ROCHAS DA LITOSFERA PG (1)

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O SOLO - Conceitos
“Porção superior da crosta terrestre, influenciada pelo clima e pelos organismos vivos”;
“Corpo natural, organizado, fruto da ação combinada dos fatores de formação (Material de Origem, Clima, Organismos Vivos, Relevo, Tempo...) que sustenta a vida nos ecossistemas terrestres”;
“Sistema aberto, dinâmico, com feições tridimensionais, que forma um manto contínuo na paisagem”;
“Sistema trifásico, composto pelas fases sólida, líquida e gasosa, que sustenta a vida animal e vegetal na terra”;
“Meio natural onde o homem cultiva plantas”
SiBCS: “Coleção de corpos naturais, constituídos por partes sólidas, líquidas e gasosas, tridimensionais, dinâmicos, formados por materiais minerais e orgânicos, que ocupam a maior parte do manto superficial das extensões continentais do nosso planeta, contém matéria viva e podem ser vegetados na natureza, onde ocorrem. Ocasionalmente, podem ter sido modificados por atividades humanas. 
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REFERENCIAIS DE OBSERVAÇÃO DE SOLOS Perfil Pedon
Polipedon Horizontes genéticos Camadas
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Perfil de Solo
Secção vertical do solo, observada em duas dimensões, que se estende da superfície até o contato com a rocha. É composto do conjunto de horizontes ou camadas que compõem o solo
A
Cg
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Polipedon (“mancha” uniforme de um mesmo solo,com repetição de pedons semelhantes)
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INTEMPERISMO
No livro de agricultura, escrito por ABU ZACARIA IAHIA no ano de 1145, Sevilla, Espanha, este autor, citando outros, afirma:
“A pedra se torna matéria lodosa no decorrer de um século, pela ação do sol e das chuvas; o sol tem a virtude de secar e desintegrar as partes (como o faz o fogo), e a chuva que vem depois, desata as já enfraquecidas partes...”
Intemperismo, portanto, é o conjunto de processos físicos, químicos e biológicos que causam a desintegração e decomposição dos minerais constituintes das rochas, formando um SAPRÓLITO ou um SOLO. 
As ROCHAS, portanto, constituem o substrato inicial, sobre os quais um solo poderá ser formado, seja diretamente sobre a rocha, sobre um saprólito desta, ou sobre um sedimentos transportados e depositados a partir delas.
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ROCHAS DA LITOSFERA
Quanto a origem:
- MAGMÁTICAS
- METAMÓRFICAS
- SEDIMENTARES
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ROCHAS
SEDIMENTARES
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ROCHAS MAGMÁTICAS
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ROCHAS METAMÓRFICAS
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CARACTERIZAÇÃO DO GLOBO TERRESTRE
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A espessura da litosfera (SIAL + SIMA) 
 	– continentes - 35 a 70 km
	- substrato dos oceanos SIMA (~ basalto)
 Abaixo da litosfera: camadas mais espessas (manto e núcleo)
	- constituintes mantidos a pressões e temperaturas muito 	 	 elevadas, predominando elementos mais pesados. 
	- temperatura e densidade aumentam da crosta em direção ao 	 núcleo (NiFe)
 
Astenosfera (zona superior-50 a 250 km), região muito quente, rochas se encontram próximo ao estado de fusão.
	- Constitui fonte dos magmas primários (rochas fundidas móveis)
	- Magmas penetram na crosta: intrusões ou fendas, ou derramam-se sobre a superfície através dos fenômenos de vulcanismo. 
Rochas de origem magmática e metamórfica constituem cerca de 95% do volume total da crosta, porém ocupam apenas 25% da sua superfície, enquanto que as sedimentares ocupam em volume apenas 5%, porém cobrem aproximadamente 75% da superfície da Terra.
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Geologia de SC
Grande parte das rochas pertence a “Bacia do Paraná”
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Há 500 Milhões de anos , todos os continentes estiveram unidos, formando o PANGEA, dividido em Gondwana e Laurásia.
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Rompimento do Pangea , com separação da Laurásia e Gondwana há ± 200 Mi anos, e separação do Gondwana, há ± 135-150 Mi anos
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Vista da Cadeia Meso-Oceânica do Atlântico, Gooegle Earth.
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Aproximadamente há 180 Milhões de anos, rompimento PANGEA, separação da Laurásia e Gondwana, cessando em torno de 65 Milhões de anos: configuração atual dos continentes:
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Detalhe das idades das rochas do fundo oceânico entre América do Norte e Sul da Europa, mostrando expansão do fundo oceânico e afastamento dos continentes : linha vermelha indica cadeia submarina meso oceânica, local da fratura original . 
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QUADRO 01. Composição média estimada dos elementos da parte superior da Litosfera
			.
		ELEMENTO
		ABUNDÂNCIA
		
		ppm
		 %
		 O
		465000
		45,60
		 Si
		273000
		27,30
		 Al
		83600
		8,36
		 Fe
		62200
		6,22
		 Ca
		46600
		4,66
		 Mg
		27640
		2,76
		 Na
		22700
		2,27
		 K
		18400
		1,84
		
		
		99,01%
		 Ti
		6330
		0,63
		 H
		1520
		0,15
		 P
		1120
		0,11
		 Mn
		1060
		0,10
		
