Resumo
As lagoas salinas da Baixa Nhecolândia oferecem uma boa oportunidade para estudar a neoformação de argilo-minerais em lagos salino-alcalinos, uma vez que a maioria dos solos presentes nesta sub-região é extremamente arenosa. O objetivo deste capítulo é investigar a mineralogia do grupo das esmectitas nos arredores da lagoa do Meio e identificar os mecanismos responsáveis pela formação destes minerais.
Os solos foram coletados ao longo da Topossequência 1 (T1) e analisados por DRX, MET- EDS e ICP-MS. Amostras de água foram coletadas em um transecto que envolve T1 e submetidas à cromatografia de íons, EAA e ICP-MS.
Minerais do grupo das esmectitas estão concentrados em duas diferentes zonas da topossequência: Zona Alta, composta por todos os horizontes dos Pedons 1 e 2, situados na área que é raramente atingida pelas variações sazonais do nível d’água da salina; e Zona Baixa, composta pelos horizontes superficiais dos Pedons 3 a 5, localizados na área de maior variação sazonal do nível d’água da salina. Na Zona Alta, a esmectita é dioctaédrica e rica em Al2O3 e Fe2O3, sendo classificada como do tipo ferribeidelita. Esta fase mineral parece possuir
um grau de interestratificação com mica e vermiculita e apresenta teores de Fe3+ similares aos
minerais do grupo das micas identificados nos mesmos solos. Estas características sugerem que o mineral do tipo ferribeidelita é originado pela transformação de micas enriquecidas em
Fe3+, sendo a vermiculita provavelmente uma fase intermediária nesta transformação. Na
Zona Baixa, as esmectitas são essencialmente trioctaédricas e ricas em MgO, sendo classificadas como do tipo saponita e estevensita. Amostras enriquecidas nestes minerais apresentam teores muito menores de elementos terras raras (ETR). Além disto, análises
químicas das águas revelam um controle do Mg2+ e a saturação em relação a Mg-esmectita
nas águas mais salinas. As evidências fornecidas pelos teores de ETR e pela química das águas, aliadas à presença de Mg-esmectitas nos locais onde são esperadas máximas taxas de evaporação, provam que os minerais do tipo saponita e estevensita estão se originando por precipitação química diretamente da coluna d’água da lagoa salina.
Palavras-chave: lagoa salina, interestratificação mica-esmectita, ferribeidelita,
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Abstract
Mineralogy and genesis of smectites in the soils around salina do Meio
Saline lakes of Nhecolândia offer a good opportunity to study neoformation of clays in saline- alkaline environments since most of their associated soils are very sandy. The objective of this work is to investigate the mineralogy of smectite group in the surrounding of lagoa do Meio and then identify the mechanisms responsible for minerals formation.
Soils were sampling along Toposequence 1 and analyzed by XRD, TEM-EDS, and ICP-MS. Water was collected along a transect involving the lake and submitted to ion chromatography, AAS, and ICP-MS analyses.
Smectite are concentrated at two places of the toposequence: Zone 1, composed by all the horizons of Pedons 1 and 2, located in the area hardly reached by the lake level variation; and Zone 2: composed by the superficial horizon of Pedons 3 to 5, situated in the area of seasonal lake level variation. At Zone 1, smectite is dioctahedral and rich in Al2O3 and Fe2O3, being
classified as ferribeidellite-type. This phase seems to present an interstratification with mica
and vermiculite and has similar amounts of Fe3+ than the Fe-mica present in the soil. These
characteristics suggest that the ferribeidellite-type mineral originates from transformation of Fe-mica and that vermiculite may be an intermediate phase in this transformation. At Zone 2, smectites are mainly trioctahedral and rich in MgO, being classified as saponite- and stevensite-type minerals. In addition, samples enriched in these minerals present much lower REE amounts than other soil samples. Water chemistry analyses show that there is a
geochemical control of Mg2+ and saturation with respect to Mg-smectite in the more saline
waters. REE amounts and water chemistry evidences, and the presence of Mg-smectite where the maximum of evaporation is expected, prove that saponite- and stevensite-like minerals originate by chemical precipitation from the water column of the saline lake.
