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CARACTERIZAÇÃO MINERALÓGICA DAS ROCHAS VULCÂNICAS

EFUSIVAS DE GUARAPUAVA-PR E VIABILIDADE DE

EXPLORAÇÃO DO REJEITO FILLER PARA UTILIZAÇÃO

AGRÍCOLA.

Eliza do Belem Tratz (a)

, Luciano Maurício BezerraVisintin (b)

(a) Departamento de Engenharia Civil e Agronomia/ Faculdade Guarapuava, elizatratz@gmail.com

(b) Departamento de Agronomia/ Faculdade Guarapuava, coord.agronomia@unigua.edu.br

Eixo: Solos, paisagens e degradação.

Resumo

O presente trabalho objetivou a identificação dos litotipos mais favoráveis para a utilização agrícola

do rejeito filler - (pó de rocha) no município de Guarapuava - (PR). Na área predominam três litotipos da

Província Magmática do Paraná: 1) Basaltos do Tipo Esmeralda com baixo teor de TiO2 - (BTi), correspondentes

aos derrames pahoehoe ; 2) Rochas ácidas do Tipo Chapecó com alto teor de TiO2 - (ATi) e 3) Basaltos tabulares

maciços do Tipo Pitanga com alto teor de TiO2 - (ATi). O filler gerado pelas pedreiras é proveniente dos basaltos

do Tipo Esmeralda - (BTi) . Com base em análises mineralógicas foi possível pontuar as rochas mais favoráveis

para a fertilização dos solos a partir da adição do filler-(rochagem).

Palavras chave: Rochas vulcânicas; filler; utilização agrícola; rochagem.

1. Introdução

Este artigo foi elaborado com base nos dados de Tratz (2005, 2009 e 2017) e

objetivou a identificação dos litotipos com melhor desempenho para a utilização agrícola do

rejeito filler- (pó de rocha) em Guarapuava-PR, (figura 1). Os litotipos estudados

correspondem a rochas vulcânicas ácidas e básicas da Província Magmática do Paraná.

Sobre o filler, cabe ressaltar que o termo no Brasil refere-se a partículas provenientes

da britagem com granulometria de aproximadamente 0,075mm, enquanto que na Europa,

somente as partículas inferiores a 0,063mm são consideradas como tal, (BOUSO, 2005,

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TRATZ, 2005, 2009). A técnica de adição do filler em solos deficientes de nutrientes é

denominada de rochagem, (LEONARDOS et al, 1976).

Figura 1 – Localização do munucípio de Guarapuava na Província Magmática do Paraná

Fonte: Modificado de Waichel et al (2006).

Leonardos et al, (1976) e Campbell (2009), explicam que o filler proveniente de

litotipos básicos ou ricos em minerais potássicos apresentam melhor desempenho na correção

de solos desgastados ou com baixa reserva mineral, caso da maioria dos solos encontrados na

região de Guarapuava, Latossolos Brunos ácidos e com baixa reserva de minerais primários,

(EMBRAPA, 1984, RIBAS, 2010).

Análises de Tratz (2009) reforçam a necessidade do manejo da fertilidade dos solos

na área, uma vez que, a maioria dos solos passaram por processos de lixiviação e de hidrólise

total, com eliminação total ou parcial dos minerais primários, deste modo, os solos tornaram-

se empobrecidos em elementos solúveis como MgO, CaO, Na2O, K2O e enriquecidos, como é

comum no processo em TiO2, Al2O3-(tóxico) e Fe2O3. Para estes casos, o filler obtido de

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rochas básicas, caso do basalto é mais indicado em função do efeito alcalinizante

(CAMPBELL, 2009).

Os minerais primários presentes no filler variam de acordo com a rocha utilizada no

processo deste modo, conforme denota Sampaio (2011), fatores como a composição química,

estrutura, granulometria e resistência ao intemperismo dos minerais presentes na rocha devem

ser considerados. Na natureza as rochas ricas em feldspatos potássicos e muscovitas na fração

(>0,02 mm) possibilitam a formação de reservas minerais de longo prazo, enquanto que os

minerais ricos em Fe e Mg com as mesmas dimensões associam-se a reservas minerais de

médio prazo (SAMPAIO, 2011).