		
		100 %
		F, Ba, Sr, S, C, Zr, V, Cl, Cr
		 100 - 550
		
		ELEMENTO
		 ABUNDÂNCIA
		
		
		ppm
		 %
		Ni, Rh, Zn, Nd, La, Y, Co, Cu
		
		
		Sc, Nb, N, Ga, Li, Pb
		10 – 100
		
		Pr, B, Th, Sm, Gd, Hf, Br, U, Mo, 
		
		
		Sn, Be, As, Ho
		1 – 10
		
		Hg, An
		0,1
		
FONTE: Fortescue, 1980. 
Os elementos assinalados em negrito são considerados essenciais as plantas
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Composição da crosta varia, no entanto, em função dos tipos de rochas que ocorrem.
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Origem: consolidação (solidificação) do magma (~lava)
INTRUSIVAS - magma consolida no interior da crosta 
EXTRUSIVAS - magma consolida sôbre a superfície da crosta
HIPABISSAL - magma consolida próximo à superfície (fendas)
INTRUSIVAS
Magma no interior da crosta, confinado ---> resfriamento lento ---> formação de cristais grandes ---> textura fanerítica (macrocristais)
Exemplos: Granito (ácida), Gabro (básica), Sienito e Diorito (intermediária)
EXTRUSIVAS
Magma sobre a superfície ---> resfriamento rápido ---> formação de cristais pequenos ---> textura afanítica (microocristalina)
Exemplos: Basalto (básica), Riolito (ácida), riodacito (intermediária)
HIPABISSAIS
Magma consolida próximo à superfície: diques e sills  textura porfirítica
Exemplos: diabásio (básica), sienito pórfiro, diorito pórfiro
MAGMÁTICAS
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Quando os magmas consolidam (solidificam), minerais vão se formando seguindo uma “ordem” de acordo com a variação da temperatura: 
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COMPOSIÇÃO MINERALÓGICA DAS ROCHAS MAGMÁTICAS
. São chamados de Minerais essenciais aqueles que ocorrem em maior proporção nas rochas. Minerais acessórios aqueles que ocorrem em pequena quantidade. 
Os principais minerais essenciais das rochas são os feldspatos, quartzo, piroxênios, anfibólios, olivinas e as micas. 
A proporção em que ocorrem nas rochas, permite, auxiliado por um conjunto de outras características, classificá-las. 
Os termos leucocrático, melanocrático e mesocrático são utilizados para designar a proporção entre os diversos grupos de minerais presentes na rocha.
COMPOSIÇÃO QUÍMICA DAS ROCHAS MAGMÁTICAS
Diz-se que uma rocha é ÁCIDA quando os teores de SiO2 são superiores a 65%, INTERMEDIÁRIA quando entre 52 e 65%, BÁSICA quando entre 45 e 52% e ULTRABÁSICA quando os teores são inferiores a 45%. Estes termos nada tem a ver com a concentração de íons H. Porém são de uso clássico em Petrologia (ciência que estuda as rochas). 
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Basaltos
Composição:
Plagioclásios CaNa (anortita e labradorita) 
Piroxênios (augita, diopsídio, hiperstênio)
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Riolitos
Riolito é uma rocha magmática extrusiva ou vulcânica, correspondente extrusiva do granito
A sua composição mineral inclui geralmente quartzo, feldspatos alcalinos e plagioclásios. os minerais acessórios mais comuns são a biotita e o piroxênio. Sua cor é cinza, cinza avermelhada ou rosada. 
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Granitos
Rocha magmátiva intrusiva, composta de quartzo, feldspatos, micas e anfibólios
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Gabro
Rocha magmática intrusiva básica, composta de plagioclásios e piroxênios
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Sienitos
Rocha magmática intrusiva intermediária, similar ao granito, mas predominando os feldspatos alcalinos sobre o quartzo.
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QUADRO 2. Principais tipos de rochas magmáticas
		
		ÁCIDAS
		INTERMED.
		BÁSICAS
		ULTRABÁSICA
		
		SiO2 > 65%
		SiO2 52-65%
		SiO2 45-52%
		SiO2 < 45%
		MINERAL ESSENCIAL
		Ortoclásio, Quartzo, Plagioclásio Sódico, Mica.
LEUCOCRÁTICA
		Ortoclásio, Plagioclásio Sódico, Biotita, Anfibólio ou Piroxênio
MESOCRÁTICA
		Plagioclásio cálcico, Piroxênio
MELANOCRÁTICA
		Olivina, Piroxênio
MELANOCRÁTICA
		INTRUSIVA
		GRANITO, PEGMATITO
		SIENITO-LEUCO DIORITO-MESO
		GABRO
		PERIDOTITO
		HIPABISSAL
		GRANITO, PÓRFIRO
		SIENITO, PÓRFIRO-LEUCO, DIORITO, PÓRFIRO-MESO
		DIABÁSIO
		
		EXTRUSIVA
		RIOLITO
		FONOLITO-MESO, ANDESITO
		BASALTO
		
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METAMÓRFICAS
Metamorfismo de rochas pré-existentes
Agentes: pressão e temperaturas elevadas
		 		 
	 - litostática - dissolução seletiva de minerais
	 - unidirecional - disposição preferencial dos minerais
Características:
	Rochas originais alteram constituição e 	morfologia
*
Exemplos: 
1 - Argilominerais transformam-se em micas
	 Argilito (sedimentar)---> Filito,Micaxisto (metamórfica)
	(Neogênese de minerais, adição de K e hidratação por temperatura elevada)
Argilito >>> Filito
Micaxisto
*
2 - Transformação de granito em gnaisse
	(Alguns minerais do granito transformam-se em biotita, que concentra-se em faixas de xistosidade, exemplo da biotita-gnaisse)
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Gnaisses e migmatitos - metamorfismo de granitos, sienitos, etc., com minerais em faixas no 1 e em bandas no 2.
	Gnaisse -Rocha metamórfica quartzo-feldspática, granulação média a grossa;  estrutura variável desde  maciça, granitóide, com foliação milimétrica a centimétrica, com alternância de faixas claras e escuras.
	Migmatito – Distribuição mais heterogênea dos minerais, em “bandas” ou “línguas”
	.
Xistos - Rocha metamórfica caracterizada pela xistosidade.
 
