Apresentação do PowerPoint - Sena Geologia e Engenharia

TECTÔNICA DE PLACAS
Podemos simplificar três hipóteses, que deram origem efetivamente, a
Teoria da Tectônica de Placas:
 Primeira hipótese: Deriva Continental: Em 1915 Wegener ao publicar o
livro Origin of Continentes and Oceans, supôs que os continentes
migram uns em relação aos outros, baseado em informações como:
paleoclima: reconstrução de antigas zonas climáticas; ajuste
geométrico das margens dos continentes; correspondência
estratigráfica, litológica e estrutural.
Geologia e Paleontologia Combinadas em Lados Opostos
do Atlantico
Ajuste Geométrico dos
Continentes
WEGENER PARTIU DA HIPÓTESE DE QUE
EXISTIA
UM
ÚNICO
CONTINENTE,
DENOMINADO
“ PANGÉIA.”
ONDE HÁ 200 MILHÕES DE ANOS, NO INÍCIO
DA ERA MESOZÓICA, O PLANETA TERRA
COMEÇOU
A
SE
FRAGMENTAR
E
CONSEQUENTEMENTE
FORMAR
OS
CONTINENTES COM AS DISPOSIÇÕES ATUAIS.
A FRAGMENTAÇÃO DO PANGÉIA OCORREU NO
INÍCIO DA ERA MESOZÓICA.
O PANGÉIA, AO SE FRAGMENTAR, FORMA DOIS SUPER
CONTINENTES: GONDWANA, AO SUL E, LAURÁSIA AO NORTE.
DO ¨GONDWANA¨ E DA ¨LAURÁSIA¨
SURGIRAM OS CONTINENTES ATUAIS.
NO FINAL DO MESOZÓICO SURGEM A FORMAÇÃO DO ATLÂNTICO
E A ÍNDIA COMEÇA O SEU DESLOCAMENTO PARA O NORTE.
NO INÍCIO DO PERÍODO TERCIÁRIO
COMEÇA A FORMAÇÃO DAS ATUAIS CADEIAS MONTANHOSAS .
EM MEADOS DO TERCIÁRIO SURGE A AMÉRICA CENTRAL
E O MAR MEDITERRÂNEO COMEÇA A SE ESTREITAR.
ASSIM É A CONFIGURAÇÃO CONTINENTAL ATUAL,
PORÉM INSTÁVEL E EM DERIVA.
POSIÇÃO DOS CONTINENTES DAQUI A 150 MILHÕES DE ANOS.
POSIÇÃO DOS CONTINENTES DAQUI A 250 MILHÕES DE ANOS.
Segunda hipótese: Expansão do Fundo Oceânico e as Anomalias Magnéticas:

Batimetria do fundo oceânico realizadas para a 2ª Guerra Mundial revelaram ausência de
rochas oceânicas antigas e pouca espessura dos sedimentos no assoalho oceânico.

J.Tuzo Wilson (1965), comprovou a hipótese da expansão do assoalho oceânico, e
propôs um ciclo denominado de Ciclo de Wilson.
 F.J. Vine e D.H. Matthews
(1963 ) Elaboraram um
modelo que explica a
alternância de polaridade que
fica impressa na crosta
oceânica como um “gravador”
conforme ocorre a expansão
do fundo oceânico,
produzindo anomalias em
bandas paralelas ao centro
de emissão.
Indicação da inversão magnética
Idade da Crosta Oceânica
Terceira hipótese: Distribuição dos Hipocentros e Zonas de Sismos:
As pesquisas sismológicas ao longe do tempo descobriram a
concentração dos epicentros e sismos naturais nas placas litosféricas. A
distribuição dos epicentros define os limites das placas .
Distribuição mundial de epicentros de sismos com magnitude ≥ 5,0 na
escala Richter no periodo entre 1964 e 1995.
TECTÔNICA DE PLACAS
 É a teoria que estuda
e descreve os movimentos
em
Astenosfera
Litosfera
grandes escalas que ocorrem na Litosfera terrestre.
