Autores

Pontelli, M.E. (UNIOESTE - CAMPUS FRANCISCO BELTRÃO) ; Gaspari, M. (UNIOESTE - CAMPUS FRANCISCO BELTRÃO) ; Paisani, J.C. (UNIOESTE - CAMPUS FRANCISCO BELTRÃO) ; Oliveira, D.R.M. (UNIOESTE - CAMPUS FRANCISCO BELTRÃO)

Resumo

O presente trabalho apresenta o grau de alteração da cobertura superficial representativa da superfície geomorfológica de Xanxerê (SC), inserida no Planalto das Araucárias, sul do Brasil. Para tanto, determinou-se as características morfológicas, bem como os atributos químicos através do ataque sulfúrico e química total, e as características mineralógicas. Os resultados mostram cobertura superficial composta por solum de 300 cm de espessura, correspondendo a LATOSSOLO Bruno Distrófico, caráter alítico. A alterita apresenta mais de 700 cm de espessura, subdividida em alo e isoalterita. No conjunto, as características físicas, químicas e mineralógicas indicam solum poligenético, com elevado grau de alteração. Do ponto de vista pedogeoquímico, a cobertura superficial apresenta natureza ferruginosa, transição entre fersialítica e ferralítica.

Palavras chaves

índices de intemperismo; ambiente subtropical; evolução pedogeoquímica

Introdução

O estudo evolutivo da paisagem geomorfológica tem na caracterização da cobertura superficial importante ferramenta que permite reconhecer a atuação de processos morfogenéticos ou pedogenéticos ao longo do tempo. No primeiro caso os materiais da cobertura são remanejados de seu local inicial de formação, também conhecidos como de origem alóctone. Já no segundo caso, os materiais constituintes da cobertura superficial resultam da alteração do substrato geológico in situ, sendo denominados de autóctones (DEWOLF, 1983; QUEIROZ NETO, 2001). No Planalto das Araucárias, região sul do Brasil, o reconhecimento da natureza genética dos materiais constituintes da cobertura superficial e sua relação com as formas de relevo, é pouco compreendida. Ao longo da Serra da Fartura, divisor das bacias hidrográficas dos rios Iguaçú e Uruguai, foi identificada cobertura superficial no Planalto de Palmas/Água Doce que indica maior atuação da morfogênese do que pedogênse na esculturação das formas de relevo (PAISANI et al., 2008; 2012; 2014). Deste planalto para oeste a natureza da cobertura superficial mostra predomínio da pedogênese (PAISANI et al., 2008, 2013; PONTELLI et al., 2011, 2014), o que resulta em perfis de intemperismo espessos, formados a partir do Quaternário Médio e renovados ao longo do tempo. Isso demonstra atuação da etchplanação dinâmica na evolução do relevo regional (PAISANI et al., 2013). Para sul verifica-se continuidade de atuação dos processos de etchplanação dinâmica no setor compreendido por patamares intermediários entre a Serra da Fartura e a calha do rio Chapecózinho (PONTELLI et al., 2015; MANFREDINI, 2016). É possível que os mesmos processos de etchplanação sejam responsáveis pela esculturação de outras superfícies geomorfológicas de cunho regional. Assim, este trabalho apresenta o grau de evolução pedogeoquímica dos materiais que compõem a cobertura superficial representativa da superfície geomorfológica de Xanxerê (SC), de modo a contribuir para a detecção de estágios de intemperismo de cunho regional no Planalto das Araucárias.

