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Universidade do Estado de Mato Grosso – Campus Cáceres Jane Vanini Rochas sedimentares 2° semestre de Eng. Agronomica Discentes: Francielly Pasquali e Laura Vitoria Docente: Lilian Caceres-MT, 2021 Rocha é um agregado consolidado de um ou mais minerais formado por processos naturais. Além de minerais, as rochas também podem conter matéria orgânica, fósseis, água, vidro vulcânico e outros componentes sólidos naturais. As rochas são formadas nos mais variados ambientes no planeta Terra, na Lua, ou mesmo em outros planetas do nosso Sistema Solar ou fora dele, ou seja, onde tiver os ingredientes e as condições certas, rochas serão formadas. Esse agregado natural consolidado representa a unidade fundamental que compõe a crosta e o manto terrestre e registram os processos geológicos ocorridos no passado geológico, sendo que seu estudo permite compreender a evolução do nosso planeta. A identificação de cada tipo de rocha baseia-se na caracterização da sua composição (minerais constituintes), textura (tamanho, forma e arranjo dos minerais em escala submilimétrica a centimétrica) e estrutura (contrastes no arranjo mineralógico e/ou descontinuidades físicas em escala centimétrica a métrica). As rochas são subdivididas em 3 grandes grupos de acordo com sua formação: ígneas, sedimentares e metamórficas. Rochas ígneas são sólidos cristalinos formados diretamente pelo resfriamento e solidificação de magma. O magma é resultado da fusão parcial (derretimento) de rochas no interior do planeta. É necessário altas temperaturas para fundir uma rocha, geralmente entre 700 e 1200 °C Rochas metamórficas são formadas pela transformação de outras rochas, com a recristalização e/ou rearranjo de minerais, devidas a mudanças extremas das condições de pressão e temperatura, em geral, associadas à movimentação das placas tectônicas e formação de cadeias de montanhas. Rochas sedimentares são rochas que se formam na superfície da crosta terrestre sob temperaturas e pressões relativamente baixas, pela desagregação de rochas pré-existentes seguida de transporte e de deposição dos detritos ou, menos comumente, por acumulação química. Conforme a natureza desse material podem ser detríticas ou não detríticas. Possuem porosidade e permeabilidade, uma marcante estratificação e baixa resistência mecânica. São muito difíceis de polir e podem conter fósseis. As camadas de rochas sedimentares podem totalizar vários quilômetros de espessura. Exemplos de rochas sedimentares muito conhecidas no Brasil são as que formam os morros de Vila Velha (PR), a Chapada Diamantina (BA) e a Gruta de Maquiné (MG). No exterior, é muito conhecido o Gran Canyon (Colorado, EUA). De um modo geral e amplo, as rochas sedimentares mais comuns podem ser divididas em arenosas (detríticas), argilosas (detríticas) e carbonatadas (não detríticas), estas últimas subdivididas em calcários e dolomitos. Rochas sedimentares detríticas (também chamadas de clásticas) são aquelas formadas pela deposição de fragmentos de outras rochas (ígneas, metamórficas ou mesmo sedimentares). Esses fragmentos, principalmente quartzo e silicatos, constituem os sedimentos e surgem por efeito da erosão. Chuva, vento, calor e gelo vão fragmentando as rochas e os pedaços que se soltam são transportados para lugares mais baixos pela ação da gravidade, de rios, de geleiras ou do vento. O mais extenso e mais duradouro dos ambientes de deposição é o marinho. Ele é o destino final de todos os sedimentos e nele estão a maior parte dos sedimentos detríticos. Conforme o diâmetro dos grãos desses sedimentos, eles podem ser, do maior para o menor: cascalho, areia, silte ou argila (conforme tabela a