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DISCIPLINA GEOLOGIA AMBIENTAL AULA 04 AS ROCHAS CURSO DE TECNOLOGIA EM GESTÃO AMBIENTAL A DISTÂNCIA DISCIPLINA GEOLOGIA AMBIENTAL AULA 04 AS ROCHAS CURSO DE TECNOLOGIA EM GESTÃO AMBIENTAL A DISTÂNCIA GOVERNO DO BRASIL Presidente da República DILMA VANA ROUSSEFF Ministro da Educação ALOIZIO MERCADANTE Diretor de Ensino a Distância da CAPES JOÃO CARLOS TEATINI Reitor do IFRN BELCHIOR DE OLIVEIRA ROCHA Diretor do Câmpus EaD/IFRN ERIVALDO CABRAL Diretora Acadêmica do Câmpus EaD/IFRN ANA LÚCIA SARMENTO HENRIQUE Coordenadora Geral da UAB /IFRN ILANE FERREIRA CAVALCANTE Coordenador Adjunto da UAB/IFRN JÁSSIO PEREIRA Coordenadora do Curso de Tecnologia em Gestão Ambiental MARIA DO SOCORRO DIÓGENES PAIVA GEOLOGIA AMBIENTAL – Aula 04 Professor Pesquisador/Conteudista LEÃO XAVIER DA COSTA NETO DiretorA da Produção de Material Didático ROSEMARY PESSOA BORGES Coordenador da Produção de Material Didático LEONARDO DOS SANTOS FEITOZA Revisão Linguística KALINA ALESSANDRA RODRIGUES DE PAIVA Coordenação de Design Gráfico LEONARDO DOS SANTOS FEITOZA Projeto Gráfico BRENO XAVIER Diagramação EMERSON LUÃ 5 AS ROCHAS APRESENTANDO A AULA Você teve a oportunidade de estudar os minerais na Aula 03, cujos conhecimentos adquiridos serão de grande importância para o estudo das rochas, tema que será abordado nesta aula. O reconhecimento das rochas e das alterações sofridas ao longo do tempo é a base para o entendimento de muitos fenômenos ambientais que ocorrem em nosso planeta. Por isso, saber identificar determinado tipo de rocha com suas características principais irá auxiliar na compreensão das ações dos agentes climáticos e antrópicos. Portanto, esta aula irá mostrar o ciclo de formação das rochas, apresentando sua classificação em ígnea, metamórfica e sedimentar, e principalmente, suas características composicionais, texturais e estruturais, importantes para a sua descrição e identificação. Por fim, você ainda encontrará um pequeno glossário de termos geológicos para auxiliar no entendimento dos conteúdos estudados. Vamos lá? DEFININDO OBJETIVOS Ao final desta aula, você deverá: • entender os processos que ocorrem no ciclo das rochas; • conhecer como se classificam as rochas; • saber quais as principais características das rochas ígneas, metamórficas e sedimentares; • reconhecer e identificar os principais tipos de rochas. 6 GEOLOGIA AMBIENTAL DESENVOLVENDO O CONTEÚDO Ciclo das Rochas Para entender como se formam as rochas, é importante que você saiba o que é uma rocha. Assim, uma rocha é um agregado sólido de minerais, mais comumente constituídas por dois ou mais minerais, as rochas pluriminerálicas: granito, basalto e gnaisse , por exemplo. Entretanto, existem rochas formadas quase exclusivamente por um mineral, denominadas de rochas monominerálicas. Como exemplo desses tipos, elencamos: o mármore, o quartzito e o calcário, constituídos principalmente por calcita, quartzo e calcita, respectivamente. Algumas características das rochas são importantes na sua descrição e classificação. A título de exemplificação, citamos a mineralógia que representa a sua composição percentual; a textura que representa a forma como os cristais estão organizados, considerando o tamanho e as formas; e a estrutura que representa o aspecto geral da rocha, levando em consideração sua forma maciça, planar e presença de falhas ou dobras. A principal classificação das rochas da crosta terrestre é fundamentada na sua origem (genética), ou seja, no modo em que foram formadas na natureza, aspecto que divide as rochas em três grupos: ígneas, metamórficas e sedimentares. A formação das rochas na crosta terrestre ocorre de maneira cíclica, de forma que uma rocha pode se originar de uma outra pré-existente, que, por sua vez, pode ser fonte para outras, a depender dos fenômenos que atuarão nos ambientes de formação. Esse conjunto de processos atua de forma cíclica e interligada, denominando-se Ciclo das Rochas (Conferir a Figura 1). Para uma mellhor compreensão desse ciclo, você precisa conhecer as características principais dos ambientes de formação das rochas na Terra: os ambientes Primário ou Interno e Secundário ou Externo. O Primário, ou seja, que ocorre no interior da Terra, em profundidade, englobando a Crosta e o Manto, Fig. 01 - Ciclo das rochas. 7 AS ROCHAS conteúdos que você estudou na Aula 02, apresenta temperatura e pressão elevadas, possui pouca água, gases e oxigênio, sendo o ambiente onde ocorrem os processos de fusão das rochas, diferenciação magmática e metamorfismo. Por outro lado, o Secundário, ou seja, que ocorre na superfície terrestre, fazendo parte da porção mais externa da crosta e em contanto com a atmosfera, apresenta baixa temperatura e pressão, muita água, gases e oxigênio, onde ocorrem os fenômenos de intemperismo, tais como ação dos ventos, das águas, do gelo, dos organismos, a erosão, o transporte de sedimentos, a sedimentação, etc. Observe,agora, a Figura 1 e perceba como o Ciclo das Rochas se processa! Veja que a linha tracejada preta delimita hipoteticamente os ambientes Primário e Secundário; e que as setas vermelhas e azuis indicam o fluxo dos processos geológicos até os produtos gerados por eles. Partindo de uma câmara magmática (fonte magmática), local onde as rochas foram fundidas devido às altas temperaturas, gerando o magma (Conferir o nº 1 da Figura 1), observe que esse magma pode ascender à superfície através de planos de fraquezas (falhas e fraturas), sofrendo resfriamento, pois a temperatura vai diminuindo e, dessa forma, cristalizando. Consequentemente, vão se formando as rochas ígneas ou magmáticas (Conferir o nº 2 da Figura 1). Essa cristalização pode ocorrer, ainda, no interior da Terra ou em sua superfície, gerando as rochas ígneas plutônicas e vulcânicas, respectivamente. As rochas ígneas, quando atingem a superfície, seja pela ascensão natural do magma (rochas vulcânicas), seja pelo soerguimento por movimentos tectônicos através de falhas, ficam susceptíveis a à ação dos fenômenos do ambiente secundário, que vão alterá-las e desagregá-las, fornecendo fragmentos que darão origem aos sedimentos, e consequentemente, às rochas sedimentares (Conferir os nº 4 e 5 da Figura 1). Existem ambientes geológicos relacionados à tectônica de placas, cuja pressão e temperatura são bastante elevadas, em virtude da colisão ou expansão das placas tectônicas que podem modificar as rochas pré-existentes, provocando a formação das rochas metamórficas (Conferir o nº 3 da Figura 1). Veja que as setas indicam que todas as rochas podem ser modificadas pelo aumento de pressão e de temperatura, dando origem às rochas metamórficas, através do fenômeno denominado de metamorfismo, o qual você ainda estudará nessa aula. Da mesma forma que as rochas ígneas, as metamórficas também podem ser soerguidas até a superfície e ficarem susceptíveis aos processos geológicos que ocorrem no ambiente Secundário. A ação dos agentes climáticos, oceanográficos, geológicos e biológicos que atuam no ambiente Secundário provocam modificações nas rochas que afloram na superfície terrestre, e consequentemente, sua desagregação, erosão, transporte e deposição, contribuindo para a formação dos sedimentos (Conferir o nº 4 da Figura 1). Posteriormente, quando ocorrem condições para que ocorra a diagênese, provocando o endurecimento desses sedimentos, surgem as rochas sedimentares (Conferir o nº 5 da Figura 1). Da mesma forma que as rochas ígneas e metamórficas, as sedimentares também podem sofrer soerguimento e/ou sofrerem ação dos agentes físicos, químicos e biológicos atuantes no ambiente 8 GEOLOGIA AMBIENTAL Secundário, contribuindo para a formação de novas rochas sedimentares. Finalmente, se em certo ambiente geológico as condições