OCORRÊNCIA DE MONTMORILONITA EM ALGUNS
SOLOS DESENVOLVIDOS DO ARENITO DE BOTUCATU*
J . L . I . D E M A T T Ê * *
A . C . TEIXEIRA M E N D E S * * L . GERALDI F I L H O * * *
Este trabalho foi realizado com o objetivo de estudar a ocorrência de montmorilonita em solos desenvolvidos do arenito de Botucatu no mu-nicípio de Piracicaba. Tais solos são os seguintes: Regossol (série Ri-beirão Claro), Podzólico Vermelho Amarelo-variação Laras (série Ibitiru¬ na) e Regossol "intergrade". para Podzólico Vermelho Amarelo. Foram se-lecionados cinco perfis, sendo dois pertencentes ao Regossol (perfis
P1, e Ρ2) , dois ao Podzólico (perfis P3 e P4) e um ao Regossol "inter¬
grade" (perfil Ρ5) .
As amostras dos cinco perfis, em número de 33, foram tratadas con-venientemente para se processar a eliminação de sais solúveis e agentes cimentantes (matéria orgânica, óxidos de ferro livres, etc), e assim fa-cilitar o estudo da fração argila. Nesta fração foram feitas as determina-ções químicas (% de K2O , silica, alumina e C.T.C.) e mineralógicas (raios
X e análise térmica diferencial). Também determinações granulométricas e químicas foram realizadas em todas as amostras.
Os perfis Ρ1 e P2, que não apresentaram rocha consolidada, tiveram
a caolinita como mineral dominante (acima de 50%). Os perfis Ρ3, Ρ4 e Ρ5,
que apresentaram como material de origem a rocha arenítica consolidada, tiveram a montmorilonita como mineral dominante, apresentando todavia,
diferenças quanto ao teor desse mineral.
Assim, o Podzólico Vermelho Amarelo-variação Laras, que possui o arenito de Botucatu de estratificação plano-paralela como material origi-nário, teve um teor médio de montmorilonita de 35%, enquanto que o Regossol "intergrade" para Podzólico Vermelho Amarelo, com o mesmo arenito, mas de estratificação cruzada como material originário apresen-tou um teor médio de montmorilonita de 57%.
A presença da montmorilonita nestes dois solos se deve a uma herança do material originário e não à formação local, por intemperização.
Neste caso, o material originário deve ter tido, em outras épocas, condi-ções favoráveis para a formação deste mineral, ou seja, clima semi-árido,
* Entregue para publicação em 31-8-72.
** Professores do Departamento de Solos e Geologia — ESALQ-USP.
riqueza de Ca, Mg, Na, baixa relação Si/Al e baixo teor de H.
Pelos resultados obtidos, os perfis Ρ1 e P2), parecem não pertencer ao
arenito de Botucatu. Infelizmente, devido à falta de dados mineraló¬ gicos da rocha do arenito de Botucatu de outras regiões do Estado, não foi possível verificar se a ocorrência da montmorilonita é ou não comum neste arenito. Outras pesquisas devem ser executadas visando este objetivo.
INTRODUÇÃO
E s t u d a n d o r e c e n t e m e n t e a l g u m a s a m o s t r a s de argila o b t i d a s de solos arenosos desenvolvidos do a r e n i t o de B o t u c a t u n o m u n i c í p i o de Piracicaba, observou-se pela difração dos raios X, a p r e s e n ç a d o m i n a n t e de m i n e r a i s de argila de g r a d e expansiva.
Tal fato causou s u r p r e s a p o r diversos motivos, e n t r e os q u a i s : a. os solos p o s s u e m d r e n a g e m b o a a excessiva;
b . o complexo coloidal dos solos está s a t u r a d o , p r i n c i p a l m e n t e , com íons de H+, sendo p o r t a n t o , q u i m i c a m e n t e p o b r e .
Fazendo u m a revisão bibliográfica a respeito da influência do meio a m b i e n t e n a formação de m i n e r a i s de argila, KELLER (25) observou q u e as condições sob as quais a m o n t m o r i l o n i t a se forma c o n t r a s t a m c o m aquelas em q u e se desenvolve a caolinita. A m o n t m o -rilonita forma-se em u m sistema químico caracterizado pela alta rela-ção Si/Al, relativa a b u n d â n c i a de Mg, Fe, Ca, N a e Κ e, u m a baixa c o n c e n t r a ç ã o de ions H.
O clima, p o r sua vez, aliado a u m sistema de d r e n a g e m eficiente, é t ã o i m p o r t a n t e q u a n t o o m a t e r i a l de origem. Se é semi-árido, a hidrólise da silica se d á e n q u a n t o h o u v e r u m i d a d e n o s o l o ; m a s , e m advindo o p e r í o d o seco, a solução de cations, originalmente diluída, torna-se s a t u r a d a com Mg, Ca, Fe, Na, e t c , que c o m b i n a m com o g r u p o Si-O-Al f o r m a n d o m o n t m o r i l o n i t a . Desta m a n e i r a , pela utilização dos íons divalentes da água s u b t e r r â n e a , as r o c h a s graní-ticas, q u e são ricas em Κ e Na, m a s p o b r e s e m Ca, p o d e m alterar-se p a r a m o n t m o r i l o n i t a em climas semi-áridos.
