Les systèmes d'altération et la genèse des sols dans les pyroclastes de l'Île de Trindade, Atlantique Sud
| Autor: | Mateus, Ana Carolina Campos |
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| Přispěvatelé: | Varajão, Angélica Fortes Drummond Chicarino, Medeiros Júnior, Edgar Batista de, Petit, Sabine, Joussein, Emmanuel, Patrier, Patrícia, Garnier, Jérémie, Oliveira, Fábio Soares de |
| Jazyk: | portugalština |
| Rok vydání: | 2020 |
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| Zdroj: | Repositório Institucional da UFOP Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP) instacron:UFOP |
| Popis: | Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais. Departamento de Geologia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto. Este estudo objetivou caracterizar as feições de alteração e a gênese de solos sobre piroclastos da Ilha de Trindade (IT), Atlântico Sul, através de estudos macromorfológicos, micromorfológicos, mineralógicos e geoquímicos. As coletas das amostras foram realizadas no Vulcão do Paredão de idade Holocênica (perfil P1) e a Formação Quartenária Morro Vermelho (perfis P2, P3 e P4). Os piroclastos de P1 e P2 são interpretados como depósito de brecha vulcânica, enquanto o piroclasto de P3 é um depósito de lápili. P4 apresenta fragmentos de rochas com composição mineralógica diferente dos outros perfis sugerindo outro evento de deposição de bombas piroclásticas. As erupções associadas podem ser consideradas como estrombolianas. Os piroclastos são de cor cinza escuro com algumas regiões avermelhadas alteradas. Análises ao microscópio óptico suportada por difração de raios-X revelaram uma mistura de biotita, goethita, ilmenita, anatásio, magnetita, hematita, piroxênios, zeólitas e olivina como seus principais componentes minerais. A análise petrológica mostra estruturas vesiculares e amigdaloides, com uma textura hipocristalina e uma massa vítrea de sideromelano que muda para palagonita, indicando claramente uma erupção freatomagmática. Análises de infravermelho nas regiões palagonitizadas revelaram a presença de haloisita, sugerindo alteração do sideromelano para minerais de argila tubular. Amígdalas e microfraturas estão parcial ou totalmente preenchidas de zeólitas, que são formados pela percolação de água que reage com a palagonita e precipitação de elementos químicos do fluido hidrotermal. Iddingsitas e Ti-magnetitas ocorrem nas fraturas e bordas das olivinas. O avanço da alteração em direção ao perfil do solo, deixando apenas relíquias de cristais de olivinas ou atingindo sua transformação total nos horizontes superiores, mostra que o intemperismo é o principal processo de formação das iddingsitas. Algumas Ti-magnetitas são zonadas com núcleo rico e borda pobre em Cr, sugerindo uma origem mantélica do magma. O diopsídeo explica o alto conteúdo de elementos traços. Dados geoquímicos mostram que os piroclastos estão subsaturados em sílica e encontram-se nos campos dos ultrabásicos e dos foiditos no diagrama de classificação TAS. Os solos de P1 e P2 apresentam, respectivamente, horizontes A-Bi-C e A-C decapitado; e os solos de P3 e P4 apresentam horizontes AC. Os solos mostram uma matriz argilosa avermelhada e acastanhada e são friáveis com uma consistência plástica. Suas microestruturas são granulares, grãos simples e microagregados intergrãos e, os agregados mostram b-fábrica indiferenciada. Os constituintes mineralógicos da fração pó total são biotita, hematita, magnetita, ilmenita, piroxênio, olivina, haloisita, goethita, anatásio e rutilo. A fração argila é marcada pela presença de haloisita, ferrihidrita e pequenas quantidades de alofana. Todos os solos apresentaram propriedades ândicas e podem ser classificados como Andossolos não alofânicos. Além disso, as características micromorfológicas se assemelham aos Andossolos de outras ilhas vulcânicas descritas na literatura (Pico, Faial, Terceira, Canarias, Santa Fé). A predominância da haloisita na fração argila formada pela alteração do sideromelano, sugere que a alofana seria uma fase intermediária dessa rápida transformação favorecida pelas condições climáticas da IT. A geoquímica total mostrou que em todos os perfis o Al, Fe e Ti se acumulam devido a suas baixas mobilidades e o Ca, Na, K e Mg são os mais intensamente lixiviados. Os perfis localizados nas cotas mais baixas tendem a ter valores de K e Mg mais elevados no horizonte A devido a influência dos sprays salinos e a deposição de elementos químicos provenientes das regiões mais elevadas. Ti, Mn, Fe, Co, Cr, Ni, V, Zr, S foram enriquecidos nos