de temperatura e pressão forem bastante elevadas, como por exemplo, em uma zona de subducção, as rochas pré-existente podem sofrer não só metamorfismo, mas tambémpodem sofrer fusão total ou parcial, gerando um novo magma e definindo claramente o Ciclo das Rochas. Após a caracterização dos fenômenos e os produtos gerados durante o Ciclo das Rochas, chegamos a um ponto da aula em que você estudará as características dos principais grupos de rochas existentes na crosta terrestre. Como percebeu, são as rochas ígneas ou magmáticas, as rochas metamórficas e as rochas sedimentares. Rochas Ígneas ou Magmáticas as rochas ígneas ou magmáticas resultam da cristalização do magma. Mas o que é um magma? Magma é um material em estado de fusão, formados nas zonas profundas da crosta e também do manto, com temperatura entre 800º C e 1200º C, cuja composição apresenta diversos tipos de silicatos, óxidos e elementos voláteis. Dependendo da profundidade na crosta terrestre (ambiente primário) onde ocorra a cristalização, as rochas ígneas podem ser classificadas em: intrusivas ou plutônicas (grande profundidade), hipoabissais (intermediária) e extrusivas ou efusivas ou vulcânicas (superfície terrestre). Na classificação moderna, as rochas plutônica, hipoabissal e vulcânica referem-se ao tamanho dos cristais formados pelo processo de cristalização. Nesse sentido, o termo “granulometria” está sendo utilizado para classificar essas rochas como de granulometria grossa, média e fina, respectivamente (MOTOKI, 2004). Lembrando que o termo granulometria é fundamentalmente relacionado à medida do tamanho dos grãos das rochas sedimentares clásticas. As rochas ígneas apresentam as seguintes características gerais: geralmente, são duras; maciças, quebram-se de forma irregular; não apresentam estruturas segundo faixas ou camadas; os cristais se dispõem por justaposição (cristais se formam uns ao lado dos outros); apresentam textura cristalina, vítrea ou vesicular; apresentam alto teor de feldspato; e não apresentam fósseis. O Quadro 1 apresenta uma comparação entre algumas características das rochas plutônicas e vulcânicas. 9 AS ROCHAS Quadro 1- Comparação entre as características das rochas ígneas plutônicas e vulcânicas. Por um lado, quando o magma resfria no interior da crosta sólida, este fenômeno denomina-se plutonismo. É dessa maneira que são formados os corpos intrusivos, que podem ser concordantes, quando acompanham a estrutura da rocha encaixante, gerando corpos na forma de soleira ou sill, lacólito, lopólito e facólito; e discordantes, quando cortam a estrutura da rocha encaixante, gerando corpos na forma de dique, neck, apófise e batólito, como apresentado na Figura 2. Por outro lado, quando o magma atinge a superfície terrestre, transbordando das crateras dos vulcões, preenchendo fendas (fraturas ou falhas) ou escorrendo em camadas sobre a superfície terrestre na forma de lava (derrame), o fenômeno denomina-se vulcanismo. As formas como o magma se cristaliza na superfície terrestre são conhecidas como: vulcão, neck vulcânico, diques radiais e derrames. Para ajudar na compreensão desses conceitos, faça a leitura do Capítulo 5 – Rochas Ígneas: sólidos que se formaram de líquidos, do livro Para Entender a Terra. Da mesma forma, para ampliar seus conhecimentos sobre vulcanismo, acesse o site indicado em Leituras Complementares. As rochas ígneas apresentam texturas importantes para a sua descrição e classificação, as quais se referem ao grau de cristalização do magma, ao tamanho (granulometria como anteriormente mencionado) e à homogeneidade dos cristais. Fig. 02 - Diagrama esquemático mostrando algumas formas de ocorrências das rochas ígneas. 10 GEOLOGIA AMBIENTAL Quando essas rochas se cristalizam, apresentam diferentes graus de cristalização ou cristalinidade. Para que ocorra a cristalização de um magma, é necessário certo tempo, e consequentemente, uma determinada velocidade de resfriamento desse magma. Quando o resfriamento é lento, há tempo suficiente para cristalização total dos cristais, geralmente de tamanhos maiores, gerando rochas ígneas constituídas por cristais. Quando o resfriamento é rápido e não há tempo suficiente para cristalização, a rocha formada é constituída praticamente por vidro. Portanto, quanto à cristalinidade, as rochas são classificadas em: holocristalina (formada totalmente por cristais, totalmente cristalizada) (Conferir a Figura 3a), hipocristalina ou hialocristalina ou hemicristalina (parcialmente cristalizada, ou seja, formada por uma mistura de cristais e vidro) (Conferir a Figura 3b) e holohialina ou vítrea (formada totalmente por vidro, não cristalizada, massa vítrea) (Conferir a Figura 3c). Você pode perceber que é importante classificar as rochas quanto ao tamanho do cristal. Atualmente, emprega-se o termo granulometria para classificar as rochas ígneas segundo esse tamanho, principalmente nas rochas holocristalinas, como apresentado acima. Nesse sentido, a classificação granulométrica das rochas ígneas reflete exclusivamente a velocidade de resfriamento do magma, ou seja, a sua velocidade de cristalização. Quando o resfriamento é lento, os cristais apresentam granulometria grossa; já quando o resfriamento é rápido, os cristais apresentam granulometria fina. Assim, segundo a granulometria, as rochas são classificadas em: grossa (1 a 10 mm), média (0,2 a 1 mm) e fina (< 0,2 mm). A Figura 4 mostra a classificação granulométrica das rochas ígneas em diferentes escalas de observação. Fig. 03 - Granito com textura holocristalina (a), basalto com textura hipocristalina (b) e obsidiana com textura holohialina (c). 11 AS ROCHAS Considerando o aspecto macroscópico, as rochas ígneas são classificadas quanto ao tamanho dos cristais em: fanerítica, isto é, todos os cristais são visíveis a olho nu (Conferir a Figura 3a); e afanítica, ou seja, os cristais não são visíveis a olho nu, identificados apenas com uso do microscópio (Conferir a Figura 3b). As rochas faneríticas grossas e médias também são denominadas de fanerocristalinas. Microscopicamente, as rochas afaníticas podem ser classificadas em microcristalina (tamanho > 25 a 30 μm) e criptocristalina (tamanho < 25 a 30 μm). A relação de tamanho entre os cristais é outra característica textural importante na descrição das rochas ígneas. As rochas que apresentam cristais de tamanhos aproximadamente iguais (tamanho homogêneo) são denominadas de equigranulares (Conferir a Figura 5a), como exemplo têm-se: granito, granodiorito e gabro. Já as rochas com cristais de tamanhos variados, são denominadas de inequigranulares. Rochas que apresentam grandes cristais dispersos em uma massa afanítica ou mesmo fanerítica fina (dois tamanhos diferentes de cristais) são denominadas de porfiríticas (Conferir a Figura 5b). Os cristais maiores são denominados de fenocristais, aparecendo mais comumente nas seguintes rochas: granito, riolito, dacito, andesito, basalto e fonolito. Fig. 04 - Representações esquemáticas da granulometria das rochas ígneas (grossa, média e fina) em relação a diferentes escalas de observação. 