P o r o u t r o lado, e m clima ú m i d o associado a u m a b o a d r e n a g e m do solo, as bases s ã o n o r m a l m e n t e eliminadas tornando-se o a m b i e n t e favorável à f o r m a ç ã o de caolinita.
Se nestas condições climáticas, a d r e n a g e m do solo for i m p e d i d a ( p o b r e ) , h a v e r á c o n c e n t r a ç ã o de bases e silica q u e r e c o n s t i t u i r ã o o sistema químico a d e q u a d o à f o r m a ç ã o de m o n t m o r i l o n i t a .
A influência da d r e n a g e m do solo na formação de m i n e r a i s de argila, e m clima tropical, foi m u i t o b e m d e m o n s t r a d a pelos traba-lhos de MOHR e Van BAREN ( 2 7 ) . Tais a u t o r e s verificaram q u e laterita e m o n t m o r i l o n i t a foram f o r m a d a s a c u r t a distância u m a da
o u t r a , provenientes do m e s m o m a t e r i a l de origem ( r o c h a ígnea) e n a s m e s m a s condições de clima. A ú n i c a exceção i m p o s t a pelo meio ambiente, q u e p r o p o r c i o n o u a f o r m a ç ã o t a n t o de l a t e r i t a c o m o de m o n t m o r i l o n i t a , f o r a m as condições da d r e n a g e m , pois e n q u a n t o a p r i m e i r a se formou em u m a m b i e n t e de b o a d r e n a g e m , a segunda foi f o r m a d a e m condições de d r e n a g e m p o b r e , rica e m silica e íons m e t á l i c o s .
Segundo DE V I L L I E R S (14), n a s condições de clima tropical ú m i d o , o a b u n d a n t e s u p r i m e n t o da u m i d a d e e elevada t e m p e r a t u r a a c o m p a n h a d o s de u m a r á p i d a mineralização de g r a n d e s q u a n t i d a d e s de m a t é r i a orgânica, são responsáveis p o r u m intenso catamorfismo dos m i n e r a i s p r i m á r i o s . Solos destas regiões consistem de m i n e r a i s p r i m á r i o s resistentes, de argilas do tipo 1:1 e de oxido de ferro li-v r e . Aliás, r e s u l t a d o s semelhantes a estes f o r a m e n c o n t r a d o s p o r diversos a u t o r e s que t r a b a l h a r a m com solos tropicais de drenagem b o a (6, 8, 11, 12, 15, 28).
É fato passivo que, as condições de formação de montmoriloni-ta, p o r i n t e m p e r i s m o e em clima tropical, são as s e g u i n t e s :
a. g r a n d e c o n c e n t r a ç ã o de Ca, Mg, Fe, N a ; b . alta relação S i / A l ;
c. d r e n a g e m do solo i m p e d i d a evitando, com isso, a p e r d a de bases ;
d. baixo t e o r de H .
E n t r e t a n t o , tais condições n ã o f o r a m observadas nos solos examinados. Um dos principais objetivos p r e t e n d i d o s neste tra-b a l h o é o de t e n t a r i n t e r p r e t a r a provável origem da m o n t m o r i l o n i t a e verificar, e m quais solos, tal m i n e r a l o c o r r e d e n t r e as u n i d a d e s descritas pela COMISSÃO DE SOLOS (10) como sendo originada do a r e n i t o de B o t u c a t u .
MATERIAL Ε MÉTODOS 1. Solos
O p r e s e n t e t r a b a l h o t e m c o m o u m de seus objetivos o e s t u d o mineralógico d a fração argila de solos desenvolvidos do arenito de B o t u c a t u n a região de Piracicaba. De a c o r d o c o m a COMISSÃO DE SOLOS DO CNEPA (10) estes são os s e g u i n t e s : Regossol, Podzólico Vermelho Amarelho-variação Laras e Regossol " i n t e r g r a d e " p a r a Podzólico Vermelho Amarelho.
De a c o r d o c o m RANZANI et al ( 3 0 ) , as séries Ribeirão Claro e I b i t i r u n a enquadram-se, r e s p e c t i v a m e n t e , c o m o Regossol e como PVA-variação L a r a s . N ã o se e n c o n t r o u todavia, c o r r e s p o n d ê n c i a pa-r a o Regossol " i n t e pa-r g pa-r a d e " PVA.
P a r a a d e m a r c a ç ã o dos perfis, efetuou-se p r e l i m i n a r m e n t e , u m a excursão exploratória à á r e a d e m a r c a d a p o r RANZANI et al (30) com a finalidade de obter-se u m a idéia da distribuição das u n i d a d e s de solos.