seguir). Cascalhos formam conglomerados e brechas, areias formam arenitos, siltes formam siltitos e argilas formam argilitos. Esses sedimentos são transportados até uma bacia sedimentar, deserto ou delta de rio e, então, começam a ser compactados pelo peso de mais sedimentos que sobre eles se depositam. As rochas argilosas são as mais abundantes das rochas sedimentares, mas também as mais difíceis de estudar, devido à granulação fina dos sedimentos que as formam. A deposição começa sempre pelas partículas maiores e mais pesadas. As menores, mais leves e menos esféricas tendem a prosseguir, sendo depositadas depois e mais adiante. Com o tempo, os grãos ou seixos vão se unindo, muitas vezes pela precipitação, entre eles os de óxido de ferro ou de carbonato de cálcio, de modo a ficarem cimentados, originando então a rocha sedimentar. Se o sedimento for areia, formará um arenito; se for argila, formará uma argilito etc., conforme visto na tabela acima. As mudanças na textura e na composição sofridas pelos sedimentos em temperaturas relativamente baixas e que levam à formação da rocha sedimentar chamam-se diagênese. Ela pode ocorrer logo após a deposição ou bem depois. Rochas sedimentares não detríticas surgem pela precipitação química de sais ou pela acumulação de restos orgânicos de animais e plantas. Quando formadas por sais, são chamadas de químicas. Ex.: calcário e evaporito. Se formadas por restos orgânicas, são chamadas de orgânicas. Ex.: guano e carvão. As rochas sedimentares químicas são formadas principalmente por carbonatos, sulfatos, sílica, fosfatos e haloides. As principais rochas calcárias são o calcário (composto essencialmente de calcita) e o dolomito (composto de dolomita). Tipos mistos são os calcários dolomíticos. Afora os carbonatos, costumam conter quartzo, argila e outros minerais. As rochas sedimentares costumam ser muito porosas, o que permite que nelas se acumule água. São, por isso, importantes fontes de água subterrânea. Aquelas que possuem água em poros que se interconectam (isso é, que são porosas e permeáveis) constituem aquíferos, ou seja, massa rochosa capaz de armazenar e fornecer água. Arenitos costumam ser ótimos aquíferos. Classificação Gênica As rochas sedimentares podem ser constituídas de sedimentos originados da fragmentação de outras rochas, precipitação química ou ainda a partir de processos biogênicos. Sendo assim, é interessante estudá-los a partir de sua gênese. Sedimentos Clásticos Os sedimentos originados pela desagregação de partículas de outras rochas são chamados de clastos, grãos (quando há transporte mecânico), dendritos ou ainda siliciclastos. Este tipo de sedimento surge a partir de processos erosivos em que há a atuação de intemperismo associado com transporte. Os principais agentes intempéricos responsáveis por desagregar os clastos são as ações eólica, fluvial, glacial, solar, pluvial e biológica, ao passo que a ação hídrica, eólica, gravitacional, glacial e biológica são os principais agentes transportadores. Além disso, os processos erosivos predominantes podem variar de acordo com o ambiente analisado, resultando em diferentes tamanhos de grãos (granulometria), selecionamento, mineralogia, e, por consequência, diferentes rochas sedimentares. Processo de erosão, transporte e deposição de sedimentos clásticos. Retirado de: http://professormarciosantos5.blogspot.com.br/2016/02/intemperismo-e- ciclo-sedimentar.html Sedimentos Ortoquímicos Esse tipo de sedimento está associado a um processo puramente químico chamado de precipitação. Precipitação é a formação de um sólido durante uma reação química. Este sólido formado é chamado de precipitado, e pode ter origem tanto em uma reação química como na supersaturação