Os fragmentos de cerâmica arqueológica como fonte potencial de fertilidade dos solos TPA

Os solos tipo Terra Preta Arqueológica (TPA) são reconhecidos por sua elevada fertilidade, em forte contraste com os solos pobres da Amazônia. Esta fertilidade parece persistir mesmo após o seu uso intensivo na agricultura. As TPA são geralmente ricas em fragmentos cerâmicos, importantes registros de que estão interligados com ocupação humana na Préhistória. Muitos estudos se concentraram sobre os aspectos estilísticos das vasilhas cerâmicas representativas desses fragmentos, e mais restritamente são motivos de estudos de caracterização químico-mineral, para identificação de matéria prima, procedência, tecnologia, e principalmente a origem do seu conteúdo em P, variado e relativamente elevado. Esses teores de P estão representados por fosfatos de alumínio, em geral, amorfos a variscitaestrengita, e sua origem é creditada ao uso das vasilhas para o preparo de alimentos. Embora já aventado a possibilidade de que estes fragmentos possam responder pela a fertilidade continuada destes solos, estudos experimentais não foram realizados para demonstrar a potencial contribuição destes fragmentos para reconhecida fertilidade das TPA. O presente trabalho demonstra esta possibilidade, e para atingir este fim foram selecionados fragmentos de três sítios arqueológicos com características distintas situados em diferentes porções da Amazônia: Monte Dourado 1 (Almeirim-PA), Jabuti (Bragança-PA) e Da Mata (São José de Ribamar-MA). Inicialmente 325 fragmentos cerâmicos foram descritos mesoscopicamente e submetidos à caracterização mineralógica e química por DRX; microscopia óptica; TG-ATD; IV-FT; MEV-SED; ICP-MS e ICP-OES; adsorção gasosa; medidas dos parâmetros de fertilidade; e ensaios de dessorção de P. Com estes dados objetivou-se identificar matérias primas, processos produtivos, modificações ocorridas durante o uso e após o descarte, e desta forma avaliar as possíveis contribuições destes fragmentos a fertilidade das TPA. A hipótese de contaminação por nutrientes provindos dos alimentos durante o uso das vasilhas para preparação de alimentos foi comprovada através de experimento em laboratório simulando condições de cozimento, onde foi avaliada a incorporação de cálcio e fósforo em panelas cerâmicas similares as arqueológicas. Os resultados mostram que os antigos povos ceramistas utilizaram matérias primas dos arredores de seus sítios. A composição em termos de uma matriz com metacaulinitica e quartzo, por vezes muscovita é comum a todos os fragmentos, indicando matéria prima rica em caulinita e quartzo, fundamental para produção das vasilhas. A metacaulinita sugere que a queima ocorreu em torno de 550°C. Por outro lado, adições de