Noções de petrologia

22/03/2014

1

Noções de PetrologiaCiclo das Rochas

Instituto Federal de Pernambuco - Campus BarreirosDepartamento de Desenvolvimento Educacional

Coordenação do Curso Superior de Tecnologia em AgroecologiaFundamentos de Solos

Prof. Rômulo Souza

Agregado natural formado de uma ou mais mineraisconstituindo parte essencial da litosfera.

O número de minerais constituintes de uma rocha é,geralmente, pequeno. Com base na quantidade, natureza eproporção de minerais é possível classificar a rocha.

ROCHAS

A Petrografia ou Petrologia: É o ramo da ciência geológicaque se dedica ao estudo das rochas, sua constituição,origem e classificação.

As rochas podem ser:

Monominerálica: Calcita, Gipsita

Multiminerálica: Granito, gnaisse, basalto.

Os minerais que se destacam pela sua quantidade sãochamados minerais essenciais.

Os que ocorrem esporadicamente ou em pequena proporçãosão chamados minerais acessórios.

O número de minerais essenciais geralmente não ultrapassa3 e os acessórios, raramente ultrapassam 5.

ROCHAS

22/03/2014

2

Monominerálica:

ROCHAS

Calcita (CaCO3)Composição - Carbonato

de Cálcio. 53,0% CaO , 44,0% CO2

Gipsita (CaSO4.2H2O)Composição - Sulfato de

cálcio hidratado. 46,6% SO3, 32,5% CaO,

20,9% H2O

Multiminerálica:

ROCHAS

Granito (grosseiro rico em feldspato potássico)Composição principal -

feldspato potássico, plagioclásio e quartzo,

além de biotita e hornblenda

GnaisseComposição principal -

mais de 20% de feldspato potássico, plagioclásio, e

ainda quartzo e biotita

BasaltoComposição principal -

essencialmente por piroxênios e plagioclásio.

Pode incluir olivina, quartzo, feldspato

potássico, nefelina e vidro vulcânico.

O ciclo das rochas representa as diversas possibilidades detransformação de um tipo de rocha em outro.

Os continentes se originaram ao longo do tempo geológicopela transferência de materiais menos densos do manto paraa superfície terrestre.

Este processo ocorreu principalmente através de atividademagmática.

Ciclo das Rochas

22/03/2014

3

Classificação Genética das Rochas

Cada processo é caracterizado por determinadas coordenadas físico-químicas, principalmente, condições de temperatura e pressão.

Essas coordenadas imprimem às rochas determinadascaracterísticas e permitem classificar cada rocha em um dos trêsgrandes grupos.

Existem três grandes processos de gênese de rochas, deacordo com o seu modo de formação na natureza.

Ígneas ou Magmáticas

Metamórficas

Sedimentares

São aquelas resultantes da consolidação do magma(material ígneo, ou seja, em estado de fusão que está nointerior do globo terrestre).

As rochas magmáticas são as únicas que não se formama partir de outras pré-existentes.

Constituem 80% do volume da litosfera.

São exemplos: granitos, basaltos, diabásio, etc.

1. Rochas Ígneas ou Magmáticas

22/03/2014

4

Magma

Qualquer material rochoso fundido que ao consolidar,constitui as rochas ígneas (ou magmáticas).

Apresenta temperatura entre 700 a 1.200º C.

Se originam da fusão parcial da rochas do manto naastenosfera, do manto superior ou crosta inferior

Componentes:

- Parte líquida = material rochoso fundido;

- parte sólida = corresponde a minerais cristalizados efragmentos de rocha;

- Parte gasosa = H2O e CO2 dissolvido na parte líquida.

Constituintes do Magma

A composição depende de vários fatores:

- Constituição da rocha de origem;

- Condições onde ocorreu a fusão e a taxa de fusão;

-Evolução do magma da origem a sua consolidação

-Os magmas têm, predominantemente, composiçãoSILICÁTICA:

Si, O, Al, Ca, Fe, Mg, Na, K, Mn, Ti e P

A variação composicional dependerá do teor de SÍLICA (% peso de SiO2)

MAGMA BASÁLTICO: 45 A 52% de SiO2 = Fusão de rochasdo manto (minerais ferro-magnesianos).Ocorrem principalmente nas cadeias meso-oceânicas etambém na crosta continental (manto superior)

MAGMA RIOLÍTICO ou GRANÍTICO: > 66% = Originados dafusão das partes profundas da crosta continental.

