MINERAIS DO SOLO - MATÉRIA DESCRITORA DOS MINERAIS

Este slide apresenta os minerais do solo

1. MINERAIS DO SOLO 1. Introdução Os Minerais são as unidades constituintes das rochas são definidos como sendo sólidos homogêneos e naturais.  Cada mineral se caracteriza por apresentar quantidades definidas e proporcionais de certos elementos químicos.  Estes elementos, por sua vez, se arranjam no espaço de maneira organizada e regular, que se constitui no chamado arranjo cristalino.

2. Os minerais podem ter o aspecto de uma forma geométrica definida (prisma, fibra, agulha, placa, cubo, paralelepípedo, tetraedro, octaedro, etc.), ou mesmo aspectos irregulares: alongados, achatados ou eqüidimensionais.

3. A composição mineralógica dos solos é determinada principalmente por: - tipo de rocha de origem; - intensidade do intemperismo; - duração do intemperismo.

4. 2. Classificação Química dos minerais O conjunto dos minerais é subdividido de acordo com sua composição química em classes químicas caracterizadas pela presença de um determinado elemento ou grupo iônico particular. 2.1. Elementos nativos  São minerais onde os elementos ocorrem sob forma não combinada. São elementos nativos tais como: ouro (Au), diamente , grafita e enxofre (S).

5. 2.2. Sulfetos Minerais que resultam da combinação de elementos metálicos com o enxofre. Ex: galena (PbS); pirita (FeS 2 ). 2.3. Óxidos Minerais que contém um ou mais elementos metálicos em combinação com o oxigênio. Hidróxidos são aqueles óxidos que contém água ou hidroxilas (OH) em sua composição. Ex: hematita (Fe 2 O 3 ); pirolusita (MnO 2 ); magnetita ( Fe 2 O 3 ); goethita (FeO(OH)); gibsita ( Al(OH) 3 ), cassiterita ( SnO 2 );

6. 2.4. Carbonatos Minerais cujas fórmulas incluem o grupo iônico CO 3 (carbonato). Ex: calcita (CaCO 3 ) dolomita ( Ca,Mg CaCO 3 ) 2 ) , magnesita (MgCaCO 3 ) 2.5. Fosfatos  Minerais cujas fórmulas contém o grupo iônico PO 4 (fosfato). Ex: Apatita (Ca 5 (PO 4 ) (OH, F, Cl)) 2.6. Silicatos  São minerais cuja composição química incluem obrigatoriamente Si e O, em combinação com outros elementos químicos. Esta classe contém cerca de 95% dos minerais petrográficos (formadores de rochas)

7. MINERAIS PETROGRÁFICOS São os minerais que contribuem efetivamente para a formação das rochas

8. MINERAIS PRIMÁRIOS - São os minerais bastante instáveis em condições ambientais. - Facilmente intemperizáveis - Predominam principalmente nas frações de areia e de silte

9. MINERAIS PRIMÁRIOS 1- Plagioclásio [ CaAl 2 Si 2 O 8 e NaAlSi 3 O 8 ] 2- Piroxênio [ (Mg, Fe) 2 Si2O 6 e CaMgSi 2 O 6 ] 3- Olivina ( Mg, Fe) 2 SiO 4 4- Biotita [ K(Mg, Fe) 3 (AlSi 3 O 10 )(OH) 2 ], 5- Muscovita [ KAl 2 (AlSi 3 O 10 )(OH) 2 6- Anfibólios [ Ca 2 Na(Mg, Fe)(Si, Al) 4 O 11 (OH) 2 ]

10. MINERAIS SECUNDÁRIOS  São formados pela desintegração e alteração dos minerais primários por meio do intemperismo  São minerais de tamanho menor e mais ajustados às novas condições de equilíbrio  Constituem a fração mais fina do solo (argila) e são encontrados sob a forma de argilominerais e óxidos de Fe e Al.