antiplásticos distintos promoveram diferenças químicas e mineralógicas fazendo com que os fragmentos no seu todo divirjam entre si: os do sítio Da Mata se caracterizam pelo emprego exclusivo de cariapé, em Monte Dourado 1 o cariapé com rochas trituradas de mineralogia complexa, e no Jabuti conchas por vezes cariapé. Fosfatos amorfos são comuns a todos os sítios, embora em teores distintos, sendo que fosfatos de alumínio cristalinos tipo crandallitagoyazita foram encontrados apenas no Jabuti e fosfatos de Fe-Mg-Ca, a segelerita, em Monte Dourado 1. Os fosfatos amorfos e a crandallita-goyazita foram interpretados como indicadores de uso das vasilhas representativas dos fragmentos para preparação de alimentos, enquanto a segelerita uma neoformação ocorrida após o sítio ter sido submetido às condições hidromórficas, que persistem até atualidade. Em termos das concentrações de P, nos fragmentos do sítio Da Mata estão as menores, em média, 1,04% de P₂O₅ que assemelham-se a maioria dos fragmentos já investigados, enquanto os do Jabuti são os mais elevados (em média, 7,75%) já conhecidos, e nos do Monte Dourado 1 são, em média, 2,23% . É provável que os altos teores de P, Ca e Sr sejam provenientes da dieta alimentar a base de mariscos, como demonstra a riqueza em conchas nos fragmentos. Os teores elevados de Ca em Monte Dourado 1 refletem a presença de labradorita no antiplástico. A fertilidade potencial dos fragmentos cerâmicos é nitidamente superior a dos solos TPA quando analisados sem os fragmentos. Portanto é plausível se supor que os fragmentos podem ser fonte dos macronutrientes e micronutrientes. Isto foi comprovado através dos ensaios que comprovara a dessorção de P, a qual ocorre de forma lenta, um aspecto muito importante para reforçar a persistência da fertilidade. Essa dessorção é mais bem descrita pelo modelo de Freundlich que sugere interações entre os íons adsorvidos. O experimento que simulou condições de cozimento mostrou que o Ca e o P podem ser adsorvidos tanto nas paredes quanto nas tampas das panelas cerâmicas, porém concentrações mais elevadas são evidenciadas nas paredes. Embora o Ca tenha sido adsorvido não foi identificada uma fase seja ela amorfa ou cristalina contendo este elemento, provavelmente porque o tempo não foi suficiente. Porém quanto ao P, a adsorção ocorreu, e já a partir de 600 h formou-se variscita, um fosfato de alumínio, nas paredes das panelas. Portanto os fosfatos de alumínio podem se formar ainda nas vasilhas cerâmicas durante o preparo de alimento por cozimento, assim, sua presença nas das vasilhas cerâmicas se constitui, em um importante indicador de uso das mesmas para o cozimento de alimentos e seus fragmentos nos solos são fonte potencial importante de fertilidade.

