Caracterização da fertilidade do solo, vegetação e interação solo-planta em florestas de restinga do litoral paulista

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Hidróxidos duplos lamelares à base de escória de alto forno

Hydrotalcite like compounds (HT) were prepared by co-precipitation (Mg/Al = 3.5), using an acid solution with blast furnace slag and MgCl2.6H2O and aqueous solutions of NaOH. The following synthesis variables were investigated: temperature (30 and 45 ºC) and pH (9 and 12). Depending of the temperature two systems were observed: Mg-Al-CO3 (T = 30 ºC); Mg-Al-Cl-CO3 (T = 45 ºC). An increase in the pH of synthesis and Mg2+ concentration produced HTs well-crystallized and with greater values of all cell parameters. The study showed the potentiality of BFS in the synthesis of well-crystallized LDHs without the presence of other crystalline phases.

Avaliação da Qualidade da Água no Reservatório de Itupararanga, Bacia do Alto Sorocaba (SP)

Considerando a grande importância do Reservatório de Itupararanga para o abastecimento de água para a população da região de Sorocaba (SP), este trabalho teve como objetivo principal avaliar sua qualidade da água de acordo com os seguintes parâmetros: profundidade, condutividade elétrica, temperatura, pH, oxigênio dissolvido, Ca, K, Na, Mg, Al, Fe, Zn, Pb, Mn, Ni, alcalinidade, cloreto, nitrato, sulfato, fosfato. Além disso, as variáveis físicas e químicas foram analisadas em dois diferentes pontos de amostragem e períodos durante no ano 2007. Os resultados indicaram que o ponto de amostragem mais a montante (P1) é o mais afetado pelo uso e ocupação do solo da bacia do Alto Sorocaba e ao longo do Reservatório de Itupararanga, as concentrações da maioria dos cátions e ânions analisados diminuem a jusante, melhorando a qualidade das águas deste reservatório. Portanto, entende-se que são necessárias ações voltadas ao planejamento, diminuição da degradação ambiental e gerenciamento integrado do Reservatório de Itupararanga.

Avaliação do estado nutricional de mudas de Gonçalo Alves (Astronium Fraxinifolium)

The planting of seedlings, the establishment and maintenance of the natural regeneration process, or the combination thereof, are methods used in the recovery of degraded or disturbed environments, however, often require the addition of soil conditioners. This study aimed to evaluate the influence of conditioners, introduced in degraded soil on growth and nutritional status of Astronium fraxinifolium seedlings. To conduct the experimentation were used as degraded soil conditioner, ash from sugarcane bagasse (CZ) and macrophytes (MC), at the doses of 0, 15, 30 and 45 t ha-1 and 0, 16 and 32 t ha-1 respectively, which combined produced 12 treatments, with three replications, and for field installation, was used the experimental randomized block design. Astronium fraxinifolium (Gonçalo Alves) seedlings, native tree species in cerrado, were introduced in the experimental area and, after 12 months, were evaluated for leaf concentration of nitrogen, phosphorus, potassium, calcium, magnesium, sulfur, boron, copper, iron, manganese and zinc (N, P, K, Ca, Mg, S, B, Cu, Fe, Mn and Zn, respectively). Seedlings and adult plants of A. fraxinifolium were collected in preserved cerrado reserve were also analyzed for nutrients foliar concentration to perform a comparative analysis. The leaves collection in the preserved cerrado and experimental area, was accompanied by soil sampling (0.0 - 0,20 m deep), which was analyzed for phosphorus, OM (organic matter), pH, K, Ca, Mg, Al+H (potential acidity), Al (aluminum), Cu, Fe, Mn and Zn. The results show that the applied residues contributed to raise the foliar concentration of Cu and Fe. The foliar concentration of nutrients was higher in A. fraxinifolium seedlings from preserved cerrado, except for B, which was similar between areas, besides Cu and Fe with higher levels in the seedlings from experimental area. The combined addition of residues (MC and CZ), led to increase the plants height and diameter. This...

