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Intemperismo: é o processo global da atuação climática e biológica relacionado às modificações químicas e a fragmentação mecânica das rochas, do qual o material resultante recebe diferentes denominações: •Manto de intemperismo •Manto de decomposição •Rocha alterada •Solo residual •Solo autóctone •Elúvio ou Eluvião •Saprolito •Solo saprolítico IV. Solos Tanto o saprolito como os depósitos sedimentares, que se caracterizam por serem sistemas de partículas minerais de coesão nula ou de baixa coesão, são denominados como regolito ou, simplesmente, sedimento. Devido a esta característica de coesão são também chamados de material inconsolidado ou material incoeso. Depois que o saprolito sofre erosão e deposição é chamado de depósito sedimentar (ou solo transportado, solo alóctone ou solo sedimentar). Sedimentos (Regolitos) – formam-se a partir do intemperismo das rochas, (saprolito, elúvio ou solo residual), sob posterior erosão e deposição, com estratigrafia e estruturas decorrentes dos processos deposicionais envolvidos. •Colúvios - materiais depositados em encostas por movimentos de massa, gerados predominantemente pela ação gravitacional. colúvios, colúvio com blocos e tálus •Alúvios - sedimentos de fundos de vale ou canais por ação de fluxos d’água. aluvião e leques (alluvial fans) •Depósitos eólicos - sedimentos depositados pela ação do vento. duna e loess •Tills - sedimentos depositados por ação de geleiras. varvito e till Denominação das partículas Diâmetro (mm) Matacão (boulder) > 256 Calhau (cobble) 64 a 256 Seixo (pebble) 4 a 64 Grânulo (granule) 2 a 4 Areia (sand) 1/16 a 2 Silte (silt) 1/256 a 1/16 Argila (clay) < 1/256 (< 2 mm) Classificação de Wentworth Elementos endógenos e exógenos que influenciam o intemperismo: Climáticos: •O aumento da To facilita a ocorrência de reações endotérmicas. •O aumento da precipitação diminui a concentração de íons. Bióticos: •Cobertura vegetal exuberante (florestas) aumenta a ocorrência de ácidos orgânicos (ex. H2CO3). Relevo: •Áreas montanhosas tendem a sofrer maior erosão, facilitando a exposição das rochas ao intemperismo. •Áreas colinosas permitem maior acúmulo de umidade. •Áreas de planícies acumulam muita água, mas tendem a apresentar soluções saturadas. Geológicos: •Composição química, mineralogia, textura e estruturas. Cronológicos: •Mudanças climáticas e tectonismo. Classificação dos estágios de intemperismo (mod. Ruxton & Berry, 1957). Grau Classe Descrição ----- Solo residual ou solo agrícola Solo com definição de horizontes pedológicos; Não há nenhum sinal da textura original da rocha. V Completamente intemperizado Toda massa rochosa decomposta para regolito, mas a textura da rocha ainda está preservada IV Altamente intemperizado Massa rochosa muito descolorada; 50% da massa rochosa decomposta; Rocha descolorada, como blocos ou núcleos rochosos III Moderadamente intemperizado < 50% da rocha está desintegrada ou decomposta; Rocha sã presente em blocos ou núcleos em contatos entre si. II Suavemente intemperizado Rocha suavemente descolorada, especialmente ao longo das fraturas; A rocha não está muito menos coesa do que a rocha sã. I Rocha sã Não há descoloração; Não há diminuição da coesão. Destacam-se os seguintes mecanismos para cada tipo de intemperismo: INTEMPERISMO FÍSICO Cristalização de sais Expansão-Contração (gelo/degelo, amplitude térmica) Fraturas de alívio de tensão INTEMPERISMO QUÍMICO •Reações de Dissolução Reações de Hidratação Reações de Hidrólise Reações de Oxidação Reações de Redução INTEMPERISMO BIOLÓGICO Fragmentação das rochas por efeito do crescimento de raízes Incremento de reações químicas decorrentes de ácido carbônico Iniciação de reações por colonização de liquens sobre rochas sãs Reações de Dissolução: ocorrem pela solubilização, principalmente