Geologia, mineralogia e geoquímica dos fosfatos de Sapucaia (Bonito - PA)

O depósito mineral de Sapucaia, situado no município de Bonito, região nordeste do Estado do Pará, é parte de um conjunto de ocorrências de fosfatos de alumínio lateríticos localizados predominantemente ao longo da zona costeira dos estados do Pará e Maranhão. Estes depósitos foram alvos de estudo desde o início do século passado, quando as primeiras descrições de “bauxitas fosforosas” foram mencionadas na região NW do Maranhão. Nas últimas décadas, com o crescimento acentuado da demanda por produtos fertilizantes pelo mercado agrícola mundial, diversos projetos de exploração mineral foram iniciados ou tiveram seus recursos ampliados no território brasileiro, dentre estes destaca-se a viabilização econômica de depósitos de fosfatos aluminosos, como o de Sapucaia, que vem a ser o primeiro projeto econômico mineral de produção e comercialização de termofosfatos do Brasil. Este trabalho teve como principal objetivo caracterizar a geologia, a constituição mineralógica e a geoquímica do perfil laterítico alumino-fosfático do morro Sapucaia. A macrorregião abrange terrenos dominados em sua maioria por rochas pré-cambrianas a paleozóicas, localmente definidas pela Formação Pirabas, Formação Barreiras, Latossolos e sedimentos recentes. A morfologia do depósito é caracterizada por um discreto morrote alongado que apresenta suaves e contínuos declives em suas bordas, e que tornam raras as exposições naturais dos horizontes do perfil laterítico. Desta forma, a metodologia aplicada para a caracterização do depósito tomou como base o programa de pesquisa geológica executada pela Fosfatar Mineração, até então detentora dos respectivos direitos minerais, onde foram disponibilizadas duas trincheiras e amostras de 8 testemunhos de sondagem. A amostragem limitou-se à extensão litológica do perfil laterítico, com a seleção de 44 amostras em intervalos médios de 1m, e que foram submetidas a uma rota de preparação e análise em laboratório. Em consonância com as demais ocorrências da região do Gurupi, os fosfatos de Sapucaia constituem um horizonte individualizado, de geometria predominantemente tabular, denominado simplesmente de horizonte de fosfatos de alumínio ou crosta aluminofosfática, que varia texturalmente de maciça a cavernosa, porosa a microporosa, que para o topo grada para uma crosta ferroalumino fosfática, tipo pele-de-onça, compacta a cavernosa, composta por nódulos de hematita e/ou goethita cimentados por fosfatos de alumínio, com características similares aos do horizonte de fosfatos subjacente. A crosta aluminofosfática, para a base do perfil, grada para um espesso horizonte argiloso caulinítico com níveis arenosos, que repousa sobre sedimentos heterolíticos intemperizados de granulação fina, aspecto argiloso, por vezes sericítico, intercalados por horizontes arenosos, e que não possuem correlação aparente com as demais rochas aflorantes da geologia na região. Aproximadamente 40% da superfície do morro é encoberta por colúvio composto por fragmentos mineralizados da crosta e por sedimentos arenosos da Formação Barreiras. Na crosta, os fosfatos de alumínio estão representados predominantemente pelo subgrupo da crandallita: i) série crandallita-goyazita (média de 57,3%); ii) woodhouseíta-svanbergita (média de 15,8%); e pela iii) wardita-millisita (média de 5,1%). Associados aos fosfatos encontram-se hematita, goethita, quartzo, caulinita, muscovita e anatásio, com volumes que variam segundo o horizonte laterítico correspondente. Como os minerais pesados em nível acessório a raro estão zircão, estaurolita, turmalina, anatásio, andalusita e silimanita. O horizonte de fosfatos, bem como a crosta ferroalumínio-fosfática, mostra-se claramente rica em P₂O₅, além de Fe₂O₃, CaO, Na₂O, SrO, SO₃, Th, Ta e em terras-raras leves como La e Ce em relação ao horizonte saprolítico. Os teores de SiO₂ são consideravelmente elevados, porém muito inferiores aqueles identificados no horizonte argiloso sotoposto. No perfil como um todo, observa-se uma correlação inversa entre SiO₂ e Al₂O₃; entre Al₂O₃ e Fe₂O₃, e positiva entre SiO₂ e Fe₂O₃, que ratificam a natureza laterítica do perfil. Diferente do que é esperado para lateritos bauxíticos, os teores de P₂O₅, CaO, Na₂O, SrO e SO₃ são fortemente elevados, concentrações consideradas típicas de depósitos de fosfatos de alumínio ricos em crandallita-goyazita e woodhouseítasvanbergita. A sucessão dos horizontes, sua composição mineralógica, e os padrões geoquímicos permitem correlacionar o presente depósito com os demais fosfatos de alumínio da região, mais especificamente Jandiá (Pará) e Trauíra (Maranhão), bem como outros situados além do território brasileiro, indicando portanto, que os fosfatos de alumínio de Sapucaia são produtos da gênese de um perfil laterítico maturo e completo, cuja rocha fonte pode estar relacionada a rochas mineralizadas em fósforo, tais como as observadas na Formação Pimenteiras, parcialmente aflorante na borda da Bacia do Parnaíba. Possivelmente, o atual corpo de minério integrou a paleocosta do mar de Pirabas, uma vez que furos de sondagem às proximidades do corpo deixaram claro a relação de contato lateral entre estas unidades.

Mineralogia e geoquímica de sedimentos de manguezais da costa amazônica: o exemplo do estuário do rio Marapanim (Pará)