12 GEOLOGIA AMBIENTAL Segundo Motoki (2004), as rochas ígneas se classificam conforme a percentagem relativa de sílica (SiO2): ácida (> 66% de SiO2), intermediária (66% > SiO2 >52%), básica (52% > SiO2 > 45%) e ultrabásica (< 45% SiO2). Nesse sentido, você precisa entender que o percentual de SiO2, em uma determinada rocha, não é sinônimo da presença exclusiva do mineral quartzo (SiO2), mas sim do quantitativo de minerais que apresentam o radical sílica na sua composição, como é o caso dos minerais da classe Silicatos. Como exemplos de rochas que se enquadram nessa classificação, você pode encontrar: granito e riolito (ácida), granodiorito e dacito (intermediária), gabro e basalto (básica) e peridotito (ultrabásica). Outra forma de classificar as rochas ígneas é baseada no índice de cor (M). Atualmente, existem 2 classificações principais: a proposta clássica de Shand (1927), usada até hoje, que se baseia no percentual de minerais máficos (minerais de cor escura como apatita,magnetita, olivina, ortopiroxênio e clinopiroxênio), e a classificação moderna, proposta por geólogos americanos, que se fundamenta na proporção relativa entre quartzo, feldspato alcalino, plagioclásio e nefelina, ou seja, a percentagem dos minerais coloridos e opacos, sendo definindo por M. A título de informação, os minerais de cores claras, como plagioclásio, feldspato alcalino e quartzo são denominados de minerais félsicos. Na classificação de Shand (op cit), as rochas que apresentam cores claras (0 < M < 30) são denominadas de leucocráticas; as que apresentam cores intermediárias (30 < M < 60) são denominadas de mesocráticas e as que apresentam cores escuras (60 < M < 100) são denominadas de melanocráticas. Etimologicamente, esses termos significam: crática = cor; leuco = clara; meso = mediana e melano = escuro. A classificação moderna que se baseia no índice de cor M, como descrito acima, classifica as rochas ígneas como: félsicas (0 < M < 20), intermediárias (20 < M < 40), máficas (40 < M < 70 e ultramáfica (70 < M < 100). Nessa disciplina, adotaremos as duas classificações, pois a de Shand (op cit) é de mais fácil compreensão e utilização, quando numa análise macroscópica de Fig. 05 - Granito equigranular (a) e granito porfirítico, de Punta del Diablo, Rocha, Uruguai (b). 13 AS ROCHAS rochas; a classificação moderna, por sua vez, é mais precisa quando realizada uma análise química detalhada da rocha. A Figura 6 mostra um resumo das principais características das rochas ígneas, estudadas acima. Veja que foram apresentadas as principais características descritivas das rochas ígneas. E agora, como faremos para classificar essas rochas após todo o conhecimento adquirido? Para facilitar a descrição e a identificação de uma rocha, será necessário utilizar os conhecimentos adquiridos nessa aula e na Aula 03 – Os minerais, uma vez que descreveremos a sua mineralogia percentual e as texturas relacionadas. Em 1976, a Subcomissão da International Union of Geological Sciences (IUGS) propôs uma classificação descritiva para a nomenclatura das rochas ígneas, baseada na composição mineralógica, que utiliza o percentual de quartzo (Q), feldspato alcalino (A), plagioclásio (P) e feldspatóides (F), a partir do trabalho de Streckeisen (1976), apresentado sob a forma de um duplo diagrama triangular, o qual ficou conhecido como Diagrama de Streckeisen (Conferir a Figura 7). Fig. 06 - Bloco diagrama mostrando as relações entre as seguintes características das rochas ígneas: classificação, exemplo de rocha, mineralogia, índice de cor, teor de sílica, granulometria e textura. 14 GEOLOGIA AMBIENTAL Fig. 07 - Classificação de rochas ígneas, segundo o Diagrama de Streckeisen (1976), baseado no percentual de QAPF (quartzo, feldspato alcalino, plagioclásio e feldspatóide). An significa o teor do mineral anortita no plagioclásio. ATIVIDADE 01 Com base nos conteúdos estudados nessa aula sobre rochas ígneas, como também em outra fonte bibliográfica sobre o assunto, preencha a tabela abaixo com as principais características das seguintes rochas ígneas: granito, pegmatito e basalto. 15 AS ROCHAS Metamórficas São rochas que resultam da transformação, em estado sólido, de uma rocha preexistente, através do aumento de pressão e temperatura (processos termodinâmicos), apresentando mudanças na composição química, na mineralogia, na textura, na estrutura ou, ao mesmo tempo, em todos esses parâmetros. Esse fenômeno de mudança de uma forma para outra se chama metamorfismo (meta = mudança, morpho = forma) e ocorre devido à energia liberada do interior da Terra (ambiente primário), na forma de calor, cuja temperatura pode alcançar 800º C, porém sem ocorrer fusão total das rochas. As rochas metamórficas apresentam elementos que as caracterizam e que facilitam a sua identificação, seja em escala macroscópica ou microscópica, a saber: as camadas apresentam planos, minerais orientados, presença de estruturas de dobras, falhas e fraturas, e resistência média a elevada. O metamorfismo é controlado por meio de quatro fatores principais: a temperatura e a pressão interna da Terra, os fluídos envolvidos e o tempo. A temperatura no interior da Terra aumenta com a profundidade, cujo fenômeno é denominado de gradiente geotérmico que você já estudou na Aula 02. Além disso, outras fontes de calor também podem estar associadas, tais como: intrusões de grandes massas de magma (intrusões ígneas), desintegração de minerais radioativos e atrito entre as camadas. A pressão, igualmente como a temperatura, também aumenta com a profundidade. Existem dois tipos de pressão que atuam nas rochas, a saber: pressão confinante (força exercida igualmente em todas as direções) e a pressão (força exercida em uma direção específica). Durante o metamorfismo, são gerados fluídos hidrotermais ricos em dióxido de carbono, sódio, potássio, sílica, cobre, zinco e tantos outros, solúveis em água quente sob pressão. Esses fluídos, durante o metamorfismo, podem reagir com as rochas preexistentes e modificar totalmente a sua composição química e a mineralogia. Esse fenômeno é denominado de metassomatismo. Como em todo fenômeno geológico, o tempo também é fator fundamental na formação de rochas metamórficas, que ocorre de maneira lenta, como consequência das mudanças de temperatura e de pressão. Dados geocronológicos e modelagens teóricas indicam que o metamorfismo de rochas preexistente pode ocorrer de 10 a 50 Ma. Depois dessas informações sobre metamorfismo, fica uma pergunta: Em quais ambientes geológicos podem ocorrer mudanças na temperatura e na pressão suficientemente para provocar o metamorfismo e transformar uma rocha em outra? Os principais mecanismos que explicam a formação da maioria das rochas metamórficas estão relacionados aos processos de tectônica de placas, 16 GEOLOGIA AMBIENTAL principalmente nas zonas de colisão continental (crosta continental-crosta continental), nas zonas de subducção (colisão crosta oceânica-crosta continental), nas zonas de expansão do assoalho oceânico, nas zonas adjacentes a ocorrência de grandes corpos ígneos em altas temperaturas, nas zonas de deposição de espessas camadas de sedimentos e em locais de quedas de meteoritos. Para maiores informações sobre Tectônica de Placas, leia o Capítulo 2 - Tectônica de Placas: a Teoria Unificadora, do livro Para Entender a Terra (2006), disponível nas Leituras Complementares. Nesse sentido, as transformações metamórficas ou o metamorfismo, que modificam as rochas preexistentes, ocorrem de duas formas, a saber, normal, sem qualquer perda ou adição de novo material, ou seja, a composição química continua a mesma, embora a rocha seja outra, como por exemplo: calcário (sedimentar) e mármore (metamórfica); arenito (sedimentar) e quartzito (metamórfica); e metassomática ou metassomatismo, quando ocorre mudança de composição química da rocha, com a formação de novos minerais, como por exemplo: ortognaisse e paragnaisse (gnaisses originados pelo metamorfismo de um granito e argilito, respectivamente). Considerando os principais fatores controladores (temperatura, pressão e fluído) e os diferentes ambientes geológicos, o metamorfismo é classificado segundo os seguintes tipos (Conferir a Figura 8): a) Metamorfismo regional ou geral ou dinamotermal: Tipo de metamorfismo mais comum que ocorre em porções profundas da costa com altas temperaturas e pressões, tais como as extensas regiões tectônicas de limites de placas convergentes (compressão). Está associado à formação das grandes cadeias de montanhas, como nos Andes e no Himalaia. É comum o surgimento de xistos e gnaisses, com planos (foliação) bem definidos e intensamente dobrados e falhados. Fig. 08 - Relação entre os tipos de metamorfismo e os ambientes tectônicos de ocorrência. 