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MINERAIS E ROCHAS Composição, Classificação e o Ciclo das Rochas Mineral: “É um elemento ou composto químico, via de regra resultante de processos inorgânicos, de composição química geralmente definida e encontrado naturalmente na crosta terrestre.” (Leinz & Amaral, 1978). • 1) De ocorrência natural = encontradas na Natureza; (Os diamantes como aqueles encontrados na África do Sul são minerais, aqueles sintentizados em laboratório não são minerais) • 2) Sólidas na temperatura ambiente; (Com exceção da água e do mercúrio) • 3) Composição química conhecida e representada por fórmula; (Alguns minerais podem apresentar variações cristalinas mas nunca de composição) • 4) Cristalinas = os átomos de que são constituídas estão sempre dispostos em um arranjo tridimensional ordenado e repetitivo. (Os materiais sólidos que não apresentam este tipo de arranjo são chamados vítreos ou amorfos e por convenção não são considerados minerais. Ex: o vidro das janelas ou aquele formado em erupções vulcânicas) • 5) Geralmente inorgânicas ( carvão não é considerado um mineral, entretanto a calcita secretada por conchas de organismos vivos, que constitui a principal parte de muitos calcários, satisfaz a definição de mineral por ser inorgânica e cristalina) Minerais MINERAL Feldspato (KAlSi3O8) Mercúrio (Hg) Água (H2O)Pirolusita (MnO2) Minerais Cinábrio (mercúrio) Pirolusita (manganês) Hematita (ferro) Mineralóide: Elementos ou compostos químicos semelhantes a minerais, mas que não atendem a todas as condições para serem considerados como tais. P.ex.: vidro vulcânico (amorfo, i.e., sem arranjo atômico tridimensional ordenado), carvão (orgânico) e outros compostos de origem orgânica. Obsidiana (fonte: http://www.mineraltown.com/galeria/volcani c_minerals) Carvão (fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/) Minerais MINERALOIDE Carvão Pérola ÂmbarMarfim Rochas Definição Afloramento • Uma rocha é um agregado sólido de minerais que ocorre naturalmente. O que determina a aparência física de uma rocha? • As rochas variam em cor, tamanho dos cristais ou grãos e nos tipos de minerais que as compõem. • A mineralogia e a textura ajudam a determinar o aspecto de uma rocha. • A mineralogia é a proporção relativa dos minerais constituintes de uma rocha. • A textura é o termo que indica os tamanhos e as formas dos cristais (ou grãos) e o modo como estão unidos. • A mineralogia e a textura de uma rocha são estabelecidas pela origem geológica da rocha – onde e como foi formada. AS ROCHAS E SUAS CLASSIFICAÇÕES Diversos tipos de classificações são possíveis e cada uma tem um objetivo e métodos taxonômicos. Por exemplo: - Origem; - Composição; - Textura; - Quantidade de SiO2; - Tamanho; e - Cor. Os três grandes grupos de rochas Formadas a partir da consolidação do magma em profundidade (plutônica; ex.: granito, diabásio) ou em superfície (vulcânica; ex.: basalto). Rochas ígneas (ou magmáticas) ► Magma: fusão silicatada contendo gases e elementos voláteis, gerada em altas temperaturas no interior da Terra. ► Classificação das rochas ígneas por Quantidade de SiO2: - rochas ácidas: SiO2 > 65%; ex: granito - rochas neutras: 52% < SiO2 < 65%; ex: sienito - rochas básicas: 45% < SiO2 < 52%; ex: diabásio e basalto basalto diabásiogranito granito Rochas ígneas intrusivas e extrusivas Rochas ígneas intrusivas • Cristalizam-se quando o magma intrude em uma massa de rocha não- fundida em profundidade na crosta terrestre. • Os cristais crescem lentamente enquanto o magma é resfriado gradualmente. • Possuem cristais grandes que podem ser vistos a olho nu. Ex: granito. Rochas ígneas intrusivas Sill ou soleira de diabásio Dique de diabásio Rochas ígneas extrusivas • Formadas pelo rápido resfriamento do magma que chega a superfície em erupções vulcânicas. • Os cristais não tem tempo de crescer e a rocha torna-se vitrea (sem cristais) ou de granulação fina (com cristais pequenos). Ex: basalto. Rochas ígneas extrusivas Rochas ígneas extrusivas Lava recente no Havaí Lava transformada em rocha na Bacia do Paraná