Os xistos podem provir de vários tipos de rochas, de basaltos a pelitos e também de rochas intrusivas que sofram forte hidratação junto com metamorfismo .
O xisto micáceo deriva, frequentemente, de pelitos representando um grau mais elevado de metamorfismo do que a ardósia e o filito. 
Os xistos máficos (xistos verdes), derivados de basaltos, já mostram paragêneses como clorita, actinolita, albita
 Ex. biotita xisto; muscovita xisto, hornblenda xisto, etc. 
	
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Mármore – rocha metamórfica originada de calcário exposto a altas temperaturas e pressão. Por este motivo as maiores jazidas de mármore são encontradas em regiões de rocha matriz calcária e atividade vulcânica. 
Quartzito - rocha metamórfica cujo componente principal é o quartzo (mais de 75%). Origina-se geralmente do metamorfismo de arenitos quartzozos.
Ardósias – Rocha metamórfica de grau muito baixo caracterizada pela granulação muito fina, brilho, cristalinidade baixa, clivagem ardosiana. 
	A origem geralmente é pelítica, ou psamítica e a paragênese congrega quartzo, clorita, pirofilita, micas etc. Com o aumento de metamorfismo regional transforma-se em filito e xisto. 
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Gnaisse
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Migmatito
*
Micaxisto
*
Ardósias
*
Mármores
*
Originadas por processos de sedimentação 	
 Sedimentos químicos
		 		orgânicos
		 		clásticos (fragmentos)
Clásticas 
Fragmentos de rochas pré-existentes, unidos por um cimento ---> diferentes tamanhos
Psefitos: 	Conglomerados (> 2mm)
Psamitos:	Arenitos e Arcósios (0,05 – 2mm) 
Pelitos:	Argilito (grãos < 0,002 mm)- Siltito (0,05 – 0,002mm) folhelhos (sílticos ou argilosos)
Origem: Erosão ---> transporte ---> deposição ---> ---> consolidação
 		  
		 vento, água
Características comuns:
Rochas estratificadas em camadas: plano-paralela, cruzada
Químicas e Orgânicas
Calcários (Aragonita), Apatita, Evaporitos Carvão
SEDIMENTARES
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Rochas sedimentares
Principal característica: deposição em camadas
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Arenitos
Predomina a fração AREIA (grãos entre 2 e 0,05 mm), com dominância do QUARTZO
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Siltito
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Argilitos
*
Conglomerados
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Mapa geológico simplificado do Estado de Santa Catarina.
Fonte: GAPLAN, 1986
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COMPOSIÇÃO MINERAL DO SOLO
MINERAIS PRIMÁRIOS
MINERAIS SECUNDÁRIOS
MINERAIS DO SOLO
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MINERAIS PRIMÁRIOS DO SOLO
Origem
Herdados da rocha mãe ou sedimento
Ocorrem no solo sem terem sido alterados quimicamente
Tem a mesma composição química que tinham nas rochas
Localização
Frações mais grosseiras (areia e silte, raramente na argila)
Sua presença no solo pode Indicar:
Reserva mineral
Grau de evolução do solo (estágio de intemperização) 
Principais representantes
Grupo dos silicatos e aluminossilicatos(quartzo, micas, feldspatos, anfibólios, piroxênios, etc.)
Jaime
*
Porque minerais primários no solo podem indicar reserva mineral?
Minerais primários tem diferentes resistências ao intemperismo!
	Quartzo é o mais resistente; micas brancas (muscovita) e feldspatos potássicos e sódicos também são muito resistentes!
	Olivinas (fonte de Mg e Fe), Feldspatos cálcicos (anortita), Piroxênios (fontes de Ca e Mg), anfibólios (fonte de Ca) e micas pretas (biotita) são pouco resistentes!
	Portanto, presença de minerais POUCO RESISTENTES ao intemperismo ainda presentes no solo, indicam que o solo ainda possui RESERVA mineral → PODEM LIBERAR NUTRIENTES às plantas
*
Porque minerais primários no solo podem indicar grau de intemperismo?
Se houver presença significativa de minerais primários POUCO RESISTENTES, isto indica que os solos sofreram pouco intemperismo;
Ausência de minerais POUCO RESISTENTES no solo PODE indicar:
Menor grau de intemperismo do solo OU
Que o solo é derivado de uma rocha ou sedimento que possuia originalmente poucos minerais primários facilmente intemperizáveis
(caso de solos derivados de arenitos essencialmente quartzosos)
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De todos os minerais do solo os SILICATOS formam o grupo mais importante, visto que constituem cerca de 80% das rochas ígneas e metamórficas.
	UNIDADE ESTRUTURAL BÁSICA DOS SILICATOS
DOS 
SILICATOS
Representação espacial do TETRAEDRO DE SILÍCIO 
Minerais primários se distinguem pelo MODO DE ARRANJO DOS TETRAEDROS e
pela DISPOSIÇÃO INTERNA DOS ÍONS no espaço interno
A maioria dos minerais do solo são SILICATOS
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Minerais primários de importância agrícola
Grupo das olivinas 
(Nesossilicatos)	
Forsterita: Mg2SiO4 Rochas básicas e ultrabásicas
				Facilmente intemperizáveis
Fayalita: Fe2SiO4	Fontes de MAGNÉSIO e FERRO
		Intemperismo -- min. argila e/ou óxidos
Grupo do Berilo (Ciclossilicatos – cadeias fechadas) 
Berilo: Be3 Al2(Si6O18) - pedras semi/preciosas
Turmalina: (Na, Ca)(Li, Mg, Al)( Al, Fe, Mn)6 (BO3)3 (Si6O18)(OH)4
		Mineral acessório de rochas magmáticas e 			metamórficas
		Maior importância agrícola: fonte de BORO
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Turmalina
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Olivina
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Grupo do Epidoto (Sorosilicatos)
Epídoto - Silicato de Ca, Al e Fe - altamente resistente ao intemperismo
					mineral índice-
Hemimorfita - Silicato de Zinco - muito resistente ao intemperismo
Grupo dos Piroxênios e Anfibólios (Inosisilicatos)
Piroxênios: 
		
