Magnetita e sua transformação para hematita em um solo derivado de esteatito

O presente trabalho objetivou caracterizar o mineral magnético e identificar suas rotas pedogenéticas de transformação em um solo formado sobre esteatito, de Minas Gerais, Brasil. O óxido de ferro isoestrutural ao espinélio foi identificado e caracterizado por análises químicas, difração de raios X, espectroscopia Mössbauer e medidas de magnetização de saturação. Na rocha fresca, foi encontrada magnetita estequiométrica e bem cristalizada, com parâmetro da rede cúbica, a o = 0.8407(5) nm. Nas frações areia e silte, foram detectadas magnetita parcialmente alterada e hematita estequiométrica e bem cristalizada, com parâmetros da rede hexagonal, a = 0.5036(3) nm e c = 1.375(4) nm. A ocorrência dessas hematitas deveu-se principalmente à oxidação do Fe2+ a Fe3+, no sítio octaédrico da magnetita, durante a pedogênese. Esse processo foi caracterizado pelo aparecimento de pequena quantidade de Fe3+ eletronicamente desacoplada, encontrada nas magnetitas parcialmente oxidadas, cujas fórmulas para as diferentes estequiometrias foram propostas. Verificou-se também pequena quantidade de ilmenita nas amostras de rocha e de solo.

Uma estratégia adaptada para síntese de magnetita

Chemical reactions in the solid state are often not included in undergraduate chemistry curricula, due to requirements for special laboratory facilities such as ovens and precision weighing balances. This work aims to describe novel and relatively simple magnetite chemical syntheses in dry medium, which could also be used as an alternative for freshmen chemistry experiments. The proposed reaction was carried out in a muffle furnace by heating (i) a sol-gel preparation and (ii) natural hematite, under nitrogen atmosphere at 400 ºC. The synthesized magnetite was characterized with powder X-ray diffraction and Mössbauer spectroscopy. Results show that magnetite samples have chemical properties as well as crystalline structure quite similar to those of standard natural magnetite.

Atributos de solos hidromórficos no Pantanal Norte Matogrossense

Os solos hidromórficos, comuns na Amazônia e no Pantanal, estão sujeitos à alternância natural de períodos de alagamento e secamento, que conduzem a uma formação e características diferenciadas. Estes solos guardam estreita relação com a natureza do material de origem e com os processos de deposição e sedimentação. O objetivo neste trabalho foi avaliar as características químicas, morfológicas e mineralógicas de três perfis de solos do Pantanal Norte Matogrossense (Planossolo, Plintossolo e Gleissolo), a fim de interpretar as relações entre suas propriedades e o ambiente em que foram formados. Os Planossolos e Gleissolos possuem maior fertilidade natural, evidenciada pelos valores expressivos de CTC (capacidade de troca de cátions) e saturação por bases. Os menores teores de Fe2O3 do Planossolo estão relacionados com a redução e remoção do Fe durante sua gênese A mineralogia da fração areia dos solos é constituída principalmente de quartzo, nódulos e concreções de Fe e de Mn, e em menor grau, biotita, muscovita e traços de turmalina, magnetita, ilmenita, epídoto, zircão e rutilo. Os solos apresentaram perfil mineralógico semelhante na fração argila, constituído por caulinita, esmectita, ilita e interestratificados do tipo ilita-esmectita. A mineralogia da fração argila dos solos foi compatível com as diferenças químicas constatadas entre eles, pois o Planossolo apresentou argila de maior atividade relativa às esmectitas e interestratificados ilita/esmectita, com maior soma de bases trocáveis e CTC, enquanto o Plintossolo e o Gleissolo, cujo mineral predominante foi a caulinita, apresentaram baixo teor de bases trocáveis e menor CTC.