 Litosfera inclui a crosta e a parte mais externa do manto;
 Astenosfera corresponde a parte mais interior e viscosa do
manto.
 A litosfera encontra-se fragmentada em várias placas
tectônicas que se deslocam sobre a astenosfera.
PLACAS TECTÔNICAS
As Placas Tectônicas podem ser compostas por crosta oceânica
e continental ou apenas por um tipo único de crosta;
ESTRUTURA INTERNA DA TERRA
A crosta terrestre é
camada exterior mas fina
do planeta, constituída
pela crosta continental e
oceânica.
O manto é a camada que se
segue a crosta e é dividido em
manto inferior e superior.
Núcleo formado por núcleo
externo e interno.
Estrutura interna da Terra: em camadas
concêntricas, obtido a partir das velocidades das
ondas sísmicas.
LIMITES DE PLACAS TECTÔNICAS

Divergentes  formação de nova crosta oceânica.
 Convergentes  a placa mais densa mergulha sob a
outra.
 Transformates  movimento lateral, sem destruição.
Convergente - as placas movem se uma em direção a outra,
provocando choques que originam tremores, podem ocorrer
zonas de subducção, nas quais uma mergulha sob a outra,
gerando a formação de cadeias de montanhas como a Cadeia
do Andes e dos Alpes; ou ainda nas colisões continentais,
formando grandes sistemas de cadeias de montanhas, como
a Cadeia do Himalaia.
Divergentes - ocorre a movimentação das placas em
direções opostas, nestas regiões há formação de novas
rochas litosféricas que empurram as antigas, em processo
denominado de expansão do assoalho oceânico, estes locais
são chamados Dorsais meso-oceânicas pois também formam
cadeias montanhosas no fundo dos oceanos.
Transformante - na qual duas porções de uma mesma placa
movimentam-se com velocidades diferentes, ocasionando
uma falha, como a Falha de San Andreas, na California.
ÁREAS INSTÁVEIS COM TERREMOTOS
NOS CONTATOS ENTRE PLACAS TECTÔNICAS.
Pode-se observar, que as montanhas
têm origem como consequência do movimento convergente.
A formação da Península do Sinai
está ligada ao movimento divergente entre placas.
A Falha de Santo André,
localizada no contato entre
as placas Juan de Fuca
e Norte-americana, é o principal
exemplo de movimento
tangencial ou transformante.
AS MAIORES AÇÕES VULCÂNICAS DA TERRA OCORREM NO
CINTURÃO DO FOGO DO PACÍFICO.
MOTOR DAS PLACAS
TECTÔNICAS
 Motor = Convecção do manto;
 Energia vem do calor interno da terra;
 As placas tectônicas
são empurradas para
os lados pela criação
de nova litosfera nas
cadeias
mesooceânicas;
 Conforme a placa se
afasta
da
cadeia
meso-oceânica ela se
torna mas fria e
densa, com isso a
placa tende a ser
puxada para o interior
do manto em direção
ROCHAS: “Corpo sólido, natural, resultante de um processo geológico
determinado, formado por agregados de um ou mais minerais, arranjados
segundo as condições de temperatura e pressão existentes durante sua formação.
Quanto a gênese, as rochas formam três grandes grupos:
– Rochas ígneas ou magmáticas: formam-se pelo resfriamento e conseqüente
solidificação de material rochoso fundido (magma = rochas ígneas, sedimentares
ou metamórficas fundidas).
