Influence of geochemical signature and mineralogy of granites on the pedogenesis and geochemistry of soils across a climosequence

• Main Author: SILVA, Ygor Jacques Agra Bezerra da
• Other Authors: NASCIMENTO, Clístenes Williams Araújo do
• Format: Others
• Language: English
• Published: Universidade Federal Rural de Pernambuco 2018
• Subjects: Granito; Geoquímica; Pedogênese; Mineralogia; Solo; AGRONOMIA::CIENCIA DO SOLO
• Online Access: http://www.tede2.ufrpe.br:8080/tede2/handle/tede2/7349

Submitted by Mario BC ([e-mail]) on 2018-07-20T13:43:47Z No. of bitstreams: 1 Ygor Jacques Agra Bezerra da Silva.pdf: 6841009 bytes, checksum: 05eace80554b9b314e20e7a6a100f05d (MD5) === Made available in DSpace on 2018-07-20T13:43:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ygor Jacques Agra Bezerra da Silva.pdf: 6841009 bytes, checksum: 05eace80554b9b314e20e7a6a100f05d (MD5) Previous issue date: 2016-06-16 === Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq === Granites underlie large land areas and play a key role in global weathering patterns. This study provides insights into the effects of I- and S-type granites on weathering, pedogenesis, mineralogy and soil geochemistry of major, trace and rare earth elements across a climosequence in a tropical environment. We hypothesized that soils derived from I-type granites lead to huge differences in weathering, pedogenesis, mineralogical and geochemical patterns in comparison to those derived from S-type granites. The study was carried out in Borborema Province, NE Brazil, using petrological, mineralogical, geochemical and soil standard analyses; multivariate analysis and geographic information system approaches were used to evaluate such data. In general, results showed that the highest major, trace and rare earth element concentrations in soils derived from I-type granites are related to their higher proportion of accessory minerals: allanite, titanite, apatite, amphibole and opaque minerals. Bastnaesite and monazite seems to the major sources of rare earth elements in soils derived from I- and S-type granites, respectively. Geophysical field measurements show different magnetic susceptibilities, whereby I-type granites have substantial higher magnetic properties than S-type granites. Soils originated from I-type granites are quantitatively more significant carbon pools. Multivariate statistical techniques are useful to guide and support environmental management decisions not only to understand soils variability but also to contribute to agriculture production and soil-related environmental issues. Spatial distribution maps are suitable for supportting soil fertility management and crop specific fertilization. These results highlight the following issues: i) The importance of detailed characterization of granite types to understand the weathering patterns and carbon stocks in tropical settings; ii) Granitic composition and climate-related weathering processes are soil formation key factors to understanding major, trace and rare earth element distributions in soils; iii) The geologic factor on soil formation cannot be neglected in climosequence studies aiming to allow the understanding of environmental issues such as pedogenesis, soil geochemistry and carbon stocks. In addition, our findings provide wider implications in large parts of the tropics (S-America, sub-Saharan Africa, India, SE and East Asia, Australia) which are underlying by igneous rock types including I- and S-type granites and where effective management tools are needed to increase nutrient use efficiencies for increased productivity of food, fodder and energy crops. === Os granitos são a base de grandes áreas de terra e desempenham um papel fundamental nos padrões globais de intemperismo. Este estudo fornece insights sobre os efeitos dos granitos do tipo I e S sobre o intemperismo, a pedogênese, a mineralogia e a geoquímica do solo de elementos principais, traços e terras raras, em uma escala climática em um ambiente tropical. Nossa hipótese é que os solos derivados de granitos do tipo I levam a enormes diferenças nos padrões de intemperismo, pedogênese, mineralogia e geoquímica, em comparação àqueles derivados de granitos tipo S. O estudo foi realizado na Província de Borborema, nordeste do Brasil, utilizando análises petrológicas, mineralógicas, geoquímicas e de padrões de solo; análise multivariada e abordagens do sistema de informações geográficas foram utilizadas para avaliar tais dados. Em geral, os resultados mostraram que as maiores concentrações de elementos principais, traços e terras raras em solos derivados de granitos do tipo I estão relacionadas à maior proporção de minerais acessórios: allanita, titanita, apatita, anfibólio e minerais opacos. Bastnaesita e monazita parecem ser as principais fontes de elementos terras raras em solos derivados de granitos tipo I e tipo S, respectivamente. As medições geofísicas do campo mostram diferentes susceptibilidades magnéticas, pelo que os granitos do tipo I têm propriedades magnéticas substancialmente mais altas do que os granitos do tipo S. Solos originados de granitos tipo I são conjuntos de carbono quantitativamente mais significativos. As técnicas estatísticas multivariadas são úteis para orientar e apoiar as decisões de gestão ambiental, não apenas para entender a variabilidade dos solos, mas também para contribuir para a produção agrícola e questões ambientais relacionadas ao solo. Mapas de distribuição espacial são adequados para apoiar o manejo da fertilidade do solo e adubação específica da cultura. Esses resultados destacam as seguintes questões: i) A importância da caracterização detalhada dos tipos de granito para entender os padrões de intemperismo e os estoques de carbono em ambientes tropicais; ii) A composição granítica e os processos de intemperismo relacionados ao clima são fatores-chave na formação do solo para entender as distribuições de elementos principais, traços e terras raras nos solos; iii) O fator geológico na formação do solo não pode ser negligenciado estudos de climosequência visando a compreensão de questões ambientais como pedogênese, geoquímica do solo e estoques de carbono. Além disso, nossas descobertas fornecem implicações mais amplas em grandes partes dos trópicos (América do Sul, África Subsaariana, Índia, sudeste e leste da Ásia, Austrália) que são subjacentes por tipos de rochas ígneas, incluindo granitos do tipo I e S e onde São necessárias ferramentas de gestão eficazes para aumentar as eficiências de uso de nutrientes para aumentar a produtividade de alimentos, forragem e culturas energéticas.