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ROCHAS SEDIMENTARES

Minerais e Formação – Parte I

O QUE SÃO MINERAIS?

ametista

e

calcite

água marinha

e

muscovite

barite

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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

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 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

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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Calcite e Aragonite são quimicamente CaCO3.

MINERAIS – ALGUNS TESTES QUÍMICOS

Teste do sabor salgado (Halite).

Efervescência produzida por ação de um ácido (na presença de

carbonato de cálcio).

Mais exemplos:

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

Propriedades físicas: reconhecidas à vista desarmada ou com recurso a

técnicas simples.

Propriedades Físicas

Propriedades

Mecânicas

Propriedades

Ópticas

Densidade

Clivagem Dureza Fratura Cor Brilho Traço/Risca

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FORMAÇÃO DAS ROCHAS SEDIMENTARES

Duas etapas fundamentais…

Sedimentogénese

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

Diagénese

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

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SEDIMENTOGÉNESE

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

detríticos

Origem química

Origem biológica

• Dimensões variadas desde pequeniníssimas dimensões até grandes blocos

• Resultantes dos afloramentos rochosos

• Resultam da precipitação de substâncias

transportadas dissolvidas na água

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

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FORMAÇÃO SEDIMENTOS DETRÍTICOS

Meteorização das rochas e erosão

• 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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Granito sujeito a:

Descompressão

Menor temperatura ambiente

Exposição a grande amplitudes térmicas

METEORIZAÇÃO - GRANITO

Compara as condições de

Pressão e Temperatura na

sua génese com as atuais,

à superfície.

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METEORIZAÇÃO - GRANITO

diaclases

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

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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

17

COMO SE ALTERA O GRANITO?

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Atividade biológica

Crioclastia - gelo

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.”

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Ação mecânica da água e do vento

METEORIZAÇÃO FÍSICA

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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Esfoliação

METEORIZAÇÃO FÍSICA

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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Termoclastia

METEORIZAÇÃO FÍSICA

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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Haloclastia

Transparências Porto Editora

23

IL

20

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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

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Hidrólise

METEORIZAÇÃO QUÍMICA

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

traduzir-se:

*Um dos minerais do granito

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Hidrólise

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

METEORIZAÇÃO QUÍMICA

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Hidrólise

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

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Oxidação

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.

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

transformação do Fe2+ em Fe3+

• Pirite Hematite

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Oxidação

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

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Mais exemplos

Carbonatação

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.

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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)

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Água

EROSÃO

Águas da chuva

• Chaminés de fada

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Água

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.

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Vento

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

TRANSPORTE

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Agentes

TRANSPORTE

Os agentes de transporte (dos materiais resultantes da

meteorização e erosão) mais importantes são:

Gravidade

Vento (suspensão, saltação ou deslizamento)

Água

IL 2012 38

TRANSPORTE

Vento (intensidade e tamanho das partículas)

suspensão, saltação ou deslizamento

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Vento

TRANSPORTE

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

torrentes, rios, lagos, águas subterrâneas)

selvagens,

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Água

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)

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Água e vento

TRANSPORTE

42

Distância

TRANSPORTE

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Granosseleção

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.

DEPOSIÇÃO

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TRANSPORTE

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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Exercício 1

TRANSPORTE

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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Exercício 2

TRANSPORTE

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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Exercício 3

TRANSPORTE

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Diferenciam-se:

• Cor

• Composição e

• Granulometria

DEPOSIÇÃO

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Estratos

Superfícies de estratificação

• Tecto

• Muro

DEPOSIÇÃO

Tecto

referência

Muro

Datação relativa

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Estratos

DEPOSIÇÃO

Homogeneidade de cada estrato

• Processo sedimentar regular e contínuo:

• Características ambientais constantes

• Mesmo material depositado

Perturbações

• Assinaladas na superfície que marca a separação entre dois

estratos:

• Modificações nas características ambientais

• Diferente material depositado

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Estratos

Estratificação entrecruzada

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

DEPOSIÇÃO

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Estratos

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

Ambientes de formação rochas sedimentares:

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

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