Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-03-16T13:06:02Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_EvolucaoGeoquimicaCrostas.pdf: 12879220 bytes, checksum: e2233f33cd9601de954969924d7fc65f (MD5) / Rejected by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br), reason: on 2017-03-16T13:07:38Z (GMT) / Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-03-16T13:09:22Z No. of bitstreams: 2 Tese_EvolucaoGeoquimicaCrostas.pdf: 12879220 bytes, checksum: e2233f33cd9601de954969924d7fc65f (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Rejected by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br), reason: on 2017-03-16T13:23:40Z (GMT) / Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-03-16T13:24:34Z No. of bitstreams: 2 Tese_EvolucaoGeoquimicaCrostas.pdf: 12879409 bytes, checksum: e77604d35e2aa49d60396064cab22b9f (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-03-17T12:24:58Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese_EvolucaoGeoquimicaCrostas.pdf: 12879409 bytes, checksum: e77604d35e2aa49d60396064cab22b9f (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-17T12:24:58Z (GMT). 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Nas amostras de siderita foram determinados os isótopos de 13C e 18O e razões isotópicas 87Sr/86Sr. Na tentativa de datar as amostras totais e siderita da brecha carbonática, foi utilizado o método Rb/Sr. As características texturais, mineralógicas e geoquímicas observadas nas crostas superficiais e do perfil do furo 1, mostraram origem laterítica para esses materiais. A assinatura carbonatítica das crostas foi indicada pelos minerais como ilmenorutilo, Nb-rutilo, Nb-brookita, pirocloro e monazita, típicos de carbonatitos e rochas associadas e resistentes aos processos lateríticos e pelos teores elevados e anômalos de Nb, ETR, também de Ba, Mn, Th, Co, Zr, Sc, V, Mo e Be. O perfil do furo 3, que se apresentou estruturado em horizontes bem distintos, característicos de perfil laterítico, mostrou composição química-mineralógica indicativa de derivação laterítica a partir de rochas aluminosilicatadas pobres em ferro, como as encaixantes (granitos e gnaisses) de Seis Lagos. Os sedimentos da bacia Esperança mostraram que tiveram como área fonte os diferentes horizontes dos perfis lateríticos e grande contribuição orgânica vegetal e animal. Os materiais que constituiram a brecha carbonática, foram provenientes das crostas ferruginosas lateríticas dada a semelhança geoquímica entre esses materiais, a presença dos minerais resistatos da crosta ferruginosa e de minerais típicos de ambiente sedimentar-diagenético, essencialmente ferrosos como pirita e siderita. A argila carbonosa demonstrou ter como área fonte os horizontes argilosos lateríticos como aqueles do perfil do furo 3 e, que a deposição desta camada ocorreu em momento de menor subsidência da bacia Esperança, quando as crostas ferruginosas que estavam situadas em níveis mais elevados tinham sido erodidas e os horizontes argilosos estavam expostos. A camada de sapropelito indicou a instalação de um ambiente ácido redutor prolongado, dada pela sua elevada espessura, que sua constituição química-mineralógica foi contribuída também pelos lateritos, principalmente, dos horizontes argilosos, e que a formação de pirita foi a mesma daquela da brecha carbonática. A camada de argila creme-solo foi constituída também dos horizontes argilosos, como indicou sua composição química-mineralógica. Na brecha carbonática da seqüência litológica da bacia Esperança não foram encontrados minerais típicos de carbonatitos, a exceção dos resistatos (ilmenorutilo, Nb-rutilo, Nb-brokita, pirocloro e monazita) e siderita não comuns nessas rochas, mas minerais lateríticos como gibbsita e grupo da crandalita. As filiações geoquímicas encontradas entre crostas e brecha carbonática e argilas/sapropelito e horizontes argilosos lateríticos foram notáveis. O não alinhamento dos pontos analíticos no diagrama isocrônico (87Rb/86Sr vs. 87Sr/86Sr) obtidos tanto das amostras totais como de cristais de siderita da brecha carbonática não foram compatíveis com rochas homogêneas, como seriam esperados para carbonatitos, ao contrário do espesso pacote sedimentar. Os resultados mineralógicos, geoquímicos e isotópicos demonstraram que a brecha carbonática não corresponde à rocha carbonatítica, e que os sedimentos da bacia Esperança incluindo a brecha carbonática tiveram como área fonte principal os diferentes horizontes dos perfis lateríticos, onde a crosta ferruginosa foi a fonte de grande parte dos sedimentos da base da coluna (base da bacia, provavelmente) e os horizontes argilosos das camadas superiores. Isso permitiu que em toda a extensão da coluna, fosse transferida a assinatura geoquímica da fonte primária geradora dos lateritos