Geologia_Aplicada____Engenharia indd

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Hermam Vargas Silva
Geologia aplicada à engenharia 
© 2016 by Universidade de Uberaba
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Universidade de Uberaba
Reitor 
Marcelo Palmério
Pró-Reitor de Educação a Distância
Fernando César Marra e Silva
Editoração
Produção de Materiais Didáticos
Capa
Toninho Cartoon
Edição
Universidade de Uberaba
Av. Nenê Sabino, 1801 – Bairro Universitário
Catalogação elaborada pelo Setor de Referência da Biblioteca Central UNIUBE
Sobre os autores
Hermam Vargas Silva
geólogo e engenheiro de segurança, mestre em engenharia de pro-
dução, área de concentração em gestão da qualidade ambiental, 
doutorando em geociências e meio ambiente.
Sumário
Capítulo 1 Origem do universo, dos planetas e do planeta terra ....9
1.1 A núcleo síntese ............................................................................................... 14
1.1.1 A fase cósmica ...................................................................................... 16
1.1.2 O sistema solar ..................................................................................... 19
1.1.3 Planetologia e o planeta terra ................................................................ 20
1.1.4 Planeta Terra .......................................................................................... 24
1.1.5 Conclusões ............................................................................................. 26
Capítulo 2 Principais fenômenos atuantes na crosta – o ciclo 
– movimentos tectônicos ..................................................................29
2.1 Os sistemas e o planeta terra – uma visão geral ............................................ 31
2.1.1 As placas tectônicas ............................................................................... 35
2.1.2 Ciclo da água. ........................................................................................ 36
2.1.3 O clima ou o ciclo dos ventos ................................................................ 40
2.1.4 O ciclo do gelo ........................................................................................ 42
2.1.5 Erosão e mudança das formas da paisagem ........................................ 43
2.1.6 Conclusão .............................................................................................. 44
Capítulo 3 Os minerais, Cristalografia – origem e propriedades ....49
3.1 O que é mineral? ............................................................................................. 50
3.1.1 Agrupamento dos minerais .................................................................... 54
3.1.2 Minerais formadores de rochas ............................................................. 56
3.1.3 Conclusão .............................................................................................. 62
Capítulo 4 As Rochas Ígneas ..........................................................65
4.1 As rochas magmáticas ou ígneas .................................................................... 66
4.1.1 Diferenciação magmática ...................................................................... 70
4.1.2 Os tipos de rochas ígneas ..................................................................... 77
4.1.3 Conclusões ............................................................................................. 85
Capítulo 5 As Rochas Sedimentares ...............................................89
5.1 As rochas sedimentares e sua gênese ........................................................... 90
5.1.1 As etapas da diagênese e os tipos de rochas sedimentares ................ 99
5.1.2 Os ambientes de sedimentação ............................................................ 107
5.1.3 Conclusão .............................................................................................. 115
Capítulo 6 As Rochas Metamórficas ...............................................119
6.1 As rochas metamórficas são alterações das rochas pré-existentes. 
O que significa isso? .............................................................................................. 120
6.1.1 O papel da temperatura ......................................................................... 122
6.1.2 O papel da pressão ................................................................................ 123
6.1.3 O papel dos fluidos ................................................................................ 124
6.1.4 Os tipos de metamorfismo. .................................................................... 125
6.1.5 As texturas metamórficas ....................................................................... 129
6.1.6 Minerais índices e zonas metamórficas ................................................. 137
6.1.7 Conclusão - Resumindo os conceitos ................................................... 139
Capítulo 7 A geologia do Brasil, de Minas Gerais e seus solos ......143
7.1 O conceito do tempo Geológico ...................................................................... 145
7.1.1 A Historia Geológica do Brasil ................................................................ 152
7.1.2 A história geológica de Minas Gerais e seus solos derivados............... 161
7.1.2.1 A geologia de Minas Gerais ................................................................ 161
7.1.4 Conclusões ............................................................................................. 170
Capítulo 8 As classificações das rochas e a engenharia civil – 
introdução à mecânica dos solos e das rochas ...............................177
8.1 Rochas e solos ................................................................................................ 178
8.1.1 A Mecânica das rochas .......................................................................... 181
8.1.1.1 As descontinuidades ........................................................................... 185
8.1.1.2 Resistência das rochas e os critérios de ruptura ................................ 194
8.1.2 Mecânica dos Solos ............................................................................... 197
8.1.3 Limites de consistência segundo Caputo (2008) ................................... 203
8.1.4 Os perfis geotécnicos segundo Fiori e Carmignani (2009) .................. 210
8.1.5 Conclusões ............................................................................................. 214
Conclusão ............................................................................................................. 218
Este curso foi pensado para que você possa ter uma ideia abran-
gente da geologia, de seus estudos, conceitos e teorias mais atu-
ais. Por isso, começamos com o significado de universo, com o 
que está sendo discutido em física para que se possa entender 
onde estamos, de onde viemos e para onde vamos. Abordaremos 
as ideias revolucionárias de Einstein e Bohr e, mais atualmente, de 
Stephen Hawking, assim como qual o conceito de espaço/tempo 
que pode explicar o que é gravidade (aliás, isso foi provado há 
alguns meses por astrônomos do mundo, em um experimento que 
observou a destruição de dois buracos negros). Veremos como se 
relacionam as quatro forças da natureza e como se alinham em 
uma teoria que está sendo exaustivamente discutida, a Teoria das 
Cordas (vale a pena você se debruçar no Youtube e assistir o filme 
que está proposto neste capítulo).
Você reconhece a teoria do Big Bang que é apresentada pelos fí-
sicos como uma das formas de início do universo. Como o nosso 
sistema solar foi originado, quais as características dos planetas do 
nosso sistema solar? E a terra, como foi gerada? A nossa lua, como 
orbita em torno da terra?E como tudo isso se relaciona com a geologia, com as rochas e a 
sua utilização para a engenharia? Aqui, começa o primeiro degrau, 
a primeira informação. Aproveitem a leitura e mãos à obra.
 
Apresentação
Hermam Vargas Silva;
Introdução
Origem do universo, dos 
planetas e do planeta terra
Capítulo 
1
O universo! Como começar a falar do infi nito, daquilo que não tem começo 
e nem fi m, sem a dimensão do tempo que corre, que vai pelas nossas 
mãos. É ai que podemos começar a entender a caixinha de pandora em 
que nos metemos. O problema está no fato de a física moderna caminhar 
sobre dois pés, usando sapatos diferentes. O primeiro pé está ao lado 
de Albert Einstein, que nos possibilita a compreensão do universo em 
grandes proporções, o movimento das estrelas, das galáxias e a imensa 
extensão do cosmos. O segundo pé refere-se à explicação das menores 
partículas, das moléculas, dos átomos e das partículas subatômicas.
As duas teorias estão confi rmadas experimentalmente. Mas o universo está 
cheio de casos extremos. Nas profundezas de um buraco negro, uma massa 
enorme está comprimida em um ponto. Isso é um contra senso, não acha? 
Os astrofísicos nos falam que, no momento do big bang, tudo o que vemos 
emergiu de um ponto microscópico. Isso nos leva a usar raciocínios, tanto da 
mecânica quântica, quanto da teoria da relatividade, e, aí sim, tudo começa 
a fazer fumaça, a não sair do lugar.