MAGMA ANDESÍTICO: 52 e 66% = Característicos de arcosde ilha ou de cadeias de montanhas em margens continentaisconvergentes (bordas de placas convergentes).

22/03/2014

5

Classificação de Rochas Ígneas ou Magmáticas

1. Modo de Jazimento:

Refere-se as posições (locais) onde as rochas ígneas seconsolidam na litosfera.

O magma gerado em profundidade pode resfriar e solidificar dandoorigem as rochas, em duas situações: na superfície ou nas regiõesinternas da Terra.

De acordo com a posição de formação, rochas podem serclassificadas como:

a) Rochas extrusivas, efusivas ou vulcânicas;

b) Rochas Intrusivas:

Intrusivas hipoabissais:Intrusivas plutônicas:

22/03/2014

6

a) Rochas extrusivas, efusivas ou vulcânicas:

são rochas formadas pelo resfriamento do magma emsuperfície, caracterizando os derrames de lavas. Apresentamem geral textura afanítica, estruturas vítrea, maciça e vesicular.O magma resfria rapidamente quando atinge a superfície, nãohavendo tempo para o crescimento dos cristais.


Basalto

b) Rochas Intrusivas:

São rochas originadas de magmas que resfriam e solidificam em diferentesprofundidades no interior da crosta terrestre. Em função da profundidade deconsolidação as rochas intrusivas são denominadas:

Intrusivas hipoabissais:Quando se formam em pequenas e médias profundidades. Apresentamestruturas granulares finas e médias e textura fanerítica.

Intrusivas plutônicas:Quando se solidificam em grandes profundidades. Apresentam estruturasgranulares bem desenvolvidas e textura fanerítica.


Granito

2. Granulação ou textura:

É a avaliação do tamanho dos minerais constituintes de umarocha. Para efeito prático e de acordo com o tamanho dosconstituintes, as rochas são denominadas.

a) Afaníticas:

rocha de granulação muito fina onde os constituintes minerais sãodificilmente identificados e/ou distinguidos entre si a olho nu. Emgeral apresentam cristais menores que 0,5mm.

b) Faneríticas:

rochas cujos minerais constituintes são identificados e distinguidosa olho nu. Em geral apresentam cristais maiores que 0,5mm.


22/03/2014

7

3. Índice de coloração:

As rochas ígneas podem apresentar minerais claros (félsicos)e/ou escuros (máficos) em quantidades variáveis. A avaliaçãoda quantidade de minerais claros e escuros dará a classificaçãoda rocha quanto ao índice de coloração, ou seja:


3. Índice de coloração:

a) Rochas leucocrática:rochas onde predominam minerais claros, tais como: quartzo,feldspatos, muscovita, etc. A tonalidade da rocha é clara,mesmo que seus minerais configurem à rocha textura afanítica.

b) Rochas melanocráticas:rochas onde predominam minerais escuros, tais como:piroxênios, biotita, anfibólios, etc. A tonalidade da rocha éescura.

c) Rochas mesocráticas:rochas onde os minerais claros e escuros aparecem emproporções similares.


4. Composição mineralógica:

Trata-se de uma avaliação macroscópica qualitativa equantitativa dos principais minerais constituintes da rocha.

O procedimento consiste em identificar os diferentes mineraisobservados na rocha e estimar o volume que cada um ocupa.


22/03/2014

8

4. Composição mineralógica:

Para identificar os minerais na rocha o primeiro passo é separaros minerais claros (félsicos) dos minerais escuros (máficos).

a) Félsicos:

Nas rochas ígneas os minerais mais comuns são o quartzo e osfeldspatos. Muscovita é mais raro de ser observada.

b) Máficos:

Os minerais mais comuns são biotita, piroxênios e anfibólios.Turmalina é mais raro de ser observado.


5. Teor de Sílica (SiO2):

Em relação ao teor de sílica (SiO2), as rochas podem serclassificadas em:

a) Ácidas:São rochas que apresentam teor de SiO2 maior que 65% dovolume total de sua composição química.

Macroscopicamente são rochas com conteúdo de quartzo demédio a alto (maior que 10%), sendo facilmente identificadodevido sua abundância.



b) Intermediárias:

São rochas onde o teor de SiO2 está entre 65 e 52% do volumetotal de sua composição química.

Macroscopicamente são rochas com pouco quartzo. O quartzoidentificado com alguma dificuldade devido ocorrer emquantidades inferiores a 5%.