Material e métodos

2.1 A área de estudo O perfil de cobertura superficial representativo da superfície geomorfológica de Xanxerê se situa no meio oeste catarinense, entre 700 e 800 m de altitude. O substrato na área é de rochas vulcânicas da Formação Serra Geral (NARDY et al., 2008), com características litogeoquímicas do tipo traquitos. Os traquitos são rochas de natureza ácida, com concentração de sílica superior a 63%, sendo constituídas essencialmente por feldspatos alcalinos, como sanidra e ortoclásio, e por plagioclásio, como o oligoclásio. Também podem apresentar feldspatos cálcio-sódicos, do tipo albita, horblenda, quartzo, anfibólios sódicos e piroxênios, sendo denominados neste caso de álcali – traquitos (RITMANN, 1973). O relevo no setor apresenta morfologia em patamares escalonados, mais ou menos extensos e a unidade geomorfológica predominante é denominada Planalto da Bacia do Rio Uruguai (PELUSO JUNIOR, 1986). Essa superfície é drenada por densidade forte de canais que resultam em configuração dendrítica, os quais integram o sistema hidrográfico rio Chapecó. Os solos correspondem a Nitossolo Vermelho e Latossolo Bruno, ambos com textura muito argilosa e bem drenados (CALDASSO et al., 2002). A vegetação primária é composta pela Floresta Ombrófila Mista, que já foi quase completamente devastada pela atividade antrópica, sendo atualmente ocupada por vegetação secundária (IBGE, 2012). O clima é do tipo Cfa, mesotérmico, subtropical úmido, com verões quentes, com temperaturas que variam entre 12,4 e 21,1 ºC (MENDONÇA E DANNI-OLIVEIRA, 2007). A pluviosidade está entre 1.790 a 2.280 mm, com total anual de 148 dias de chuvas e umidade relativa anual entre 73 e 82% (CALDASSO et al., 2002). Essas características de umidade indicam superávit hídrico anual na região. 2.2 Metodologia O grau de alteração da cobertura superficial da superfície geomorfológica de Xanxerê (SC) foi verificado através das características físicas, químicas e mineralógicas de perfil representativo situado no ápice de convexidade de patamar dissecado. A partir da escolha do perfil realizou-se a limpeza e a descrição das características físicas dos materiais, seguindo-se critérios de Santos et al., (2005): i) cor: seca e úmida; ii) textura; iii) estrutura: tipo e grau; iv) cerosidade; v) consistência: seca, úmida e molhada (plasticidade/pegajosidade). Coletou-se amostras deformadas para os diferentes tratamentos em laboratório. Essas foram acondicionadas em sacos plásticos, devidamente identificadas com profundidade e secas à sombra, no Laboratório de Análises e Formações Superficiais da UNIOESTE, Campus Francisco Beltrão (PR). Neste laboratório efetuou-se o tratamento granulométrico por pipetagem (EMBRAPA, 1997). Os atributos químicos foram determinados pela química analítica total, no LAMIR (UFPR), bem como pelo ataque sulfúrico para os materiais da fração argila. Esse foi realizado no Laboratório de Análise de Solos (UFV). Os dados obtidos dessas análises permitiram o cálculo dos índices Ki (% SiO2 / 60] / [% Al2O3 / 102) e Kr (% SiO2 / 60]: [% Fe2O3 / 160 + % Al2O3 / 102). Esses permitem inferir o estágio de intemperismo do solo (MONIZ, 1975; IBGE, 2007). O tratamento mineralógico por DRX foi desenvolvido no Laboratório de Mineralogia da UFV, para frações areia, silte a argila. Nos dois primeiros o tratamento foi natural, enquanto na fração argila os tratamentos foram: a) natural; b) adição de potássio; c) adição de potássio a 350ºC; d) adição de potássio a 550ºC; e) adição de magnésio e f) adição de magnésio glicolada. Os difratogramas de raios-X foram obtidos através do software “High Score Plus”. A interpretação dos picos utilizou o espaçamento das reflexões de minerais (BRINDLEY e BROWN, 1980). A mineralogia dos materiais permitiu determinar os minerais presentes no solo, sobretudo aqueles presentes na fração argila, auxiliando na identificação do grau de evolução dos minerais secundários (KER, 1998; RESENDE et al., 2005).