Durante vários anos, Einstein tentou buscar uma teoria unifi cadora que 
pudesse fazer sentido, unindo as grandes teorias da época, mas foi em 
vão. Assim, segundo as leis da mecânica de Newton, se você se deslocar 
com velocidade sufi ciente, poderá acompanhar um raio de luz. Já para as 
leis do eletromagnetismo, de Maxwell, não.
Einstein desenvolveu uma nova teoria e uma nova concepção de tempo 
10 UNIUBE
e de espaço. Mostrou-nos que não se pode pensar no tempo e no espaço 
como conceitos universais e imutáveis, pois são maleáveis. A forma e a 
aparência deles dependem da situação do observador. Uma das conclusões 
é que nenhum objeto, nenhum tipo de influência ou efeito, pode viajar a 
velocidades maiores que a da luz. Einstein concebeu uma nova ideia de 
como funciona a gravidade (a Teoria da Relatividade Geral). Mostrou que 
o tempo e o espaço são influenciados pelo movimento do observador e 
podem, também, curvar-se em presença de matéria ou de energia. São 
essas distorções (a curva do tempo e do espaço, figura 1) que transmitem 
a força da gravidade de um local para outro (GREENE, 2001).
Figura 1 - A grade está representando o tempo-espaço. 
Observe a curvatura provocada pela massa de terra.
Fonte: Nebulosa... (s./d.).
Outros físicos, partindo de outros paradigmas, voltaram-se ao antigo 
pensamento dos gregos (de que o mundo é formado por partículas mínimas e 
indivisíveis, os átomos). No começo da década de 30, Rutheford, Chadwick e 
Bohr consagraram o modelo de sistema solar que todos conhecemos. Átomos 
são um conjunto de prótons e de nêutrons, no núcleo, que estão envolvidos por 
um enxame de elétrons. Em 1968, na Universidade de Stanford, descobriu-se 
que essas partículas são divididas em Quarks (que podem ser de dois tipos, 
up e down).
 UNIUBE 11
Tudo o que vemos parece ser uma combinação de elétrons e quarks (up e 
down). No final da década de 30, descobriu-se o “muon”, idêntico ao elétron, 
só que 200 vezes mais pesado. Na década de 50, encontra-se o neutrino. E, 
assim, seguiu-se um contínuo estudar a matéria e descobrir partículas novas. 
Descobrem, também, que existem antipartículas, com mesma massa e cargas 
diferentes (elétron - pósitron). Na natureza, tudo o que interage pode ser 
explicado por quatro forças: a da gravidade, a eletromagnética, a força fraca e 
a força forte (figura 2). 
A força forte mantém os quarks presos dentro dos prótons e dos nêutrons e 
esses (prótons e nêutrons) presos no interior do núcleo atômico. Já a força 
fraca se manifesta na desintegração radioativa dos elementos.
Figura 2 - As quatro forças fundamentais da natureza
Fonte: Ciência... (s./d.).
Assim como a massa determina o efeito da gravidade sobre uma partícula 
e a carga elétrica determina o efeito da força eletromagnética sobre ela, as 
partículas são dotadas de uma certa quantidade de carga forte e de carga 
fraca, o que vai determinar como elas serão afetadas. Mas ninguém ainda 
explicou por que o nosso universo é composto por essas partículas, com 
essas massas e com essas cargas.
Grandes perguntas surgem. Por que as forças fraca e forte estão relacionadas 
aos níveis microscópicos, enquanto que as forças eletromagnética e da 
gravidade têm um alcance ilimitado? Finalmente, por que existe a variação 
de intensidade intrínseca dessas forças? Por exemplo, os núcleos atômicos 
12 UNIUBE
estáveis são formados de elementos da tabela periódica e dependem de uma 
delicada proporcionalidade entre as forças forte, fraca e eletromagnética. 
O nosso universo seria totalmente diferente se alguma dessas partículas 
se modifi casse e fi zesse desaparecer o equilíbrio existente entre elas. O 
universo não existiria.
A Teoria das cordas, ou a teoria de tudo (você já viu isso em um fi lme, 
lembra?), oferece uma nova maneira de ver a formação da matéria e, por 
conseguinte, do nosso universo (GREENE, 2006).
Figura 3 - Relação teórica entre matéria e cordas.
Em 1, a matéria, um cristal. Em 2, a estrutura cristalina, as molé-
culas. Em 3, os átomos. Em 4 e 5, os quarks. Em 6, as cordas.
Fonte: Teixeira (s./d.).
Cada partícula contém um fi lamento comparável a um elástico infi nitamente 
fi no, que vibra, oscila e dança, a isso os físicos chamaram de corda 
(GREENE, 2006), como representado na fi gura 3.
Dessa maneira, os físicos e os matemáticos estão cada vez mais 
 UNIUBE 13
convencidos de que existe um único princípio, uma teoria unificada. No nível 
mais microscópico, tudo consiste de combinações de cordas que vibram, 
assim como as cordas de um violino que têm frequências ressonantes, que 
os nossos ouvidos percebem como notas musicais. A teoria preconiza que 
o padrão oscilatório das cordas dá lugar e determina o padrão oscilatório 
das partículas e sua massa (HAWKING, 2001). Pela primeira vez na história 
da física, dispomos de um esquema que tem a capacidade de explicar as 
características fundamentais de como o nosso universo foi feito. 
Agora, parece mais aceitável a ideia do big bang, uma explosão que 
aconteceu em um ponto do universo e que originou tudo o que podemos 
ver. Olhe a figura 4 a seguir e veja se consegue imaginar esse momento 
grandioso, digno de um ser maravilhoso que, na sua infinita compreensão, 
simplesmente criou tudo.
Figura 4 - De um ponto surge um universo
Fonte: Velázquez (s./d.).
Não vamos nos aprofundar, porque o que nos interessa é ver como as 
rochas nasceram e quais as suas propriedades, mas fica claro que ainda 
tentamos entender a origem do nosso universo e, com isso, uma teoria para o 
entendimento e para as respostas. De onde viemos? Para onde vamos? Quem 
somos nós?
14 UNIUBE
• Entender a discussão sobre a origem do universo.
• Identificar a origem das galáxias e do nosso sistema 
solar. 
• Comparar os planetas e as suas características.
• Reconhecer o planeta terra e sua origem.
Serão abordados os seguintes tópicos:
• O universo, sua provável origem e arquitetura
• O núcleo síntese e suas fases
• O sistema solar e seus planetas
• O planeta Terra, sua origem e composição
Objetivos
Esquema
A núcleo síntese1.1
Observe e reflita bastante sobre o big bang. Ele deve ter gerado os 
elementos químicos, dos mais simples, em primeiro lugar, até os 
mais complexos, como os que conhecemos hoje. Qual o elemento 
mais simples? Fácil! É o hidrogênio, que é, inclusive, o elemento 
mais abundante no universo. 
Sem entrar na discussão da complexidade das partículas, podemos 
imaginar a construção dos elementos como em um jogo de peçaspara encaixar. Temos cinco tipos de partículas: os quarks (U* e D), 
os elétrons, os neutrinos e os fótons. A energia é, principalmente, 
carregada pelos fótons e, em menor quantidade, pelos neutrinos.
 UNIUBE 15
Os quarks combinam-se formando os núcleons (prótons e nêutrons). 