Foi verificado que a série Ribeirão Claro está s e m p r e associada c o m a série I b i t i r u n a , e q u e ocorre n u m a altitude de aproximada-m e n t e desde 580 a 6 3 0 aproximada-m , e s t a n d o s e aproximada-m p r e a c i aproximada-m a d a série I b i t i r u n a . Devido a tal fato optou-se pela escolha de u m a seqüência c a t e n á r i a que relacionasse os perfis destas d u a s séries, sendo coletadas amos-t r a s d e dois perfis de cada u m a d e l a s .
O Regossol " i n t e r g r a d e " p a r a Podzólico Vermelho Amarelo nor-m a l nor-m e n t e n ã o está associado a n e n h u nor-m o u t r o solo. Sua á r e a de ocorrência é h o m o g ê n e a e o m a t e r i a l originário é o arenito de Bo-t u c a Bo-t u eólico. ColeBo-taram-se a m o s Bo-t r a s de u m perfil desBo-ta u n i d a d e de m a p e a m e n t o .
O Q u a d r o 1 a p r e s e n t a as designações dos perfis e s t u d a d o s e suas classificações, segundo diversos a u t o r e s , e n q u a n t o q u e o 2, as prin-cipais características morfológicas dos perfis P 2 , P3 e P5.
Os perfis e s t u d a d o s situam-se n o município de Piracicaba, sen-do q u e os q u a t r o p r i m e i r o s f o r a m a m o s t r a d o s n o b a i r r o I b i t i r u n a e o q u i n t o a 15 k m de Piracicaba, n a e s t r a d a q u e o liga à cidade de C o n c h a s .
A figura 1 a p r e s e n t a a disposição, p o r altitude, dos perfis
2. Análises mecânica e química dos solos
Na d e t e r m i n a ç ã o das classes dos s e p a r a d o s do solo foi u s a d o o m é t o d o da p i p e t a descrito p o r KILMER e ALEXANDER ( 2 6 ) , em-pregando-se c o m o d i s p e r s a n t e u m a solução de hexametafosfato de
s ó d i o .
A capacidade de t r o c a de cations, o cálcio e o magnésio trocá-veis f o r a m d e t e r m i n a d o s segundo os p r o c e d i m e n t o s descritos p o r
GLÓRIA et al (16, 1 7 ) .
O potássio trocável, fósforo solúvel e hidrogênio f o r a m determi-n a d o s através das especificações de CATANI et al ( 9 ) , e o p H com u m p o t e n c i ô m e t r o "Leeds e N o r t h r u p " , usando-se relação s o l o / á g u a e solo/KCl de 1:1.
3 . Análise da fração argila do solo
Os sais solúveis e cations divalentes f o r a m removidos através de solução de acetato de sódio ( 2 2 ) . A oxidação d a m a t é r i a orgâni-ca e a eliminação do Mn02 f o r a m executadas tratando-se o solo c o m
peróxido de hidrogênio ( 2 2 ) . O m é t o d o utilizado p a r a a r e m o ç ã o d o oxido de ferro livre foi o do ditionito — c i t r a t o — b i c a r b o n a t o de sódio ( 2 2 ) . A d i s p e r s ã o do solo e o fracionamento d a argila e m frações grossa e fina f o r a m conseguidos seguindo-se as
recomenda-ções de JACKSON' ( 2 2 ) .
Após a s e p a r a ç ã o as argilas f o r a m s a t u r a d a s com K+ e com M g+ +
e m o n t a d a s e m l â m i n a s de vidro p a r a e x a m e difratométrico ( 2 2 ) . A identificação dos diversos m i n e r a i s de argila e filossilicatos foi feita com o auxílio d a difração dos r a i o s X. Os e s p a ç a m e n t o s basais de l .a o r d e m , levados e m c o n t a p a r a a identificação, encontram-se n o
A mica foi d e t e r m i n a d a pelo potássio total ( 2 1 ) ; a caolinita e a gibbsita pela análise t é r m i c a diferencial ( 1 3 ) ; o m a t e r i a l a m o r f o
pe-la dissolução seletiva utilizando-se o NaOH 0,5 Ν ( 2 ) ; e finalmente, as vermiculita e m o n t m o r i l o n i t a pela C.T.C. ( 1 ) .
RESULTADOS Ε DISCUSSÃO
Os Q u a d r o s 4 e 5 a p r e s e n t a m a análise q u a n t i t a t i v a d a fração argila, dos cinco perfis e s t u d a d o s .
E s t e g r u p o de perfis p o d e ser dividido de a c o r d o com a análise mineralógica, e m dois s u b g r u p o s , o u seja, u m c o n t e n d o elevado teor de caolinita (perfis Pi e P2) e o u t r o u m baixo t e o r deste mineral
(perfis P3, Pé e P5) .