As reservas minerais associadas a silicatos com baixo grau de polimerização, caso

dos nesossilicatos e sorosssilicatos bem como minerais com granulometria inferior a 0,02 mm

são menos duráveis, pois tendem a alterar mais rapidamente, (OLIVEIRA et al, 2002;

SAMPAIO, 2011). Contudo, a durabilidade do tempo da reserva mineral no solo após recarga

feita com a adição do filler precisa ser avaliada através de testes, próximo objetivo desta

pesquisa.

Até então, é sabido que os nutrientes presentes no filler somente são absorvidos pelas

plantas em solução, isto é, após a quebra da estrutura cristalina, que é acelerada no processo

em função da própria granulometria do filler e quando há emprego de microorganismos como

bactérias e fungos ectomicorrízicos (SILVA FILHO et al, 2004; BOUSO, 2005; ARBIETO

2005 e DALCIN, 2008). Os nutrientes posteriormente disponibilizados para o solo variam de

acordo com a composição química e mineralógica da rocha como demonstrado no presente

trabalho.

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1.1 Caracterização litológica da área de estudo

A área de estudo está localizada na região central da Província Magmática do Paraná,

portanto, predominam localmente rochas vulcânicas eocretáceas efusivas (Turner, 1994)

diferenciáveis pela composição química e estrutural conforme indicado no mapa da figura 2.

Figura 2 – Mapa geológico com a disposição dos pontos com análises químicas

Fonte: Tratz (2017).

Em menor proporção são identificados arenitos eólicos da Formação Botucatu e

depósitos vulcanossedimentares associados aos derrames pahoehoe. Os depósitos alúvio-

colúviais associam-se as áreas de várzeas, sopés de vertentes e interior das estruturas

circulares como demonstrado na figura 2, (TRATZ, 2017).

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Ocorrem em maior volume: a) as rochas básicas/intermediárias do Tipo Esmeralda

(BTi-Baixo Titânio, <2%.), (NARDY, 1995; PAIVA FILHO, 2000; NARDY et al, 2008;

LOPES, 2008 e TRATZ, 2009, 2017). Estas rochas conforme Tratz (2017), correspondem aos

derrames pahoehoe e são caracterizados desta forma por apresentarem estrutura interna bem

definida em crosta inferior, núcleo e crosta superior (MACDONALD, 1953). As pedreiras que

confeccionam as areias de britagem com consequente armazenamento do filler exploram esses

litotipos.

Subordinadamente ocorrem: b) as rochas ácidas do Tipo Chapecó (ATi - Alto

Titânio, >2%) e c ) os basaltos tabulares maciços do Tipo Pitanga (ATi - Alto Titânio >2%)

(NARDY, 1995; PAIVA FILHO, 2000; NARDY et al, 2008; LOPES, 2008 e TRATZ, 2009,

2017). Os derrames tabulares maciços são diferenciáveis em campo dos derrames pahoehoe

por não apresentarem estrutura interna bem definida, as zonas de base não são visíveis,

(TRATZ, 2017).

2. Materiais e Métodos

2.1 Caracterização química das rochas

Para a caracterização química das rochas da área de estudo foram utilizados os dados

de Tratz (2009) e Tratz (2017) estes, foram obtidos a partir da compilação de análises

químicas publicadas de Nardy et al, (2008), Lopes (2008) e Tratz (2009). Foram utilizados

também os trabalhos de mapeamento da região de Paiva Filho (2000) e Tratz (2017),

específico de Guarapuava.

2.2 Caracterização mineralógica

Foram utilizadas as descrições texturais dos trabalhos de Tratz (2009) e Tratz (2017)

realizadas em microscópio petrográfico na Universidade Federal de Santa Catarina -UFSC.

Para este tipo de análise foram confeccionadas lâminas a partir de amostras de rochas

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coletadas em Guarapuava que foram desgastadas com abrasivos até atingirem 0,03 mm,

espessura necessária para a análise em microscópio petrográfico. As análises de Tratz (2009),

foram confeccionadas e previamente interpretadas por Edison Ramos Tomazzoli.

3. Resultados e discussão

3.1 Mineralogia dos litotipos X filler

a) Rochas básicas-intermediárias do Tipo Esmeralda - (BTi)

São as rochas exploradas pelas pedreiras no processo de confecção das areias de

britagem, portanto, o filler provém destas. Essas rochas são compostas por minerais do grupo

dos plagioclásios, (cálcicos e sódicos-PL nas figuras 3A e 3B) e piroxênios, (PY nas figuras

3A e 3B) ricos em (Ca), (Fe) e (Mg). A matriz é constituída por minerais opacos (óxidos-ÓX)

e/ou vidro vulcânico como exposto nas figuras 3C e 3D.