Dissolução redutiva de minério de ferro por Acidithiobacillus ferrooxidans para a recuperação de metais de interesse econômico

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Ethanol steam reforming over rhodium and cobalt-based catalysts: Effect of the support

The effect of support on the properties of rhodium and cobalt-based catalysts for ethanol steam reforming was studied in this work, by comparing the use of magnesia, alumina and Mg-Al oxide (obtained from hydrotalcite) as supports. It was found that metallic rhodium particles with around 2.4-2.6 nm were formed on all supports, but Mg-Al oxide led to the narrowest particles size distribution; cobalt was supposed to be located on the support, affecting its acidity. Rhodium interacts strongly with the support in the order: alumina> Mg-Al oxide > magnesia. The magnesium-containing catalysts showed low ethene selectivity and high hydrogen selectivity while the alumina-based ones showed high ethene selectivity, assigned to the Lewis sites of alumina. The Mg-Al oxide-supported rhodium and cobalt catalyst was the most promising sample to produce hydrogen by ethanol reforming, showing the highest hydrogen yield, low ethene selectivity and high specific surface area during reaction. Copyright (C) 2011, Hydrogen Energy Publications, LLC. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.

Sviluppi di catalizzatori per l'abbattimento di NOx in presenza di ossigeno

Il traffico veicolare è la principale fonte antropogenica di NOx, idrocarburi (HC) e CO e, dato che la sostituzione dei motori a combustione interna con sistemi alternativi appare ancora lontana nel tempo, lo sviluppo di sistemi in grado di limitare al massimo le emissioni di questi mezzi di trasporto riveste un’importanza fondamentale. Sfortunatamente non esiste un rapporto ottimale aria/combustibile che permetta di avere basse emissioni, mentre la massima potenza ottenibile dal motore corrisponde alle condizioni di elevata formazione di CO e HC. Gli attuali sistemi di abbattimento permettono il controllo delle emissioni da sorgenti mobili tramite una centralina che collega il sistema di iniezione del motore e la concentrazione di ossigeno del sistema catalitico (posto nella marmitta) in modo da controllare il rapporto aria/combustibile (Fig. 1). Le marmitte catalitiche per motori a benzina utilizzano catalizzatori “three way” a base di Pt/Rh supportati su ossidi (allumina, zirconia e ceria), che, dovendo operare con un rapporto quasi stechiometrico combustibile/comburente, comportano una minore efficienza del motore e consumi maggiori del 20-30% rispetto alla combustione in eccesso di ossigeno. Inoltre, questa tecnologia non può essere utilizzata nei motori diesel, che lavorano in eccesso di ossigeno ed utilizzano carburanti con un tenore di zolfo relativamente elevato. In questi ultimi anni è cresciuto l’interesse per il controllo delle emissioni di NOx da fonti veicolari, con particolare attenzione alla riduzione catalitica in presenza di un eccesso di ossigeno, cioè in condizioni di combustione magra. Uno sviluppo recente è rappresentato dai catalizzatori tipo “Toyota” che sono basati sul concetto di accumulo e riduzione (storage/reduction), nei quali l’NO viene ossidato ed accumulato sul catalizzatore come nitrato in condizioni di eccesso di ossigeno. Modificando poi per brevi periodi di tempo le condizioni di alimentazione da ossidanti (aria/combustibile > 14,7 p/p) a riducenti (aria/combustibile < 14,7 p/p) il nitrato immagazzinato viene ridotto a N2 e H2O. Questi catalizzatori sono però molto sensibili alla presenza di zolfo e non possono essere utilizzati con i carburanti diesel attualmente in commercio. Obiettivo di questo lavoro di tesi è stato quello di ottimizzare e migliorare la comprensione del meccanismo di reazione dei catalizzatori “storage-reduction” per l’abbattimento degli NOx nelle emissioni di autoveicoli in presenza di un eccesso di ossigeno. In particolare lo studio è stato focalizzato dapprima sulle proprietà del Pt, fase attiva nei processi di storage-reduction, in funzione del tipo di precursore e sulle proprietà e composizione della fase di accumulo (Ba, Mg ed una loro miscela equimolare) e del supporto (γ-Al2O3 o Mg(Al)O). Lo studio è stato inizialmente focalizzato sulle proprietà dei precursori del Pt, fase attiva nei processi di storage-reduction, sulla composizione della fase di accumulo (Ba, Mg ed una loro miscela equimolare) e del supporto (γ-Al2O3 o Mg(Al)O). E’ stata effettuata una dettagliata caratterizzazione chimico-fisica dei materiali preparati tramite analisi a raggi X (XRD), area superficiale, porosimetria, analisi di dispersione metallica, analisi in riduzione e/o ossidazione in programmata di temperatura (TPR-O), che ha permesso una migliore comprensione delle proprietà dei catalizzatori. Vista la complessità delle miscele gassose reali, sono state utilizzate, nelle prove catalitiche di