Genesis of soils from bauxite in southeastern Brazil : resilication as a soil-forming process.

Pedological studies using X-ray diffraction (XRD), X-ray fluorescence (XRF), optical microscopy, and scanning electron microscopy (SEM-EDS) showed a Xanthic Ferralsol formed from the degradation of bauxite on a slope in the Caparaó region, in southeastern Brazil. We found a decrease in the number and size of bauxite fragments toward the top of the profiles, bauxite fragments that were more degraded at the top of the profiles, transformation of gibbsite into kaolinite, and absolute enrichment in silicon in the mass balance. These indicators suggest that resilication could be the major process responsible for formation of the soil; detailed studies are needed to verify the origin of the silica. The reintroduction of silica into the system occurs by the biogeochemical cycling of vegetation and, in some cases, water table fluctuations, highlighting the role of resilication as a soil-forming process in bauxite-derived soils

Filling Materials in Brittle Structures as Indicator of Cenozoic Tectonic Events in Southeastern Brazil

The filling materials in brittle structures can provide useful information about the Cenozoic evolution developed over proterozoic terrains. When these materials are affected by faults, they record deformation phases that can be determined chronologically and, in the occurrence of lateritic materials, it is possible to infer the paleoenvironmental conditions during the mineral formation. This work aimed to identify crystalline phases of brittle structure filling materials and to propose evolutionary interpretations for Cenozoic tectonic reactivation based on literature data. The study area is located in the Southern part of the Espírito Santo State, near the Brazilian Southeastern Continental Margin, where proterozoic geological structures have been reactivated since the mesozoic rift phase, up to the Holocene. The mineral assemblage found in the filling materials includes primary minerals such as quartz, muscovite, microcline, rutile, titanite, and bannisterite; and the weathering minerals such as kaolinite, illite, hematite, goethite, hydrobiotite, lithiophorite and, birnessite. The mineralogical association found in the filling materials denotes the action of fluid phases with mineral precipitation at the brittle discontinuities during the weathering processes that occurred during the Cenozoic, probably between the Miocene and the Pleistocene. The faults, which striations are marked on the filling materials, originated after (in the case of the manganese oxides) or during (in the case of the illite) the mineral formation, indicating that the maximum age of these faults is in the Miocene. The origin of the brittle structures that affected the filling materials studied here is linked to the uplifting of the Continental Brazilian Margin, when ancient geological structures were reactivated as normal faults due to the local action of an extensional regime.The filling materials in brittle structures can provide useful information about the Cenozoic evolution developed over proterozoic terrains. When these materials are affected by faults, they record deformation phases that can be determined chronologically and, in the occurrence of lateritic materials, it is possible to infer the paleoenvironmental conditions during the mineral formation. This work aimed to identify crystalline phases of brittle structure filling materials and to propose evolutionary interpretations for Cenozoic tectonic reactivation based on literature data. The study area is located in the Southern part of the Espírito Santo State, near the Brazilian Southeastern Continental Margin, where proterozoic geological structures have been reactivated since the mesozoic rift phase, up to the Holocene. The mineral assemblage found in the filling materials includes primary minerals such as quartz, muscovite, microcline, rutile, titanite, and bannisterite; and the weathering minerals such as kaolinite, illite, hematite, goethite, hydrobiotite, lithiophorite and, birnessite. The mineralogical association found in the filling materials denotes the action of fluid phases with mineral precipitation at the brittle discontinuities during the weathering processes that occurred during the Cenozoic, probably between the Miocene and the Pleistocene. The faults, which striations are marked on the filling materials, originated after (in the case of the manganese oxides) or during (in the case of the illite) the mineral formation, indicating that the maximum age of these faults is in the Miocene. The origin of the brittle structures that affected the filling materials studied here is linked to the uplifting of the Continental Brazilian Margin, when ancient geological structures were reactivated asnormal faults due to the local action of an extensional regime

GEOTHERMOBAROMETRY OF GRANULITES OF THE JUIZ DE FORA COMPLEX AND THE ANDRELÂNDIA GROUP IN THE REGION OF ABRE CAMPO AND MANHUAÇU, MINAS GERAIS, BRAZIL

