Resumo pedoquímica

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MINERALOGIA E GEOQUIMICA DOS SOLOS (PEDOQUÍMICA) 
ORIGEM 
Se origina apartir de uma rocha qualquer que sofre intemperismo e forma o solo. Ocorre a partir da interação 
das quatro esferas: biosfera, atmosfera, hidrosfera e litosfera. 
RESERVATÓRIO 
REAÇÕES 
PROCESSOS DE ALTERAÇÃO QUÍMICA 
Carbonatação (meteorizarão química): produz calcita a partir da interação de CO2 + H2O 
Hidrolise: é a formação de caulinita. Se forma em seguintes etapas: existem pequenas proporções de 
moléculas de CO2 no ar, que se dissolvem em gotas de chuva formando ácido carbônico e se ioniza. Essa 
água ionizada é levemente ácida e tem o poder de dissolver o potássio e a sílica do feldspato, formando 
argilominerais. Logo, são formados a partir da reação com a água. 
Hidrólise total: SiO2. Al2O3. K2O + H2O = 2Al (OH)3 + 6Si (OH)4 + 2(K+, OH-) 
 Alitização: ocorre a abertura completa da estrutura silicatica, lixiviando todo o conteúdo de SiO2, 
sobrando Al (OH) (gibbsita), ácido silícico, íons de potássio e hidroxila, ou seja, só forma solução. 
Hidrólise parcial: 
 Bissialítização: 2,3(Si3Al) O8. K + H2O (Si3,7Al0,3O10Al2(OH)2) K0,3 + 3,2Si (OH)2 + 2(K+, OH-) 
o Formam argilas do tipo 2:1, como a esmectita e montimorilonita. 
o Cations são eliminados parcialmente, a sílica 46%. A sílica, o alumínio e os cátions se 
combinam e formam as argilas 2:1, (dois átomos de silício para cada de alumínio) 
 
 Monossialítização: 6SiO2. Al2O3. K2O + H2O = Si2Al2O5(OH)4 + 4Si (OH)2 + 2(K+, OH-) 
o Formam argilas do tipo 1:1, como a caulinita e ilita. 
o Os cátions são eliminados completamente, a sílica 60% e nada de alumínio é eliminado. A 
sílica e o alumínio se combinam e formam as argilas 1:1. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Bissialítica – esmectita Monossialítia - caulinita 
87% de de bases eliminadas 100% de bases eliminadas 
46% de sílica 60% de sílica 
0% de alumínio 0% de alumínio 
Oxidação: Fe2O3 + H2O = 2FeO (OH), ou seja, hematita mais água = goethita 
 Ocorre também de olivina para hematita mais ácido silícico 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A figura abaixo representa a distribuição dos principais processos de intemperismo na superfície terrestre. 
A zona de alitização é mais 
encontrada na zona equatorial. 
As argilas de razão 1:1 são mais 
comuns em zonas mais 
tropicais devido as altas 
temperaturas e a maior 
quantidade de água. Esses 
fatores fazem com que a 
capacidade de lixiviação da 
sílica seja maior. 
Monossialitização caminhando 
para os trópicos. 
Bissialitização nos trópicos. 
As zonas sem alteração química são caracterizadas por serem desérticas, muito áridas. 
GEOQUIMICA DOS PROCESSOS INTEMPÉRICOS 
Composição controlada por: 
 Composição do material original 
 Fatores ambientais 
 Tempo 
São caracterizados por serem os 
 Resistatos – Aqueles que resistem ao intemperismo químico (quartzo, zircão, cianita, monazita). 
 Hidrolizatos – Aqueles que são alterados por hidrolise (formando os argilominerais). 
 Oxidatos – Que sofrem oxidação/redução 
 Carbonatos – Formação de carbonatos por temperatura e saturação da água, precipitando. 
 Evaporitos – Formação de carbonatos por evaporação (halita e carnalita). 
PRODUTOS DO PROCESSO INTEMPERICO 
COMPOSIÇÃO 
COMPOSIÇÃO MINERAL 
 Fragmentos rochosos; 
 Minerais primários; 
 Minerais secundários – Colóides e óxidos. 
MINERAL DO SOLO – COMPLEXO COLOIDAL 
Apresentam maior superfície especifica as argilas 2:1, os compostos orgânicos e as alofanas (não cristalinos) 
Dos minerais de argilas que correspondem as razões 2:1 são: esmectita, montmorilonita e bentonita. 
Dos minerais de argilas que correspondem as razões 1:1 são: caulinita e ilita. 
DENSIDADE 
DENSIDADE DE PARTICULA: Em mineralogia, a Dp é uma importante informação para auxiliar a identificação 
dos minerais. (Húmus, argila, quartzo, feldspato, calcita...) 
 
