Rochas sedimentares - minerais e formação

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ROCHAS SEDIMENTARES Minerais e Formação parte I Isabel Lopes 2012

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ROCHAS SEDIMENTARES

Minerais e Formação – parte I

Isabel Lopes 2012

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O QUE SÃO MINERAIS?

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barite

ametista

e

calcite

água marinha

e

muscovite

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MINERAIS - INORGÂNICOS

âmbar (exclui-se porque é orgânico – resina fóssil)

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MINERAIS - INORGÂNICOS

pérolas (excluem-se porque são de natureza orgânica)

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MINERAIS

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Ocorrem sem a intervenção do Homem.

Apresentam estrutura cristalina – as suas partículas

apresentam uma distribuição regular no espaço.

mineralóides: apesar de sólidos, naturais e inorgânicos, as

suas particulas não apresentam distribuição regular – ex. opala

e limonite).

opala limonite limonite

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MINERAIS

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Excluem-se os líquidos e os gases (a água e o mercúrio nas condições

normais de pressão e temperatura).

O mercúrio não possui estrutura cristalina nem plano de clivagem à temperatura e

pressão normais, mas quando congelado e submetido a baixas pressões, o mercúrio

forma cristais no sistema romboédrico e no sistema tetragonal se submetido a altas

pressões.

Glaciares – gelo é considerado um mineral

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MINERAIS - IDENTIFICAÇÃO

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Propriedades químicas: os minerais têm composição química fixa ou

variável dentro de certos parâmetros – representada por fórmula química

(resultado de análises quantitativas e qualitativas) – Classificação de

Dana e Hurlbut (1960).

No entanto dados os elevados custos de alguns ensaios químicos entre outros, em geral

não é tão recomendada

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MINERAIS – ALGUNS TESTES QUÍMICOS

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Teste do sabor salgado (Halite).

Efervescência produzida por ação de um ácido (na presença de

carbonato de cálcio).

Mais exemplos:

Calcite e Aragonite são quimicamente CaCO3.

Minerais

Reação com solução concentrada de nitrato de

cobalto

Após fervida

Calcite Fica branca, mudando para azul após alguns tempo

Aragonite Toma a cor lilás

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MINERAIS - IDENTIFICAÇÃO

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Propriedades físicas: reconhecidas à vista desarmada ou com recurso a

técnicas simples.

Propriedades Físicas

Propriedades

Mecânicas

Clivagem Dureza Fratura

Propriedades

Ópticas

Cor Brilho Traço/Risca

Densidade

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FORMAÇÃO DAS ROCHAS SEDIMENTARES

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Sedimentogénese

• Elaboração dos materiais que as vão constituir até à sua deposição

Diagénese

• Evolução posterior dos sedimentos, conduzindo à formação de rochas consolidadas

Duas etapas fundamentais…

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SEDIMENTOGÉNESE

Categorias dos materiais que vão entrar na constituição das r. sedimentares

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•Dimensões variadas desde pequeniníssimas dimensões até grandes blocos

•Resultantes dos afloramentos rochosos detríticos

•Resultam da precipitação de substâncias transportadas dissolvidas na água

Origem química

•Restos de seres vivos, como por exemplo: conchas, peças esqueléticas, fragmentos de plantas, pólenes.

Origem biológica

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FORMAÇÃO SEDIMENTOS DETRÍTICOS

Meteorização das rochas e erosão

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• As rochas são o

resultado do ambiente

físico e químico em

que foram geradas.

• Alterações neste

ambiente provocam

alterações nas rochas.

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METEORIZAÇÃO

Alterações (físicas e/ou químicas) provocadas pelo vento, água,

variações de temperatura, pelos próprios seres vivos… numa

rocha.

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METEORIZAÇÃO - GRANITO

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Compara as condições de

Pressão e Temperatura na

sua génese com as atuais,

à superfície.

Granito sujeito a:

Descompressão

Menor temperatura ambiente

Exposição a grande amplitudes térmicas

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METEORIZAÇÃO - GRANITO

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Os minerais primários, que constituem o granito, ficam em

desequilíbrio nas novas condições, sofrendo alterações profundas.

As rochas expostas à superfície vão sendo alteradas e desagregadas

diaclases

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METEORIZAÇÃO - GRANITO

Arenização

desagregação devido à perda de

coesão dos minerais – conversão

em areia.

Areia removida pelas águas de

escorrência.

Arestas dos blocos desaparecem e

suavizam.

Os blocos tornam-se arredondados –

caos de blocos

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METEORIZAÇÃO - GRANITO

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COMO SE ALTERA O GRANITO?