Key words: saline lake, mica-smectite interstratification, ferribeidellite, Mg smectite,
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4.1 – Introdução
Minerais do grupo das esmectitas são comumente encontrados em lagos salino- alcalinos submetidos à concentração por evaporação. A formação de diferentes tipos de esmectitas neste ambiente parece ocorrer em função do fator de concentração das águas e da quantidade de materiais detríticos disponível. De acordo com Darragi & Tardy (1987), das soluções menos às mais concentradas e da maior à menor disponibilidade de materiais detríticos, a seqüência de formação de esmectitas seria beidelita, saponita e estevensita1. Baseando-se nesta premissa, a beidelita, mineral dioctaédrico rico em Al3+, seria preferencialmente formada por transformação de materiais detríticos, enquanto a estevensita, mineral trioctaédricorico em Mg2+, seria
originada por precipitação das águas em concentração, já que haveria escassez de materiais que serviriam como base para reação.
Apesar de ser amplamente aceito na literatura que esmectitas dioctaédricas autigênicas, tais como montmorilonita e beidelita, são formadas principalmente por transformação de um argilo-mineral precursor em ambiente salino-alcalino (Gac et
al., 1977; Torrez Ruiz et al., 1994; Mayayo et al., 2000; Cuevas et al., 2003), a gênese da saponita e da estevensita tem sido atribuída a diferentes mecanismos, tais como a precipitação diretamente da coluna d’água (Tettenhorst & Moore, 1978; Darragi & Tardy, 1987; Torrez Ruiz et al., 1994; Mayayo et al., 2000; Akbulut & Kadir, 2003), a transformação de estruturas internas de argilas pré-existentes (Pozo & Casas, 1999; Mayayo et al., 2000) ou a transformação por crescimento no topo de estruturas de outros argilo-minerais (Banfield et al., 1991; Hover et al., 1999; Cuevas et al., 2003). Os dois últimos processos parecem contrariar a idéia de formação de estevensita proposta por Darragi & Tardy (1987), mas estão de acordo com a observação de Jones (1986) de que a gênese de argilo-minerais em ambiente lacustre ocorre muito mais freqüentemente por transformação do que por precipitação.
A discriminação entre argilo-minerais neoformados e detríticos e a identificação exata da estequiometria do mineral neoformado têm sido uma tarefa difícil em ambientes alcalinos sujeitos à evaporação. Isto pode ser explicado pelo fato destes ambientes
1 Fórmulas fornecidas por Darragi & Tardy (1987) - Beidelita: Ca
0,3(Al1,2Fe3+0,4Mg0,6)(Si3,6Al0,4)
O10(OH)2; Saponita: Na0,4 (Al0,6Fe0,2Mg1,8)(Si3,8Al0,2)O10(OH)2; e Estevensita:
103 normalmente serem enriquecidos em argila, já que ocupam áreas rebaixadas na paisagem. Além disto, mesmo que o controle do Mg2+ nas águasseja significativo, a
quantidade de argila magnesiana envolvida na precipitação é geralmente baixa se comparada à quantidade de argila já presente nos solos.
Como já citado no Capítulo 1, as lagoas da Baixa Nhecolândia oferecem uma grande oportunidade para o estudo de filosilicatos em ambientes salino-alcalinos modernos, uma vez que a maioria dos solos e sedimentos aí presentes é extremamente arenosa, o que facilita a identificação da estequiometria das argilas e a discriminação de argilas neoformadas.
O objetivo deste capítulo é estudar a mineralogia de minerais do grupo das esmectitas presentes nos solos do entorno da lagoa do Meio e então identificar os processos responsáveis pela sua formação.