. There is no relationship between the distribution of mulga (Acacia aneura) and red-brown hardpan. Red-brown hardpan is exclusively developed in colluvium containing a minimum of 20% quartz, 15% clays and 2% iron oxides. It is bright reddish brown to reddish brown, earthy, with a sandy loam texture, blocky structure and porous. Red-brown hardpan is hard (up to 12 MPa), being characterised by sub-horizontal laminations predominantly of uncemented kaolinite. Ped surfaces may be coated by Mn oxide and carbonate which may be precipitated along the laminations. The mineralogy of the cement is complex. Data from XRD, SEM, TEM, EFTEM, FTIR and NIR investigations show poorly-ordered kaolinite and opal-A as the main components. Illuvial multilayered argillaceous cutans containing silica and alumina in a ratio of 2:l form the cement. Secondary silica (SiO2-95%) coatings are common, mainly as opal-A, on ped surfaces and on the inner walls of voids and vughs. Etch pits are developed in these coatings and some of them are filled by kaolinitic clays. Selective dissolution experiments using acid ammonium oxalate show that oxalate- soluble amorphous and poorly ordered silica and alumina in red-brown hardpan have molar ratios of about 1.6 to 2 A1203:SiO2. / These results suggest that red-brown hardpans were formed where there was sufficient water during the wet season to dissolve alumina and silica, but insufficient to leach them. During the subsequent dry season, the dissolved alumina and silica was precipitated as poorly-ordered kaolinite and opal-A. Successive dissolution and precipitation led to fusion of poorly-ordered kaolinite and opal-A at a nanometre scale to progressively cement the colluvium. The age of the red-brown hardpans, estimated by paleomagnetic dating of hematite, is from Pleistocene to present. Based on the findings of this research, the red-brown hardpan is redefined and primarily classified on its degree of cementation as: (1) weakly cemented, (2) moderately cemented and (3) strongly cemented. It is further classified chemically into: (1) siliceous, (2) calcareous and (3) ferruginous. In the Yilgarn Craton, red-brown hardpan is believed to occur mainly north of the 'Menzies Line'. However, this study reveals the presence of red-brown hardpan 75- 150 km south of the Menzies Line and the new southern boundary is closer to latitude 29ºs. Geochemical investigation at the Federal Open Pit Gold mines, Broad Arrow, north of Kalgoorlie indicate that there are Au anomalies in red-brown hardpan. Gold concentration is up to 50 ppb against the background anomaly of 10 ppb. Sequential and partial extraction analyses show significant correlation of Au with Ag, Ca, Ce, Co, Mg, Mn and Ni. This suggests that the Au concentration in red-brown hardpan is due to: (a) mechanical dispersion due to reworking of Au-bearing clasts in the sediment and (b) hydromorphic dispersion from the underlying mineralisation. It can therefore be used as a useful sampling medium for gold exploration.

Horizontes cimentados foram estudados em Argissolos Amarelos, Argissolos Acinzentados e Espodossolos dos tabuleiros costeiros e em Neossolos Regolíticos e Planossolos da depressão sertaneja, no Nordeste do Brasil. A ênfase dos estudos foi direcionada para os horizontes cimentados desenvolvidos em suaves depressões dos tabuleiros costeiros. O objetivo principal foi caracterizar a natureza de agentes cimentantes e de horizontes cimentados considerados como duripãs e fragipãs, e inferir processos pedogenéticos envolvidos na formação dos mesmos. Os horizontes cimentados foram caracterizados com base em aspectos morfológicos, físicos, químicos, mineralógicos e micromorfológicos. A caracterização e a dedução dos agentes cimentantes foram estabelecidas com base, principalmente, em extrações seletivas de fases amorfas pelos métodos do oxalato de amônio, Tiron e pirofosfato de sódio. O refinamento dos estudos foi desenvolvido com o apoio da microscopia eletrônica. Na região dos tabuleiros costeiros, os resultados indicaram que os agentes cimentantes principais são compostos aluminosos, identificados como aluminossilicatos amorfos hidratados e, secundariamente, complexos organometálicos. Foi constatado, também, altas proporções de ferro em compostos amorfos, em associação com complexos organometálicos, cimentando finas camadas ferruginosas (horizonte plácico). O balanço geoquímico de massa em geral foi indicativo do acúmulo de alumínio nos horizontes cimentados, constituídos essencialmente