ROCHAS MAGMÁTICAS OU ÍGNEAS
Resultam do arrefecimento e solidificação do magma
ROCHAS PLUTÓNICAS
ROCHAS VULCÂNICAS
OU INTRUSIVAS
OU EXTRUSIVAS
Consolidação do magma ocorre em
profundidade, no interior da Terra
Consolidação ocorre à superfície
terrestre depois do magma ascender
do interior
MAGMA
-Mistura de material rochoso
(silicatos) fundido com uma
% variável de gases
dissolvidos
-Forma-se a elevada
temperatura e pressão
-Por vezes possui algumas
substâncias sólidas o que é
explicado pelas diferentes
temperaturas de fusão e
consolidação dos seus
constituintes
Aparelho vulcânico vulgar
ORIGEM DO MAGMA
Fusão das rochas da crosta e manto superior
Ascensão devido a menor densidade
Formação de câmaras magmáticas
a menores profundidades
Ascensão do magma
Aumento de pressão na câmara magmática
Erupção vulcânica
LAVA à superfície
AMBIENTES TECTÓNICOS DE FORMAÇÃO DE MAGMAS
FORMAÇÃO DE MAGMAS OCORRE EM:
 ZONAS DE AFASTAMENTO DE PLACAS (limites divergentes)
vulcanismo de vale de rifte ou das
dorsais
 ZONAS DE COLISÃO DE PLACAS (limites convergentes)
vulcanismo de subducção
 ZONAS INTRAPLACAS
vulcanismo dos pontos quentes (“hot
spots”)
Classificação dos magmas
BASÁLTICO
ANDESÍTICO
RIOLÍTICO
SiO2 < 52%
Pobre em sílica
Básico
52% < SiO2 < 65%
Composição
intermédia
SiO2 > 65%
Rico em sílica
Ácido
Temperatura alta
1000º - 1200ºC
Temperatura média
800º - 1000ºC
Temperatura baixa
600º - 800ºC
Pouco viscoso
Viscosidade
intermédia
Alta viscosidade
Pobre em gases
Intermédio
Rico em gases
O magma é uma mistura complexa de silicatos e ao solidificar forma
diferentes associações de minerais.
Como a cristalização destes minerais ocorre a temperaturas
diferentes, durante o processo de solidificação formam-se diferentes
associações de cristais e um magma residual (cuja composição vai
variando)
Existe DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA por CRISTALIZAÇÃO
FRACCIONADA (realizada em tempos diferentes)
BOWEN
 investigou a formação de cristais e a ordem pela qual eles cristalizam em
magmas em arrefecimento (esses magmas vão variando a sua composição)
 estabeleceu a sequência de reacções que ocorrem no magma durante a
diferenciação
SÉRIE REACCIONAL DE BOWEN
-Série de reacção descontínua ou dos minerais ferromagnesianos
-Série de reacção contínua ou das plagioclases
SEPARAÇÃO DOS CRISTAIS DO MAGMA
Durante a consolidação o líquido pode ser separado dos cristais
formados e dar origem a rochas com composição mineralógica
diferente
MAGMA BASÁLTICO
-origina-se a partir da fusão parcial das rochas do manto (astenosfera) –
PERIDOTITO
- a fusão de minerais ferromagnesianos do peridotito, devido à
diminuição de P quando ascende, leva à formação de um magma
basáltico
Derrame basáltico
MAGMA BASÁLTICO
-Por ser menos denso, ascende à superfície nas zonas de:
– ascensão de magma basáltico em
zonas de divergência de placas litosféricas
para formar nova crosta
• riftes
• pontos quentes – zonas no interior das
placas onde ascendem plumas térmicas
oriundas do manto profundo. Quando a pluma
atinge a litosfera diverge formando bolsas
magmáticas que expelem magma
BASALTOS E GABROS
- Se o magma proveniente do manto se
acumular em câmaras magmáticas próximas
da superfície e aí consolidar formam-se
rochas plutónicas – GABROS
- Se o velocidade de ascensão for superior à
velocidade de arrefecimento, o magma pode
chegar à superfície e só aí consolidar
formando-se rochas vulcânicas - BASALTOS
MAGMA ANDESÍTICO
-Formado em zonas de subdução de uma placa oceânica sob uma placa
continental
- a placa oceânica (mais densa) afunda e transporta com ela água e
sedimentos
- os sedimentos arrastados contém também geralmente água retida nos
poros
- a água ao aprofundar vai ser aquecida facilitando a fusão dos materiais,
originando-se magma
MAGMA ANDESÍTICO
ANDESITOS E DIORITOS
Se o magma consolidar no interior da Terra
forma-se uma rocha plutónica – DIORITO
Se o magma consolidar à superfície ou perto
dela forma-se uma rocha vulcânica ANDESITO
MAGMA RIOLÍTICO
-origina-se a partir da fusão parcial de rochas da crosta continental,
quando da colisão entre duas placas continentais
- quando 2 placas continentais colidem verifica-se o cavalgamento de
um sobre outra formando-se cadeias montanhosas
- o forte atrito aumenta a P e T provocando fusão parcial das rochas
continentais
RIOLITO E GRANITO
Se a consolidação desse magma ocorrer em
profundidade forma-se uma rocha plutónica –
GRANITO
(Os granitos constituem a base das cadeias montanhosas que mais tarde podem
ser postas a descoberto pela erosão. Admite-se que a crosta continental é
basicamente constituída por granito.)