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METEORIZAÇÃO FÍSICA

“A Esteva… Que, a pouco e pouco, perseverante, com

uma vontade inquebrável, nascendo às vezes nos

intervalos das rochas, rasgando chão por entre as

fendas dos xistos, consegue sobreviver.”

Atividade biológica

Crioclastia - gelo

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METEORIZAÇÃO FÍSICA Ação mecânica da água e do vento

Esfoliação

A partir da acção erosiva das águas fortes em

terrenos detríticos heterogéneos, formam-se

colunas naturais em forma cónica que sustêm

no seu topo um bloco de rocha maior, que

funciona como protector da erosão

Separação da rocha originada por diaclases

paralelas à superfície, devidas à decompressão

pelo alivio do peso das camadas

suprajacentes.

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METEORIZAÇÃO FÍSICA Termoclastia

Dilatações e contrações

alternadas dos materiais

que têm diferentes

coeficientes de dilatação.

Ocorre preferencialmente

em zonas com grande

amplitude térmica (ex.:

desertos e zonas de

incêndio)

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METEORIZAÇÃO FÍSICA Haloclastia

Precipitação de sais dissolvidos

na água que circula nas

fraturas, cujo crescimento

provoca uma força expansiva

que leva ao desagregar da

rocha. Frequente nas zonas

costeiras.

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Tra

nsp

arê

nci

as

Port

o E

ditora

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METEORIZAÇÃO QUÍMICA

Pode ocorrer de duas formas:

- Os minerais são dissolvidos completamente, podendo

posteriormente precipitar formando os mesmos minerais (exemplos:

calcite ou a halite)

- Os minerais são alterados, formando posteriormente novos

minerais (exemplo: os feldspatos originam minerais de argila)

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METEORIZAÇÃO QUÍMICA

Acidificação da água (H2O) devido ao carbono atmosférico (CO2) Ácido

carbónico (H2CO3)

… Que se dissocia

Hidrólise

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METEORIZAÇÃO QUÍMICA

Assim, a alteração do feldspato* em caulinite (mineral de argila), pode

traduzir-se:

*Um dos minerais do granito

Hidrólise

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METEORIZAÇÃO QUÍMICA

Definição: substituição dos catiões da estrutura de um mineral pelos

iões de hidrogénio. Estes iões têm origem na água ou num ácido e

pode originar:

- Formação de novos minerais: feldspato minerais de

argila e sílica dissolvida

- Completa desintegração do mineral original: Olivinas e

piroxenas

Hidrólise

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METEORIZAÇÃO QUÍMICA

O oxigénio também é

responsável pela meteorização

química, provocando oxidações*:

Hematite – novo mineral rico em

óxidos de ferro

*Atingem particularmente minerais

ricos em ferro, como as olivinas e as

piroxenas

Oxidação

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METEORIZAÇÃO QUÍMICA

Os processos de oxidação e de redução estão associados, uma vez

que um não ocorre sem o outro.

- A oxidação é o processo pelo qual um átomo ou ião

perde eletrões.

- A redução é o processo pelo qual um átomo ou ião

ganha eletrões.

Oxidação

• A formação da ferrugem (cor vermelha alaranjada), resulta da

transformação do Fe2+ em Fe3+

• Pirite Hematite

• Piroxena Limonite

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METEORIZAÇÃO QUÍMICA

- A hidratação é o processo pelo qual ocorre uma combinação

química de minerais com a água, o que provoca o aumento do

volume, o que facilita a desintegração das rochas por hidrólise.

- Ex: Hematite Limonite

- A desidratação é o processo pelo qual ocorre a remoção

química de água.

- Ex: Gesso Anidrite

Mais exemplos

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METEORIZAÇÃO QUÍMICA

As águas acidificadas podem reagir, por

exemplo com minerais formados por

carbonato de cálcio (exemplo: Calcite)

que fazem parte dos calcários…

formando produtos solúveis: O cálcio e o

hidrogenocarbonato.

Ficam as impurezas insolúveis.

Estas reações podem provocar o

alargamento de fissuras onde a água se

infiltra e circula - originar rede de

galerias e grutas.

Carbonatação

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METEORIZAÇÃO QUÍMICA

Depende das condições ambientais.

Mais intensa em regiões de clima quente e húmido.

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EROSÃO

Processo pelo qual os

agentes erosivos,

nomeadamente a água

e o vento, arrancam e

separam fragmentos da

rocha mãe.