Os manguezais do estado do Pará representam importante segmento da costa norte brasileira sobre os quais pouco se conhece das características geológicas e as relações com área(s)-fonte. A pesquisa foi realizada no estuário do rio Marapanim, na costa paraense, para demonstrar a contribuição de sedimentos continentais para a formação dos sedimentos dos manguezais. Foram coletados sedimentos da Formação Barreiras e solos dela derivados (principais fontes terrígenas), e os sedimentos de manguezal. Nos sedimentos de manguezal foram realizadas análises granulométricas, determinação dos teores de carbono (C %) e medidas de pH, Eh e salinidade intersticial. A determinação mineralógica e a geoquímica multi-elementar foi feita nos sedimentos lamosos e nos sedimentos continentais adjacentes, para comparações. Os sedimentos de manguezal são sílticoargilosos (> 90 %), com teores de carbono entre 0,75 a 3,5 %. A mineralogia principal é composta por quartzo, goethita, hematita, caulinita, illita, além de zircão, turmalina, estaurolita e cianita como acessórios, assinatura mineralógica típica dos sedimentos da Formação Barreiras e dos solos. De ocorrência comum nesses manguezais, os minerais neoformados são: esmectita, feldspato potássico, pirita, halita, gipso e a jarosita. O enriquecimento em SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, e TiO₂ nos manguezais e os níveis crustais dos metais-traço refletem o clima tropical e a composição mineralógica da área-fonte, rica em quartzo e caulinita e a ausência de influência antrópica. A composição química associada à matéria orgânica, abundantes diatomáceas além de Fe, S e os aportes de Cl^-, Na⁺, K⁺, Ca⁺⁺ e Mg⁺⁺ da água do mar, identificam o ambiente deposicional e os minerais autigênicos. O padrão de fracionamento dos elementos-traço nos manguezais também corrobora a marcante contribuição da área-fonte continental. Esses sedimentos apresentam o predomínio dos Elementos Terras Rara Leves (ETRL) sobre os Elementos Terras Raras Pesados (ETRP) com elevadas razões de Th/Co; La/Th; La/Sc; La/Co e Zr/Sc e Th/ Sc e Ba/Co, elementos presentes nas rochas ígneas félsicas que originaram os sedimentos terrígenos.

Atividade pozolânica dos resíduos cauliníticos das indústrias de mineração de caulim da Amazônia

As regiões do Rio Capim e do Rio Jari são os principais distritos caulinitícos da Região Amazônica, detentores das maiores reservas brasileiras de caulim de alta alvura para aplicações como cobertura de papel. No processamento do caulim são gerados vários tipos de resíduos processados e não processados. O objetivo deste trabalho foi investigar a reatividade das pozolanas produzidas a partir da calcinação e moagem destes resíduos, avaliando a influência da mineralogia de cada tipo de caulinita (com maior ou menor quantidade de defeitos na estrutura cristalina) sobre a temperatura de queima e, consequentemente, nas características do produto final, de modo a obter o material de maior reatividade com um menor dispêndio de energia. Os resultados mostraram que as pozolanas produzidas a partir dos resíduos apresentaram alta reatividade, sendo inclusive superiores as das obtidas com as pozolanas disponíveis comercialmente. As pozolanas produzidas das caulinitas com maior grau de defeitos na estrutura cristalina demandaram temperaturas mais reduzidas que a com menor grau de defeitos. O emprego de caulinitas com maior quantidade de defeitos na estrutura cristalina reduz os custos de produção das pozolanas, sem que haja perda de qualidade ou de reatividade do produto.

Caracterização geológica do perfil laterítico no município de Rondon do Pará, bloco sul do projeto Alumina Rondon

This completion of course work has as its object of study the Bauxite Province of Paragominas regarded as the richest Amazon bauxite province and whose genesis is related to laterization processes responsible for the formation of mineral deposits of the Rondon Alumina Project, designed to assess areas in the southeast of Pará State, for mineral resources exploration of bauxite, which is the main source of aluminum in the country. Located in the region of Rondon do Pará - PA, the study area is geologically inserted in Lithostratigraphic Unit called Cobertura Laterítica Matura (Mature Lateritic Cover), formed by alteration of paleotropics Cretaceous siliciclastic rocks, and its geomorphology corresponds to a broad plateau with displays of representative profiles of the processes that acted in the region. In this context, the present research aims to characterize the geological evolution of the laterite profile, with detailed studies in the area, geological description of the formations from the bauxite surfaces, and mineralogical composition litochemical of different horizons that were correlated and deployed in an evolutionary model compatible with its traits. The data collected during the analysis subsidized metalogenetic understanding of the processes that acted in the enrichment of aluminum and iron as well as the redistribution of the latter modified profile. The results and information were embodied in the form of geological characterization of the different constituents of mineral associations of bauxite horizons, similarities or differences in both textural and structural aspects, in order to propose a evolutionary model with retaken of gibbsitization processes

Coquinas eoaptianas do sudoeste da Bacia de Campos: fácies deposicionais, eventos diagenéticos e fatores controladores da qualdade do reservatório