Esses (os núcleons) capturam elétrons para formar o átomo e, com 
essa arquitetura, passam a se tornar reais as propriedades químicas 
dos elementos. Notar que a força que liga os núcleons (forças nu-
cleares) são extremamente maiores e mais fortes que as forças que 
ligam os núcleos aos elétrons (forças eletromagnéticas). Se quiser 
avançar nesse raciocínio, partindo de um núcleo simples, o do hidro-
gênio (1 próton), acrescentando-se 1 nêutron, vemos surgir um novo 
núcleo, com carga +1, embora apresente massa +2. Criamos um 
isótopo do hidrogênio chamado deutério. Fusionando dois núcleos 
de deutério, teremos um núcleo de hélio (2 prótons mais 2 nêutrons). 
Esse deutério transforma-se em hélio relativamente fácil. Com a jun-
ção de três núcleos de hélio (6 prótons e 6 nêutrons), tem-se uma 
estrutura de carga +6 e de massa 12, que é o nosso carbono, base 
de toda a vida na superfície deste planeta (figura 5).
Com o mesmo raciocínio quatro núcleos de hélio (He) originam o 
oxigênio (O2). 
Núcleos de 
Hidrogênio
Deutério
Hidrogênio
+
Núcleos de 
Hélio
Núcleos de Hélio -4
Proton
Neutron
Positron
raios gama
neutrinoν
νν
γ
γ γ
Figura 5 - Observar a junção dos núcleos de H2, gerando He. 
Fonte: Formação... (s./d.).
16 UNIUBE
Cada operação de captura de nêutrons (fusão) é uma reação nucle-
ar. A quantidade de energia liberada por essas reações é enorme, 
além de necessitar de temperaturas extremamente elevadas para 
sua ocorrência. Para se ter uma ideia, é preciso um milhão de graus 
Celsius para iniciar a formação do hidrogênio, de 100 milhões de 
graus Celsius para o hélio e algo em torno de 600 milhões de graus 
Celsius para o carbono e o oxigênio. Voltando ao começo do nosso 
capítulo, o universo, a partir da explosão inicial (big bang), realizou 
a sua evolução em quatro etapas, segundo Pomerol et al. (2013).
1.1.1 A fase cósmica 
Pouco se sabe desse acontecimento que durou alguns poucos se-
gundos. Os quarks combinaram-se em conjuntos de 3, no primeiro 
milionésimo de segundo, construindo, a partir de cinco partículas (pró-
tons, nêutrons, elétrons, fótons e neutrinos), o universo, com altíssi-
mas temperaturas, numerosas colisões, que resultaram em deutério. 
No próximo segundo, a temperatura cai (bilhão de graus) e a energia 
das partículas se iguala àquela que liga os núcleos. Em alguns minu-
tos, existem núcleos de hidrogênio (H) e de hélio. Em torno dos 3000 
graus Kelvin, já havia a associação dos átomos de hidrogênio, dois a 
dois com a formação de moléculas. Com a diminuição da temperatura, 
as estruturas que, devido à expansão, se afastavam passam, agora, 
a sofrer a ação de uma nova força, a da gravidade, que se sobrepôs à 
pressão da matéria e da radiação, produzindo agregações e conden-
sação de massa para dar origem às galáxias. Inicia-se a fase estelar. 
As galáxias são sistemas ligados pelas forças da gravidade, esca-
pando da expansão e do resfriamento universal. A partir daí, no seu 
interior, gerando condensações de matéria gasosa, vemos o apare-
cimento das estrelas. As estrelas são gigantescos reatores nucle-
ares que vão produzir a energia necessária para sua atividade lu-
minosa. Os astrônomos classificam as estrelas segundo a análise 
 UNIUBE 17
da luz que emitem, determinando a temperatura da sua superfície 
(cor-surface temperature), a quantidade de energia irradiada (lu-
minosidade-brightness) e a composição química (espectroscopia).
A maioria das estrelas está sobre a diagonal principal (main sequen-
ce), as pequenas estão embaixo, em direção ao vermelho, e as 
grandes, em direção ao violeta (ver a figura a seguir). Outro grupo 
situa-se à direita, são as gigantes (giants) e as supergigantes (super-
giants) vermelhas. Essas estrelas transformam núcleos de hélio em 
carbono e oxigênio. Nessa linha, e à esquerda, nota-se um eixo hori-
zontal, são as estrelas mais evoluídas que consomem o próprio car-
bono, o oxigênio e até o silício. Mais adiante, têm-se as nebulosas 
planetárias, próximas do encontro com o eixo principal. Em seguida 
e abaixo, têm-se as anãs brancas (White dwarfs), como na figura 6.
Figura 6 - Diagrama de Hertzsprung-Russell
Fonte: Cendrero (2011).
Quando a estrela recém-nascida se contrai e se arrefece, emite as 
18 UNIUBE
suas primeiras ondas de rádio e, depois, as radiações infraverme-
lhas. Nessa fase, a estrela mostra uma estrutura em camadas. Ao 
centro, as temperaturas permitem a mudança de He em C, de H em 
He e a superfície acaba sendo relativamente fria fora da área das 
reações nucleares – estágio das gigantes vermelha.
Uma vez o hélio esgotado, o carbono passa a ser o novo combus-
tível, ocorrendo fusão entre dois e cinco bilhões de graus, com o 
consumo do neônio, do oxigênio e, por fim, do silício. Em alguns 
milhares de anos, aparecem os metais (Fe, Cr, Ni, Zn, dentre outros) 
e são transformados, até se tornarem núcleos mais pesados. Ao final 
desse processo, ocorre uma explosão (estágio de supernova) que 
dispersa a massa da estrela pelo espaço, resfria-se e dissemina os 
elementos sintetizados. Após a explosão, restam, ainda, resíduos, 
que é o coração da estrela que se contraiu (estrela de nêutrons), 
aparecendo os pulsares (porque emitem uma luz intermitente).
A radioastronomia ainda nos mostra a existência de poeiras inte-
restelares que vagam pelo espaço, correspondendo a vestígios 
de supernovas e nebulosas, e se inicia a formação de várias mo-
léculas complexas (água, amoníaco, metano e hidrocarbonetos). 
Apesar dessas moléculas complexas, é necessário um meio denso 
para que a evolução molecular prossiga. Essas condições existem 
nas estruturas gravitacionais que um planeta proporciona e, liga-
das a uma estrela que emite energia irradiada, serão uma parte 
da temperatura e a outra parte está na estrutura interna do planeta 
para as reações que devem acontecer. Dessa maneira, se tiver 
massa suficiente, o planeta retém gases e constitui uma atmosfera.
Aparece a fase planetária – aparecem as moléculas complexas e a 
possibilidade de constituição de estruturas fotossensíveis (clorofila) 
que transformam a energia do sol em energia química. Aqui, deixa-
mos o mundo da geologia e entramos nas ciências da vida. 
 UNIUBE 19
1.1.2 O sistema solar 
Já diziam os gregos que o sol, e não a Terra, era o centro do siste-
ma planetário (Aristarco de Samos, em torno de 310 – 230 a. C.). 
Entretanto Ptolomeu (sec. II d.C), que considerava a Terra imóvel 
no centro, proporcionou um conceito que resistiu pela idade média 
até Nicolau Copérnico (1473-1543), um cônego polonês que reco-
locou a discussão sobre o heliocentrismo e calculou as orbitas dos 
planetas. Este sistema foi melhorado por Johannes Kepler (1571-
1630), que utilizou os estudos de Tycho Brahe (1546-1601).