A crosta laterítica ferro-titanífera da Vila Nova Colina e a lateritização no sul de Roraima

RESUMOCrostas lateríticas desenvolvidas sobre as rochas do embasamento do Escudo das Guianas (p.e. granitos da Suíte Intrusiva Água Branca) são reconhecidas na região de Vila Nova Colina, localizada ao sul do estado de Roraima. Os objetivos deste trabalho foram estudar as características minerais e geoquímicas dessas crostas lateríticas e avaliar a relação entre elas e as rochas da região, a fim de entender a evolução da lateritização e fornecer informações sobre seu potencial econômico. Este estudo compreende dados de petrografia, mineralogia e litogeoquímica de granitos, quartzo-hornblenda gabro e crostas lateríticas formadas a partir dessas rochas. Os granitos e o quartzo-hornblenda gabro desenvolveram, respectivamente, um tipo específico de crosta laterítica: (i) vermiforme ferruginosa com elevados teores de caulinita, goethita, hematita, magnetita e anatásio e maior concentração de Al2O3, Sc, Th, e Zr e, (ii) maciça ferro-titanífera com altos teores de magnetita, hematita, maghemita, goethita, caulinita, anatásio, gibbsita e ilmenita e de Fe2O3, TiO2, V e Cu. Cada tipo de crosta indica o efeito da lateritização na porção sul de Roraima e sua posição topográfica. O posicionamento topográfico mais elevado da crosta maciça (220 m) e sua composição mineralógica e geoquímica, indicam sua maturidade (isto é, precisou de mais tempo para ser formada) e, portanto relicto de uma fase erosiva na região, provavelmente associada a subsidência da bacia do Tacutu no Mioceno. Enquanto a crosta vermiforme em uma posição mais rebaixada (140 m) sem gibbsita, sugere que ela é mais jovem que a maciça e representa a lateritização imatura do Plio-Pleistoceno.

Mineralogia de solos das séries Anhumas, Cruz Alta e Ibitiruna

No presente trabalho, estudam-se granulometria, composição mineralógica e arredondamento das séries de solos Anhumas, Cruz Alta e Ibitiruna, no município de Piracicaba, SP, nas frações areia fina (250 a 105 e areia muito fina (105 a 53 m). O material constituinte desses solos é bem selecionado, predominando as frações areia e areia muito fina, em quantidade superior a 70% dos perfis. A composição mineralógica mostra a presença de minerais estáveis, turmalina, magnetita, ilmenita, estaurolita e zicornita, com ocorrência ainda de rutilo, na areia muito fina. O arredondamento é alto, exibindo os perfis grânulos arredondados, que devem ter participação de mais de um ciclo de sedimentação. Os resultados obtidos permitem concluir que as três séries são constituídas de material de mesma origem, bem selecionado e de elevada maturidade, sendo impossível a caracterização individual de cada série, através dos estudos realizados. É possível concluir, também, que o arenito Botucatu é a rocha de origem desses solos.

Mineralogia de solos das séries Paredão Vermelho, Ribeirão Claro e Saltinho, do município de Piracicaba, SP

No presente trabalho, estudam-se granulometria, composição mineralógica e arredondamento das séries de solos Paredão Vermelho, Ribeirão Claro e Saltinho, no município de Piracicaba, SP, nas frações areia fina (250 a 105m) e areia muito fina (105 a 53m). O material constituinte desses solos é bem selecionado. A composição mineralógica mostra a presença de minerais estáveis, turmalina, magnetita, ilmenita, estaurolita e zirconita, com ocorrência ainda de rutilo, na areia muito fina. O arredondamento é alto, exibindo os perfis, grânulos arredondados, que devem ter participado de mais de um ciclo de sedimentação. Ê possível concluir, também, que o arenito Botucatu é a rocha de origem desses solos.

