Apresentação do PowerPoint

ST 409 – ELEMENTOS DE GEOLOGIA E MECÂNICA DOS SOLOS
ROCHAS METAMÓRFICAS
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ROCHAS METAMÓRFICAS
Metamorfismos são alterações ou metamorfoses no estado sólido
da composição mineralógica, textura e/ou estrutura das rochas
pré-existentes (sedimentares, ígneas ou metamórficas
anteriores), devido à ação de agentes energéticos (altas
temperaturas, pressões e/ou soluções químicas, ditos “agentes
do metamorfismo”), sem no entanto sofrerem fusão.
META = MUDANÇA
MORPHO = FORMA
2
CICLO DE FORMAÇÃO DAS ROCHAS
3
AGENTES DO METAFORMISMO
„
TEMPERATURA: ao aprofundarem-se progressivamente sob
um crescente número de camadas de sedimentos as rochas vão
sofrendo temperaturas cada vez mais elevadas.
„ CALOR RESIDUAL DA TERRA: grau geotérmico
(1ºC a cada 33 m);
„ INTRUSÕES ÍGNEAS: grandes massas de rochas
produzem altas temperaturas;
„ DESINTEGRAÇÃO
DE
SUBSTÂNCIAS
RADIOATIVAS: energia liberada;
„ ATRITO ENTRE CAMADAS: energia de fricção.
4
AGENTES DO METAFORMISMO
„
PRESSÃO: a simples elevação de temperatura não é um fator determinante
do metamorfismo, mas é principalmente a pressão em combinação com a
temperatura que mais contribui para as profundas modificações das rochas.
„ PRESSÕES ORIENTADAS: sobrecarga de rochas sobrejacentes;
„ PRESSÕES HIDROSTÁTICAS: zonas profundas da crosta, onde as
rochas trabalham hidrostaticamente;
„ OUTRAS PRESSÕES: pressão da água, gases, vapores (CO2, O2).
„
EFEITOS DA PRESSÃO:
„ eliminação da porosidade;
„ expulsão de voláteis;
„ desaparecimento de fósseis;
„ aparecimento de minerais mais densos.
„
FLUIDOS: os fluidos, tais como água, gás carbono, oxigênio, fluor, etc
desempenham a função de facilitar as reações e transformações
mineralógicas → atividade química.
5
TIPOS DE TRANSFORMAÇÕES
„
METAMORFISMO NORMAL: sem qualquer perda ou adição de novo
material a rocha que sofreu metamorfismo, ou seja, a composição química
continua a mesma, embora a rocha seja outra.
„ arenitos
→ quartzito
„ calcários → mármores
„ folhelhos → micaxistos
„
METAMORFISMO METASSOMÁTICO OU METASSOMATISMO:
ocorre mudança de composição química da rocha, evidenciado pela
formação de minerais novos não existentes anteriormente.
„
ELEMENTOS QUE CARACTERIZAM E IDENTIFICAM UMA
ROCHA METAMÓRFICA:
„ minerais orientados;
„ dobras e fraturas;
„ dureza média a elevada.
6
TIPOS DE METAMORFISMO
„
METAMORFISMO TÉRMICO OU DE CONTATO: ocorre através do
contato de duas rochas pré-existentes. O agente principal neste tipo de
metamorfismo é o calor.
„
Metamorfismo de contato: ocorre ao redor das grandes massas
magmáticas internas, porém com a temperatura inferior à que
predomina no pirometamorfismo. Aumenta a mobilidade da rocha
encaixante, favorecendo o aparecimento de novos minerais e de
fenômenos de recristalização.
„
Pirometamorfismo: transformação química e física da superfície das
rochas pelo contato imediato com um magma.
7
TIPOS DE METAMORFISMO
„
METAFORMISMO DINÂMICO OU CATACLÁSTICO:
pressão não uniforme associada ao aumento de temperatura
provoca fraturas originando estruturas e texturas próprias. Este
tipo de metamorfismo ocasiona o deslocamento de massas de
rochas em zonas de falhas (pressão orientada) e se restringe a
partes pouco profundas da crosta terrestre, consistindo no
fraturamento, trituração e moagem das rochas originais, com a
conseqüente modificação da textura e estrutura não ocorrendo
processos de recristalização.
