Aula0 e 1 - Mineração - Introdução, Minerais e Rochas
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Introdução
MSc. Yuri Ribeiro
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Ramo da geologia – Geologia x Engenharia CivilGeologia de Engenharia – Geotecnia
Aplicação de conhecimentos de Geociências: Fase pré: Planos diretores, estudos de inventários,
viabilidades técnicas e econômicas.
Fase pós: acompanhamento de desenvolvimento ou
monitoriamento e impactos ambientais.
Geo. de Engenharia: relaciona também Mec.dos Solos e dasRochas.
Introdução
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O que é mecânica das rochas? “Mecânica de rochas é a ciência aplicada e teórica que
estuda o comportamento mecânico das rochas emassas rochosas; é um braço da mecânica relacionadocom as respostas das rochas e maciços rochosos aoscampos de força do seu ambiente físico”
US National Committee of Rock Mechanics (1974)
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Onde é aplicada mecânica das rochas? Comportamento mecânico das rochas quando
submetidos a esforços em ensaios (especialmente decompressão simples e triaxial)
Mecanismos de deformação dos maciço rochoso
Critérios de ruptura
Estabilidade de aberturas subterrâneas e projetos de
revestimento e reforço do maciço rochoso Mecanismos de movimento da crosta terrestre (tensões)
Estabilidade de taludes rochosos
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Exemplos Caracterização geomecânica (ensaios)
Classificação geomecânica (maciço rochoso)
Abertura de túneis Estabilidade de taludes
Projeto de revestimento em túneis
Suporte de teto em minas
Instrumentação para monitoramento de tensões edeformações em túneis e taludes
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Plano
Visita técnica ????
Atividade Pontos
TIG 10
AIA 25
AF 25
DAD – relatório
1 seminário –
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Questionário 1) Dê dois exemplos para cada um dos três tipos de rocha. 2) Sobre geologia estrutural defina:
A) falha
B) dobra
C) foliação
3) O que é intemperismo? E o que é erosão?
4) Defina :
Tensão normal e cisalhante?
Entre σ1 e σ3 , qual é a maior tensão e qual é a menor?
5) O que você espera desta disciplina?
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Minerais e Rochas
MSc. Yuri Ribeiro
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Os mineraisClassificação química de James D. Dana (1813-1895)
usada em exposições de museus e livros
I. Elementos nativos (ouro, mercúrio, diamante)
II. Sulfetos (pirita, pirrotita, arsenopirita)
III. Óxidos e Hidróxidos (hematita, magnetita, limonita)
IV. Haloides (Halita, fluorita)
V. Carbonatos, Nitratos, Boratos (calcita, ankerita)
VI. Sulfatos, Cromatos, Molibdatos
VII. Fosfatos, Arsenatos, Vanadatos
VIII. Silicatos (quartzo, plagioclásio, mica – biotita , muscovita, anfibólio)
- Minerais com mesmo radical aniônico possuem propriedades físicassemelhantes.
- Mesmo radical tendem a se formar em processo físico-químico semelhantes.
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► Oxigênio (O) 46,6%► Silício (Si) 27,7%► Alumínio (Al) 8,1%► Ferro (Fe) 5,0%► Cálcio (Ca) 3,6%
► Sódio (Na) 2,8%► Potássio (K) 2,6%► Magnésio (Mg) 2,1%► Todos outros 1,5%
► TOTAL: 100,0%
A composição (média) da crosta terrestre
► Ex: OURO (Au) 0,00000004 ou 0,004 g/t
► Em Minas Gerais – depósitos auríferos primários variam entre 3 e 12,0 g/t(dado aproximado)
% por peso
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Como se Formam os Minerais? Processo de Cristalização
cresce a partir de um núcleo de cristalização e pode ou não desenvolver facescristalinas, dependendo das condições (velocidade de cristalização,quantidade de voláteis, viscosidade do meio, espaço, etc.).
Quais são os processos??? Comentar minas fechadas!
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Gênese mineral
< T e m p .
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<
T e m p e r a t u r a
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Precipitação
Deserto do Atacama/ ChileLaguna Cejar: lagoa de água supersaturadaem sais
Fotos de arquivo pessoal: Laguna Cejar, Deserto do Atacama. Destaque para a precipitação de dos cristais de sal.
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Prescipitação•
Salar de Uyuni – sul daBolíviaFotos de arquivo pessoal: Salar formado pela prescipitação de sal..
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Resfriamento Fusão
•
Mina de El Teniente / ChileDepósito Porfirítico de CobreCavidade com minerais gigantes
Fotos de arquivo pessoal: Mina de cobre de “El Teniente “, com minerais gigantes (5 cm) em galeria da Mina.