O tamanho dos cristais dos minerais primários varia de 0,1 a 1,2 mm nos

plagioclásios, 0,05 a 05 mm nos clinopiroxênios (TRATZ, 2009, 2017). Em alguns casos,

associados aos derrames mais espessos ocorrem texturas pegmatíticas, os maiores cristais são

associados a esse tipo de textura (figura 3B). Os minerais opacos apresentam dimensões de

0,2 a 2 mm.

As fases minerais secundárias são caracterizadas por epídotos, produto de alteração

dos plagioclásios e cloritas, resultantes da alteração dos piroxênios. Em fases mais avançadas

da alteração do vidro vulcânico, (palagonitização) é comum a presença de argilas do grupo

das esmectitas (figuras 3C e 3D).

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Figura 3 – Características texturais e mineralógicas das rochas báscias-intermediárias do Tipo Esmeralda.

Figura A: Aspectos texturais da rocha, Cl=clorita, com disposição planar; Óx=cristal de magnetita/ilmenita,

PL=plagiclásio. PY=Piroxênio. Imagem obtida em luz natural polarizada. Comprimento da foto- 4 mm. Figura

B: Veio de pegmatito com textura mais grossa no basalto encaixante, Pl=plagioclásio, Cl= clorita, Py=

Piroxênio. Comprimento da foto -7 mm. Figuras C e D: De coloração esverdeada as argilas do grupo das

esmectitas substituindo o vidro vulcânico em fases avançadas da palagonitização. Fonte: Figuras A e B: Tratz

(2009). Figuras C e D: Tratz (2017).

O filler obtido destas rochas é capaz de prover aos solos macronutrientes secundários

como (Ca) cálcio, (Mg) magnésio e (Fe) ferro. Além disso, os óxidos são essenciais para a

formação de argilas com capacidade de troca catiônica - (CTC) alta, caso das esmectitas. O

caráter básico-intermediário das rochas pode ainda ser útil na correção de solos mais ácidos,

bastante comuns na região.

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b) Rochas ácidas do Tipo Chapecó -(ATi-N->2%).

Caracterizam as unidades ácidas e são enriquecidas de acordo com Tratz (2009) e

Tratz (2017) em TiO2, Fe2O3, MnO, P2O5, Ba, Th, La, Sr, P e Zr . De acordo com diagramas

TAS (total ácalis versus sílica) plotam no campo dos dacitos (TRATZ, 2009). A matriz é

constituída por ± 70% de material hemivítreo, 10% de plagioclásios sódicos e cálcicos, 5% de

feldspato potássico-(FK), 5% de clinopiroxênios-(CPX), 5% de óxidos de ferro-titânio

(magnetita-ilmenita), (figura 4A), 2% de apatita, (AP-figura 4B) e quantias que variam 2% até

3 % de quartzo, (TRATZ, 2009).

As dimensões dos minerais variam, alguns fenocristais de plagioclásio chegam a 6

mm, seguido dos clinopiroxênios, (augita) de até 3mm, cristais de feldspato (até 2mm),

magnetitas com até 2mm, cristais apatita de até 1mm e quartzo com até 0,4mm, (TRATZ,

2009, 2017).

Figura 4 – Características texturais e mineralógicas das rochas ácidas do Tipo Chapecó. Figura A: Textura

porfirítica comum nessas rochas. MNT= Magnetita, PL=plagioclásio, CPX =clinopiroxênio. Comprimento da

imagem-6 mm. Figura B: Cristal de apatita = (AP) em matriz hemivítrea, comprimento da foto 2mm. Imagens

obtidas com luz natural polarizada.

Fonte: Tratz (2009).

Com base na composição mineralógica, caso fossem exploradas no município seriam

as mais promissoras, pois apresentam valores interessantes de (P)-fósforo, advindo das

apatitas e (K)-potássio, resultante da quebra cristalina dos feldspatos. Ambos caracterizam

macronutrientes primários essenciais aos solos. Entretanto, não existem mais pedreiras ativas

explorando estes litotipos.

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c) Basaltos tabulares maciços do tipo Pitanga (ATi)

São as rochas mais básicas da área de estudo e diferem-se texturalmente dos derrames

pahoehoe, sobretudo, pela maior concentração de material vítreo, conforme Arioli et al,

(2008) e Lopes (2008) de 50 a 90% das áreas de topo são vítreas. O vidro que compõe a

matriz suporta cristais de plagioclásios sódicos e cálcicos de até 0,03 mm . Subordinadamente

ocorrem clinopiroxênios com dimensões parecidas e em concentrações maiores que nos

derrames pahoehoe (± 25 %) além de minerais secundários, argilas 2:1 com CTC alta

(TRATZ, 2017).

