st 409 – elementos de geologia e mecÂnica dos solos rochas...

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ST 409 – ELEMENTOS DE GEOLOGIA E MECÂNICA DOS SOLOS

ROCHAS METAMÓRFICAS

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ROCHAS METAMÓRFICAS

Metamorfismos são alterações ou metamorfoses no estado sólido da composição mineralógica, textura e/ou estrutura das rochas pré-existentes (sedimentares, ígneas ou metamórficas anteriores), devido à ação de agentes energéticos (altas temperaturas, pressões e/ou soluções químicas, ditos “agentes do metamorfismo”), sem no entanto sofrerem fusão.

META = MUDANÇA MORPHO = FORMA

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CICLO DE FORMAÇÃO DAS ROCHAS

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AGENTES DO METAFORMISMO

TEMPERATURA: ao aprofundarem-se progressivamente sob um crescente número de camadas de sedimentos as rochas vão sofrendo temperaturas cada vez mais elevadas.

CALOR RESIDUAL DA TERRA: grau geotérmico (1ºC a cada 33 m);INTRUSÕES ÍGNEAS: grandes massas de rochas produzem altas temperaturas;DESINTEGRAÇÃO DE SUBSTÂNCIAS RADIOATIVAS: energia liberada;ATRITO ENTRE CAMADAS: energia de fricção.

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AGENTES DO METAFORMISMOPRESSÃO: a simples elevação de temperatura não é um fator determinante do metamorfismo, mas é principalmente a pressão em combinação com a temperatura que mais contribui para as profundas modificações das rochas.

PRESSÕES ORIENTADAS: sobrecarga de rochas sobrejacentes;PRESSÕES HIDROSTÁTICAS: zonas profundas da crosta, onde as rochas trabalham hidrostaticamente;OUTRAS PRESSÕES: pressão da água, gases, vapores (CO2, O2).

EFEITOS DA PRESSÃO:eliminação da porosidade;expulsão de voláteis;desaparecimento de fósseis;aparecimento de minerais mais densos.

FLUIDOS: os fluidos, tais como água, gás carbono, oxigênio, fluor, etcdesempenham a função de facilitar as reações e transformações mineralógicas → atividade química.

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TIPOS DE TRANSFORMAÇÕESMETAMORFISMO NORMAL: sem qualquer perda ou adição de novo material a rocha que sofreu metamorfismo, ou seja, a composição química continua a mesma, embora a rocha seja outra.

arenitos → quartzitocalcários → mármoresfolhelhos → micaxistos

METAMORFISMO METASSOMÁTICO OU METASSOMATISMO:ocorre mudança de composição química da rocha, evidenciado pela formação de minerais novos não existentes anteriormente.

ELEMENTOS QUE CARACTERIZAM E IDENTIFICAM UMA ROCHA METAMÓRFICA:

minerais orientados;dobras e fraturas;dureza média a elevada.

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TIPOS DE METAMORFISMOMETAMORFISMO TÉRMICO OU DE CONTATO: ocorre através do contato de duas rochas pré-existentes. O agente principal neste tipo de metamorfismo é o calor.

Metamorfismo de contato: ocorre ao redor das grandes massas magmáticas internas, porém com a temperatura inferior à que predomina no pirometamorfismo. Aumenta a mobilidade da rocha encaixante, favorecendo o aparecimento de novos minerais e de fenômenos de recristalização.

Pirometamorfismo: transformação química e física da superfície das rochas pelo contato imediato com um magma.

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TIPOS DE METAMORFISMO

METAFORMISMO DINÂMICO OU CATACLÁSTICO: pressão não uniforme associada ao aumento de temperatura provoca fraturas originando estruturas e texturas próprias. Este tipo de metamorfismo ocasiona o deslocamento de massas de rochas em zonas de falhas (pressão orientada) e se restringe a partes pouco profundas da crosta terrestre, consistindo no fraturamento, trituração e moagem das rochas originais, com a conseqüente modificação da textura e estrutura não ocorrendo processos de recristalização.