22/03/2014

9


c) Básicas:

São rochas onde o teor de SiO2 está entre 52 e 45% do volumetotal de sua composição química. Macroscopicamente sãorochas sem quartzo.

d) Ultrabásicas:

São rochas onde o teor de SiO2 é menos que 45% do volumetotal de sua composição química.


Ciclo das Rochas

As rochas de origem sedimentar (parametamórfica), ígnea(ortometamórfica) ou até mesmo outras rochas metamórficaspodem ser levadas por processos geológicos a grandesprofundidades onde as condições de pressão e temperatura sãodiferentes daquelas nas quais se formaram, dando origem àsRochas Metamórficas.

São exemplos: gnaisse, xistos, ardósias, filitos.

Rochas Metamórficas

Metamorfismo

Conjunto de processos pelos quais uma determinada rocha étransformada, através de reações no estado sólido, em outrarocha, com características diferentes daquelas que lhe deramorigem.

22/03/2014

10

Rochas Metamórficas

Modificações:

Estruturais, texturais, mineralógicas, podendo também ocorrermudanças na composição química.

PROTÓLITOS

Rochas que dão origem às rochas metamórficas.

üOs processos metamórficos ocorrem, em geral, associadosaos processo tectônicos

üLocais mais importantes: margens continentais convergentes;arcos de ilhas; dorsais meso-oceânica, ao redor de corposígneos plutônicos e longo de grandes falhas.

Fatores condicionantes do Metamorfismo

Temperatura:

üAs reações iniciam a temperatura acima de 200º C até atransição para o campo da geração de rochas ígneas.

üGeração de Migmatitos (rochas mistas)

Pressão:

ü Litostática = não causa deformação

üDirigida = produzida pela movimentação das placastectônicas - causa deformação

Fluidos:

üH2O e CO2

üInfluencia na mudança mineralógica;

üPode exercer pressão sobre o protólito, causandomudanças no processo metamórfico

Tempo:

üDifícil aferição

üModelos téoricos = ~10 a 50 Milhões de anos

Fatores condicionantes do Metamorfismo

22/03/2014

11

Tipos de Metamorfismo

O metamorfismos se desenvolve em vários ambientes dacrosta e com extensões variáveis:

1. Regional ou dinamotermal

ü Extensas regiões e alcança níveis profundos da crosta.

ü Os protólitos são profundamente deformados.

ü É responsável pela formação da grande maioria dasrochas metamórficas na crosta da Terra.


2. Contato ou termal

ü Desenvolve nas rochas que se encaixam ao redor deintrusões magmáticas.

ü É influenciado apenas pela temperatura.

ü Este tipo de metamorfismo é caracterizado junto aocontato, sob influência do calor cedido por uma intrusãomagmática que corta uma seqüência de rochassedimentares encaixantes, podendo ser metamórficas oumagmáticas

3. Cataclástico

Neste tipo a pressão dirigida é o principal agente.

As rochas são submetidas a esforços dirigidos tornando-sefraturadas.

Os minerais não são substituídos por outros, exceto ondehaja intenso esmagamento e relativo aumento detemperatura.


22/03/2014

12

4. Soterramento

Ocorre em bacias sedimentares em subsidência.

Processo de prevalece a pressão litostática, resultado dosoterramento de espessas sequência de rochassedimentares e vulcânicas (temperatura + 300º C).

Ocorre cristalização de novos minerais sob influência defluidos intergranulares dos sedimentos, preservando aestrutura e textura das rochas originais.


5. Fundo Oceânico

Ocorre na cadeias meso-oceânicas;

A água aquecida carregando íons dissolvidos percola asrochas da crosta oceânica, removendo ou precipitandoelementos.

6. Impacto

Extensão reduzida.

Locais submetidos a impactos de meteoritos.


Principais propriedades Macroscópicas

Textura

É a avaliação do tamanho dos minerais constituintesde uma rocha.

üFinas: rochas de granulação muito fina onde osconstituintes minerais são dificilmente identificados e/oudistinguidos entre si a olho nu. Em geral apresentamcristais menores que 0,5mm;

üGrossas: rochas cujos minerais constituintes sãoidentificados e distinguidos à olho nu. Em geral,apresentam cristais maiores que 0,5mm.

22/03/2014

13

Estrutura

É o arranjo ou a distribuição que os minerais apresentam em umarocha. A estrutura depende também do tamanho dos cristais(granulação ou textura).

