CCA 211 - Aula 6 - Minerais Secundários

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MINERAIS SECUNDÁRIOS 
 
 
Minerais Primários ⇒ Intemperismo ⇒ Minerais Secundários 
 
 
Principais Minerais Primários Petrográficos: 
 
� Feldispatos potássicos – KSi3AlO8 
� Plagioclásios (feldispatos cálcio-sódicos) – (Na, Ca) Si2AlO8 
� Quartzo – SiO2 
� Biotita – K(Mg, Fe)3(OH, F)2Si3AlO10 
� Anfibólios – Ca2Mg5OH2Si8O22 
� Piroxênios – MgSiO3 
� Olivinas – (Mg, Fe)2SiO4 
 
 
Intemperismo Químico (Hidrólise) 
 
• KAlSi3O8(K feldispato) + H+ + OH- → H(AlSi3O8) + K + OH- 
• Sialitização – formação de silicatos de Al- 
 
 
 
Minerais Secundários – Maior parte da fração ARGILA 
 
 
 
PRINCIPAIS TIPOS: 
 
Silicatados e Oxídicos (cristalinos e amorfos) 
 
 
 
MINERAIS SECUNDÁRIOS 
 
 
SILICATADOS ⇒ Silicatos de Al hidratados com substituição 
de: Si por Al ou Al por Mg ou Fe. 
 
Constituição: Elementos Alcalinos ou Alcalinos-Terrosos. 
 
Ex: Caulinita, Montmorilonita, Vermiculita, etc. 
 
 
OXÍDICOS ⇒ Óxidos (O), hodróxidos (OH) e oxihidróxidos (O, 
OH) de Fe e Al. 
 
Ex: goethita, Hematita e Gibbsita. 
 
 
Fatores Condicionantes à Formação dos MS 
 
 
� Relação Si:Al no meio, 
� Presença ou não de alcalinos ou alcalinos-terrosos, 
� Balanço precipitação X evapotranspiração, etc. 
 
 
Importância da Fração Argila dos Solos 
 
 
� Fração ativa do solo, 
� Participação nas reações físico-químicas dos Solos 
MINERAIS SECUNDÁRIOS 
 
 
Características dos MS 
 
 
� Fração Coloidal (0,001mm – 0,00001mm), 
� Cargas de superfície, 
� Adsorção de íons, 
� Retenção de água 
� Plasticidade e pegajosidade, 
� Susceptíveis de dispersão e floculação, 
� Exibem dureza e tenacidade quando seco, 
� Variam de volume com a umidade e, 
� Imprime cor e agregação aos solos minerais. 
 
 
MINERAIS ARGILOSOS SILICATADOS (argilominerais) 
 
 
Justaposição ou Condensação de: 
 
 
 
• Lâmina de tetraedros de Si ⇒ 
 
 
• Lâmina de octaedros de Al ⇒ 
 
 
MINERAIS SECUNDÁRIOS 
 
 
 
MINERAIS SILICATADOS ⇒ Filossilicatos 
 
 
� Grupo dos minerais 1:1 
 
 
 
 
 
 
 
Ligação Iônica entre o O apical do tetraedro e o Al do octaedro 
 
 
 
Grupo da Caulinita 
 
• Ligações de Pontes de H entre as unidades 1:1 
 
 
FÓRMULA IDEAL 
 
 
 
2H(AlSi3O8) + 5H+ + 5OH- → Al2Si2O5(OH)4 (caulinita) + 4H2SiO3 
 
 
 
 
 
MINERAIS SECUNDÁRIOS 
 
 
 
Grupo da Caulinita 
 
 
 
CARACTERÍSTICAS 
 
• Baixa expansibilidade, distância entre planos atômicos fixa; 
• Inexistência de troca de materiais entre as un. 1:1; 
• Morfologia hexagonal; 
• Superfície específica baixa (10 – 20 m2/g); 
• Baixa CTC (3 – 10 cmolc/kg), altamente dependente do pH; 
• Cargas ƒ pH (sem substituição isomórfica) nas bordas 
quebradas do mineral; 
• Atividade Coloidal baixa ⇒ baixas plasticidade, pegajosidade e 
capacidade de expansão e contração; 
• Ocorrência extremamente grande nos solos brasileiros. 
 
 
MINERAIS SECUNDÁRIOS 
 
 
 
� Grupo dos minerais 2:1 
 
 
 
 
 
 
 
Ligação Iônica entre o O apical do tetraedro e o Al do octaedro 
 
 
 
 
 
Grupo das Esmectitas (montmorilonita) 
 
 
• Não há Ligações de Pontes de H entre as unidades 2:1 
 
 
FÓRMULA TÍPICA 
 
 
 
 Na0,67Si8 (Al3,33, Mg0,67) O20(OH)4 
 
 
 
 
 
MINERAIS SECUNDÁRIOS 
 
 
 
Grupo das Esmectitas 
 
 
 
CARACTERÍSTICAS 
 
 
•Cargas ƒ substituição isomórfica (Al por Mg) e baixa densidade 
de cargas; 
• Alta Expansibilidade, distância entre planos atômicos não fixa; 
• Troca de materiais (cátions, água ...) entre as un. 2:1; 
• Superfície específica alta (600 – 800m2/g) – sup. internas; 
• Alta CTC (80 – 120 cmolc/kg), quase independente do pH; 
• Atividade Coloidal alta ⇒ altas plasticidade, pegajosidade e 
capacidade de expansão e contração; 
• Provoca características específicas nos solos (rachaduras, 
estruturas prismáricas, “slikensides”...). 
 