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METAMORFISMO REGIONAL DÍNAMO TERMAL: ação conjunta da temperatura e pressão provocando a recristalizaçãona rocha e favorecendo o aparecimento de novas estruturas. Está intimamente relacionado com a formação de cadeias de montanhas (áreas conhecidas como geosinclinais).

É também chamado de “geral”, pois afeta grandes regiões e éconsiderado o mais importante.

Este tipo de metamorfismo ocorre a grandes profundidades, mas, pela ação de intemperismo e erosão, as rochas metamorfisadaspodem atingir a superfície, completamente transformadas em grandes massas de xistos e gnaisses.

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METAMORFISMO PLUTÔNICO: num aprofundamento ainda maior, as rochas entram na fase plástica, pastosa e já não transmitem pressões dirigidas, perdendo pouco a pouco a orientação dos seus minerais, enquanto novos se formam, praticamente sem xistosidade.

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CAUSAS DO METAMORFISMO

contato de rochas pré-existentes;movimentos tangenciais dos continentes (placas tectônicas).

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SEQÜÊNCIA DO METAMORFISMO

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PLANO DE XISTOSIDADE

XISTOSIDADE: é uma expressão da medida em que minerais micáceos, lamelares ou prismáticos paralelos ou sub-paralelos caracterizam a aparência de uma rocha metamórfica. a xistosidade é evidenciada pelo achatamento e orientação dos grãos da rocha durante o processo de metamorfismo.

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TIPOS DE ROCHAS METAMÓRFICAS

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PROPRIEDADES MECÂNICAS DAS ROCHAS METAMÓRFICAS

As características mecânicas dos maciços e das rochas metamórficas dependem, fundamentalmente, da

xistosidade: (ausente, fraca ou bem pronunciada); composição mineralógica; textura.

Por suas características tecnológicas situa-se entre as sedimentares e as ígneas: tem maior densidade e são mais resistentes que as sedimentares originais e são menos resistentes e mais deformáveis que as ígneas, especialmente devido à xistosidade.

O arranjo orientado dos grãos e a xistosidade facilitam o ataque dos agentes do intemperismo, propiciando a profunda alteração das rochas metamórficas, gerando solos espessos.

A extrema rapidez de variação lateral e vertical de suas camadas em termos de natureza e características é também um aspecto importante para prática de engenharia.

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MINERAIS METAMÓRFICOSINFLUÊNCIA DA COMPOSIÇÃO ORIGINAL: as transformações minerais dependem da:

composição da rocha original;natureza ou tipo de metamorfismo submetido.

TIPOS DE ROCHAS SEGUNDO COMPOSIÇÃO INICIAL:argilosas: mudanças são bem caracterizadas de acordo com a elevação de temperatura e pressão. servem para o estabelecimento dos sucessivos graus de metamorfismo.arenosas, ígneas ácidas e tufos; xistos ácidos e gnaisses: menos sensíveis às mudanças, portanto difíceis de serem acompanhadas.calcários e outras rochas carbonatadas: são rochas constituidas de carbonato de cálcio puro: as mudanças são pequenas exceto recristalização.ígneas intermediárias, básicas e seus tufos: são do tipo magmático básico.

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MINERAIS METAMÓRFICOS: PROCESSOS

As reações se processam no estado sólido (não sofrem fusão). Prova: conservação de vestígios de estratificação e pela presença de restos fósseis em rochas complemente recristalizadas.Os cristais crescerão na direção perpendicular à direção da maior pressão (alongadas paralelamente à direção de menor pressão).

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MINERAIS METAMÓRFICOS: PROCESSOS

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APLICAÇÃO PRÁTICA DE ROCHAS METAMÓRFICASMATERIAIS DE CONSTRUÇÃO

PEDRA BRITADA: aproveita-se os gnaisses, quartzitos e os mármores. As rochas xistosas, devido a tendência de formar fragmentos lamelares, não são apropriadas para material de brita, seja para concreto, seja para asfalto.

