MINERALOGIA DOS SOLOS COMPOSIÇÃO MINERALÓGICA DOS SOLOS

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1 COMPOSIÇÃO MINERALÓGICA DOS SOLOS minerais resistentes ao intemperismo. Ex: quartzo minerais intemperizáveis em diferentes graus de alteração. Exs: feldspatos, micas minerais secundários originados do intemperismo. Ex: argilominerais ARGILOMINERAIS Silicatos hidratados de alumínio na forma lamelar ou alongada Principais formadores da fração fina dos solos (φ < 2µm - fração argilosa). Determinantes das propriedades plásticas e de coesão dos solos. Outros constituintes da fração fina: sílica coloidal, microcristais de quartzo, microgrãos de óxidos de Fe e matéria orgânica Unidades cristalográficas básicas tetraedros de sílica octaedros de gibbsita Espécies mineralógicas caulinitas ilitas esmectitas - montmorilonita outras: vermiculitas, haloisitas, alofanas,... Técnicas para identificação difratometria de raio X análise termo-diferencial (ATD) microscopia eletrônica métodos químicos

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4 ESTRUTURA DAS CAMADAS DOS ARGILOMINERAIS ESTRUTURA 1.1 caulinita ESTRUTURA 2 : 1 esmectitas e ilita

5 Propriedades dos principais grupos de argilominerais Caulinita - (OH) 8 Al 4 Si 4 O 10 Argilomineral 1:1, não expansivo, distância basal: 7.2Å, cristais lamelares hexagonais (l: 0,3 a 3µm, espessura: 1/3 a 1/10 l), área superficial específica: 30 m 2 /g. Reduzido espaço entre as camadas para penetração de moléculas d água e íons. Equilíbrio de cargas baixo CTC (1 a 20 me/100g). Plasticidade baixa (wl:30-60%; wp: 30-40%; IP: 10-30%). Dens: 2,62 a 2,66. Dominantes na maioria dos solos ácidos de regiões tropicais e subtropicais Características físicas aos solos: boa agregação, aeração e permeabilidade. Ilita - (OH) 4 K y (Al 4 Fe 4 Mg 4 Mg 6 )Si 8-y Al y )O 20 Argilomineral 2:1 parcialmente expansivo, distância basal: 10Å, cristais lamelares (l: 0,1 a 2µm, espessura: 1/10 l). Rigidez das ligações entre camadas e dificuldade à penetração de água e íons presença de K +. Baixa expansão, adsorção d água e plasticidade. Fase inicial de intemperismo das micas idêntica estrutura molecular, substituição parcial de Si +4 por Al +3 compensado por íons K +, sujeito a troca iônica CTC de 20 a 60 me/100g. Comuns em solos originários de rochas graníticas. Esmectitas - (OH) 4 Al 4 Si 8 O 20.xH 2 O (montmorilonita) Grupo de argilominerais 2:1, expansivos, distância basal: 10 a 20Å, substituição isomórfica na lâmina octaedral Mg +2 Al +3, CTC entre 60 e 150 me/100g. Mais comum montmorilonita. Pequenos cristais l: 0,1 a 1µm, espessura: 1/100 l (possibilidade de quebra dos grãos por adsorção d água) grande área superficial (800 m 2 /g) grande capacidade de reter íons. Solos pouco intemperizados, regiões temperadas e áridas, locais com drenagem impedida (Vertissolos e Solos Litólicos Campanha RS). Elevada capacidade de expansão e contração, elevada plasticidade (wl: %; wp:50-100%; IP:60-600%) e pegajosidade (úmidos), sujeitos a fendilhamentos e de consistência dura (secos). Dens: 2,75 a 2,78.

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9 Outros: Vermiculita Argilomineral 2:1 expansivo, distância basal: 10 a 15Å, presença de K + e moléculas d água entre as camadas, CTC de 100 a 200 me/100g, área superficial específica: 750 m 2 /g. Elevada capacidade de expansão e contração, elevada plasticidade e pegajosidade. Ocorre em solos pouco intemperizados, produto da alteração das micas. Vermiculita aluminosa Precipitação de polímeros de Al - Al n (OH) n - entre as camadas da vermiculita e esmectitas redução no potencial de expansão e contração. Argilominerais de camada mista (interestratificados) Transformação parcial de um argilomineral original em um outro: mica-ilita, mica-ilita-vermiculita, ilita-montmorilonita,... Alofanas Argilominerais com formato esférico, ricos em água, Al > Si, considerados amorfos, CTC até 100 me/100g. Solos de vidros vulcânicos. Formação e transformação dos argilominerais Origem dos argilominerais: alteração dos filossilicatos primários mudança do material entrecamadas remoção do K das micas e substituição por H, Ca ou Mg ilita remoção completa do K vermiculita ou esmectita precipitação de polímeros de Al vermiculita aluminosa neoformação a partir dos produtos de alteração dos silicatos: GIBBSITA Feldspatos - (Ca, Mg, Na, K, Si) Produtos -Si CAULINITA Piroxênios de Anfibólios Alteração +K ILITA +Mg, Ca ESMECTITA

10 SEQÜÊNCIA DE TRANSFORMAÇÃO DE ARGILOMINERAIS 2:1