por caulinita e quartzo. Conforme características e atributos diagnósticos, os horizontes com cimentação fraca foram enquadrados como fragipã. Os que apresentaram cimentação forte, em função da natureza dos agentes cimentantes principais, foram enquadrados como horizonte dúrico, ortstein e horizonte plácico. Portanto, parece ser inadequado o uso tradicional do termo duripã para denominar horizontes com agentes cimentantes principais aluminosos, como os desenvolvidos nesta região. No ambiente das suaves depressões, os principais mecanismos envolvidos na formação desses horizontes foram a podzolização moderada, o transporte mecânico de argila e condições hidromórficas, ainda que temporárias. Na zona da depressão sertaneja, ao contrário, foi constatado que os agentes cimentantes principais são compostos silicosos, mas sempre acompanhados por alumínio. Os horizontes com cimentação forte desenvolvidos em Neossolos Regolíticos mostraram um conjunto de características que permitiram enquadrá-los como duripãs. O horizonte com cimentação fraca desenvolvido no perfil de Planossolo, com mais de 10 cm de espessura, foi classificado como fragipã. O balanço geoquímico de massa não indicou nenhum acúmulo de silício nos horizontes cimentados. A composição mineralógica essencial destes horizontes apresentou caulinita, quartzo, feldspato e pequenas proporções de argilominerais 2:1. As investigações indicaram que as proporções entre o conteúdo de frações finas e os teores de agentes cimentantes foram fatores determinantes na diferenciação entre horizontes com cimentação forte e fraca. Entretanto, tais proporções só puderam ser observadas com mais detalhes nos horizontes cimentados desenvolvidos nos solos dos tabuleiros costeiros. / The present study was carried out in cemented horizons in Ultisols and Spodosols from the coastal tablelands, and in Inceptisols and Alfisols from the sertaneja depression of Northeast Brazil. The emphasis was concentrated on the cemented horizons developed in smooth depressions in the coastal tablelands. The main objective was to identify the cementing agents and to characterize horizons considered to be duripan and fragipan, and to infer the pedogenic processes involved in their formation. The morphological, micromorphological, physical, chemical, and mineralogical features of the cemented horizons were described. The identification of the cementing agents was achieved with selective extractions of the amorphous phases using ammonium oxalate, Tiron and sodium pyrophosphate. Detailed studies were carried out with an electron microscope. In the coastal tablelands region, the results indicated that the principal cementing agents are aluminum compounds, found to be amorphous hydrated aluminosilicates, and secondarily, organo-metallic complexes. The significant contents of amorphous iron compounds associated with organo-metallic complexes were found to cement thin ferruginous layers (placic horizon). The overall geochemical mass balance indicated the accumulation of aluminum in the cemented horizons composed mainly of quartz and kaolinite. Weakly cemented horizons were classified as fragipans. The more strongly cemented horizons were separated into duric, ortstein and placic horizons, according to their principal cementing agents. The traditional use of the term duripan seems to be inappropriate in the case of horizons in which the principal cementing agents are aluminous, such as those occurring in this region. In the smooth depression domain, the main mechanisms of the formation of these horizons are moderate podzolization, clay translocation, and the development of hydromorphic conditions, although temporary. In contrast, the main cementing agents in the sertaneja depression region are silicon compounds, always accompanied by aluminum. Strongly cemented horizons developed in Inceptisols have the characteristics of duripan. The weakly cemented horizon thicker than 10 cm within an Alfisol profile was classified as fragipan. The geochemical mass balance showed no silica accumulation in the cemented horizons. The mineralogical composition of these horizons includes kaolinite, quartz, feldspar and small amounts of 2:1 clay minerals. The investigations indicated that the relative proportions of fine fractions and cementing agents were the main factors in determining the degree of cementation. However, it was only possible to study these proportions in more detail in the cemented horizons of the soils formed on the coastal tablelands.