GnaisseGnaisse Pedreira de mPedreira de máármorermoreQuartzito

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QUARTZITO

São rochas provenientes do metamorfismo dos arenitos em em ááreas reas arenarenííticas, com predominância de micas quartzo. Apresentam ticas, com predominância de micas quartzo. Apresentam textura xistosa e os minerais não são vistos a olho textura xistosa e os minerais não são vistos a olho nnúú..

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MÁRMORES

São rochas formadas a partir de um metamórfismo dinamotermal(pressão e temperatura em áreas de calcário. Quanto mais puros os calcários mais puros os mármores.

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GNAISSE

Rocha metamórfica essencialmente quartzo-feldspática, granulação frequentemente média a grossa; a estrutura é muito variável desde maciça, granitóide, com foliação dada pelo achatamento dos grãos até bandada. Deformadas e dobradas a Gnaisse pode ser uma rocha muito resistente, com estrutura altamente ondulatória.

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Revestimento de pisos e paredes: o mármore, por sua beleza quando polido e pelo seu preço acessível é bastante requisitado. Em pisos de edifícios públicos, o mármore (dureza 2) em pouco tempo poderá estar riscado pelos fragmentos de areia (dureza 7). A presença de micas na grande maioria das rochas metamórficas confere-lhes um brilho de grande beleza que, combinado com a imensa variedade de cores e a facilidade com quedesagregam em plaquetas, fazem delas requisitados materiais de revestimento de fachadas e paredes internas.

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Coberturas: a facilidade de separar-se em placas confere às ardósias a possibilidade de serem utilizadas como telhas ou como lajotas de revestimento de calçadas.

Clivagem em ardósia em pedreira perto de Alta, Noruega.

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DESENVOLVIMENTO DE CLIVAGEM

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APLICAÇÃO PRÁTICA DE ROCHAS METAMÓRFICASTALUDES

Valem as mesmas considerações relativas às rochas sedimentares, com um agravante: além dos planos de xistosidade, via de regra, serem mais instáveis do que os planos de estratificação, dentro do pacote de rochas metamórficas mergulhantes podem existir camadas com baixíssima resistência, especialmente devido às micas.

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APLICAÇÃO PRÁTICA DE ROCHAS METAMÓRFICASTÚNEL

A estabilidade dos túneis e o processo de escoramento e tratamento deverão obedecer a direção do plano de xistosidade e a composição mineralógica do maciço rochoso.As observações feitas para as rochas sedimentares são também válidas para as rochas metamórficas em obras de túneis.Os planos de xistosidade são, em geral, menos resistentes que os planos de estratificação.

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APLICAÇÃO PRÁTICA DE ROCHAS METAMÓRFICASBARRAGENS

De uma maneira geral, as rochas metamórficas são pouco permeáveis, apresentando espessuras de solos que justificam a opção por barragens homogêneas de terra.

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RESUMO DE IDENTIFICAÇÃO MACROSCÓPICADOS PRINCIPAIS TIPOS DE ROCHAS - GRUPO I

Rochas com estrutura maciça. Granulação finíssima. Não se observam minerais a olho nu. Sem orientação preferencial.

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RESUMO DE IDENTIFICAÇÃO MACROSCÓPICADOS PRINCIPAIS TIPOS DE ROCHAS - GRUPO I

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RESUMO DE IDENTIFICAÇÃO MACROSCÓPICADOS PRINCIPAIS TIPOS DE ROCHAS - GRUPO II

Rochas com estrutura maciça. Granulação média a grossa. São observados cristais. Sem orientação preferencial.

