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A ANLISE SEDIMENTAR E O CONHECIMENTOS DOS SISTEMAS MARINHOS (verso preliminar) J. Alveirinho Dias (2004)

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Tabela 1 - Distribuio e espessura mdias dos sedimentosmundiais (segundo Kennett, 1982)

% rea % sedimentostotais

Espessuramdia (km)

reasemersas 29 8 0,3

Plataformascontinentais

6 14 2,5

Vertentescontinentais

4 38 9

Rampascontinentais

4 28 8

Fundosocenicos

56 12 0,2

O desenvolvimento da sedimentologia foi, em muito,estimulado pela importncia que a deduo dascaractersticas ambientais em que se depositaram ossedimentos tem para vrias reas do conhecimento. Entremuitas, de referir a paleontologia, em que o estudo dossedimentos essencial no s para a definio das zonaslitoestratigrficas em que os fsseis ocorrem, mas tambm

porque, atravs da anlise sedimentar, possvel deduzir ascaractersticas dos ambientes em que esses seres viveram e,com frequncia, a forma como se movimentavam e querelaes de interdependncia tinham com outras espcies.Este potencial inerente ao estudos dos sedimentos foi

bastante aproveitado na prospeco de hidrocarbonetos, nosentido em que se transformou num auxiliar precioso para aidentificao de formaes correspondentes a ambientes emque se pode ter gerado petrleo.

Os avanos assim conseguidos vieram revelar que, comofrequentemente acontece em Cincia, as importncias sorecprocas, isto , que no s o estudo dos sedimentos fundamental na determinao da paleoecologia dos fsseis,mas que estes so tambm auxiliar precioso nadeterminao dos ambientes deposicionais.

Foi, no entanto, com o desenvolvimento das GeocinciasMarinhas, designadamente da Oceanografia Geolgica, quea Sedimentologia foi objecto de grandes progressos.Contriburam, para tal, o carcter profundamenteinterdiscipl inar da Oceanografia (envolvendosimultaneamente a Fsica, a Geologia, a Qumica, a

Biologia), a grande quantidade e diversidade de sedimentosexistentes no meio marinho, e a dificuldade em ter acessodirecto aos fundos ocenicos.

Modernamente, verifica-se a tendncia para encarar ossedimentos como ndices globais, isto , cujo estudo pode

permitir deduzir caractersticas de ambientes diversificados,desde aqueles em que as partculas sedimentares foram

produzidas, at aos de deposio, passando pelos dasdiferentes fases de transporte e/ou remobilizao.Simultaneamente, existe a percepo de que os resultadosobtidos atravs da sedimentologia devem ser aferidos comos provenientes da aplicao de outros mtodos,designadamente conectados com a biologia, com a qumica,e com a geofsica. Grande parte das tcnicas utilizadas no

estudo dos sedimentos so diferentes consoante estes estoconsolidados ou no consolidados. A oceanografiageolgica tem em ateno, principalmente os sedimentosno consolidados, pelo que os mtodos e tcnicas que aseguir se descrevem so as que, geralmente, se utilizamneste tipo de sedimentos.

II.ANLISE TEXTURAL

II.1.Generalidades

Determinadas propriedades fsicas dos sedimentos sofundamentais para estudar os depsitos sedimentares e adinmica sedimentar que os originou. Alguns dos

parmetros determinantes so a densidade, o tamanho, aforma e a rugosidade da superfcie das partculas, bemcomo a granulometria dos sedimentos.

No entanto, a propriedade mais ressaltante dos sedimentos, provavelmente, a dimenso das partculas que os

compem. Neste aspecto, a primeira abordagem, e a maissimplista, a quantificao por grandes classesdimensionais, ou seja, a Anlise Textural. Essa anlise,que at finais do sculo XIX era feita, principalmente, deforma intuitiva, comeou, ento, a ser efectuada com basescientficas.

