Los minerales primarios
📜 Los minerales primarios son aquellos que se forman directamente durante el proceso de génesis de la roca, es decir, al solidificarse el magma, al depositarse y litificarse los sedimentos o al metamorfizarse rocas preexistentes.
Este proceso ocurre cuando los minerales primarios se descomponen o reaccionan con el entorno, dando lugar a nuevos minerales más estables en las nuevas condiciones.
Un mineral es una sustancia sólida que se forma de manera natural en la Tierra, sin intervención de procesos biológicos, y que tiene una estructura interna ordenada.
⚠️ Son el primer resultado de la meteorización, son de mayor tamaño, se denomina minerales tamaño arena (2 - 0,05 mm). “fertilidad potencial del suelo”, es decir a futuro.
Se incluyen 10 más importantes en la formación de suelo.
Cuarzo
Ortoclasa
Plagioclasa
Moscovita
Biotita
Hornblenda
Augita
Olivino
Magnetita
Apatita
Para comprender la naturaleza y origen de los suelos, se debe conocer las principales características físicas y química.
Susceptibilidad a la descomposición
La resistencia de los minerales a la descomposición por el agua natural carbonatada, utilizando una escala del 1 al 10.
El Cuarzo es el mineral menos susceptible y se le asigna un valor de 1.
La Apatita es el mineral más susceptible y se le asigna un valor de 10.
La escala sigue el orden de la estabilidad relativa de los minerales a la meteorización sugerida por Goldich.
Cuarzo
1
Magnetita
2
Moscovita
3
Ortoclasa
4
Biotita
5
Plagioclasa
6
Hornblenda
7
Augita
8
Olivino
9
Apatita
10
Naturaleza química
Indica la contribución que el mineral podría hacer al estado nutritivo del suelo que da origen a través de su composición química y la liberación de elementos durante la meteorización.
Ortoclasa
Es la principal fuente de potasio en los suelos.
Plagioclasa
Contribuyen con calcio y sodio.
Olivino
Proporciona magnesio y hierro.
Magnetita
Provee hierro.
Apatita
Es la única fuente natural de fósforo y también suple calcio, cloro y flúor.
Moscovita
Contribuyen con calcio y sodio.
Biotita
Contribuyen con calcio y sodio.
Hornblenda
Aporta Hierro, Magnesio, Calcio y varios micronutrientes.
Los minerales ferromagnesianos
Minerales ferromagnesianos (anfíboles, piroxenos, olivino, biotita): Reciben este nombre por su contenido de hierro (Fe) y magnesio (Mg).
Además de hierro y magnesio, estos minerales proporcionan importantes microelementos o micronutrientes esenciales para las plantas, como:
- Cobre (Cu)
- Zinc (Zn)
- Manganeso (Mn)
- Molibdeno (Mo)
- Boro (B)
- Cobalto (Co)
⚠️ El Nitrógeno es el único elemento nutritivo esencial que no es suministrado por los minerales primarios. Su principal fuente en el suelo es la materia orgánica.
Minerales Secundarios
📜 Se derivan de la meteorización de los primarios, se denomina minerales tamaño arcilla ( <0,002 mm). “fertilidad actual del suelo” – “Coloides”
Provienen de los minerales primarios y tiene un tamaño de partícula más pequeño, menor a 0,002 mm de diámetro.
Se les denomina minerales arcillosos por tener el tamaño de las arcillas.
Se desarrollan a partir de los piroxenos, anfíboles, micas y feldespatos.
Tiene la capacidad de intercambiar iones de la superficie, se los considera como el coloide mineral del suelo.
De los minerales secundarios depende la fertilidad natural o actual del suelo.
De acuerdo con el tipo de arcilla desarrollado tendremos mayor o menor fertilidad para los cultivos.
Aluminosilicatos
Compuestos químicos formados por la combinación de:
- Óxido de aluminio (Al₂O₃)
- Óxido de silicio (SiO₂).
La mayoría de los minerales arcillosos tiene una relación sílice–alúmina.
Da una formula estructural espacial de tetraedro de sílice y octaedro de aluminio.
Tetraedro
1 átomo de Silicio en el centro, con 4 átomos de oxigeno en las esquinas.
Octaedro
1 átomo de Aluminio en el centro, con 6 átomos de oxigeno en las esquinas.
De acuerdo con el arreglo de tetraedros (Si) y octaedro de (Al), los minerales arcillosos se dividen en:
Minerales Arcillosos Bilaminares
Minerales Arcillosos Trilaminares
Minerales Amorfos
Minerales Arcillosos Bilaminares o del Grupo 1:1
- Tienen una relación Sílice : Aluminio – 1 : 1
- 1 tetraedro de Si – 1 octaedro de Al
El mineral arcilloso más importante es la caolinita.
Es una arcilla que tiene alto grado de estabilidad y se encuentra en suelos altamente meteorizados.
Se considera una arcilla de baja actividad iónica, es decir, poca capacidad de retener iones. (CIC = 3 a 10 meq/100g).
Se califica como una arcilla pobre o desaturada que ofrece muy baja fertilidad al suelo.
- Los suelos caoliniticos, se presentan en climas lluviosos: Llanos Orientales, Amazonia, Costa Pacifica y Región andina.
- Las lluvias intensas lavan los iones: Ca, Mg, K y Na.
- Dejan el suelo pobre en bases con altas concentraciones de hierro y aluminio.
Otro mineral que pertenece a este grupo, pero menos abundante, es la halloysita (arcilla hidratada), CIC=20meq/100g)
Esta arcilla se utiliza para la fabricación de ladrillo y tejas de barro.