Óxidos de ferro das frações areia e silte de um Nitossolo desenvolvido de basalto

Foi estudada a composição mineralógica dos óxidos de ferro das frações areia, silte e argila de cinco amostras coletadas de um perfil de um Nitossolo Vermelho desenvolvido de basalto toleítico, localizado próximo a Tupaciguara (18 º 35 ' 33 '' S; 48 º 42 ' 18 '' O), na região do Triângulo Mineiro, Minas Gerais. Porções de areia e de silte foram submetidas à separação magnética e a ataques químicos seletivos com NaOH 5 mol L-1 e com uma mistura ditionito-citrato-bicarbonato, com o objetivo de identificar os principais óxidos de ferro magnéticos e suas associações mineralógicas. Maghemita (fórmula ideal, gFe2O3) foi o único mineral magnético identificado nas frações areia e silte; não foi encontrada evidência de ocorrência de magnetita nessas frações. Os resultados Mössbauer apenas sugerem a co-existência de mais de um tipo cristaloquímico de maghemita, na fração areia, embora não sejam claramente separáveis dos espectros Mössbauer obtidos sem campo magnético aplicado. A fase magnética mais rica em Al tem fórmula média, deduzida de resultados de microssondagem eletrônica, Fe2,36(2)3+ Al0,24(2)3+ Ti0,06(3)4+ Ä0,341(1) O4 (Ä = vacância catiônica). A ilmenita férrica detectada de dados Mössbauer na porção magnética da fração silte corresponde a uma solução sólida xFe2+Ti4+O3(1-x)Fe2(3+)O3, com x » 0,83. São discutidas algumas dificuldades e alternativas de interpretação dos resultados Mössbauer, como os do presente caso, em que ocorrem contribuições espectrais simultâneas de hematita e maghemita.

Magnesioferrita e caminho pedogenético de transformação de óxidos de ferro magnéticos em dois perfis de solo derivados de tufito da região do Alto Paranaíba (MG)

Solos magnéticos derivados de tufito da região do Alto Paranaíba (MG) têm mineralogia bastante variável, mas são relativamente ricos em óxidos de Fe isoestruturais ao espinélio, mais especificamente: (Ti, Mg)-magnetita e (Ti, Mg)-maghemita. No presente trabalho, foram estudados os concentrados magnéticos (magnetização de saturação, 34,4 < sigma/J T-1 kg-1 < 43,7) da fração areia de pedomateriais de um Brunizém (Chernossolo) (amostras AP31CR; AP31B e AP31A) e de um Chernossolo Léptico (AP33CR e AP33A) derivados de tufito, coletados no município de Patos de Minas (MG). Foram identificadas, por difratometria de raios X (método do pó) e espectroscopia Mössbauer do 57Fe, a 298 K e a 110 K, maghemita (gamaFe2O3) e hematita (alfaFe2O3) e uma inédita magnesioferrita (fórmula ideal, MgFe2O4), inédita em solos do Brasil, nas frações minerais desses materiais magnéticos. Observou-se, também, que as proporções ponderais e os tamanhos de partículas dos óxidos de Fe variam progressivamente ao longo dos perfis estudados. Os diâmetros médios estimados dos cristalitos de magnesioferrita variam progressivamente, em cada perfil: 27 nm (concentrado magnético da amostra AP31CR); 25 nm (AP31B); 23 nm (AP31A); 48 nm (AP33CR) e 32 nm (AP33A). A proporção de Al isomorficamente substituinte na hematita aumenta sistematicamente de 5 a 13 mol %, da base para o topo do perfil AP31, e tende a se manter constante, em torno de 9 mol %, no perfil AP33. Propõe-se um modelo geral de transformação envolvendo somente óxidos de Fe, em que magnesioferrita é o precursor pedogenético da maghemita, até hematita, nesses pedossistemas: MgFe2O4 -> gFe2O3 -> aFe2O3.

Mineralogia e micromorfologia de solos esqueléticos do bioma cerrado, no leste de Goiás