Desde h muito tempo que o Homem comeou a tentarproceder classif icao dos sedimentos com base nasclasses texturais a presentes. Alis, as prprias populaesefectuam, de forma intuitiva, classificaes deste tipo,aplicando terminologias que, com frequncia, acabaram porser adoptadas pela comunidade cientfica. Termos como"Lodo", "Argila", "Areia", "Cascalho", Seixo e Balastro

foram efectivamente importadas da linguagem comum.

II.2.Divergncias e Convergncias Terminolgicas

As designaes utilizadas para descrever os sedimentos somuitas e variadas, mesmo na comunidade cientfica. Desdeo sculo XIX que foram propostas vrias classificaes dossedimentos baseadas na dimenso das suas partculasconstituintes. Entre as mais conhecidas podem referir-se asde Udden, de Wentworth, de Atterberg (que em 1927 foiadoptada pela Comisso Internacional de Cincia dos Solos)e a de Bourcart.

Um dos principais problemas relacionados com aclassificao dos sedimentos ausncia de definiesconsensualmente aceites dos limites dimensomtricos dasclasses texturais que os constituem. Desde h muito queexiste a percepo, e nisto existe, desde sempre,unanimidade na comunidade cientfica, que as diferentesclasses texturais devem ser caracterizadas por propriedadesfsicas relativamente distintas. na definio dos limitesdimensionais destas classes que no existe consenso.

Por exemplo, se existe, actualmente, uma quaseunanimidade no que respeita ao limite dimensional inferiorda classe textural "areia", que de 63(mais precisamente,62,5), j o mesmo se no verifica para o limite superior

que, consoante os autores, pode ser 1mm, 2mm ou 4mm.

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Tabela 2 - Limites dimensionais e designaes da classificao de Wentworth

Quando se entra nas classes mais grosseiras verifica-se queno existe qualquer tipo de consenso, nem quanto aoslimites dimensionais, nem sequer na terminologia. EmPortugal, nem sequer existe qualquer tipo de consenso nastradues dos termos ingleses. Parte destes problemasadvm dos diferentes objectivos subjacentes sclassificaes propostas, bem como das escolas tradicionaisseguidas em diferentes pases.

Todavia, e apesar de todas estas divergncias, emoceanografia h muito que existe certa convergncia nasdefinies dimensionais das principais classes texturais

presentes nos sedimentos marinhos. Assim, designam-senormalmente por

cascalho - conjunto de partculas com dimensessuperiores a 2mm

areia - conjunto de partculas com dimenses entre2mm e 63m

silte - conjunto de partculas com dimenses entre63m e 4m (ou 2m )

argila - conjunto de partculas com dimensesinferiores a 4m (ou 2m )

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II.3.Classes Texturais

Considera-se, em geral, que os sedimentos sofundamentalmente constitudos por 4 classes texturais com

propriedades fsicas relativamente distintas: cascalho, areia,silte e argila.

Apesar de existirem vrias classes correspondentes apartculas com dimenses que vo de alguns milmetros acentmetros, ou mesmo mais (seixos, balastros, burgaus,

blocos, etc.), em oceanografia geolgica verifica-se atendncia para integrar todas estas classes numa nica, soba designao genrica de cascalho (o g rave l dosoceangrafos anglo-saxnicos). Efectivamente, nossedimentos marinhos, apenas em casos muito especficosocorrem frequncias significativas de elementos de grandesdimenses, superiores a vrios centmetros, pelo queintegrar todas esses elementos numa nica classe se revelasimplificao que bastante facilita a anlise.

Como se referiu, tenta-se que as classes texturais sejamcaracterizadas por propriedades fsicas relativamentedistintas.

Por exemplo, no que se refere coeso entre partculas, os

elementos de cascalho no apresentam qualquer tipo de

coeso. J a areia, embora tenham ausncia de coeso

quando o sedimento est seco, as partculas aderem umas s

outras (devido tenso superficial do filme de gua que as

envolve) quando ficam no estado hmido. O silte e a argila

apresentam coeso mesmo quando secos, sendo essa coeso

bastante maior na ltima classe aludida.

