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Sedimentologia: Diagênese e Pedogênese PROF. PERCY BORIS WOLF KLEIN FACULDADE DE ENGENHARIAS – REGIONAL CATALÃO Objetivos: Formação das rochas sedimentares e solos: Diagênse; Pedogênese. ROCHAS SEDIMENTARES: Definição São rochas originadas pelo intemperismo de rochas preexistentes. Os produtos detríticos ou químicos do intemperismo são transportados e depositados nas bacias de sedimentação. Por meio da diagênese o sedimento é litificado e transformado em rochas sedimentar. ROCHAS SEDIMENTARES Intemperismo Erosão Transporte SedimentaçãoIntemperismo Erosão TransporteIntemperismo Erosão Transporte Deposição DiagêneseROCHA SEDIMENTAR Soterramento Características principais • São rochas formadas na superfície do planeta, e sua formação está condicionada diretamente aos processos superficiais; • Perfazem 5% da crosta terrestre. No entanto, estão amplamente espalhadas em uma fina camada sobre rochas ígneas e metamórficas. • Muitas rochas sedimentares tem alto valor econômico. Ex: óleo, gás, minério de Cu, Pb, Zn, Fe, Au e Ag. • Possuem em geral estratificação e/ou estruturas sedimentares; • Podem incluir materiais de proveniência biológica, tais como: carvão, xisto betuminoso, turfa, etc. • São formados em diferentes ambientes de sedimentação, tais como: Lagos, desertos, rios, delta e plataforma continental. ROCHAS SEDIMENTARES: Diagênese • conjunto de transformações que ocorrem no sedimento após a sua deposição. • Transformações em adaptação às novas condições físicas (pressão, temperatura) e químicas (pH, pressão d´água). • Material original é exclusivamente sedimentar e os processos de transformação incluem dissoluções e precipitações a partir das soluções aquosas existentes nos poros. Diagênese Processos diagenéticos são controlados por: • Composição química do fluido do poro (composição iônica, pH, salinidade, etc.) • Temperatura (variando de -40° a > 100°C) • Pressão de soterramento • Fatores orgânicos (especialmente microrganismos) • Taxa de transferência de fluídos pelos poros • Mineralogia e textura original do sedimento • Tempo Campo de atuação da diagênese Compactação Processos e produtos diagenéticos Representação esquemática das mudanças introduzidas, por efeito de compactação mecânica: fechamento do empacotamento; b) deformação de grãos; c)quebra de oóides. Dissolução Evolução dos tipos de contato entre grãos terrígenos, durante a diagênese: a) pontuais; b) planares; c) côncavo-convexos; d) saturados. Estilólito – material insolúvel (frequentemente rico em matéria orgânica) que torna-se concentrado ao longo do limite da zona da rocha dissolvida. São mais comuns em rochas carbonáticas que silicláticas. http://www.usask.ca/geology/classes/geol243/243notes/stylo.gif http://www.usask.ca/geology/classes/geol243/243notes/stylo.gif Cimentação Desenho esquemático comparando duas distribuições de cimento de quartzo em um arenito: a) típica de cimentação de porosidade primária (cimentação precoce) e b) típica de cimentação de porosidade. Sílica • Dissolução por pressão • Dissolução de silicatos instáveis • Reações diagenéticas que liberem sílica (ex. esmectita e ilita) • Dissolução de sílica biogênica Calcita, argila, óxido de Fe (hematita) Recristalização Representação esquemática de carapaças carbonáticas de pelecípodo sofrendo dois tipos possíveis de recristalização diagenética: neomorfismo e substituição Representação genérica de rochas sedimentares, com indicação de seus componentes principais. Componentes deposicionais • Arcabouço • Matriz • Porosidade primária Componentes diagenéticos • Cimento • Porosidade secundária FORMAÇÃO DOS SOLOS: Pedogênese Constituintes do solo solo = regolito + matéria orgânica + água + ar Fatores que controlam a formação do solo : 1. Material parental • Composição da rocha, textura e estrutura Granito na Antartica intensamente intemperisado, com textura carvenosa, devido a cristalização de sais em pequenas cavidades e ao longo dos limites dos grãos. Arenito 2. Clima • Tipo de intemperismo • Pluviosidade -> mais chuva -> maior lixiviação e maior vegetação 3. Plantas e animais • Fonte de matéria orgânica (humus) • Ácidos orgânicos influenciam no pH (maior taxa de decomposição – menor o pH do solo) • Micro-organismos (bactérias) ajudam na decomposição da matéria orgânica • Plantas desfavorecem a erosão Erosão provocada por desmatamento 4. Topografia • velocidade de escoamento 5. Tempo Formação do solo Intemperismo + pedogênese = perfil de alteração ou perfil do solo Pedogênese – modificações causadas pelo intemperismo nas