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TIPOS DE METAMORFISMO
METAMORFISMO REGIONAL DÍNAMO TERMAL: ação
conjunta da temperatura e pressão provocando a recristalização
na rocha e favorecendo o aparecimento de novas estruturas.
Está intimamente relacionado com a formação de cadeias de
montanhas (áreas conhecidas como geosinclinais).
É também chamado de “geral”, pois afeta grandes regiões e é
considerado o mais importante.
Este tipo de metamorfismo ocorre a grandes profundidades, mas,
pela ação de intemperismo e erosão, as rochas metamorfisadas
podem atingir a superfície, completamente transformadas em
grandes massas de xistos e gnaisses.
9
TIPOS DE METAMORFISMO
„
METAMORFISMO PLUTÔNICO: num aprofundamento
ainda maior, as rochas entram na fase plástica, pastosa e já não
transmitem pressões dirigidas, perdendo pouco a pouco a
orientação dos seus minerais, enquanto novos se formam,
praticamente sem xistosidade.
10
CAUSAS DO METAMORFISMO
„
„
contato de rochas pré-existentes;
movimentos tangenciais dos continentes (placas tectônicas).
11
SEQÜÊNCIA DO METAMORFISMO
12
PLANO DE XISTOSIDADE
„
XISTOSIDADE: é uma expressão da medida em que minerais
micáceos, lamelares ou prismáticos paralelos ou sub-paralelos
caracterizam a aparência de uma rocha metamórfica. a
xistosidade é evidenciada pelo achatamento e orientação dos
grãos da rocha durante o processo de metamorfismo.
13
TIPOS DE ROCHAS METAMÓRFICAS
14
PROPRIEDADES MECÂNICAS DAS ROCHAS
METAMÓRFICAS
„
As características mecânicas dos maciços e das rochas metamórficas
dependem, fundamentalmente, da
„ xistosidade: (ausente, fraca ou bem pronunciada);
„ composição mineralógica;
„ textura.
„
Por suas características tecnológicas situa-se entre as sedimentares e as
ígneas: tem maior densidade e são mais resistentes que as sedimentares
originais e são menos resistentes e mais deformáveis que as ígneas,
especialmente devido à xistosidade.
„
O arranjo orientado dos grãos e a xistosidade facilitam o ataque dos agentes
do intemperismo, propiciando a profunda alteração das rochas
metamórficas, gerando solos espessos.
„
A extrema rapidez de variação lateral e vertical de suas camadas em termos
de natureza e características é também um aspecto importante para prática
de engenharia.
15
MINERAIS METAMÓRFICOS
„
INFLUÊNCIA DA COMPOSIÇÃO ORIGINAL: as transformações
minerais dependem da:
„ composição da rocha original;
„ natureza ou tipo de metamorfismo submetido.
„
TIPOS DE ROCHAS SEGUNDO COMPOSIÇÃO INICIAL:
„ argilosas: mudanças são bem caracterizadas de acordo com a elevação
de temperatura e pressão. servem para o estabelecimento dos
sucessivos graus de metamorfismo.
„ arenosas, ígneas ácidas e tufos; xistos ácidos e gnaisses: menos
sensíveis às mudanças, portanto difíceis de serem acompanhadas.
„ calcários e outras rochas carbonatadas: são rochas constituidas de
carbonato de cálcio puro: as mudanças são pequenas exceto
recristalização.
„ ígneas intermediárias, básicas e seus tufos: são do tipo magmático
básico.
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MINERAIS METAMÓRFICOS: PROCESSOS
„
„
As reações se processam no estado sólido (não sofrem fusão).
Prova: conservação de vestígios de estratificação e pela
presença de restos fósseis em rochas complemente
recristalizadas.
Os cristais crescerão na direção perpendicular à direção da
maior pressão (alongadas paralelamente à direção de menor
pressão).
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MINERAIS METAMÓRFICOS: PROCESSOS
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APLICAÇÃO PRÁTICA DE ROCHAS METAMÓRFICAS
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
„
PEDRA BRITADA: aproveita-se os gnaisses, quartzitos e os
mármores. As rochas xistosas, devido a tendência de formar
fragmentos lamelares, não são apropriadas para material de
brita, seja para concreto, seja para asfalto.