 
MINERAIS SECUNDÁRIOS 
 
Grupo das Vermiculitas – 2:1 
 
 
• Produto de alteração direta das micas; 
• Lâminas de mica separadas por camadas de H2O; 
• Não há Ligações de Pontes de H entre as unidades 2:1 
 
FÓRMULA TÍPICA 
 
 
 Mgn (H2O)6 (Mg,Fe)3 Si4-n AlnO10(OH)2 
 
 
 
CARACTERÍSTICAS 
 
•Cargas ƒ substituição isomórfica (Si por Al) e alta dens. de cargas; 
• Expansibilidade limitada, distância entre planos não fixa; 
• Troca de materiais (cátions, água ...) entre as un. 2:1; 
• Superfície específica alta (600 – 800m2/g) – sup. internas; 
• Alta CTC (100 – 160 cmolc/kg), quase independente do pH; 
• Atividade Coloidal alta ⇒ altas plasticidade, pegajosidade e 
capacidade de expansão e contração; 
MINERAIS SECUNDÁRIOS 
 
 
Óxidos de Fe e Al 
 
• Importância significativa nos solos tropicais; 
• Forte influência nas propriedades dos solos; 
• Ex: hematita, goethita, lepdocrocita, maghemita, magnetita... 
 
 
Óxidos de Fe 
 
Intemperismo de MP – reações hidrolíticas e oxidativas. 
 
Fe2SiO4 (Fe - Olivina) + 1/2O2 + 2H2O → Fe2O3(Hematita) + H4SiO4 
 
Fe2O3(Hematita) →→→→ 2FeO(OH) (Goethita) 
 
 
 
MINERAIS SECUNDÁRIOS 
Óxidos de Fe 
 
CARACTERÍSTICAS 
• Indica estádio de intemperismo nos solos: 
- Solos mais jovens ⇒ Fe total > Fe óxidos 
- Solos mais velhos ⇒ Fe total = Fe óxidos 
• Imprime cor aos solos: 
- Hematita ⇒ vermelho – maior poder pigmentante. 
- Goethita ⇒ amarelo 
- Hematita + Goethita ⇒ alaranjado 
- Ambientes redutores Fe3+ → Fe2+ (destruição dos óxidos) ⇒ 
cores esbranquiçadas ou acinzentadas (argila e/ ou M.O.) 
• Formação de agregados pequenos e estáveis (Latossolos): 
- argila + óxidos ⇒ agregados estáveis = areia; 
• Superfície específica alta (100 – 400m2/g) – sup. internas; 
• Pode adsorver ânions e cátions (fosfatos e metais pesados); 
MINERAIS SECUNDÁRIOS 
Óxidos de Fe 
 
TIPOS 
 
Hematita (α – Fe2O3) 
- Formação: posições mais elevadas na paisagem, solos 
derivados de rochas máficas e regiões quentes 
 
Goethita (α – FeOOH) 
- Alta ocorrência nos solos brasileiros; 
- Ocorre em quase todos os tipos de solos e condições 
climáticas. 
 
Maghemita (γ - Fe2O3) e Magnetita (Fe3O4) 
- Minerais acessórios nas rochas ígneas (básicas e ultrabásicas) 
geralmente na fração areia. 
- Alta susceptibilidade magnética. 
 
 
MINERAIS SECUNDÁRIOS 
 
Óxidos de Al 
Al2Si2O5(OH)4(caulinita)+5H 5OH → 2Al(OH)3 (gibbsita) + 2H4SiO4 
- Intemperismo de MP de Rochas Aluminosas 
CARACTERÍSTICAS 
• Indica estádio de intemperismo intenso nos solos: 
- Solos mais velhos ⇒ lixiviação de quase todos os constituintes. 
- Solos mais jovens ⇒ intemperismo de MP. 
• Mais importante: 
 
- Gibbsita - Al(OH)3 
 
CARGAS ELÉTRICAS 
 
PERMANENTES 2:1 
 
DEPENDENTES – 1:1 e Óxidos 
MINERAIS SECUNDÁRIOS 
 
CARGAS ELÉTRICAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MINERAIS SECUNDÁRIOS 
 
CARGAS ELÉTRICAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Átomos de oxigênio 
Átomos de hidroxila 
Átomos de silício 
Átomos de Alumínio 
 
 
 
MINERAIS SECUNDÁRIOS 
 
CARGAS ELÉTRICAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MINERAIS SECUNDÁRIOS 
 
CARGAS ELÉTRICAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Átomos de oxigênio 
Átomos de fero 
Octaedros vazios