em água, dos elementos químicos que compõem os minerais. A natureza dipolar da molécula de H2O é responsável pelo poder solvente (dissolução), atraindo íons de K+, Na+, Mg++ e Ca++ com maior facilidade. A intensidade da dissolução dependerá da quantidade de água que entra em contato com os minerais e também do grau de solubilidade de cada mineral. Exs.: halita (NaCl) - é altamente solúvel em água. quartzo (SiO2) – é pouquíssimo solúvel em água. calcita: CaCO3 + H2O + CO2 è Ca(HCO3)2 INTEMPERISMO QUÍMICO Reações de Hidrólise: se dá quando há a quebra da ligação química dos íons dos minerais através da reação com os íons OH - e H+ oriundos da água. É a reação mais comum de ocorrer nos minerais aluminossilicatados, sendo favorecida pela presença de H2CO3, com CO2 dissolvido na água. Ex.: hidrólise da olivina Mg2SiO4 + 4H2O → 2Mg2++ + 4OH- + H4SiO4 Reações de Oxidação: são geradas pela combinação do O2 (principalmente do ar e da água) com os cátions dos minerais, formando óxidos ou hidróxidos (caso haja presença de água): SESQUIÒXIDOS. Afeta principalmente os minerais que contém Fe e Mn, que são responsáveis pela cor avermelhada e amarelada dos solos tropicais. É uma reação que geralmente se dá por etapas, primeiro com hidrólise e depois oxidação. Ex.: hidrólise e oxidação da pirita 2FeS2 + 2H2O + 7O2 → 2Fe2++ + 4SO4-- + 4H+ e 2Fe2++ + 3H2O + ½O2 → 2FeO.OH2 + 4H+ Reações de Hidratação: estão relacionadas a adição e incorporação de água no retículo cristalino dos minerais, transformando-os física e quimicamente. Neste processo os minerais sofrem expansão de volume, contraindo-se quando há saída da água da estrutura mineral. É também uma reação muito comum nos minerais aluminossilicatados, formando os chamados ARGILO-MINERAIS. Ex.: anidrita em gipso CaSO4 + 2H2O → CaSO4.H2O hematita em limonita Fe2O3 + 3H2O → Fe2(OH)6 k-feldspato (ortoclásio) em sericita 3(K2O.Al2O3.6SiO2)+2H2O+ 2CO2→(K2O.3Al2O3.6SiO2.2H2O)+12SiO2+ 2K2CO3 k-feldspato (ortoclásio) em caulinita (K2O.Al2O3.6SiO2) + 2H2O + 2CO2 → (Al2O3.6SiO2.2H2O) + 4SiO2 + K2CO3 Ki = 1,7 X [ SiO2 / Al2O3 ] Kr = 1,7 X [ SiO2 / (Al2O3 + Fe2O3)] Condições químicas para absorção e disponibilidade de íons: -Soma de bases trocáveis: S = Na+ + K+ + Ca++ + Mg++ - Capacidade de troca catiônica: CTC = Na+ + K+ + Ca+ + + Mg+ + + H+ + Al+++ CTC = S + H+ + Al+++ -Saturação de bases: V = [S / CTC ] X 100 (%) - Percentegem de saturação de sódio: [Na+/ CTC ] X 100 (%) [ P << Evpt ] 6 % < solos solódicos < 15 % Aspectos químicos auxiliares a classificação de de solos: solos eutróficos : V > 50 % solos distróficos : V < 50 % solos álicos : [Al+++ / (S + Al+++)] > 50 % Relação dos colóides e suas CTC: sesquióxidos ~ 4 meq/100g caulinita 3-15 meq/100g haloisita 5-10 meq/100g ilita e clorita 10-40 meq/100g esmectita 80-150 meq/100g vermiculita 100-150 meq/100g húmus 200-400 meq/100g •Medição de Estruturas: utiliza-se a bússola de geólogo para medição de ´strike´ e ´dip´. Strike and Dip in a Rock Structure Tipos de notações: strike/dip ou dip/dip Exs.: E-W / 45 (rumo) 180 / 45 (azimute) V. Investigações Geológicas Estatística de orientações de estruturas: estereogramas e rosetas de fraturas Sondagens Rotativas Coleta de amostras indeformadas VI. Mapas Geológicos Município do RJ – 1:50.000 Parte da Carta Fortaleza – 1:1.000.000 (CPRM) http://geobank.sa.cprm.gov.br/ Do Mapa para: Perfil Geológico e Bloco Esquemático Perfis Geológicos solo saprolítico, variando de 0,5 a 2,0 m de espessura e com alguns trechos ricos em resíduos de granito pouco intemperizado. gnaisse félsico pouco intemperizado, com foliação bem marcada e sem presença de fraturas. colúvio de coloração laranja-avermelhado, de matriz silto-arenosa e com blocos de rochade 0,05 a 0,80 m. PERFIL GEOLÓGICO-GEOTÉCNICO Perfis Geológico-Geotécnicos
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