Granulitos máficos e félsicos ortoderivados do Complexo Juiz de Fora e granulitos aluminosos paraderivados do Grupo Andrelândia são encontrados na região de Abre Campo e Manhuaçu, estado de Minas Gerais. As rochas orto- e paraderivadas estão tectonicamente intecaladas como resultado da edificação do Orógeno Araçuaí de idade Neoproterozóica. Os granulitos máficos são formados pela associação mineral plagioclásio + ortopiroxênio + clinopiroxênio ± hornblenda. Os granulitos félsicos são compostos por plagioclásio + quartzo + biotita ± feldspato potássico ± ortopiroxênio ± granada. A associação mineral dos granulitos aluminosos é dada por plagioclásio + quartzo + granada + biotita ± feldspato potássico ± sillimanita. Os cálculos utilizando a geotermobarometria convencional e o programa THERMOCALC resultaram em temperaturas entre 748°C e 870°C e pressões entre 5,7 kbar e 7,5 kbar para o metamorfismo de fácies granulito que gerou essas rochas durante o desenvolvimento do Orógeno Araçuaí. A ocorrência local de foliação milonítica e de porfiroclastos fortemente deformados é provavelmente associada ao estágio de exumação ao longo de zonas de cisalhamento Neoproterozóicas, como as de Manhuaçu e de Abre Campo, durante o colapso gravitacional do Orógeno Araçuaí

Geotermobarometria de granulitos do complexo Juiz de Fora e do grupo Andrel?ndia na regi?o de Abre Campo e Manhua?u, Minas Gerais, Brasil.

Granulitos m?ficos e f?lsicos ortoderivados do Complexo Juiz de Fora e granulitos aluminosos paraderivados do Grupo Andrel?ndia ocorrem na regi?o de Abre Campo e Manhua?u, estado de Minas Gerais. As rochas orto- e paraderivadas est?o tectonicamente intercaladas como resultado da edifica??o do Or?geno Ara?ua? de idade neoproterozoica. Os granulitos m?ficos s?o formados pela associa??o mineral plagiocl?sio + ortopirox?nio + clinopirox?nio ? hornblenda. Os granulitos f?lsicos s?o compostos por plagiocl?sio + quartzo ? feldspato pot?ssico ? ortopirox?nio ? granada. A associa??o mineral dos granulitos aluminosos ? dada por plagiocl?sio + quartzo + granada + biotita ? feldspato pot?ssico ? sillimanita. Os c?lculos utilizando a geotermobarometria convencional e o programa THERMOCALC resultaram em temperaturas entre 748 ?C e 870 ?C e press?es entre 5,7 kbar e 7,5 kbar para o metamorfismo de f?cies granulito que gerou essas rochas durante o desenvolvimento do Or?geno Ara?ua?. A ocorr?ncia local de folia??o milon?tica e de porfiroclastos intensamente deformados ? associada a reativa??o das zonas cisalhamento Manhua?u e Abre Campo durante o escape lateral da por??o sul do or?geno. Esse est?gio ? caracterizado pelo desenvolvimento de grandes zonas de cisalhamento transcorrentes dextrais. A exuma??o dos granulitos do Complexo Juiz de Fora e do Grupo Andrel?ndia est? relacionada ao colapso gravitacional do Or?geno Ara?ua?.Mafic and felsic ortho-derived granulites of the Juiz de Fora Complex and para-derived aluminous granulites of the Andrel?ndia Group occur in the Abre Campo and Manhua?u regions, state of Minas Gerais. The ortho- and para-derived rocks are tectonic intercalated as result of the edification of the neoproterozoic Ara?ua? Orogen. The mafic granulites are formed by the mineral assemblage of plagioclase + orthopyroxene + clinopyroxene ? hornblende. The felsic granulites are composed of plagioclase + quartz + potassium feldspar ? orthopyroxene ? garnet. The mineral assemblage of the aluminous granulites is plagioclase + quartz + garnet + biotite ? potassium feldspar ? sillimanite. Calculations using conventional geothermobarometry and the THERMOCALC software resulted in temperatures between 748 ?C and 870 ?C and pressures between 5.7 kbar and 7.5 kbar for the granulite facies metamorphism related to the development of the Ara?ua? Orogen. The local presence of a mylonitic foliation as well as of intensily deformed porphyroclasts is associated to the reactivation of shear zones as those of Manhua?u and Abre Campo during southward escape of orogen. This stage is characterized for development of large dextral shear zones. The exhumation of granulites of Juiz de Fora Complex and Andrelandia Group are related to the gravitational collapse of the Ara?ua? Orogen

Genesis of closed depressions in slopes associated with the aluminous duricrust in the south region of Capara? Ridge, Minas Gerais/Espirito Santo.