 
 
 
DENSIDADE DO SOLO: É a relação entre a massa de uma amostra de solo seca a 110° e a soma dos volumes 
ocupados pelas partículas e pelos poros. (Areia, silte e argila). 
Geralmente a Ds aumenta com a profundidade do perfil devido a compactação, eluviação e menor 
quantidade de matéria orgânica. 
Exemplo: Em solos minerais, o Ds varia entre 1,1 a 1,6 g/cm-3, com porosidade total (Pt) de 40% a 60% e 
densidade de partículas 2,65 g/cm-3. 
a) Calculo de Ds para porosidade 40% 
Ds =2.65. (1 – 0,4) = 1,59 g/cm-3 
b) Calculo de Ds para porosidade 60% 
Ds = 2,65. (1 – 0,6) = 1,06 g/cm-3 
Amplitude da densidade do solo dentro dos limites médios: 
 Solos argilosos: 1,00 a 1,25 g/cm-3 
 Solos arenosos: 1,25 a 1,40 g/cm-3 
 Solos humíferos: 0,75 a 1,00 g/cm-3 
 Solos turfosos: 0,20 a 0,40 g/cm-3 
De maneira geral, quanto maior a Densidade do solo: 
 > compactação (alteração da estrutura) 
Dp = Ms/Vs Dp = densidade da partícula (g/cm-3) 
 Ms = massa do solo 
 Vs = volume de sólidos 
 < Estruturação 
 Eluviação 
 < Porosidade total 
 > restrição para o crescimento e desenvolvimento de plantas, ou seja, menor matéria orgânica 
A Ds acima da qual as raízes não conseguem penetrar não é a mesma para todos os solos. 
 Solos argilosos: Ds 1,6 a 1,7 g/cm-3 podem não apresentar raízes 
 Qualquer solo com Ds > 1,9 g/cm-3 podem não apresentar raízes 
Altas Ds: 
 Inibem a emergência das sementes 
 Acúmulo de antocianina nos tomateiros 
Para abaixar a Ds: incorporar matéria orgânica: 
 Adubos verdes 
 Estercos de animais 
 Compostos 
 Aração do solo 
 
MATERIA ORGANICA 
Apresenta teor nos solos minerais de 
3-5% em peso. 
 
 
 
 
 
 
São resíduos animais e vegetais em estado de decomposição diversos, misturados às partículas minerais. 
Existem duas categorias de material: 
 Tecidos originais e parcialmente decompostos – podem ser identificados. 
 Material bem decomposto (húmos) – apresenta-se em estado coloidal com cor marrom a preta. 
Propriedades gerais das substancias húmicas/matéria orgânica e efeitos causados ao solo: 
 Cor: causa coloração escura em solos com substancias húmicas. Causa retenção de calor, auxiliando 
na germinação de sementes. 
 Retenção de água: evitam a erosão e mantêm a umidade do solo. 
 Combinação com argilominerais: aumentam a permeabilidade do solo. 
 Insolubilidade em água: pouca matéria orgânica é lixiviada. 
 Troca de cátions: aumentam a CTC do solo. 
 Superfície específica: faz parte do sistema coloidal 
 Poder tampão: vários grupos funcionais atuam como ácidos fracos com diferentes constantes de 
ionização; ajudam a manter as condições reacionais do solo. 
 Fonte de nutrientes: N, P, K, Ca, Mg, S, micronutrientes para o crescimento das plantas 
 Quelação: Complexação de cátions – protege contra a insolubilização – favorece a absorção pelas 
plantas. Melhoram a disponibilidade de nutrientes para as plantas maiores. 
Fontes de matéria organica: Tecidos animais e vegetais que sofrem trituração pelos organismos maiores e 
são decompostos por microorganismos. 
Propriedades gerais da matéria orgânica: 
 