17 AS ROCHAS b) Metamorfismo de contato ou termal ou endógeno: Tipo de metamorfismo que ocorre ao redor de corpos ígneosintrusivos do tipo batólitos (ígneas plutônicas), em locais cuja temperatura modifica as rochas encaixantes na zona de contato, em uma extensão que varia de centímetros a dezenas de metros. O metamorfismo de contato em corpos ígneos vulcânicos pode ocorrer em estreitas faixas, uma vez que a diminuição da temperatura ocorre de forma rápida. Como a pressão não é importante, as rochas geralmente não apresentam planos (foliação). As rochas geradas nesse tipo de metamorfismo são denominadas de hornfels, tactito (escarnito). c) Metamorfismo dinâmico ou cataclástico: Predomina o aumento de pressão no fenômeno da transformação das rochas, produzindo zonas de atrito pouco profundas da crosta, como em zonas de falhas. As rochas formadas nesse tipo de metamorfismo ocorrem em longas e estreitas faixas adjacentes às falhas. Exemplos de rochas: milonitos, ultramilonitos e cataclasitos. d) Metamorfismo de soterramento ou de baixo grau: Característica de bacias sedimentares em subsidência, devido o soterramento de espessas camadas de rochas sedimentares e vulcânicas em grandes profundidades. Nesse tipo de metamorfismo, ocorre aumento de pressão pelo peso dos sedimentos e consequente aumento da temperatura que pode atingir 300 ºC. A ardósia é um uma rocha formada por metamorfismo de soterramento. e) Metamorfismo hidrotermal: Resultado da infiltração de águas quentes através das fraturas e grânulos da rocha. Os minerais são cristalizados a temperaturas de 100 a 370 ºC. f) Metamorfismo de fundo oceânico: Característico dos rifts das cadeias meso-oceânicas, com a crosta recém-formada e quente que interage com a água fria do mar. g) Metamorfismo de alta pressão e de pressão ultra-alta: Tipo de metamorfismo incomum, uma vez que se formam em grandes profundidades (> 30 km), com pressões variando de 8 a 32 kbar, geralmente associados a zonas de subducção (convergência de placas). Os eclogitos são exemplos de rochas formadas nessas condições. h) Metamorfismo de impacto: Ocorre em regiões limitadas da crosta, em locais de impacto de grandes meteoritos. A energia de impacto é dissipada na forma de ondas de choque, que deslocam as rochas, formando a cratera de impacto e de calor, vaporizando o meteorito e fundindo as rochas. A rocha encaixante pode ser fragmenta e até mesmo parcialmente fundida, gerando rochas do tipo tactito, que se parece com gotículas de vidro. O quartzo pode ser transformado em coesita e stishovita, duas de suas formas de alta pressão. Baseado no critério da origem da rocha preexistente, as rochas metamórficas são denominadas de parametamórfica, quando se origina de uma rocha sedimentar, por exemplo: calcário → mármore e renito → quartzito; 18 GEOLOGIA AMBIENTAL ortometamórfica, quando se origina de uma rocha ígnea, como por exemplo: granito → gnaisse e diabásio → anfibolito. Quando a rocha metamórfica ainda conserva as características da rocha preexistente, usa-se o prefixo meta-, como por exemplo: conglomerado → metaconglomerado e tufo → metatufo. Winkler (1977) classificou as rochas metamórficas segundo a intensidade ou grau do metamorfismo, considerando que o metamorfismo ocorre em uma faixa de temperatura, variando de 150 a 200 ºC e de 700 a 900 ºC, a saber: grau incipiente, grau baixo, grau médio e grau alto. Você pode observar na Figura 9 os diferentes graus metamórficos em relação à profundidade, à temperatura e à pressão, além dos tipos de rochas formados (Conferir a Figura 9). Outro conceito intimamente relacionado ao grau metamórfico é o de fácies metamórficas, que representa grupos de rochas de várias composições minerais, formadas sob diferentes graus de metamorfismo e de rochas preexistentes distintas. Assim, as fácies metamórficas são classificadas em: Fácies zeólito (200 a 400 ºC), Fácies xisto verde (< 500 ºC), Fácies anfibolito (500 até 700 ºC), Fácies xisto azul (P > 6 kb e T < 400 ºC) e Fácies granulito (700 a 900 ºC). O grau incipiente ou muito baixo corresponde às fácies xisto azul, enquanto os graus baixo, médio e alto correspondem aproximadamente às fácies xisto verde, anfibolito e granulito, respectivamente. A mineralogia das rochas é fator preponderante na determinação das fácies metamórficas, e consequentemente, do grau metamórfico. Considerando dois tipos distintos de rochas parentais, tais como o folhelho e o basalto, você pode observar, no Quadro 2, os principais minerais formados durante o metamorfismo e suas fácies metamórficas correlatas. Fig. 09 - Diferentes graus metamórficos em relação à profundidade, à temperatura e à pressão, além dos tipos de rochas formados. 19 AS ROCHAS Quadro 2- Principais minerais das fácies metamórficas, produzidos a partir de rochas parentais de diferentes composições, tais como folhelho e basalto. As rochas metamórficas apresentam seus cristais organizados conforme o tamanho, a forma, a disposição, os contatos e o arranjo ou organização, que definem as suas texturas. As texturas são classificadas em: granoblástica, que são minerais na forma granular e sem orientação preferencial (Conferir a Figura 10a); lepidoblástica, que são minerais micáceos orientados, tais como biotita, muscovita e clorita (Conferir a Figura 10b); nematoblástica, que são minerais prismáticos orientados, tais como anfibólios e piroxênios (Conferir a Figura 10c); e profiroblástica, que são cristais grandes e bem desenvolvidos, dispersos em uma matriz mais fina, tais como grandes cristais de feldspato potássico em uma matriz gnáissica e granada em mica xistos (Conferir a Figura 10d). Segundo Teixeira et al (2009), a palavra blástica vem de blastese, que está relacionada ao processo de nucleação e crescimento mineral no estado sólido. 20 GEOLOGIA AMBIENTAL As rochas metamórficas apresentam estruturas (organização geral dos planos das camadas, ou seja, de homogeneidades ou heterogeneidades texturais e/ou composicional) que são classificadas em três grupos, conforme o tamanho, a forma e o arranjo dos minerais formadores, a saber: foliada (apresentam foliação, ou seja, conjunto de superfícies paralelas, planas ou onduladas, produzidas pela deformação), maciça (não foliada ou granoblástica) e cataclástica. As principais estruturas foliadas são: a) clivagem ardosiana que possuem superfícies lisas e paralelas, como se fossem folhas delgadas e regulares, característica da rocha ardósia; b) xistosidade, que apresentam arranjo paralelo dos minerais em folhas, como das micas, produzindo a foliação penetrativa, espessa e ondulada, característica dos xistos; e bandamento cujas bandas espessas de minerais claros e escuros são constituídas respectivamente por quartzo e feldspato e anfibólio e outros minerais máficos, característica dos gnaisses (Conferir a Figura 11). Fig. 10 - Texturas das rochas metamórficas: (a) granoblástica (fotomicrografia de quartzito, nicóis paralelos, aumento 40x), (b) lepidoblástica (fotomicrografia de biotita xisto, nicóis cruzados, aumento 32x), (c) nematoblástica (fotomicrografia de gnaisse com cristais orientados de silimanita, nicóis cruzados, aumento 10x) e (d) porfiroblástica (fotomicrografia de um megacristal de magnetita envolvido por cloritas esverdeadas em xisto, nicóis paralelos, aumento 32x). 