Resultado e discussão

3.1 Características macromorfológicas e dos macronutrientes As propriedades físicas dos materiais permitiram reconhecer 09 volumes distintos presentes no perfil estudado, cujos 04 primeiros correspondem a horizontes do solum e os demais à alterita (Figura 1-A). Os atributos cor, estrutura e matéria orgânica (Quadro 1) revelam características típicas de horizonte A no material superficial. A mudança de cor e da estrutura indica transição dos materiais entre A e B (Figura 1-A; Quadro 1). A espessura dos horizontes A e AB (130 cm) sugere que houve estabilidade significativa da superfície em relação à erosão mecânica. A estrutura em blocos granulares passando a subangulares, de grau moderado à forte, bem como a relação silte/argila inferior a 0,6, a ausência de cerosidade e os valores de CTC abaixo de 17 cmol/kg indicam características latossólicas do horizonte B (Quadro 1; Figura 1-A). Na alterita, entre 300 e 490 cm, observa-se significativo aumento da fração silte em relação a argila (Figura 1-B), o que indica características de aloterita (TARDY, 1993). A isoalterita (TARDY, 1993) é marcada, principalmente, pela presença de litorelíquias da rocha sã, bem como pelo aumento gradativo da fração areia em profundidade (Figura 1-B). Mostra-se mais espessa do que a aloterita. No conjunto, as propriedades macromorfológicas juntamente com a química dos macronutrientes (Quadro 1), indicam cobertura superficial com características de Latossolo Bruno Distrófico, com caráter alítico (EMBRAPA, 2006). 3.2 Características químicas Os dados do ataque sulfúrico na fração argila mostra índice Ki menor que 1,9 do topo ao início da aloterita (Quadro 2), indicando materiais bem intemperizados e sugerindo características cauliníticas (argilomineral 1:1) nos minerais secundários (CURI e KAMPF, 2012). Do centro da aloterita para a base do perfil o Ki ultrapassa 2,0 (Quadro 2), sugerindo argilominerais do tipo 2:1. Já na transição entre os horizontes C6/C7, o valor volta a diminuir, equivalendo a 1,96. Em relação ao índice Kr, percebe-se valores maiores que 0,75 ao longo de todo o perfil, indicando presença de materiais cauliníticos (MELLO et al., 2009; CURI e KAMPF, 2012). Em geral, os índices Ki e Kr são menores no topo do perfil da cobertura superficial, aumentando para base, o que condiz com evolução química e pedogenética maior do topo para profundidade (Quadro 2). Pela química analítica total, observa-se óxido de Ferro variando de 27,1 a 35% (Quadro 2), o que representa alta concentração em relação aos valores existentes na rocha sã. O óxido de Alumínio apresenta concentração relativa de 100% em relação a rocha sã, enquanto o óxido de Titânio mostra concentração de nove vezes mais do que a rocha sã. As maiores concentrações estão no horizonte Bw, topo e base da isoalterita (Quadro 2). Dos elementos mais solúveis, os óxidos de Cálcio, Sódio e Potássio foram completamente lixiviados, enquanto o óxido de Magnésio apresenta concentração relativa em relação ao valor encontrado na rocha sã. Já o óxido de Silício mostra mais de 50% de perda (Quadro 2), mostrando que a hidrólise foi parcial, caracterizando processo de monossialitização (MELFI e PEDRO, 1977; THOMAS, 1994). O comportamento tanto dos elementos móveis quanto dos menos solúveis mostra elevado estágio de alteração dos materiais, principalmente nos materiais do solum. Isso permite individualizar processo pedogeoquímico ferruginoso, transição entre fersialítico e ferralítico (DUCHAUFOUR, 1997). 3.3 Análise mineralógica Analisando os valores dos espaçamentos dos picos registrados para as frações areia e silte dos materiais na cobertura superficial estudada, observa-se presença de minerais primários silicatados, como a tridimita e a cristobalita (Quadro 3). Percebe-se óxidos, hidróxidos e oxi-hidróxidos de ferro, como a magnetita, lepdocrocita, hematita, goethita, ferrihidrita e registra-se óxidos de alumínio como a bohemita e o diásporo. Ainda, percebe-se presença de anatásio (óxido de titânio) e ilmenita (ferro-titânio), bem como espinélio (alumínio e magnésio). Na mineralogia da fração argila identifica-se minerais silicatados como a tridimita e a cristobalita, bem como filossilicatos, como caulinita, vermiculita e esmectita hidróxi-Al entre camadas (EHE), e óxidos de ferro, como lepdocrocita e goethita (Quadro 3). Dentre os filossilicatos, a caulinita ocorre com picos de baixa intensidade na totalidade do perfil estudado, desaparecendo na base da aloterita e na base da isoalterita (Figura 1-a). Essa característica indica caulinita desordenada (RESENDE et al., 2005). Já os minerais EHE ocorrem em toda a extensão do solum (Quadro 3; Figura 1-a). Estes argilominerais apresentam polímeros de Al entre suas camadas e sugerem a ocorrência de processo de dessilificação parcial, condicionando a caulinitização do solo (KAMPF e KLAMT, 1978). Do ponto de vista pedogênico, a presença de minerais com hidroxi Al – entre camadas, juntamente com a caulinita, não são esperados (TESKE et al., 2013). Nesse sentido, Kampf e Klant (1978) sugerem que os argilominerais EHE formam-se em condições ambientais diferentes das atuais. Uma vez formados, apresentam grande estabilidade pedogeoquímica, se mantendo no solo por longo período de tempo. Isso indica, portanto, diferentes processos pedogenéticos atuando sobre a cobertura superficial, ou seja, presença de solo poligenético (JOHNSON et al., 1990; JOHNSON e WATSON-STEGNER, 1987). Por outro lado, a presença de EHE também pode ser responsável pela ausência do óxido de alumínio tipo gibbsita nos materiais. Sabe-se que a fixação dos polímeros de Al entre camadas da EHE tem efeito antigibbsítico (KER e RESENDE, 1990), o que justificaria a presença da bohemita e do diásporo apenas nas frações areia e silte. No grupo dos óxidos de ferro, a goethita ocorre em toda a extensão do solum e da aloterita (Quadro 3; Figura 1-a). Não são registrados picos do mineral hematita na fração argila. Condições ambientais subtropical favorecem a presença de goethita em detrimento da hematita (KAMPF e CURI, 2000), resultando a cor bruno amarelada dos latossolos subtropicais (KAMPF et al., 2012). Já o óxido de ferro lepidocrocita ocorre em toda a extensão do perfil (Quadro 3). Esse mineral é indicador de pedoambiente anaeróbico sazonal, formando-se em condições de rápida oxidação. Considerado polimorfo da goetita, é comum sua ocorrência associado a este óxido de ferro (COSTA e BIGHAM, 2009).