A origem das depress?es fechadas associadas ? cobertura later?tica aluminosa nos topos dos morros e ao longo das vertentes na regi?o de Espera Feliz, MG, divisa com Esp?rito Santo, foi pesquisada atrav?s de um levantamento geof?sico da cobertura pedol?gica associado ?s an?lises morfol?gicas (macro e micro) de perfi s de solos. O levantamento geof?sico por GPR, realizado em 2 se??es ao longo de uma vertente, abrangeu duas depress?es consecutivas e foi seguido do levantamento sistem?tico da cobertura pedol?gica por meio da abertura de 5 perfi s (N1, L1, L2, N2 e L3). Foram coletadas amostras deformadas para an?lises f?sicas, mineral?gicas e qu?micas e amostras indeformadas para an?lise micromorfol?gica. No interior das depress?es fechadas foi identifi cado o Neossolo Lit?lico h?mico t?pico e entre as depress?es ocorre o Latossolo Vermelho Amarelo distr?fi co h?mico. A an?lise lateral realizada pelo GPR e a interpreta??o conjunta dos atributos da cobertura revelam um sistema pedol?gico cont?nuo do topo a base da vertente. As diferen?as morfol?gicas que levam a exist?ncia de distintas classes de solos traduzem, neste contexto, a evolu??o pedogeomorfol?gica da vertente e consequente g?nese das depress?es, o que teria ocorrido de maneira distinta ao modelo de subsid?ncia por lixivia??o geoqu?mica, mais amplamente conhecido. Dois momentos s?o reconhecidos: i) a origem de uma cobertura latoss?lica relacionada ao avan?o vertical da degrada??o da bauxita e ? bioturba??o sob condi??es clim?ticas ?midas e ii) remo??o de partes dessa cobertura em condi??es clim?ticas (possivelmente ?ridas) posteriores.The origin of the closed depressions associated with the aluminous duricrust occurring on the tops of the hills and along the hillslope in the region of Espera Feliz city, Minas Gerais state, bordering the Esp?rito Santo state, was investigated through a geophysical survey of soil cover associated with the morphological analysis (macro and micro) in soil profi les. Geophysical survey by GPR held in two sections along a slope, covered two consecutive depressions and was followed by systematic survey of soil cover through the opening 5 profi les (N1, L1, L2, N2 and L3), where deformed samples were collected for chemical, physical and mineralogical analysis and undisturbed samples for micromorphological analysis. Humic Neosols were found inside the closed depressions and Humic Ferralsols were found between the closed depressions. The side analysis performed by GPR and the joint interpretation of the soil properties reveals a persistent pedological system from top to bottom of the slope. So the morphological diff erences that would lead to consider two soil classes are related to the occurency of mass moviments. The origin of the horizon (Bw and A) are related to the vertical advance of bauxite degradation conducted by bioturbation. The aluminous duricrust and its transformation into soil are understood as preceding stages of erosive features formation. Thus, the bauxite in the region would have formed under hot and humid weather conditions and removing parts of the cover in later dry weather conditions

O Efeito do Microfissuramento no Desenvolvimento de Patologias em Rochas Ornamentais: O Exemplo dos Granitos Branco Viena e Branco Itaúnas

O objetivo do presente estudo foi o de investigar as causas das patologias (pequenos pontos acastanhados) que surgem nos granitos Branco Viena e Branco Itaúnas durante ou logo após o seu desdobramento em chapas, o que afeta a sua comercialização. Para tanto, estes materiais foram analisados quanto a suas propriedades físicas, químicas e mineralógicas. Os resultados revelaram diferenças marcantes na densidade, abertura e padrão de distribuição de microfissuras entre os dois materiais, bem como na porosidade aparente, absorção d’água e velocidade de propagação de ondas ultrassônicas. Os dados revelaram que as patologias são causadas pelo microfissuramento dos materiais, sendo este efeito mais pronunciado no granito Branco Itaúnas. Os pontos acastanhados (óxido de Fe) são o produto da alteração química (acelerada) de cristais de granada (Almandina)

Gênese e evolução mineralógica, micromorfológica e geoquímica da bauxita de Espera Feliz, MG.

