Processos e materiais geológicos importantes em ambientes

Processos e materiais geológicos
importantes em ambientes terrestres
2.1. Rochas Sedimentares
2.2. Rochas Magmáticas;
2.3. Deformação: falhas e dobras;
2.4. Rochas Metamórficas.
Ciclo das Rochas
Mineral
Rocha
Mineral
Corpos que sejam sólidos e cristalinos, naturais,
inorgânicos e com composição química definida ou
variável dentro de certos limites.
Rocha
Unidades estruturais da crosta e do manto terrestre
que possuem características próprias, sendo formadas,
em regra, por um ou por vários minerais associados.
2.1. Rochas Sedimentares
Fenómenos geológicos implicados na
formação de rochas sedimentares
Formação das rochas sedimentares
Duas etapas:
F Sedimentogénese
F Diagénese
Sedimentogénese
• Conjunto de processos que intervêm na
formação de sedimentos.
Sedimentogénese
Materiais que entram na sua constituição:
F Sedimentos detríticos ou Clastos;
F Sedimentos de origem química;
F Sedimentos biogénicos.
Sedimentos detríticos ou Clastos – fragmentos de
dimensões variadas, desde partículas de
pequeníssimas dimensões até grandes blocos,
resultantes da alteração de outra rocha.
Sedimentos de origem química – resultantes da
precipitação de substâncias dissolvidas na água.
Sedimentos biogénicos – compostos, em regra, por
restos de seres vivos, nomeadamente conchas e outras
peças esqueléticas, fragmentos de plantas, pólen, etc.
Sedimentogénese
Implica diferentes processos:
Ì Meteorização e erosão das rochas;
Ì Transporte dos materiais e sedimentação.
Meteorização das rochas e erosão
Meteorização - Alterações das rochas por acção de
agentes externos.
Erosão – Remoção pela água, pelo vento ou pelo gelo,
dos materiais resultantes da meteorização das rochas.
Meteorização do Granito
• Rocha muito comum no nosso país e que se forma
em profundidade.
• Minerais constituintes do granito experimentam
alterações profundas A Novos Ambientes.
Diáclases
Arenização
Caos de blocos
Tipos de Meteorização
• Meteorização física ou mecânica.
• Meteorização química;
Meteorização Física
• Inclui os diversos processos que
fragmentam a rocha em pedaços
cada vez mais pequenos sem que, no
entanto, ocorram transformações
químicas que alterem a sua
composição.
Meteorização Química
• Verifica-se uma alteração, quer na
composição química, quer na
composição mineralógica.
Meteorização
Física/Mecânica
1. Acção da água;
2. Acção do gelo ou crioclastia;
3. Acção do calor ou termoclastia;
4. Acção dos seres vivos;
5. Crescimento de minerais ou haloclastia;
6. Alívio da pressão.
1.Acção da água
• A água constitui o factor mais
importante de alteração das
rochas.
2.Acção do gelo (crioclastia)
• Por diminuição da temperatura, a água que
penetra nas fracturas e nos poros da rocha pode
gelar.
3.Acção do calor (termoclastia)
• Todos os corpos sofrem variações no seu volume provocadas
por variações de temperatura.
• As rochas são constituídas por minerais diferentes, que se
comportam de modo diferenciado quando expostos a variações
de temperatura.
4.Acção dos seres vivos
• A implantação de sementes nas fracturas de rochas porosas e com
fraca resistência pode contribuir para a desagregação das
mesmas.
• Coelhos, texugos, minhocas e formigas cavam tocas que
aumentam o grau de degradação da rocha.
5.Crescimento de minerais
(haloclastia)
• A água que existe nas fracturas e poros das rochas
contém sais dissolvidos, que podem precipitar e iniciar o
seu crescimento exercendo assim, uma força expansiva,
que contribui para uma maior desagregação das rochas.
6. Alívio da pressão
• A redução da pressão sobre uma massa rochosa pode causar
a sua expansão e posterior fragmentação.
• Disjunção esferoidal.
Tipos de meteorização
• Meteorização física ou mecânica;
• Meteorização química.
Meteorização Física
• Inclui os diversos processos que
fragmentam a rocha em pedaços
cada vez mais pequenos sem que, no
entanto, ocorram transformações
químicas que alterem a sua
composição.