laboratorio, alcune miscele più semplici, che tuttavia potessero rappresentare in maniera significativa le condizioni reali di esercizio. Il comportamento dei catalizzatori è stato studiato utilizzando differenti miscele sintetiche, con composizioni che permettessero di comprendere meglio il meccanismo. L’intervallo di temperatura in cui si è operato è compreso tra 200-450°C. Al fine di migliorare i catalizzatori, per aumentarne la resistenza alla disattivazione da zolfo, sono state effettuate prove alimentando in continuo SO2 per verificare la resistenza alla disattivazione in funzione della composizione del catalizzatore. I principali risultati conseguiti possono essere così riassunti: A. Caratteristiche Fisiche. Dall’analisi XRD si osserva che l’impregnazione con Pt(NH3)2(NO2)2 o con la sospensione nanoparticellare in DEG, non modifica le proprietà chimico-fisiche del supporto, con l’eccezione del campione con sospensione nanoparticellare impregnata su ossido misto per il quale si è osservata sia la segregazione del Pt, sia la presenza di composti carboniosi sulla superficie. Viceversa l’impregnazione con Ba porta ad una significativa diminuzione dell’area superficiale e della porosità. B. Caratteristiche Chimiche. L’analisi di dispersione metallica, tramite il chemiassorbimento di H2, mostra per i catalizzatori impregnati con Pt nanoparticellare, una bassa dispersione metallica e di conseguenza elevate dimensioni delle particelle di Pt. I campioni impregnati con Pt(NH3)2(NO2)2 presentano una migliore dispersione. Infine dalle analisi TPR-O si è osservato che: Maggiore è la dispersione del metallo nobile maggiore è la sua interazione con il supporto, L’aumento della temperatura di riduzione del PtOx è proporzionale alla quantità dei metalli alcalino terrosi, C. Precursore Metallo Nobile. Nelle prove di attività catalitica, con cicli ossidanti e riducenti continui in presenza ed in assenza di CO2, i catalizzatori con Pt nanoparticellare mostrano una minore attività catalitica, specie in presenza di un competitore come la CO2. Al contrario i catalizzatori ottenuti per impregnazione con la soluzione acquosa di Pt(NH3)2(NO2)2 presentano un’ottima attività catalitica, stabile nel tempo, e sono meno influenzabili dalla presenza di CO2. D. Resistenza all’avvelenamento da SO2. Il catalizzatore di riferimento, 17Ba1Pt/γAl2O3, mostra un effetto di avvelenamento con formazione di solfati più stabili che sul sistema Ba-Mg; difatti il campione non recupera i valori iniziali di attività se non dopo molti cicli di rigenerazione e temperature superiori ai 300°C. Per questi catalizzatori l’avvelenamento da SO2 sembra essere di tipo reversibile, anche se a temperature e condizioni più favorevoli per il 1.5Mg8.5Ba-1Pt/γAl2O3. E. Capacità di Accumulo e Rigenerabilità. Tramite questo tipo di prova è stato possibile ipotizzare e verificare il meccanismo della riduzione. I catalizzatori ottenuti per impregnazione con la soluzione acquosa di Pt(NH3)2(NO2)2 hanno mostrato un’elevata capacità di accumulo. Questa è maggiore per il campione bimetallico (Ba-Mg) a T < 300°C, mentre per il riferimento è maggiore per T > 300°C. Per ambedue i catalizzatori è evidente la formazione di ammoniaca, che potrebbe essere utilizzata come un indice che la riduzione dei nitrati accumulati è arrivata al termine e che il tempo ottimale per la riduzione è stato raggiunto o superato. Per evitare la formazione di NH3, sul catalizzatore di riferimento, è stata variata la concentrazione del riducente e la temperatura in modo da permettere alle specie adsorbite sulla superficie e nel bulk di poter raggiungere il Pt prima che l’ambiente diventi troppo riducente e quindi meno selettivo. La presenza di CO2 riduce fortemente la formazione di NH3; probabilmente perché la CO2, occupando i siti degli elementi alcalino-terrosi lontani dal Pt, impedisce ai nitriti/nitrati o all’H2 attivato di percorrere “elevate” distanze prima di reagire, aumentando così le possibilità di una riduzione più breve e più selettiva. F. Tempo di Riduzione. Si è migliorata la comprensione del ruolo svolto dalla concentrazione dell’agente riducente e dell’effetto della durata della fase riducente. Una durata troppo breve porta, nel lungo periodo, alla saturazione dei siti attivi, un eccesso alla formazione di NH3 Attraverso queste ultime prove è stato possibile formulare un meccanismo di reazione, in particolare della fase riducente. G. Meccanismo di Riduzione. La mobilità dei reagenti, nitriti/nitrati o H2 attivato è un elemento fondamentale nel meccanismo della riduzione. La vicinanza tra i siti di accumulo e quelli redox è determinante per il tipo di prodotti che si possono ottenere. La diminuzione della concentrazione del riducente o l’aumento della temperatura concede maggiore tempo o energia alle specie adsorbite sulla superficie o nel bulk per migrare e reagire prima che l’ambiente diventi troppo riducente e quindi meno selettivo.