Outra das propriedades que distingue as classes texturais aporosidade, que muito elevada nos cascalhos, mdia apequena (dependendo da forma como as partculas sedispem umas relativamente s outras no sedimento), muito

pequena nos siltes e extremamente reduzida nas argilas(sendo bem conhecida a impermeabilidade conferida pelasformaes argilosas).

Tabela 3 - Caractersticas das vrias classes texturais

cascalho areia Silte Argila

Dimenses superiores a 2mm; entre 2mm e 63; entre 63e 4(ou2)

inferiores a 4(ou 2)

Elementosterrgenos

em geral,poliminerlicos

(fragmentos de rochas)

monominerlicos, (em geral, francopredomnio de quartzo)

monominerlicosvariados

predominantementeformados por

minerais das argilas

Elementosbioclsticos

pequena diversidade(conchas de moluscos,fragmentos coralinos,bioconcrees, etc.)

em geral nvel de diversidade indirectamenteproporcional dimenso das fraces

granulomtricas da areia; (quando ainfluncia continental reduzida, pode ser

constituda quase exclusivamente porbioclastos)

Microorganismosvariados

Microorganismosvariados

Coeso entrepartculas

ausncia de coesoentre partculas, mesmo

quando molhados

ausncia de coeso quando o sedimento estseco; quando hmido, as partculas aderem

umas s outras devido tenso superficial dofilme de gua que as envolve;

coeso mesmo aseco

elevada coeso,mesmo a seco

transporte normalmente efectuadopor rolamento (em

casos especiais, comonas correntes de

densidade podem sertransportados em

suspenso)

por rolamento ou por saltao; quando avelocidade do fluxo elevada, entram em

saltao intermitente e, mesmo, emsuspenso; verifica-se um gradiente nos tipos

de transporte, sendo o transporte emsuspenso frequente nas fraces

granulomtricas mais finas e mais raro nasgrosseiras;

em suspenso

(em princpio,ausncia de

transporte porrolamento)

em suspenso(ausncia de

transporte porrolamento e

saltao)

porosidade grande mdia a pequena, dependendo do fabric(ouarranjo), isto , da forma como as partculas

se dispem umas relativamente s outras;

muito pequena extremamentereduzida; em geral

existeimpermeabilidade

Fenmenosdecapilaridade

no propiciam, emgeral, capilaridade

significativa;

existem fenmenos de capilaridade; intensosfenmenos decapilaridade

plasticidade Plasticidade nula plasticidade nula algumaplasticidade

elevadaplasticidade

Fenmenosde adsoro

em geral nulos geralmente nulos a pequenos existncia defenmenos de

adsoro

os fenmenos deadsoro e deabsoro so

frequentementeintensos

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Tambm na plasticidade existem contrastes marcantes. Oscascalhos e as areias no tm qualquer plasticidade. J ossiltes apresentam alguma plasticidade, propriedade esta que bastante elevada na classe das argilas (o que, alis,

permite que estas possam ser moldadas e transformadas em

objectos utilitrios e ornamentais).

Na tabela 3 apresenta-se uma sntese das propriedades decada uma das classes texturais.

II.4.Classificaes Ternrias (e Quaternrias)

As classificaes simplistas baseadas na classe texturaldominante no so, como evidente, suficientemente

precisas, pois que, em geral, num sedimento esto presentesvrias classes, no obstante uma ser normalmentedominante. No entanto, permite, desde logo, extrair umconjunto valioso de ilaes sobre a sua gnese e ascaractersticas da dinmica sedimentar a que esteve sujeito.

Normalmente, a abordagem cientfica parte da constataode que, por via de regra, esto presentes nos sedimentos asquatro classes texturais referidas: cascalho, areia, silte eargila.

Como se torna difcil representar graficamente qualquerclassificao quaternria (ou de ordem superior, se seconsiderarem as classes texturais extremamente grosseiras,como os seixos. os burgaus, os balastros, os blocos, etc.),optou-se pela utilizao de diagramas ternrios triangulares.