de determinado soluto em uma solução. Quando o precipitado tem densidade maior do que a solução, há então a deposição desse sedimento no fundo da solução. Diferentementes dos clastos, os precipitados depositam-se onde foram gerados e, por essa razão, são classificados como sedimentos autóctones (se deposita onde é formado) É bastante comum a precipitaçãode material químico em ambiente de fundo marinho, onde os íons carbonato precipitam-se, dando origem ao calcário. O processo de precipitação para formação de rochas é tão importante que o calcário representa cerca de 25 a 35% de todas as seções estratigráficas do mundo. https://3.bp.blogspot.com/-EgIG-t0vF7M/WdFNEkdpTWI/AAAAAAAABqw/rrdXYg0-Y5QMeSXdD-7GAhudLPSGf2blwCK4BGAYYCw/s1600/Esquema+fonte-sedimento.jpg Falésias de calcário que foi formado no fundo do mar em Étretat, Normandia. Retirado de: http://www.loucosporviagem.com/destinos-internacionais/as-falesias-de- etretat-normandia/ Sedimentos Biogênicos Os sedimentos biogênicos estão relacionados à ação de organismos que, por meio do seu metabolismo, são capazes de formar estruturas sólidas. Esses organismo podem construir essas estruturas diretamente (bioconstruídos) ou o seu metabolismo pode induzir a precipitação de íons formando sedimentos (bioinduzidos). 1. Sedimentos Bioconstruídos Os sedimentos bioconstruídos são aqueles formados pela ação direta de organismos. Alguns exemplos são as carapaças e conchas de certos moluscos, ou os edifícios sedimentares construídos por corais e algas, que podem dar origem a recifes. https://2.bp.blogspot.com/-5nV07qC_Ggg/WdFOjlhAUBI/AAAAAAAABq8/TmLSO5J8ZCoyw9P3vwXyGkmyNAgjkuMTwCK4BGAYYCw/s1600/DSC_9775.jpg Conchas formadas por ação direta de organismos. Foto: Domínio Público 2. Sedimentos Bioinduzidos Esse tipo de sedimento está ligado à ação indireta de organismos. Esse é o caso das cianobactérias, em que o metabolismo fotossintetizante desses seres é capaz de alterar as condições químicas do ambiente, induzindo à precipitação de íons presentes em solução na forma de sedimentos. Isso se dá pelo princípio de Le Chatelier, o qual define que a diminuição da concentração de determinado composto em uma reação prejudica o equilíbrio iônico e o desloca na direção da reação para formar mais desse composto. Assim, as cianobactérias, ao retirar CO2 do meio durante seu processo de fotossíntese, deslocam o equilíbrio iônico da reação da solução na direção de formar mais CO2 e, por consequência, formam mais precipitado químico CaCO3 (calcita ou aragonita). Isso está descrito de acordo com a equação abaixo: Etapa 1: Ca+2 (aq) + HCO-1 (aq) ↔ CaCO3 + CO2↓+ H2O Etapa 2: Ca+2 (aq) + HCO-1 (aq) ↔ CaCO3↑+ CO2↑+ H2O https://c.pxhere.com/photos/29/3c/shells_seashells_beach_scallops_cockles_beachart_publicdomain-175903.jpg!d Granulometria Uma outra classificação de sedimentos importante é a granulométrica. Essa é fundamental para nomear e identificar as rochas sedimentares. A granulometria é a classificação dos sedimentos de acordo com o tamanho dos clastos, e é a base para a compreensão de características físicas das rochas sedimentares, como a porosidade, textura, estruturas deposicionais etc. Nessa perspectiva, desenvolveram-se escalas granulométricas para delimitar as classes de grãos em faixas específicas de tamanho. Uma das principais escalas granulométricas, e mais utilizada, é a escala de Wentworth, que se baseia numa base logarítmica de 2. Escala de granulometria de Wentworth Fonte: Decifrando a Terra/ TEIXERA, TOLEDO, FAIRCHILD E TALIOLI. São Paulo, Oficina de Textos, 2000 Além da classificação proposta por Wentworth, algumas classificações mais genéricas também são bastantes utilizadas. Os termos de origem latina