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Título: Influência de granitos anorogênicos (Tipo A) na geoquímica de elementos terras raras em solo no semiárido brasileiro
Autor: Santana, Laura Mariana Nascimento de
Endereco Lattes do autor: http://lattes.cnpq.br/5352138228552126
Orientador: Silva, Ygor Jacques Agra Bezerra da
Endereco Lattes do orientador : http://lattes.cnpq.br/0904824873761236
Co-orientador : Nascimento, Rennan Cabral
Endereço Lattes do Co-orientador : http://lattes.cnpq.br/5916790861002578
Palavras-chave: Semiárido;Solos;Geoquímica;Granito;Mineralogia;Terras-raras
Data do documento: 24-Fev-2023
Citação: SANTANA, Laura Mariana Nascimento de. Influência de granitos anorogênicos (Tipo A) na geoquímica de elementos terras raras em solo no semiárido brasileiro. 2023. 51 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Florestal) - Departamento de Ciência Florestal, Universidade Federal Rural de Pernambuco, Recife, 2023.
Abstract: The global demands for rare earth elements (REEs) are continuously increasing and, consequently, the accumulation of these elements in the soil and the environment has caused adverse effects on human and environmental health, causing growing concern not only in the scientific community, but throughout society. The geochemistry of REEs in soils remains poorly understood, particularly in semi-arid environments. Studies on the dynamics of REEs in different geological, pedological and climatic contexts are necessary to understand the different biogeochemical behaviors of these elements. However, there are still no studies on the effect of type A granites on the physical, chemical and mineralogical attributes of soils located in different environmental conditions. Thus, the present work aimed to evaluate the influence of the mineralogy of anorogenic granites (A Type) on the mineralogy and geochemistry of rare earth elements in the Brazilian semi-arid region. The soil profile was selected based on the geological map of Pernambuco. A Type granite was analyzed using a petrographic microscope, scanning electron microscopy and energy-dispersive X-ray spectroscopy. Soil morphology was described based on the Soil Description and Collection Manual in the Field and the soil profile classification was according to the Brazilian Soil Classification System. REEs readings were made by optical emission spectrometry. An X-ray diffractometer was used to identify the minerals in the soil fractions. The soil profile derived from type A granite in the semi-arid region was classified as CAMBISSOLO HÁPLICO Ta Eutrófico Típico, defined by the presence of an incipient B diagnostic horizon (Bi), being deep, not stony, not gravelly and not rocky. Based on the fertilizer recommendation manual for the state of Pernambuco, the natural fertility of the soil profile originating from type A granite was considered moderate. A Type granite showed a high proportion of mafic and accessory minerals, mainly biotite, hornblende, allanite, garnet, opaque minerals and apatite. Bastnasite and monazite weathering were the main sources of REEs in the soil. The average total concentration of REEs in the soil profile originating from A type granite was very high (394.2 mg kg-1), being higher than the average of soils derived from other granite types (I and S Types), as well as from average of the soils of Europe, China, Japan, Sweden and the reference soils of Brazil. Soil derived from A type granite showed REE enrichment, with slight fractionation between LREEs and HREEs. The LaN/YbN ratio slightly higher than one also confirmed the slight fractionation between LREEs/HREEs. There was no fractionation between LREEs (LaN/SmN ratio <1). However, there was a slight fractionation among the HREEs (GdN/YbN ratio > 1) due to these metals being more mobile than the LREEs. The positive cerium (Ce) anomaly is explained by the oxidizing condition of the profile, in which Ce3+ transforms into Ce4+, presenting low solubility and a greater tendency to enrichment. The positive europium (Eu) anomaly is explained by the substitution of Eu by strontium (Sr2+) in plagioclase. Therefore, the positive Eu anomaly in the soil reflects the same geochemical signature in its parent material. The mineralogical composition of A type granite, as well as the mineralogy of the soil, had a strong influence on the geochemistry of REEs in the soil. This study provides evidence of the influence of A type granite on the geochemistry of REEs in soil located in the Brazilian semi-arid region.
Resumo: As demandas globais pelos elementos terras raras (ETRs) estão aumentando anualmente e, consequentemente, o acúmulo desses elementos no solo e no ambiente tem provocado impactos adversos na saúde humana e ambiental, causando preocupação crescente não apenas na comunidade científica, mas em toda sociedade. A geoquímica de ETRs em solos permanece pouco compreendida, principalmente em ambientes semiáridos. Estudos sobre a dinâmica de ETRs em diferentes contextos geológicos, pedológicos e climáticos são necessários para entender os diferentes comportamentos biogeoquímicos desses elementos. Porém, ainda não há estudos sobre o efeito de granitos tipo A nos atributos físicos, químicos e mineralógicos de solos localizados em distintas condições ambientais. Nesse sentido, o presente trabalho teve como objetivo avaliar a influência da mineralogia de granitos anorogênicos (Tipo A) na mineralogia e geoquímica de elementos terras raras no semiárido brasileiro. O perfil de solo foi selecionado com base no mapa geológico de Pernambuco. O granito tipo A foi analisado em microscópio petrográfico, por microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia por energia dispersiva de raios X. A morfologia do solo foi descrita com base no Manual de Descrição e Coleta de Solo no Campo e a classificação do perfil de solo foi feita conforme o Sistema Brasileiro de Classificação de Solos. As leituras de ETRs foram feitas por espectrometria de emissão óptica. Um difratômetro de raios X foi usado para identificar os minerais nas frações do solo. O perfil de solo derivado de granito tipo A no semiárido foi classificado como CAMBISSOLO HÁPLICO Ta Eutrófico Típico, definido pela presença de horizonte diagnóstico B incipiente (Bi), sendo profundo, não pedregoso, não cascalhento e não rochoso. Com base no manual de recomendação de adubação para o estado de Pernambuco, a fertilidade natural do perfil de solo originado de granito tipo A foi considerada moderada. O granito tipo A apresentou alta proporção de minerais máficos e acessórios, principalmente biotita, hornblenda, allanita, granada, minerais opacos e apatita. O intemperismo da bastnasita e da monazita foram as principais fontes de ETRs no solo. A concentração média total de ETRs no perfil de solo originado de granito tipo A foi muito alta (394,2 mg kg-1), sendo superior à média dos solos derivados de outros tipos de granitos (Tipos I e S), bem como da média dos solos da Europa, China, Japão, Suécia e dos solos de referência do Brasil. O solo derivado de granito tipo A apresentou enriquecimento de ETRs, com leve fracionamento entre os ETRLs e ETRPs. A razão LaN/YbN um pouco superior a um também confirmou o leve fracionamento entre ETRLs/ETRPs. Não houve fracionamento entre os ETRLs (razão LaN/SmN <1). Contudo, houve leve fracionamento entre os ETRPs (razão GdN/YbN > 1) devido a esses metais serem mais móveis do que os ETRLs. A anomalia positiva de cério (Ce) é justificada pela condição oxidante do perfil, em que o Ce3+ transforma-se em Ce4+, apresentando baixa solubilidade e maior tendência ao enriquecimento. A anomalia positiva de európio (Eu) é explicada pela substituição do Eu pelo estrôncio (Sr2+) nos plagioclásios. Logo, a anomalia positiva do Eu no solo é reflexo dessa mesma assinatura geoquímica no seu material de origem. A composição mineralógica do granito tipo A, assim como a mineralogia do solo apresentou forte influência na geoquímica de ETRs no solo. Este estudo fornece evidências da influência do granito tipo A na geoquímica de ETRs em solo situado no semiárido brasileiro.
URI: https://repository.ufrpe.br/handle/123456789/4758
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