O presente artigo traz resultados referentes a mineralogia da fração argila do registro estratigráfico de três seções estratigráficas inseridas em ambiente de fundo de vale de canais de 1ª (seção HS6) e 2ª (HS2) ordens hierárquica e ambiente de encosta (HS5) no Planalto de Água Doce/Palmas, sul do Brasil. A mineralogia da fração argila das unidades estratigráficas foram levantadas por meio da técnica de difratogrametria de raio X, onde identificou-se a presença das seguintes fases de minerais: caulinita (1:1), esmectita (2:1), vermiculita (2:1), gibbsita (1:1), quartzo, em menor proporção clorita (2:1), goethita, cristobalita e feldspatos cálcico e sódico. Esta composição sugere uma evolução pedogeoquímica em estágio inicial à intermediária de alteração, referente à hidrólise parcial. Correlacionando os materiais dos três ambientes, observa-se uma alteração pedogeoquímica mais elevada nos materiais dos ambientes de fundos de vale de 2ª ordem e encosta, comparados ao ambiente de fundo de vale de 1ª ordem, possivelmente relacionada a renovação dos materiais nos fundos de vales e a unidades mais superficiais. De modo geral, os materiais dos ambientes da área de estudo revelaram uma fase de alteração da monossialitização para bissialitização, onde os processos de morfogênese e pedogênese ocorrentes nos ambientes, não foram capazes de elevar o material das unidades a um grau de alteração avançado, como a alitização (hidrólise total).