	Augita: (Ca, Na)(Mg, Fe, Al) (Si, Al)2 O6 Rochas básicas
	Enstatita: MgSiO3			 Cor escura
	Hiperstenio: (Mg, Fe) SiO3		 Facilmente intemperizáveis
	Diopsídio: Ca Mg Si2 O6 Fontes de CÁLCIO, MAGNÉSIO e FERRO
Anfibólios 
	
Hornblenda:
(Ca, Na)2-3 (Mg,Fe, Al) Si6 (Si, Al)2 O22 (OH)2
Tremolita: Ca2 Mg5 Si8 O22 (OH)2
		Rochas magmáticas e metamórficas
						
Intempersimo de anfibólios e piroxênios - Mineral de argila e óxidos
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Augita
*
Hornblenda
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Grupo das Micas (Filossilicatos)
	
Muscovita: K Al2 (Al Si3 O10) (OH)2 – mica branca
Biotita: K (Mg, Fe)3 (Al Si3 O10) (OH)2 – mica preta
Flogopita: K Mg3 (Al Si3 O10) (OH)2 mica marrom
	
- Rochas magmáticas intrusivas (granito), metamórficas (gnaisse e xistos) e sedimentares.
	- Importantes fontes de POTÁSSIO
Micas são de intemperização difícil, Biotita e Flogopita são mais 
 fáceis.	
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Estrutura da mica é mais complexa:
Lâmina Tetraedros de Si
Lâmina Octaedros de Al
Lâmina Tetraedros de Si
K entrecamadas
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Micas
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Grupo do Quartzo e dos Feldspatos (Tectossilicatos)
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Quartzo
	Quartzo 		 	Altamente resistentes decomposição
	Tridimita Todos Si O2		Formam “esqueleto”do solo
	Cristobalita Em solos domina quartzo
			
Feldspatos
Feldspatos alcalinos (K e/ou Na na estrutura)
	Ortoclásio	K Al Si3 O8 	Fonte de POTÁSSIO
	Microclina
	Sanidina
	Albita		Na Al Si3 O8
			- Minerais relativamente resistentes (menor que quartzo)
			- Rochas magmáticas intrusivas ácidas e intermediárias 
 (granito, sienitos) e extrusivas ácidas e intermediárias 
 (riolito, fonolito, etc)
			- Intemperismo químico produz minerais argila/óxidos
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Quartzo
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Ortoclásio - Feldspato K
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Feldspatos calco-sódicos (Ca e Na, além de Mg na estrutura)
 	(Plagioclásios)
	Série de minerais, com conteúdo variável de Ca e Na , indo da Anortita (+ 90% de Ca) até a Albita (+90% de Na)
			Anortita		Ca Al2 Si2 O8
			Bitonita
			Labradorita
			Andesina
			Oligoclásio
			Albita		 Na Al Si3 O8
	Três primeiros são comuns em rochas básicas e ultrabásicas (Basalto, Diabásio, Gabro, Peridotito, etc.), sendo fonte importantísima de CÁLCIO para as plantas
	Intemperismo produz argilominerais e óxidos
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Plagioclásio cálcico (Anortita ou Labradorita)
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Plagioclásio sódico (albita)
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Grupo dos Feldspatóides (Tectossilicatos)
	Leucita - Nefelina - fontes de K e Na
Grupo das Zeólitas
Clinoptilolita, Heulandita, Escolecita
		“peneiras moleculares”
		“adsorventes químicos”
Comuns em “vesículas” de basalto e riodacitos – São Joaquim, Urupema, Bom Jardim
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Leucita
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Zeólitas 
Escolecita Clinoptilolita
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OUTROS MINERAIS
APATITA- mineral acessório fonte de fósforo. Minerais de granulação fina em rochas ígneas e metamórficas. No Brasil, encontram-se jazidas de apatitas (ou fosfato natural) em Monteiro ( PB), Ipirá (BA), Jacupiranga 	(SP), Araxá e Patos (MG) e Anitápolis (SC).
	A forma mais comum é a FLUORAPATITA, cuja fórmula é :
			 Ca10 F2 (PO4)8 
PIRITA ( FeS2) – fontes de ferro e enxofre
CARBONATOS (Ca, Mg CO3) 
calcita (CaCO3) 			Cimento de rochas sedim.
dolomita (MgCO3) 		Calcários em geral
GESSO (CaSO4) – Fontes de Ca e S
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Apatitas
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Pirita
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Calcita e Gesso (Gipsita)
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ROCHAS COMO FONTES DE NUTRIENTES PARA AS PLANTAS
Meios Naturais
 – rochas como material formador dos solos (material de origem);
 - matéria prima para fabricação corretivos da acidez e adubos solúveis;
		Ex: Calcários, apatitas, etc.
*
Rochagem - prática de utilização de rochas e,ou minerais, moídos para incrementar “reserva mineral” de solos empobrecidos.
Rochas ou misturas de rochas, aplicadas puras, em associação com estercos, incubadas com estercos, associadas com microorganismos solubilizadores
Vantagens: 
Custo baixo (quando disponíveis próximo)
Pode-se aplicar grandes quantidades, sem risco;
Solubilização lenta (menor lixiviação –perdas)
Baixo risco de toxidez, por excesso, etc.
Reserva de longo prazo (aumento fertilidade)  Culturas perenes
Basaltos: plagioclásios, piroxênios  Ca, Mg micronutrientes (Zn, Cu, Mn, Fe, P...)
Granitos: Quartzo, feldspatos, Micas fontes de K (Ca, Mg…)
Apatitas: (rocha fosfatada)  fonte de P
Micas (Micaxistos, p. ex.)  fonte de K
*
MINERAIS SECUNDÁRIOS DO SOLO
São aqueles minerais que não existiam na rocha ou no sedimento que originou o solo, mas que foram formados por destruição dos minerais primários, ou por alteração destes, originando novos minerais, com constituição química e estrutural diferentes. Ex:
Minerais de argila ou argilominerais
Óxidos e hidróxidos de Fe, Al, Mn e outros
Materiais amorfos (não cristalinos)
*
Propriedades e características dos minerais de argila
Diferença entre “argila” e mineral de argila (argilomineral)
Argila: fração com diâmetro inferior a 2µ (0,002 mm)
		mistura de argilominerais+óxidos+amorfos+húmus
 Mineral de Argila: mineral da fração argila, filossilicato (silicato formado de lâminas e camadas), hábito cristalino.
Propriedades dos minerais de argila
	Cargas de superfície (principalmente negativas)
	Comportamento coloidal
	Dimensões microscópicas
	Plasticidade e pegajosidade, etc.
	
