Mineral weathering in acid saprolites from subtropical, southern Brazil

ABSTRACT

Because weathering of minerals releases chemical elements into the biogeochemical cycle, characterization of their weathering products helps to better model groundwater quality, formation of secondary minerals and nutrient flux through the trophic chain. Based on microscopic and elemental analyses, weathering of riodacite from Serra Geral formation was characterized and weathering paths proposed. Three weathering paths of plagioclase phenocrystals were identified plagioclase to gibbsite (Pg1); plagioclase to gels and gibbsite (Pg2); and plagioclase to gels, gibbsite and kaolinite (Pg3). Pyroxenes weathered to smectite and goethite (Py1), or to goethite and gibbsite (Py2), and magnetite weathered directly into iron oxides. Rock matrix comprises 90% of rock volume, and weathered to kaolinite and gibbsite, which explains why these minerals were the most abundant in the weathering products of these saprolites.

RESUMO

O intemperismo de minerais primários disponibiliza elementos químicos no ciclo biogeoquímico, que por sua vez influencia a qualidade da água subterrânea, formação de minerais secundários e o fluxo de nutrientes na cadeia trófica. Com base na análise microscópica e elemental, o intemperismo de riodacito da formação Serra Geral foi caracterizado e mecanismos de intemperismo propostos. Três processos principais de intemperismo de fenocristais de plagioclásios foram identificados plagioclásio para gibbsita (Pg1); plagioclásio para gel e gibbsita (Pg2), e plagioclásio para gel, gibbsita e caulinita (Pg3). Piroxênios intemperizaram-se para esmectita e goetita (Py1), ou para goethita e gibbsita (Py2), e magnetita intemperizou-se para óxidos de ferro. A matriz da rocha compõe 90% do volume total, e intemperiza-se para caulinita e gibbsita, o que explica a abundância destes minerais nos produtos de intemperismo destes saprolitos.