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A partir de Vapor
Vulcão Villa Rica Vulcão ativo Pucon/Chile
Sua última grande erupção ocorreu em 1984.
É também conhecido como Rucapillán, ou"casa do demônio" na língua Mapuche.
Fotos de arquivo pessoal: Cratera do vulcão Villa Rica, com detalhe da precipitação de enxofre.
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Classificação dos minerais A classificação dos minerais leva em conta a composição química e as
classes dependem do ânion ou grupo aniônico dominante.
Razões:
1) Os minerais com o mesmo ânion ou grupo aniônico apresentam maisfamiliaridades inconfundíveis, em geral, mais forte e claramentemarcadas (entre si) do que os minerais contendo algum cátiondominante.
Ex. minerais carbonáticos são mais semelhantes do que os minerais de cobre.
2) Minerais com o mesmo ânion tendem a ocorrer (gênese) juntos nomesmo ambiente geológico ou em ambientes geológicos semelhantes.
Ex. Sulfetos são comuns em depósitos minerais do tipo veio (segregações centimétricas amétricas de quartzo + sulfetos).
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Classes dos minerais Elementos nativos (metais) – Au, Ag, Cu
Sulfetos (S) – Galena (PbS)
Óxidos e hidróxidos (O e OH) – Hematita (Fe2O3) Haletos (Cl, F) – Halita (NaCl)
Carbonatos, boratos e nitratos (CO3, NO3, BO3) –calcita (CaCO3)
Sulfatos, cromatos, molibdatos, tungstatos (SO4,CrO4, MoO4, WO4) – scheelita (CaWO4)
Fosfatos (PO4) – apatita (Ca5(F,Cl)(PO4)3) Silicatos (SiO4) e Aluminosolicatos (AlSiO4) – sílica (SiO2)
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COMO IDENTIFICAR OS MINERAIS?
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Fonte deste material: Geólogo Professor Antônio Liccardo
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rochas são criadas por diferentes processos
Rocha é um agregado sólido que ocorrenaturalmente e é constituído por um ou maisminerais ou mineralóides. A camada externa
sólida da Terra, conhecida por litosfera éconstituída por rochas.
CONCEITO DE ROCHAS E O CICLO DAS ROCHAS
CONCEITO DE ROCHAS
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CONCEITO DE ROCHASE O CICLO DAS ROCHAS INTEMPERISMO
TRANSPORTE
DEPOSIÇÃO
SEDIMENTOS
LITIFICAÇÃO
ROCHASSEDIMENTARES
ROCHASMETAMÓRFICAS
ROCHAS ÍGNEAS(INTRUSIVAS)
ROCHAS ÍGNEAS(EXTRUSIVAS)
METAMORFISMO
FUSÃO
CRISTALIZAÇÃO
CRISTALIZAÇÃO
SOERGUIMENTO EEXPOSIÇÃO
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The Rock Cycle
It is a useful summary of the relationships between rocks. Any type of rock can be transformed in any other type of rock and has probablyhappened many times in the rocks history.
Several key processes change rocks
• Weathering: the physical and chemical breakdown of rock.
•Transportation: the transportation of from the weathering site
•Deposition: the deposition of sediments after transportation
•Lithification: sediments turning into rock by the processes ofcompaction and cementation
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•Melting: The heating of solid rock till it melts
•Metamorphism: The changing of rock by heat, pressure &chemically active fluids
•Crystallization: The growth of crystals from a cooling magma
•Uplift and exposure: The movement of rock to the surface by weathering & erosion, faulting etc
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Principais Grupos de RochasIGNEOUS SEDIMENTARY METAMORPHIC
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• result from crystallization of magma•Occur in a wide variety of forms of different shapes and sizes
•major subdivision is into the extrusive or volcanic rocks and the intrusive or
plutonic rocks.
Intrusive Igneous•Formed under ground
•Usually medium to coarse grained texture due to slow cooling
•Typically light colored
Extrusive Igneous •Formed on surface
•glassy or fine-grained due to rapid cooling
•May have voids due to degassing of the magma
•Typically dark colored.
Rochas ígneas registro da história termal da Terra
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Extrusiva (vulcânica) Intrusiva (plutônica)
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Basalto
Granito
Gabro
Riolito
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Rochas Ígneas
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Rochas Ígneas ou Magmáticas
Magma: É uma matéria rochosa movediça e fervente, de alta temperatura,constituída por fases líquidas, gasosas e sólidas.
Os termos ácido e básico são amplamente utilizados na classificação dasrochas ígneas e se relacionam com o teor em sílica.
magma ácido, mais rico em sílica, de cor clara e muito viscoso,
magma básico, menos rico em sílica, mais fluído e escuro.