Kepler mostrou que os planetas se deslocam pelo espaço em ór-
bitas elíptico (o sol está em um dos centros), que os corpos no 
céu aceleram-se ao se aproximarem do sol e desaceleram-se ao 
afastarem-se dele (1° e 2° leis). Além disso, formulou uma terceira 
lei, defendendo que o quadrado dos períodos de revolução dos 
planetas é proporcional ao cubo do eixo maior de sua órbita. Ainda, 
intuiu a existência de uma força que comandaria os planetas; que, 
mais tarde, Newton chamaria de gravidade.
Figura 7 - O sistema solar
Fonte: Marcus (2015).
20 UNIUBE
A formação do nosso sistema de planetas foi relativamente rápida, 
durou, no máximo, 200 milhões de anos (POMEROL et al., 2013); 
tem uma idade de 4,54 ±0,02 bilhões de anos e, ao que tudo indica, 
foi originada de uma nuvem interestelar, sofreu um colapso gravi-
tacional e foi alterada por colisões e acumulações de pequenos 
corpos celestes (planetas telúricos).
O nosso sistema solar é ordenado,constituído de oito planetas 
(Mercúrio, Vênus, Terra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano e Netuno, 
como na figura 7) e um número variável de plutoides, satélites, as-
teroides e cometas que gravitam ao redor do sol e obedecem as 
leis de Kepler. Entre Marte e Júpiter existe um cinturão de peque-
nos objetos celestes (os asteroides). Plutão perdeu a sua categoria 
de planeta e, como Caronte ou Xena, é mais um entre os numero-
sos plutoides (planetas anões) constituintes do cinturão de Kuiper.
Ao final, vai aparecer gravitando em torno do sol uma nuvem de 
cometas, a nuvem de Oort. 
1.1.3 Planetologia e o planeta terra
O sol é uma estrela de dimensões modestas, apresenta um diâ-
metro de cerca de 1.400.000 km, situando-se a 30.000 anos-luz do 
centro da galáxia. O raio é de, aproximadamente, 695.000 km. É 
composto, predominantemente, de hidrogênio (73%), hélio e outros 
elementos (apenas 2%) e seu peso é de 330.000 vezes o peso da 
Terra.
As mesmas reações que podem ser lidas no texto anterior aconte-
cem no nosso sol e são a fonte de uma intensa radiação gama e de 
emissão de fótons e neutrinos, que transportam energia liberada do 
núcleo para a superfície. Esses fótons são absorvidos, reemitidos, 
reabsorvidos bilhões de vezes antes de sair do sol e atingirão a 
 UNIUBE 21
superfície somente ao longo de um milhão de anos. A densidade do 
núcleo é muito mais elevada que a densidade média e é mil vezes 
maior que as camadas da superfície (figura 8). 
Figura 8 - Estrutura do Sol
Fonte: Pinho; Galdino (2014).
Como se pode ver na figura anterior, o sol é composto por um nú-
cleo e por uma coroa, que é a parte mais externa da atmosfera 
solar, que é o que pode ser observado em um eclipse, com tempe-
ratura de 3 milhões de graus Celsius. A cromosfera é uma camada 
espessa, cor-de-rosa, com 2000 a 3000 km, sua temperatura cres-
ce com a latitude e passa dos 4.500 graus Celsius, na sua base, 
para cerca de 1 milhão de graus Celsius na zona de transição com 
a coroa. Exibe um ciclo de 11 anos e uma atividade que não é cons-
tante. O sol está na metade da sua vida, que é estimada em 10 Ga 
(1 Ga é igual a 1.000.000.000 ou 10 9, de anos).
22 UNIUBE
A exploração espacial nos mostrou, com precisão, o diâmetro, a 
temperatura de superfície, a massa, a densidade e a distribuição 
das massas e deixou-nos perceber que os planetas têm camadas 
de densidade variáveis, sucessivamente crescente, da superfície 
para o seu centro.
Figura 9 - Característica dos planetas do sistema solar 
Fonte: Características... (s./d.).
Na figura 9, pode-se ver as grandes caraterísticas dos planetas do 
nosso sistema. Suas atmosferas também apresentam diferenças e 
não existem dois planetas com estrutura idêntica.
Mercúrio era pouco conhecido, pois estava perto demais do sol, 
mas, depois da missão Mariner, sabe-se que a estrutura interna é 
parecida com a da Terra (núcleo de ferro e manto de silicatos, em 
proporções diferentes). É um planeta morto no qual já houve abun-
dante atividade vulcânica.
 UNIUBE 23
Vênus é menor que a Terra e um pouco menos denso, sua rota-
ção é inversa a da terra e é mais lenta. Tem uma atmosfera muito 
densa, cuja pressão é 95 vezes superior à da Terra. Sua atmosfera 
é formada por CO2 (97%), Nitrogênio (3%) e por compostos de 
enxofre, por água e oxigênio, com traços de neônio e argônio. A 
superfície é considerada plana, com montanhas e continentes, com 
altitude média de 2.000 metros acima das planícies.
Marte tem informações dadas por três satélites (2 americanos e 1 
europeu) que orbitam e pelos dois robôs que exploraram o seu solo 
(Spirit e Opportunity), os quais, junto com a sonda Pathfinder e o 
robô Sojouner, transmitiram cerca de 16.000 fotografias. A atmosfe-
ra contém 95,32% de CO2, 2,7% de N, 1,6% de argônio e traços de 
oxigênio (0,13%), de CO (0,07%), de hidrogênio e vapor de água 
(0,03%). As calotas polares retém CO2 no inverno e a variação da 
quantidade de água na atmosfera pode ser 10 vezes mais elevada. 
Por outro lado, a pressão atmosférica, que varia em torno de 25% 
durante o ano, é muito baixa (1/160 da pressão da terra), o que 
explica a ausência de água líquida. O planeta tem uma diferença 
topográfica enorme, o hemisfério sul é bem mais alto que o norte, 
apresenta platôs e crateras e terrenos antigos (3,5 Ga), com uma 
crosta espessa (80 km). Já o norte tem uma idade mais jovem (pos-
terior a 1,5 Ga), com uma crosta de, aproximadamente, 30 km. Sua 
estrutura interna é mal conhecida e apresenta um núcleo metálico 
(Fe e FeS) , com quase 2000 km, e um manto com 1800 km e uma 
crosta de 40 a 50 km. 
Marte já apresentou um intenso vulcanismo e, atualmente, está 
muito reduzido, perdeu essas condições rapidamente, cerca de 
500 Ma, enquanto na Terra essas condições, pelo nosso tamanho 
e proximidade com o sol, perduram até hoje (4,5 Ba).
24 UNIUBE
Júpiter, ao que parece, é responsável pelo grande número de pla-
netas internos. Ele serve como um escudo protetor aos planetas 
internos, barrando os cometas e outros corpos do espaço. Sua at-
mosfera é formada por hidrogênio (82%) e hélio (17%), associados 
a CH4, CH3 e CH3D (0,05%), NH (0,01%), nitrogênio e compostos 
sulfurosos. Apresenta um satélite Io, com raio de 1800 km, densi-
dade de 3,4 e composição do núcleo de ferro, silicatos e enxofre e 
mais três, Ganymedes, Callisto e Europa .
Saturno apresenta jatos de poeira nanométrica eletricamente carrega-
dos, com zonas de tempestade múltiplas e não limitadas ao equador. 
Titã, seu satélite, é pouco volumoso e sua atmosfera é composta por 
99% de nitrogênio e argônio e 1% de CH4, CO, C2H2, C2H6, CNH. Por 
causa da temperatura muitíssimo baixa, a atmosfera está em equilíbrio 
com lagos e oceanos de nitrogênio e que banham oceanos de metano.