Os diagramas triangulares baseiam-se, como o nome indica,num tringulo (fig. 1), em que cada vrtice corresponde a

100% de uma classe textural elementar (por exemplo, areia,silte e argila. O lado oposto do tringulo corresponde a 0%.As perpendiculares aos lados do tringulo esto divididasem 100 partes, cada uma correspondendo, como bvio, a1%. Assim, o tringulo base dividido em pequenostringulos com uma unidade de lado.

Existem vrias classificaes triangulares deste tipo.Todavia, as mais divulgadas so as classificaes de Folk(1954) e de Shepard (1954).

As descries descritivas baseadas em critrios derivadosdas razes entre classes texturais, bem como asnomenclaturas associadas, permitem a distino precisa

entre diferentes tipos de sedimentos, diminuindo,consequentemente, as ambiguidades. Facilita-se, assim, acomunicao e discusso, na comunidade cientfica, dasobservaes e dos resultados. Foi nas dcadas de 40 e de 50do sculo XX que surgiu a maior parte das propostas declassificao de sedimentos, o que expressa o rpidodesenvolvimento que se verificou na sedimentologia aps a2 Guerra Mundial.

A profuso de propostas classificativas, frequentementeutilizando designaes anlogas, teve como consequnciaalguma confuso terminolgica. Por essa razo, sempre quese atribui uma designao a um sedimento, deve-se

explicitar o esquema classificativo adoptado.

Fig. 1 -Exemplo de diagrama triangular para classificao desedimentos com base nas percentagens de areia, silte e argila.Esto representadas 3 amostras de sedimentos: A- 86% de areia,12% de silte e 2% de argila B 35% de areia, 21% de silte e44% de argila; C 0% de areia, 68% de silte e 32% de argila.

Por exemplo, deve-se referir que determinado sedimentocorresponde a uma areia argilosa segundo a classificaode Shepard (1954), pois que esse mesmo sedimento noutrosesquemas classificativos pode ter designaesdiferenciadas, mesmo que, nesses esquemas, tambm existaareia argilosa (embora com limites distintos).

II.4.1.

Classificao de FolkA classificao proposta por Folk, em 1954, baseia-se,essencialmente, num diagrama triangular (fig. 2), em queso representados proporcionalmente os contedos

percentuais em cascalho (>2mm), em areia (2mm a 63) eem lodo (

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Para aplicar esta classificao torna-se necessrio conhecerduas grandezas: a quantidade percentual de cascalho,utilizando-se as fronteiras de 80%, 30%, 5% e traos(

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Fig. 4 - Diagrama de Shepard (1954)

II.4.3. Classificao de Nickless

O esquema classificativo proposto, em 1973, pelo gelogo

britnico Nickless, exemplifica os vrios diagramas que tm

sido utilizados na investigao aplicada (fig. 5).

Fig. 5 - Diagrama de Nickless (1973)

No caso especfico da classificao textural proposta porNickless, o objectivo foi o de apoiar a prospeco de

depsitos explorveis de areias e cascalhos, tendo sido

utilizada, durante muito tempo, pelo Institute of Geological

Sciences, da Gr-Bretanha.

A classificao, que compreende 13 classes texturais,

baseia-se num diagrama triangular cujos plos so cascalho,

areia, e finos (silte+argila). Como o objectivo a

determinao da explorabilidade dos depsitos, e no

mercado o contedo em finos constitui factor fortemente

restritivo, o principal factor considerado a abundncia da

fraco luttica (lodos; silte+argila). Se o depsito tem mais

do que 40% de finos, considerado no explorvel, pelo

que apenas os casos em que esse contedo inferior que

so pormenorizados.

Nos depsitos considerados explorveis, existe

discriminao baseada nas propores de cascalho e de

areia, pois que diferentes mercados tm especificidades

diferenciadas. Como o Mercado das areias mais restritivo,

precisamente neste domnio que a classificao apresenta

maior pormenorizao.