21 AS ROCHAS A estrutura maciça é caracterizada pela presença de cristais esféricos ou cúbicos equidimensionais, assumindo um aspecto maciço, ou seja, sem apresentar planos de orientação. Nesse caso, as rochas são identificadas principalmente pela sua composição e não pela estrutura, como nos mármores, quartzitos e anfibolitos. A Figura 12 apresenta rochas com textura granoblástica. A estrutura cataclástica é caracterizada por intenso faturamento devido aos esforços dirigidos que provocam fragmentação ou trituração. Inclusive, alguns tipos podem apresentar orientação. Como exemplos de rochas que apresentam estrutura cataclástica, temos: os cataclasitos (rochas que apresentam trituração dos minerais sem reconstituição química)e os milonitos (rocha que apresenta moagem e cisalhamento dos grãos, orientada). Os critérios de nomenclatura para as rochas metamórficas são difíceis de serem estabelecidos, uma vez que essas rochas apresentam grande variabilidade na mineralogia, na estrutura e na textura. Essas condições, algumas vezes, podem se referir às rochas metamórficas geradas, mas podem também ser relacionadas à rocha-mãe. O critério de nomenclatura mais adotado é o que combina mineralogia e estrutura das rochas, fazendo surgir termos (nome-raiz) como xisto, gnaisse, mármore e milonito. O nome das rochas pode ser estabelecido, levando em consideração o quantitativo dos minerais com > 5 % em ordem crescente de abundância e separados por hífen. Em seguida, vem o nome-raiz, e, se necessário, o nome Fig. 11 - Classificação das rochas foliadas e seus respectivos graus metamórficos. Fig. 12 - Rochas com textura granoblástica: (A) mármore e (B) quartzito. 22 GEOLOGIA AMBIENTAL dos minerais com < 5 % de abundância, precedido da palavra “com”, segundo nos orienta Teixeira et al (2009), tais como: biotita xisto, granada-biotita xisto ou granada-biotita xisto com cordierita. Para concluir o estudo das rochas metamórficas, o Quadro 3 apresenta para você algumas rochas metamórficas e a sua rocha parental (rocha-mãe, original). Quadro 3- Tipos de rochas metamórficas e seus correspondentes parentais. ATIVIDADE 02 Com base nos conteúdos estudados nessa aula sobre rochas metamórficas, como também em outra fonte bibliográfica sobre o assunto, preencha a tabela abaixo com as principais características das seguintes rochas metamórficas: xisto, gnaisse e quartzito. 23 AS ROCHAS Rochas Sedimentares são rochas formadas a partir da destruição mecânica ou alteração de rochas pré-existenvtes, da precipitação de elementos dissolvidos em água, ou da acumulação de matéria orgânica em um ambiente de sedimentação. Como você já estudou na Aula 1, as rochas sedimentares se formam no ambiente Secundário, ou seja, em ambiente superficial. As áreas onde ocorre a formação dessas rochas são denominadas de bacias sedimentares. Entende- se por bacia sedimentar uma depressão topográfica de origem tectônica e/ou termal de grande extensão, geometria circular, triangular ou linear, preenchida por grande espessura de sedimentos superpostos, seja continental, marinho ou ambos. A formação dos sedimentos está condicionada à ocorrência de alguns processos geológicos secundários que atuam nas rochas pré-existentes, tais como: intemperismo, erosão, transporte, sedimentação/deposição e soterramento. As Figuras 1 (nº 4 e 5) e 13 mostram onde ocorrem esses processos e a formação das rochas sedimentares. Alguns desses serão discutidos nas Aulas 5 e 6. Nesse sentido, as rochas sedimentares se formam a partir da deposição dos sedimentos (inconsolidado, desagregado) que, posteriormente, são transformados em rochas sedimentares (consolidada, agregada) pela ação da diagênese. Após a deposição dos sedimentos, geralmente representada por um espesso pacote, são soterradas as camadas subjacentes (mais antigas) e novas condições Fig. 13 - Alguns processos geológicos responsáveis pela formação das rochas sedimentares. A área cujas rochas sedimentares (camadas horizontais com hachuras amarela e cinza) estão sendo formadas é denominada de bacia sedimentar. 24 GEOLOGIA AMBIENTAL ambientais são estabelecidas. Essas novas condições causam mudanças físicas (pressão e temperatura) e químicas (pH e Eh) no ambiente, gerando um conjunto de transformações que dão origem às rochas sedimentares. A esse conjunto de transformações, dá-se o nome de diagênese, que modifica a textura e a mineralogia, altera a porosidade e cria novos minerais. Os principais processos diagenéticos, responsáveis pela transformação de um sedimento em uma rocha sedimentar, são: compactação mecânica (ação da pressão exercida pelo soterramento, diminuindo os espaços porosos e fragmentando os grãos), dissolução (corrosão e dissolução dos grãos minerais por ação das águas alcalinas intersticiais), cimentação (precipitação química de minerais dissolvidos nas águas intersticiais nos poros dos sedimentos, diminuindo o espaço poroso) e recristalização (modificação da mineralogia dos componentes sedimentares devido à presença de soluções intersticiais). O fenômeno de consolidação/endurecimento dos sedimentos denomina-se litificação, o qual pode ocorre por compactação, cimentação ou ambos. As rochas sedimentares apresentam as seguintes características gerais: geralmente são moles e quebram-se com facilidade; organizam-se em camadas estratificadas; os grãos constituintes apresentam-se geralmente desgastados, conferindo um aspecto arredondado; os grãos são unidos através de cimento químico e apresentam grande quantidade de fósseis. Componentes das Rochas Sedimentares As rochas sedimentares são constituídas por componentes sólidos (arcabouço, matriz e cimento) e espaços vazios (poros ou interstícios). O arcabouço, a matriz e os poros formados durante a deposição são considerados componentes primários, enquanto o cimento e os poros formados pós-diagênese são considerados secundários. Antes de estudar os componentes das rochas sedimentares, você precisa saber como podem ser classificados granulometricamente os grãos clásticos formadores de sedimentos. Portanto, granulometria significa a medida do tamanho dos grãos, conforme mostra a classificação de Wentworth (1922) no Quadro 4. Quadro 4 - Classificação granulométrica dos grãos (escala de mm e ϕ), segundo Wentworth (1922). 25 AS ROCHAS *Escala Granulométrica em phi (ϕ) que é igual a -log2 d, onde d é o diâmetro da partícula em mm. Veja, então, os termos cascalho, areia e lama se referem ao tamanho dos grãos e não à composição deles. Observe o exemplo: você descreveu os sedimentos das dunas que ocorrem na zona costeira da cidade de Natal-RN como areia fina (0,250 a 0,125 mm). O que significa essa descrição? Composição do grão ou apenas o tamanho dele? Acredito que você respondeu o tamanho, a granulometria. Agora, se você acrescentou a sua descrição que esses grãos são constituídos pelo mineral quartzo, o que significa essa outra descrição? Tenho certeza que você sabe que, agora, trata-se da composição dos grãos de areia. Dessa forma, você pode juntar as descrições: areia fina (granulometria, tamanho) com quartzo (composição) e classificar o sedimento como uma areia fina quartzosa. A mesma metodologia você aplica para sedimentos em outras granulometrias. Viu como é fácil? O arcabouço é o componente clástico principal, constituído pela fração granulométrica mais grossa do sedimento, geralmente > 0,0625 mm, ou seja, acima de areia muito fina (Conferir a Figura 14). Portanto, é o arcabouço que dá nome ao sedimento clástico, como por exemplo: se a fração granulométrica predominante em um sedimento varia entre 0,250 e 1,0 mm, então, esse sedimento é classificado como areia, caso seja inconsolidado, e como arenito, caso seja consolidado; se a fração predominante é maior que 2,0 mm, então, esse sedimento é classificado como cascalho, caso seja inconsolidado, e como conglomerado, caso seja consolidado e os grãos arredondados. 