Gênese e evolução do material arenoso de superfície no entorno de depressão topográfica isolada

Abstract

As formações superficiais arenosas da região de Rio Claro (SP), na Depressão Periférica Paulista, registram a interação prolongada entre intemperismo, pedogênese e dinâmica geomorfológica sob condições tropicais úmidas. Este estudo integrou análises morfológicas, mineralógicas, geoquímicas, granulométricas e microtexturais com o objetivo de compreender a gênese e a evolução dos materiais arenosos que recobrem os topos e encostas em torno de uma depressão topográfica isolada. A caracterização dos perfis ao longo da vertente revelou uma sequência pedogenética lateral, composta por Latossolos argilo arenosos bem drenados nos topos, solos com feições incipientes de Argissolo na meia encosta e Gleissolos hidromórficos na base. Essa organização reflete uma evolução autóctone e litodependente, controlada pelos gradientes de drenagem, pela composição do material de origem representado pelo siltito da Formação Corumbataí e pelos sedimentos arenosos sobrejacentes, e pelos processos de intemperismo tropical de longa duração. As evidências mineralógicas obtidas por difração de raios X indicam a predominância de quartzo e caulinita, acompanhados por gibbsita nos horizontes mais intemperizados, além da presença restrita de ilita em níveis menos alterados. Essa associação mineral reflete a transformação progressiva de fases micáceas e cloríticas em caulinita e gibbsita, caracterizando um estágio avançado de argiluviação e dessaturação. Nos perfis bem drenados, a intensa dessilicação e dissolução dos minerais de argila promoveram o enriquecimento relativo da fração arenosa em quartzo, favorecendo maior percolação hídrica e intensificação do lixiviação. Em contraste, as porções inferiores da vertente registram evidências de redução parcial e colapso estrutural em ambientes de saturação oscilante, resultando em matrizes densas e coesas típicas de transições entre estágios lateríticos e hidromórficos. Os resultados geoquímicos obtidos por fluorescência de raios X e os índices de intemperismo (CIA > 90; MIA > 80) corroboram o elevado grau de alteração nos ambientes bem drenados, enquanto valores menores de MIA e de teores de Fe₂O₃ e Al₂O₃ nas posições mais baixas indicam reorganização pedológica sob drenagem deficiente. A granulometria confirmou o predomínio de textura arenosa, associada à perda de finos e à arenização in situ. As microtexturas de grãos de quartzo observadas por microscopia eletrônica de varredura, como marcas em V, poços de corrosão e películas de sílica, reforçam a atuação conjunta de processos mecânicos e químicos ao longo da evolução do sistema. Em escala de paisagem, esses processos resultaram na formação de uma superfície laterítica madura, com interflúvios aplainados, coberturas arenosas esbranquiçadas e áreas úmidas localizadas nas depressões. O conjunto das evidências indica um sistema para autóctone desenvolvido sob estabilidade tectônica prolongada, no qual a dessilicação, a argiluviação e o lixiviação atuam de forma integrada, promovendo o rebaixamento gradual da superfície topográfica e preservando a assinatura mineralógica do material de origem. A catena estudada expressa, portanto, um equilíbrio transicional entre herança sedimentar e transformação pedogenética, representando o registro da longa atuação do intemperismo tropical sobre os terrenos siltíticos e areníticos.

The sandy surficial formations of the Rio Claro region (São Paulo State), within the Paulista Peripheral Depression, record the long-term interaction between weathering, pedogenesis, and geomorphological dynamics under humid tropical conditions. This study integrated morphological, mineralogical, geochemical, grain-size, and microtextural analyses to understand the genesis and evolution of the sandy materials that cover the summits and slopes surrounding an isolated topographic depression. The characterization of the profiles along the hillside revealed a lateral pedogenetic sequence composed of well-drained clayey-sandy Oxisols on the hilltops, soils with incipient Argisol features on the midslope, and hydromorphic Gleysols at the base. This organization reflects an autochthonous and lithology-dependent evolution, controlled by drainage gradients, by the composition of the parent material represented by the siltstone of the Corumbataí Formation and the overlying sandy sediments, and by long-term tropical weathering processes. Mineralogical evidence obtained through X-ray diffraction indicates the predominance of quartz and kaolinite, accompanied by gibbsite in the most weathered horizons, as well as a restricted occurrence of illite in the less-altered layers. This mineral association reflects the progressive transformation of micaceous and chloritic phases into kaolinite and gibbsite, characterizing an advanced stage of clay formation and desaturation. In well-drained profiles, intense desilication and clay mineral dissolution promoted a relative enrichment of the sandy fraction in quartz, favoring greater water percolation and enhanced leaching. In contrast, the lower slope portions record evidence of partial reduction and structural collapse under fluctuating saturation conditions, resulting in dense and cohesive matrices typical of transitions between lateritic and hydromorphic stages. Geochemical results obtained by X-ray fluorescence and weathering indices (CIA > 90; MIA > 80) confirm the high degree of alteration in well-drained environments, whereas lower MIA values and reduced Fe₂O₃ and Al₂O₃ contents in the lower positions indicate pedological reorganization under poor drainage conditions. The grain-size analysis confirmed the predominance of sandy textures, associated with the loss of fines and in situ arenization. Quartz grain microtextures observed under scanning electron microscopy such as V-shaped marks, solution pits, and silica coatings reinforce the combined action of mechanical and chemical processes throughout the system’s evolution. At the landscape scale, these processes resulted in the formation of a mature lateritic surface, with flattened interfluves, whitish sandy covers, and localized wetlands in the depressions. The set of evidence indicates an autochthonous soil system developed under prolonged tectonic stability, in which desilication, clay formation, and leaching act in an integrated manner, promoting the gradual lowering of the topographic surface while preserving the mineralogical signature of the parent material. The studied catena therefore expresses a transitional balance between sedimentary inheritance and pedogenetic transformation, representing the record of the long-term action of tropical weathering over siltstone and sandstone terrains.