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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.11.2023.tde-23032023-161926
Document
Author
Full name
Daniela Schievano de Campos
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2023
Supervisor
Committee
Torrado, Pablo Vidal (President)
Horbe, Adriana Maria Coimbra
Ladeira, Francisco Sérgio Bernardes
Villela, Fernando Nadal Junqueira
Title in Portuguese
Duricrusts ferruginosos e aluminosos e relações pedologia-geomorfologia-geologia no Alto Jequitinhonha (MG)
Keywords in Portuguese
Couraça ferruginosa e bauxítica
Evolução da paisagem
Índices geomórficos
Litologia resistente
Plintossolo Pétrico
Abstract in Portuguese
A Serra do Espinhaço Meridional (SdEM), Minas Gerais, compõe um contexto geológico-geomorfológico único. A litologia é predominantemente composta por quartzitos puros ou micáceos, intercalados com lentes de filitos, metargilitos, metaconglomerados, metassiltitos e diques máficos. A paisagem é caracterizada por extensos platôs localmente dissecados por drenagens, salientes inselbergs, escarpas acentuadas e vales encaixados, expondo um relevo distinto daquele previsto para uma região intraplaca. Plintossolos Pétricos com horizontes litoplínticos (duricrusts) ferruginosos e aluminosos formam núcleos maciços em meio aos platôs, revelando antigos e espessos perfis de intemperismo. Diante de um cenário tão exclusivo, pouco se sabe sobre a história evolutiva de esculturação da sua paisagem desde o Cretáceo. Visando compreender a gênese dos duricrusts e identificar as principais etapas da evolução da paisagem da SdEM, estudos geomorfológicos, geológicos e pedológicos foram realizados de forma integrada. Para isso, uma área de ∽2,000 km2, compondo o alto curso da bacia do Jequitinhonha, foi selecionada, abrangendo parte do Planalto Diamantina e o Pico do Itambé, importantes feições da área como um todo, de forma a facilitar a interpretação dos estudos geomórficos. Análises topográficas e fluviais robustas foram utilizadas, revelando um mosaico de relevos transientes e em equilíbrio, sugerindo instabilidades recentes. Antigas estruturas NNW compõem a direção preferencial desses desequilíbrios. A litologia majoritariamente resistente composta por quartzitos possibilitou a persistência de sinais anômalos do relevo. O estudo minucioso dos duricrusts abrangeu análises geoquímicas, mineralógicas, macro e micromorfológicas e geocronológicas. Duricrusts mineralógica e morfologicamente distintos entre si, mas formados sincronicamente, sugerem diferente atividade hídrica em sua formação, o que pode ser associado a elevações topográficas desiguais. As diferentes fácies morfológicas identificadas, tais como pisolítica, protopisolítica, nodular, brechóide, maciça e lamelar, sugerem diferentes graus evolutivos desses duricrusts, resultantes de processos de saprolitização, lateritização, bauxitização, transformação e degradação. Os quartzitos maciços, além de terem protegido as litologias menos resistentes da erosão, favorecendo a ação do intemperismo químico, também foram responsáveis pela sustentação da atividade da água dentro desses perfis, de forma que duricrusts se formassem em diferentes elevações. Por fim, as análises por (U-Th)/He salientaram que processos de lateritização ocorreram do Oligoceno ao Pleistoceno, e a bauxitização desde o Mioceno, com ápice evolutivo no Mioceno Superior, sugerindo clima mais úmido, e no Pleistoceno Inferior. A integração de todos os dados identificou uma história evolutiva complexa da paisagem da SdEM. Epirogenia e arqueamentos do relevo gerados no Cretáceo, foram alvo de longo período de denudação, do Cretáceo Superior ao Paleógeno, elucidando a escassa presença de duricrusts deste período. A partir do Oligoceno, o intemperismo químico supera o físico, formando duricrusts ferruginosos e aluminosos. Um novo soerguimento/queda do nível de base ocorreu no Plioceno, resultando na redução evolutiva dos duricrusts, cuja formação foi retomada no Pleistoceno.
Title in English
Ferruginous and aluminous duricrusts and pedology-geomorphology-geology relations in Upper Jequitinhonha (MG)
Keywords in English
Ferruginous and aluminous cuirass
Geomorphic indices
Landscape evolution
Petric Plinthosol
Resistant lithology
Abstract in English
The Southern Espinhaço Range (SER), Minas Gerais, composes a unique geological-geomorphological context. The lithology is predominantly composed of pure or micaceous quartzites, interbedded with lenses of phyllites, metaargilites, metaconglomerates, metasiltites and mafic dykes. The landscape is characterized by extensive plateaus locally dissected by drainage, protruding inselbergs, accentuated escarpments and deep valleys, exposing a different relief from that predicted for an intraplate region. Petric Plinthosols with ferruginous and aluminous petroplinthic horizons (duricrusts) form massive nuclei amid the plateaus, revealing thick weathering profiles. Given such an exclusive setting, the evolutionary history of sculpting its landscape since the Cretaceous is little known. Aiming to identify the evolution of the SER landscape, geomorphological, geological and pedological studies were carried out and integrated. An area of ∽2,000 km2, comprising the upper course of the Jequitinhonha catchment, was selected, covering part of the Diamantina Plateau and Itambé Peak, important features of the area, in order to facilitate the interpretation of geomorphic studies. Robust topographic and fluvial metrics were used, revealing a mosaic of transient and balanced reliefs, suggesting recent instabilities. Ancient NNW-trending structures make up the preferred direction of these imbalances. The mostly resistant lithology composed of quartzites allowed the persistence of anomalous relief signals. The detailed study of the duricrusts included geochemical, mineralogical, morphological and geochronological analyses. Distinct mineralogical and morphologically duricrusts, but formed synchronously, suggest different water activity in their formation, which can be associated with uneven topographic elevations. The different morphological facies identified, such as pisolithic, protopisolithic, nodular, brechoid, massive and lamellar, suggest different evolutionary degrees of these duricrusts, resulting from saprolitization, lateritization, bauxitization, transformation and degradation processes. Resilient quartzites, in addition to protecting the less resistant rocks from erosion, were also responsible for sustaining water activity within these profiles, so that duricrusts formed at different elevations. Finally, the (U-Th)/He analyzes highlighted that lateritization processes occurred from the Oligocene to the Pleistocene, and bauxitization from the Miocene, with an evolutionary apex in the Upper Miocene, suggesting a wetter climate, and in the Lower Pleistocene. Integrating all the data identified a complex evolutionary history of the SER landscape. Compressions and uplifts generated in the Cretaceous, resulted in a long-term denudation, from the Upper Cretaceous to the Paleogene, elucidating the scarce presence of duricrusts from this period. From the Oligocene, chemical overcomes physical weathering, forming ferruginous and aluminous duricrusts. A new uplift occurred in the Pliocene, reducing the duricrusts formation, being resumed in the Pleistocene.
 
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Publishing Date
2023-03-23
 
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