Os teores de caolinita dos perfis Pi e P2 a p r e s e n t a m u m a
g r a n d e variação de a c o r d o c o m a p r o f u n d i d a d e do solo. O teor má-ximo deste m i n e r a l é de 86% (perfil Pi, h o r i z o n t e C3) e o m í n i m o
De a c o r d o com a seqüência de intemperização dos m i n e r a i s de d i â m e t r o inferior a dois m i c r o n s ( 1 9 ) , o t e o r de caolinita t e n d e a decrescer da superfície p a r a os horizontes m a i s inferiores. Obser-vando-se o c o m p o r t a m e n t o nos teores de caolinita, notou-se q u e n a a l t u r a dos horizontes C3 dos dois perfis, os teores são os m a i s ele-vados, decrescendo em seguida. Tal fato p o d e sugerir a hipótese de que os q u a t r o p r i m e i r o s horizontes foram t r a n s p o r t a d o s e deposi-t a d o s sobre os demais horizondeposi-tes dos dois perfis. E n deposi-t r e deposi-t a n deposi-t o , u m a conclusão segura a respeito desta provável descontinuidade litológica, p o d e r i a ser verificada com a análise mineralógica da fração areia, através de diversos índices ( 7 ) . No e n t r e t a n t o , este t r a b a l h o n ã o foi executado visando-se tal finalidade. P o r o u t r o lado, o t e o r de mica da fração argila p o d e ser perfeitamente utilizado como u m m i n e r a l índice p a r a questões de i n t e m p e r i s m o , aliás com r e s u l t a d o s exce-lentes n o diagnóstico de descontinuidades litológicas ( 1 1 ) , desde que o t e o r deste m i n e r a l seja significativo. E n t r e t a n t o , observando-se o c o m p o r t a m e n t o da m i c a nestes dois perfis, notou-se que esta apre-senta baixos valores (valor m á x i m o de 2 , 5 % ) , aliados t a m b é m u m a p e q u e n a variação e m p r o f u n d i d a d e . E s t a s características excluiram-na pois, c o m o u m i n s t r u m e n t o útil n a elucidação do i n t e m p e r i s m o , pois a p e q u e n a variação em p r o f u n d i d a d e p o d e r i a perfeitamente ser expli-cada pelas variações n ã o do solo, m a s sim das análises executadas. Além disso, de a c o r d o com os t r a b a l h o s geomorfológicos da região (29), a p r e s e n ç a de sedimentos profundos e arenosos, associados ao arenito de B o t u c a t u , são explicados c o m o sendo provenientes de diversos ciclos erosivos. Tal fato, p o r t a n t o , sugere q u e os Regossóis da região onde estão incluídos os perfis Pi e P2, devem ter sido
retra-b a l h a d o s e depositados n o local atual, r e s u l t a n d o daí as variações nos teores de caolinita.
Logo após a caolinita, em q u a n t i d a d e , v e m o m a t e r i a l a m o r f o ou a alofana. Seus teores são r e l a t i v a m e n t e elevados, e s t a n d o n a faixa dos 10 aos 2 0 % . De a c o r d o com JACKSON et al (19) a posição o c u p a d a pelo m a t e r i a l amorfo n a escala do i n t e m p e r i s m o é a de nú-m e r o 10, j u n t a nú-m e n t e c o nú-m a caolinita.
A m o n t m o r i l o n i t a , d e t e r m i n a d a p o r capacidade de t r o c a de cations, a p r e s e n t a teores baixos, n o r m a l m e n t e inferiores a 10%.
Finalmente, o m i n e r a l c o m m a i s baixo valor está r e p r e s e n t a d o pela gibbsita ( t e o r m á x i m o de 1,0%). Pôde-se observar ainda, q u e esta ocorre n o r m a l m e n t e o n d e os valores de caolinita são m á x i m o s . A p r e s e n ç a de gibbsita e m solos de clima tropical n o r m a l m e n t e se deve a u m processo de dessilicatização de m i n e r a i s e m estágios ante-riores ou, segundo JACKSON ( 2 3 ) , a u m a dessilicatização intensa
( l a t e r i z a ç ã o ) . No p r e s e n t e caso tal m i n e r a l deve t e r sido f o r m a d o p o r i n t e m p e r i s m o da caolinita.
Como o t e o r de caolinita é r e l a t i v a m e n t e elevado n a m a i o r i a dos horizontes, inclusive n a s c a m a d a s m a i s inferiores, ela deve t e r sido, em p a r t e , h e r d a d a do m a t e r i a l originário e, em p a r t e f o r m a d a p o r i n t e m p e r i s m o da mica, via vermiculita. A p r e s e n ç a da vermiculita e m solos tropicais foi verificada p o r diversos a u t o r e s (12, 15, 28) e MOHR e Van BAREN (27) explicam a s u a ocorrência p o r ser ela u m estágio i n t e r m e d i á r i o e n t r e o i n t e m p e r i s m o da mica p a r a a caolinita.