Gnáissica – resulta da interação das estruturas granulares existosas, sendo característica dos gnáissses. Estas rochas sãoconstituídas por camadas alternadas ricas em mineraisequidimensionais (principalmente quartzo, feldspato) e planares oulineares (principalmente biotita).;


Estrutura

Xistosa – É uma estrutura característica das rochas que exibemacentuado aspecto planar e fissilidade ao longo de planosparalelos denominados de xistosidade.A xistosidade reflete ao mesmo tempo acentuada deformação erecristalização. A orientação da estrutura reflete o predomínio dometamorfismo dinamotermal;

Granular – Apresentam minerais bem evidentes aproximadamentede mesmo tamanho e ausência de elementos lineares nítidos ouqualquer orientação. Quando constituída de um único mineral édenominada granular monominerálica, exemplo: mármore,anfibolitos.


Migmatítica – A rocha exibe gnaissificação muito deformada ecom concentrações irregulares de material ígneo intrusivo, emgeral de composição granítica e de material escuro constituídopredominantemente de biotita, anfibólio. Exemplo, migmatitos.

Maciça – Característica de rochas que exibem aspecto maciço eausência de elementos lineares ou planares nítidos, indicando,via de regra, amplo domínio da recristalização sobre adeformação. Exemplos têm-se tipos de mármores,quartizitos anfibolitos.

Estrutura


22/03/2014

14

Cataclástica – Os minerais apresentam-se na forma defragmentos angulosos de diversos tamanhos envoltos em umamassa cataclástica fina, muitas vezes esverdeados pelapresença de epidoto. Os fragmentos assemelham-se a materiaisquebrados por golpes de martelo. Exemplo de são oscataclasitos.

Foliação – É uma estrutura planar que caracteriza rochas nasquais sua orientação é basicamente devida à ação tectônica.Difere da estrutura xistosa por apresentar minerais de tamanhoreduzido, predomina o metamorfismo dinamotermal. Exemplos,filitos ardósias.

Estrutura


Composição mineralógica

É a avaliação qualitativa e quantitativa dos principais mineraisque constituem, a rocha.

As rochas metamórficas, em função do processo genético,

possuem minerais que são comuns as rochas ígneas

(exemplo: quartzo, feldspato, biotita e muscovita, etc) e

minerais próprios, formados durante o metamorfismo.

Comuns as ígneas Comuns as sedimentares Típicos das metamórficas

Quartzo Calcita Clorita (mica verde)Feldspatos Dolomita Serecita (mica prateada/esverdeada)

Biotita Argila EpidotoMuscovita hematita Outros (zirconita, estaurolita, granada, etc)

Anfibólios/piroxênios

“Destruição das saliências ou reentrâncias do relevo, tendendo a umnivelamento ou colmatagem, no caso de litorais, de enseadas, de baías edepressões". O processo erosivo é único, composto da fase erosiva(gliptogênese) e uma de sedimentação (litogênese).

“Processo de desagregação e remoção de partículas do solo ou de fragmentose partículas de rochas, pela ação combinada da gravidade com a água, vento ,gelo e/ou organismos (plantas e animais)“, IPT (1986).

EROSÃO

Para geólogo e geógrafo o termo erosão significa um conjunto de ações quemodelam uma paisagem, enquanto para pedólogo e agrônomo consideram-no doponto de vista da destruição do solo. Guerra (1972) Apud Cerri, Silva e Santos(1997).

22/03/2014

15

Formas Erosivas

Quanto a Origem Quanto ao Agente

Hídrica Eolica Glacial

Pluvial

Fluvial

Marítima

Geológica(natural)

Antrópica (acelerada)

Transporte sedimentar

O transporte ocorrerá através de meio fluído: Água (Pluvial, Fluvial e Marinha); Gelo; Ar

ROCHAS SEDIMENTARES

INTEMPERISMO

Os detritos são retirados da rocha matriz pela ação dointemperismo e levados para regiões mais baixas, sendodepositados em bacias sedimentares.

Uma vez depositado, o material sedimentar passa a responder àscondições de um novo ambiente, iniciando o processo deDIAGÊNESE.

A formação de rochas sedimentares engloba a conjugação de váriosprocessos: a intemperização, a erosão, o transporte, asedimentação e a diagênese. As rochas sedimentares sãoconstituídas por partículas, denominadas sedimentos, que podeprovir de diversas origens.

Formação da Rocha Sedimentar

A existência de rochas expostas à superfície terrestre e sujeitasaos agentes de intemperização (água de chuva, vento, gelo,etc) constitui o ponto de partida para a formação de sedimentos.