Urano, sua composição interna ainda é desconhecida, parece ser 
formado por um núcleo sólido de silicato e ferro, com 7500 km de 
diâmetro; um manto de gelo (água com hélio, metano e amoníaco) 
e uma fina camada de hidrogênio e hélio líquidos.
Netuno tem uma atmosfera de hidrocarbonetos, com quantidades 
pequenas de H e He e temperaturas mais uniformes, na ordem de 
-213° C, que podem estar ligadas aos intensos e violentos ventos 
em rotação rápida. Apresenta uma energia interna que é 2,8 vezes 
maior que a recebida pelo sol, o que mostra uma estrutura comple-
xa e indica um vulcanismo ainda ativo.
1.1.4 Planeta Terra
A terra pode ser considerada um sólido cercado por líquido descon-
tinuamente (hidrosfera) e por gases (atmosfera). Sua forma é um 
sólido de revolução e o seu equador é quase circular (figura 10).
 UNIUBE 25
Figura 10: Vistas da terra e sua forma. 
Fonte: Scienza (2015?).
A composição química é resultado da análise das rochas existentes 
na superfície e que estão disponíveis, por exemplo, por erupção de 
vulcões. Clark (1847-1937), em Pomerol et al. (2013), afirma que 
existem 8 elementos abundantes (O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K e Mg) 
que são 98% da massa do planeta. São compostos principalmente 
de oxigênio e silicatos. 
Você pode observar que existem elementos que se encontram em 
determinados reservatórios. Assim, os atmófilos são da atmosfera, 
os litófilos estão localizados nas rochas, calcófilos resultam de rea-
ções químicas no manto e, finalmente, os siderófilos estão associa-
dos ao ferro, ao níquel, dentre outros, e pertencem à região núcleo.
A lua, o satélite da Terra, tem 1,25% da massa do planeta, sendo 
um dos maiores satélites do nosso sistema solar. Tem um diâme-
tro de 3480 km e densidade de 3,39 g/cm3 . Não tem atmosfera. O 
sistema terra-lua ainda é bastante debatido, segundo Fairchild et 
al. (2009), o modelo mais aceito está apoiado pelo impacto de um 
26 UNIUBE
corpo, muito parecido com Marte, no planeta durante os estágios 
finais do seu resfriamento e já contava com o núcleo metálico e 
manto silicático.
1.1.5 Conclusões
Observe a figura que relata os momentos inicias da criação do 
universo:
Figura 11 - Relação dos segundos da criação do universoFonte: Andreolla (2011). 
Figura 12 - Relação entre planetas e o sol
Fonte: Universo (s/d.). 
 UNIUBE 27
Fique por dentro
Universo Elegante – Episódio 1: O sonho de Einstein (ht-
tps://www.youtube.com/watch?v=053Wje5f72I)
Universo Elegante – Episódio 2: Cordas a resposta (https://www.
youtube.com/watch?v=UUEO8RABs6M)
Universo Elegante – Episódio 3: Bem-vindo a 11° dimensão (ht-
tps://www.youtube.com/watch?v=UUEO8RABs6M).
Reflita
Assistindo ao filme Universo Elegante, o que pode levar 
você a acreditar que o universo é um jogo de caraterís-
ticas? Quais as principais informações sobre Newton, Einstein e 
Bohr que podem ser relevantes nessa descoberta?
Indicação de leitura
Os livros relacionados nas referências de GROTZINGER; JORDAN 
(2013), POMEROL et al., (2013), FAIRCHILD et al., (2009) e 
WICANDER e MONROE (2009) podem ser aliados valiosos no seu 
estudo, talvez, existam resumos desses livros na internet que vão 
auxiliar bastante a leitura. Esses materiais devem ser sua literatura 
de cabeceira, pois provê uma iniciação à ciência da geologia e são 
muito fáceis e gostosos de ler. Os primeiros capítulos podem ser 
leitura fácil e agradável.
Hermam Vargas Silva
Introdução
Principais fenômenos 
atuantes na crosta 
– o ciclo 
– movimentos tectônicos
Capítulo
2
Nesta segunda parte do livro, descemos um pouco na nossa 
escala de observação. A geologia, como você pôde já perceber, é 
observação, é interpretação, o nosso planeta tem subdivisões: a 
parte interna e a parte externa.
Internamente, a geologia divide o planeta em três grandes 
partes: a crosta (mais externa), o manto (uma porção inferior e 
uma transição, quando encosta-se à crosta, chamada litosfera) 
e, fi nalmente, o núcleo (o externo e o interno). Essas partes do 
planeta podem ser chamadas de sistemas, pois funcionam um em 
relação ao outro e têm mecanismos próprios, tanto físicos, como 
químicos. Esses sistemas originaram as placas tectônicas e o seu 
funcionamento condiciona a formação das paisagens na superfície 
(as montanhas, os vales, os oceanos, com seus terremotos, 
tsunamis, correntes marinhas, além dos ventos).
Por sobre as placas tectônicas agem, também, o ciclo da água, 
importante agente do intemperismo e da alteração na superfície do 
planeta. Essas águas que circulam na superfície também circulam no 
interior das rochas (águas que estão subterrâneas), a isso se somam 
os rios (que são formados pelas águas que estão subterrâneas).
Os rios carreiam matéria mineral em suspensão e como carga 
de fundo, alterando a superfície e transportando sedimentos de 
um lugar para outro. Esse transporte pode, segundo o clima em 
que foi formado e o clima para onde se dirigiu, gerar as rochas 
sedimentares.
Aliado a essa função das águas e dos rios, juntamos as funções do 
gelo e das geleiras, que, igualmente as águas superficiais, erodem 
e transportam sedimentos. Esses movimentos alteram as paisagens 
da superfície do planeta.
• Apresentar a geologia como ciência hermenêutica para 
compreender a natureza.
• Reconhecer os sistemas existentes no planeta Terra: 
litosfera, hidrosfera, atmosfera e biosfera.
• Identificar o funcionamento da tectônica de placas.
• Explicar o funcionamento da distribuição de energia no 
planeta.
• Reconhecer o funcionamento dos desertos, dos rios, 
dos oceanos e das geleiras.
• Visão de geologia como ciência observacional.
• O funcionamento do interior do planeta e seus reflexos 
na superfície.
• O planeta e seus ciclos de distribuição de energia.
• O funcionamento dos ventos, dos desertos, dos ocea-
nos e das geleiras.
• A evolução das paisagens.
Objetivos
Esquema
 UNIUBE 31
Os sistemas e o planeta terra – uma visão geral2.1
O estereótipo de cientista de jaleco branco não se aplica aos geó-
logos que estudam o planeta. A Terra é um planeta inquieto e muito 
ativo, são atividades governadas por dois mecanismos, um interno 
(o núcleo) e outro externo. 
Figura 13: Os sistemas que estão compreendidos no planeta terra. 
Fonte: Grotzinger; Jordan (2013).
O mecanismo externo é controlado pelo sol. Ele energiza a superfí-
cie do planeta, controlando os mecanismos do clima, assim, chuva, 
vento e gelo modelam a paisagem. O interior é formado pelo calor 
do núcleo e controla os movimentos tectônicos (que controlam os 
vulcões, os terremotos, a fusão de rochas e o soerguimento dos 
continentes e das montanhas). Um resumo do sistema terra pode 
ser visto na figura 13. O seu funcionamento foi descrito somente 
nos últimos anos do século XX devido aos satélites e à rede de tro-
ca de informações por meio de potentes computadores para a sua 
análise. Os principais componentes desse sistema podem ser visu-
alizados na figura 13, como um conjunto de domínios ou “esferas”.
