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Rochas e Solos

Prof Karine P. Naidek

Abril/2016

UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS DEPARTAMENTO DE QUÍMICA - DQMC

Rochas Sedimentares

Rochas sedimentares são produto da consolidação de sedimentos na superfície terrestre.

As rochas sedimentares representam, apenas 5% do volume da crosta terrestre, mas representam cerca de 75% das superfícies dos continentes e fundos de oceanos.

Rochas Sedimentares

Formadas na superfície da Terra (crosta) sob condições de baixa temperatura (até 250 °C) e pressão.

Consiste no acumulo e diagênese de partículas de minerais, rochas e de organismos biológicos pré-existentes transportados através da água, gelo ou ar.

Podem também ser resultado da precipitação direta de compostos químicos em meios aquosos.

Rochas Sedimentares

A formação de uma rocha sedimentar é consequência de um processo geológico, que podemos dividir em várias fases e nas quais intervêm diferentes mecanismos.

METEORIZAÇÃO EROSÃO TRANSPORTE SEDIMENTAÇÃO OU DEPOSIÇÃO

DIAGÉNESE

Rochas Sedimentares

Rochas Sedimentares

Meteorização ou Intemperismo

As rochas são alteradas do ponto de vista:

Meteorização Física origina

partículas cada vez mais

pequenas

Meteorização Química

modifica os minerais das

rochas, transformando-

os noutros

Rochas Sedimentares

Físico

Variações de temperatura e congelamento: aumentar e diminuir a temperatura sucessivamente faz com que a rocha sofra fadiga mecânica, desintegrando-se em blocos, o que facilita a ação de outros agentes de intemperismo. A água quando congela aumenta 10% seu volume.

Rochas Sedimentares

Ação física dos vegetais: muitas rochas podem se desagregar pelo crescimento de raízes de vegetais ao longo de suas fraturas.

Rochas Sedimentares

Cristalização de sais: água rica em solutos quando cristaliza em fraturas ou cavidades das rochas, exerce pressão sobre suas paredes que podem levar à desagregação da rocha. Ex.: regiões marinhas

Rochas Sedimentares

B- Químico:

A água é o principal agente= solvente

Ao percolar entre rochas e solos ela pode se tornar ácida, enriquecer-se em sais ou em produtos orgânicos.

-Hidrólise: Há hidratação do mineral: ex: feldspato potássico transformando-se em gibbsita:

KAlSi3O8 + H2O -> Al(OH)3 + 3H4SiO4+ K+ + OH-.

Observe que neste caso 100% da sílica e do potássio são eliminados, sobrando um resíduo insolúvel, a gibbsita.

Rochas Sedimentares

B- Químico:

-Hidratação: a água em contato com os minerais podem ser aderidas à sua superfície ou entrando em sua estrutura cristalina, formando um novo mineral: Ex: transformação de anidrita e gipsita:

CaSO4 + 2H2O -> CaSO4.2H2O

-Solubilização: Alguns minerais são solúveis em água. Ex. calcário (calcita):

CaCO3 + H2O -> Ca2+ + CO32-.

Regiões constituídas por calcários podem ter presença de cavernas ou dolinas.

Rochas Sedimentares

-Oxidação: ocorre em minerais constituídos por elementos com mais de um estado de oxidação. Ex. Ferro ferroso (Fe2+) e o férrico (Fe3+), comuns em minerais como a biotita, piroxênios, anfibólios, magnetita, etc. Elementos tem forte afinidade com o oxigênio e também ao CO2. Liberado o Fe, forma-se um novo composto, normalmente a goetita (hidróxido de ferro). -Acidólise: Em regiões frias, não há decomposição da matéria orgânica – formação de ácidos orgânicos, que baixam o pH (<5) da água, sendo capazes de complexar o Fe, Al e K, colocando-os em solução. Ex: feldspato potássico:

KAlSi3O8 + 4H+ + 4H2O -> 3H4SiO4 + Al3+ + K+.

Rochas Sedimentares

Rochas Sedimentares

Erosão: desgaste da superfície terrestre pela ação mecânica e química da água corrente, das intempéries ou de outros agentes geológicos.

Rochas Sedimentares

Transporte: as partículas sofrem transporte pelas correntes (água e vento) para outros locais, distanciados.