A figura 2 ilustra u m a seqüência de difratogramas dos princi-pais horizontes d o perfil Pi, e a 3, difratogramas c o r r e s p o n d e n t e s aos diversos t r a t a m e n t o s p a r a o horizonte C2 do perfil P2. O e s p a ç a m e n t o
o
a 14 A c o r r e s p o n d e ao e s p a ç a m e n t o de p r i m e i r a o r d e m d a vermi-culita. A caolinita está r e p r e s e n t a d a pelos e s p a ç a m e n t o s de 7,18 e
o
3,58 A, de p r i m e i r a e segunda o r d e m , respectivamente. Picos endo-térmicos destes dois perfis, n a região e n t r e 550° e 600°C (caolinita) e s t ã o a p r e s e n t a d o s n a figura 8.
Examinando-se as condições de solo e clima q u e agem n o pro-cesso de t r a n s f o r m a ç ã o de m a t e r i a l dos perfis Pi e P 2 (Regossóis) pode-se n o t a r diversos fatos. Assim é q u e :
a. os regossóis sãó ricos em m a c r o p o r o s , r e s u l t a n d o , com isto, u m a r á p i d a passagem da água através de seus perfis (veja-se a análise mecânica no Q u a d r o 6 ) ;
b . o clima da região é do tipo Cwa, com precipitações pluvio-m é t r i c a s c o n c e n t r a d a s n o p e r í o d o de s e t e pluvio-m b r o a fevereiro copluvio-m u m a m é d i a a n u a l de 1.200 m m . A t e m p e r a t u r a do mês m a i s q u e n t e é s u p e r i o r a 22°C;
c. devido as condições a p r e s e n t a d a s e m a. e b., h á u m a g r a n d e lixi-viação do solo. As bases solúveis são facilmente removidas do perfil e o complexo coloidal fica s a t u r a d o com íon hidrogênio (veja-se a análise química n o Q u a d r o 6 ) . Neste caso, os solos t e n d e m a ficar ácidos e o i n t e m p e r i s m o se manifesta de m a n e i r a d r á s t i c a (20, 23). Tais condições são favoráveis pois à formação de caolinita ( 2 5 ) .
No E s t a d o de São P a u l o o arenito de B o t u c a t u t e m d a d o origem a diversos solos arenosos, e n t r e os quais os regossóis, latossóis-fase
a r e n o s a e regossóis " i n t e r g r a d e s " ( 1 0 ) . Do exame do c o m p o r t a m e n t o mineralógico de tais solos notou-se q u e o t e o r de gibbsita é s e m p r e elevado. Assim é que ANDRADE ( 4 ) , t r a b a l h a n d o c o m regossóis e
latossóis-fase a r e n o s a da região de Rio Claro, e n c o n t r o u teores de gibbsita e m t o r n o de 20% p a r a o regossol e 15% p a r a o latossol-fase a r e n o s a ( a m b o s os solos desenvolvidos do arenito de B o t u c a t u ) . AVELAR ( 5 ) , t r a b a l h a n d o n a região de B o t u c a t u com solos seme-lhantes, e n c o n t r o u r e s u l t a d o s q u a s e idênticos aos de ANDRADE ( 4 ) . A gibbsita, p a r a o regossol está e m t o r n o de 5 % e p a r a os fase are-nosa 1 5 % .
Comparando-se tais r e s u l t a d o s pode-se n o t a r que, os regossóis originados do a r e n i t o de B o t u c a t u , n o r m a l m e n t e a p r e s e n t a m elevado t e o r de gibbsita, o q u e n ã o o c o r r e c o m os perfis Pi e P2. Devido a tal
fato, possivelmente este solo n ã o se formou do a r e n i t o de B o t u c a t u e sim de u m m a t e r i a l m a i s recente e possivelmente r e t r a b a l h a d o .
PENTEADO (29) descreve a Bacia de S e d i m e n t a ç ã o de Rio Claro, como sendo f o r m a d a p o r sedimentos arenosos, m a l consolidados, q u e a p a r e c e m acima das cotas de 580 m e p e r t e n c e n t e à E r a Neo Ceno-zoica. E s s a superfície corta, indiferentemente, sedimentos da For-m a ç ã o B o t u c a t u e do G r u p o Passa Dois e coFor-mpleta-se c o For-m o super-fície de a g r a d a ç ã o nos depósitos arenosos m o d e r n o s . Mais a d i a n t e tal a u t o r a afirma q u e — "Nas superfícies c o r t a d a s no B o t u c a t u che-g a m a confundir-se com os reche-gossóis f o r m a d o s a p a r t i r destas rochas, dos quais a p e n a s se distinguem pela p r e s e n ç a de depósitos rudáceos b a s a i s " . De acordo c o m esta descrição, e c o n s i d e r a n d o que os perfis
Pi e P2 n ã o são originados do B o t u c a t u e sim de m a t e r i a l m a i s
jovem, crê-se q u e sejam desenvolvidos do a r e n i t o d a F o r m a ç ã o Rio Claro.