Pós-graduação em Geologia Regional - IGCE

Fracionamento geoquímico de metais em sedimentos e avaliação da qualidade da água do Rio Bento Gomes, Pantanal de Poconé, Mato Grosso

Pós-graduação em Química - IQ

Shear strength of a natural and compacted tropical soil

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Copper ore type definition from Sossego Mine using X-ray diffraction and cluster analysis technique

This paper presents the classification of 110 copper ore samples from Sossego Mine, based on X-ray diffraction and cluster analysis. The comparison based on the position and the intensity of the diffracted peaks allowed the distinction of seven ore types, whose differences refer to the proportion of major minerals: quartz, feldspar, actinolite, iron oxides, mica and chlorite. There was a strong correlation between the grouping and the location of the samples in Sequeirinho and Sossego orebodies. This relationship is due to different types and intensities of hydrothermal alteration prevailing in each body, which reflect the mineralogical composition and thus the X-ray diffractograms of samples.

Records of sedimentary dynamics in the continental shelf and upper slope between Aveiro-Espinho (N Portugal)

The sedimentary unconsolidated cover of the Aveiro-Espinho continental shelf and upper slope (NW Portugal) records a complex interplay of processes including wave energy and currents, fluvial input, sediment transport alongshore and cross-shelf, geological and oceanographic processes and sediment sources and sinks. In order to study this record, a set of surface sediment samples was studied. Sediment grain size and composition, as well as the mineralogical composition (by XRD) of the fine (<63 mu m) and clay (<2 mu m) fractions and benthic microfaunal (foraminifera) data were analysed. Cluster analysis applied to the sedimentological data (grain size, sediment composition and mineralogy) allowed the establishment of three main zones corresponding to the: inner-, mid- and outer-shelf/upper slope. On the inner-shelf, the sedimentary coverture is composed of siliciclastic fine to very fine sand, essentially comprising modern (immature) terrigenous particles. The sediment grain size, as well as mineralogical and microfaunal composition, denote the high energetic conditions of this sector in which the alongshore transport of sand is predominantly southward and occurs mostly during the spring-summer oceanographic regime, when the main river providing sediments to this area, the River Douro, undergoes periods of drought. This effect may emphasize the erosive character of this coastal sector at present, since the Ria de Aveiro provides the shelf with few sediments. On the mid-shelf, an alongshore siliciclastic band of coarse sand and gravel can be found between the 40 m and 60 m isobaths. This gravelly deposit includes relic sediments deposited during lower sea-level stands. This structure stays on the surface due to the high bottom energy, which promotes the remobilization of the fine-grained sediments, and/or events of sediments bypassing. Benthic foraminifera density and "Benthic Foraminifera High Productivity" (BFHP) proxy values are in general low, which is consistent with the overall small supply of organic matter to the oceanic bottom in the inner- and mid-shelf. However, the Ria de Aveiro outflow, which delivers organic matter to the shelf, leaves its imprint mainly on the mid-shelf, identifiable by the increase in foraminifera density and BFHP values in front of the lagoon mouth. The higher values of BFHP along the 100 m isobath trace the present position of an oceanic thermal front whose situation may have changed in the last 3/5 ka BP. This zone marks a clear difference in the density, diversity and composition of benthic foraminifera assemblages. Here, in addition, sediment composition changes significantly, giving rise to carbonate-rich fine to medium sand in the deeper sector. The low bottom energy and the small sedimentation rate of the outer-shelf contributed to the preservation of a discontinuous carbonate-rich gravel band, between the 100 m and 140 m isobaths, also related to paleo-littorals, following the transgression that has occurred since the Last Glacial Maximum. The winter oceanographic regime favours the transport of fine grained sediments to the outer-shelf and upper slope. The inner- and mid-shelf, however, have low amounts of this kind of sediment and the Cretacic carbonated complexes Pontal da Galega and Pontal da Cartola, rocky outcrops located at the mid- and outer-shelf, act as morphological barriers to the cross-shelf transport of sediments. Thus a reduced sedimentation rate occurs in these deeper sectors, as indicated by the lower abundance of detrital minerals, which is compensated for the high sedimentary content of biogenic carbonates. The relatively high BFHP and Shannon Index values indicate water column stratification, high supply of organic matter and environmental stability, which provide favourable conditions for a diversified benthic fauna to flourish. These conditions also encourage authigenic chemical changes, favourable to glauconite formation, as well as illite and kaolinite degradation. Benthic foraminifera and clay mineral assemblages also reveal the effect of the internal waves pushing upward, and downslope losses of the sediments on the outer-shelf and upper slope.