26 GEOLOGIA AMBIENTAL As rochas formadas química ou bioquimicamente apresentam um arcabouço mais fino que o das rochas sedimentares clásticas. Portanto, o arcabouço das rochas químicas e bioquímicas é constituído por três elementos: aloquímicos (originados no interior da bacia de sedimentação, porém sofreram transporte curto, como por exemplo: oólitos e pisólitos, fósseis/bioclásticos, intraclastos e pellets); ortoquímicos (precipitados químicos que não sofrem transporte, tais como: micrito/calcita microcristalina (< 50 micros) e esparito/calcita espática (0,02 a 0,10 mm); e não carbonáticos, tais como: calcedônia, glauconita, pirita, quartzo e feldspato. As frações mais finas que o arcabouço constituem a matriz que geralmentevaria entre 0,0625 e 0,0002 mm, ou seja, de silte a argila. Entretanto, existem sedimentos que a matriz é arenosa (2,0 a 0,0625 mm). A matriz ocupa os espaços vazios entre os grãos maiores (arcabouço), reduzindo o espaço poroso (Conferir a Figura 14). O cimento é o componente químico formado a partir da precipitação de minerais durante a digênese, unindo os grãos (cimentação), preenchendo os espaços vazios entre eles (poros) (Conferir a Figura 14), diminuindo a porosidade e a permeabilidade da rocha. Os tipos de cimento mais comuns são: carbonático (calcita, ankerita e siderita), silicoso (quartzo, calcedônia e opala), ferruginoso (pirita, marcassita, goethita e hematita) e argilominerais (caolinita, ilita e esmectita). Os poros ou interstícios são os espaços vazios entre os grãos dos sedimentos, cuja relação entre o seu volume e o volume total da rocha define a sua porosidade absoluta. A porosidade efetiva é a relação entre os poros interconectados e o volume total da rocha e que facilita a percolação de fluído (água, petróleo ou gás) por entre os grãos, definindo a sua permeabilidade. A porosidade depende da granulometria, forma e arranjo dos grãos, compactação e cimentação. Os poros, formados durante o processo de deposição, definem a porosidade primária e os que se formam após a digênese, inclusive as fraturas, definem a porosidade secundária (Conferir a Figura 15). O conhecimento da porosidade e Fig. 14 - Componentes principais das rochas sedimentares. 27 AS ROCHAS permeabilidade dos sedimentos é importante na prospecção de água subterrânea (hidrogeologia), de petróleo e de gás. As rochas sedimentares são classificadas em clásticas, químicas e biogênicas, as quais serão descritas a seguir. a) Clásticas (detríticas, terrígenas ou mecânicas): São rochas constituídas por fragmentos (grãos) de minerais e rochas pré-existentes. Quando os grãos são do tamanho maior que areia, são denominados de psefitos; já quando são do tamanho areia, denominam-se psamitos; e, finalmente, quando são menores que o tamanho da areia, denominam-se pelitos. As rochas clásticas podem ser classificadas, segundo o grau de selecionamento ou seleção dos grãos, em: mal selecionadas, quando os grãos apresentam tamanhos em várias frações granulométricas, ou seja, de vários tamanhos, e bem selecionadas, quando os grãos apresentam tamanhos distribuídos em poucas frações granulométricas, ou seja, distribuição mais ou menos uniforme. Outros parâmetros importantes na classificação de sedimentos são: arredondamento (medida da angularidade dos grãos) e a esfericidade (tendência do grão em adquirir a forma de uma esfera perfeita) dos grãos. Quanto ao arredondamento, podem ser classificados em angulosos, subangulosos, subarredondados e arredondados. A esfericidade se classifica em: não esférico, aproximadamente esférico e esférico. Fig. 15 - Diagrama esquemático da porosidade primária e secundária e suas relações com a permeabilidade (interconectividade entre os poros). 28 GEOLOGIA AMBIENTAL Cascalho, areia, silte e argila são exemplos de sedimentos clásticos. Conglomerado, brecha, arenito, siltito, argilito e folhelho são exemplos de rochas sedimentares clásticas (Conferir as Figuras 16a a 16f). b) Químicas: São rochas originadas a partir da precipitação química de minerais, a partir de uma solução, seja pela diminuição da solubilidade ou graças à evaporação do solvente (água), os quais são denominados de evaporitos, tais como sal gema, gipsita, calcários, etc. (Conferir as Figuras 16g a 16i) e pela atividade bioquímica de organismos vivos que transformam os sais solúveis em sais insolúveis, provocando a sua precipitação, tendo como exemplos: calcários (> 50% de calcita) e dolomitos (> 50% de dolomita). c) Biogênicas: São rochas formadas pelo acúmulo de restos de organismos (detritos orgânicos) ou por materiais resultantes de ação bioquímica. Essas rochas também são chamadas de biólitos e estão subdivididas em: caustobiólitos (rochas orgânicas combustíveis), tais como: turfa, linhito, carvão (hulha e antracito), conforme Figura 16j; e acaustobiolitos (rochas orgânicas não combustíveis), tais como: calcários e recifes de corais (carbonáticas), de acordo com a Figura 16k, além do diatomito (silicosas) que pode ser visto na Figura 16l e fosforito e guano (fosfatadas). O petróleo não é uma rocha, mas é considerado uma substância mineral caustobiólita. Fig. 16 - Exemplos de rochas sedimentares clásticas, químicas e biogênicas: (a) conglomerado, (b) brecha, (c) arenito, (d) siltito, (e) argilito, (f) folhelho, (g) sal gema/halita, (h) gipsita (i) calcário, (j) carvão, (k) coral e (l) diatomito. 29 AS ROCHAS Estruturas Sedimentares As estruturas sedimentares são feições das rochas sedimentares formadas por processos físicos, químicos ou biológicos que representam a sua organização interna e auxiliam na determinação das condições hidrodinâmicas e na interpretação dos seus ambientes de sedimentação. Podem ser classificadas segundo vários critérios, a saber: tempo de formação (pré-deposicionais, que ocorrem ao longo das interfaces e antes da deposição das camadas imediatamente superpostas; sin-deposicionais, singenéticas ou primárias, as quais são formadas por processos físicos durante a deposição dos sedimentos; pós-deposicionais, epigenéticas ou secundárias, que são formadas por processos químicos logo após ou muito depois da sedimentação e outras que correspondem a um grupo de estruturas que não podem ser incluídas em nenhum dos grupos anteriores) (Conferir o Quadro 5), origem (físicas, químicas e orgânicas), relação com o corpo rochoso (interna, quando ocorrem dentro das camadas de rochas; e externa, quando ocorrem entre interfaces) e tamanho (escala macroscópica= afloramento, mesoscópica= amostra de mão e microscópica= identificação lupa ou microscópio). Quadro 5 - Classificação temporal e genética das principais estruturas sedimentares. Nesse curso, será adotado o critério temporal de classificação, mas você pode descrever uma estrutura misturando esses critérios, como por exemplo: tempo e gênese ou tempo, gênese e tamanho. Existe um grande número de estruturas sedimentares, muitas delas relacionadas a fenômenos específicos e de pouca ocorrência e distribuição, de forma que apresentaremos as estruturas que ocorrem mais comumente nos sedimentos. 