11. a) Argilominerais  Minerais de argila silicatados formados pela justaposição ou condensação de dois tipos de lâminas Lâminas de tetraedros de Si simbolizada por: Lâminas de octaedros de Al e Mg simbolizada por:

12.  De acordo com os arranjos dessas lâminas no sentido de formar unidades cristalográficas são distinguidos os seguintes grupos:  Grupo de minerais 1:1 (Caulinita) Formado pelo empilhamento de uma lâmina de tetraedros de Si e uma lâmina de octaedros de Al  São unidades seguras por pontes de H + entre o “O” do tetraedro e oxidrilas da camada octaédricas  As pontes de H promovem uma forte ligação entre as unidades 1:1

13. Características da Caulinita:  Fórmula: Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4  Superfície específica baixa: 10 -20 m 2 g -1  Capacidade de troca de Cátions: 3 –10meq / 100g Baixa capacidade de expansão e contração Baixa plasticidade e pegajosidade

14. Grupo de minerais 2:1( Montmorilonita) Formado pelo empilhamento de duas lâminas tetraédricas fazendo sanduiche com uma lâmina octaedrica.  Existem ligações iônicas do “O” apical ligado ao Si dos tetraedros com o Al dos octaedros.  Na camada octaédrica o Mg 2+ substitui o Al 3-  A ligação entre cátions é mais fraca e isto permite que as camadas se expandam pela penetração da água e outras substâncias.

15. Características da Montmorilonita: Fórmula: Si 2 Al 33,33 Mg 0,67 O 20 (OH) 4  Superfície específica: 600 – 800 m 2 g -1  CTC: 80 – 120 meq / 100g  Alta capacidade de expansão e contração (provoca muitas rachaduras quando seco)  Alta plasticidade e pegajosidade

16. b) Óxidos de Fe e Al - Óxidos (O); hidróxidos (OH) e oxihidróxidos (O,OH)  Óxidos de Ferro Formados pela liberação de Fe por meio de reações hidrolíticas e oxidativas. Fe 2 SiO 4 + ½ O 2 + 3 H 2 O  2FeOOH + H 4 SiO 4 (Faialita) (Goethita) Outros óxidos de Fe: hematita, maghemita, ferridrita  Relação Fe total / Fe óxidos  Fe total > Fe óxidos - Solos jovens  Fe total ~ Fe óxidos - Solos mais velhos

17. Óxidos de Fe como indicadores pedogenéticos  Hematita - Esse óxido origina a coloração vermelha aos solos mesmo em baixas concentrações - Se formam normalmente em posições mais elevadas na paisagem, em solos derivados de rochas ricas em minerais ferromagnesiano e em regiões quentes.  Goethita - É responsável pelas cores amarelas e bruno-amareladas - Ocorre em quase todos os tipos de solos e condições climáticas

18.  Os óxidos de Fe melhoram a estrutura dos solos formando agregados pequenos e extremamente estáveis (pó de café) que favorecem a infiltração de água, muito comuns em latossolos.  Os óxidos de Fe devido sua natureza química podem absorver:  cátions: nutrientes (K + , Ca ++ , Mg ++ ) e metais pesados (Cr, Cu, Ni, Pb, Zn)  ânions: fosfatos (PO 4 - )  A maioria dos solos brasileiros tem tendência a um enriquecimento residual com óxidos de Fe

19.  Óxidos de Alumínio  Predominam em solos que já perderam, por lixiviação, todos os seus constituintes.  Está entre os últimos minerais na escala do intemperismo e, portanto, presentes em solos mais velhos do planeta  O principal óxido de Al é a gibsita constituido de Alumínio (Al) e hidroxila (OH) cuja fórmula é a seguinte: Al (OH) 3

20. Relação importante para se avaliar o grau de intemperismo do solo. Relação molecular SiO 2 / Al 2 O 3 – Relação Ki  Quanto menor o valor desse índice apresentado pelo solo mais adiantado o estágio de intemperização dos constituintes minerais  O valor 2,0 equivale a composição da caulinita, enquanto que 2,2 representa o limite superior reconhecido para os Latossolos .  Os elevados valores de Ki (acima de 3,0) em todos horizontes no dá uma idéia clara do baixo grau de intemperização do solo (provável presença de montmorilonita).

21. Solo A: de acordo com os resultados das análises abaixo calcule o Ki Horizonte SiO 2 Al 2 O 3 Ki A1 2,9 1,5 IIB21t 16,6 8,6 IIB22t 24,4 11,5 IIB23t 23,4 10,1

22. Solo B : de acordo com os resultados das análises abaixo calcule o Ki Horizonte SiO 2 Al 2 O 3 Ki Bw1 20,4 17,3 Bw2 23,4 19 Bw3 21,6 18 Bw3

23. Características mineralógicas: Solo A: Presença de minerais primários como Feldspato (fonte de K e Ca); horblenda (fonte de micronutrientes), biotita e muscovita Solo B: Predomínio de minerais secundários, sobretudo, a caulinita

24. Quartzo hexagonal

25. Quartzo redondo