Derrame de basalto sobre arenito Minerais mais comuns nas rochas ígneas • A maioria dos minerais das rochas ígneas são silicatos. • Silicatos – são os minerais mais abundantes da crosta terrestre formados pela combinação de oxigênio e silício (SiO44- ) com cátions de outros elementos como Na, K, Ca, Mg, Fe. • Os mais comuns: quartzo, feldspato, mica, piroxênio, anfibólio e olivina. • Em parte porque o silício é muito abundante e em parte porque vários minerais silicatados fundem-se nas altas temperaturas e pressão das partes mais profundas da crosta e do manto. Drusa de ametista no basalto Rochas sedimentares • Os sedimentos, precursores das rochas sedimentares são encontrados na superfície da Terra como camadas de partículas soltas como as areias, as lamas e conchas de organismos. • Essas camadas de partículas formam-se a medida que as rochas vão sendo alteradas (intemperizadas) e erodidas. • Intemperismo – processos químicos e físicos que desintegram e decompõem as rochas em fragmentos de vários tamanhos. • Erosão – conjunto de processos que desprendem o solo e as rochas, transportando-os para os lugares onde são depositados. AS ROCHAS E SUAS CLASSIFICAÇÕES ROCHAS SEDIMENTARES – são aquelas provenientes da litificação de sedimentos por meio de diagênese. Tipos de sedimentos Uma classificação genética: • O intemperismo e a erosão produzem dois tipos de sedimentos: - Sedimentos clásticos (e bioclásticos) (grãos de areia, matacões, conchas de invertebrados, ossos, lama...) - Sedimentos químicos e bioquímicos (bioinduzidos e bioconstruídos) (salinas, recifes de coral, estromatólitos, eflorêcencias...) Sedimentos clásticos • Sedimentos clásticos (gr. Klasto = quebrado). • Constituídos por partículas (ou grãos) geradas através de intemperismo físico por fragmentação da rocha-mãe. • São transportadas em suspensão pela a água corrente, vento e gelo ou como um fluxo pela gravidade. • E depositadas em bacias sedimentares como lagos, a plataforma continental, rios etc. • Um granito alterado fornece partículas de quartzo e feldspato que se depositam formando camadas de cascalho, areia ou silte. Rochas sedimentares Sedimentos químicos e bioquímicos • Constituídos por substâncias químicas geradas através de intemperismo químico pela dissolução e alteração de parte da rocha-mãe. • São transportados dissolvidos na água corrente. • E precipitados em bacias sedimentares como um lago, a plataforma continental etc. • Ex: camadas de halita (NaCl) e calcita (CaCO3). Rochas sedimentares Do sedimento à rocha sólida • Litificação – processo que converte os sedimentos em rocha. • Os sedimentos depois de soterrados por uma espessura razoável de camadas de rocha são: • Compactados – os grãos são compactados pelo peso do sedimento a eles sobreposto. • Cimentados – os grãos são agregados por minerais que se precipitam entre eles. Afloramento de folhelhos devonianos Jaguariaíva, Paraná Minerais comuns nas rochas sedimentares • Nos sedimentos clásticos são os silicatos (quartzo, feldspato e argilominerais) que predominam nas rochas que são alteradas para formar os sedimentos. • Nos sedimentos químicos são os carbonatos (calcita e dolomita) e a halita e gipsita, sais que se precipitam quando a água do mar evapora. Rochas metamórficas • São produzidas quando as altas temperaturas e pressões das profundezas da Terra atuam em qualquer tipo de rocha – ígnea, sedimentar ou metamórfica – modificando sua mineralogia, textura ou composição química, mantendo sua forma sólida. • As temperaturas do metamorfismo estão abaixo do ponto de fusão das rochas (cerca de 700°), mas são suficientemente altas (acima de 250°) para modificar as rochas por recristalização ou reações químicas.Pode ou não haver adição ou perda de elementos químicos... Metamorfismo Metamorfismo regional • Ocorre onde as altas pressões e temperaturas estendem-se por regiões amplas. • Acompanha as colisões de placas, resultando na formação de montanhas e no dobramento e fraturamento de camadas sedimentares que eram originalmente horizontais. Metamorfismo de contato • Ocorre onde as temperaturas