A grande quantidade de material mineral com diâmetro maior que 2 mm de alguns solos do bioma Cerrado é uma característica de interesse em se tratando de formação, classificação, uso e manejo desses solos. Com o objetivo de contrastar atributos morfológicos, físicos, químicos, mineralógicos e micromorfológicos desses solos, com caráter esquelético, foram estudados perfis de Plintossolos Pétricos e Cambissolos Háplicos no leste de Goiás, comparando-os, também, com outros perfis semelhantes descritos na literatura. Cada perfil de solo (seis ao todo) correspondeu a uma trincheira, que permitiu a descrição morfológica e as amostragens, realizadas em duas profundidades, totalizando 12 amostras. Os corpos de petroplintita das frações mais grosseiras da terra fina contribuem para aumentar o Fe2O3 do ataque sulfúrico dos Plintossolos. As relações Feo/Fed são, de forma generalizada, muito baixas, refletindo a elevada estabilidade das formas cristalinas de Fe. Os Plintossolos e os Cambissolos estudados apresentam valores médios de Ki e Kr relativamente baixos quando comparados com outros solos das mesmas classes e com caráter esquelético do bioma Cerrado. A ausência de hematita na fração argila dos solos estudados reflete um processo de xantização do pedoambiente mais úmido das bordas da chapada, local de ocorrência dos Plintossolos, cujo material erodido contribui para formação dos Cambissolos. A hematita só aparece na fração areia dos Plintossolos, associada aos corpos de petroplintita. Magnetita/maghemita foram identificadas nas duas classes de solos. Nos Cambissolos, a detecção de mica por difração de raios X da fração areia e de minerais com cores de interferência fortes nas lâminas delgadas, além dos maiores valores das relações Ki e Kr, realçam a presença de material menos intemperizado, relativamente aos Plintossolos. A pequena quantidade de plasma, 10 % em relação à área das lâminas delgadas, confirma o caráter esquelético dos solos estudados. Os Plintossolos apresentam estrutura granular adensada. Os Cambissolos apresentam o espaço poroso menos conectado e dominado por alvéolos e canais, com microestrutura de grãos com películas.

Mineralogia de um Argissolo Vermelho-Amarelo da zona úmida costeira do Estado de Pernambuco

A mineralogia do solo constitui uma excelente ferramenta para o conhecimento e a avaliação da gênese do solo e do seu comportamento físico e químico, além de ser um dos parâmetros utilizados na distinção de classes do Sistema Brasileiro de Classificação de Solos e um indicativo da reserva potencial mineral de nutrientes para as plantas. Nesse contexto, este trabalho apresenta a caracterização mineralógica das frações cascalho, areia grossa e areia fina (sob lupa binocular e microscópio petrográfico) e das frações silte e argila (difratometria de raios X) de todos os horizontes do solo, e o estudo petrográfico da rocha matriz, a partir dos quais estabelece considerações sobre a evolução mineralógica de um Argissolo Vermelho-Amarelo, típico da Zona Úmida Costeira do Estado de Pernambuco. As frações grossas ao longo de todo o Argissolo estudado são constituídas, essencialmente, por quartzo (> 95 %) anguloso a muito anguloso, o que denota a ausência de transporte de material na formação desse tipo de solo. Foram observados fragmentos de rocha (constituídos por quartzo, feldspatos e minerais opacos), feldspatos e biotita que apresentam alteração intempérica mais evidente nos horizontes mais superficiais, além de minerais opacos, como magnetita e hematita, e traços de clorita, zircão, epidotos e apatita, todos de mineralogia compatível com a rocha matriz. A fração silte é constituída por minerais do grupo das micas, dos feldspatos, do quartzo e da caulinita, além da clorita observada apenas nos horizontes mais inferiores. A fração argila mostrou a mesma mineralogia da fração silte, sendo ainda detectados minerais interestratificados nos horizontes mais inferiores. A petrografia da rocha matriz mostrou que esta é um biotita-gnaisse de granulometria média, constituído por feldspatos (plagioclásio, pertita e microclina), quartzo, biotita e, como acessórios, epidotos, zircão e minerais opacos. A análise dos resultados permite concluir que o Argissolo estudado é autóctone, bem desenvolvido e altamente intemperizado devido às condições de clima, relevo e vegetação, apresentando baixa reserva potencial mineral de nutrientes para as plantas.