MINERAIS DE ARGILA OU ARGILOMINERAIS
*
Unidades estruturais básicas dos minerais de argila
Os minerais de argila apresentam forma cristalina definida, com um arranjo regular e sistemático dos átomos dispostos em estruturas laminares compostas por tetraedros de silício e octaedros de alumínio, os quais unidos entre si formam camadas. 
Tetraedro de silício 
 Si (centro): 0,78 Å
 O (vértices): 2,64 Å
Octaedro de alumínio
		 				
 Al (centro): 1,14 Å
 O (vértices): 2,64 Å 
*
*
*
Na lâmina dioctraedral , como cada Oxigênio reparte sua carga com o íon de 2 octaedros, e são 6 O para cada octaedro, então 6/2 = 3 cargas +
Logo, o íon central deve ser trivalente = Al
Exemplos de mineral de argila deste tipo: pirofilita, muscovita, illita, vermiculita dioctaedral, etc.
*
Na lâmina troctraedral , como cada Oxigênio reparte sua carga com o íon de 3 octaedros, e são 6 O para cada octaedro, então 6/3 = 2 cargas +
Logo, o íon central deve ser divalente = Mg ou Fe
Exemplos de minerais deste tipo: talco, biotita, vermiculitas trioctaedrais
*
A - BILAMINARES OU MINERAIS DE ARGILA DO TIPO 1:1
	Compostos por uma lâmina de tetraedros de silício e uma de octaedros de alumínio
		Seqüência das lâminas nos argilominerais 1:1
		Exemplos: Caulinita, haloisita.
*
B - TRILAMINARES OU MINERAIS DE ARGILA DO TIPO 2:1
	Compostos por duas lâminas de tetraedros de silício e uma de octaedros de alumínio 
		Seqüência das lâminas nos argilominerais 2:1
		Exemplos: Ilita, Vermiculita e Montmorilonita
*
C - TETRALAMINARES OU MINERAIS DO TIPO 2:1:1 	OU (2:2?)
	Compostos por duas lâminas de tetraedros de silício e uma de octaedros de alumínio, e uma de octaedros de magnésio.
			Exemplo: clorita.
D - MATERIAL AMORFO
	Há uma disposição totalmente irregular dos tetraedros e octaedros, de tal forma que o mineral não apresenta um arranjo sistemático dos seus átomos, sendo por isso “amorfos” ao raio X.
	Exemplos:Alofanas, Imogolita, etc.
*
Cristal de caulinita, visto ao microscópio eletrônico (ME). 
Cada cristal destes é composto de várias camadas, que por sua vez são constituídas de lâminas 
*
*
SUBSTITUIÇÃO ISOMÓRFICA
Principal processo responsável pela formação das cargas negativas permanentes nos minerais de argila 
A substituição isomórfica consiste na substituição de íons no interior das lâminas de tetraedros e octaedros, sem alterar a forma do mineral. Os íons substituintes devem possuir tamanhos semelhantes, porém podem apresentar valências diferentes.
	
	- o átomo central
de silício (0,78Å) nos tetraedros, pode ser substituído, geralmente de forma parcial, pelo alumínio;
- o átomo central de alumínio ( 1,14Å) nos octaedros, pode ser substituído, parcial ou totalmente, por átomos de:
		Mg++ ( 1,56Å)
		Fe++ (1, 16Å)
		Fe+++ ( 1,34Å ) 
		Mn++ (1, 82Å ) 
Exemplos:
*
Esquema de formação das cargas negativas permanentes nas lâminas tetraedrais do cristal de argilomineral, pela substituição do Si+4 pelo Al+3
*
Talco e Pirofilita
Argilominerais 2:1 “padrões”, com pouca ou nenhuma Substituição Isomórfica
Talco: Lâminas Tetraedrais só contém Si
		Lâmina Octaedral só contém Mg (Trioctaedral)
(espaçamento d fixo = 9,4 Å)
Pirofilita:	Lâminas tetraedrais só contém Si
			Lâmina Octaedral só contém Al (Dioctaedral)
(espaçamento d fixo = 9,2 Å)
Argilominerais Inertes, sem carga negativa (CTC nula)
*
MINERAIS DE ARGILA BILAMINARES OU DO TIPO 1:1
1- CAULINITA
	Fórmula : Si4 Al4 O10 (OH)8
É o principal mineral de argila encontrado na maioria dos solos brasileiros, particularmente nos mais intemperizados, como os Latossolos e Argissolos (antigos Podzólicos). Pode ser herdada do material de origem, formada por alteração de minerais primários, como os feldspatos e plagioclásios, ou formada por dissolução de outros minerais de argila.
			CTC baixa (3-10 meq/100g)
			Pouca ou nenhuma substituição isomórfica
			