CHARACTERIZATION OF REGOSOLS IN THE SEMIARID REGION OF PERNAMBUCO, BRAZIL

CHARACTERIZATION OF REGOSOLS IN THE SEMIARID REGION OF PERNAMBUCO, BRAZIL Studies on soil characterization in unexplored regions, besides the generation of data banks for the soil classes of the country, also produce scientific information about soil properties, important for the development of good management practices and sustainable land use. One of the main soil classes in the semiarid region of Pernambuco State, the Regosols, cover about 27 % of the state area, and are used mainly for family agriculture. Due to different geological and climatic aspects Regosols with different chemical, physical and mineralogical properties are found in Pernambuco, which were characterized for the semiarid region of the State. Five Regosol profiles were selected in different regions of the State (P1=Sao Caetano; P2=Lagoa do Ouro; P3=Caetes; P4=Sao Joao; P5=Parnamirim). The soils were morphologically characterized and samples collected from all horizons and the bedrock. Routine physical and chemical analyses were carried out for soil classification of all samples and mineralogical analyses of the coarse fractions (gravel and sand) by optical microscopy and of the silt and clay fractions by X ray diffraction (XRD), as well as petrographic analyses of the rock samples. The results showed similarities between the soils, with a low degree of pedogenetic development, varying from medium to very deep, with the horizon sequence A-AC-C-Cr and a sandy to sandy loam texture. In the deeper layers of two profiles (P1 and P5), a solodic character was observed. Organic matter and available phosphorus content were low in all studied soils. Despite the low levels of exchangeable cations, all soil profiles showed high base saturation. The mineralogical composition of gravel, sand and silt fractions consisted, essentially, of quartz, followed by feldspars and mica, supporting the results of the petrographic analysis of the bedrock. Kaolinite was the main clay mineral in all studied profiles and horizons, indicating an important monosialitization process in autochthonous soils of a typical semiarid region. In soil profile P2, at a lower landscape position, smectite minerals were observed, with mixing phases of montmorillonite, beidelite or nontronite, indentified by the Greene-Kelly test in the DRX analysis.

Elaboration et caractérisation de ciments géopolymères à base de scories volcaniques

Two types of volcanic ashes referenced as ZD (volcanic ashes from Djoungo) and ZG (volcanic ashes from Galim) were collected from two Cameroonian localities. They were characterized (chemical and mineralogical compositions, amorphous phase content, particle size distribution and specific surface area) and used as raw materials for the synthesis of geopolymer cements at ambient temperature of laboratory (24 ± 3 °C). The synthesized products were characterized by determining their setting time, linear shrinkage and compressive strength, X-ray Diffraction, Fourier Transform Infrared Spectroscopy and Scanning Electron Microscopy. The mineralogical composition, the amorphous phase content, the particle size distribution, the specific surface area of the volcanic ashes as well as the mass ratio of the alkaline solution (sodium silicate / sodium hydroxide) were the main parameters which influenced the synthesis of geopolymers with interesting characteristics at ambient temperature (24 ± 3 °C). The volcanic ashes (ZD) whose mineralogical composition contained anhydrite, low amorphous phase content and low specific surface area led to long setting times. Moreover, its products swelled and presented cracks due to the formation of ettringite and these resulted in low compressive strengths (7 to 19 MPa). The volcanic ashes (ZG) containing high amounts of amorphous phase and high specific surface area led geopolymers with setting times between 490 and 180 minutes and compressive strength between 7 and 50 MPa at ambient temperature of laboratory. The properties of geopolymers were improved when elaborated with a mixture of volcanic ashes and metakaolin (ZD–MK and ZG–MK). For geopolymers obtained from ZD–MK, the setting time was between 500 and 160 minutes while it was between 220 and 125 minutes for geopolymers obtained from ZG–MK. The compressive strength greatly increased between 23 and 68 MPa and 39 and 64 MPa for geopolymers obtained from ZG –MK and ZD–MK respectively. A comparative study of the properties of mixtures of metakaolin–alumina and volcanic ash–alumina based geopolymers shows that metakaolin is a good source of Al2O3 and SiO2 and which highly reactive with alkaline solution and produces geopolymers with better characteristics compared to volcanic ash based–geopolymer. The properties of volcanic ash–based geopolymer were also improved when amorphous alumina was incorporated into the volcanic ash. This additive is used to compensate the deficiencies in Al2O3 content in the volcanic ash. Compare to when volcanic ash is used alone 20 to 40 % incorporation of this additive corresponded to increases of the compressive strength by 18.1 % for metakaolin-alumina based-geopolymers and by 32.4 % for volcanic ash-based geopolymers.