Nuovi catalizzatori a base di idrotalcite per la sintesi di biodiesel

Abbiamo studiato una nuova classe di catalizzatori per la sintesi di biodiesel mediante transesterificazione di trigliceridi in fase liquida con metanolo. Si sono preparate diverse serie di catalizzatori rispettivamente a base di magnesio ossido e idrotalcite dispersi su allumina commerciale mesoporosa. Partendo dai medesimi precursori ottenuti tramite wet-impregnation dell’allumina con soluzioni di magnesio metossido, si sono poi seguiti differenti metodi di calcinazione. Per la creazione della fase idrotalcite si è sfruttato un processo idrotermale di dealluminazione, comunemente impiegato nella sintesi delle zeoliti. Gli spettri XRD e le analisi TPD con biossido di carbonio confermano l’avvenuta formazione delle fasi ricercate. Il confronto tra il rapporto Mg/Al superficiale (ottenuto da analisi XPS) e bulk (ottenuto da analisi SEM/EDX) suggeriscono che la formazione della fase idrotalcite è dovuta ad una reazione allo stato solido avvenuta a seguito del trattamento dei campioni con vapore ad alta temperatura. Tutti i materiali preparati si sono dimostrati essere catalizzatori attivi per la transesterificazione in fase liquida del tributirrato e del triottanoato (molecole modello per la sintesi del biodiesel) con metanolo. I catalizzatori a base di idrotalcite hanno dimostrato le migliori proprietà catalitiche.

