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Type: Tese
Issue Date: 16-Dec-1994
Authors: ARAÚJO, Eric Santos
First Advisor: COSTA, Marcondes Lima da
Title: Geoquímica multi-elementar de crostas e solos lateríticos da Amazônia Oriental
Sponsor: CPRM - Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais / Serviço Geológico do Brasil
Citation: ARAÚJO, Eric Santos. Geoquímica multi-elementar de crostas e solos lateríticos da Amazônia Oriental. 1994. 360 f. Tese (Doutorado) - Universidade Federal do Pará, Centro de Geociências, Belém, 1994. Curso de Pós-Graduação em Geologia e Geoquímica.
Resumo: O objetivo principal deste trabalho foi estabelecer um estudo sistemático do padrão de dispersão dos elementos químicos em solos e crostas lateríticas, derivados de litótipos de ambientes geológicos diversos em áreas de clima tropical úmido na Amazônia. Foram selecionados 2 alvos a amostragem de solos que apresentam características de latossolos: um na Serra dos Carajás, no sudoeste do Estado do Pará(N-5), rico em gibbsita e o segundo (TN-6), localizado na Serra do Tiracambu, municípios de Carutapera e Bom Jardim, no Estado do Maranhão. Possue predominância de caulinita e oxi-hidróxidos de ferro, sobrepostos a bauxita. Para o estudo das crostas, foi selecionada a crosta ferro-fosfática de Pirocaua contendo solo nas bordas, localizada próximo a foz do rio Maracaçume, município de Godofredo Viana, litoral noroeste do Estado do Maranhão e a crosta ferruginosa do alvo N-1 na Serra dos Carajás. A metodologia utilizada foi a mesma para os quatros alvos, a saber: a- para a obtenção dos contrastes mineralógicos e geoquímicos necessários foi utilizada amostragem em superfície em malhas de 200 por 200 metros; b- separação das amostras de solo em três partes, amostra total, fração menor que 200mesh e fração -80+200 mesh (para as crostas, foi utilizada apenas a amostra total).; c- as analises mineralógicas foram realizadas através da difratometria de raios-X, enquanto as análises químicas foram feitas por absorção atômica para determinação de Ni, Co, Cr, Cu, Mn, V, As e Bi, e, Au através da análise por fusão; d- determinações por fluorescência de raios-X para SiO2, Fe2O3, Al2O3, TiO2, P2O5, Ba, Y Nb, Zr, Ga e Sc; através de espectrografia ótica de emissão com pré-concentração foram analisados os EGP (Pt, Pd, Rh) e por ICP os ETR. Os dados químicos e mineralógicos foram tratados para obtenção de parâmetros estatísticos básicos através de microcomputadores IBM-PC/XT compatíveis, utilizando-se o "Sistema Geoquant" (versão 3.1), da CPRM. Outros programas (CONVERT e o QPRO),foram utilizados como complementares no estudo estatístico ou na representação gráfica dos dados, alem de analises de agrupamentos realizadas através do programa CLUSTER, utilizando o "Modo R" e o "Modo Q". os resultados obtidos através da difratometria de raios-x, mostraram que no alvo TN-6 na serra do Tiracambu, o latossolo caracteriza-se mineralogicamente por certa homogeneidade, com predominância de caulinita, Al-goethita e anatásio. Esta homogeneidade é mostrada também na composição química, tanto na amostra total como nas frações analisadas, através de uma distribuição de SiO2-Al2O3-Cu-Mn-Sr, Fe2O3-V-Cu-Ba-Cr-As-Sc-ETR e TiO2-Y-Nb-Zr-Ga-Sc-ETR como principais associações geoquímicas, refletindo a caulinita, oxi-hidróxidos de ferro e o anatásio. Já no alno N-5, na Sera dos Carajás, os latossolos são constituídos de gibbsita seguida de goethita-hematita e em menor quantidade caulinita e anatásio. Neste alvo, embora do ponto de vista mineralógico apresnte como única diferença a presença da gibbsita em relação ao alvo TN-6, destacam-se, por outro lado, as associações TiO2-Al2O3-Ga-Zr-Sc-Sr e Fe2O3-Mn-V-Cr-Sc-As. A primeira, representando a gibbsita e anatásio, que alem de ser mais consistente, envolve a associação do Fe2O3, que, por sua vez, reflete os oxi-hidróxidos de ferro e, de forma indireta, a interferência de rochas básicas na origem dos latossolos. Os resultados obitidos nas amostras de crostas, como a do alvo N-1 que apresenta diferenciação textural: estratificada, pisolítica e cavernosa, mostram que independente da textura, apresentam concentrações semelhantes para MN, SR, Nb e Ga. Os estudos revelaram uma pequena diferença constatada na crosta cavernosa que émais rica em gibbsita, e onde