Mineralogy and geochemistry of immature lateritic crusts discriminating granitoids and Cr-Ni-bearings ultramafic rocks in southeastern Carajás

Abstract

Abstract Lateritic formations with iron crusts are very frequent in the Amazon. They, in addition to their great importance in containing a large part of the most voluminous ores (iron, manganese, bauxite and kaolin), may be valuable proxies for paleoclimatic reconstitution. In the Carajás region, the oldest lateritic formations are well represented on the high surface (plateaus) and the youngest on the low landscape. The latter have practically not yet been investigated, unlike those of the plateaus, and, considering their paleoenvironmental importance, we carried out a chemical-mineral characterization and geochemical discussion of these crusts (massive, nodular and with lithorelics) sampled in the geological domains of Canaã and Rio Maria. They were analyzed by optical microscopy, XRD, SEM/EDS and whole chemistry. The main minerals are hematite, goethite, kaolinite, quartz, in addition to chromite and possible anatase. SiO2, Fe2O3 and Al2O3 are the mains chemical constituents, consequently. These data, along with the interpretations of trace elements and rare earths, allowed us to conclude that the crusts were derived from both granitoids and mafic-ultramafic rocks (high Cr-Ni). The crusts can be well correlated to the immature lateritic profiles of the Amazon, formed during the Miocene-Pliocene and partially weathered in the Pleistocene already under hot and humid climate. Its low land terrains, suggests that after the partial denudation of the now elevated terrains of the Carajás Plateaus, exposing the rocky and saprolite under dry, sub-arid climate, and then a hot and humid climate was established in that area, promoting lateritic formation, in which the crusts represent its upper portion. Resumo Formações lateríticas com crostas ferruginosas são muito frequentes na Amazônia. Elas, além de sua importância por conterem grande parte dos minérios mais volumosos (ferro, manganês, bauxita e caulim) da região e País, podem ser valiosos registros para reconstituição paleoclimática. Na região de Carajás, as formações lateríticas mais antigas estão bem representadas nos platôs e as mais jovens nos terrenos mais baixos. Estas últimas praticamente ainda não foram investigadas, ao contrário daquelas dos platôs, e, considerando sua importância paleoambiental, esta pesquisa foi desenvolvida visando sua caracterização químico-mineral e discussão geoquímica. Amostras de crostas ferruginosas (maciças, nodulares e com litorelictos) dessa região foram coletadas nos domínios geológicos de Canaã e Rio Maria e analisadas por microscopia ótica, DRX, MEV / EDS e química total. Os principais minerais são hematita, goethita, caulinita, quartzo, além de traços de cromita e anatásio. Consequentemente, SiO2, Fe2O3 e Al2O3 são os principais constituintes químicos. Esses dados, juntamente com as interpretações de elementos traço e terras raras, nos permitiram concluir que as crostas derivaram tanto de granitóides quanto de rochas máfico-ultramáficas (alto Cr-Ni). Todas as características dessas crostas confirmaram sua relação com as formações lateríticas imaturas da Amazônia, formadas durante o Mioceno-Plioceno, parcialmente intemperizadas no Pleistoceno já sob clima quente e úmido. Sua paisagem, sugere que após a denudação parcial dos já elevados terrenos de Carajás, rochas sãs e saprólitos foram expostos sob clima seco e semiárido, sendo em seguida afetados por clima quente e úmido que promoveu a formação laterítica imatura, em que as crostas investigadas representam sua porção superior.