Assim, os depsitos com menos de 40% de finos so

classificados, como se referiu, segundo a razo

areia/cascalho, obtendo-se, desta forma, quatro grupos de

classes texturais: areia, em que a razo areia/cascalho

superior a 19:1; areia cascalhenta, em que esta razo varia

entre 19:1 e 3:1; cascalho arenoso, determinado pelos

valores compreendidos entre 3:1 e 1:1; e cascalho, em

que a razo referida toma valores inferiores unidade.

Cada um destes grupos de classes constitudo por trs

termos diferenciados pela adjectivao muito lodoso se o

contedo em finos excede 20% mas inferior a 40%,

lodoso se o somatrio dos contedos em siltes e argilas

estiver compreendido entre 20% e 10%, e sem adjectivao

se o depsito apresentar menos de 10% de finos.

So as ltimas classes referidas as que apresentam melhores

perspectivas do ponto de vista da eventual explorao, e as

primeiras (muito lodosas) so de explorabilidade duvidosa

ou apenas podem ser utilizadas em aterros.

As doze classes consideradas explorveis so as seguintes

I - Cascalho

II - Cascalho lodoso

III Cascalho muito lodoso

IV - Cascalho arenoso

V - Cascalho arenoso lodoso

VI Cascalho arenoso muito lodoso

VI - Areia cascalhenta

VIII - Areia cascalhenta lodosa

IX Areia cascalhenta muito lodosa

X - Areia

XI - Areia lodosa

XII Areia muito lodosa

Foi este o esquema classificativo o que foi utilizado na

avaliao das potencialidades em cascalhos e areias da

plataforma continental portuguesa, na dcada de 80.

II.4.4. Classificao de Gorsline

Em 1960 o sedimentlogo norte-americano Don Gorsline

apresentou nova proposta de classificao dos sedimentos

baseada, tambm, nos contedos em areia, silte e argila

(fig.6).

Este esquema classificativo, constitudo por 12 classes,

valoriza os sedimentos com pequenas percentagens (

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puramente textural (como a de Shepard), sem quaisquer

preocupaes genticas (como a de Folk).

Na classificao de Gorsline, o tringulo base dividido em

3 partes, cada uma correspondendo a um quadriltero e

dedicada a uma das classes texturais elementares. Obtm-se,

assim, em simetria tri-lateral, trs domnios dedicados

areia, ao silte e argila.

Fig. 6 - Diagrama de Gorsline (1960)

Em cada um dos domnios referidos definem-se quatro

classes, de forma que as 12 classes de Gorsline so as

seguintes:

Areia

Areia argilosa

Areia siltosa

Areia silto-argilosa (ou argilo-siltosa)

Silte

Silte arenoso

Silte argiloso

Silte argilo-arenoso (ou areno-argiloso)

Argila

Argila arenosa

Argila siltosa

Argila silto-arenosa

II.4.5. Classificao de Reineck e Siefert (1980)

Em 1980, os sedimentlogos alemes Reineck e Siefertapresentaram uma nova proposta classificativa, a qual se

baseia num esquema muito simplificado (fig. 7).

Esta nova classificao tem a vantagem de ser de aplicaobastante fcil e de ser extremamente genrica. Porm, comoapenas tem quatro termos, baseados no contedo em areia, aclassificao resultante pouco precisa.

Na base desta classificao est o conhecimento de que oslodos (siltes e argilas) e as areias tm, em geral,comportamentos hidrodinmicos diferenciados. Parte do

princpio de que o comportamento hidrodinmica das areias diferente do dos siltes e das argilas, denunciando nveisenergticos mais elevados. Na mesma linha de raciocnio,

os lodos depositam-se em ambientes hidrodinamicamentecalmos.

Fig. 7 - Diagrama de Reineck e Siefert (1980)

Assim, representando qualquer amostra neste diagrama, possvel inferir, em primeira aproximao, os nveisenergticos relativos existentes no ambiente deposicionalem que o depsito se constituiu.