Horizontes cimentados foram estudados em Argissolos Amarelos, Argissolos Acinzentados e Espodossolos dos tabuleiros costeiros e em Neossolos Regolíticos e Planossolos da depressão sertaneja, no Nordeste do Brasil. A ênfase dos estudos foi direcionada para os horizontes cimentados desenvolvidos em suaves depressões dos tabuleiros costeiros. O objetivo principal foi caracterizar a natureza de agentes cimentantes e de horizontes cimentados considerados como duripãs e fragipãs, e inferir processos pedogenéticos envolvidos na formação dos mesmos. Os horizontes cimentados foram caracterizados com base em aspectos morfológicos, físicos, químicos, mineralógicos e micromorfológicos. A caracterização e a dedução dos agentes cimentantes foram estabelecidas com base, principalmente, em extrações seletivas de fases amorfas pelos métodos do oxalato de amônio, Tiron e pirofosfato de sódio. O refinamento dos estudos foi desenvolvido com o apoio da microscopia eletrônica. Na região dos tabuleiros costeiros, os resultados indicaram que os agentes cimentantes principais são compostos aluminosos, identificados como aluminossilicatos amorfos hidratados e, secundariamente, complexos organometálicos. Foi constatado, também, altas proporções de ferro em compostos amorfos, em associação com complexos organometálicos, cimentando finas camadas ferruginosas (horizonte plácico). O balanço geoquímico de massa em geral foi indicativo do acúmulo de alumínio nos horizontes cimentados, constituídos essencialmente por caulinita e quartzo. Conforme características e atributos diagnósticos, os horizontes com cimentação fraca foram enquadrados como fragipã. Os que apresentaram cimentação forte, em função da natureza dos agentes cimentantes principais, foram enquadrados como horizonte dúrico, ortstein e horizonte plácico. Portanto, parece ser inadequado o uso tradicional do termo duripã para denominar horizontes com agentes cimentantes principais aluminosos, como os desenvolvidos nesta região. No ambiente das suaves depressões, os principais mecanismos envolvidos na formação desses horizontes foram a podzolização moderada, o transporte mecânico de argila e condições hidromórficas, ainda que temporárias. Na zona da depressão sertaneja, ao contrário, foi constatado que os agentes cimentantes principais são compostos silicosos, mas sempre acompanhados por alumínio. Os horizontes com cimentação forte desenvolvidos em Neossolos Regolíticos mostraram um conjunto de características que permitiram enquadrá-los como duripãs. O horizonte com cimentação fraca desenvolvido no perfil de Planossolo, com mais de 10 cm de espessura, foi classificado como fragipã. O balanço geoquímico de massa não indicou nenhum acúmulo de silício nos horizontes cimentados. A composição mineralógica essencial destes horizontes apresentou caulinita, quartzo, feldspato e pequenas proporções de argilominerais 2:1. As investigações indicaram que as proporções entre o conteúdo de frações finas e os teores de agentes cimentantes foram fatores determinantes na diferenciação entre horizontes com cimentação forte e fraca. Entretanto, tais proporções só puderam ser observadas com mais detalhes nos horizontes cimentados desenvolvidos nos solos dos tabuleiros costeiros. / The present study was carried out in cemented horizons in Ultisols and Spodosols from the coastal tablelands, and in Inceptisols and Alfisols from the sertaneja depression of Northeast Brazil. The emphasis was concentrated on the cemented horizons developed in smooth depressions in the coastal tablelands. The main objective was to identify the cementing agents and to characterize horizons considered to be duripan and fragipan, and to infer the pedogenic processes involved in their formation. The morphological, micromorphological, physical, chemical, and mineralogical features of the cemented horizons were described. The identification of the cementing agents was achieved with selective extractions of the amorphous phases using ammonium oxalate, Tiron and sodium pyrophosphate. Detailed studies were carried out with an electron microscope. In the coastal tablelands region, the results indicated that the principal cementing agents are aluminum compounds, found to be amorphous hydrated aluminosilicates, and secondarily, organo-metallic complexes. The significant contents of amorphous iron compounds associated with organo-metallic complexes were found to cement thin ferruginous layers (placic horizon). The overall geochemical mass balance indicated the accumulation of aluminum in the cemented horizons composed mainly of quartz and kaolinite. Weakly cemented horizons were classified as fragipans. The more strongly cemented horizons were separated into duric, ortstein and placic horizons, according to their principal cementing agents. The traditional use of the term duripan seems to be inappropriate in the case of horizons in which the principal cementing agents are aluminous, such as those occurring in this region. In the smooth depression domain, the main mechanisms of the formation of these horizons are moderate podzolization, clay translocation, and the development of hydromorphic conditions, although temporary. In contrast, the main cementing agents in the sertaneja depression region are silicon compounds, always accompanied by aluminum. Strongly cemented horizons developed in Inceptisols have the characteristics of duripan. The weakly cemented horizon thicker than 10 cm within an Alfisol profile was classified as fragipan. The geochemical mass balance showed no silica accumulation in the cemented horizons. The mineralogical composition of these horizons includes kaolinite, quartz, feldspar and small amounts of 2:1 clay minerals. The investigations indicated that the relative proportions of fine fractions and cementing agents were the main factors in determining the degree of cementation. However, it was only possible to study these proportions in more detail in the cemented horizons of the soils formed on the coastal tablelands.