Se a consolidação ocorrer à superfície
terrestre forma-se uma rocha vulcânica RIOLITO
FORMAS DE OCORRÊNCIA DAS ROCHAS ÍGNEAS:
- As principais formas de ocorrência das rochas ígneas na crosta terrestre são:
• Batólito = massa ígnea plutônica de grande volume (> 100km² de afloramento); corpo
irregular e topo dômico.
• Stock = massa ígnea plutônica de volume menor (< 100km²).
• Dique = forma-se preenchendo fraturas, com larguras centimétricas a centenas de metros.
• Sill = corpo ígneo de forma tabular, preenchendo planos de estratificação de depósitos
sedimentares.
• Rochas ígneas apresentam, em geral, melhor comportamento
geomecânico do que as rochas sedimentares ou metamórficas.
• Rochas plutônias, em geral, tem resistências mecânicas altas devido à
relativa homogeneidade dos corpos rochosos, forte coesão dos
constituintes minerais (textura) e granulação mais grossa.
• Rochas vulcânicas compactas
apresentam maiores resistências
mecânicas que as plutônicas, porém, a presença de vesículas ou
amígdalas, bem como de disjunções colunares, tendem a diminuí-las.
Rocha com amígdalas
Basalto vesicular
Disjunção colunar
CARACTERÍSTICAS DAS ROCHAS
MAGMÁTICAS
Classificação das Rochas Ígneas
As rochas ígneas são classificadas com base nos volumes modais de seus
minerais essenciais, como o quartzo, feldspatos e minerais ferromagnesianos.
Olivina: (Mg, Fe)2SiO4
A classificação química utilizada em especial para rochas vulcânicas, está baseada
no conteúdo de sílica, incorporado na estrutura dos minerais.
GRANITOS
- Rochas ácidas, plutônicas, de cores rosa e avermelhada quando predomina
feldspato potássico, e cinza quando predominam os plagioclásios
- Comercialmente a denominação “granito” é utilizada para qualquer rocha plutônica
- Constituição mineralógica: quartzo (20-30%); feldspatos (50-70%); minerais
ferromagnesianos, principalmente a biotita e/ou hornblenda (5-25%). Minerais
acessórios: magnetita, titanita, zircão, apatita e granada.
GRANODIORITO
Parentes dos granitos com larga predominância de plagioclásio (65-90%)
RIOLITOS
- Equivalente extrusivo dos granitos
DIORITOS
Rocha ígnea, intermediária, composta essencialmente por plagioclásio sódicocálcico e minerias máficos como biotita, hornblenda e/piroxênio
SIENITOS
- Rochas plutônicas, intermediárias, com alto conteúdo de álcalis (K e Na). São
faneríticas, granulares, compostas essencialmente por feldspato potássico e
no máximo 10% de quartzo.
TEXTURAS
Rocha ígnea plutônica (granito) com
textura porfirítica (cristais grandes em
uma matriz mais fina). Os cristais de
coloração
branca
são
feldspatos
potássicos. A rocha é composta por
megacristais de feldspatos potássicos e
matriz
composta
por
plagioclásio,
feldspato potássico, quartzo, biotita e
anfibólio.
Textura inequigranular, porfirítica com
megacristais poiquilíticos de microclina
ESTRUTURAS E TEXTURAS DAS ROCHAS ÍGNEAS:
- Estrutura : feições arquitetônicas do corpo rochoso, melhor observáveis no
campo.
