Aula 9 – Produto do intemperismo e Solos Residuais, transportados

Aula 9 – Produto do
intemperismo e Solos
Residuais,
transportados e
orgânicos
Produto do
intemperismo
Produtos do Intemperismo
1. Os solos são compostos de cascalhos, areias,
siltes, argilas e sais cristalizados, além de matéria
orgânica;
2. Algumas partículas podem ter a mesma
constituição da rocha original (minerais primários),
outras podem ser de minerais parcialmente
decompostos e outras ainda de minerais
totalmente alterados (minerais secundários;
3. Os minerais secundários mais importantes são os
argilominerais que podem ser agrupados em três
grandes famílias: caulinitas, ilitas e esmectitas.
Tetraedro de sílica (siloxana)
valência
fortemente
negativa -4
Octaedro de alumina (gibbsita)
valência
fortemente
negativa -8
O silício pode ser substituído por outro elemento tornado diferentes ligações entre as cadeias
Grupo das Caulinitas
O arranjo acima possui equilíbrio de potencial (eletricamente
neutros). Esta estrutura produz a argila mais estáveis.
Decomposição de Oxidos é seu produto...
pontes de hidrogênio entre as hidroxilas das camadas octaédricas e os oxigênios das
camadas tetraédricas – conhecida como 1:1
As caulinitas formam sanduíches de duplas camadas de siloxana com
gibbsita, sem presença de outros cátions. É conhecida como argila
1:1
•Permeabilidade moderada, se comparada
com os demais argilominerais;
•Baixa plasticidade;
•Resistência mecânica mais estável, pouco
sensível às mudanças de umidade no solo;
•Baixa expansão;
•Baixa capacidade de troca de cátions.
São boas para construção?
Caulinita proveniente dos
grãos de feldspato
intemperizados.
Halloisita – versão
hidratada
Grupo das Ilitas
Em algumas argilas, existe uma substituição isomorfa
de silício por alumínio (tetraedros verdes), que
desequilibra a valência das lâminas. Nas argilas do
grupo das ilitas, 25% dos tetraedros são substituídos
por alumínio.
formam em
ambientes onde
existem cátions de
alumínio e de
potássio disponíveis
POUCO DRENADOS
forte ligação iônica
Uma nova camada de tetraedros é formada para equilibrar
eletricamente o sistema, formando um sanduíche de sílicagibbsita-sílica (estrutura 2:1)
intemperismo
das MICA
FELDSPATO K
A ligação entre sanduíches não é tão forte como as pontes de
hidrogênio das caulinitas, mas iônica através de cátions de
potássio.
Microfotografia de ilita proveniente da
decomposição de mica muscovita: fomas
lamelares menos regulares do que nas caulinitas
•pouco expansivas e, por isso, sua resistência modifica-se pouco com a
variação de umidade;
•baixa plasticidade, porém superior à plasticidade das caulinitas;
•permeabilidade menor do que as caulinitas;
•capacidade de trocar cátions intermediária.
Grupo das Esmectitas
Estrutura de camada de siloxana com substituição isomórfica
(impura) e camada octaedral também com substituição
isomórfica (igualmente impura) Fe³, Mg .
A estrutura das esmectitas
também é 2:1, assim como as
ilitas.
A diferença reside na forma
de ligação entre
sanduíches, que é feita por
um cátion fraco (Na ou Ca)
que permite a entrada de
água nessa interface.
Por essa razão, essas
argilas são expansivas.
As esmectitas não
possuem forma de
lâminas hexagonais,
como nas caulinitas.
Especial interesse para a
construção de barreiras
para impermeabilizar
Grão de areia coberto
por argilominerais
aderidos
expansão de até 21
vezes o seu volume
seco
À direita aparece um
grão de quartzo de
areia fina e os favos
são de montmorillonita
(bentonita) ainda seca
Intemperismo do Quartzo - QUARTZO
Quartzo
Argila esmectita
FILOSSILICATOS MAIS IMPORTANTES QUE CONSTITUEM AS ARGILAS NOS SOLOS
ESTRUTURA
CRISTALOGRÁFICA
BILAMINARES
(T:O) (1:1)
CARACTERÍSTICA DA CAMADA OCTAEDRAL
DIOCTAÉDRICOS (gibbsita)
CAULINITAS OU
CANDITAS
TRIOCTAÉDRICOS (brucita)
Caulinita
Antigorita
Nacrita
Crisotilo
Dickita
SERPENTINAS
Halloisita
Bertierina
PIROFILITA
-
TALCOS
-
VERMICULITAS
-
VERMICULITAS
-
ILITAS
-
ILITAS
-
Muscovita
TRILAMINARES
(T:O:T) (2:1)
Lizardita
MICAS
Paragonita
Biotita
MICAS
Flogopita
Lepidolita
Montmorillonita
ESMECTITAS
Beidellita
Saponita
ESMECTITAS
Hectorita
Nontronita
TRILAMINARES
(T:O.T:O) (2:1:1)
FIBROSOS
CLORITAS
-
CLORITAS
-
-
Paligorskita
-
Sepiolita
Mineral
Principal
reação
Quartzo
Produtos residentes no solo
1° estágio
(má drenagem)
2° estágio
(boa drenagem)
Último estágio
(super drenagem)
Quartzo
Quartzo dividido
Quartzo muito
dividido
Mica muscovita
Hidrólise
Ilita
Caulinita
Hidróxido de
alumínio
Feldspato K
(ortoclásio)
Hidrólise
Ilita
Caulinita
Hidróxido de
alumínio
Feldspato Na-Ca
(plagioclásio)
Hidrólise
Esmectita
Caulinita
Hidróxido de
alumínio
Mica biotita
Oxidação e
hidrólise
Vermiculita e
Esmectita
Caulinita
Hidróxido de
alumínio e óxidos
Anfibólios e
Piroxênios
Oxidação
Clorita e
vermiculita
Caulinita
Óxidos de ferro e
magnésio
Olivinas
Oxidação
Serpentina
(crisotila)
Caulinita
Óxidos de ferro e
magnésio
Calcita e Dolomita
Dissolução
Não dissolve
nenhum
nenhum
Síntese da questão (fora de escala):
solo
granito
xisto
quartzito
basalto
•Rochas ricas em feldspatos K não produzem argilas expansivas e proporcionam solos de boa
qualidade;
•Rochas ricas em feldspatos Ca-Na podem produzir argilas expansivas em ambientes de má
drenagem;
•Rochas ricas em minerais Fe-Mg, como piroxênios, anfibólios e biotita, podem produzir outros
argilominerais expansivos;
•Rochas com elevado teor de quartzo produzem solos arenosos;
•Rochas claras tendem a produzir solos melhores do que rochas escuras, dependendo da condição
de drenagem.