Não há produção de areias de britagem associada a estes litotipos, existindo apenas

uma mina ativa destinada a produção de cascalho. Caso o filler fosse obtido destas rochas

poderia sem empregado facilmente para a correção de solos ácidos e deficientes em argilas.

4.Conclusão

Com base na caracterização mineralógica das rochas vulcânicas de Guarapuava foi

possível concluir que:

1) As rochas ácidas do Tipo Chapecó-(ATi) são fontes de (K) e (P) e com a

granulometria dos cristais propícia para recargas minerais duráveis. Dos litotipos estudados é

o que apresentaria melhor desempenho para utilização agrícola do rejeito filler. Todavia, não

há pedreiras ativas explorando estes litotipos para britagem.

2) O rejeito filler disponível em pedreiras de Guarapuava é proveniente do

processo de britagem de rochas básicas/intermediarias do Tipo Esmeralda (BTi),

correspondentes aos derrames pahoehoe. Quando há quebra na estrutura cristalina os minerais

característicos da rocha podem prover aos solos (Ca) cálcio, (Mg) magnésio e óxidos de ferro,

os últimos, essenciais para a formação de argilas 2:1 com CTC alta. Cabe destacar que essas

rochas apresentam potencial alcalinizante para corrigir solos mais arenosos, ácidos e

degradados.

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3) Os basaltos tabulares do Tipo Pitanga - (ATi), assim como as rochas ácidas não

são explorados para a britagem e caso viessem a ser utilizados para a técnica de rochagem

poderiam ser utilizadas em função da natureza básica para correção de solos ácidos, provendo

ainda macronutrientes como (Ca) e (Mg) e óxidos para a formação de argilas 2:1 com CTC

alta. No entanto, os nutrientes seriam absorvidos mais rapidamente pelas plantas em função da

granulometria dos cristais, menores quando comparados aos demais litotipos analisados.

5. Referências Bibliográficas

ARBIETO, E, A, M de. .Biodisponibilização de nutrientes de rochas por

microorganismos do solo. Florianópolis: UFSC. 81f. Dissertação. (Mestrado) - Programa de

Pós Graduação em Biotecnologia, Universidade Federal de Santa Catarina, 2005.

ARIOLI, E; LICHT, O.A. B; VASCONCELLOS; E.M. G; BONNET, K, L; SANTOS. M. do.

Faciologia Vulcânica da Formação Serra Geral da Bacia do Paraná. In: IV SIMPÓSIO DE

VULCANISMO E AMBIENTES ASSOCIADOS. Foz do Iguaçu. Anais... Foz do Iguaçu, 8 a

11 de Abril de 2008. 1 CD-ROM.

BOUSO, J, L. Aproveitamento da fração fina de britagem para a fertilização de solos

produzidas em plantas de tratamento de pedras e areias e sua importância no impacto

ambiental.In: II SUFFIB. Seminário o Uso da Fração Fina de Britagem. São Paulo.

Anais...São Paulo,5 a 7 de Abril de 2005 (p.14 - 21). 1 CD-ROM.

CAMPBELL, N. S. The use of rockdust and composted materials as soil fertility

amendments, Glasgow, University of Glasgow. 402 p. Thesis (Ph.D. in Philosophy) 2009.

DALCIN, G. Seleção de microorganismos disponibilizadores de nutrientes contidos em

rochas, produtos e rejeitos de mineração. Florianópolis: UFSC. 101 f. Dissertação.

(Mestrado)- Programa de Pós Graduação em Biotecnologia, Universidade Federal de Santa

Catarina, 2008.

EMBRAPA. Serviço Nacional de Levantamento e Conservação de Solos. Levantamento de

reconhecimento dos solos do estado do Paraná. EMBRAPA-SNLCS. Boletim de pesquisa,

n. 27; IAPAR-Projeto Especial Levantamento de Solos. Boletim técnico, n. 16, 414 p. 1984.

LEONARDOS, O.H; FYFE, W.S; KRONBERG, B. I. Rochagem: O método de aumento da

fertilidade em solos lixiviados e arenosos. In: 29° Congresso Brasileiro de Geologia, Ouro

Preto, Anais SBG... p. 137-145, 1976.