Perfil de alteração representativo da superfície geomorfológica de Xanxerê (A); comportamento granulométrico ao longo do perfil de alteração (B).


Atributos físicos e químicos do perfil de alteração.


Índices de intemperismo através do ataque sulfúrico e da química analítica.


Análise mineralógica das frações areia, silte e argila.

Considerações Finais

Os materiais da superfície geomorfológica de Xanxerê (SC) apresentam solum bem desenvolvido, caracterizado como Latossolo Bruno Distrófico, caráter alítico. A alterita é espessa, subdividida em aloterita e isoalterita. Os índices Ki e Kr obtidos pelo ataque sulfúrico indicam avançada evolução pedogeoquímica dos materiais, diminuindo do topo para a base do perfil. A química analítica total mostra lixiviação praticamente completa dos elementos básicos e intermediária da sílica, bem como grande acúmulo relativo dos elementos mais estáveis, principalmente do Fe e Ti. A presença parcial do Si indica hidrólise parcial, do tipo monossialitização. A mineralogia, especialmente da fração argila, confirma a dessilificação parcial dos materiais, bem como a natureza poligenética do solum. Em suma, as características físicas, químicas e mineralógicas indicam material com elevado grau de alteração, principalmente no solum, permitindo classificar a cobertura superficial como ferruginosa, transição entre fersialítica e ferralítica.

Agradecimentos

Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq (Processo 470967/2014-5), pelo financiamento de análises; ao Núcleo de Estudos Paleo Ambientais (NEPA) - Campus Francisco Beltrão, pelo uso de veículo para levantamentos de campo.