A erosão de maciços rochosos fragilizados pela intemperizaçãoconduz à degradação dos mesmos, originando partículas queficam sujeitas aos agentes atmosféricos.

A ação desses agentes pode, ou não, transportar essessedimentos para longe da origem até depositá-los em zonasmais estáveis denominadas bacia de sedimentação.

22/03/2014

16

Formação da Rocha Sedimetnar

A deposição continuada de sedimentos, provoca umafundamento do fundo das bacias sedimentares (subsidência)ficando os sedimentos sujeitos a novas condições físicas.

As bacias passam por um aumento de pressão e temperaturaque vai provocar um empacotamento, desidratação, litificação,etc., isto é, um conjunto de processos denominado pordiagênese e que termina com a formação de uma rochasedimentar compacta e coerente.

Diagênese

Conjunto de transformações que o depósito sedimentarsofre após a deposição, consistindo em mudanças nascondições de pressão, temperatura, pH e pressão de água,ocorrendo dissoluções de fases minerais e precipitações denovas fase minerais entre os poros do depósito sedimentar.

O processo termina com a litificação do depósito sedimentar inconsolidado, formando assim a

ROCHA SEDIMENTAR.

PROCESSOS DIAGENÉTICOS

1. Compactação

2. Dissolução

3. Cimentação

4. Recristalização diagenética

22/03/2014

17

1. Compactação

A compactação diagenética pode apresentar-se sob doisaspectos: o químico e o mecânico.

A compactação química engloba a dissolução de minerais sobpressão.

Já a compactação mecânica não engloba processos químicos,mas sim aspectos físicos.


2. Dissolução

A dissolução diagenética tem como fator principal o efeitoou não de pressão.

A primeira ocorre através da percolação de soluçòesatravés dos minerais. Minerais mais susceptíveis (olivina,piroxênio, anfibólios, feldspatos)

A dissolução sob pressão afeta a morfologia de contatoentre grãos.


3. Cimentação

Trata-se da cristalização de minerais formados a partir dosíons dissolvidos na solução intersticial.

Os cimentos mais comuns são:

Silicosos - (quartzo, calcedônia, opala)

Carbonáticos - (calcita, calcita ferrosa, siderita)

Férricos - (pirita, goethita, hematita)

Argilominerais - (clorita, caulinita, ilita, esmectita)


22/03/2014

18

Os materiais cimentantes são em geral produtos quevieram em solução e precipitaram entre os grânulos,matéria orgânica ou ainda partículas minerais menores(fração silte e principalmente argila) que preenchem osespaços entre os fragmentos.

Os cimentos são materiais muito finos e para identificá-losdeve-se levar em conta a cor, a reação com HCl(solubilidade) e a coesão da rocha (quão rigidamente osgrânulos estão ligados),

Cimento

Normalmente apresentam as seguintes cores:

Cimento

Avermelhada a marrom: indica a presença de hematita(α-Fe2O3)

Amarelada: indica a presença de goethita (FeOOH)

Cinza escura a preta: indica a presença de matériaorgânica

Incolor, branca e várias tonalidades claras: indica apresença de calcita, dolomita, sílica, argila.

4. Recristalização diagenética

Neste processo, sob condições de soterramento, ocorremmudanças na mineralogia e na textura cristalina domaterial sedimentar.


22/03/2014

19

Classificação

As rochas sedimentares são classificadas em clásticas oumecânicas, químicas e organógenas.

1. Clásticas ou mecânica:

Predominam minerais resistentes ao intemperismo.Ex: quartzo, e fragmentos de outras rochas degranulometria variada.

Estes minerais e fragmentos são agregados e cimentadospor material transportado em solução.

Classificação

1. Clásticas ou mecânica:

Rudáceas: predomínio da fração areia com seixosou cascalhos. Ex: conglomerados, tilitos.

Arenosas: predomina a fração areia sem seixos oucascalhos. Ex: arenitos.

Siltosas: predomina a fração silte. Ex: siltitos.

Argilosas: predomina a fração argila. Ex: argilitos.

2. Químicas:

São formadas por materiais transportados em soluçãoque precipitam para gerar novos minerais. As rochassedimentares químicas mais comuns são os calcários(calcíticos ou dolomíticos).

3. Organógenas:

São formadas pelo acúmulo de restos de organismosanimais e vegetais ou por atividade biológica. Exemplossão os diatomitos, recifes de corais, carvão.

Classificação

22/03/2014

20

Noções de petrologia

Environment

Transcript of Noções de petrologia