que foram rochas carbonatiticas, e preservada nos lateritos. / The study of the mineralogical and geochemical evolution of the lateritic crusts and the overlying sediment in the structure of Seis Lagos (Amazonas State) has been based on the analyses of samples from the surface lateritic crusts and from three boreholes as well. In the chemical characterization of the examined material, it has been used both classic and spectroanalytic methods, while in the mineralogical characterization, x-ray diffraction, optical microscopy, infrared spectroscopy and thermogravimetry (DTA and DTG) have been employed. Energy dispersive system analyses (EDS) have been performed and applied to the micromorphologic study of the crusts and sediments from the Esperança Basin. In siderite samples, it has been determined 13C and 18O isotopic contents as well as the 87Sr/86Sr isotopic ratios. The Rb/Sr method has been used in an attempt to date whole samples and siderites from the carbonatic breccias. The textural, mineralogical and geochemical features observed, both in the surface crusts and in the profile of the borehole number 1, point to a lateritic origen for those materials. The carbonatitic signature of the crusts is indicated by typical minerals of carbonatites and associated rocks such as ilmenorutile, Nb-rutile, Nb-brookite, pyrochlore and monazite, which are resistant to lateritic processes; by high and anomalous contents of Nb, REE, as well as, Mn, Th, Co, Zr, Sc, V, Mo and Be. The profile of the borehole number 3 is arranged in well distinct horizons, what is characteristic of lateritic profiles, shows chemical and mineralogical compositions indicative of a lateritic derivation from aluminosilicatic iron-poor rocks, as those of the wall rocks (granites and gneisses) of Seis Lagos. The sediments of the Esperança Basin show evidence of being derived from the different horizons which make up the lateritic profiles, with a significant vegetable- and animal-derived organic contribution. The materials which constitute the carbonatic breccia are thought to be originated from lateritic ferruginous crust due to the existing geochemical similarities among them, to the presence of resistate minerais of the ferruginous crust and to the presence of essentially iron-bearing minerais, typical of sedimentary-diagenetic environment, such as pyrite and siderite. The carbonaceous clay proved to be derived from lateritic clayey horizons, as those of the profile of the borehole 3, and the deposition of this layer took place in a moment of lower subsidence rate in the Esperança Basin, when the ferruginous crust, positioned at higher levels, were being eroded and the cayey horizons were exposed. The sapropelite layer indicates, considering its large thickness, that a development of a long-lasting acid and reducing environment might have taken place; its chemical and mineralogical composition received contributions from latentes, mainly from the clayey horizons; and the pyrite formation has been the sanie of that of the carbonatic breccia. The beige-colored clay bed, as it is indicated by its chemical and mineralogical composition, was also formed by clayey-horizons material. In the carbonatic breccia of the Esperança Basin, typical caxbonatite minerals have not been found, except for the resistates (ilmenorutile, Nb-rutile, Nb-brookite, pyrochlore and monazite) and siderite, where the last one is not a common constituent of those rocks. Lateritic minerals, however, such as gibbsite and those of the crandallite group have been found. The geochemical filiation reported among crusts, carbonatic breccias, clay/sapropelite and clayey lateritic horizons is noteworthy. The nonalignment of the points plotted in isochronic diagram (87Rb/86Sr vs. "Sr/"Sr), obtained either from the whole sample or the individual siderite analyses of the carbonatic breccia are not compatible with homogenous rocks, as it would be expected for carbonatites, although they are with the thick sedimentary pile. The mineralogical, geochemical and isotopic data demonstrate that the carbonatic breccia composition does not correspond to that of the carbonatites and thus the sediments of the Esperança Basin, including the carbonatic breccia, might have had the various horizons of the lateritic profiles as their source, where the ferruginous crust might have largely been the source for the sediments of the base of column (probably the basal portion of the basin) as well as the clayey horizons of the upper beds might have been. This made possible that, along all the extension of the stratigraphic column, the geochemical signature of the carbonatitic source rock, from which the laterites were generated, was transferred to the sedimentary rocks as well as it was also preserved in the laterites.