Referências

BRINDLEY, G.W.; BROWN, G. Crystal structures of clay minerals and their X-ray identification. London: Mineralogical Society, 1980, 495p.
CALDASSO, A. L. da S., VIERO, A. P., FREITAS. M. A. Capítulo 3: geologia. In.: Diagnóstico de recursos hídricos subterrâneos do oeste do Estado de Santa Catarina – Projeto Oeste de Santa Catarina. Porto Alegre: CPRM/SDM-SC/DAS-SC/EPAGRI. 2002.
COSTA, A.C.S.; BIGHAM, J.M. Óxidos de Ferro. In: MELO, V.F. & ALLEONI, L.R.F. Química e Mineralogia do Solo – Parte 1: Conceitos Básicos. Viçosa: SBCS, 2009, p. 505-572.
CURI, N. e KAMPF, N. Caracterização do solo: In: Ker, J.C et al., (Edits) Pedologia: fundamentos. Viçosa: SCBS, 2012, p 147 – 170.
DEWOLF, Y. Propositiompourunedéfition, une typologie et une cartographie de formations superficielles. USP, Dep, Geog., Co. Est. Cart. Form Sup. E Aplic. Reg; trop., v.1, 433-445p, 1983.
DUCHAUFOUR, P. Abrangé de pedologic sol environnment. Masson, p. 154/221, 1997.
EMBRAPA. - Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária. Centro Nacional de Pesquisa de Solos. Sistema brasileiro de classificação de solos. 2.ed. Rio de Janeiro: EMPRABA-SPI, 2006, 206 P.
IBGE. Instituto brasileiro de Geografia e Estatística. Manual técnico de pedologia, 2.ed. Rio de Janeiro, 2007.
____. Instituto brasileiro de Geografia e Estatística. Manual técnico de vegetação. Rio de Janeiro, 2012.
JOHNSON, D.L.; WATSON-STEGNER, D. Evolution Model of Pedogenesis. Soil Science, v.143, p. 349-366, 1987.
JOHNSON, D.L.; KELLER, E.A.; ROCKWELL, T.K. Dynamic Pedogenesis: New views on some key soil concepts and a model for interpreting quaternary soils. Quaternary Research, v.33, p.306-319, 1990.
KAMPF, N.; KLAMT, E. Mineralogia e gênese de Latossolos (Oxisols) e solos podzólicos da região nordeste do Planalto Sul-Rio Grandense. Revista Brasileira de Ciências do Solo, v. 2, p. 68-78, 1978.
KAMPF, N.; CURI, N. Óxidos de ferro: indicadores de ambientes pedogênicos. In: NOVAIS, R.F.; ALVAREZ, V.H.; SCHAEFER, C.E.G.R. Tópicos em Ciência do Solo. Viçosa, M, v.3, p 1 -54, 2000.
KAMPF, N.; MARQUES, J.J.; CURI, N. IV – Mineralogia de solos brasileiros, p.81-145. In: KER, J.C.; CURI, N.; SCHAEFER, C.E.G.C.; TORRADO, P.V. Pedologia: Fundamentos. Viçosa. MG, SBCS, 343p. 2012.
KER, J. C. Latossolos do Brasil: uma revisão. Geonomos. n. 5, p. 17-40, 1998.
KER, J. C.; RESENDE, M. Caracterização química e mineralógica de solos brunos subtropicais do Brasil. Revista brasileira de Ciências do Solo. 14:215-225, Campinas, 1990.
MANFREDINI, L. Gênese do relevo entre Serra da Fartura e Rio Chapecó – Planalto das Araucárias: o caso da superfície geomorfológica de Abelardo Luz (SC). Dissertação (Mestrado em Geografia), Universidade Estadual do Oeste do Paraná – Francisco Beltrão, 2016,118p.
MELFI, A. J.; PEDRO, G. Caracterização e repartição dos principais tipos de evolução pedogeoquímica. Revista Brasileira de Geociências. V. 7, p. 271- 286, 1977.
MELLO, V.F.; CASTILHOS, R.M.V.; PINTO, L.F.S. Reserva mineral do solo. In: MELLO, V.F. e ALLEONI, L.R.F. Química e mineralogia do solo. Parte I – conceitos básicos. SBCS, Viçosa, 2009, pg. 251 – 332.