Suscetibilidade magnética do horizonte B de solos do Estado do Paraná

Os minerais ferrimagnéticos maghemita (γFe2O3) e magnetita (Fe3O4) possuem alta relação com a disponibilidade de cátions metálicos e com a capacidade do solo em adsorver ânions como o fosfato. Uma percentagem expressiva dos solos brasileiros apresenta magnetização espontânea. No Estado do Paraná essa área corresponde a aproximadamente 50 %. A determinação da suscetibilidade magnética por unidade de massa (ΧBF) é o método mais simples de identificar a presença e quantificar esses minerais nos solos. A BF é uma técnica rápida, barata, não destrutiva e de boa reprodutibilidade, que pode ser utilizada como critério nos estudos pedogenéticos em que os minerais ferrimagnéticos estão presentes. O objetivo deste trabalho foi verificar a influência do material de origem nos valores de ΧBF da terra fina seca ao ar (TFSA) de amostras do horizonte B de solos do Paraná. As amostras foram coletadas em todo o Estado, num total de 45 pontos. Na TFSA foram determinados os valores de BF e da porcentagem da frequência dependente da suscetibilidade magnética (ΧFD). Os valores de suscetibilidade magnética dos solos formados sobre rochas eruptivas básicas foram significativamente maiores (1.000 a 7.800 x 10-8 m³ kg-1) que os encontrados em solos formados sobre rochas metamórficas e sedimentares (menores do que 500 x 10-8 m³ kg-1), demonstrando a influência do material de origem na presença de minerais ferrimagnéticos. Os valores de ΧFD indicaram a presenca de partículas superparamagnéticas (maghemita) na maioria dos solos paranaenses.

Gênese de latossolos e cambissolos desenvolvidos de rochas pelíticas do grupo Bambuí - Minas Gerais

Considerando a expressividade de Cambissolos (rasos, adensados e siltosos) e Latossolos argilosos e muito argilosos desenvolvidos de rochas pelíticas do Grupo Bambuí, bem como os poucos estudos relacionados à gênese e potencialidade agrícola desses solos, selecionaram-se duas áreas no município de Curvelo-MG, cujo objetivo foi estudar suas características físicas, químicas e mineralógicas. Para isso, foram descritos e coletados perfis de Cambissolos Háplicos (CX), Latossolos Vermelho-Amarelos (LVA) e Latossolos Vermelhos (LV), sendo a TFSA submetida às análises físicas e químicas de rotina, digestão total e sulfúrica, além das análises mineralógicas. Os difratogramas de raios X (DRX) e o índice de intemperismo (Ki) dos CX indicaram menor grau de pedogênese e maior proporção de caulinita e ilita na fração argila (comparativamente aos Latossolos), que coexistem com gibbsita (Gb) e vermiculita com Al-hidroxi entrecamadas (VHE). Nesse caso, a ocorrência de gibbsita não é um bom indicativo de intemperização acentuada. Nos CX, os elevados teores de silte associados à possibilidade de forte ajuste face a face de caulinita/ilita podem ser os principais fatores que interferem na quase ausência de organização estrutural, no adensamento, na pouca percolação de água e na formação de selamento superficial. Na fração argila dos Latossolos foi constatada coexistência de argilominerais e óxidos de Fe e Al muito semelhante à encontrada para os CX, porém com menores proporções de ilita e maiores de gibbsita, inferidos pelos resultados do Ki em torno de 1,4. Ainda que não haja diferenciações químicas e físicas marcantes entre os Latossolos, constatou-se em LV magnetização considerável na fração areia, cujo DRX confirmou a presença de magnetita, fato pouco comum em Latossolos desenvolvidos de rochas pelíticas do Grupo Bambuí, mas constatado em estudos anteriores.