Preparazione di catalizzatori strutturati per la reazione di ossidazione parziale del metano

Questo lavoro di tesi ha avuto come obiettivo la preparazione di catalizzatori attivi nella reazione di ossidazione parziale catalitica, CPO, del metano per produrre gas di sintesi. I catalizzatori sono stati preparati tramite sintesi elettrochimica di composti di tipo idrotalcite a base di Rh/Mg/Al utilizzando come supporto schiume metalliche costituite da FeCrAlY. L’impiego di questo tipo di supporto comporta una serie di vantaggi, dallo sviluppo del catalizzatore all’ottimizzazione del processo catalitico in termini di prestazioni catalitiche, diminuzione degli “hot spots” termici, diminuzione delle perdite di carico e costi del catalizzatore. La sintesi del catalizzatore è stata effettuata per mezzo di una cella elettrochimica innovativa, che lavora in flusso, e quindi permette la continua rigenerazione della soluzione di sintesi, a differenza di quanto avviene in una cella elettrochimica standard a singolo comparto. La precipitazione dei composti di tipo idrotalcite si ottiene grazie alla tecnica di elettrogenerazione di basi, ovvero grazie alla generazione di un pH basico all’interno della cella elettrochimica a seguito dell’applicazione di un potenziale catodico. Il pH generato è il parametro più importante e determina la natura e la qualità del materiale depositato. È sorta quindi la necessità di sviluppare un sensore potenziometrico miniaturizzato per la determinazione istantanea del pH durante la sintesi, da installare all’interno della schiuma stessa. È possibile correlare le prestazioni catalitiche dei catalizzatori sintetizzati con la cella elettrochimica in flusso, alle loro caratteristiche di morfologia superficiale ed alla composizione chimica, e confrontare le stesse prestazioni catalitiche con quelle ottenute sintetizzando i catalizzatori con la cella elettrochimica standard a singolo comparto.

Innovative processes for syngas production

The research of new advanced processes for syngas production is a part of a European project for the production of a new Gas to Liquid Process (NextGTL). The crucial points in the production of GTL process are the energy required for the air separation used in autothermal reforming or the heat required for steam reforming and the efficiency in carbon utilization. Therefore a new multistep oxy-reforming process scheme was developed at lower temperature with intermediate H2 membrane separation to improve the crucial parameter. The process is characterized by a S/C of 0.7 and O2/C of 0.21 having a smoothed temperature profile in which kinetic regime is easily obtained. Active catalysts for low temperature oxy-reforming process have been studied working at low pressure to discriminate among the catalyst and at high pressure to prove it on industrial condition. It allows the selection of the Rh as active phase among single and bimetallic VIII group metal. The study of the matrix composition and thermal treatment has been carried out on Rh-Mg/Al hydrotalcite selected as reference catalyst. The research to optimize the catalyst lead to enhanced performances through the identification of a limitation of the Rh reduction from the oxides matrix as key point to increase the Rh performances. The Rh loading have been studied to allow the catalyst scale up for pilot process in Chieti in a shape of Rh-HT on honeycomb ceramic material. The developed catalyst has enhanced methane conversion in a inch diameter monolith reactor if compared with the semi-industrial catalyst chosen in the project as the best reference.

Elettrosintesi di catalizzatori Rh-Al2O3 su schiume FeCrAl per la produzione di syngas

La preparazione di catalizzatori attivi nella reazione di ossidazione parziale catalitica del metano a base di Rh, è stata condotta utilizzando tecniche di sintesi elettrochimiche su schiume metalliche a base di FeCrAlY. Sono stati depositati precursori a base di Rh/Al (Al2O3) e successivamente comparati ai catalizzatori a base idrotalcitica Rh/Mg/Al, precedentemente studiati. La precipitazione dei composti di Al ed idrotalciti sono stati ottenute tramite la tecnica di elettrogenerazione di basi. Sono state svolte prove di Linear Sweep Voltammetry (LSV) in soluzioni di KNO3 per determinare i potenziali ai quali si ottiene la riduzione dei nitrati, individuando il potenziale di sintesi a -1,2V. Tramite la tecnica potenziostatica (CronoAmperometria, CA) è stato possibile ottenere indicazioni sulle correnti in gioco durante la riduzione dei nitrati per tutto il tempo di reazione. Sono state eseguite successivamente cronoamperometrie in soluzione di Al(NO3)3 0,06M nelle condizioni -1,2V per tempi variabili, per poter determinare il grado di ricoprimento e l’adesione dei rivestimenti in ossoidrossido di alluminio su differenti supporti, partendo da geometrie semplici, come lamine metalliche in lega FeCrAlY, e passando mano a mano a geometrie più complesse, come fibre metalliche e schiume dello stesso materiale. La sintesi dei precursori catalitici è stata ottenuta su schiume di FeCrAlY in cronoamperometria utilizzando come specie in soluzione i nitrati dei metalli da depositare sottoforma di osso idrossidi. la sintesi viene effettuata successivamente su una cella in flusso più innovativa che da risultati migliori sia di ricoprimento che sulle percentuali di Rh depositato. Le schiume ottenute sono state successivamente caratterizzate, tramite analisi SEM-EDS, per poi essere calcinate a 900°C e provate, per determinarne l’attività nella reazione di ossidazione parziale catalitica del metano ad una temperatura di 750°C.

