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Tema 3. El perfil del suelo. Procesos de alteración.

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EDAFOLOGÍA, 3º CC. AMBIENTALES CURSO 2007-2008 Prof. Teresa Bardají – Departamento de Geología TEMA 3.1. El Perfil del Suelo. Procesos de Alteración. Procesos edafogenéticos. Horizontes genéticos. Reglas de nomenclatura

PROCESOS DE ALTERACIÓN FÍSICA Procesos endocinéticos Fracturación por descarga Fracturación por descarga


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Termoclastía

Procesos exocinéticos Expansión-contracción por presencia-ausencia de agua


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Crioclastía: Cristalización de agua intersticial (hielo-deshielo)

Cristalización de sales Efecto mecánico de raíces


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Alteración física previa facilita la posterior alteración química • Favorece la liberación de sustancias • Afecta a la composición química y mineralógica de la roca • Reacciones químicas sencillas, exotérmicas, lentas... • En general irreversibles • Producen compuestos intermedios y finales, cuyas características dependen de la roca original.

Alteración Química depende de: Tipo de mineral. Principales minerales formadores de rocas:

• Silicatos (95%) • Carbonatos • Sulfatos • Óxidos e Hidróxidos

Estabilidad mineral (silicatos)


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Series de reacción de Bowen y secuencia de alteración de Goldich (Ollier & Pain, 1995) Procesos o mecanismos de alteración química Hidrólisis: afecta a silicatos. Reacción de un mineral con agua. Catión metálico (M) es sustituido por H+ En general:

MSiO + H+ M+ + HSiO p.ej.: Olivino Mg2SiO4 + H+ 2Mg+ ++ H4SiO4

Al-silicatos: MAlSiO + H+ M+ + HAlSiO ( min.arcilla)

p.ej.: 2KAlSi3O8 + H2O 2HAlSi3O8 ( min.arcilla) + 2K+ + 2OH-

(feldespato) Importancia de la hidrólisis. ( min.arcilla) Factores desencadenantes (humedad y temperatura) Carbonatación: afecta a todo tipo de rocas, pero es el proceso de alteración principal de rocas carbonáticas (Calcita:CaCO3; dolomita: (Ca,Mg) CO3) Se basa en la reacción de iones carbonato o bicarbonato con los distintos minerales. Carbonato o bicarbonato proceden de la disolución de CO2 procedente de respiración de animales y plantas en H2O. Reacción reversible, que depende del contenido en CO2 y en H2O

CO2 + H2O ↔ H2CO3 CaCO3 + H2CO3↔Ca+2 + 2HCO3-

_______________________ 6KAlSi3O8 + H2O + 4CO2 4K+ + K2Al4(Si6Al2O20)(OH)4 + 4HCO3-+ 12SiO2

(feldespato) (illita)


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Hidratación – Deshidratación: Incorporación de moléculas de agua que entran a formar parte de la estructura cristalina del mineral, que se transforma en otro distinto.

• Afecta a óxidos, hidróxidos, sulfatos... • Provoca un incremento en el volumen • Proceso cuantitativamente poco importante, pero sí cualitativamente, proceso cromógeno

Ejemplos anhidrita (SO4Ca) + 2H2O ↔ Yeso (SO4Ca.2H2O)

Hematites (Fe2O3) + nH2O ↔ limonita (Fe2O3.nH2O) Hematites (Fe2O3) + nH2O ↔ Goetita (2FeOOH)

Deshidratación de óxidos de hierro RUBEFACCIÓN

• Clima ± húmedo (>1000mm/año) con estación muy seca FORMACIONES SUPERFICIALES DE ALTERACIÓN Arenas de alteración de Rocas Endógenas

• Principalmente derivan de R. Plutónicas (granito, diorita) y metamórficas (gneiss). Menos frecuentes asociadas a R. Volcánicas

• Hidrólisis de silicatos. 1º los menos estables ( neoformación de arcillas), quedando los minerales más estable como residuo “inalterable”

• Alteración más intensa en trópicos (> humedad y temperatura), pero no exclusiva • Procesos ± rápidos (cientos – miles de años) • Paisaje en bolos típico de zonas graníticas

Alteración de granitos

• Hidrólisis de micas y feldespatos • Arenas de alteración • Alteración avanza a favor de diaclasas • Núcleos inalterados de roca fresca

Alteración de basaltos


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Infiltración y movilización de sustancias FORMACIONES SUPERFICIALES DE ALTERACIÓN Arcillas y arenas de carbonatación “Disolución” de rocas carbonáticas en presencia de CO2 Carbonatación. Residuo insoluble + minerales neoformados Arcillas y/o arenas Terra Rossa Carbonatación + Rubefacción (deshidratación total) Clima ± húmedo con estación muy seca Terra Fusca Carbonatación + Rubefacción (deshidratación parcial) Clima + húmedo y menos cálido

Euboea (Grecia)


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Terra Rossa

(Guadalajara)

NSW (Australia)

Terra fusca (NSW , Australia)


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FORMACIONES SUPERFICIALES DE ALTERACIÓN DURICRETAS Se forman por enriquecimiento de la zona más superficial en alguna sustancia soluble, formando capas superficiales más endurecidas

• Calcretas • Ferricretas • Silcretas • Manganocretas • Bauxitas (Aluminio)

CALCRETAS (Costras calcáreas, encostramientos calcáreos, caliches..etc.

• Climas áridos y semiáridos • Acumulación en superficie de carbonato cálcico

endurecimiento del suelo. Génesis.

• Teorías edáficas • Duchaufour, 1977 • Ruellán, 1971 • Alonso Zarza et al., 1998

Duchaufour, (1971).

• Clima árido o semiárido • Ascenso del agua por capilaridad, evaporación en

superficie • Precipitación de carbonatos en superficie

Ruellán, 1971: Requisitos de partida: relieve, litología Fase húmeda previa:

• Erosión + sedimentación • Migración lateral de agua

Fase cálida: • Ascenso por capilaridad • Evaporación • Precipitación CACO3 en superficie


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Alonso Zarza et al., (1998): Origen biogénico. Requisitos; Desarrollo de abanicos aluviales

Fase húmeda:

• desarrollo de abanicos aluviales • argiluviación desarrollo de horizonte Bt (argílico)

prismático Fase árida, semiárida formación de calcretas

1. Desarrollo de raíces en Bt, inicio de precipitación de CO3Ca

2. Desarrollo de horizonte calcáreo discontinuo (raíces y pelillos)

3. Aumento de acumulación de CaCO3, horizonte nodular 4. Precipitación de CaCO3 intensa y más generalizada.

Crecimiento y coalescencia de nódulos Horizonte masivo, impermeabilización

5. Horizonte impenetrable por raíces. Cambio en el patrón de crecimiento de las raíces. Desarrollo de horizonte laminar

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