CARACTERIZAÇÃO GEOLÓGICA E GEOTÉCNICA DE SOLOS RESIDUAIS TROPICAIS DA REGIÃO CENTRAL DE ANGOLA

Poucos são os trabalhos científicos existentes que contemplem a composição química, mineralógica e textural de solos residuais tropicais de Angola, sendo que os mais comuns têm sido focados para a caracterização pedológica, fundamentalmente para fins agrícolas [Castanheira, 1998], ou baseiam-se em classificações cujas realidades não se enquadram com as de Angola, tanto pela ausência de bibliografia, como pela complexidade que os mesmos apresentam. Em resultado disso, a aplicação destes solos para fins de engenharia traz, muitas das vezes, consequências nefastas que podem ser imprevisíveis e irreversíveis, do ponto de vista da funcionalidade e segurança das obras de engenharia. Assim, o presente trabalho tem como objectivo determinar características geológicas e geotécnicas dos solos residuais da Região Central de Angola (Huambo, Kwanza-Sul e Kwanza-Norte), ilustrados na Figura 1, assim como identificar os principais factores que determinam a formação dos mesmos. Dado que a composição mineralógica e textural de um solo residual, é resultado principalmente da história geológica herdada da rocha-mãe, do clima predominante e das condições geomorfológicas, não se pode caracterizar os solos residuais sem antes conhecer a composição química e mineralógica da rocha-mãe em questão [Duarte, 2002]. Sendo assim, a caracterização mineralógica foi efetuada mediante a aplicação das técnicas de análise mineralógica por difracção de raios-X (DRX) e a análise química por espectrometria de fluorescência de raios-X (FRX), a fim de se identificar os principais tipos de minerais, assim como os elementos químicos constituintes tanto da rocha-mãe, como do solo residual resultante. Os resultados de DRX revelam que as de rochas de origem são constituídas por quartzo muito abundante, presença de feldspatos potássicos (microclina e ortose) e plagioclases ricas em sódio (Albite) [Ferreira da Silva, 2009]. As micas estão presentes em todas as rochas, às vezes com a maior preponderância da biotite (amostras A e B), e noutros casos com o maior predomínio da moscovite/ilite (amostras C e F). Noutros casos (e.g. amostra de rocha F), constata-se que os seus minerais constituintes são o quartzo, a albite, a moscovite/ilite, a ortose e a braunite (óxido silicato de manganês). Esta constituição mineralógica é típica de rochas granitóides, precisamente granitos, e é confirmada pelos dados químicos obtidos por FRX que revelam que as rochas são constituídas por SiO2 (71%), Al2O3 (14%), K2O (4%), Fe3O2 (3%), Na2O (3%) e CaO (2%) [Duarte et al, 2013]. Com a atuação dos mecanismos de alteração, os minerais que se cristalizam em primeiro lugar, formados a temperaturas mais altas (e.g. as biotites) são menos estáveis quando submetidos as condições atmosféricas mais rigorosas (e.g. os solos do Huambo) dando lugar aos óxidos de ferro e de alumínio (hematite, goethite e a gibsite). Ao passo que os minerais que se cristalizam em último lugar, formados em temperaturas mais baixas e mais próximas às das condições superficiais (e.g. o quartzo), são mais estáveis. Os resultados da caracterização mineralógica são confirmados pela FRX que nos revelam que as perdas são muito acentuadas em regiões com taxas altas de precipitação, onde os elementos mais móveis (Na, K, Ca, Mg, etc.) quase desapareceram na totalidade, obtendo-se a composição de um solo rico em alumínio e ferro, com algum titânio. Noutras regiões (e.g. Cassenda, com menor taxa de precipitação), os elementos móveis mantém-se parcialmente nas amostras, o que denota menor disponibilidade de água para lixiviar tais elementos. Os dados obtidos a partir das análises mineralógicas e químicas efetuadas, permitem identificar os processos de alteração envolvidos nos solos em causa, e compreender os resultados experimentais relativos às propriedades físicas e mecânicas (composição textural, consistência, porosidade, peso volúmico seco máximo, teor em água ótimo, C.B.R., etc.), cuja determinação pode aferir acerca das áreas da engenharia geotécnica onde estes solos poderão ser aplicados [Duarte et al, 2011]

EVALUATION OF SOME GEOTECHNICAL PROPERTIES OF GRANITOID RESIDUAL SOILS FROM THE CENTRAL REGION OF ANGOLA

Para avaliar as caracteristicas geotécnicas de um solo é necessário realizar um conjunto de ensaios para obter as respectivas propriedades básicas e permitir a sua classificação geotécnica (USCS, AASHTO e SATCC). Contudo, quando se trata de solos residuais tropicais, esta tarefa é dificultada por causa das suas especificidades químicas e mineralógicas. Neste trabalho apresentam-se algumas propriedades geotécnicas de solos residuais tropicais da Região Central de Angola, relacionando-as com as suas características mineralógicas previamente determinadas em Duarte et al. (2013). A caracterização geotécnica foi efetuada a partir dos parâmetros obtidos nos seguintes ensaios: índices físicos “in situ”, análise granulométrica, limites de consistência, equivalente de areia, expansibilidade, compactação e CBR, com o objetivo de aferir a aptidão destes solos residuais param fins de Engenharia (rodovias, ferrovias, aeródromos, aeroportos, barragens de terra, etc.). Os resultados obtidos permitem relacionar as propriedades geotécnicas destes solos residuais tropicais com as suas características mineralógicas, assim como, indicar a sua aplicação mais adequada em obras geotécnicas