Os r e s u l t a d o s mineralógicos dos perfis P3 e P4 ( Q u a d r o 5)
apre-s e n t a m u m a compoapre-sição t o t a l m e n t e diapre-stinta doapre-s perfiapre-s Pi e P2. Assim
é que a m o n t m o r i l o n i t a é o m i n e r a l de argila d o m i n a n t e , com teores oscilando e n t r e 22 e 4 5 % , concentrando-se, ligeiramente, nos hori-zontes m a i s inferiores. Seguindo-se este mineral, a caolinita ocorre com teores e m t o r n o de 20% p a r a o perfil P4 e l 2 5 % p a r a o P3. Os demais m i n e r a i s de g r a d e 2 : 1 ( m i c a e v e r m i c u l i t a ) s o m a m 2 5 % . O teor de m a t e r i a l amorfo é baixo ( m e n o r do q u e 10%) e a gibbsita n ã o o c o r r e .
Os d i f r a t o g r a m a s da figura 4 a p r e s e n t a m diversos e s p a ç a m e n t o s c o r r e s p o n d e n t e s aos principais m i n e r a i s aqui citados.
A m o n t m o r i l o n i t a , q u a n d o s a t u r a d a com K+ e seca ao ar,
apre-senta e s p a ç a m e n t o s , de p r i m e i r a o r d e m , e n t r e 12,4 e 12,8 (figura 5, difratograma 25°C). Com o a q u e c i m e n t o a 550°C tal e s p a ç a m e n t o
o
se c o n t r a i p a r a a região dos 10 A (figura 5, difratograma 550°C). P o s t e r i o r m e n t e , q u a n d o s a t u r a d a c o m Mg e solvatada com glicerol
o
o e s p a ç a m e n t o se expande p a r a a região dos 17 A (figura 5, difrato-g r a m a difrato-glicolado).
O Regossol " i n t e r g r a d e " p a r a Podzólico Vermelho Amarelo apre-senta u m a composição mineralógica ( Q u a d r o 5) s e m e l h a n t e à dos perfis do Podzólico Vermelho Amarelo. Difere, e n t r e t a n t o daquele solo, p o r a p r e s e n t a r u m m a i o r teor de m o n t m o r i l o n i t a ( t e o r má-ximo de 7 7 % ) . A caolinita apresenta-se com valores m a i o r e s nos horizontes superiores, decrescendo c o m o a u m e n t o d a p r o f u n d i d a d e do solo, sendo seu valor m í n i m o de 5 % . 0 p e q u e n o valor deste m i n e r a l p o d e ser c o n s t a t a d o pelo t e r m o g r a m a a p r e s e n t a d o pela figura 8. Nota-se que o pico e n d o t é r m i c o n a região dos 550°C é p e q u e n o . Os demais m i n e r a i s de g r a d e 2 : 1 ( m i c a e v e r m i c u l i t a ) a p r e s e n t a m teores e n t r e 15 a 2 0 % . A gibbsita é a u s e n t e t a m b é m neste perfil e o m a t e r i a l amorfo apresenta-se com valores inferiores a 7 % .
A figura 6 indica u m a seqüência de difratogramas de a m o s t r a s s a t u r a d a s c o m K, e sem t r a t a m e n t o , dos principais horizontes deste solo. Nota-se que o e s p a ç a m e n t o principal que ocorre neste perfil
o
é o de 12,09 A. O r e c o n h e c i m e n t o preciso da m o n t m o r i l o n i t a p o d e ser observado pela figura 7.
Através do e s t u d o das características dos perfis P3, P4 e Pr,
pôde-se n o t a r q u e :
a. os perfis da Podzólico Vermelho Amarelo são relativamente arenosos n a superfície, e com teores de argila em t o r n o de 20% nos horizontes inferiores ( Q u a d r o 7 ) . Tais características, aliadas a u m a b o a e s t r u t u r a ç ã o favorecera u m a d r e n a g e m livre. O perfil P5, que é arenoso ( Q u a d r o 8 ) , a p r e s e n t a c o n s e q u e n t e m e n t e u m a
d r e n a g e m b o a ;
b . q u i m i c a m e n t e , são solos p o b r e s sendo o hidrogênio o íon domi-n a domi-n t e ( Q u a d r o s 7 e 8 ) .
Notou-se q u e o c o n j u n t o de características a t u a l m e n t e apresen-t a d a s p o r apresen-tais solos (perfis P3, P4 e P5) n ã o são ideais p a r a a
forma-ção de m o n t m o r i l o n i t a e sim de caolinita K E L L E R ( 2 5 ) . P o r t a n t o , a caolinita seria o m i n e r a l d o m i n a n t e fato este q u e n ã o ocorre.
De u m a m a n e i r a geral os solos do Brasil, q u e a p r e s e n t a m b o a d r e n a g e m e acidez acentuada, p o s s u e m a caolinita ou o u t r o m i n e r a l mais intemperizado c o m o m i n e r a l d o m i n a n t e .
Ora, se a m o n t m o r i l o n i t a o c o r r e e m g r a n d e q u a n t i d a d e nestes solos e o a m b i e n t e a t u a l n ã o é favorável a sua f o r m a ç ã o , t u d o leva a c r e r q u e tal m i n e r a l deve ter sido h e r d a d o d o m a t e r i a l originário destes solos. Tal hipótese é favorecida pelo ligeiro a u m e n t o deste m i n e r a l à m e d i d a que o solo fica m a i s profundo.
