Minerales de Arcilla: Estructura, Tipos y Formación en el Suelo
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Minerales de Arcilla y Procesos del Suelo
Tipos de Minerales de Arcilla
Grupos No Expandibles
Grupo caolinita: tipo 1:1, baja CIC, poca sustitución isomórfica, eléctricamente neutra, suelos de baja fertilidad.
Grupo illita: tipo 2:1, poca sustitución isomórfica, proviene de la hidratación de las micas, presenta K estructural.
Grupo clorita: tipo 2:1, baja CIC, presenta propiedades intermedias, parecidas a la illita.
Grupos Amorfas
Alofana: se forman a partir de cenizas volcánicas y materiales volcánicos en meteorización, amorfa y anfótera, elevada CIC.
Imogolita: mineral paracristalino de morfología fibrosa. Se supone se encuentra en una etapa intermedia entre amorfos y cristalinos. Ambas presentan una alta capacidad de adsorción de ácidos húmicos y fúlvicos.
Grupos Expandibles
Grupo vermiculita: tipo 2:1, alta capacidad de retención de K, abunda en suelos con materiales primarios ricos en micas.
Grupo montmorillonita: tipo 2:1, alta CIC, propiedades coloidales bien desarrolladas, alta sustitución isomórfica, requiere un alto nivel de meteorización.
Estructura y Formación de Arcillas
Estructura de Filosilicatos
Las arcillas, al igual que el resto de los filosilicatos, presentan una estructura basada en el apilamiento de planos de iones oxígeno e hidroxilos. Los grupos tetraédricos (SiO)44- se unen compartiendo tres de sus cuatro oxígenos con otros vecinos formando capas, de extensión infinita y fórmula (Si2O5)2-, que constituyen la unidad fundamental de los filosilicatos. En ellas los tetraedros se distribuyen formando hexágonos. El silicio tetraédrico puede estar, en parte, sustituido por Al3+ o Fe3+.
Así, los filosilicatos pueden estar formados por dos capas: tetraédrica más octaédrica y se denominan bilaminares, 1:1, o bien por tres capas: una octaédrica y dos tetraédricas, denominándose trilaminares, 2:1. A la unidad formada por la unión de una capa octaédrica más una o dos tetraédricas se la denomina lámina.
Procesos de Formación
Alteración
Las rocas (conformadas por minerales primarios) reducen físicamente su tamaño hasta ser menor a 2 µm mediante procesos de alteración.
Recristalización
Los minerales primarios se descomponen mediante procesos de alteración química y biológica. Se forman nuevas estructuras cristalinas a partir de los componentes minerales disueltos.
Procesos de Meteorización Química
Disolución
Ocurre en minerales solubles que se disuelven en agua (yeso y halita). La reacción depende de la cantidad de agua, temperatura, pH y la presencia de otros iones que desplacen la reacción.
Hidratación
Incorporación de moléculas de agua a la estructura cristalina del mineral, dando un mineral distinto (anhidrita-yeso).
Carbonatación-Descarbonatación
Reacción de iones carbonato y bicarbonato con minerales del suelo. Se forman por disolución de CO2 procedente de la respiración de seres vivos. Se da en rocas carbonatadas y depende de la concentración de CO2, pH y temperatura.
Oxidación-Reducción
Alteración de un mineral por oxidación o reducción de sus elementos. Se da en elementos con varias valencias (Fe, Mn, S).
Hidrólisis
Reacción importante en la creación de suelos, principal forma de alteración de silicatos (minerales más abundantes en la corteza terrestre).