predomina também a presença de Au e Pt. Na totalidade doa alvo N-1, a associação geoquímica mais significativa foi definida por Al2O3-TiO2-Cr-V-Sr-Nb-Zr-Ga-Sc-As. A baixa concentração dos elementos traços nesta associação reflete sua origem a partir das rochas desprovidas de silicatos ferromagnesianos, de natureza sedimentar, compouco influencia máfica-ultramáfica. Na serra do Pirocaua, a nalise de agrupamentos e matrizes de correlação estabeleceram duas grandes associações geoquímicas semelhantes na crosta e nos solos. A primeira, Fe2O3-V-Ga-Ni-Cu-Cr-As, indica os minerais de ferro representados principalmente por goethita e hematita e a segunda, P2O5-Al2O3-(TiO2)-Sr-Y-Zr-ETR, reflete os fosfatos do grupo da crandalita. A associação do Fe2O3 é mais freqüente e ocupa grande parte do platô, não discriminada crosta e solos, assim como o ouro que apresentou indistintamente valores qualificados em 13 amostras, comédia de 0.2 ppm, tendo como valor maximo1,01 ppm. As concentrações de As possuem em média 188 ppm na crosta e 273 ppm nos solos, às quais estão associadas a presença da turmalina (dravita) no solo e, localizadamente, preenchendo fraturas na crosta, passível de ser observada em alguns afloramentos, evidenciando a influencia de zona hidrotermal. Resaltam-se também os valores qualificados para Pt (0.1 a 0.4 ppm), diretamente associados às altas concentrações de Cr (1235 ppm na crosta), além dos altos teores de P2O5 (11,85-solo a 15,05%-crosta), evidenciando que o substrato da serra do Pirocaua é de naturaza vulcano sedimentar, de composição básica, rica em fosfatos. Os estudos realizados são importantes na caracterização de solos e crostas lateríticas, do ponto de vista geológico, mineralógico e químico, observando-se que em ambos casos, a amostragem em superfície reflete com certa segurança a naturaza dos substrato através das associações geoquímicas, como foi observado nos alvos N-5 e Serra do Pirocaua a influencia de rochas básicas, e, nos alvos TN-6 e N-1 a influencia de rochas sedimentares. Este fato reveste-se de importância para a utilização da prospecção geoquímica, na caracterização de litótipos que constituem o substrato de coberturas autóctones na Amazônia, visto que, a freqüência da distribuição daqueles litotipos nesta região é bastante extensiva e com escassez de afloramentos, estando a eles relacionados ambientes hospedeiros de mineralizações e depósitos minerais, cujas rochas encaixantes não são facilmente diagnosticadas face a condição morfológica e espessura de suas coberturas.
Abstract: This work intention is to stand out a sistematic study on the chemical elements dispersion in soils and duricrust, developed over, diversified geological environments lithotypes, under humid tropical climate in the Amazon region-. Two target areas were chosen for soil sampling( Serra dos Carajás-N-5 and Serra do Tiracambu TN-6); the former, a gibbsite rich latosoil, is situated in the southwest part of Pára State; the latter, has a predominartee- of kaolinite and iron oxi-hydroxides overling a bauxite layer, situated in the western border of Maranhão State. Two other areas were selected for duricrust studies, Pirocaua iron-phosphate crust, surrounded by latosoil ( NW of Maranhão State) and Serra dos Carajás target N-1 feruginous crust. The methodology assumed was the same for all targets for both soil and duricrust, as follow: a - sampling grid of 200x200m; b - Three parts separation of soil samples (bulk,<200-14 and -80-F200- mesh- )-for duricrusts were only considered bulk samples; - X-ray difratometric analysis were carried out to determine mineralogical composition and atomic absortion for determination of Ni,Co,Cr,Cr,Mn,V,As and Bi and, Au, through fire assay; d X-ray fluorescence analysis were taken for SiO2,Fe2O3,Al2O3,TiO2,Ba,Y,Nb,Zr,Ga and Sc; PGE (Pt,Pd,Rh) and REE analysis were obtained by aplicai emission spectrography after pre concentration and ICP, respectively. Mineralogical and chemical data were processed in order to obtain basic statistical parameters by using compatible PC-IBMIXT through Geoquant System CPRM 3.1 version, as well as some other complementary softwares CONVERT and QPRO) both in the statistical studies and graphic data display, besides CLUSTER R MOD and Q MOD analysis. Target TN-6 X-ray difratometry soil samples analysis