30 GEOLOGIA AMBIENTAL As principais estruturas sedimentares singenéticas são: maciça, estratificação planar, estratificação cruzada (cuneiforme, acanalada, espinha de peixe), gradacional (normal ou inversa), marcas de ondas ou marcas onduladas e fósseis. Por sua vez, as principais estruturas sedimentares epigenéticas são: gretas de contração, marcas de pingos de chuva, estruturas biogênicas ou bioturbações (pistas, tubos, perfurações). Estruturas sedimentares podem se formar em sedimentos e em rochas sedimentares. A Figura 17 apresenta algumas dessas estruturas. No estudo das rochas sedimentares, os termos estratificação e acamamento, que se referem ao estrato e à camada, são de grande importância para o estudo dos ambientes de deposição e das características do agente que as depositou. Segundo o Glossário Geológico da CPRN (2013), estratificação refere-se à disposição paralela ou subparalela que tomam as camadas ao se acumularem, formando uma rocha sedimentar; e acamamento é o termo utilizado para designar o plano de separação de camadas sedimentares contíguas. Sendo assim, você pode utilizar os termos referidos acima como sinônimos. Chamamos, também, a sua atenção para a relação entre os termos estratificação e laminação. O primeiro representa uma unidade temporal de deposição com espessura, geralmente, superior a 1 cm. Quando a espessura de sedimentos depositados é inferior a 1 cm, denomina-se laminação, uma vez que se refere à lâmina a qual é a menor unidade identificável em rochas sedimentares. As estratificações são identificadas com base na composição, nagranulometria, na textura e na cor. 31 AS ROCHAS Para melhor fixar os conteúdos sobre processos formadores, componentes, classificação e nomenclatua das rochas sedimentares, sugerimos a Leitura Complementar, intitulada Depósitos e Rochas Sedimentares. Assim, os diferentes tipos de rochas sedimentares podem se formar em ambientes de sedimentação distintos ou semelhantes, como por exemplo: um arenito pode se formar no ambiente fluvial, deltáico ou marinho, bem como outros tipos de rochas. Queremos lembrar que você conheceu, com base na Figura 6 da Aula 1, os principais ambientes de sedimentação, a saber: continental, transicional e marinho. Para ampliar ainda mais seus conhecimentos, sugerimos a Leitura Complementar sobre rochas sedimentares. Fig. 17 - Exemplos de estruturas sedimentares pré, sin e pós-deposicionais: (a) marcas de ondas costeiras, (b) marcas de ondas eólicas, (c) marcas de ondas em quartzito, (d) turboglifos, (e) estratificação plano paralela, (f) estratificação espinha de peixe, (g) estratificação acanalada, (h) estratificação gradacional, (i) fóssil de peixe, (j) pegadas de dinossauros, (k) gretas de contração, (l) gretas de contração preenchidas, (m) concreção ferruginosa, (n) estilólitos e (o) septária. 32 GEOLOGIA AMBIENTAL ATIVIDADE 01 Com base nos conteúdos estudados nessa aula sobre rochas sedimentares, como também em outra fonte bibliográfica sobre o assunto, preencha a tabela abaixo com as principais características das seguintes rochas: areia, conglomerado e calcário. 33 AS ROCHAS LEMBRE-SE Glossário Afloramento é a exposição natural ou artificial da rocha na superfície terrestre que permitem não só a observação direta das suas características (escalas macro e mesoscópicas) como também a coleta de amostras de mão para análises mesoscópica, até a confecção de lâminas delgadas para análises microscópicas. Água Intersticial é a água contida nos poros ou interstícios dos sedimentos, ou seja, nos espaços vazios entre os grãos. Amostra de mão é um fragmento de rocha em escala mesoscópica (5 a 50 cm), utilizada para descrição das suas características, em laboratório, seja a olho nu ou com lupa de mão (aumento de 10 ou 20x). Apófise é uma intrusão ígnea de forma irregular e tamanho pequeno, semelhante ao dique, mas sempre relacionada aos batólitos. Batólito é uma intrusão ígnea irregular de grandes dimensões que geralmente formam corpos circulares ou elípticos. Dique é uma intrusão ígnea tabular que corta as estruturas das rochas preexistentes, ou seja, das encaixantes. Facólito é uma intrusão ígnea com forma inversa do lopólito, ou seja, ocorre na parte externa das dobras. Falhas é uma superfície ou zona de rocha que sofreu ruptura ao longo da qual ocorreu deslocamento de blocos, seja vertical ou horizontal, e que pode variar de alguns centímetros até quilômetros, o qual recebe a denominação de rejeito. Feldspatóides é o grupo de minerais quimicamente semelhantes aos feldspatos, porém com menor proporção de sílica, ou seja, insaturados em sílica, tais como: lazurita, leucita, nefelina e sodalita. Foliação é a representação genérica de feições planares que ocorre de forma penetrativa em rocha metamórficas deformadas ou não, tais como: descontinuidades, orientação preferencial de minerais planares, agregados laminares ou combinação dessas estruturas. Fratura é uma superfície ou zona de rocha que sofreu ruptura ao longo da qual não ocorreu deslocamento de blocos, porém o espaçamento (aberto ou preenchido) entre os blocos pode ser na ordem de centímetros até metros. Interface é a zona de contato entre duas camadas com características distintas. 34 GEOLOGIA AMBIENTAL Lacólito é uma intrusão ígnea concordante entre duas camadas de rochas sedimentares com topo em forma de domo ou de cogumelo e a base horizontal, ou seja, forma plano-convesa. Lapólito é uma intrusão ígnea que ocorre na porção central de dobras sinformais e acompanham a curvatura das suas camadas. Neck é um corpo ígneo vertical, forma circular, originado pela solidificação do magna no interior da chaminé vulcânica e que corta as camadas das encaixantes. Nicóis são filtros polarizadores de luz dos microscópios petrográficos (descrição de rochas), sendo um deles denominado de polarizador e outro de analisador, os quais podem ser utilizados em paralelo (nicóis paralelos) ou cruzados (nicóis cruzados). Em nicóis paralelos, o analisador não está inserido, sendo observado o mineral em luz polarizada não analisada, ou seja, em luz natural; por sua vez, em nicóis cruzados, o analisador está inserido, sendo observado o mineral em luz analisada, ou seja, em luz polarizada (a luz passa a vibrar em apenas uma direção). Placas tectônicas são grandes blocos da litosfera, fragmentados pela ascenção do magma do interior da Terra até a superfície dos oceanos nas zonas de divergência (cadeias meso-oceânicas) e que se deslocam sobre o manto em velocidades que variam de 0,8 a 15 cm/ano. Rochas parentais são aquelas que dão origem a outras rochas, ou seja, a partir delas outras rochas são formadas, seja por processos metamórficos, seja pelos sedimentares e até mesmo magmáticos, gerando novo magma. São as rochas-mães. Soleira ou sill é um corpo tabular de rocha ígnea, geralmente horizontal, que penetrou entre camadas de rochas mais antigas. Tectônica de placas é a teoria da geologia que descreve os movimentos das placas litosféricas sobre a astenosfera ao redor do globo. O geólogo canadense J. Tuzo Wilson foi o primeiro a utilizar o referido termo. Textura é o aspecto geral da rocha, macroscópico ou microscópico (escala de afloramento ou amostra de mão), resultante das formas, das dimensões, das disposições e da cristalinidade. Zona de subducção é uma área formada em ambiente de convergência de placas tectônicas, de forma que uma das placas entre por baixo de outra, ocasionando destruição de crosta, fusão parcial do manto subjacente, gerando o vulcanismo. 35 AS ROCHAS RESUMINDO Nessa aula, você aprendeu o que são rochas, como se processa o seu ciclo, além dos seus fenômenos internos e superficiais. Além disso, também aprendeu que as rochas se classificam em ígneas, metamórficas e sedimentares e que cada classe de rocha apresenta suas características mineralógicas, texturais e estruturais. Você estudou que a descrição dessas características, seja na escala macroscópica até microscópica, serve para auxiliar na identificação da rocha, e consequentemente, no estabelecimento da sua nomenclatura. Essa aula também permitiu que você estabelecesse relações entre os diferentes tipos de rochas, percebendo as alterações que podem sofrer diante das variações ambientais ocorridas no ambiente secundário onde estão inseridas. Esse entendimento é importante e será objeto da nossa próxima aula, intitulada Intemperismo e Solo. LEITURAS COMPLEMENTARES Conheça as características dos diferentes tipos de corpos que se formam no interior e na superfície terrestre, a partir do resfriamento do magma, realizando a leitura das páginas 128 a 132, do Capítulo 5- Rochas Ígneas: Sólidos que se Formaram de Líquidos, do livro Para Entender a Terra (2006), postado na pasta Leituras Complementares dessa disciplina. Para saber mais sobre o fenômeno de vulcanismo, acesse o sítio do Serviço Geológico do Brasil-CPRM, no link http://www.cprm.gov.br/Aparados/vulc_pag01. 