Meteorização Química
• Verifica-se uma alteração, quer na
composição química, quer na
composição mineralógica.
Meteorização química
• Instabilidade da estrutura dos minerais
gerados em profundidade;
• Remoção ou introdução de elementos químicos
na sua estrutura interna;
• Conversão noutros minerais mais estáveis ou
em produtos solúveis;
Agentes de meteorização química
• Água;
• Temperatura;
• Oxigénio;
• Dióxido de carbono;
• Substâncias produzidas pelos seres vivos.
Processos mais importantes na
alteração química
• Carbonatação;
• Hidrólise;
• Oxidação.
• Na natureza, a acidificação da água é um
fenómeno frequente.
H2O + CO2 J H2CO3 J H+ + HCO3-
• As águas acidificadas reagem com
diferentes minerais, alterando-os.
O ácido carbónico provoca alteração
química em vários minerais
Carbonatação
• As águas acidificadas podem reagir, por
exemplo, com a calcite.
CaCO3 + H2CO3J Ca2+ + 2(HCO3-)
Hidrólise
• Os feldspatos são também facilmente alterados
pelas águas acidificadas, experimentando
reacções de hidrólise.
2KAlSi3O8 + 2H2CO3 + H2O J Al2Si2O5(OH)4 + 4SiO2 + 2K+ + 2HCO3-
Oxidação
• O oxigénio também é muito importante na
meteorização química, provocando
oxidações.
4 FeO + O2 J 2 Fe2O3
Sedimentogénese
• Meteorização
• Erosão
• Transporte
• Sedimentação
Sedimentogénese: erosão
transporte e sedimentação
• Erosão - processo pelo qual os agentes erosivos
(água e vento) arrastam e separam fragmentos
da rocha-mãe.
• As águas correntes possuem um papel muito
importante na erosão das rochas.
Ravinamentos
Chaminé-de-fada
Acção erosiva do vento
• A força exercida pelos agentes erosivos é,
geralmente suficiente para iniciar o transporte
desses materiais.
• Agentes de transporte: gravidade, vento e água.
Modificações experimentadas pelos detritos
durante o transporte:
- Arredondamento
- Granotriagem
• Em locais onde a acção dos agentes de erosão
e transporte se anula ou é muito reduzida,
ocorre a sedimentação.
• Quando os sedimentos se depositam formam
os estratos.
• Estratos/camadas – superfícies mais ou menos
paralelas.
• Cada camada nova que se forma sobrepõe-se
e comprime as mais antigas, situadas por
baixo dela.
Mais recente
Mais antiga
Juntas de estratificação – superfícies,
aproximadamente planas que separam
diferentes estratos.
Tecto – estrato que recobre a junta superior.
Muro – o estrato que fica por baixo da junta
inferior.
Diagénese
• Conjunto de fenómenos físicos e químicos
que transforma os sedimentos móveis em
rochas sedimentares consolidadas.
• Fenómenos que intervêm na diagénese:
– Compactação e desidratação;
– Cimentação.
Compactação e desidratação
• Compressão de sedimentos pelas camadas superiores
que sobre eles se foram depositando, com consequente
expulsão de água e diminuição do seu volume.
Cimentação
• Preenchimento dos espaços entre os sedimentos por
novos minerais que resultam da precipitação de
substâncias químicas dissolvidas na água.
• Estes materiais formam um cimento que liga as
partículas, formando uma rocha consolidada.
Diagénese
• Conjunto de fenómenos físicos e químicos
que transforma os sedimentos móveis em
rochas sedimentares consolidadas.
• Fenómenos que intervêm na diagénese:
– Compactação e desidratação;
– Cimentação;
Compactação e desidratação
• Compressão de sedimentos pelas camadas superiores
que sobre eles se foram depositando, com consequente
expulsão de água e diminuição do seu volume.
Cimentação
• Preenchimento dos espaços entre os sedimentos por
novos minerais que resultam da precipitação de
substâncias químicas dissolvidas na água.
• Estes materiais formam um cimento que liga as
partículas, formando uma rocha consolidada.
Diversidade das rochas sedimentares
• Mineral - corpo sólido, natural e
inorgânico, de estrutura cristalina e com
composição química fixa ou variável dentro
de certos limites.
