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SEDIMENTOS E ROCHAS SEDIMENTARES

pSEDIMENTOS E ROCHAS SEDIMENTARES

Organizao: Prof. Vicente Caputo

INTEMPERISMO E ROCHAS SEDIMENTARES

1. INTRODUO

O ciclo sedimentar se inicia a partir da ruptura ou desagregao das rochas de uma rea fonte ou provncia geolgica pr-existente, a qual fornece fragmentos que so eventualmente, transportados e depositados em locais mais baixos topograficamente, constituindo os sedimentos.

Por definio, o intemperismo encerra o conjunto de processos operantes na superfcie terrestre que ocasionam a desagregao e/ou decomposio da superfcie das rochas. em essncia uma adaptao dos minerais das rochas s condies superficiais, bastante diferentes, daquelas em que elas se formaram.

As propriedades fsicas ou mecnicas das rochas sedimentares dependem grandemente da sua composio qumica, textura, estrutura, bem como de sua matriz e cimento.

As rochas suportam bem a grandes esforos compressionais, porm a pequenos tencionais. Este conceito no to simples quanto parece. Por exemplo, duas rochas, com a mesma resistncia compressional, podem se comportar de modo completamente diferente quanto abraso ou tenso.

Os arenitos so menos resistentes do que os quartzitos, apesar de ambas rochas terem alto teor de slica. Naqueles as ligaes entre os gros de quartzo so frgeis, o que no ocorre nos quartzitos, devido ao metamorfismo que rearranjou e interligou mais fortemente seus gros. Um arenito fino mais resistente do que um grosseiro.

2. FATORES CONDICIONANTES DO INTEMPERISMO

Pelo j visto acima, o intemperismo tem maior ou menor atuao sobre as rochas da crosta, a depender do tipo ou composio da rocha, da topografia, do clima, e do tempo geolgico.

A composio qumica da rocha fornece suas caractersticas de resistncia abraso, tenso e compresso. A topografia fornece a gravidade, podendo, inclusive, modificar localmente o clima de uma rea.

O clima, por sua vez, o resultado das variaes de temperatura, umidade, do regime dos ventos, da evaporao, da insolao, etc., fatores esses relacionados com as atividades biolgicas. Tais fatores dependem tambm da latitude.

Finalmente, o tempo geolgico parmetro mais importante que a natureza dispe para a realizao de seu constante modelamento da crosta terrestre.

3. PROCESSOS ATUANTES NO INTEMPERISMO

Diversos so os fenmenos que agem em ntima correlao para a efetivao do intemperismo. Eles podem ser de natureza fsica, qumica ou biolgica, separados ou conjuntamente, a depender das condies climticas e da prpria rocha em si.

A ao do intemperismo, atravs de seus processos, a de transformar a rocha em solo.

3.1. INTEMPERISMO FSICO

A desagregao ocorre na superfcie da rocha, enquanto em profundidade a rocha mantm-se isolada dos agentes de intemperismo.

O intemperismo fsico a desintegrao das rochas da crosta terrestre pela atuao de processos inteiramente mecnicos. o processo predominante em regies ridas, de precipitao anual muito baixa, tais como desertos e zonas glaciais. Nestas regies de condies climticas extremas a desagregao das rochas controlada por variaes bruscas de temperatura, insolao, alvio de presso, crescimento de cristais, congelamento, etc.

a) Variaes de temperatura - Os mais diversos materiais submetidos a variaes de temperatura experimentam variaes de diferentes intensidades, conforme seu coeficiente de dilatao trmica. Como a maioria das rochas so constitudas por minerais com diferentes coeficientes de dilatao (variando de mineral ou em um mesmo mineral, de acordo com a direo dos seus eixos cristalogrficos) em conseqncia da insolao diurna e resfriamento noturno, so sujeitos a esforos intermitentes durante longo tempo. A fadiga dos minerais torna-os desagregveis, reduzindo-os a pequenos fragmentos. A variao de temperatura produzida pela insolao durante o dia e resfriamento durante a noite pode ser muito grande. Acresce ainda que a superfcie da Terra iluminada pelo Sol aquece 1,5 a 2,5 vezes mais que a atmosfera. Na zona da caatinga na Bahia foram observados os seguintes dados (Leinz e Amaral).

NATUREZAAs 17 horasAs 5 horas

Temperatura da Atmosfera36 oC22 oC

Temperatura do Norito

(rocha preta)63 oC26 oC

Temperatura do gnaisse

(rocha clara)55 oC23 oC

b) Congelamento da gua - O esforo causado pelo crescimento de cristais de gelo ao longo de fendas e entre os gros das rochas, pode tambm ser responsvel pela desagregao destas. Em climas polares e altas montanhas este processo ocorre em funo do congelamento da gua nas fraturas das rochas, a qual exerce uma fora expansiva, devido o aumento de cerca de 9 % em volume, esta fora expansiva da ordem de 2.600 kg/cm2 e se repete sazonalmente.