Pathway Weathering in Granitoid Rocks from Central Region of Angola: Geochemical and Mineralogical Data

The Central Region of Angola is characterized by the abundance of granitoid rocks, whose weathering “in situ” originated the so-called residual soils. The textural, geochemical and mineralogical properties of these soils depend not only on the chemical composition of parent rock, but mainly on the local climatic and geomorphological characteristics. In the study area, sampling sites were selected, which extend from the region of Kwanza- Norte (Kassenda, Dondo) through Kwanza-Sul (Cangulo, Quibala and Waco Kungo) until the plateau of Huambo, where samples of fresh rock, weathered rock and its residual soil were collected along each weathering profile. Chemical analytical data were determined using X-ray fluorescence (XRF) analysis of the major and minor elements, whereas mineralogical data were determined using X-ray diffraction (XRD), on the samples of rock and on the respective residual soil. The results obtained and their comparative analysis between the sampling sites, as well as along each weathering profile is presented. This paper allows contributing to the knowledge of the geochemical weathering in tropical areas, as is the case of Angola

Alteração de Rochas Granitóides em Angola.

A Região Central de Angola caracteriza-se pela abundância de rochas granitóides, cuja alteração “in-situ” originou os denominados solos residuais. As propriedades texturais, geoquímicas e mineralógicas destes solos dependem não só da composição química da rocha mãe, mas principalmente das características geomorfológicas e climatéricas locais. Na região em estudo, seleccionaram-se locais de amostragem, que se estendem desde a província do Kwanza-Norte (Kassenda, no Alto Dondo), passando pela província do Kwanza-Sul (Cangulo, Quibala e Waco Kungo), até ao Planalto do Huambo, onde se colheram amostras de rocha sã, rocha alterada e respectivo solo residual, ao longo de cada perfil de alteração. Realizaram-se análises de caracterização geoquímica por Fluorescência de Raios-X dos elementos maiores e menores, e de caracterização mineralógica por Difracção de Raios–X, tanto nas amostras de rocha sã, como no respectivo solo residual. Apresentam-se os resultados obtidos e a sua análise comparativa entre os diferentes locais de amostragem, assim como ao longo de cada perfil de alteração. Os resultados obtidos permitem contribuir para o conhecimento dos fenómenos de alteração geoquímica em zonas tropicais, como é o caso de Angola

Ravines in Angola. Causes and restraint methods

The Earth we know today was not always so. Over millions of years have undergone significant ch an g e s brought about by numerous geological phenomena aimed at your balance, some internal order, creating new geological formations and other external order smoothing formations previously created. From t h e tectonic standpoint, Angola is located in a relatively stable area which gives it a certain p ri v i l e g e w h e n compared with some Asian countries or even Americans where quite often occur earthquakes and volcanic eruptions. However, the same cannot be said in relation to the occurrence of an external geodynamics phenomena, such as the ravines, which in recent years has taken shape in many provinces, especially due to anthropogenic activity, giving rise to geological hazards, increasing the risk of damage in buildings and others infrastructures, losses direct or indirect in economic activities and loss of human lives. We understand that the reducing of these risks starts, in particular, by their identification, for later take preventive measures. This work is the result of some research work carried out by the authors through erosion courses of s o i l and stabilization of soils subject to erosion phenomena, carried out by Engineering Laboratory of Angola (LEA). For the realization of this work, we resorted to cartographic data query, literature, listening to s o m e o f the provincial representatives and local residents, as well as the observation in lo co o f s o m e af f e ct ed areas. The results allow us to infer that the main provinces affected by ravine phenomenon are located in Central and Northern highlands, as well as in the eastern region, and more recently in Cuando-Cub an go province. Not ruling out, however, other regions, such as in Luanda and Cabinda [1]. Relatively the causes, we can say that the ravines in Angola are primarily due to the combination of three natural factors: climate, topography and type of soil [2]. When we add the anthropogenic activit y , namely the execution of construction works, the drainage system obstructio n, exploration of m i n e ral s, agriculture and fires, it is verified an increasing of the phenomenon, often requiring immedi at e act i o n . These interventions can be done through structural or engineering measures and by the stabilization measures on the degraded soil cover [3]. We present an example of stabilization measures throu g h t h e deployment of a local vegetation called Pennisetum purpureum. It is expected that the results may contribute to a better understanding of the causes of the ravine phenomenon in Angola and that the adopted stabilization method can be adapted in other affected provinces in order to prevent and making the contention of the ravines