Pedogênese e classificação de latossolos desenvolvidos de itabiritos no Quadrilátero Ferrífero, MG

Localizado na porção centro-oeste do Estado de Minas Gerais, o Quadrilátero Ferrífero abrange uma área de aproximadamente 7.000 km². Desde o século XVII, a região é conhecida como uma província aurífera e ferrífera, sendo por essa razão uma das regiões mais bem estudadas do Brasil no contexto geológico. A região é de topografia muito acidentada, onde predominam solos pouco evoluídos pedogeneticamente, com destaque para Cambissolos Háplicos, Neossolos Litólicos e Neossolos Regolíticos. Em menor proporção e em rampas de colúvio (relevo suave ondulado), ocorrem Latossolos Vermelhos muito ricos em Fe, anteriormente denominados Latossolos Ferríferos. Neste trabalho, foram realizados estudos para caracterizar física, química e mineralogicamente amostras de nove perfis de Latossolos Vermelhos férricos e perférricos, desenvolvidos de itabirito e rochas afins no Quadrilátero Ferrífero, com os objetivos de melhor entender sua gênese e avaliar critérios taxonômicos que permitam sua diferenciação no SiBCS, em níveis categóricos mais baixos. Os elevados valores de densidade de partículas são peculiares nesses solos e, ao lado da estrutura forte, muito pequena e granular, são fatores que contribuem para subestimar os teores de argila e superestimar os de silte, resultando em relação silte/argila maior do que aquela proposta pelo SiBCS para os Latossolos. A variação dos teores de SiO2, Fe2O3, Al2O3, TiO2, MnO, P2O5 e de alguns elementos-traço aponta para a diversidade na composição química do itabirito ou, ainda, provável mistura com rochas filíticas da região. Os valores das relações Fe2O3/TiO2 (não molecular) e TiO2/Fe2O3 (molecular) revelaram-se diferentes daqueles sugeridos na literatura para separação de Latossolos Vermelhos desenvolvidos de itabirito daqueles de rochas máficas. As frações areia, silte e argila apresentaram grande variação na atração magnética, com as duas primeiras frações evidenciando maior magnetização, em razão da presença de magnetita. Os valores de substituição isomórfica de Fe por Al variaram 0,07 a 0,11 e 0,09 a 0,38 mol mol-1 nas estruturas da hematita e magnetita, respectivamente.

Caracterização de vertissolos da ilha de Fernando de Noronha, Pernambuco

O Arquipélago de Fernando de Noronha (FN) possui solos pouco desenvolvidos das classes dos Cambissolos, Vertissolos e Neossolos, com características peculiares relacionadas ao material de origem vulcânico, clima tropical com franco domínio oceânico e relevo ondulado a forte ondulado. Os Vertissolos de FN são formados a partir de rochas básicas, tufos vulcânicos e sedimentos aluvionares e estão associados às superfícies rebaixadas com drenagem impedida do planalto central ou da baixada litorânea. Tendo em vista a necessidade de preservação ambiental, uso agrícola ou geotécnico e características peculiares desse ambiente insular, os Vertissolos de FN precisam de melhor entendimento de seus atributos. O objetivo deste trabalho foi, portanto, caracterizar morfológica, física, química e mineralogicamente Vertissolos de ocorrência comum na ilha de Fernando de Noronha. Três perfis de Vertissolos derivados de diferentes materiais de origem, classes de drenagem e níveis de salinidade e sodicidade foram descritos e coletados para realização das análises de caracterização. Os solos estudados foram: Vertissolo Háplico órtico solódico (P01), Vertissolo Háplico sálico gleissólico (P02) e Vertissolo Háplico sódico gleissólico (P03). Os Vertissolos de FN apresentam feições típicas da ordem, como a textura argilosa a muito argilosa, as superfícies de fricção (slickensides) e o fendilhamento horizontal e vertical quando secos. Esses solos são imperfeitamente a maldrenados e sofrem alagamento temporário no período de maior concentração das chuvas. Apresentam elevados valores de soma e saturação por bases, além de teores altos a muito altos de P extraível, de distribuição irregular entre perfis e com dominância de formas inorgânicas. Não obstante, esses apresentam problemas de acumulação de sais, o que restringe a utilização agrícola ou geotécnica deles. Os principais minerais da fração argila dos solos são do grupo das esmectitas, seguidos por caulinitas e, ou, haloisitas. A fração silte é constituída por hematita, goethita, magnetita/maghemita, ilmenita, mica e feldspato e por minerais pouco comuns em solos brasileiros como crandalita e holandita.