32 UNIUBE
O sistema clima é governado pela entrada de energia solar na 
atmosfera e a climatologia pode ser descrita como o estudo dos 
ciclos de tempo, em termo de temperaturas médias e outras va-
riáveis obtidas em vários anos de observação, assim, procura-se 
explicar a variação em escala global e como se altera com o tempo. 
Não é somente o comportamento da atmosfera, mas também as 
interações com a hidrosfera (rios, lagos e mares), criosfera (gelo), 
biosfera (vida) e a litosfera (rochas).
Quando o sol aquece a superfície do planeta, uma parte dessa 
energia é aprisionada pelo vapor da água, pelo dióxido de carbono, 
dentre outros gases, o que vamos chamar de efeito estufa, expli-
cando porque existe vida nesse planeta (sem esse acontecimento, 
a terra seria um deserto gelado). Assim, a concentração de CO é 
um balanço entre a quantidade expelida pelos vulcões por erup-
ções e a quantidade retirada pelas reações que alteram as rochas 
em solo. Veja bem, o comportamento da atmosfera é regulado por 
interações com a litosfera.
São elaborados vários modelos matemáticos para que possa conhe-
cer melhor essas interações e como será o comportamento no futuro.
Como consequência do movimento interior do magma no manto (fi-
gura 14) os geólogos desenvolveram as ideias da tectônica (do gre-
go tekton - construtor) sobre a gênese de montanhas, terremotos 
e de vulcões, isso foi há um pouco mais de 50 anos. No entanto, o 
início foi a junção de um quebra cabeças. Os continentes dos lados 
do atlântico se sobrepõem, como se Américas, África e Europa já 
estivessem juntas, tendo se afastado no tempo geológico. Surgiram 
os conceitos de Gondwana (Eduard Suez). O conceito de Pangeia 
surge mais tarde, pelo estudo das similaridades geológicas, das ida-
des das rochas e das orientações das estruturas, dados de fósseis 
(principalmente do Mesosaurus). Observe a figura 14:
 UNIUBE 33
Figura 14 - Funcionamento das correntes de convexão e o movimento da crosta. 
Fonte: Pena (s./d.). 
 
Aqui, as comparações da geologia. Aqui, as comparações 
da fauna e da flora.
Figura 15 – Comparação entre as averiguações de Wegener da fauna e da flora
Fonte: Tectônica... (2012). 
Em 1928, Holmes (apud GROTZINGER; JORDAN, 2013), admi-
tindo especulações, aceita que as correntes do manto eram as 
responsáveis pelo arraste do continente (figura 14), mas, após a 
segunda guerra e como resultado dos estudos com os radares 
para o conhecimento do fundo dos oceanos, ficou conhecida uma 
cadeia submarina (que divide a placa sul-americana da placa afri-
cana, como na figura 15), que apresentava uma intensa atividade 
de terremotos e, daí por diante, foram descritas várias dorsais nos 
oceanos Pacífico e Índico. Dessa forma, no início dos anos 60, foi 
34 UNIUBE
proposto que a crosta separava-se ao longo de rifts nas dorsais 
mesoceânicas e que um novo fundo oceânico estava sendo for-
mado, por ascensão de uma nova crosta quente nessas fraturas, a 
litosfera expande-se lateralmente e é constantemente substituída 
por uma crosta ainda mais jovem (observar a figura 14).
Com essa hipótese acreditou-se que a terra estava expandindo-se, 
mas, ao passar do tempo, mais e mais informações foram coletadas, 
principalmenteestudando a região do “círculo de fogo” (figura 16), na 
qual se demonstrou que as deformações tectônicas se davam pelas 
forças do interior do planeta e aconteciam por meio de falhamentos, 
dobramentos, cisalhamento ou compressão sobre as rochas.
Figura 16 - Em vermelho, o círculo do fogo, local de intensa atividade vulcânica
Fonte: Ramos (2013).
 UNIUBE 35
Figura 17 - Tipo de movimentos relativos da crosta ou limites de placas
Fonte: Placas… (2011).
A partir daí, foi simples estudar os tipos desses movimentos e seus 
limites. Assim, têm-se os limites divergentes (figura 17, no centro 
da figura e a primeira à direita), os limites convergentes (figura 17, 
a primeira à esquerda e a segunda à direita) e, ainda, o tipo de 
falhamento transformante (figura 17, lado esquerdo), que apresen-
tam movimentos horizontais, um lado em relação ao outro (aqui, a 
litosfera não é criada, nem destruída).
2.1.1 As placas tectônicas
Atualmente, já se aceita o conceito da tectônica de placas, em que 
a litosfera não é uma capa rígida, mas fragmentada em um conjun-
to de cerca de uma dúzia de porções de rochas continentais, que 
estão em movimento (observar a figura 18).
36 UNIUBE
Figura 18 - Mapa mundial com a localização das placas
Fonte: Tectônica... (2012).
Algumas placas recebem o nome dos continentes que elas contêm, 
embora não venham a ser idênticas a esse continente, movimen-
tam-se cavalgando sobre a astenosfera, que também está em mo-
vimento (figura 17).
2.1.2 Ciclo da água.
Acabamos de ler sobre a atmosfera e a crosta, agora, nos ocupa-
remos das águas e de seu ciclo. O ciclo geológico da água é o co-
nhecimento de como essas se originam e de como caminham nos 
seus reservatórios (locais de armazenamento). 
 UNIUBE 37
Figura 19 - Ciclo das Águas. 
Fonte: Ciclo... (2014).
Dentro dos limites de temperatura e pressão, encontrados na su-
perfície terrestre, a água se altera em três estados (líquido, gasoso 
e sólido). Sob certas condições de temperatura e umidade, o va-
por d’água condensa-se e forma as nuvens, que se transformam 
em líquido e precipitam-se como chuva ou como neve. Uma parte 
encharca o solo pela infiltração, quando a água penetra no solo e 
chega até as rochas pelos espaços vazios e pelas juntas e pequenos 
poros, forma-se o lençol freático. Parte dessa água retorna à atmos-
fera por evaporação, por meio do caminho de volta pelo solo. Essa 
água é absorvida pela biosfera (raízes de plantas, transportada para 
as folhas) e retorna à atmosfera, pela transpiração. A água que não 
se infiltrou no solo escoa superficialmente, sendo, dessa maneira, 
coletada pelos rios e lagos, como representado na figura 19. 
38 UNIUBE
A água que está subterrânea flui muito lentamente e apresenta um 
tempo de residência longo nesse reservatório (as rochas), mas retor-
na à superfície pela explotação do homem por meio de poços tubu-
lares e pelo aparecimento de nascentes, que alimentam rios e lagos, 
assim, retornando aos oceanos, de onde se pode inferir um retorno 
à evaporação intensa.
Os rios, por sua vez, também carregam sedimentos no fluir da sua 
correnteza, a figura 20, a seguir, explica esse mecanismo.
Figura 20 - O funcionamento dos rios. 
Fonte: Águas... (s./d.).