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EROSÃO

Águas da chuva

• Sulcos ou Ravinas (quando os

solos não apresentam cobertura

vegetal)

Água

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EROSÃO

Águas da chuva

• Chaminés de fada

Água

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EROSÃO

Baseada em 2 processos:

Remoção das partículas sedimentares,

deixando descoberta a rocha sã (que passa

a estar sujeita à meteorização).

Desgaste provocado pelo vento

juntamente com as partículas que

transporta nas rochas (em geral

diferenciado ao nível do solo). Pode

originar estruturas pedunculadas.

Vento

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TRANSPORTE Agentes

Depósitos residuais: detritos acumulados no local de origem, ou seja não sofrem transporte

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TRANSPORTE

Os agentes de transporte (dos materiais resultantes da

meteorização e erosão) mais importantes são:

Gravidade

Vento (suspensão, saltação ou deslizamento)

Água

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TRANSPORTE

Vento (intensidade e tamanho das partículas)

suspensão, saltação ou deslizamento

Vento

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TRANSPORTE

No estado sólido (gelo dos glaciares) e líquido (águas selvagens,

torrentes, rios, lagos, águas subterrâneas)

Água

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TRANSPORTE

Ocorrem em geral modificações nos sedimentos durante o transporte:

• ARREDONDAMENTO (O grau de arredondamento pode permitir

deduzir a duração do transporte).

• GRANOSSELEÇÃO (Calibragem de acordo com o tamanho,

forma e densidade)

Água e vento

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TRANSPORTE Distância

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TRANSPORTE Granosseleção

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DEPOSIÇÃO

Quando a ação dos agentes de erosão e transporte se anula ou é de expressão

reduzida, ocorre a deposição ou sedimentação.

A Sedimentação é principalmente importante quando ocorre em meio aquático

(cursos de água, rios ou mares) e ocorre após precipitação dos materiais

transportados em solução.

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TRANSPORTE Exercício 1

Indica a letra onde se

verifica:

a) Uma partícula de 3mm

inicia o transporte.

b) Ocorre exclusivamente a

sedimentação

c) Uma partícula é

deslocada

R: a)A; b) B e C; c) D

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TRANSPORTE Exercício 2

Indica o valor aproximado

da corrente para que:

a) Uma partícula de 1mm

inicie o transporte.

b) Uma partícula de 10mm

seja erodida.

R.: a) 20 cm/s

b) 100 cm/s

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TRANSPORTE Exercício 3

Para uma velocidade

constante de 50 cm/s,

indica o tamanho da

partícula para que:

a) Esta sedimente.

b) Sofra transporte.

R.: a) 10mm

b) < 0,01mm

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TRANSPORTE

Exercício p. 63

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DEPOSIÇÃO Estratos

Diferenciam-se:

• Cor

• Composição e

• Granulometria

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DEPOSIÇÃO Estratos

Superfícies de estratificação

• Tecto

• Muro

Tecto

Muro

Datação relativa

referência

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DEPOSIÇÃO Estratos

Perturbações

• Assinaladas na superfície que marca a separação entre dois

estratos:

• Modificações nas características ambientais

• Diferente material depositado

Homogeneidade de cada estrato

• Processo sedimentar regular e contínuo:

• Características ambientais constantes

• Mesmo material depositado

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DEPOSIÇÃO Estratos

Estratificação entrecruzada

• Variação na intensidade e/ou na direção do agente de transporte

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DEPOSIÇÃO OU SEDIMENTAÇÃO

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DIAGÉNESE

• Diminui a quantidade de agua entre as

partículas/Aumenta o contacto/Diminuem

os poros.

• Aumento da profundidade/Diminuição da

porosidade

• Diminuição do volume /Aumento da

densidade

Cimento: resultado (em geral) da precipitação de carbonato cálcio ou sílica - dissolvidos na água de circulação.

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DIAGÉNESE

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DIAGÉNESE

Imagem de: http://www.cientic.com/portal/index.php?option=com_content&view=article&id=157:rochas-arquivos-da-terra&catid=25:a-geologia-os-geologos-e-os-seus-metodos&Itemid=87

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RECURSOS

Plano aula:

http://www.answersincreation.org/curriculum/geology/geology_chapter_6.htm

Filmes de transporte de Sedimentos:

http://faculty.gg.uwyo.edu/heller/sed_video_downloads.htm#Middleton Turb

Ambientes de formação rochas sedimentares:

http://fossil.uc.pt/pags/sedime.dwt

Apontamentos:

http://biogeo.paginas.sapo.pt/biogeo11/biogeo11_contents02.htm