MENDONÇA, F., DANNI-OLIVEIRA, I. M. Climatologia: noções básicas e climas do Brasil. São Paulo. Oficina de textos, 2007.
MONIZ, A.C. Elementos da pedologia. Rio de Janeiro: Livros técnicos e científicos, 1975.
NARDY, A. J. R., MACHADO, F. B., OLIVEIRA, M. A. F. As rochas vulcânicas mesozíocas ácidas da Bacia do Paraná: litoestratigrafia e considerações geoquímico – estratigráficas. Revista Brasileira de Geociências. 38(1) p. 178 – 195. UNESP, São Paulo, 2008.
PAISANI, J. C., PONTELLI, M. E., ANDRES, J. Superfícies aplainadas em zona morfoclimática subtropical úmida no Planalto basáltico da bacia do Paraná (SW Paraná/NW Santa Catarina. Primeira aproximação. São Paulo, UNESP, Geociências, v.27, n.4, p 541-553, 2008.
PAISANI, J. C., PONTELLI, M. E., CALEGARI, M. R. Evolução de bacias de baixa ordem hierárquica nos 41.000 anos AP – Brasil Meridional. Mercator, Forteleza, v.11.n26. p 131-148, 2012a.
PAISANI, J.C.; PONTELLI, M.E.; CORREA, A.C.; RODRIGUES, R.A.R. Pedogeochimistry and micromorphology ox oxisols – a basic for understanding etchplanation in the Araucarias Plateau (Southen Brazil) in the Late Quaternary. Journal of South American Earth Sciences. Vol 48, p. 1-12, 2013.
PAISANI, J.C.; PONTELLI, M.E.; CALEGARI, M.R. Contribuição para a reconstrução de paleosuperfícies de alteração no Planalto de Palmas/Água Doce – Sul do Brasil. Geographia, ano 17, n 34, p. 221-242, 2014.
PELUSO JUNIOR, V. A. O relevo do território catarinense. Geosul, nº 2, UFSC, p. 1 – 63, 1986.
PONTELLI, M.E.; BRAGAS, LA.S.S., PAISANI, J.C. Características genéticas da cobertura superficial em cabeceira de drenagem sobre substrato vulcânico Planalto Basáltico da bacia do Paraná. SIMPÓSIO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA FÍSICA APLICADA 14, 2011, Dourados, Anais...,Dourados, 2011 a, CD- Rom, 11p.
PONTELLI, M. E.; BERTUOL, E. C.; ALMEIDA, B. K. Estágio de Intemperismo na Superfície Interplanáltica de Clevelândia, Planalto das Araucárias ( Sul do Brasil). Revista Geonorte, v. 10, p. 82-88, 2014.
QUEIROZ NETO, J.P. Interpretação dos solos da Serra de Santana para fins de classificação. Tese de doutorado. USP, ESALQ, 1969.
RESENDE, M.; CURI, N.; KER, J. C.; REZENDE, S. B. Mineralogia de solos brasileiros: interpretação e aplicações. Lavras: Editora UFLA, 2005.
RITTMANN, A. Stable Mineral Assemblages of Igneous Rocks – A Method of calculation. Springer – Verlag Berlin, Heidelberg, 1973.
SANTOS, R.D. dos., LEMOS, R.S. de., SANTOS, H.G. dos., KER, J.C., ANJOS, L.H.C. dos., SHIMIZU, S.H. Manual de descrição de coleta e solo no campo. 5ª Edição. Viçosa, 2005.
TARDY, Y. Pétrologie des Latérites et des Sols Tropicaux. Paris: Masson, 1993, 439p.
TESKE, R.; ALMEIDA, J. A.; HOFFER, A.; NETO, A. L. Caracterização mineralógica dos solos derivados de rochas efusivas no Planalto Sul de Santa Catarina, Brasil. Revista de Ciências Agroveterinárias, Lages (SC), v.12, n.2, p.187-198, 2013.
THOMAS, M.F. The alteration of rocks under tropical conditions, In: THOMAS, M.F. Geomorphology in the Tropics, 1994. P.19-83.