*
*
Difratograma de raios X, evidenciando os principais “picos” dos argilominerais. 
Caulinita é indicada pelos picos de 7,162 e 3,578 Å
Quartzo à 3,346; Mica em 9,966 e 5,005, etc…
*
Cristais de caulinita, vistos ao ME
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2- HALOISITA
		Fórmula : Si4 Al4 O10 (OH)8 . 4H2O
Hidratada: Halosita 10Å	Desidratada: Halosita 7Å
		CTC em torno de 20 meq/ 100g
		Pouco comum em solos brasileiros 
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Cristais de haloisita tubular, vistos ao ME
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MINERAIS DE ARGILA TRILAMINARES OU DO TIPO 2:1
NÃO EXPANSIVOS
 MICA E ILITA
Fórmula : X0, 75 ( Si3,5 Al0,5) ( Al1,55 Fe0,2 Mg0,25 ) O10 (OH)2 H2O
Mica: CTC nula (K ocupa todo o espaço entrecamadas)
Illita: CTC: em torno de 40 meq/100g (tem 25% a menos K que Mica)
		Não são expansíveis ( K inibe expansão)
		Illita: Comum em solos derivados de Micas
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Esquema de alteração das micas pela hidratação, perda gradativa de K, formando Illita
e 
perda total de K e incorporação de Mg, formando Vermiculita
				
					 -K
 -----------------------SYMBOL 62 \f "Symbol"
		MICA + H2O <------------------------ ILITA
 + K
*
Difratograma de raios X da fração argila de um solo
Pico a 7,195 e 3,586 indica caulinita (Dominante no solo)
Pico a 9,966 e 4,989 indica Illita
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EXPANSIVOS
	1- VERMICULITA 
CTC é alta, da ordem de 100 a 120 meq/100g
Alta substituição isomórfica de Si por Al na lâmina tetraedral
(ASE) também é elevada, da ordem de 600 a 800 m2/g
Ocorrem principalmente nos solos mais jovens, nas regiões de clima semi-árido ou temperado
Formam-se pela alteração de micas, pela incorporação de Mg nas entrecamadas
 
 
*
Macrocristais de vermiculita, natural à esquerda e expandida
 à direita. Usos Industriais e agrícolas
Vermiculitas de solo são microscópicas
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EXPANSIVOS
2 - MONTMORILONITA 
CTC varia de 40 a 100 meq/100g
Substituição de Al3+ por Mg2+ nas lâminas octaedrais 
Característico dos solos mais jovens, pouco evoluídos, tais como o Chernossolos e Vertissolos
Intemperismo de plagioclásios, piroxênios, anfibólios - Neogênese
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Fotografias, ao microscópio electrônico de transmissão, de suspensões de Montmorilonita mono-catiônica 
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Difratogramas de raios X de amostras da fração argila com predomínio de montmorilonita. Picos em torno de 1,6 nm (16Å) indicam o mineral
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Difratogramas da fração argila de um Chernossolo de Descanso, SC. No gráfico inferior, o pico a 15,81 indica a montmorilonita, saturada com Mg. No grafico superior, o pico a 17,44 indica a expansao das camadas deste argilomineral após sofrer impregnação com etileno glicol. O gráfico do meio, com pico a 9,96 indica amostra saturada com potássio e aquecida a 550C.
Observa-se também que o pico da caulinita, em torno de 7,2Å é assimétrico para a esquerda, indicando interestratificados caulinita-montmorilonita
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C- MINERAIS DE ARGILA DO TIPO 2:1: 1 OU 2:2
	1- CLORITA
Espaçamento c é fixo e de 14Å, não sendo um mineral expansível
CTC muito baixa ou nula (Subst. Isomórfica que gera carga negativa nos tetraedros é compensada pela substituição isomórfica que gera cargas positivas nos octaedros)
Cloritas são geralmente herdadas da rocha mãe.
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Macrocristais de clorita
Microcristais de clorita
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ARGILOMINERAIS 2:1 COM POLÍMEROS DE Al ENTRECAMADAS 
Diferentemente das cloritas, onde os octaedros de magnésio formam uma lâmina contínua, nestes argilominerais os polímeros formam como que "ilhas" nas entrecamadas (representados pelas moedas) 
Vermiculitas com Al entrecamadas
Esmectitas com polímeros entrecamadas
Baixa CTC e baixa expansividade em relação aos minerais puros
Comuns nos solos do Sul do Brasil, junto com caulinita
Polímeros de Hidroxi-Al (“moedas”) bloqueiam expanasividade e CTC em relação aos argilominerais puros
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Polímeros de hydrox-Al aleatoriamente distribuídos sobre a superfície exposta de uma entrecamada da montmorilonita de Wyoming (courtesy of J.B. Harsh and H.E. Doner, see Harsh & Doner, 1985).
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Exemplos de polímeros de hidroxi-Al, com 6, 8 e 12 cargas positivas por molécula de polímero
Consequências:
1 – Polímeros “bloqueiam” cargas negativas do argilomineral, reduzindo sua CTC 
2 – Moléculas grandes dos polímeros, bloqueiam expansão completa do argilomineral
3 – Podem adsorver ânions (fosfatos, p. ex.)
4 – Aumentam poder de tamponamento de acidez
5 – Podem “fixar” mais K nos espaços internos, entre os polímeros...
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Difratogramas da fração argila de um Latossolo Vermelho de Canoinhas – SC, evidenciando no gráfico inferior o pico de Vermiculita com hidroxi-Al entrecamadas (14,00Å) e no pico superior (11,29Å) a contração máxima da entrecamada após aquecimento a 550ºC, evidenciando que a presença física dos polímeros impedem a contração completa até 10Å.
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E - MINERAIS INTERESTRATIFICADOS
	Muitos argilominerais que se formam no solo representam produtos parciais de um processo de síntese e por isso podem apresentar características que são comuns a dois ou mais minerais de argila. Estes minerais são denominados de INTERESTRATIFICADOS e representam, pois MESCLAS de vários minerais de argila, tais como:
	Mica-Vermiculita, Vermiculita-esmectita, caulinita-esmectita, etc. 
São muito comuns nos solos, mas sua identificação é difícil.
Propriedades são “média” das características de cada argilomineral nos cristais.
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Esquema de representação de um interestratificado mica-vermiculita, onde as camadas 2:1 com K entrecamadas correspondem à mica e as camadas 2:1 com Mg hidratado correspondem à vermiculita. 
Em interestratificados regulares, picos são geralmente na posição “média” entre as dos dois minerais
Ex: Mica (10Å) – Vermiculita (14Å)  Pico médio a 12Å
��� SHAPE \* MERGEFORMAT �
VERMICULITA
ILLITA
ILLITA
Mg 6 H20	Mg 6 H20	Mg 6 H20	
Mg 6 H20	Mg 6 H20	Mg 6 H20	
K K K K K K K K K K K K K K K
K K K K K K K K K K K K K K K
K K K K K K K K K K K K K K K
K K K K K K K K K K K K K K K
K K K K K K K K K �K K K K K
*
Esquema de representação
de um interestratificado caulinita-montmorilonita, onde as camadas 1:1 correspondem à caulinita e as camadas 2:1 com Na e Ca hidratado correspondem à montmorilonita.
Em interestratificados regulares, picos são geralmente na posição “média” entre as dos dois minerais
Ex: Caulinita(7Å)-esmectita(10Å –colapsada):  Pico a 8,5Å 
1:1
1:1
1:1
1:1
1:1
1:1
2:1
�
MONTMORILONITA
CAULINITA
CAULINITA
Na H20 Ca H20	Na H20	Ca H20
Na H20 Ca H20	Na H20	Ca H20
*
Bt
BC
C
A
Difratogramas de horizontes de um Argissolo de Botuverá, derivado de Muscovita-Xisto, onde se observa uma transformação dos picos da mica, do horizonte C, para a formação de vermiculita, nos horizontes superiores
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Principais picos de minerais de argila em função do tratamento aplicado na difratometria de raios X: 
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Materiais Amorfos
Alofanas e Imogolitas
Derivados de cinzas vucânicas
Material submicroscópico, composto de:
		Si + Al + H2O
Alta atividade específica (ASE > 1000 m2/g)
Alta capacidade de Adsorção de Ânions (fosfatos...)
Alta porosidade interna
Solos dos Andes, Japão, Filipinas... (Andosols, Andisols)
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ÓXIDOS DE FERRO
O ferro ocorre nas rochas na forma reduzida (Fe2+), presente em minerais primários como biotita, piroxênios, anfibólios e as olivinas. 
O intemperismo destes minerais libera o ferro inicialmente na forma de precipitados amorfos, com alto grau de hidratação (géis de ferro hidratados). Estes com o passar do tempo podem oxidar-se, perdendo paulatinamente água de hidratação, até adquirirem forma cristalina definida. 
	