De a c o r d o c o m esta hipótese, o a m b i e n t e de formação do a r e n i t o de B o t u c a t u ou do a r e n i t o que deu origem ao Podzólico Vermelho Amarelo e ao Regossol " i n t e r g r a d e " deve t e r t i d o condições favo-ráveis à formação d a m o n t m o r i l o n i t a . E m o u t r a s p a l a v r a s , o a m b i e n t e deve t e r sido rico em Ca, Mg, Fe, N a e t c , ter u m a baixa relação Si/Al e baixo teor de H, aliado a u m clima semi-árido. Ou então, t o d a s estas condições em clima m a i s ú m i d o , p o r é m c o m u m a d r e n a g e m tal q u e impedisse a eliminação das bases e da silica.
ALMEIDA ( 3 ) em 1964, descreveu duas fácies n o a r e n i t o de B o t u c a t u , u m a fluvial e o u t r a lacustre, a m b a s p o s s u i n d o u m a m b i e n t e ú m i d o e m sua f o r m a ç ã o . Tal a u t o r salienta que n ã o é r a r a a pre-sença de cimentação calcária nestes depósitos, p r i n c i p a l m e n t e n a fluvial. Ora o a m b i e n t e l a c u s t r e ( ú m i d o ) aliado a u m a riqueza de cálcio, ofereceria condições favoráveis à f o r m a ç ã o de m o n t m o r i -lonita. Tais observações sugerem, m a s n ã o p r o v a m , q u e t o d o s os arenitos das fácies fluvial e lacustre da f o r m a ç ã o B o t u c a t u , p o s s u e m m o n t m o r i l o n i t a como m i n e r a l d o m i n a n t e . E s t a afirmação baseia-se u n i c a m e n t e n o p e q u e n o n ú m e r o de t r a b a l h o s publicados a respeito d a minerologia da fração argila destes arenitos. P a r t i c u l a r m e n t e , p a r a a região de Piracicaba e p a r a os solos e s t u d a d o s , pode-se afirmar q u e o a r e n i t o de B o t u c a t u c o n t e m elevado t e o r deste m i n e r a l .
O t e o r de m o n t m o r i l o n i t a d o Podzólito Vermelho Amarelo ( m é d i a de 3 5 % ) é m e n o r do q u e n o Regossol " i n t e r g r a d e " ( m é d i a de 5 7 % ) . Foi o b s e r v a d o q u e este fato s e m p r e estava relacionado c o m a n a t u r e z a da r o c h a : q u a n d o o a r e n i t o de B o t u c a t u t i n h a u m a estra-tificação plano-paralela, o solo originado e r a o Podzólico Vermelho Amarelo e, q u a n d o a estratificação e r a cruzada ocorria o Regossol " i n t e r g r a d e " .
Partindo-se d o princípio cfe q u e , n a região de Piracicaba, o are-nito de B o t u c a t u p o s s u e g r a n d e t e o r de m o n t m o r i l o n i t a , os perfis
Pi e P2 (Regossóis) n ã o são originados desta f o r m a ç ã o geológica,
pois tais perfis a p r e s e n t a m a caolinita c o m o m i n e r a l d o m i n a n t e . A p r e s e n ç a de caolinita n o s perfis Pa, P4 e P5 p o d e s e ^ explicada,
e m p a r t e , pela dessilicatização d a m o n t m o r i l o n i t a . Assim é q u e , q u a n t o m a i o r o t e o r de m o n t m o r i l o n i t a , m e n o r é o de caolinita ( Q u a d r o 8 ) . A ausência de gibbsita nestes perfis e a p e q u e n a quanti-dade de caolinita indicam q u e tais solos são a i n d a m u i t o jovens q u a n d o c o m p a r a d o s c o m o u t r o s solos de clima tropical, principal-m e n t e os latossóis.
SUMMARY
OCCURENCE OF MONTMORILLONITE IN SOME SOILS DEVELOPED FROM BOTUCATU SANDSTONE
Five soil profiles developed from B o t u c a t u S a n d s t o n e w e r e selected for a study of the occurrence of m o n t m o r i l l o n i t e . These were, respectively, t w o Regosols (P1 a n d P2) , t w o Red-Yellow
Podzolic-Laras variation ( P3 a n d P4) a n d an I n t e r g r a d e Regosol ( P 5) . A total
of 33 samples w e r e t a k e n from these profiles. Particle size distribu-tion a n d r o u t i n e chemical c h a r a c t e r i z a t i o n w a s d o n e for all samples.
The clay fraction of each sample w a s s u b m i t t e d to t h e follow-ing a n a l y s i s : d e t e r m i n a t i o n of % K2O , silica, a l l u m i n u m , cation
exchange capacity, X-ray diffraction a n d DTA.