A tabela abaixo mostra a desintegrao de trs tipos comuns de rochas, submetidas a congelamento e descongelamento sucessivos

ROCHAPOROSIDADE (%)No DE VEZES CONGELADA/DES

CONGELADAGRAMAS DETRITOS/M3 DE ROCHA LIBERADOS

ARENITO2532,7

ARENITO5430,3

CALCRIO3010,9

MRMORE0,21000,05

c) Cristalizao de sais. Nas reas desrticas ou semi-ridas as chuvas so esparsas e a gua infiltrada no solo dissolve material em baixo e sobe superfcie por evaporao e capilaridade. Pode se dar a cristalizao de sais onde as guas com sais dissolvidos (carbonatos, sulfatos, cloretos e nitratos) ascendem superfcie e, eventualmente, chegam a deposit-los em camadas superficiais.

d) Alvio de presso - Ocorre quando as rochas, que se encontravam comprimidas a grandes profundidades, chegam prximo superfcie trazidas pela eroso das rochas superpostas. Esse alvio de carga ocasiona a expanso das rochas e, frequentemente, provoca fraturas prximo a superfcie, nas rochas que formam o relevo do terreno. Na construo de tneis se observa bem este fenmeno, onde as rochas das paredes dos tneis estilhaam liberando lascas com grande rudo, pois as rochas em torno do tnel ficam sem sustentao. Os poos profundos durante a perfurao tendem a desabar e fechar, por isso usa-se lama com alta densidade para contrabalanar a tendncia a desabamento e ocluso de poos.

3.2. INTEMPERISMO QUMICO

O intemperismo qumico (decomposio qumica) caracterizado pela reao qumica entre os minerais constituintes das rochas com gases atmosfricos e solues aquosas diversas, na tentativa destes minerais se adaptarem condies fsico-qumicas do ambiente em que se encontram. O produto final destes processos uma conseqncia do ataque qumico aos minerais da rocha fonte. Este processo bastante acelerado nos casos em que as rochas foram preparadas, previamente, pelo intemperismo fsico, reduzindo-a a pequenos fragmentos, ou seja, aumentando a rea superficial de contato, por volume de material, para um ataque mais efetivo pelos agentes qumicos.

Pode-se concluir que o principal agente de intemperismo qumico a gua. A gua meterica (gua da chuva) pura reage muito pouco com a maioria dos minerais formadores de rochas, exceto os minerais solveis dos evaporitos (sais). Porm as guas tem frequentemente seu pH diminudo (aumento de acidez) devido dissoluo de CO2 da atmosfera, formando cido carbnico, e, tambm pela presena de cidos hmicos, resultante de processos biolgicos das plantas. Estes cidos aumentam conseqentemente a efetividade da gua como agente de decomposio das rochas. As guas subterrneas possuem em mdia 0,1-0,5g/litro de material dissolvido.

A efetividade do intemperismo qumico influenciada principalmente, pelo tipo de material (rocha fonte), clima, topografia, cobertura vegetal e tempo de exposio das rochas aos processos de intemperismo.

Considerando a natureza da rocha fonte, a depender da maior ou menor estabilidade dos minerais s condies fsico-qumicas do ambiente, maior ou menor ser a intensidade de atuao dos processos de intemperismo qumico.

Olivina, augita, hornblenda, ortoclsio (albita), microclina, muscovita, slex e quartzo (zirco, turmalina). O quartzo o mais resistente, mas mesmo o quartzo em clima tropical mido sofre dissoluo lenta..

Pelo visto acima, a listagem representa a srie de estabilidade qumica de minerais segundo GOLDICH. A olivina o menos estvel, o quartzo, o zirco e a turmalina so os mais estveis. Esta relao entre as sries de cristalizao magmtica de BOWEN e a srie de estabilidade do GOLDICH, indica que, os minerais das rochas gneas cristalizados nos estgios finais do resfriamento do magma, so mais estveis nas condies superficiais do que os minerais formados em um estgio precoce de cristalizao.

O clima mido fornece o ambiente mais propcio aos processos relacionados com o intemperismo qumico, especialmente condies de umidade e calor. Ele tambm favorece o desenvolvimento abundante da vegetao e, conseqentemente, o aumento da quantidade de cidos hmicos de origem orgnica.

Como j foi dito, o intemperismo qumico o processo de decomposio da rocha atravs de reaes qumicas; estas reaes podem ser: oxidao, reduo, hidrlise, hidratao, decomposio por acido carbnico e dissoluo.

A oxidao um dos primeiros fenmenos de decomposio subrea. em essncia uma reao com o oxignio para formao de xidos, ou com o oxignio e a gua para formao de hidrxidos. Os elementos mais suscetveis oxidao so: carbono, nitrognio, fsforo, ferro e mangans. Assim, por exemplo, o ferro bivalente (Fe+2) passa para a forma trivalente (Fe+3) provocando modificaes na estrutura dos minerais ricos em ferro. O aparecimento nas rochas de cores amareladas e avermelhadas caracterstico das reaes de oxidao do ferro.

A reduo uma reao de retirada do oxignio de uma substncia pela atuao de redutores, tais como gs sulfdrico (H2S), carbono (C) e hidrognio (H2), produtos comuns em ambientes de putrefao.

A hidratao o fenmeno da incorporao da gua estrutura cristalina e hidrlise a reao dos minerais com a gua. A hidrlise dos feldspatos uma das reaes

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