solos de P1 e P3 devido à perda de elementos mais móveis durante o processo de formação do solo. Zn e Cu se concentram no horizonte A dos perfis P3 e P4 que apresentaram maior concentração de matéria orgânica e fragmentos de piroclastos inalterados. A lixiviação das ETRs do alto para a encosta inferior levou ao enriquecimento desses elementos, especialmente ETRs leves, no solo de baixa altitude (258 m). O perfil de alta altitude mostrou anomalias positivas de Ce devido a maior exposição ao intemperismo. This study aimed to characterize the alteration features comprising the genesis and formation of soils on pyroclasts of Trindade Island (TI), South Atlantic, Brazil, through of macromorphological, micromorphological, mineralogical and geochemical studies. Collections of samples were made at the Holocene Paredão volcano (Profile P1) and the Late Quartenary Morro Vermelho Formation (profiles P2, P3 and P4). The pyroclasts of P1 and P2 are interpreted as volcanic breccia deposit, whereas of P3 is a lapilli deposit. P4 presents fragments of rocks with mineralogical composition different from other profiles suggesting another event of deposition of pyroclastic bombs. The eruptions associated can be regarded as strombolians. The pyroclasts are dark gray in color with some altered reddish regions. Optical microscope supported by X-ray diffraction analysis revealed a mixture of biotite, goethite, ilmenite, anatase, magnetite, hematite, pyroxene, zeolites, and olivine as their main mineral components. Petrologic analysis shows sideromelane that changes to palagonite, clearly indicating a phreatomagmatic eruption. Infrared analyses in the palagonitized regions revealed the presence of halloysite, suggesting alteration of sideromelane to tubular clay minerals. Amygdales and microfractures are partially or totally filled with zeolites, which are formed by the percolation of water that reacts with the palagonite and precipitation of chemical elements of hydrothermal fluid. Iddingsite and Timagnetites occur in the fractures and edges of the olivine. The advance of the alteration towards the soil profile, leaving only relicts of olivine crystals or reaching their total transformation in the upper horizons, shows that weathering is the main process of iddingsite formation. Some Ti-magnetites are zoned with Cr-rich core and Cr-poor edge, suggesting a deep mantle origin of the magma. The diopside explain the high trace elements contents. Geochemical data show that the pyroclasts are plotting in the ultrabasic and foidites fields on the TAS classification diagram. The soils of P1 and P2 show, respectively, A-Bi-C and decapitated A-C horizons; and P3 and P4 show A-C horizons. The soil profiles show a reddish and brownish clayey matrix and are friable with a plastic consistency. Their microstructures are granular, simple grain and intergrain microaggregate and, the aggregates show undifferentiated b-fabric. The mineralogical constituents of the bulk fraction are biotite, hematite, magnetite, ilmenite, pyroxene, olivine, halloysite, goethite, anatase and rutile. The clay fraction is marked by presence of halloysite, ferrihydrite and little amounts of allophane. All soils can to be classified as non-allophanic Andosols. In addition, the micromorphological characteristics resemble to Andosols from other volcanic islands (Pico, Faial, Terceira, Canarias, Santa Fé). The predominance of halloysite in the clay fraction formed by alteration of sideromelane, suggests that allophane would be an intermediate phase of this rapid transformation favored by climate conditions of the TI. Total geochemistry showed that in all profiles Al, Fe and Ti accumulate due to their low mobility and Ca, Na, K and Mg are the most intensely leached. The profiles located at the lower quotas tend to have higher K and Mg values in A horizon due to the influence of salt sprays and the deposition of chemical elements from the higher regions. Ti, Mn, Fe, Co, Cr, Ni, V, Zr, S were enriched in soil profiles P1 and P3 due to loss of mobile elements during the soil formation process. Zn and Cu concentrate on A horizon of profiles P3 and P4 with higher concentration of organic matter and fragments of unaltered pyroclasts. Leaching of the REEs from higher to the lower slope led to the enrichment of these elements, especially the light REEs, in the low lying (258 m) soil. The high altitude profile showed Ce positive anomaly due to longer exposure to weathering. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
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