Spatial heterogeneity of soil nutrients and plant species in herb-dominated communities of contrasting land use

Recent interest in spatial pattern in terrestrial ecosystems has come from an awareness of theintimate relationship between spatial heterogeneity of soil resources and maintenance of plant species diversity. Soil and vegetation can vary spatially inresponse to several state factors of the system. In this study, we examined fine-scale spatial variability of soil nutrients and vascular plant species in contrasting herb-dominated communities (a pasture and an oldfield) to determine degree of spatial dependenceamong soil variables and plant community characteristics within these communities by sampling at 1-m intervals. Each site was divided into 25 1-m 2 plots. Mineral soil was sampled (2-cm diameter, 5-cm depth) from each of four 0.25-m2 quarters and combined into a single composite sample per plot. Soil organic matter was measured as loss-on-ignition. Extractable NH4 and NO3 were determined before and after laboratory incubation to determine potential net N mineralization and nitrification. Cations were analyzed using inductively coupled plasma emission spectrometry. Vegetation was assessed using estimated percent cover. Most soiland plant variables exhibited sharp contrasts betweenpasture and old-field sites, with the old field having significantly higher net N mineralization/nitrification, pH, Ca, Mg, Al, plant cover, and species diversity, richness, and evenness. Multiple regressions revealedthat all plant variables (species diversity, richness,evenness, and cover) were significantly related to soil characteristics (available nitrogen, organic matter,moisture, pH, Ca, and Mg) in the pasture; in the old field only cover was significantly related to soil characteristics (organic matter and moisture). Both sites contrasted sharply with respect to spatial pattern of soil variables, with the old field exhibiting a higher degree of spatial dependence. These results demonstrate that land-use practices can exert profound influence on spatial heterogeneity of both soil properties and vegetation in herb-dominated communities.

Chemical Composition of Fresh Snow from Glaciar Marinelli, Tierra Del Fuego, Chile

A fresh-snow sampling campaign was conducted during the late austral summer of 2006 in the accumulation zone of Glaciar Marinelli, located in the Cordillera Darwin, Tierra del Fuego, Chile. Snow samples were analyzed for stable isotopes (delta(18)O, major soluble ions (Na', K', Ca, Mg, a NO(3)(-), SO(4)(2-), MS(-)) and major and trace elements (Na, Mg, Al, Fe, Ca, Sr, Cd, Cs, Ba, La, Ce, Pr, Dy, Ho, Er, Bi, U, As, Ti, V, Cr, Mn). The dominance of marine chemistry resembles that in studies from Patagonian glaciers. Snow chemistry was dominantly loaded by marine species (Cl(-), Na(+) and ssSO(4)(2-)), while contributions of crustal species (e.g. Al and Fe) were very low. Empirical orthogonal function analysis suggests two possible dust sources, one represented by Al and Fe and the other by La, Ce and Pr. Enrichment-factor calculations suggest the majority of elements are within average upper-crustal ratios, but major enrichments of Bi and Cd (hundreds of times) suggest possible anthropogenic sources. Linear correlation of delta(18)O and barometric pressure (r = 0.60, p < 0.007) suggests a potential 'amount effect' relationship between depleted delta(18)O ratios and stronger storm conditions (e.g. greater precipitation). The snow-chemistry records from Glaciar Marinelli are the first measured in Tierra del Fuego, the southernmost glaciated region outside Antarctica.