luto, arena e rudi são designados para nomear a granulometria dos sedimentos. Nessa terminologia, luto é utilizado para sedimentos mais finos (geralmente argilas, siltes e areia fina), arena é utilizado para sedimentos de tamanho intermediário (areias médias e grossas) e rudi é destinado a grãos mais grossos (como grânulo, seixo, calhau e matacão). Outra nomenclatura bastante comum na sedimentologia tem origem no grego e divide os grãos em peli, psami e psefi. Esses são análogos à classificação com nomenclatura em latim. Dessa forma, peli está para luto assim como psami está para arena e psefi está para rudi. https://3.bp.blogspot.com/-Qp5GymBZx7s/WdFD2rtxdiI/AAAAAAAABqE/JZ0f3FbgP4sZkBIXW4WHKkxWmeVLisSEQCK4BGAYYCw/s1600/wentworth.jpg Quando tratamos de rochas, adiciona-se o sufixo ito ao nome do sedimento. Temos então, lutito ou pelito, arenito ou psamito e rudito ou psefito como os grandes grupos de rochas siliciclásticas. Selecionamento O selecionamento é uma característica textural das rochas sedimentares, e que está bastante associado à granulometria do pacote de sedimentos que deu origem à rocha. Quando há apenas um tipo de tamanho de sedimentos em um pacote, pode-se afirmar que há um bom selecionamento. Entretanto, se o pacote apresentar sedimentos de tamanhos distintos em uma proporção mais ou menos equivalente no pacote sedimentar há então um mau selecionamento. Nos casos em que há bom selecionamento, pode-se ainda defini-lo como selecionamento fino, médio ou grosso a depender da granulometria predominante. Comparação entre sedimentos bem selecionados e mau selecionados. SUGUIO, K. 1980. Rochas Sedimentares. O selecionamento tem uma relação fundamental com a porosidade da rocha. Se houver um mau selecionamento, haverá um grande preenchimento dos espaços por sedimentos menores. Já nos casos de bom selecionamento, haverá uma dificuldade de preencher esses espaços intergranulares, já que todos os clastos apresentam dimensão semelhante. Sendo assim, é possível afirmar que o mau selecionamento favorece a rocha a ser impermeável, ao passo que o bom selecionamento favorece a permeabilidade. Morfologia Além das características genéticas e granulométricas, há também as características morfológicas dos grãos. As mais relevantes são a angulosidade/arredondamento e a esfericidade. As características morfológicas, em relação à angulosidade/arredondamento, podem trazer informações a respeito do quão transportado foi o sedimento analisado, e do tipo de ambiente deposicional do qual ele pertence. Essa classificação varia em uma escala que vai do muito anguloso ao bem arredondado. https://3.bp.blogspot.com/-G4reAYeB1Yo/WdFFU7FqhMI/AAAAAAAABqM/63GSoeluMFQ2vJlxWkG-Jk8ZxCYebjEDgCLcBGAs/s1600/Grau+de+sele%C3%A7%C3%A3o+da+areia.jpg Há também a esfericidade. Quando todos os vértices estiverem há uma mesma distância de um ponto central, pode-se afirmar que o sedimento é esférico. Também vale destacar que um sedimento pode ser anguloso e ao mesmo tempo esférico. Escala de arredondamento e esfericidade retirado de: SUGUIO, K. 1980. Rochas Sedimentares. Referências: GEOCIÊNCIA. Rochas. Disponível em: https://didatico.igc.usp.br/. Acesso em: 03 nov. 2021. EDUARDO, Carlos. #Petrologia – Rochas Sedimentares I. Disponível em: https://www.sobregeologia.com.br/2017/10/petrologia-rochas-sedimentares-i.html. Acesso em: 03 nov. 2021. Museu Virtual de Solos, Rochas e Minerais. Sedimentares. Disponível em: https://wp.ufpel.edu.br/museudesolosrochaseminerais/rochas/sedimentares/. Acesso em: 03 nov. 2021. https://4.bp.blogspot.com/-pGKQI7wIbPU/WdFCE4m56tI/AAAAAAAABp4/LVjGUALoCHEVtvTFSB529UL3FIe3tbuGACK4BGAYYCw/s1600/arredondamento.jpg
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