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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.44.2004.tde-20022004-143700
Document
Author
Full name
José Coêlho de Araújo Filho
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2003
Supervisor
Committee
Carvalho, Adilson (President)
Castro, Selma Simoes de
Oliveira, Sonia Maria Barros de
Ramos, Doracy Pessoa
Vidal-Torrado, Pablo
Title in Portuguese
Horizontes cimentados em Argissolos e Espodossolos dos tabuleiros costeiros e em Neossolos Regolíticos e Planossolos da depressão sertaneja no Nordeste do Brasil
Keywords in Portuguese
Cimentações pedogenéticas
Duripã
Fragipã
Horizonte dúrico
Horizonte plácido
Ortstein
Abstract in Portuguese
Horizontes cimentados foram estudados em Argissolos Amarelos, Argissolos Acinzentados e Espodossolos dos tabuleiros costeiros e em Neossolos Regolíticos e Planossolos da depressão sertaneja, no Nordeste do Brasil. A ênfase dos estudos foi direcionada para os horizontes cimentados desenvolvidos em suaves depressões dos tabuleiros costeiros. O objetivo principal foi caracterizar a natureza de agentes cimentantes e de horizontes cimentados considerados como duripãs e fragipãs, e inferir processos pedogenéticos envolvidos na formação dos mesmos. Os horizontes cimentados foram caracterizados com base em aspectos morfológicos, físicos, químicos, mineralógicos e micromorfológicos. A caracterização e a dedução dos agentes cimentantes foram estabelecidas com base, principalmente, em extrações seletivas de fases amorfas pelos métodos do oxalato de amônio, Tiron e pirofosfato de sódio. O refinamento dos estudos foi desenvolvido com o apoio da microscopia eletrônica. Na região dos tabuleiros costeiros, os resultados indicaram que os agentes cimentantes principais são compostos aluminosos, identificados como aluminossilicatos amorfos hidratados e, secundariamente, complexos organometálicos. Foi constatado, também, altas proporções de ferro em compostos amorfos, em associação com complexos organometálicos, cimentando finas camadas ferruginosas (horizonte plácico). O balanço geoquímico de massa em geral foi indicativo do acúmulo de alumínio nos horizontes cimentados, constituídos essencialmente por caulinita e quartzo. Conforme características e atributos diagnósticos, os horizontes com cimentação fraca foram enquadrados como fragipã. Os que apresentaram cimentação forte, em função da natureza dos agentes cimentantes principais, foram enquadrados como horizonte dúrico, ortstein e horizonte plácico. Portanto, parece ser inadequado o uso tradicional do termo duripã para denominar horizontes com agentes cimentantes principais aluminosos, como os desenvolvidos nesta região. No ambiente das suaves depressões, os principais mecanismos envolvidos na formação desses horizontes foram a podzolização moderada, o transporte mecânico de argila e condições hidromórficas, ainda que temporárias. Na zona da depressão sertaneja, ao contrário, foi constatado que os agentes cimentantes principais são compostos silicosos, mas sempre acompanhados por alumínio. Os horizontes com cimentação forte desenvolvidos em Neossolos Regolíticos mostraram um conjunto de características que permitiram enquadrá-los como duripãs. O horizonte com cimentação fraca desenvolvido no perfil de Planossolo, com mais de 10 cm de espessura, foi classificado como fragipã. O balanço geoquímico de massa não indicou nenhum acúmulo de silício nos horizontes cimentados. A composição mineralógica essencial destes horizontes apresentou caulinita, quartzo, feldspato e pequenas proporções de argilominerais 2:1. As investigações indicaram que as proporções entre o conteúdo de frações finas e os teores de agentes cimentantes foram fatores determinantes na diferenciação entre horizontes com cimentação forte e fraca. Entretanto, tais proporções só puderam ser observadas com mais detalhes nos horizontes cimentados desenvolvidos nos solos dos tabuleiros costeiros.
Title in English
Cemented Horizons in ultisol and spodosols from the coastal tablelands and in inceptisols and alfisols from the "sertaneja" depression of Northeast Brazil
Keywords in English
Duric Horizon
Duripan
Fragipan
Ortstein
Pedogenic cementation
Placic Horizon
Abstract in English
The present study was carried out in cemented horizons in Ultisols and Spodosols from the coastal tablelands, and in Inceptisols and Alfisols from the sertaneja depression of Northeast Brazil. The emphasis was concentrated on the cemented horizons developed in smooth depressions in the coastal tablelands. The main objective was to identify the cementing agents and to characterize horizons considered to be duripan and fragipan, and to infer the pedogenic processes involved in their formation. The morphological, micromorphological, physical, chemical, and mineralogical features of the cemented horizons were described. The identification of the cementing agents was achieved with selective extractions of the amorphous phases using ammonium oxalate, Tiron and sodium pyrophosphate. Detailed studies were carried out with an electron microscope. In the coastal tablelands region, the results indicated that the principal cementing agents are aluminum compounds, found to be amorphous hydrated aluminosilicates, and secondarily, organo-metallic complexes. The significant contents of amorphous iron compounds associated with organo-metallic complexes were found to cement thin ferruginous layers (placic horizon). The overall geochemical mass balance indicated the accumulation of aluminum in the cemented horizons composed mainly of quartz and kaolinite. Weakly cemented horizons were classified as fragipans. The more strongly cemented horizons were separated into duric, ortstein and placic horizons, according to their principal cementing agents. The traditional use of the term duripan seems to be inappropriate in the case of horizons in which the principal cementing agents are aluminous, such as those occurring in this region. In the smooth depression domain, the main mechanisms of the formation of these horizons are moderate podzolization, clay translocation, and the development of hydromorphic conditions, although temporary. In contrast, the main cementing agents in the sertaneja depression region are silicon compounds, always accompanied by aluminum. Strongly cemented horizons developed in Inceptisols have the characteristics of duripan. The weakly cemented horizon thicker than 10 cm within an Alfisol profile was classified as fragipan. The geochemical mass balance showed no silica accumulation in the cemented horizons. The mineralogical composition of these horizons includes kaolinite, quartz, feldspar and small amounts of 2:1 clay minerals. The investigations indicated that the relative proportions of fine fractions and cementing agents were the main factors in determining the degree of cementation. However, it was only possible to study these proportions in more detail in the cemented horizons of the soils formed on the coastal tablelands.
 
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JoseCoelho.pdf (6.71 Mbytes)
Publishing Date
2004-03-08
 
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