Rochas Sedimentares

Rochas Sedimentares

Sedimentação - A sedimentação dá-se, geralmente, em camadas sobrepostas – estratos, horizontais e paralelos, sobretudo quando ocorre em ambiente aquático

Rochas Sedimentares

Diagénese - Conjunto de processos que transforma os sedimentos em rochas sedimentares consolidadas, coesas.

A diagénese compreende:

COMPACTAÇÃO

DESIDRATAÇÃO

CIMENTAÇÃO

Rochas Sedimentares

Tipos de Rochas Sedimentares

Clásticas (ou detríticas): formadas por fragmentos de minerais ou rochas pré-existentes que são transportados através do ar, água ou gelo. Ex.: siltitos, arenitos, etc.

Conglomerados: rochas grosseiras e mal selecionadas (partículas com diâmetro acima de 2mm)


Arenitos: constituídos essencialmente por grãos de quartzo com granulação variando de 0,2 a 2 mm

Siltitos: rochas com granulação muito fina, com partículas variando entre 0,002 e 0,2mm de diâmetro.


Argilitos: rochas constituídas por partículas com diâmetro inferior a 0,002mm.

Folhelhos: siltitos e argilitos que apresentam-se finamente laminadas.


Químicas: Precipitação química de compostos como carbonatos, fosfatos, etc, a partir de uma solução aquosa.


Orgânica: Formadas por carapaças ou restos de matéria orgânica, bem como o produto por eles produzidos. Ex: calcário, carvão, etc.

Calcário com restos de conchas (coquina) Carvão.

Bacias Sedimentares

Rochas Metamórficas

São formadas a partir de rochas pré-existentes (=protólitos) em estado sólido.

Condições de pressão e temperatura variável, bem maiores do que as das rochas sedimentares.

As temperaturas podem chegar a atingir 800 °C, porém sem fusão total dos minerais.


Quando uma rocha é submetida ao metamorfismo os minerais são substituídos por outros estáveis às novas condições= reações metamórficas.

As reações metamórficas ocorrem em estado sólida e podem envolver:

a- modificar a granulação da rocha -> não muda a mineralogia

Mármore Calcário


b- reação entre os minerais e a fase fluída ou desidratação -> surgimento de novos minerais

c- modificar a estrutura cristalina -> minerais polimorfos

Tipos de Metamorfismo e Rochas Metamórficas

A transformação se dá por:

1- aumento da pressão: quando dirigida= metamorfismo cataclástico. Resulta em rochas foliadas com orientação ou diminuição do tamanho dos minerais. Ex.: milonito, ardósia, etc.


2- aumento da temperatura (s/ fusão dos minerais)= metamorfismo de contato. Aumento do tamanho dos minerais. Ex. Mármore.

Mármore Calcário


3- 1+2= metamorfismo regional: recristalização e/ou orientação dependendo do balanço de P e T do sistema. Ex: quartztitos, gnaisses, filitos, xistos, etc.

Quartzito Filito


Gnaisse Actinolita Xisto Migmatito


A intensidade do metamorfismo pode ser aferida pela associação de minerais presentes na rocha.


Ardósia: rocha metassedimentar de baixo grau metamórfico, foliada, granulação muito fina, constituída por quartzo, clorita e sericita. Normalmente preserva o acamamento sedimentar e apresenta brilho acetinado das micas nos planos de foliação.

Filito: Rocha com grau metamórfico um pouco maior que a ardósia. É constituída por quartzo, muscovita, clorita ou biotita em plaquetas bem definidas. Apresenta superfície de foliação sedosa e brilhante.


Xisto: Rocha de mais alto grau que o filito, onde os minerais micáceos mostram acentuado cresimento, estando bem orientados e foliadas. Podem aparecer minerais como a andaluzita, granda, estaurolita, cordierita, etc. Gnaisse: Rocha de mais alto grau metamórfico que o Xisto, sendo constituído por quartzo feldspato e normalmente a biotita. Apresenta estrutura bandada, característica desta rocha. Migmatito: mesma mineralogia dos gnaisses, porém passaram por um processo de fusão parcial e injeção magmática – rochas híbridas.

Rochas “Alienígenas”

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