Prismatine and Ferrohogbomite-2N2S in Granulite-Facies Fe-Oxide Lenses in the Eastern Ghats Belt at Venugopalapuram, Vizianagaram District, Andhra Pradesh, India: Do Such Lenses Have a Tourmaline-Enriched Lateritic Precursor?

Fluorine-rich prismatine, (square,Fe,Mg)(Mg,Al,Fe)(5)Al-4(Si,B,Al)(5)O-21(OH,F), with F/(OH+F) = 0.36-0.40 and hercynite are major constituents of a Fe-Al-B-rich lens in ultrahigh-temperature granulite-facies quartz-sillimanite-hypersthene-cordierite gneisses of the Eastern Ghats belt, Andhra Pradesh, India. Hemo-ilmenite. sapphirine, magnetite, biotite and sillimanite are subordinate. Lithium, Be and B are concentrated in prismatine (140 ppm Li, 170 ppm Be, and 2.8-3.0 wt.% B2O3). Another Fe-rich lens is dominantly magnetite, which encloses fine-grained zincian ferrohogbomite-2N2S, (Fe2+ Mg,Zn,Al)(6) (Al,Fe3+,Ti)(16)O-30(OH)(2), containing minor Ga2O3 (0.30-0.92 wt.%). Fe-Al-B-rich lenses with prismatine (or kornerupine) constitute a distinctive type of B-enrichment in granulite-facies rocks and have been reported from four other localities worldwide. A scenario involving a tourmaline-enriched lateritic precursor affected by dehydration melting is our preferred explanation for the origin of the Fe-Al-B-rich lenses at the five localities. Whole-rock analyses and field relationships at another of these localities, Bok se Puts, Namaqualand, South Africa, are consistent with this scenario. Under granulite-facies conditions, tourmaline would have broken down to give korner-upine-prismatine ( other borosilicates) plus a sodic melt containing H2O and B. Removal of this melt depleted the rock in Na and B, but the formation of ferromagnesian borosilicate phases in the restite prevented total loss of B.

Geochemistry of Cenozoic sediments from the central Artic Ocean

Integrated Ocean Drilling Program (IODP) Expedition 302 (Arctic Coring Expedition, ACEX) recovered a unique sediment record from the central Arctic Ocean, revealing that this region underwent major environmental fluctuations since the Late Cretaceous. Major and trace element composition of 1,300 samples were determined using X-ray fluorescence (XRF). The results show significant compositional variability of the sediments with depth that can be attributed to changes in (a) provenance and pathways of detrital material, (b) paleoenvironmental conditions and depositional processes, and (c) diagenetic overprint of the primary record. In addition to existing lithological units, we introduce new geochemical units for a more process-related approach interpreting the ACEX record. In detail, via the geochemical signature of Siberian flood basalts we are able to reconstruct the discontinuous rifting and deepening of the central Lomonosov Ridge during the Paleogene, accompanied by changing current regimes and the onset of sea ice. Eocene biosiliceous sedimentation took place in a relatively shallow setting under predominantly anoxic bottom water conditions, causing a positive anoxia-productivity feedback, although water column stratification was repeatedly interrupted by ventilation events. Anoxic to sulfidic conditions were even more extreme after biosilica production ceased, and significant amounts of pyrite were deposited on the Lomonosov Ridge. Especially in organic matter-rich Paleogene deposits, diagenetic processes obscured the paleoenvironmental signals. Fundamental environmental changes occurred in the Middle Eocene, but geochemical and micropaleontological proxies point not to the identical sediment depth. After approximately 26 Ma of non-deposition or erosion, the Middle Miocene record shows the transition to dominantly oxic bottom water conditions, although suboxic diagenesis seemingly affected these deposits.