Mas o clima do planeta ainda proporciona alguns fatores que o tornam 
ainda mais interessante. O vento, que é semelhante à agua, pois tem 
a capacidade de transportar, depositar, erodir, move grandes quanti-
dades de areia e partículas de diâmetro menor, por vastas regiões. O 
vento é paralelo à superfície de rotação do planeta e, apesar de ser 
considerado um fluido, não se contém, espalhando-se em todas as 
direções. Os ventos variam em velocidade e direção, embora exista a 
tendência de uma direção regional principal, que pode ser observada 
na figura 21. Para entender sua gênese, é preciso imaginar que a in-
solação maior se dá no equador. Ventos quentes sobem e descem os 
ares de temperatura baixa. Isso vai ocasionar um movimento ascen-
sional e descensional que pode ser visto melhor na figura 22.
 UNIUBE 39
Figura 21 - Deslocamentos de massas de ar. 
Fonte: Biomas… (2015). 
Figura 22 - Os desertos do mundo. 
Fonte: O Clima… (2011).
40 UNIUBE
2.1.3 O clima ou o ciclo dos ventos
Esse vento transporta desde neve até poeira e depende da intensida-
de (força), move partículas cada vez maiores. Além dessa propriedade, 
apresenta, também, a característica de erodir e de depositar, o que gera 
feições bastante características, chamadas de deserto. O ambiente de-
sértico é o ambiente em que o vento exerce sua maior capacidade de 
erosão, transporte e sedimentação. São ambientes hostis para os hu-
manos, pois estão entre os locais mais quentes e secos do mundo, que, 
ao todo, somam 1/5 da área continental do mundo (figura 22).
De outro lado, temos os oceanos que cobrem 71% da superfície da 
terra, com movimentos resultantes das interações entre o sistema 
clima e o sistema solar. As marés são interações gravitacionais en-
tre a lua, o sol e a terra; as tempestades são resultado da ação da 
atmosfera e da hidrosfera em movimento (figura 23).
Em 1872, um pequeno navio de guerra (Challenger), convertido para 
pesquisa científica, descobriu grandes áreas de colinas e de planí-
cies, fossas e vulcões submarinos, embora a sedimentação venha a 
ser o processo mais comum de ser observado no fundo dos oceanos.
Figura 23 - Limites das regiões do oceano 
Fonte: A quem... (2015).
 UNIUBE 41
Os cinco oceanos (Atlântico, Pacífico, Índico, Ártico e Antártico) for-
mam um único corpo global e o termo mar é usado para corpos 
menores. A composição química dos oceanos é surpreendentemen-
te constante e o equilíbrio químico está relacionado à composição 
geral das águas dos rios, aos sedimentos que são levados por essas 
águas e à formação de novos sedimentos. As costas são as regiões 
onde a terra e os rios encontram o mar e são modelados por tectôni-
ca (movimentos da crosta e do manto), por erosão (reações superfi-
ciais relacionadas à degradação das rochas em solo) e sedimenta-
ção (relacionada ao movimento dos sedimentos por gravidade).
As maiores forças geológicas estão relacionadas com correntes 
oceânicas criadas pelas ondas e marés. São movimentos de trans-
ferência de energia do ar para a água e dependem de três fatores: 
a velocidade do vento, o período de tempo durante o qual sopra 
o vento e a distância que o vento percorre na superfície da água. 
Esse movimento de ida e de volta das ondas pode carregar seixos 
e até a calhaus (diâmetro de partícula maior que 2 cm).
Outro fenômeno gigantesco que também acontece nos oceanos são 
os furacões, que correspondem as maiores tempestades no nosso 
planeta. São enormes massas de água que giram e retiram sua ener-
gia das águas quentes da superfície dos oceanos tropicais. Quando 
a velocidade dos ventos chega a 37 km/hora, o sistema é chamado 
de depressão tropical, à medida que aumenta para 63 km/hora, cha-
mamos de tempestade tropical e vai receber um nome. Por fim, se 
chegar até os 119 km/hora, é classificada de furacão.
Dentre os principais reservatórios de água do planeta está a crios-
fera, que aumenta e diminui com o passar do tempo geológico. 
Para um geólogo, um bloco de gelo é uma rocha, uma massa de 
grãos cristalinos de água em estado sólido.
42 UNIUBE
2.1.4 O ciclo do gelo
Por ser fluido, escorre por gravidade encosta abaixo, estando sempre 
em movimento. As geleiras são classificadas em dois grandes tipos.
Figura 24 - Geleira de vale
Fonte: Planeta… (s./d.).
Figura 25 - Geleira continental
Fonte: Planeta… (s./d.).
As geleiras de vale ou geleiras alpinas são massas de gelo que se 
movem, por um vale fluvial ou esculpindo um novo caminho, o qual 
chega até a orla oceânica, desprendendo-se em icebergs. Já a ge-
leira continental é um espesso lençol de gelo (ou manto) que cobre 
 UNIUBE 43
grande parte de um continente ou massa de terra (por exemplo, 
Groenlândia, Antártica), representada nas figuras24 e 25.
Essa massa evolui, caminha por um mecanismo de drenagem in-
terna subglacial, que é mostrado na figura 26, a seguir.
Figura 26 - Caminhar de uma geleira por drenagem subglacial. 
Fonte: Cristino (2011).
2.1.5 Erosão e mudança das formas da paisagem
Assim as formas do relevo são esculpidas, por um lado, o trabalho 
geológico do gelo altera a forma da superfície, a erosão e a sedimen-
tação (forças opostas) esculpem feições; montanhas e morros são 
rebaixados; vales fluviais são criados; planaltos são transformados 
em planícies. Por outro lado, o controle estrutural é feito pela tectôni-
ca de placas (vulcões e terremotos). A paisagem é controlada pelos 
geosistemas, como o descrito pelo Ciclo de Davis (figura 27).
44 UNIUBE
Figura 27 - O Ciclo de Davis. 
Fonte: Bieco (2013).
Atualmente, é advogado um conceito de desenvolvimento da paisa-
gem segundo o tempo em que ocorrem as mudanças. Assim, erosão 
e soerguimento relacionam-se até um equilíbrio (BLOOM, 1976).
2.1.6 Conclusão
Você leu que o planeta terra é um sistema de fluxos de energia que 
distribui calor, tanto interna quanto externamente. Essa distribuição 
afeta toda a matéria que está no planeta. A Tectônica de placas 
movimenta o interior da terra, causando terremotos e vulcões, ori-
ginando uma instabilidade criativa na superfície do planeta. Essa 
instabilidade criativa é responsável pelo soerguimento de monta-
nhas, abaixamento de rifts, em vales e seu posterior soerguimento, 
com formação de planalto, de mares e a geração de continentes.
Na superfície, pode-se, também, descrever o aparecimento de 
forças exógenas e a criação de formas na superfície, gênese de 
 UNIUBE 45
rochas sempre segundo os climas mais frequentemente observa-
dos e segundo o tipo de rocha que subjaz à região. Além desses 
sujeitos ativos, têm-se os ciclos (água e ventos) que condicionam 
o funcionamento dos rios, das geleiras, dos oceanos e a mudança 
das formas da superfície.
Fique por dentro
Para você se aprofundar no tema da tectônica de placas, 
assista aos dois vídeos do Prof. Wilson Teixeira, um dos 
tradutores do livro Decifrando a Terra (FAIRCHILD et al., 2009), 
disponíveis em:
<http://eaulas.usp.br/portal/video.action?idItem=394>.
<http://www.eaulas.usp.br/portal/video.action?idItem=397>.
Para o Ciclo hidrológico, assista: 
<http://eaulas.usp.br/portal/video.action;jsessionid=149859883FC-
7D8CC46E6DDB4A1E5856E?idItem=399>.