Os termos desta classificao so:

Areias

Sedimentos mistos

Sedimentos lodosos

Sedimentos lodosos maduros

II.4.6. Classificao de Pejrup (1988)

Em 1988, o sedimentlogo dinamarqus Morten Pejrupprops um novo esquema classificativo, que corresponde amodificao e expanso do diagrama ternrio de Folk,

baseado em consideraes de ndole hidrodinmica (fig. 8).

O contedo em areia , tal como noutras classificaes, oelemento principal da classificao. Porm, considera,tambm, como elemento estruturante, a razo silte / argila,

para o que adiciona linhas baseadas em razes distintasdessas duas classes elementares. Obtm, assim, quatrogrupos hidrodinmicos (I a IV).

Desta forma, este esquema classificativo permite, tal comoa classificao simplista de Reineck e Siefert, ter a

percepo dos nveis energticos que condicionaram adeposio do sedimento, utilizando a percentagem de areia.Cada grupo hidrodinmico apresenta uma zonao,

designada pelas letras A a D, correspondendo o A a maioresnveis energticos.

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Fig. 8 - Diagrama de Pejrup (1988)

Este tipo de anlise pormenorizada atravs da razo silte /argila (os grupos I a IV). Os nveis energticos so menoresquando a componente lodosa do sedimento dominada porargila, e maior quando o silte predomina sobre a argila.

Obtm-se, assim, 16 classes texturais, identificadas por umaletra e um nmero romano, correspondendo a classe A-IVao regime energtico mais intenso, e a classe D-I ao regimehidrodinmico mais calmo.

Nesta classificao no existe terminologia descritiva, oque, por um lado, dificulta a percepo do significado

textural de cada classe, mas, por outro, evita confuses comoutros esquemas classificativos.

II.4.7. Classificao de Flemming (2000)

Uma das mais recentes propostas classificativas a de B.W.Flemming, apresentada em 2000. Trata-se da modificao eexpanso de esquemas classificativos anteriormente

propostos, em que o contedo em areia considerado comoo indicador hidrodinmico principal. Tambm como noutrosdiagramas prvios, a classificao, tendo como objectivo aextraco de ilaes de ndole hidrodinmica, consideracomplementarmente as razes silte / argila.

Obtm-se, assim, uma primeira classificao que expressa ocontedo em areia, designando-se estas classes principaispor areia (>95% de areia), areia ligeiramente lodosa(contedo em areia entre 75% e 95%), areia lodosa(contedo em areia entre 50% e 75%), lodo arenoso(contedo em areia entre 25% e 50%), lodo ligeiramentearenoso (contedo em areia entre 5% e 25%), e lodo(contedo em areia inferior a 5%).

Entrando complementarmente com as razes silte / argila,obtm-se 25 classes texturais (fig. 9), identificadas por umaletra (correspondente percentagem de areia) e por umnmero romano (correspondente razo silte / argila),notao esta que , tambm, designada por um nomeespecfico.

Fig. 9 - Diagrama de Flemming (2000)

As classes propostas por este autor so as seguintes:

S areia

A-I areia ligeiramente siltosa

A-II areia ligeiramente argilosa

B-I areia muito siltosa

B-II areia siltosa

B-III Areia argilosa

B-IV areia muito argilosa

C-I lodo arenoso extremamente siltoso

C-II lodo arenoso muito siltoso

C-III lodo arenoso siltoso

C-IV lodo arenoso argiloso

C-V lodo arenoso muito argiloso

C-VI lodo arenoso extremamente argiloso

D-I lodo extremamente siltoso e ligeiramente arenoso

D-II lodo muito siltoso e ligeiramente arenoso

D-III lodo siltoso ligeiramente arenoso

D-IV lodo argiloso ligeiramente arenoso

D-V lodo muito argiloso ligeiramente arenoso

D-VI lodo extremamente argiloso e ligeiramente arenoso

E-I silteE-II silte ligeiramente argiloso

E-III silte argiloso

E-IV argila siltosa

E-V argila ligeiramente siltosa

E-VI argila

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