O magma mais viscoso relaciona-se com as rochas graníticas e o mais fluídocom as rochas basálticas.
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diferenciação magmática Variação de composição de um magma parental, originando vários tipos de rochas, através de processos como cristalizaçãofracionada, imiscibilidade de líquidos e fracionamento delíquido magmático.
cristalização fracionadaProcesso de diferenciação magmática decorrente dacristalização progressiva de minerais diversos a partir deum magma parental com o decaimento de temperatura
cristalizam minerais de mais alto ponto de fusão (osmais ferro-magnesianos), resultando em cristais emagma residual que têm, separadamente, composiçãodiferente da do magma original e, com o avanço doprocesso tem-se minerais mais félsicos cristalizando.
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Gabro
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Formas de ocorrência de rochas ígneas
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Intrusive granite
Fig. 3.2
IntrusiveGranite
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Extrusive Basalt
ExtrusiveBasalt
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ROCHAS ÍGNEAS: TEXTURAS E MINERALOGIA
TEXTURA FANERÍTICA:
granulação grossa: cristais vistos aolho nú (> 5 mm)
resfriamento lento
GRANITO: feldspato K, quartzo,
mica (biotita e muscovita),plagioclásio Na
TEXTURA AFANÍTICA:
granulação fina: cristais vistos
somente com lupa (> 1 mm)resfriamento rápido
RIOLITO: feldspato K, quartzo,mica (biotita e muscovita),plagioclásio Na
Fonte: http://comp.uark.edu/~sboss
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ROCHAS ÍGNEAS:TEXTURAS EMINERALOGIA
TEXTURA FANERÍTICA
TEXTURA AFANÍTICA
GABRO
plagioclásio Ca + piroxênio ± olivina
BASALTO
plagioclásio Ca + piroxênio ± olivina
Plagioclásio Ca
Piroxênio
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ROCHAS ÍGNEAS:TEXTURAS E MINERALOGIA
TEXTURA PORFIRÍTICA
Fenocristais de feldspato K e matriz fina
Fonte: www.science.ubc.ca/
Indica 2 estágios de resfriamento: um mais devagar forma fenocristais;seguido por resfriamento rápido matriz fina
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MINERAIS FÉLSICOS E MÁFICOS E A COR DAS ÍGNEAS
Fonte: http://comp.uark.edu/~sboss
Plagioclásio Na
Piroxênio
BASALTO
GRANITO
MINERAIS MÁFICOSRicos em Mg e FeCor escuraolivina, piroxênio, anfibólio,biotita
MINERAIS FÉLSICORicos em SiO2, Al e KCor claraquartzo, feldspato K emuscovita
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Í
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ROCHAS ÍGNEAS • ROCHAS VULCÂNICAS
– Classificação no campo e laboratório
Basalto colunar (juntas de contração poligonais) formado pela contração
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(j ç p g ) p çquando a lava resfria; o eixo da coluna é aproximadamente perpendicular àsuperfície de resfriamento
Norte da Irlanda
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Morro Dois Irmãos
Noronha
Í
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ROCHAS ÍGNEAS • ROCHAS
PLUTÔNICAS:Classificação
CAMPO
Plutônica
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Granito Granodiorito
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Vulcânica chl
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Massive flowAmygdaloidal flows
Volcanoclastic layers
50X
abhm
100 m
Dol
Vesículas amígdalaspreenchidas
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Pedra-pome
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Lavas em corda Catânia
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Rochas piroclásticas são aquelas formadas por materiais ejetados de vulcões eque são sedimentados e cimentados em um agregado coerente. transição
entre as rochas ígneas e as sedimentares.
Terminologia:Piro = fuego ;
clasto = fragmento
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Geotecnia das Ígneas Rochas ígneas como basaltos e granitos, são muito
utilizadas na construção civil para a confecção de muros,meio fios, pavimentação, tanto na forma de
paralelepípedos como de pedra irregular.
Elevada resistência a compressão e ao desgaste.
Por apresentarem engrazamento dos minerais as ígneastem maior resistência que as rochas clásticas.
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Questionário 1) Dê dois exemplos para cada um dos três tipos de
rocha.
1ª pergunta apenas 2 responderam tudo certo!
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Resposta Sedimentares: Calcáreo, Arenito,
Ígneas: Basalto, kimberlito, Granito, Gabro
Metamórficas: Ardósia, Mármore, Gnaisse, xisto, Filito
Não são nomes de rochas: Feldspato, Carvão, Quartzo,Minério de ferro, Minério de manganês, Hematita,Brita, Areia,