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RESUMO DE IDENTIFICAÇÃO MACROSCÓPICADOS PRINCIPAIS TIPOS DE ROCHAS - GRUPO III

Rochas orientadas em planos ou linhas.

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RESUMO DE IDENTIFICAÇÃO MACROSCÓPICADOS PRINCIPAIS TIPOS DE ROCHAS - GRUPO IV

Rochas com camadas próximas da horizontal. Estratificadas.Clásticas. Granulação variável. Friáveis.

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RESUMO PARA IDENTIFICAÇÃO MACROSCÓPICA DO TIPO DA ROCHA

Rochas magmáticasEstrutura maciça, compacta.Dureza média a elevada.No campo, a cor é relativamente homogênea.

Rochas sedimentaresEstrutura em camadas.Dureza baixa.No campo, a cor pode variar no sentido horizontal e vertical.Estruturas sedimentares típicas: estratificação cruzada, marcas de ondas, de animais, de chuva, do gelo, etc. Fósseis.

Rochas metamórficasEstrutura orientada. Paralelismo dos minerais.Dureza média a elevada, com exceção das micáceas e carbonatadas.No campo, a cor pode variar, como as sedimentares.

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ROTEIRO PARA IDENTIFICAÇÃO DAS ROCHAS1. Cor: deve ser referida, embora não seja muito importante.2. Granulação: muito grossa, grossa, média, fina ou finíssima.3. Dureza: sua avaliação é dada por: riscável pela unha, facilmente pelocanivete e dificilmente pelo canivete.4. Estrutura: resume-se em: maciça, orientada ou estratificada.5. Minerais presentes: depende de um maior conhecimento do indivíduo.6. Conclusão: verificar a qual dos grupos anteriores pertence.

Complementação:7. Graus de alteração: inalterada ou sã, ligeiramente, medianamente ou

bastante alterada.8. Outras observações: eventual fratura, presença de vesículas, etc;9. Tipo da rocha.10. Nome da rocha .

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Arco vulcânico(zona de subducção)

Zona de extensão de placas continentais e cinturões de montanhas

Zona de extensão de placas continentais e cinturões de montanhas

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Clivagem em ardósia em pedreira perto de Alta, Noruega. Ardósia é usada como pedra de dimensão para telhados e bilhar (pool) tabelas, entre muitas outras aplicações industriais e comerciais.

Clivagem em ardósia em pedreira perto de Alta, Noruega. Clivagem em ardósia em pedreira perto de Alta, Noruega.

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Esta amostra de xisto é composto por muscovita e biotita. Micáceo materiais apresentam baixa resistência ao cisalhamento entre as placas pequenas, muitas vezes, fomentando falhas ladeira enorme, como deslizamentos de terra

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Deformadas e dobradas no afloramento de gnaisse. Gnaisse pode ser uma rocha muito resistente, com estrutura altamente ondulatória.

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Slate (esquerda) e filito (à direita), que é mais ondulado e brilhante)

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Garnet mica xisto é uma rocha metamórfica de alto grau em placas individuais de mica brilhantes são facilmente visíveis. Os cristais de granada escuro vermelho são chamados almandina.

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O mármore é uma rocha cristalina formada pela metamorfose de calcário.

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Falha brecha exposta em Tito Canyon, um afluente levando-se em Death Valley, CA Breccia é composto de fragmentos muito angular

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Metamorphic ambientes criados por placas tectônicas em curso; espalhamento da crosta oceânica em cumes e em trincheiras onde a fina crosta oceânica é subducted sob espessa crosta continental.

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CLASSIFICAÇÃO DAS ROCHAS METAMÓRFICAS

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OBRIGADO PELA ATENÇÃO.

Leituras: Capítulo 7 de CHIOSSI, N. J. (1975).

eCapítulo II de LEINZ, V. (1998)

Pesquisas adicionais:www.rc.unesp.br/museudpm/www.periodicos.capes.gov.brwww.abge.com.brBibliotecas, Internet, etc.…

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