 	 intemp. - H2O + O2
 Fe++ na rocha -------> Géis de Fe++ -------> Fe+++ cristalino
 		 hidratados (hematita, p. ex.)
Propriedades:
São ANFÓTEROS (Podem ter carga + ou – de superfície)
Na faixa normal de pH da maioria dos nossos solos (ácidos), os óxidos de ferro apresentam cargas POSITIVAS de superfície  sítios de adsorção de ÂNIONS (Fósforo)
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a) HEMATITA:  Fe2O3
	Representa a forma oxidada e desidratada do ferro
Os cristais de hematita, vistos ao microscópio eletrônico, apresentam forma hexagonal, porém são de dimensões muito menores do que os dos minerais de argila
Fatores favoráveis a formação da hematita 
em solos:
pH alto
Ambientes com boa drenagem
Pouca matéria orgânica 
(Favorecem rápida oxidação, desidratação e cristalização dos géis de ferro)
A hematita imprime coloração tipicamente avermelhada aos solos
 
 
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b) GOETITA:  FeOOH 
Representa a forma oxidada e hidratada do ferro
A goethita pura ocorre na forma de cristais aciculares (agulhas) ou sarrafos.
 
 As goethitas de solo tem formato aproximadamente 
 isodimensional.
 
É o óxido de ferro mais comum na maioria dos nossos solos.
Condições que favorecem formação:
- Material de origem com poucas bases e pH baixo 
Rochas com baixo teor de ferro
Drenagem lenta
Alto teor de Matéria Orgânica
A goethita imprime coloração brunada ou amarelada aos solos
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e) FERRIDRITA
Forma oxidada de ferro de baixa cristalinidade
 
Ocorre ao redor das raízes de plantas de banhados ou mesmo do arroz, quando irrigado por inundação, e também nas “manilhas” e nos canais de drenagem, formando uma “nata ferruginosa” 
Ocorre também nas drenagens ácidas de minas de carvão
TEM ALTA CAPACIDADE DE ADSORÇÃO DE METAIS
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d) MAGNETITA (Fe304) e MAGHEMITA ( Fe203)
São formas magnéticas dos óxidos de ferro. 
Magnetita é de origem litogênica (provém da rocha) e ocorre em cristais grandes na fração areia e silte
Maghemita é neogênica (mineral secundário), é microscópica e ocorre misturada na fração argila
Em solos com altos teores são atraídos por imã comum.
*
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ÓXIDOS DE ALUMÍNIO
Principais óxidos e hidróxidos de Al em solos:
	Gibbsita (mais comum)
	Boehmita
Ocorrência:
	Solos altamente intemperizados (principalmente Latossolos), onde pode ser dominante na fração argila >>> solos de mineralogia oxídica.
Fatores que favorecem formação:
	Ambientes fortemente lixiviantes (climas úmidos e quentes), onde a maior parte das bases e Si são removidos >>> ALITIZAÇÂO.
Características físico químicas dos solos:
	Valores de pH mais altos (>5,0); delta pH positivo (pHKCl>pHH2O); CTA mais alta, muito baixa CTC, baixo Al trocável (Al menos fitotóxico); solos ácidos com menor necessidade de calcário (baixo poder tampão);
	Boas propriedades físicas; microagregados estáveis; estrutura mais “pó-de-café” (microgrânulos) 
	 