Gnaisse
Quartzito
Pedreira de mármore
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QUARTZITO
São rochas provenientes do metamorfismo dos arenitos em áreas
areníticas, com predominância de micas quartzo. Apresentam
textura xistosa e os minerais não são vistos a olho nú.
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MÁRMORES
São rochas formadas a partir de um metamórfismo dinamotermal
(pressão e temperatura em áreas de calcário. Quanto mais
puros os calcários mais puros os mármores.
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GNAISSE
Rocha
metamórfica
essencialmente
quartzo-feldspática,
granulação frequentemente média a grossa; a estrutura é muito
variável desde maciça, granitóide, com foliação dada pelo
achatamento dos grãos até bandada. Deformadas e dobradas a
Gnaisse pode ser uma rocha muito resistente, com estrutura
altamente ondulatória.
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APLICAÇÃO PRÁTICA DE ROCHAS METAMÓRFICAS
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
Revestimento de pisos e paredes: o mármore, por sua beleza quando polido e
pelo seu preço acessível é bastante requisitado. Em pisos de edifícios
públicos, o mármore (dureza 2) em pouco tempo poderá estar riscado pelos
fragmentos de areia (dureza 7). A presença de micas na grande maioria das
rochas metamórficas confere-lhes um brilho de grande beleza que,
combinado com a imensa variedade de cores e a facilidade com que
desagregam em plaquetas, fazem delas requisitados materiais de
revestimento de fachadas e paredes internas.
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APLICAÇÃO PRÁTICA DE ROCHAS METAMÓRFICAS
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
Coberturas: a facilidade de separar-se em placas confere às
ardósias a possibilidade de serem utilizadas como telhas ou
como lajotas de revestimento de calçadas.
Clivagem em ardósia em pedreira
perto de Alta, Noruega.
24
DESENVOLVIMENTO DE CLIVAGEM
25
„
APLICAÇÃO PRÁTICA DE ROCHAS METAMÓRFICAS
TALUDES
Valem as mesmas
considerações relativas
às rochas sedimentares,
com um agravante:
além dos planos de
xistosidade, via de
regra, serem mais
instáveis do que os
planos
de
estratificação, dentro
do pacote de rochas
metamórficas
mergulhantes podem
existir camadas com
baixíssima resistência,
especialmente devido
às micas.
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APLICAÇÃO PRÁTICA DE ROCHAS METAMÓRFICAS
TÚNEL
„
„
„
A estabilidade dos túneis e o processo de escoramento e tratamento deverão
obedecer a direção do plano de xistosidade e a composição mineralógica do
maciço rochoso.
As observações feitas para as rochas sedimentares são também válidas para
as rochas metamórficas em obras de túneis.
Os planos de xistosidade são, em geral, menos resistentes que os planos de
estratificação.
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APLICAÇÃO PRÁTICA DE ROCHAS METAMÓRFICAS
BARRAGENS
De uma maneira geral, as rochas metamórficas são pouco
permeáveis, apresentando espessuras de solos que justificam a
opção por barragens homogêneas de terra.
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RESUMO DE IDENTIFICAÇÃO MACROSCÓPICA
DOS PRINCIPAIS TIPOS DE ROCHAS - GRUPO I
Rochas com estrutura maciça. Granulação finíssima. Não se
observam minerais a olho nu. Sem orientação preferencial.
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RESUMO DE IDENTIFICAÇÃO MACROSCÓPICA
DOS PRINCIPAIS TIPOS DE ROCHAS - GRUPO I
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RESUMO DE IDENTIFICAÇÃO MACROSCÓPICA
DOS PRINCIPAIS TIPOS DE ROCHAS - GRUPO II
Rochas com estrutura maciça. Granulação média a grossa. São
observados cristais. Sem orientação preferencial.
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RESUMO DE IDENTIFICAÇÃO MACROSCÓPICA
DOS PRINCIPAIS TIPOS DE ROCHAS - GRUPO II
32
RESUMO DE IDENTIFICAÇÃO MACROSCÓPICA
DOS PRINCIPAIS TIPOS DE ROCHAS - GRUPO II
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RESUMO DE IDENTIFICAÇÃO MACROSCÓPICA
DOS PRINCIPAIS TIPOS DE ROCHAS - GRUPO III
Rochas orientadas em planos ou linhas.