Kaolinite w a s t h e d o m i n a n t clay m i n e r a l in t h e soil profiles overlying unconsolidated rock m a t e r i a l (P1 a n d P2) whereas m o n t m o
-rillonite w a s d o m i n a n t in those overlying consolidated rock ( P3, P4
and P5) .
Average content of m o n t m o r i l l o n i t e in the Red-Yellow Podzolic profiles overlying stratified s a n d s t o n e w a s 3 5 % , w h e r e a s for the I n t e r g r a d e Regosol t h e average was 5 7 % .
The results o b t a i n e d indicate t h a t m o n t m o r i l l o n i t e is an inherited c h a r a c t e r in these soils. Profiles P1 a n d P2 are p r o b a b l y derived from
m a t e r i a l s o t h e r t h a n B o t u c a t u Sandstone. LITERATURA CITADA 1. A L E X I A D E S , C. A. a n d M . L . J A C K S O N 1965 — Q u a n t i t a t i v e d e t e r -m i n a t i o n of v e r -m i c u l i t e i n s o i l s - S o i l S c i . S o c . A -m e r . P r o c . 29: 522-527. 2 ___________ 1966 — Q u a n t i t a t i v e c l a y m i n e r a l o g i c a l a n a l y s i s of s o i l s a n d s e d i m e n t s C l a y s a n d c l a y m i n e r a l s 14 t h . Conf. p . 35-52. P e r g a ¬ m o n P r e s s . N e w Y o r k . 3 . A L M E I D A , F . F . M . — 1964 — G r u p o S ã o B e n t o — E m G e o l o g i a d o E s t a d o d e S ã o P a u l o — B o l e t i m nº 4 1 . I n s t i t u t o G e o g r á f i c o e G e o l ó -g i c o d e S ã o P a u l o . 4 . A N D R A D E , S . S . d e — 1971 — G ê n e s e e c l a s s i f i c a ç ã o d e s o l o s d e t r e s c a t e n a s n o s m u n i c í p i o s d e P i r a c i c a b a e R i o C l a r o — T e s e d e M e s -t r e — E . S . A. " L u i z d e Q u e i r o z " U S P . 5. A V E L A R , B . C . — 1971 — G ê n e s e e c l a s s i f i c a ç ã o d e s o l o s d e u m a c a t e n a d a r e g i ã o d e S ã o M a n u e l — S . P . — T e s e d e M e s t r e — E . S . A . " L u i z d e Q u e i r o z " — U S P . 6. B A T E S , T . F . — 1960 — R o c k w e a t h e r i n g a n d c l a y f o r m a t i o n i n H a w a i i — M i n e r a l I n d u s t r i e s , 29: 1-6.
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24. J O H N S O N , L . J . ; R . P . M E T E L S K I a n d C . F . E N G L E — 1963 — C l a y m i n e r a l c h a r a c t e r i z a t i o n of m o d a l p r o f i l i e s i n s e v e r a l P e n n s y l v a n i a C o u n t r i e s — S o i l S c . S o c . A m e r . P r o c . 27: 568-572. 2 5 . K E L L E R , W . D . — 1964 — P r o c e s s e s of o r i g e m a n d a l t e r a t i o n o l c l a y m i n e r a l s — S o i l c l a y m i n e r a l o g y — A s y m p o s i u m . C. I . R i c h a n d K u n z e — e d . U n i v . of N o r t h C a r o l i n a P r e s s , C h a p e H i l l . 26. K I L M E R , V . J . a n d L . T . A L E X A N D E R — 1949 — M e t h o d of m a k i n g m e c h a n i c a l a n a l y s i s of s o i l s — S o i l S c i . 68: 15-26. 27. M O H R , E . C . J . a n d F . A. V a n B A R E N — 1954 — T r o p i c a l s o i l s I n t e r s ¬ c i e n c e — N e w Y o r k . 28. M O N I Z , A. C . a n d M . L . J A C K S O N — 1967 — Q u a n t i t a t i v e m i n e r a l o g i c a l a n a l y s i s of B r a z i l i a n s o i l s d e r i v e t e d f r o m b a s i c r o c k s a n d s l a t e . W i s c o n s i n S o i l S c i . R e p o r t 212. 29. P E N T E A D O , Μ . Μ . — 1969 — A b a c i a d e s e d i m e n t a ç ã o d e R i o C l a r o — G e o g r a p h i c a — S o c . d e G e o g r a f i a d e L i s b o a . A n o V: 17. 30. R A N Z A N I , G . ; O . F R E I R E e T . K I N J O — 1966 — C a r t a d e s o l o s d o m u -n i c í p i o d e P i r a c i c a b a — E . S . A . " L u i z d e Q u e i r o z " , P i r a c i c a b a , S . P . 3 1 . S O I L S U R V E Y S T A F F — 1967 — S u p p l e m e n t t o S o i l C l a s s i f i c a t i o n S y s t e m ( S e v e n t h A p p r o x i m a t i o n ) . S e c o n d P r i n t i n g . S o i l C o n s e r v a t i o n S e r v i c e , U S D A . 207 p p .