Esse trabalho tem como principal objetivo o estudo da evolução macromorfológica, mineralógica, micromorfológica e geoquímica da ocorrência de bauxita próxima à cidade de Espera Feliz, no extremo sul da Serra do Caparaó. A pesquisa foi desenvolvida em uma única vertente, cuja morfologia é caracterizada por diversas cavidades decorrentes de feições de escorregamento. Após o levantamento macromorfológico de dois perfis de alteração, expostos em uma cascalheira, e de 10 perfis de sondagem a trado, em que foram definidas e amostradas as diferentes fácies de alteração, procedeu-se as análises laboratoriais. Estas incluíram análises petrológicas e micromorfológicas ao microscópio óptico; mineralógicas por difração de raios X; geoquímicas por fluorescência de raios X; morfológicas e microquímicas em microscópio eletrônico de varredura acoplado com EDS e em microssonda eletrônica. O manto de alteração se desenvolve sobre rochas charnockíticas com enclaves máficos da Suíte Caparaó. As modificações da rocha devido aos agentes do intemperismo iniciam-se com a formação de um córtex de alteração incipiente onde as soluções encontram as primeiras descontinuidades caracterizadas, principalmente, por microfissuras. O ferro, exsudado dos minerais ferromagnesianos, precipita em vazios interminerais e intraminerais. A alteração incipiente evolui para o córtex interno onde o plagioclásio, por alitização direta, se altera em gibbsita, os ferromagnesianos iniciam a formação de boxworks goethíticos com núcleos cauliníticos e o ortoclásio inicia a transformação indireta para gibbsita, formando uma fase intermediária de illita e caulinita. No córtex externo restam principalmente remanescentes de ortoclásio, envolvidos por gibbsita e goethita na forma de alteromorfos, que se reproduzido no manto de alteração formará um horizonte bauxítico isalterítico. No manto de alteração foram identificados 3 horizontes: i) horizonte argiloso caulinítico, ii) horizonte bauxítico e iii) sólum. Em um perfil, designado perfil A, o horizonte argiloso é constituído pela fácies isalterita caulinítica; o horizonte bauxítico pelas fácies bauxita isalterítica, bauxita laminar e bauxita fragmentada. O horizonte argiloso é formado devido a limitação da atuação do processo de alitização, provavelmente pela presença de um enclave máfico. O segundo perfil, designado perfil B, o horizonte argiloso é constituído por uma fácies aloterítica caulinítica e o horizonte bauxítico é formado essencialmente pelas fácies bauxita laminar desorientada e bauxita fragmentada, devido a sua mobilização e degradação. Estes horizontes, com as respectivas fácies, mostram correlação com os furos de sondagem situados na mesma vertente. A morfologia da vertente e as fácies estão diretamente relacionadas, na borda da vertente, onde não há depressões causadas por escorregamentos ocorrem as fácies sem evidências de remobilização (bauxita isalterítica e bauxita laminar). Já, a jusante das cavidades, os perfis apresentam uma fácies de argila aloterítica sobreposta por um espesso horizonte de bauxita fragmentada onde os fragmentos de diferentes fácies encontram-se em condições de instabilidade química. Regionalmente, a geomorfologia da área apresenta sucessivas corredeiras e meandros abandonados em cotas mais altas que o curso do rio atual evidenciando uma reativação tectônica, com um importante soerguimento, provavelmente no Oligoceno, seguido por um abatimento de blocos e erosão. No Mioceno, período mais estável e com clima quente e úmido, formou-se o manto de alteração bauxítico. Posteriormente, no Plioceno, período árido, ocorreu a exposição da bauxita e os escorregamentos na vertente, formando as cavidades e, consequentemente, as fácies bauxíticas remobilizadas situadas à jusante das mesmas.The main purpose of this work is to characterize the macromorfological, mineralogical, geochemical and micromorphological evolution of the bauxite close to the Espera Feliz city, at the southern edge of the Caparaó Ridge. The research was conducted in a slope, morphologically characterized by several cavities resulted from landslide features. The alteration facies were identified and sampled, for the laboratory analysis, after the macromorfological description of two representative alteration profiles and 10 auger boreholes. The laboratory analysis included petrological and micromorphological study by optical microscope; mineralogical characterization by X-ray difraction; geochemical analysis by X-ray fluorescence; micromorphological and microchemistry analysis by scanning electron microscopy coupled with EDS and microprobe. The alteration surface developed over charnockitic rocks with mafic enclaves from the Caparaó Suite. The rock modifications begin with the formation of an horizon of incipient alteration due to the percolation of weathering solutions in the discontinuities, mainly characterized by micro-fissures. The iron exuded from ferromagnesian minerals, precipitate in the inter-minerals and intra-minerals voids. The horizon of incipient alteration evolves into an inner cortex where the plagioclase, changes in gibbsite by direct alitisation, the ferromagnesian minerals initiate the formation of goethitics boxworks with kaolinitics cores and the orthoclase initiates indirect transformation to gibbsite, forming an intermediate phase of illite and kaolinite. In the outer cortex remain mostly traces of orthoclase, surrounded by goethite and gibbsite as alteromorphics that can be related to the isalteritic bauxitic horizon from the alteration surface. In the alteration surface were identified 3 horizons: i) kaolinitic clay horizon, ii) bauxitic horizon, iii) solum. The profile A, is constituted from the bottom to the top by a clayey horizon that is characterized by kaolinitic isalteritic facies; a bauxitic horizon that is constituted of an isalteritic bauxite facies, a laminar bauxite and a fragmented bauxite. The kaolinitic clay horizon was formed because the action of the alitisation process was limited by the presence of a mafic enclave. The second profile, profile B, the clayey horizon is constituted by a kaolinitic aloteritic facies and the bauxitic horizon is essentially formed by the laminar disoriented bauxite facies and fragmented bauxite facies, due to its mobilization and degradation. All these horizons, with the respective facies, show correlation with the auger boreholes located on the same slope. The slope morphology and the facies are directly related. On the edge the slope, where there are no depressions caused by landslides, the facies occur without evidence of remobilization (laminar bauxite and isalteritic bauxite). Downstream of the cavities, the profiles have a clay aloteritic facies overlapped by a thick fragmented bauxite horizon where fragments of different facies are in conditions of chemical instability. Regionally, the geomorphology of the area shows consecutive waterfalls and meanders at higher altitudes than the river current, showing a tectonic reactivation, with a major uplift, probably in the Oligocene, followed by a block abatement and erosion. In the Miocene, period more tectonically stable and with warm and humid climate, formed the bauxitic alteration surface. Later, in the arid period of the Pliocene, the bauxite was exposure, contributed to the landslide in the slope, forming cavities and, consequently, the mobilized bauxite facies located downstream of them