TRANFORMAÇÕES 
A partir de ataques de microorganismos 
Ação de chuvas, luz, ar, reação do meio, etc. 
 Em más condições de aeração, o solo apresenta baixa atividade biológica, lenta alteração dos 
resíduos e acúmulo de matéria orgânica no solo. 
 Em boas condições de aeração em solos com nutrientes e pH adequados, apresentam alta atividade 
biológica e elevada mineralização da matéria orgânica. 
As transformações no solo acontecem por meio: 
 Adição 
 Perda 
 Transformação 
 Translocação – de um horizonte para outro. 
 Remanejamento mecânico – por microrganismos,que reviram o solo. 
 Lixiviação – quando a precipitação excede a evapotranspiração. 
 Salinização 
 Podzolização 
 Humificação 
MINERALIZAÇÃO DA MATERIA ORGANICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Humina: É o maior componente das substâncias húmicas do solo. É uma fração insolúvel em meio ácido e 
alcalino que representa maior peso molecular. A humina é considerada o produto final do processo de 
humificação. 
Mineralização da matéria orgânica do solo 
Processo de destruição 
Transformação dos resíduos orgânicos e compostos mais simples – solúveis ou gasosos 
Em condições aeróbicas, o C, O e H formam CO2 e H2O, originando o HCO- e o CO3 
Em condições anaeróbicas, o C, O e H formam CH4 (metano) 
Ácido Húmico: é uma fração solúvel em meio alcalino e insolúvel em meio ácido. São muito complexos 
quimicamente e muito importantes em vários processos, como no processo de intemperismo. 
Ácido Fúlvico: é uma fração das substâncias húmicas de menor peso molecular. Em meio alcalino ou ácido 
são solúveis. 
 
 
 
 
Humificação -> 
Decomposição dos resíduos -> 
Unidades estruturais da molécula húmica (compostos aromáticos e nitrogenados) -> 
Síntese da molécula húmica por condensação das unidades estruturais. 
 
PROPRIEDADES FÍSICO-QUIMICAS 
Capacidade de troca catiônica: 
Refere-se à capacidade de troca de cátions (valor T) correspondente à fração argila, calculada pela expressão: 
T.1000/teor de argila em g.kg-1. 
Atividade alta (está) refere-se a valor igual ou superior a 27cmolc.kg-1 de argila e atividade baixa (Tb) valor 
inferior a 27cmolc.kg-1 de argila, ambos os casos sem correção para carbono. Este critério não se aplica a 
solos de textura arenosa. 
Anteriormente, para este cálculo, era feita a referida correção, utilizando-se o valor médio universal de 
4,5cmolc.kg-1 de CTC para cada 10g.kg-1 de carbono, por meio da fórmula: T - (teor de carbono em % x 
4,5).100/teor de argila em % 
Naquela ocasião, utilizava-se como referência o valor de 24cmolc.kg-1 de argila para separar material de 
atividade baixa e alta. 
PH do solo: 
Extremamente ácido - < 4,3 
Fortemente ácido - 4,3 - 5,3 
Moderadamente ácido - 5,4 - 6,5 
Praticamente neutro - 6,6 - 7,3 
Moderadamente alcalino - 7,4 - 8,3 
Fortemente alcalino - > 8,3 
 
Acidez do solo: 
Húmus 
Ácidos fúlvicos Ácidos húmicos Humina 
A acidez potencial deve-se a presença dos íons H+ e Al3+ que estão nos pontos de troca não ocupados por 
bases trocáveis e que estão adsorvidos, principalmente, na matéria orgânica do solo, que não são extraídos 
pela solução neutra de KCl 0,1. Esses íons são deslocados com a solução de acetato de cálcio a pH 7,0. 
Na agricultura, o valor ideal de pH está entre 5,5 a 5,8 e pode variar de acordo com sua composição, 
concentração de sais, metais e outras substâncias orgânicas adicionadas ao prepará-lo para o plantio. Valores 
de pH menores que 7 são considerados ácidos, aproximados de 7 considerados neutros e acima de 7 são 
considerados alcalinos. 
Adsorção: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fertilidade: 
 Fixação do Nitrogênio 
 Nitrificação 
 Redução de nitratos 
 Desnitrificação 
 Interação solo-planta 
Ciclos biogeoquímicos 
Ciclos do carbono 
Ciclos do fósforo 
Ciclo no nitrogênio 
Ciclo do enxofre 
Ciclo hidrológico 
 
