Composition and origin of the clay cover on North Brazilian laterites

Zusammenfassung

Der Belterra-Ton in N-Brasilien ist ein gelblicher, homogener kaolinitischer Ton mit unterschiedlichen Gibbsitgehalten. Er ist durchschnittlich 5 bis 10 m mächtig und liegt einer lateritischen Verwitterungskruste auf. Aus drei Gebieten Amazoniens wurden vollständige Profile, bestehend aus Belterra-Ton, Bauxit/Latent und Saprolit/Ausgangsgestein, untersucht. Die chemischen und mineralogischen Analysendaten zeigen eine klare Beziehung zwischen dem Belterra-Ton und der liegenden Verwitterungsdecke, vor allem dem Saprolit. Stoffliche Schwankungen im Liegenden bilden sich im Belterra-Ton ab. Zu den für die Diskussion der Belterra-Ton-Genese wichtigen strukturellen und textureilen Merkmalen zählen der scharfe Kontakt zwischen der tonigen Bedeckung und dem liegenden Laterit sowie die konglomeratischen/brekziösen Texturen und die gelegentlich auftretende Schichtung im oberen Teil der Lateritkruste.

Die ausführlichen Untersuchungen lassen noch keine endgültigen Schlußfolgerungen über die Herkunft des Belterra-Tons zu. Drei Hypothesen werden diskutiert:

• 1. In situ-Bildung der Tonbedeckung durch Verwitterungsprozesse.

• 2. Tonablagerung nach lateralem Transport von saprolitischem Verwitterungsmaterial, das von abgetragenen Erhebungen innerhalb oder außerhalb der gegenwärtigen Lateritgebiete stammt.

• 3. Vertikaler Transport von saprolitischem Verwitterungsmaterial an die Oberfläche durch Termiten. Jedoch lassen sich größere Mächtigkeiten des Belterra-Tons (bis zu 20 m) allein durch diesen Prozeß wohl nicht erklären.

Die engen stofflichen Beziehungen zwischen dem Belterra-Ton und seinem Liegenden haben praktische Bedeutung für die geologische Kartierung und geochemische Prospektion.

Abstract

The Belterra Clay in Northern Brazil is a uniform, yellowish, unstratified kaolinitic clay with variable contents of gibbsite. It is generally 5–10 m thick and covers a lateritic weathering crust on remnants of a dissected table-land. Complete profiles with Belterra Clay, the underlying bauxite/laterite and saprolite/bed rock were sampled in three areas of the Amazon region. The chemical and mineralogical data show a distinct affinity between the Belterra Clay and the underlying layers above all with the saprolite. Variations in the composition of the underlaying layers are reflected by the Belterra Clay. Among the structural and textural features important for the discussion of the origin of the Belterra Clay are the sharp contact between the clay cover and the underlying laterite as well as conglomeritic/brecciate textures and occasional bedding structure in the upper part of the lateritic crust.

The detailed analyses do not permit definite conclusions on the origin of the Belterra Clay. Three hypotheses ar discussed:

• 1. In-situ formation of the clay cover by weathering processes.

• 2. Clay deposition after lateral transport of saprolitic material coming from former elevations inside or outside the present laterite areas.

• 3. Vertical transport of the saprolitic material to the surface by termites. However, thicknesses up to 20 m of the Belterra Clay cannot be explained solely by this process.

The compositional relations of the Belterra Clay with the underlying layers are of practical relevance for geological mapping and for mineral exploration.

Resumo

A Argila de Belterra no Norte do Brasil é uma argua caulinítica, com teores variáveis de gibbsita e sem estratificação visível. Possui, em geral, 5 a 10 m de espessura e recobre una crosta laterítica. Perfís completos incluindo a Argila de Belterra e os horizontes sotopostos bauxita/laterita e saprolito/rochamãe foram estudados em três áreas da região amazônica. Os dados químicos e mineralógicos mostram uma afinidade distinta entre a Argila de Belterra e os horizontes sotopostos sobretudo com o saprolito. Variações na composição do último se refletem na Argila de Belterra. Entre as feições estruturais e texturais, importantes para a discussão sobre a origem da Argila de Belterra, são o contato brusco entre a cobertura e a laterita sotoposta bem como texturas conglomeráticas/brechóides e o acamamento ocasional presentes na parte superior da crosta laterítica.

As investigações detalhadas não permitem conclusões definitivas sobre a origem da Argila de Belterra. Três hipóteses são discutidas:

• 1. Formação in-situ da cobertura argilosa por processos intempéricos.

• 2. Deposiçâo da argila após transporte laterial de materila saprolítico oriundo de elevaçôes pré-existentes localizadas dentro ou fora das áreas lateríticas atuais.

• 3. Transporte vertical de material saprolítico para a superfície através de térmitas. Todavia, maiores espressuras da Argila de Belterra (até 20 m) nâo podem ser explicadas apenas por este processo.

As relações composicionais entre a Argila de Belterra e os horizontes sotopostos têm relevância prática com respeito ao mapeamento da rocha-mãe das lateritas e à propecção mineral.

Краткое содержание

Глинистые отложения Бельтерра на северно й части Бразилии являю тся желтоватыми, гомогенными каолини товыми глинами с разл ичным содержанием гиббсит а = гидраргеллита. Их мощность составля ет в среднем 5–10 м и они залегают на латер итных продуктах выве тривания коры. В трех регионах А мазонки исследовали полные п рофили, состоящие из: глинистых отложений Бельтерра, бокситов (латеритов) и сапропел ита исходных пород. Данные химического и минералогического а нализа установили ясные свя зи между глинистыми отложениями Бельтер ра и подстилающими их корами выветриван ия, состоящими преиму щественно из сапропелита. Колич ественные колебания в подошве о тображены глинистым и отложениями Бельтер ра. При обсуждении про исхождения этих глинистых отлож ений использовали структурные и тексту рные признаки тесного контакта меж ду глинистым покрово м и подстилающими их ла теритами, а также конгломератово-брек чиевые текстуры и порой отмеченную слоистос ть в верхней части лат еритной коры.

На основании этих исс ледований еще нельзя сделать окончательн ые выводы о происхожд ении глинистых отложений Бельтерра; об их образовании приводя т три гипотезы:

• 1. Глинистый покров обр азовался в результат е процессов выветрива ния in situ.

• 2. Отложение этих глин ш ло после выносаиприн оса сапропелитного мате риала выветривания, происходящего из сне сенного теперь возвышения в зоне рас положения латеритны х отложений, или вне ее.

• 3. Вынос сапропелитовы х продуктов выветрив ания на поверхность осуще ствлялся по вертикали термитами. Однако образование больших мощностей гл инистых отложений Бельтерра (до 20 м) тольк о этим процессом кажется мало вероятн ым.

Тесная связь между ма териалом глинистых отложений и подстила ющей их подошвой имеет практическое з начение при геологич еском картировании и геохи мических исследован иях.