*
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Estrutura da Gibbsita
Diagrama simplificado da estrutura da gibbsita. Empilhamento de lâminas é de 0,48nm (4,8Å) pico característico da gibbsita ao DRX.
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Cristais de gibbsita sintética, vistos ao ME, evidenciando a estrutura em placas hexagonais 
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Origem do Al em solos
Al → decomposição do aluminossilicatos pelo intemperismo químico:
 	
		Aluminossilicato → → intemperismo → Al
		(K Al Si3 O8 – feldspato) K +Si + Al
	
“Caminhos” (destinos) do Al no solo:
	Parte permanece como MONÔMEROS - (Al hexahidratado - Al3+); 
	(inclui Al “trocável”, Al da solução e Al complexado na MO)
		Pode polimerizar-se, formando lâminas dioctaedrais, as quais combinadas com Si em lâminas tetraedrais formam ARGILOMINERAIS;
		Monômeros de Al podem formar POLÍMEROS (hidroxi-Al) AMORFOS;
		(podem associar-se com MO e minerais de Argila, ficar retidos em entrecamadas dos argilominerais, ou formarem fases discretas)
		Em ambientes muito lixiviantes, com pouco Si, podem formar ÓXIDOS de Al, pela lenta organização e amadurecimento de polímeros amorfos 
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*
O que são monômeros de Al?
Com o aumento do pH o alumínio pode hidroxilar-se, diminuindo suas cargas positivas, conforme as reações:
São as formas do Al como átomo ionizado (íon), podendo estar na forma trivalente, bivalente ou monovalente! Considerados formas TROCÁVEIS de Al
Al(H2O)63+ + OH- -------> Al(OH)(H2O)52+ + H+ 		Al bivalente
 <------- 
 
Al(OH)(H2O)52+ + OH- -------> Al(OH)2(H2O)4+ + H+	 Al monovalente
 <------- 
 
Al(OH)2(H2O)4+ + OH- -------> Al(OH)3(H2O)o + H+	 Al neutralizado (hidróxido)
 <------- Pouco solúvel -precipita-
*
*
O que são Polímeros Amorfos de Al?
	São estruturas pouco organizadas com vários átomos de Al unidos (polimerizados):
	
Observa-se que possuem carga residual POSITIVA, diferentemente dos polímeros cristalinos (Gibbsita, por exemplo), que possuem carga NULA.
Por isso Gibbsita tem 3OH para cada Al [Al(OH)3) – é um HIDRÓXIDO!
Já os Polímeros Amorfos tem MENOS do que 3 OH para cada Al, e por isso são denominados POLÍMEROS HIDROXI-Al
*
POLÍMEROS DE ALUMÍNIO, CRISTALINOS
	 		Gibbsita e Bhoemita 
	Solos do Sul do Brasil tem pouco!
Redução paulatina da carga positiva por átomo de alumínio, até se chegar a uma situação de neutralidade, após um longo período de "amadurecimento" do óxido, formando Gibbsita. 
*
Formas de Al em solos ácidos brasileiros
	Sul do Brasil:
Muito Al trocável (monômeros) + polímeros amorfos; pouca/nenhuma Gibbsita.
	Causas: 
1 -Solos menos intemperizados, com mais Si em solução → 
		Si combina-se com Al formando argilominerais 1:1 ou 2:1
2 – Maior quantidade de 2:1 → polímeros hidroxi-Al preenchem entrecamadas 
						(efeito anti-gibbsítico)
3 –Solos com mais Matéria Orgânica: +Al complexado
						(efeito anti-gibbsítico)
	Consequências:
1 – Ambiente mais ácido, pHs mais baixos
2 – Maior quantidade de Al trocável e polímeros amorfos é mantida no
sistema;
3 – Maior poder tampão e maior necessidade de calcário dos solos
*
Solos do Brasil Central
	Mais Gibbsita, pouco Al trocável, poucos polímeros amorfos, quase nada de 2:1HE
	Causas: 
1- Maior grau de intemperismo; maior lixiviação de sílica;
2- Menos MO nos solos (pouco Al complexado)
3 - Pouco ou nenhum 2:1 (fonte para entrada de polímeros hidroxi-Al).
	Consequências:
1 – Menor quantidade de Al trocável (maior parte Al consumido para formar gibbsita);
2 – Menor poder tampão; menor necessidade de calcário
3 – Solos mais oxídicos, com menos minerais de argila.
	
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1 – Latossolo Bruno df ,Vacaria, RS
2 – Latossolo Vermelho df ,Campos Novos, SC
3 – Latossolo Vermelho df, Pinhalzinho, SC
4 – Latossolo Vermelho df, Londrina, PR
5 – Latossolo Vermelho df, Ribeirão Preto, SP
6 – Latossolo Vermelho, af, Uberlândia, MG 
Obs. 
A -No LVaf, de Uberlândia, a mineralogia da fração argila é composta dominantemente por óxidos de ferro e de Al – oxídico.
B – Todos são desenvolvidos de basalto e tem aproximadamente o mesmo conteúdo de argila
*
*