Formação de solos
residuais
Solos residuais são aqueles que permanecem sobre a
rocha que lhes originou (rocha mãe ou rocha parental)
O processo é contínuo e lento, fazendo com que os solos
residuais revelem alterações na suas características com a
profundidade.
Solos residuais são aqueles que permanecem sobre a rocha
que lhes originou (rocha mãe ou rocha parental)
Existem basicamente três horizontes em um perfil de
intemperismo completo, conforme o grau de evolução
desses processos. São eles denominados de A, B e C, além
do saprólito e da própria rocha
A - humico
B – lateritico
C - saprólito
Horizontes típicos de um solo residual
Horizonte A – presença de
húmus
Horizonte B – feições da rocha
não visíveis (solo laterítico, solo
maduro)
Horizonte C – feições da rocha
visíveis (solo saprolítico, saibro)
Saprólito – alguns minerais,
especialmente feldspatos, ainda
preservados (material
cascalhoso, batinga)
Perfil de intemperismo em um solo residual
de rocha sedimentar clástica
zona de transição
Os matacões nos
solos residuais se
constituem
problemas para as
obras de
engenharia
Influência do clima no horizonte B
climas tropicais
climas subtropicais
climas temperados
Influência do relevo no perfil de solos residuais
Devido ao potencial erosivo, os
horizontes B e C podem estar
incipientes ou inexistentes em
terrenos declivosos
Influência da textura e da estrutura da
rocha nos solos residuais
Rocha rica em feldspato
ilitas no horizonte C e caulinitas
no horizonte B.
Influência da constituição
mineralógica das rochas
parentais
Intemperismo
completo em
lamitos e arcoses
Intrusões, filões e veios
veios de quartzo
filões de pegmatito
solo residual de gnaisse
.
Linhas de seixos são indicadores do limite do solo residual
macrocristais de quartzo puro – indica solo residual
Formação de Solos
transportados e
orgânicos
Definições
São solos formados pela acumulação de partículas
sedimentadas em local afastado da rocha parental. Os
solos transportados dependem do tipo e da energia do
agente de transporte e podem ser divididos em:
de rios jovens
•Solos fluviais
de rios senis (de várzea)
leques aluviais
•Solos lacustres
•Solos marinhos
•Solos eólicos
•Solos coluviais
Mudanças de velocidade no leito do rio
•Falhas de tração – formação de corredeiras;
•Falhas de compressão – formação de remansos;
•Sistemas de falhas – curvas abruptas ou junção com rios tributários;
•Diques e filões mais resistentes – corredeiras ou represas.
Solos fluviais
(nascentes)
Rios jovens, que possuem
grande declividade, são
promotores de erosão,
transportando inclusive blocos
grandes. Quando perdem
velocidade, criam na margem
interna das curvas, depósito de
seixos rolados.
Areias e pedregulhos
nas calhas dos rios
são compactos
A formação e o
desenvolvimento das
curvas de um rio senil.
Bancos de areia ou de seixos alternados dos rios meandrantes
Formação de depósitos arenosos nas
calhas dos rios e evolução dos
meandros.
Crescimento e abandono dos meandros nos rios senis
Rio senil em uma várzea muito plana e sem ocupação:
inúmeros meandros abandonados
O rio senil se retifica e volta a ficar sinuoso ciclicamente.
Formação de solos argilosos
saturados
Seção geológica transversal de um rio senil na sua várzea
Perfis de solos transportados fluviais de um rio senil
Argila mole de várzea fluvial:
baixa resistência e alta
compressibilidade.
Argilas moles e suas características
A água sai
dos poros
Ruptura de aterros
sobre solos moles
Adensamento lento de
solos moles sob os aterros
Leques aluviais
(cascalheiras de pé de
encosta):
depósitos típicos de rios
que descem escarpas
Leques aluviais
Solos marinhos nas fossas dos oceanos:
depósitos de lamas (argilas e areias finas)
Formação das correntes de deriva
As ondas se aproximam oblíquas à orla
Direção da onda e do vento
Componente normal à praia
Componente
paralela à praia
Areias marinhas
compactas nas orlas
Areias eólicas: solos fofos
de baixa resistência e
móveis
Formação e transgressão de restingas e lagunas
Solos lacustres: areias nas margens e argilas muito
moles no centro
Areias eólicas recobrindo solos lacustres
Restingas e lagunas no norte da planície litorânea
Perfil típico da planície litorânea
Solos coluviais: tálus
e colúvios
Características gerais
dos colúvios
(a)
(b)
(c)
Rodovia dos Imigrantes
cruzando sobre colúvios
provenientes de rochas xistosas.
Solos orgânicos: formação das turfas
Solos orgânicos: turfas