Minerales Arcillosos Trilaminares o del Grupo 2:1
- Tienen una relación Sílice : Aluminio-2:1
- 2 tetraedros de Si – 1 octaedro de Al
- Arcillas de alta actividad iónica, es decir, alta capacidad de retener iones en la superficie.
- Arcillas ricas o saturadas en bases como: Ca, Mg, y Na, que ofrecen alta fertilidad en el suelo.
De este grupo se distinguen las arcillas expandibles y no expandibles.
Arcillas expandibles
La más común en los suelos Colombianos es la montmorillonita, que tiene como característica:
- Contraerse en verano (suelos agrietados)
- Expandirse en invierno (hidrata)
- Espacio interlaminar 12-14 Angstrom
- Permite acumular agua y retener más iones
- (CIC=15-150meq/100g)
Regiones subhúmedas o secas: Valle del Cauca, Alto Magdalena, Sinú, Patía y zonas húmedas de la Región Andina.
Arcillas no expandibles
Pertenecen a este grupo la illita y a la vermiculita, que se derivan a partir de las micas hidratadas como moscovita.
- La illita espacio intralaminar de 10 Angstrom
- (CIC=10-50meq/100g)
- La vermiculita interlaminar de 15 Angstrom
- (CIC=100-150meq/100g)
- Tiene la propiedad de fijar potasio en su espacio interlaminar
Minerales Amorfos
- Tienen una relación Sílice : Aluminio – 0,5 : 1,3
- 0,5 tetraedros de Si – 1,3 octaedro de Al
- Los tetraedros de Si y octaedros de Al se disponen irregularmente.
Estos minerales se forma con frecuencia durante la meteorización de ceniza volcánica.
El alófono es la principal representante de este grupo de minerales, también pertenecen a este grupo:
- Oxido de hierro (hematita, goetita y magnetita)
- Óxidos de aluminio (gibsita, boemita y corindón)
El alófono ocupa una posición intermedia entre los minerales arcillosos y los óxidos del suelo.
- La estructura porosa facilita la retención de agua
- Buen drenaje y aireación
- Poseen una CIC=100meq/100g
- Alto poder fijador de fosfatos (se requiere alta fertilización fosfórica en estos suelos)
- La descomposición del alófono lleva a la formación de caolinita y gibsita.
Características de los minerales arcillosos
Describen el conjunto de propiedades físicas, químicas y estructurales que determinan el comportamiento del suelo en términos de retención de agua, disponibilidad de nutrientes, plasticidad, estabilidad y fertilidad.
Caolinita
- Relación SiO4AlO6: 1:1
- Espacio interlaminar: 7
- Clima donde se origina: Húmedos y muy húmedos
- CIC meq/100g: 3 – 10
- %CaO: 0,03
- %MgO: 0,04
- %K2O: 0,2
- Superficie especifica m2/Kg: Baja (10-20×103)
- Reacción suelo (pH): Ácido
- Fertilidad química: Baja
- Características físicas predominantes: Adecuadas
Halloysita
- Relación SiO4AlO6: 1:1
- Espacio interlaminar: 20
- Clima donde se origina: Húmedos y muy húmedos
- CIC meq/100g: 5 – 50
- %CaO: 1
- %MgO: 1
- %K2O: 3
- Superficie especifica m2/Kg: Baja (10-50×103)
- Reacción suelo (pH): Ácido
- Fertilidad química: Baja
- Características físicas predominantes: Adecuadas
Montmorillonita
- Relación SiO4AlO6: 2:1
- Espacio interlaminar:
- Clima donde se origina: Árido a templado
- CIC meq/100g: 80–200
- %CaO:
- %MgO:
- %K2O:
- Superficie especifica m2/Kg: 80–300
- Reacción suelo (pH): neutro-alcalino
- Fertilidad química: alta
- Características físicas predominantes:
Vermiculita
- Relación SiO4AlO6:
- Espacio interlaminar:
- Clima donde se origina:
- CIC meq/100g:
- %CaO:
- %MgO:
- %K2O:
- Superficie especifica m2/Kg:
- Reacción suelo (pH):
- Fertilidad química:
- Características físicas predominantes:
Illita
- Relación SiO4AlO6:
- Espacio interlaminar:
- Clima donde se origina:
- CIC meq/100g:
- %CaO:
- %MgO:
- %K2O:
- Superficie especifica m2/Kg:
- Reacción suelo (pH):
- Fertilidad química:
- Características físicas predominantes:
Smectita
- Relación SiO4AlO6:
- Espacio interlaminar:
- Clima donde se origina:
- CIC meq/100g:
- %CaO:
- %MgO:
- %K2O:
- Superficie especifica m2/Kg:
- Reacción suelo (pH):
- Fertilidad química:
- Características físicas predominantes:
Bentonita
- Relación SiO4AlO6: 1:1
- Espacio interlaminar:
- Clima donde se origina:
- CIC meq/100g:
- %CaO:
- %MgO:
- %K2O:
- Superficie especifica m2/Kg:
- Reacción suelo (pH):
- Fertilidad química:
- Características físicas predominantes:
Sepiolita
- Relación SiO4AlO6:
- Espacio interlaminar:
- Clima donde se origina:
- CIC meq/100g:
- %CaO:
- %MgO:
- %K2O:
- Superficie especifica m2/Kg:
- Reacción suelo (pH):
- Fertilidad química:
- Características físicas predominantes:
Alófono: ceniza volcánica
- Relación SiO4AlO6:
- Espacio interlaminar:
- Clima donde se origina:
- CIC meq/100g:
- %CaO:
- %MgO:
- %K2O:
- Superficie especifica m2/Kg:
- Reacción suelo (pH):
- Fertilidad química:
- Características físicas predominantes:
Son las propiedades que controlan la reactividad química y el comportamiento físico del suelo.