rochas tornam-se estruturais, com organização e transferência de minerais formadores do solo, entre os níveis superiores de alteração. Limite da formação dos solos Balanço entre: • Desgaste da superfície • Migração dos horizontes Alta taxa erosão + intemperismo lento => solos pouco espessos Baixa taxa de erosão + intemperismo rápido => solos espessos e pobre em nutrientes Perda de matéria (lixiviação física e química); Adição de matéria – proveniente de fonte externa – matéria orgânica, poeiras minerais vinda da atmosfera e sais minerais (fluxos ascendestes) ; Translocação de matéria – remobilizações verticais e horizontais no interior do perfil; Transformação da matéria – decomposição de matéria orgânica. Processos envolvidos na formação do solo Principais Horizontes dos Solos O – Horizonte rico em matéria orgânica ( > 35%) A – Matéria mineral misturada com humus E – Lixiviação K, Mg, Na e argila são removidos B – Acumulação Ausente em solos jovens Distinto em solos antigos Al, Fe, argila (climas úmidos) Si, Ca (climas áridos) C - Rocha Classificação de solos Difícil devido ao número de fatores involvidos Variáveis para classificação • Rocha original • Constituintes • Maturidade • Estrutura • Clima e vegetação SOLO CARACTERÍSTICA NEOSSOLO Solo pouco evoluído, ausência do horizonte B. Predominam as características herdadas do material original. VERTISSOLO Solo com desenvolvimento restrito; apresenta expansão e contração pela presença de argilas 2:1 expansivas CAMBISSOLO Solo pouco desenvolvido, com horizonte B incipiente. CHERNOSSOLO Solo com desenvolvimento médio; atuação de processos de bissialitização, podendo ou não apresentar acumulação de carbonato de cálcio. LUVISSOLO Solo com horizonte B de acumulação (B textural), formado por argila de atividade alta (bissialitização); horizonte superior lixiviado ALISSOLO Solo com horizonte B textural, com alto conteúdo de alumínio extraível; solo ácido. ARGISSOLO Solo bem evoluído, argiloso, apresentando mobilização de argila da parte mais superficial NITOSSOLO Solo bem evoluído (argila caulinítica – oxi-hidróxidos), fortemente estruturado (estrutura em blocos), apresentando superfícies brilhantes (cerosidade). LATOSSOLO Solo altamente evoluído, laterizado, rico em argilominerais 1:1 e oxihidróxidos de Fe e Al. ESPODOSSOLO Solo evidenciando a atuação do processo de podzolização; forte eluviação de compostos aluminosos, com ou sem ferro; presença de humus ácido. PLANOSSOLO Solo com forte perda de argila na parte superficial e concentração intensa de argila no horizonte subsuperficial. PLINTOSSOLO Solo com expressiva plintitização (segregação e concentração localizada de ferro). GLEISSOLO Solo hidromórfico (saturado em água), rico em matéria orgânica, apresentando intensa redução dos compostos de ferro ORGANOSSOLO Solo essencialmente orgânico; material original constitui o próprio solo Classificação dos solos segundo a EMBRAPA Tipos de solos Latossolos: • horizonte A moderado e horizonte B latossólico. São muito porosos, permeáveis e de acentuado a fortemente drenados. Solos espessos. Regiões planas. Podzólicos:• São vermelho-amarelados e, ao contrário dos latossolos, desenvolvem-se em regiões menos planas. • Distinta individualização de horizontes, bem drenados, moderadamente porosos, sobretudo na parte superficial. Possui agregados granulares pequenos a médios. Cambissolos: • São solos pouco desenvolvidos, principalmente por causa do relevo mais acentuado. Possuem horizonte B incipiente (poucos centímetros), com alguns minerais primários e fragmentos líticos, facilmente intemperizáveis, ainda presentes. Laterita ou crosta laterítica: • Crosta alumino-ferruginosa que desenvolve-se sobre solos intensamente lixiviados Preservação do mineral primário e sua acumulação relativa, devido a perda de matéria no perfil durante a alteração. Destruição do mineral primário e formação de minerais secundários mais ricos no elemento de interesse Depósitos lateríticos 4,0 9,5 Ácido < 6,7 Neutro = 7,0 Alcalino > 7,3 pH = - log [H+] Acalinidade vs acidez no solo 1. solos fortemente ácidos (pH < 5.0) (a) Al+3 torna-se soluvel (b) Al+3 sofre hidrólise (c) Al+3 e Al(OH)+2 são adsorvidos ao solo Solos orgânicos 2. Solos moderadamente ácidos (5.0 < pH < 6.5) (a) mais básicos (Ca+2 e Mg+2) (b) Al é parcialmente solúvel 3. Solos neutros (pH > 6.5) (a) Ca+2 e Mg+2 dominam (b) Al é insolúvel Geologia Sedimentar Primeira Edição, 2003 Estudar Capítulo 4 Próxima Aula: Propriedades dos sedimentos Verificação do Plano de Ensino Kenitiro Suguio
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