Major soil classes of the metropolitan region of Curitiba (PR), Brazil: I - mineralogical characterization of the sand, silt and clay fractions

Abstract

The aim of this work was to evaluate the mineralogical and chemical characteristics of most representative soils of the Region of Curitiba, Paraná State. Samples were collected at different depths. The results showed: (a) the quartz was the only identified mineral at the silt and sand fractions. The dominant clay mineral was Kaolinite, with contents ranging from 676.7 to 820.8 g kg-1. The gibbsite was also an important constituent of the most weathered horizons and the hematite and goethite contents were low, mainly in the Histosol; (b) at the C horizon of the Inceptisol, high intensity of vermiculite/smectite reflections were detected (X-ray diffraction), justifying the high capacity of expansion and contraction, normally showed for this soil horizon; (c) was observed a good relation between pedogenetic degree and crystallographic mineral characteristics.Devido a grande importância dos minerais, notadamente aqueles da fração argila, sobre o planejamento de uso e sobre os impactos das atividades antrópicas, estudos detalhados da composição dos solos das regiões metropolitanas são imprescindíveis. Para avaliar as características mineralógicas e químicas de solos mais representativos da Região Metropolitana de Curitiba, estado do Paraná, foram coletadas amostras das classes Organossolo, Latossolo e Cambissolo, em diferentes profundidades. As frações areia, silte e argila foram estudadas por difratometria de Raios-X (DRX) e a fração mais fina foi submetida a análise térmica e extrações químicas com oxalato de amônio (OA), ditionito-citrato-bicarbonato (DCB) e solução de NaOH 5 mol L-1 fervente. As características cristalográficas da hematita (Hm), goethita (Gt), gibbsita (Gb) e caulinita (Ct) foram determinadas por DRX. Os resultados permitiram concluir que: (a) o quartzo foi o único mineral identificado nas frações areia e silte. Na fração argila, verificou-se o predomínio de Ct, com teores variando de 661,7 a 820,8 g kg-1. A Gb também foi um importante constituinte dos horizontes mais intemperizados.; (b) os teores de Hm e Gt da fração argila foram baixos, principalmente no Organossolo. Obteve-se maior quantidade de óxidos de Fe e Al de baixa cristalinidade (extração com OA) no Cambissolo, favorecidos pelo menor grau de intemperismo; (c) a ocorrência de vermiculita com hidroxi entre camadas no solo altamente intemperizado (Latossolo), torna-se importante para os processos físico-químicos, pois o mineral apresenta alta CTC e superfície específica (SE). No horizonte C do Cambissolo verificou-se reflexões de alta intensidade de vermiculita/esmectita, justificando a alta capacidade de expansão e contração observada nesta camada de solo; (d) a substituição de Fe por Al na Gt foi, em média, duas vezes superior à da Hm. Como resultado, a Gt apresentou maior SE. Já a Gb apresentou maior tamanho em relação aos óxidos de Fe, principalmente, nos horizontes mais intemperizados (alta correlação entre teor e tamanho do mineral). Verificou-se também relação direta entre intemperismo e tamanho e cristalinidade da Ct.

Keywords

• Kaolinite
• crystalline and amorphous Fe and Al oxides
• 2:1 minerals
• XRD