Mineralogical, micromorphological and geochemical evolution of the facies from the bauxite deposit of Barro Alto, Central Brazil.

The hydrolytic alteration of anorthosite fromthe Barro Alto StratiformMafic–Ultramafic Complex (Central Brazil) caused the formation of an isalteritic bauxite. Petrological studies using X-ray diffraction (XRD),X-ray fluorescence (XRF), mass balance calculation and micromorphological description via optical microscopy were undertaken to understand the evolution of the bauxitic massif. The results suggest the transformation of the isalteritic bauxite (F1) into varied alteration facies and their filiations as follows: the formation of semi-compact massive bauxite (F2) and compact massive bauxite (F3) by the recrystallisation of gibbsite filing voids, resulting in enriched absolute aluminium (9 and 25%, respectively); the formation of laminar bauxite (F4) and fragmentary bauxite (F5), which is associated with different types of fragmented massive duricrust, such as those formed by mechanical (root activity, tectonics, etc.) and geochemical (dissolution of gibbsite, kaolinite neoformation, etc.) processes; the formation of palaeopediment bauxite (F6); the formation of degraded clay with gibbsitic nodules (F7), which is associated with the resilicification process by the oscillation of the water table caused by changes in the shapes of slopes and the cycling of silica by vegetation. Isalteritic clay (F8) facies directly derived fromthe anorthosite are also found. The relationship between the facies reflects the polygenetic evolution of the bauxitic massif

GÊNESE DE DEPRESSÕES FECHADAS EM VERTENTES ASSOCIADAS À COURAÇA ALUMINOSA NA PORÇÃO SUL DA SERRA DO CAPARAÓ, MINAS GERAIS/ESPIRITO SANTO

A origem das depressões fechadas associadas à cobertura laterítica aluminosa nos topos dos morros e ao longo das vertentes na região de Espera Feliz, MG, divisa com Espírito Santo, foi pesquisada através de um levantamento geofísico da cobertura pedológica associado às análises morfológicas (macro e micro) de perfis de solos. O levantamento geofísico por GPR, realizado em 2 seções ao longo  de uma vertente, abrangeu duas depressões consecutivas e foi seguido  do levantamento sistemático da cobertura pedológica por meio da abertura de 5 perfis (N1, L1, L2, N2 e L3). Foram coletadas amostras deformadas para análises físicas, mineralógicas e químicas e amostras indeformadas para análise micromorfológica. No interior das depressões fechadas foi identificado o Neossolo Litólico húmico típico e entre as depressões ocorre o Latossolo Vermelho Amarelo distrófico húmico. A análise lateral realizada pelo GPR e a interpretação conjunta dos atributos da cobertura revelam um sistema pedológico contínuo do topo a base da vertente. As diferenças morfológicas que levam a existência de distintas classes de solos traduzem, neste contexto, a evolução pedogeomorfológica da vertente e consequente gênese das depressões, o que teria ocorrido de maneira distinta ao modelo de subsidência por lixiviação geoquímica, mais amplamente conhecido. Dois momentos são reconhecidos: i) a origem de uma cobertura latossólica relacionada ao avanço vertical da degradação da bauxita e à bioturbação sob condições climáticas úmidas e ii) remoção de partes dessa cobertura em condições climáticas (possivelmente áridas) posteriores.</p