ISBN: 978-85-7282-778-2 Página 11

LOPES, K. Caracterização morfológica, petrográfica e química dos derrames da

província magmática do Paraná, com ênfase para as rochas aflorantes no município de

Guarapuava. Curitiba: UFPR. 101 f. Dissertação (Mestrado) - Programa de Pós Graduação

em Geologia, Universidade Federal do Paraná, 2008.

MACDONALD, G.A. Pahoehoe, a.a and block lava. American Journal of Science, v. 251

n.3 p. DOI: 10.2475/AJS.251.3.169AJS 169-191. 1953.

NARDY, Antonio José Ranalli Geologia e petrologia do vulcanismo mesozóico da região

central da Bacia do Paraná. Tese. (Doutorado em Geociências) IGCE-Universidade do

Estado de São Paulo, Rio Claro, 1995.

NARDY, Antonio José Ranalli; MACHADO, Fábio Braz; DE OLIVEIRA, Marcos Aurélio

Farias. As rochas vulcânicas mesozóicas ácidas da Bacia do Paraná: litoestratigrafia e

considerações geoquímico-estratigráficas. Revista Brasileira de Geociências, v. 38, n. 1, p.

178-195, 2008.

OLIVEIRA, C, ARAÚJO, P.A; MAZUR, N. Fundamentos da ciência do solo. Roteiro de

aulas práticas. Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro. Instituto de Agronomia –

Departamento de solos, Ia 321. 2ª edição, 2002.

PAIVA FILHO, A.P. Estratigrafia e tectônica do nível dos riodacitos pórfiros da

Formação Serra Geral. IGCE-UNESP. 2000. 268 p. Tese (Doutorado em Geociências) -

Instituto de Geociências e Ciências Exatas, Universidade Estadual Paulista, 2000.

RIBAS, Cilton. Caracterização da fertilidade atual dos solos da região de Guarapuava-

PR. Guarapuava: UNICENTRO, 2010. 52p. Dissertação (Mestrado em Agronomia).

Orientador: Prof. Dr. Marcelo Marques.

SAMPAIO, Elsa. Mineralogia do solo. 2011.

SILVA FILHO, G. N.; OLIVEIRA, V. L.; TOMAZZOLI, E. R.; LOVATO, P. E. 2004.

Biodisponibilização de nutrientes em rochas para agricultura e silvicultura. Projeto de

Pesquisa. Projeto de Pesquisa financiado pela Fundação de Ciência e Tecnologia –

FUNCITEC (N°SPP: FCTP3680/037).

TRATZ, E, B. do. Análise e comparação da areia de britagem produzida em

Guarapuava-PR com as areias fluviais advindas do Rio Tibagi nas proximidades de

Ponta Grossa-PR. Relatório de estágio para conclusão do curso em Geografia Bacharelado.

Guarapuava: Universidade Estadual do Centro Oeste, Guarapuava, 2005.

ISBN: 978-85-7282-778-2 Página 12

TRATZ, E.B. TOMAZZOLI, E.R; SILVA FILHO,G.N. Utilização agrícola das rochas

vulcânicas ácidas Tipo Chapecó da Província Magmática do Paraná em Guarapuava, PR. In:

IV SIMPÓSIO DE VULCANISMO E AMBIENTES ASSOCIADOS. Foz do Iguaçu. Anais...

Foz do Iguaçu, 8 a 11 de Abril de 2008. 1 CD-ROM.

TRATZ, E.B. As Rochas Vulcânicas da Província Magmática do Paraná, Suas

características de relevo e sua utilização como recurso mineral no município de

Guarapuava-PR. Florianópolis, UFSC. 176 p.. (Mestrado) - Programa de Pós Graduação em

Geografia-Universidade Federal de Santa Catarina, 2009.

TRATZ, E.B. Geologia e geomorfologia das estruturas circulares na porção central da

Província Magmática Paraná-Etendeka.149p (Doutorado em Geografia)- Programa de Pós

Graduação em Geografia-Universidade Federal de Santa Catarina, 2017.

TURNER, S.; REGELOUS, M.; KELLEY, S.; HAWKESWORT, C.J.; MANTOVANI,

M.S.M. Magmatism and continental break-up in the South Atlantic: high precision 40Ar/39Ar

geochronology. Earth and Planetary Science Letters, v.121, n.3-4, p. 333-348. 1994.