 
 
METODOS ANALÍTICOS 
 FLUORESCENCIA DE RAIO-X: 
- Metais, elementos maiores e alguns menores. (ex: Si, Mg, Fe e Ti). 
- A amostra deve estar prensada em pastilha. 
- Esse método dá o ângulo de retorno do raio incidente e diz qual é o mineral. 
 DIFRATOMETRIA DE RAIO-X: 
- Analisa o ângulo do mineral e as faces cristalinas e então identifica o mineral. 
- Gera um difratograma. 
- Amostra tem que estar homogeneizada. 
 Laser Ablacion (L.A.): 
- Dá um tiro exatamente no mineral desejado e mostra a química exata dele. 
- Destrói a amostra. 
 MEV – MICROSCOPIO DE VARREDURA ELETRONICA: 
- Mostra a forma do mineral. 
 CROMATOGRAFIA: 
- Utilizada na indústria do petróleo. 
- Identifica molécula orgânica. 
- Consegue dizer o tipo de material orgânico (animal, vegetal e qual vegetal, se arbustivo, gramínea ou 
algálico) 
- A amostra deve estar em solução. 
REGULAMENTAÇÃO: 
 CONAMA (contaminação e poluição) 
 EPA 
 EMBRAPA 
Diferença de contaminação (alteração do background) e poluição (causa dano). 
 
 Geoquímica + isotópica: 
- Relação da fonte. 
- Taxa de migração (estudo de aquífero) 
- Influência de ambientes vizinhos. 
- Biomarcadores (degradação): analisa a composição da matéria orgânica. Ex: migrar de vegetação 
arbustiva para vegetação rasteira. 
 
 
LATERIZAÇÃO E ENRIQUECIMENTO SUPERGÊNICO COMO PROCESSOS FORMADORES DE JAZIDAS 
MINERAIS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PROCESSOS: 
Alguns autores designam o termo “Depósitos Residuais” para englobar todos os processos de seleção natural 
sedimentar de minerais minérios, tanto os placers (Acumulação Mecânica) como Alteração Supergênica. 
Para estes os Processos, são simplesmente Depósitos Residuais, com suas especificidades. 
Os Depósitos de origem Biogênica (Depósitos Biogênicos) são formados pela acumulação de restos animais 
e vegetais, como carapaças, fezes, vegetação, etc. São exemplos turfas (restos vegetais formando recursos 
energéticos), Guano (P de fezes de pássaros), Coquina (calcário composto por conchas e fragmentos de 
conchas), etc. Tem uma importância econômica limitada. 
Acumulação Mecânica – São processos gravimétricos responsáveis pela concentração natural de minerais 
pesados e de baixa solubilidade. Assim, agentes como a água ou o vento transportam os minerais mais leves 
e concentram aqueles mais pesados. 
São também chamados de “Placer” ou Depósitos Detríticos, e podem formar depósitos recentes ou antigos 
(paleo-placer). Exemplos de depósitos de placer são inúmeros, como Ouro, ilmenita, magnetita e diamantes 
estão entre os minerais obtidos de placers. No Brasil a mina de ouro de Jacobina na Bahia, rutilo e ilmenita 
em Mataraca na PB, são alguns dos depósitos originados pela acumulação mecânica. 
Enriquecimento Supergênico - Lixiviação de certos elementos da parte superior de um depósito mineral e 
sua reprecipitação em profundidade para produzir concentrações mais altas. 
A porção superior de muitos depósitos de cobre pórfiro tem seu enriquecimento devido aos processos 
supergênicos. 
Alguns autores consideram Processo Supergênico e Residuais como sinônimos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Processos Residuais - Lixiviação de elementos solúveis, deixando concentrações de elementos insolúveis. 
Esse processo tem sido invocado para a maioria dos depósitos de “gossans” (chapéu de ferro), lateritas e 
bauxitas. Nas bauxitas a lixiviação de ferro e óxido promove o enriquecimento de Alumínio. 
Naquele sentido mais amplo, os Depósitos Residuais seriam de dois tipos, um englobando os dentríticos (as 
concentrações mecânicas ou placers) e outro englobando todos os processos de enriquecimento através da 
lixiviação natural. 
Os Depósitos Residuais devido a processos de lixiviação natural são formados em regiões tropicais. Durante 
a estação chuvosa, ocorre intensa lixiviação das rochas e, durante a estação seca, a solução contendo íons 
lixiviados é atraída para a superfície pela capilaridade da rocha, por onde se evapora deixando sais que são 
“lavados” na próxima estação chuvosa. 
Eventualmente, toda a zona abaixo do lençol freático é lixiviada de íons relativamente móveis, tais como 
sódio, potássio, cálcio e magnésio. Com a lixiviação sob condições de alto pH, a sílicatambém é dissolvida e 
removida do sistema. O material remanescente é usualmente óxido de ferro e alumínio que são 
concentrados. Rochas básicas e ultrabásicas tendem a formar Laterita enquanto rochas graníticas tendem a 
formar bauxita. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Gossans ou Chapéu de Ferro são rochas que originalmente continham sulfetos 
e que foram submetidas a um processo de alteração supergênica. A cor 
avermelhada é uma característica importante dos Gossans. Ela se deve a 
transformação de sulfetos originais ricos em ferro em compostos oxidados. 
Os Gossans são o resultado da alteração física e química das rochas como 
conseqüência da ação de agentes como a chuva, o vento, sol ou as águas 
subterrâneas. Esses processos produzem a alteração dos sulfetos, dissolução 
e precipitação de outros minerais e uma importante lixiviação nas rochas. 
 