36 GEOLOGIA AMBIENTAL htm e assista ao vídeo da Globo News – Pelo Mundo viaja pelos principais vulcões do planeta, no seguinte endereço do Youtube https://www.youtube.com/ watch?v=6Vdbgipc_YE Para entender os ambientes tectônicos formadores das rochas metamórficas, leia o Capítulo 2- Tectônica de Placas: a Teoria Unificadora, do livro Para Entender a Terra (2006), postado na pasta Leituras Complementares dessa aula. Para ajudar na fixação dos conteúdos sobre processos formadores, componentes principais, classificaçãoe nomenclatura das Rochas Sedimentares, leia o Capítulo 14 - Depósitos e Rochas Sedimentares do Livro Decifrando a Terra (2000), postado na pasta Leituras Complementares dessa aula. Como sugestão para ampliar os seus conhecimentos sobre os ambientes de sedimentação das Rochas Sedimentares, acesse o arquivo postado na pasta Leituras Complementares dessa aula e faça a leitura das páginas 200 a 203 do Capítulo 8- Rochas Sedimentares, retirado do Livro Para Entender a Terra (2006). AVALIANDO SEUS CONHECIMENTOS Agora que você já concluiu as Atividades 1, 2 e 3 que permitiu a você entender as características das rochas ígneas, metamórficas e sedimentares, é importante que coloque em prática esses conhecimentos numa descrição macroscópica de algumas rochas. Sendo assim, procure identificar na sua região seis tipos diferentes de rochas, sejam elas ígneas, metamórficas 37 AS ROCHAS ou sedimentares/sedimentos. Descreva as suas características conforme os quadros abaixo. Uma dica importante para a identificação é a proposição de um nome para a rocha! Primeiro, descreva todas as suas características e, somente depois, proponha um nome. 38 GEOLOGIA AMBIENTAL CONHECENDO AS REFERÊNCIAS GROTZINGER, John; JORDAN, Thomas H.; PRESS, Frank.; SIEVER, Raymond. Under- standing Earth. 5. ed. New York: W. H. Freedman an Company, 2007. 109p. MOTOKI, Akihisa. Descrição Petrográfica de Rochas Ígneas. (Apostila). Rio de Janei- ro: UERJ, 2004. 72 p. PRESS, Frank; SIEVER, Raymond; GROTZINGER, John; JORDAN, Thomas H. Para En- tender a Terra. 4. ed. São Paulo: Bookman, 2006. 656 p. SHAND, Samuel James (1927). On the Relations between Silica, Alumina, and the Bases in Eruptive Rocks, considered as a Means of Classification. Durham-UK: Geological Magazine, 64, 1927. p 446-449. TEIXEIRA, Wilson; FAIRCHILD, Thomas Rich; TOLEDO, Maria Cristina Motta de; TAIOLI, Fábio. Decifrando a Terra. 2. ed. São Paulo: Companhia Editora Nacional, 2009. 623 p. WENTWORTH, Chester K. A scale of grade and class terms for clastic sediments. Chica- go-USA: Journal of Geology. 30, 1922. p 377–392. WINKLER, Helmut G. F. Petrogênese das rochas metamórficas. Tradução de Carlos Borges Jr. Porto Alegre: Ed. Edgard BlucherLtda, 1977. 254p. LISTA DE FIGURAS Fig. 01 - Adaptado de http://domingos. home.sapo.pt/rochas_7.html. Fig. 02 - Teixeira et al (2009, p. 339). Fig. 03 - (3a) Fonte: http://www.comprason-line.com/wp-content/uploads/2012/09/pedra-granito.jpg (3b)http://vit ingeo.wik ispaces.com/f i le/view/Estrutura_Interna_da_Terra_-_Basalto. jpg/223124378/800x600/Estrutura_Interna_da_Terra_-_Basalto.jpg (3c) Fonte: http://cmapspublic2.ihmc.us/rid=1235559742171_1007332969_25987/Obsidiana.jpg (3b) http://vitingeo.wikispaces.com/file/view/Estrutura_Interna_da_Terra_-_Basalto. Fig. 04 - Motoki (2004, p. 36). Fig. 05 - (5a) Fonte: http://www.aquariusobras.com/Fotos%20Marmores/2%20-%20Granitos/granito- vermelho_imperial.jpg (5b) http://www.flickr.com/photos/simonezgeo/6406196861 Fig. 06 - http://www.slideshare.net/malho/caractersticas-das-rochas-magmticas. 39 AS ROCHAS Fig.07 - Acervo pessoal do autor para uso exclusivo em sala de aula. Fig.08 - Adaptado de Grotzinger et al. (2007, p. 135). Fig.09 - Adaptado de Press et al (2006, p. 238). Fig.10 - (10a) Fonte: http://www.rc.unesp.br/museudpm/rochas/metamorficas/quartzitolamin.jpg (10b) Fonte: https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcSFVWiHj4jI1MRayaSVPSlpypo pyvM1WGjYeU42hzqQuqB5BYDkYA (10c) Fonte: http://www.rc.unesp.br/museudpm/rochas/metamorficas/bdsillimanitanc.jpg (10d) Fonte: http://www.rc.unesp.br/museudpm/rochas/metamorficas/xistolamin3.jpg Fig.11 - Adaptado de Press et al (2006, p. 234). Fig.12 - (12a) Fonte: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/8d/MarbleUSGOV. jpg/220px-MarbleUSGOV.jpg (12b) Fonte: http://www.zjmineracao.com.br/noticias/ft15-05-2013_165655.jpg Fig.13 - http://www.sobiologia.com.br/figuras/Solo/rochassedimentares.jpg Fig.14 - Adaptado de Teixeira et al (2009, p. 273). Fig.15 - http://rusoares65.pbworks.com/f/1258807436/1258807436/Permeabilidade.jpg Fig.16 - (a) Fonte: http://domingos.home.sapo.pt/conglomerado1.jpg (b) Fonte: http://espacociencias.com/site/wp-content/uploads/2012/11/brecha.jpg (c) Fonte: https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcRMaM4DER3ydZpTP-hKCapufSB Amw1kroVQzVUcl8ImFIFAoojA-w (d) Fonte: https://encrypted-tbn2.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcTzcYQgXEqo77GqvsOKoM-8qi- zDT6-aHUYqzjiqJsFeHVh-UdNFQQ (e) Fonte: https://encrypted-tbn2.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcSwN7raCQCs24EO9cy0Il8RZ09l5 blsbGMV7rVb7-s69_180YGw (f ) Fonte: https://encrypted-tbn3.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcR-0vKj8DXeuBWGUZ_ IPMW6eFYARaBzRbQdpDXcqc2dJqVVhAVV (g) Fonte: https://encrypted-tbn1.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcTySMfkw9hH5MM9VJ4_ xiiOMv7fXCa-CtL2hSNLm0GE2ejH8JOZ2Q (h) Fonte: http://www.dicionario.pro.br/images/thumb/9/97/Gipsita2EZ.jpg/300px-Gipsita2EZ.jpg: (i) Fonte: http://www.tribunadojurua.com.br/wp-content/uploads/2012/03/calc%C3%A1rio.jpg (j) Fonte: http://www.carvaoplanalto.com.br/imagens/026.JPG (k) Fonte: http://1.bp.blogspot.com/_OXJ-ZnFd0JY/TS5WXmodMiI/AAAAAAAAAIk/nKLtX9SOKvw/ 40 GEOLOGIA AMBIENTAL s1600/Corais.jpg (l) Fonte: http://4.bp.blogspot.com/-a8tImFx7UXA/T3gQmIbZiqI/AAAAAAAACEk/JqNN_bnKiY0/s400/ GC1.JPG Fig.17 - (17a) Fonte: http://farm5.static.flickr.com/4082/4931496179_019945db40.jpg (17b) Fonte: Acervo pessoal do autor para uso exclusivo em sala de aula. (17c) Fonte: http://www.cprm.gov.br/estrada_real/zoom/Figura33.jpg (17d) Fonte: https://encrypted-tbn2.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQljolYieAL9y8ArLpuCSr2Oq_5 Kodzu6CBmSfoMs-zQuP7639I (17e) Fonte: https://encrypted-tbn3.gstatic.com/mages?q=tbn:ANd9GcTOHnmJDKgN2qQI efnFok4oYyYs9Pg6E0x0HeWuXHPA9uyPCGja (17f ) Fonte: http://www.cprm.gov.br/estrada_real/zoom/Figura31.jpg (17g) Fonte: Acervo pessoal do autor para uso exclusivo em sala de aula. (17h) Fonte: http://4.bp.blogspot.com/_jqkNl537JjQ/SPCuqEPNi_I/AAAAAAAAAFc/uMF2UPSgwHQ/ s320/estr+gradual+im+Cambriam+Sawatch+quartizito.jpg (17i) Fonte: https://encrypted-tbn2.gstatic.com/ images?q=tbn:ANd9GcSk3T4xPlDqlPnKVjUQ0eM163wqn2FZmkLpTzNk9euxpmJxHErLrw (17j) Fonte: http://farm7.staticflickr.com/6233/6358165185_1a37991ff3_z.jpg (17k) Fonte: https://encrypted-tbn2.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcREbHbQNFv5ubxZdGi0p_ qQwv0jivK92G2hFJ8fSZUQiDCH-6Be5g (17l) Fonte: http://www.geocities.ws/arturpermiano/perfor_arquivos/image006.jpg (17m) Fonte: http://www.irrigart.com.br/images/fotos/06.jpg (17n) Fonte: https://encrypted-tbn3.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcS_HYdPQetCwLvyJdqFOhQcL4 JW8WrrQdaJoTgLwCi-N8DwQAjCyQ (17o) Fonte: http://www.museunacional.ufrj.br/site/assets/public/2013-03/324.jpg
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