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RESUMO DE IDENTIFICAÇÃO MACROSCÓPICA
DOS PRINCIPAIS TIPOS DE ROCHAS - GRUPO IV
„
Rochas
com
camadas
próximas
da
horizontal.
Estratificadas.Clásticas. Granulação variável. Friáveis.
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RESUMO PARA IDENTIFICAÇÃO MACROSCÓPICA
DO TIPO DA ROCHA
„
Rochas magmáticas
„ Estrutura maciça, compacta.
„ Dureza média a elevada.
„ No campo, a cor é relativamente homogênea.
„
Rochas sedimentares
„ Estrutura em camadas.
„ Dureza baixa.
„ No campo, a cor pode variar no sentido horizontal e vertical.
„ Estruturas sedimentares típicas: estratificação cruzada, marcas de
ondas, de animais, de chuva, do gelo, etc. Fósseis.
„
Rochas metamórficas
„ Estrutura orientada. Paralelismo dos minerais.
„ Dureza média a elevada, com exceção das micáceas e carbonatadas.
„ No campo, a cor pode variar, como as sedimentares.
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ROTEIRO PARA IDENTIFICAÇÃO DAS ROCHAS
1. Cor: deve ser referida, embora não seja muito importante.
2. Granulação: muito grossa, grossa, média, fina ou finíssima.
3. Dureza: sua avaliação é dada por: riscável pela unha, facilmente pelo
canivete e dificilmente pelo canivete.
4. Estrutura: resume-se em: maciça, orientada ou estratificada.
5. Minerais presentes: depende de um maior conhecimento do indivíduo.
6. Conclusão: verificar a qual dos grupos anteriores pertence.
Complementação:
7. Graus de alteração: inalterada ou sã, ligeiramente, medianamente ou
bastante alterada.
8. Outras observações: eventual fratura, presença de vesículas, etc;
9. Tipo da rocha.
10. Nome da rocha .
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38
39
40
Arco vulcânico
(zona de subducção)
Zona de extensão de placas
Zona de extensão de placas
continentais e cinturões de montanhas continentais e cinturões de montanhas
41
42
„
Clivagem em ardósia em pedreira perto de Alta, Noruega.
Ardósia é usada como pedra de dimensão para telhados e
bilhar (pool) tabelas, entre muitas outras aplicações industriais
e comerciais.
Clivagem em ardósia em pedreira
perto de Alta, Noruega. Clivagem em
ardósia em pedreira perto de Alta,
Noruega.
43
„
Esta amostra de xisto é composto por muscovita e biotita.
Micáceo materiais apresentam baixa resistência ao
cisalhamento entre as placas pequenas, muitas vezes,
fomentando falhas ladeira enorme, como deslizamentos de
terra
44
„
Deformadas e dobradas no afloramento de gnaisse. Gnaisse
pode ser uma rocha muito resistente, com estrutura altamente
ondulatória.
45
„
Slate (esquerda) e filito (à direita), que é mais ondulado e
brilhante)
46
„
Garnet mica xisto é uma rocha metamórfica de alto grau em
placas individuais de mica brilhantes são facilmente visíveis.
Os cristais de granada escuro vermelho são chamados
almandina.
47
„
O mármore é uma rocha cristalina formada pela metamorfose
de calcário.
48
„
Falha brecha exposta em Tito Canyon, um afluente levando-se
em
Death
Valley,
CA
Breccia é composto de fragmentos muito angular
49
„
Metamorphic ambientes criados por placas tectônicas em
curso; espalhamento da crosta oceânica em cumes e em
trincheiras onde a fina crosta oceânica é subducted sob espessa
crosta continental.
50
CLASSIFICAÇÃO DAS ROCHAS METAMÓRFICAS
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OBRIGADO PELA ATENÇÃO.
Leituras:
Capítulo 7 de CHIOSSI, N. J. (1975).
e
Capítulo II de LEINZ, V. (1998)
Pesquisas adicionais:
„ www.rc.unesp.br/museudpm/
„ www.periodicos.capes.gov.br
„ www.abge.com.br
„ Bibliotecas, Internet, etc.…
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