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Este estudo demonstrou que após a dissolução dos carbonatos, alteração completa dos piroxênios e anfibólios em esmectitas e das micas (biotita e flogopita) em vermiculita e alteração incipiente das fluora-patitas, ocorreu: enriquecimento dos ETR, provavelmente sob as formas de hidroxi-carbonatos; perdas moderadas para o Si, Ca, Mg, Na, K, Mn, Zn, Sr, Y e PI: e retenção do Al, Ni, Co, Cu (mantidos nas esmectítas e vermiculita), Fe, Ti, Nb, representados pela ilmenomagnetita, titanita e perovskita (Ti e Nb), e Zr, alojado preferencialmente na ilmenomagnetita e titanita. Na interface horizontes de transição e argilo-fosfático, ocorreu a degradação das esmectitas e vermiculita e dissolução das fluorapatitas e perovskita, enquanto que a titanita e ilmenomagnetita permaneceram inalteradas. Portanto, foram obtidos como produtos a caolinita, goethita, anatásio e fosfatas aluminosos (wavelita, wardita e grupo da crandalita). Foi verificado assim, em relação aos níveis inferiores dos perfis, o enriquecimento moderado de Ti, Nb e Zr, deficiência dos ETR, especialmente ETRL, retenção de Al e Fe e perdas expressivas dos outros elementos analisados. Nos níveis intermediários do horizonte argilo-fosfótico. Procedeu-se à transformação da titanita em anatásio, com retenção do Nb e Zr em sua estrutura e liberação dos ETR, Ca,Sr e Na, que foram retidos sob as formas dos fosfatos do grupo da crandalita e wardita. Na parte superior deste horizonte ocorreu a oxida4o da ilmenomagnetita, que posteriormente evoluiu para maghemita e anatasio. A partir deste nível foi possível verificar nos perfis lateriticos: um grande enriquecimento em Y, ETR, (principalmente dos ETRL, tendo em vista os elevados teores de fosfato do grupo da crandalita), Ti, Nb, Fe e Zr, representados pelo anatásio goethita e maghemita; enriquecimento moderado do Cu sob a forma de turquesa, do Sr e Zn, abrigados na estrutura do grupo da crandalita, do Mn, contido nos relíctos de ilmenita e sob a forma de hidróxido (que deve ter fixado frades remanescentes de Co); lixiviação acentuada do Si K, Ca e Mg, moderada do Na e Ni e pouco expressiva do P. Os padrões de distribuição dos ETR normalizados aos condrítos para as rochas mães indicaram enriquecimento preferencial dos ETRL em relação aos ETRP. Este comportamento foi refletido ao longo dos perfis lateriticos, porém tornou-se mais acentuado nas amostras de crosta aflorante, haja vista a abundância de fosfato do grupo da crandalita. Foi observado eventualmente um maior enriquecimento em ETRP em relação aos ETRL, no horizonte argilo-fosftico e em algumas amostras da crosta, devido provavelmente, à formação da churchita. Esses lateritos apresentam perspectivas econômicas favoráveis especialmente para fosfatos, titânio e terras raras. / The study on the mineralogical and geochemical evolution of the laterites formed from the weathering of the aika-Iine-ultramafic-carbonatite rocks of the Maicuru complex, Pará, were based in the sampling of laterites (about 223 samples), including lateritic profiles (on the apatitite, glimmerite, pyroxenite, biotitite, dunite and syenite) and surface (crust and soils) materials. This study permited to conclude that after dissolution of the carbonates, complete alteration of the pyroxenes and anphiboles in to smectites and micas (biotite and phlogopite) in to vermiculite, and incipient alteration of the fluorapatite, occurred: enrichement of the REE, probabig in the form of carbonate-hidroxi; moderate losses in Si, Ca, Mg, Na, K, Mn, Zn, Y, Sr and P; and retention of Al, Ni, Co, Cu, main-tmined in smectite and vermiculite, Fe, Ti, Nb, represented bg ilmenomagnetite, titanite and perovskite (Ti and Nb), and Zr, lodged in the ilmemomagnetite and titanite structures. In the transitional and phosphatic-clageg hor)zons interface occured the degradation of smectite and vermiculite and dissolution of fluorapatite and perovskite, while titanite and ilmenomagnetíte remain inaltered. In this wag the following products were obtained: Kaolínite, goethite, anatase and aluminous phosphates (wavelite, wardite and crandallite group). Hence, was observed: moderate enrichment in Ti, Nb and Zr, depletion in rare earth elements, especially in the LREE; retention of Al and Fe; and expressive losses in other elements analyzed, relative to the lower levels of the Profiles. In the intermediary levels of the phosphatic-clayey horizon the transformation of the titanite into anatase, took place with retention of Nb and Zr in its structures and the liberation of REE, Ca, Sr and Na, which were in part retained as crandallite group and wardite phosphates. In the phosphatic-clayey and crust horizons interface oxidation of ilmenomagneti-te occurred, with latter evolution into maghemite and anatase. From this level was possible to verify into the lateritic profiles: a great enrichment in Y, REE, (mainly LREE, due to high concentration in crandalite group), Ti, Nb, Fe and Zr, represented by anatase and maghemite; moderate enrichement of Cu, as turquoise, Sr and Zn, acomoded in structure of the crandallite group; Mn contained in the ilmenites and as hgdroxides (which fixed fractions of Co); intense lixiviation of Si, Kr Ca and Mg, moderate lixiviation of Na e Ni; and little lixiviation of P. The chondrite normalized REE patterns for the parent rocks indicated a preferable enrichment in LREE relative to the HREE. This behavior as reflected along the profiles, but stand out mainly in the outcropping crust, samples where there is abundance of crandalite group phosphates. Eventually, the enrichment of HREE in the phosphatic-clayey horizon and in some samples formation of the crust was observed, probably due to churchite. The laterites show favorable economic perspectives for phosphates, titanium and rare earth elements.