Chemical element contents and accumulation rates in metalliferous sediments from DSDP Hole 34-319, Bauer Deep, Southeast Pacific

Marked variations in the chemical and mineralogical composition of sediments at Site 319 have occurred during the 15 My history of sedimentation at this site. The change in composition through time parallels the variability observed in surface sediments from various parts of the Nazca Plate and can be related to variations in the proportion of hydrothermal, hydrogenous, detrital and biogenous phases reaching this site at different times. Metal accumulation rates at Site 319 reach a maximum near the basement for most elements, suggesting a strong hydrothermal contribution during the early history of this site. The hydrothermal contribution decreased rapidly as Site 319 moved away from the spreading center, although a subtle increase in this source is detectable about the time spreading began on the East Pacific Rise. The most recent sedimentation exhibits a strong detritalhydrogenous influence. Post-depositional diagenesis of amorphous phases has converted them to ironrich smectite and well-crystallized goethite without significantly altering the bulk composition of the sediment.

Age determination, sedimentological, biogeochemical, and plant macrofossils analyses of outcrop PG2038-1

Thermokarst lakes are a widespread feature of the Arctic tundra, in which highly dynamic processes are closely connected with current and past climate changes. We investigated late Quaternary sediment dynamics, basin and shoreline evolution, and environmental interrelations of Lake El'gene-Kyuele in the NE Siberian Arctic (latitude 71°17'N, longitude 125°34'E). The water-body displays thaw-lake characteristics cutting into both Pleistocene Ice Complex and Holocene alas sediments. Our methods are based on grain size distribution, mineralogical composition, TOC/N ratio, stable carbon isotopes and the analysis of plant macrofossils from a 3.5-m sediment profile at the modern eastern lake shore. Our results show two main sources for sediments in the lake basin: terrigenous diamicton supplied from thermokarst slopes and the lake shore, and lacustrine detritus that has mainly settled in the deep lake basin. The lake and its adjacent thermokarst basin rapidly expanded during the early Holocene. This climatically warmer than today period was characterized by forest or forest tundra vegetation composed of larches, birch trees and shrubs. Woodlands of both the HTM and the Late Pleistocene were affected by fire, which potentially triggered the initiation of thermokarst processes resulting later in lake formation and expansion. The maximum lake depth at the study site and the lowest limnic bioproductivity occurred during the longest time interval of ~7 ka starting in the Holocene Thermal Maximum and lasting throughout the progressively cooler Neoglacial, whereas partial drainage and an extensive shift of the lake shoreline occurred ~0.9 cal. ka BP. Correspondingly, this study discusses different climatic and environmental drivers for the dynamics of a thermokarst basin.

Geochemistry and mineralogy of interstitial waters and clays in sediments of ODP Leg 180 sites

Oxygen and strontium isotopes and Rb and Ba were determined in interstitial water (IW) collected from Sites 1109, 1115, and 1118 drilled on the Woodlark Rise during Ocean Drilling Program Leg 180. The trace element and mineralogical composition of the clay fraction of sediments isolated from the squeeze cakes corresponding to IW samples from Site 1109 was also determined.