• Minerais herdados – minerais que provieram de rochas
preexistentes, tendo sido modificados fisicamente devido a
fenómenos de desagregação e transporte.
• Minerais de neoformação – minerais novos formados durante o
processo de sedimentogénese ou de diagénese.
Propriedades dos minerais
• Propriedades físicas – identificação de
propriedades ópticas, de
propriedades mecânicas e densidade;
• Propriedades químicas – realização
de testes;
Cor dos minerais
• Minerais idiocromáticos – apresentam cor constante;
– Exemplos:
• Verde para a malaquite
• Amarelo latão para a pirite.
• Minerais alocromáticos – apresentam cor variável.
– Exemplos:
• Quartzo – incolor, branco, róseo, violeta, amarelo ou roxo.
Traço ou risca
• Cor do mineral quando reduzido a pó;
• Friccionar o mineral sobre uma placa de porcelana fosca. Assim,
o mineral deixa um traço constituído pelo pó do mesmo e cuja
cor é facilmente identificável.
• Funciona com minerais cuja dureza é inferior à da porcelana
(cerca de 7).
Traço ou risca
• Frequentemente, a cor da risca de um
mineral não coincide com a sua cor.
Exemplo: a pirite tem cor amarelo latão e a risca é negra.
Brilho ou lustre
• Efeito produzido pela qualidade e intensidade da
luz que é reflectida na superfície dos minerais.
• Brilho metálico;
• Brilho não metálico ou vulgar.
• Brilho metálico – Intenso, semelhante ao observado nos
metais polidos, observa-se em minerais opacos;
• Brilho não metálico - Observa-se em minerais
transparentes ou translúcidos.
Brilho ou lustre
• Em certos casos, o brilho não é do tipo
metálico, mas sensivelmente mais fraco –
Brilho submetálico.
submetálico
Brilho
Brilho metálico
Brilho submetálico
Brilho não metálico
Clivagem e fractura
• Clivagem – tendência de alguns minerais para
fragmentarem, segundo superfícies planas e brilhantes, de
direcções bem definidas e constantes;
• Fractura – fragmentação irregular, sem planos de clivagem
visíveis.
Dureza
• Resistência que um mineral oferece à abrasão.
• Para determinar a dureza relativa entre dois
minerais basta deslizar, sob pressão, uma aresta
viva de um sobre uma superfície do outro. O
mais duro deixará um sulco no mineral menos
duro.
Dureza
• A dureza dos minerais pode ser determinada
em relação aos termos de uma escala de
dureza como a Escala de Mohs;
• A escala de Mohs é constituída por dez
termos colocados por ordem crescente de
dureza;
• Qualquer mineral da escala risca todos os que
estão abaixo dele, não sendo riscados por eles.
Escala de Mohs
• um mineral é mais duro que outro se, e só se, o riscar, sem se
deixar riscar por ele;
• dois minerais têm a mesma dureza se se riscam ou não se riscam
mutuamente;
Escala de Mohs
- quando não se dispõe de uma escala de Mohs, podem utilizar-se
diferentes materiais;
• A utilização da escala de Mohs apenas proporciona
valores relativos.
Desvantagem: o aumento da dureza absoluta entre os
diferentes termos não é sempre o mesmo, fazendo-se de um
modo descontínuo.
Densidade
• A densidade absoluta, ou massa volúmica, de
uma substância traduz a massa por unidade de
volume.
• Para a identificação dos minerais, recorre-se à
densidade relativa, podendo utilizar-se qualquer
dos métodos usados em física.
• Balança de Jolly - funciona como um dinamómetro,
permitindo determinar o peso de uma amostra de mineral
pela deformação de uma mola.
Densidade
• Um dos métodos possíveis para avaliar a densidade
consiste em determinar:
–
–
Peso do mineral no ar – P;
Peso do mineral mergulhado na água – P´;
• A diferença P - P’ dá o valor da impulsão (I);
• A densidade relativa é calculada através da seguinte
fórmula:
• Testes de diagnostico de minerais:
– Teste do sabor salgado – Halite (NaCl);
– Teste da efervescência (HCL) - Calcite.
Teste da efervescência (HCL)
• A calcite e outros carbonatos reagem com o
ácido clorídrico, fazendo efervescência devido
à libertação de CO2 durante a reacção.