 
A formação de um Gossan depende de fatores distintos, como a 
paragênese original dos sulfetos, clima, relevo, tipo de rocha encaixante, 
nível freático, etc. 
Os Gossans não têm grande desenvolvimento em zonas afetadas pela 
glaciação ou naquelas de bosques úmidos, ou seja, naquelas zonas não 
propícias ao ambiente oxidante (por exemplo: Canadá, Rússia, norte da 
Europa, etc). 
 
 
SEGUNDO O PROCESSO GENÉTICO DE FORMAÇÃO 
Acumulação Relativa (Residual): Preservação do Mineral primário de interesse e acumulação relativa, no 
perfil, devida à perda de matéria durante o intemperismo. 
Ex.: depósitos de fosfato por concentração de apatita, cromita, estanho por concentração de 
cassiterita, columbita-tantalita, etc. 
Acumulação Absoluta: Destruição do mineral primário e formação de minerais secundários mais ricos que o 
mineral primário no elemento de interesse. 
Ex.: Elementos de baixa solubilidade, como Al-gibbsita, Ti-anatásio; ou elementos mais solúveis que 
migram no perfil e precipitam como fases secundárias em outros horizontes, como Ni-garnieritae Ni-goethita, 
Mn-psilomelanae pirolusita, etc. 
Processo Misto: Acumulação Relativa (Residual) mais absoluta. O mineral primário, portador do elemento 
de interesse, permanece inalterado (arcabouço essencial), mas sofre transformações que podem melhorar 
ou piorar a sua qualidade no minério. 
Ex.: depósitos de Nb laterítico – Ca – pirocloro Bapirocloro (pandaita); depósitos de Au laterítico. 
 
MINÉRIO LATERITAS 
Al – bauxíticos ou bauxita; 
Fe – ferruginosas; 
Mn – manganesíferas; 
Ni – niquelíferas; 
Nb – niobíferas; 
Fosfatos – fosfáticas; 
Ti – titaníferas; 
Caulim – caulínicas ou caulim; 
Cr – cromíferas. 
 
DEPÓSITOS 
Depósitos de Ferro Laterítico; 
Mecanismos de concentração de alumínio durante a lateritização: gênese e evolução das bauxitas; 
Lateritização de protominérios manganesíferos; 
Alteração de rochas ultramáficas e formação de depósitos de Níquel laterítico; 
Depósitos lateríticos de elementos associados a carbonatitos: P, Nb, ETR, Ti; 
O comportamento do ouro no intemperismo. Depósitos lateríticos de ouro; 
Depósitos de Caulim de alta alvura da Amazônia; 
Gênese dos minérios oxidados de cobre.