showed a mineralogical homogeneous character as predominantly composed by kaolinite,A1-goethite and anatase. This homogeneity is also present in bulk sample chemical composition and in the analized fractions as well,revealing a distribution of three main geochemical association-SiO2-Al2O3-Cu-Mn-Sr; Fe2O3-V-Cu-Ba-Cr-As-Sc-REE and TiO2-Y-Nb-Zr-Ga-Sc-REE as a reflect of kaolinite, iron oxi-hydroxide and anatase,respectively. On the other hand target N-5 latosoils are made out by gibbsite followed by goethite-hematite and in minor content, kaolinite and anatase. Although this target, from the mineralogical point of view, does not present much difference from the TN-6 except for the presence or gibbsite, it outstands the association of TiO2- Al2O3-Ga-Zr-Sc-Sr as well as Fe2O3-Mn-V-Cr-Sc-As. The former association representing gibbsite and anatase, besides being more consisterrt, surrounds the Fe2O3 association wich in turn reflect iron oxi-hydroxides and, indirectly, the contribution of basic rocks in the latosoils origin. Regarding target N-1duricrust, which presents differents textures (stratified,pisolitic and cavernous), the results obtained showed independently, similar concentration for Mn, Sr,Nb and Ga. Small difference characterize the cavernous duricrust in the gibbsite content and the predominantly presence of Au and Pt. In target N-1, as a whole, the most significant geochemical association was defined by Al2O3-TiO2-Cr-V-Sr-Nb-Zr-Ga-Sc-As. Low concentration of trace elements in this association reflects its origin from sedimentary nature Fe-Mn silicate deprived rocks, with low mafic/ultramafic contribution correlation matrix and groupment analysis in the Pirocaua target stablished two great geochemical associations with equal importance for soils and duricrust. The first, Fe2O3-V-Ga-Ni-Cu-Cr-As, indicates iron minerais, chiefly goethite and hematite, while the second, P2O5-Al2O3-(TiO2)-Sr-Y-Zr-REE reflects the crandallite-goyazite group of phosphates. The iron association is more frequent, occuping great extension of the plateau, not discerning soils or duricrust. So does the Au disperssion which presents indistinctly qualified values for 13 samples averaging 0.2 ppm and 1.01 ppm as maximum value. Arsenic concentratiton achieved an average of 188 ppm in duricrusts and 273 ppm in soils to which are associated the presence of tourmaline (dravite) in soil derived from hydrothermal zones noticiable in some outcrops fractures. Regarding PGE,qualified values for PT ( 0.1 to 0.4ppm) are directly associated to high concentration of Cr ( 1235 ppm in duricrust) and high values of P2O5 ( 11.85% soil to 15.05%-duricrust), this geochemical landscape is an evidence a basic composition vulcanosedimentary bedrock, rich in phosphates for the Serra do Pirocaua. The studies carried out were important in characterizing soils and duricrusts under a geological, mineralogical and chemical pooints of view, considering that, in both sample categories a surface sampling reflects, till certain extent and accuracy, trough geochemical association, the bedrock nature from which these covers had derived, as observed in the Pirocaua and N-5 targets the contribution of basic rocks as well as in the TN-6 and N-1 sedimentary rocks influence. This fact shows an importance to.consider.in the geochemical surveys, in characterizing concealed bedrock lithotypes by sampling their autochthonous covers, developed under humid tropical climate regions as the Amazon, taking into account that these rocks are not easily identified due the morphological condition involved and the consequent thicknes of the overburden. This is most outstanding inasmuch that the widrespread distribution frequency of those lithotypes in this region plus the scarcety of outcrops and their relationship to host environments of mineral deposits.
Keywords: Geoquímica
Laterita
Prospecção mineral
Amazônia oriental
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::GEOCIENCIAS::GEOLOGIA::PROSPECCAO MINERAL
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal do Pará
Institution Acronym: UFPA
Department: Instituto de Geociências
Program: Programa de Pós-Graduação em Geologia e Geoquímica
Appears in Collections:Teses em Geologia e Geoquímica (Doutorado) - PPGG/IG

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