altas restringem-se as áreas pequenas, como as rochas que estão perto ou em contato com uma intrusão. Metamorfismo dinâmico • Ocorre onde as temperaturas são relativamente baixas porem onde ocorrem falhas e pressões muito intensas. Restringem-se as áreas pequenas. Outros tipos de metamorfismos: Impacto: impactos extraterrestres. Metassomatismo: em condições de extrema umidade e reações sob efeito da água, com altíssima chance de alteração química da rocha Ultrapressão: em regiões muito profundas da crosta, muito raro. Minerais comuns nas rochas metamórficas • Os silicatos são os minerais mais abundantes das metamórficas. • Além dos mesmos silicatos presentes nas rochas ígneas (quartzo, feldspato,mica, piroxênio e anfibólios), apresentam silicatos exclusivos como cianita, estaurolita e granadas. • A calcita é o principal mineral dos mármores que são calcários metamorfizados. Onde as rochas são encontradas • As rochas são encontradas segundo padrões determinados pela história geológica da região. • Os geólogos mapeiam esses padrões, tanto em superfície (nos afloramentos) como em subsuperfície (nas sondagens) e tentam deduzir o passado geológico da região estudada através da variedade e distribuição das rochas presentes. O ciclo das rochas • Resulta da interação dos sistemas de tectônica de placas e do clima. • Controlados por essas interações matéria e energia são trocadas entre o interior e superfície terrestres, os oceanos e a atmosfera. Interação dos sistemas da Tectônica de Placas e do Clima • A fusão de placas litosféricas em subducção e a formação de magma resultam de processos operantes no sistema das placas tectônicas. • Quando o magma (rocha fundida) extravasa, matéria e energia são transferidas para a superfície terrestre, onde o magma se solidifica formando rochas. • Essas rochas são submetidas ao intemperismo pelo sistema do clima. • O mesmo processo injeta cinza vulcânica e gás carbônico na atmosfera, que dependendo da quantidade pode afetar todo clima mundial. • A mudança de clima, muda a taxa de intemperismo, que por sua vez influencia a taxa com o sedimentos retornam para o interior da Terra. Interação de sistemas terrestres no ciclo das rochas: um exemplo • O ciclo inicia-se com a subducção de uma placa oceânica em placa continental. • As rochas ígneas que se formam nas bordas onde as placas colidem, juntamente com as rochas sedimentares e metamórficas associadas, são soerguidas para formar uma cadeia de montanhas. • Os geólogos chamam de orogenia este processo iniciado com a colisão de placas e finalizado com a formação de montanhas. • Após o soerguimento, as rochas da crosta que recobrem as rochas ígneas soerguidas são intemperizadas. • O intemperismo cria material desagregado, erodido e transportado para longe, expondo as rochas ígneas na superfície. • As rochas ígneas expostas sofrem intemperismo; o ferro enferruja formando óxidos; os feldspatos podem se tornar minerais argilosos, outros se dissolvem completamente. Interação de sistemas terrestres no ciclo das rochas: um exemplo • O intemperismo das rochas ígneas produz detritos de rocha e material dissolvido que serão carregados pela erosão. • Os detritos são transportados pelas águas correntes e vento, podendo chegar aos oceanos. • Nos oceanos são depositados como areia, silte ou argila. • Os compostos dissolvidos podem se precipitar como calcário ou sais. Interação de sistemas terrestres no ciclo das rochas: um exemplo • Os sedimentos depositados no oceano ou no continente são soterrados por outras sucessivas camadas de sedimentos, onde se litificam formando rochas sedimentares. • O soterramento é acompanhado de subsidência – afundamento da crosta terrestre. • Rochas sedimentares em zonas de subducção são puxadas para profundidades onde as altas temperaturas e pressão transformam os minerais da rocha ainda sólida em novos minerais mais estáveis nessas condições. Este processo é chamado metamorfismo. • Com mais calor as rochas sedimentares podem fundir-se e formar um novo magma, a partir do qual as rochas ígneas irão se cristalizar e iniciar o ciclo.