- Textura: aspectos meso e microscópicos, tais como tamanho de cristais, grau de
cristalização e outros.
Estrutura maciça: minerais não apresentam orientações preferenciais;
apresenta aspecto compacto.
Estrutura colunar: prismas colunares devido contração de resfriamento
FEIÇÕES MACROSCÓPICAS DE INTRESSE DA GEOLOGIA DE ENGENHARIA:
-Descontinuidades: estruturas geológicas que podem instabilizar um maciço
rochoso quando submetido a uma carga.
Ex: juntas, falhas, fraturas, fissuras; acamamentos e foliações
Acamamento
Fraturas ou fendas: as paredes se mostram separadas
Falhas: há deslocamento no plano de fratura
FEIÇÕES MICROSCÓPICAS DE INTRESSE DA GEOLOGIA DE ENGENHARIA:
- Determinação e quantificação dos minerais, suas inter-relações, descrição de padrões
de alteração, deformações, etc.
Minerais primários da rocha = minerais essenciais + minerais acessórios.
Minerais secundários da rocha = gerados a partir de modificações dos minerais
primários, principalmente por processos intempéricos – argilominerais e hidróxidos
de ferro e alumínio.
Importância: rocha de enrocamento que
será submetido a ciclos de saturação e
secagem. Quanto maior a presença de
minerais secundários, menos estável
física e quimicamente é a rocha. A
quantificação de minerais secundários
fornece o grau de alteração da rocha.
FEIÇÕES MACROSCÓPICAS DE INTRESSE DA GEOLOGIA DE ENGENHARIA:
-Descontinuidades: estruturas geológicas que podem instabilizar um maciço
rochoso quando submetido a uma carga.
Ex: juntas, falhas, fraturas, fissuras; acamamentos e foliações
Acamamento
Fraturas ou fendas: as paredes se mostram separadas
Falhas: há deslocamento no plano de fratura
CLASSIFICAÇÃO PETROGRÁFICA:
- Obtida com base na sua mineralogia, arranjo textural e granulometria, cada
qual com maior importância relativa conforme o tipo de rocha. O conjunto
destes parâmetros define o comportamento mecânico das rochas.
FEIÇÕES MICROSCÓPICAS DE INTRESSE DA GEOLOGIA DE ENGENHARIA:
Minerais deletérios= são minerais que podem provocar efeitos prejudiciais quando
da sua aplicação, como em agregado para concreto. Ex: a opala pode reagir com os
álcalis do concreto, causando danos às estruturas civis.
Textura= é o arranjo microscópico dos minerais. As propriedades mecânicas
dependem, em parte, da textura, que reflete o grau de coesão da rocha.
Granulometria = refere-se ao tamanho dos grãos. É um dos critérios de classificação
das rochas sedimentares. Nas rochas ígneas, a granulação diferencia
macroscopicamente as rochas vulcânicas (mais finas) e plutônicas (mais grossas);
Microestruturas= são estruturas de dimensões microscópicas (microfraturas,
microfalhas, microdobras, etc) que também são determinantes para a maior ou
menor resistência mecânica das rochas.
• Maiores quantidades de quartzo aumentam a resistência mecânica da rocha,
mas por outro lado aumentam a sua abrasividade, o que leva a um maior
desgaste de equipamentos (britadores, serras diamantadas, etc).
Resumindo…
Questionário
O que são placas tectônicas? Explique os limites
convergentes, transformantes e divergentes.
O que são rochas Ígneas? Diferencie as rochas
plutônicas das vulcânicas. Dê exemplos.
A que se deve a variação de cores nas rochas Ígneas?
Classifique as rochas ígneas utilizando o diagrama QAP
Quartzo: 40%
K-Feldspato: 35%
Plagioclásio: 15%
Biotita: 10%
Quartzo: 10%
K-Feldspato: 55%
Plagioclásio: 35%
Quartzo: 20%
K-Feldspato: 20%
Plagioclásio: 50%
Biotita: 5%
Piroxênio: 5%