Sobre a ação do clima no Brasil, assistir:
<https://www.youtube.com/watch?v=fqAKBRJYWDs>.
Uma excelente palestra do Prof. Molion, para entender o mo-
vimento do clima no mundo: <https://www.youtube.com/
watch?v=fBAcKTPQnnQ>.
Para ver um pouco mais sobre gelo e geleiras, assistir: <https://
www.youtube.com/watch?v=0GEP6rGyLPU>.
Sobre transporte de sedimentos em um rio, ver:
<https://www.youtube.com/watch?v=B6p5jXDhDvI>.
46 UNIUBE
Reflita
Este capítulo tem a função de iniciar uma mudança na sua 
maneira de pensar. Tudo é um ciclo. A vida é um sistema, 
tudo tem começo, meio e fim e se relaciona. Os sistemas estão 
sempre se relacionando uns com os outros, gerando transforma-
ções, e essas interações originam outras mudanças, que vão nos 
levar a patamares superiores para a compreensão da natureza.
Leia as três indicações de leitura pensadas a seguir e reflita sobre 
o universo sistêmico em que habitamos.
Indicação de leitura
Mais uma vez, são recomendados os livros textos básicos já cita-
dos no capítulo anterior. Os blogs e demais sítios eletrônicos tam-
bém são importantes informações. 
POTAPOVA, M. S. Geologia como uma ciência histórica da natu-
reza. TerraE Didatica, Unicamp, v. 3, n. 1, 2016. Disponível em: 
<https://www.ige.unicamp.br/terraedidatica/v3/pdf-v3/TD3- 86_91.
pdf>. Acesso em: 12 fev. 2016.
FRODEMAN, R. O Raciocínio Geológico: a geologia como uma ci-
ência interpretativa e histórica. Terrae Didatica, Unicamp, v. 6, n. 2, 
2010. Disponível em: <https://www.ige.unicamp.br/terraedidatica/
v6_2/pdf-v6_2/TD_6_2_A4_Frodeman.pdf>. Acesso em: 12 fev. 2016.
CERVATO, C. FRODEMAN, R. A importância do tempo geológi-
co: desdobramentos culturais, educacionais e econômicos. Terrae 
 UNIUBE 47
Didatica, Unicamp, v. 10, 2013. Disponível em: <https://www.ige.
unicamp.br/terraedidatica/v10_1/PDF10_1/TD10-t005-Cervato.
pdf>. Acesso em: 12 fev. 2016.
Excelente sítio eletrônico para estudo - ao entrar, no lado esquer-
do, clicar na bandeira do Brasil (ele vai traduzir) - disponível em: 
<http://webgeology.alfaweb.no/>.
Hermam Vargas Silva
Introdução
Os minerais, Cristalografi a 
– origem e propriedades
Capítulo
3
Nestes escritos, entramos na ciência da geologia. Vamos trabalhar 
os conceitos do âmago da matéria. Estudaremos um pouco 
sobre a formação dos cristais, que vão servir de base para o 
entendimento dos outros capítulos. Os minerais são a base da 
gênese e da classifi cação das rochas que estão na natureza, em 
seus diversos tipos. Esses elementos físicos da natureza podem 
ser conceituados, para seu melhor entendimento, como uma forma 
estrutural tridimensional de arranjo de átomos (leia o capítulo com 
calma e veja, também, as leituras adicionais).
Os cristais se agrupam em oito formas básicas e segundo os 
componentes químicos que fazem parte da sua molécula (silicatos, 
carbonatos, óxidos, sulfetos e sulfatos). Os principais minerais são 
os silicatos, que têm silício (Si) na sua molécula. Sua característica 
principal se deve ao arranjo dessas moléculas tridimensionais 
(cadeia simples e dupla, cadeias cíclicas simples e duplas, em rede 
planas – triplas e quádruplas). Acostume-se, pois isso vai infl uenciar 
nas propriedades e nas características geotécnicas das rochas.
Os minerais formam as rochas, que vão ser usadas nas obras de 
construção civil, e apresentarão propriedades físicas características 
(dureza, clivagem, fratura, brilho, cor, densidade, hábito cristalino), 
que auxiliarão no entendimento da sua gênese e nas caraterísticas 
de sua utilização.
• Entender a formação da matéria e, principalmente, dos 
cristais.
• Entender a gênese de um mineral, componente básico 
das rochas.
• Entender a estrutura de um mineral.
• O que é mineral.
• Como se podem classificar os minerais.
• Quais as propriedades físicas dos minerais.
• Minerais formadores de rochas
Objetivos
Esquema
O que é mineral?3.1
Sólido natural homogêneo, limitado por superfícies normalmente pla-
nas que oferecem ângulos bem definidos, os cristais (POMEROL et 
al., 2013), de composição química definida e, geralmente, inorgânicos.
São homogêneos, isto é, não podem ser divididos em partes me-
nores. São sólidos, não são líquidos, nem gases, ou melhor, as 
partículas de matéria, os seus átomos, estão dispostas em arranjos 
ordenados e se repetem no espaço (os que não apresentam essa 
regularidade são considerados amorfos ou vítreos e não são mine-
rais). Os amorfos são mineralóides.
Se a sua ocorrência é natural, os minerais não podem ser fabri-
cados pelo homem, são encontrados na natureza. Sólido significa 
 UNIUBE 51
que o seu arranjo cristalográfico se repete e está sempre no estado 
sólido da matéria. Inorgânico exclui os compostos de carbono, em-
bora existam minerais que são secretados por animais (por exem-
plo, a calcita CaCO3, que forma a concha das ostras, mas apresen-
ta carbono inorgânico).
Por fim, por uma composição química definida, o que torna cada 
mineral um único espécime, uma única organização de átomos e 
de moléculas. Essa composição química se apresenta dentro de 
limites e pode ser variável ou mesmo fixa. Os minerais podem ser 
estudados sob dois pontos de vista, um que diz que é agrupamento 
de átomos submicroscópicos, organizados segundo um arranjo tri-
dimensional ordenado, e outro que pode comparar a sua existência 
aos cristais vistos a olho nú.
Como estrutura atômica, podem ser simbolizados por meio da sua 
fórmula química. Como exemplo, o nosso sal de cozinha, Halita, 
(NaCl), figura 28 e 29.
Figura 28 - O mineral halita. 
Fonte: Halita(2012).
52 UNIUBE
Cloro
Sódio
Figura 29 - Modelo de relação atômica entre o cloro e o sódio
Fonte: Propiedades… (2006).
Figura 30 - Tipos de cristalização no sistema cúbico 
Fonte: Sistema... (2015).
Lembre-se de todas as lições de ligações químicas que você viu no 
segundo grau (iônicas, covalentes e metálicas, vale a pena revisar) 
e você estará pronto para entender um pouco de cristalografia e 
de minerais. Entender a geometria dos cristais e sua arquitetura é 
uma das maneiras de revisitar o primeiro capítulo deste livro e de 
 UNIUBE 53
penetrar no mundo da criação.
A cristalização se dá em arranjos tridimensionais de átomos e em 8 
formas básicas, como as mostradas nas figuras 30 e 31.
Figura 31 - Formas básicas de cristalização
Fonte: Eixo... (2014).
Os cristais durante sua formação crescem paralelamente às faces ori-
ginais do cristal, desde que tenham liberdade para o crescimento. É um 
crescimento lento e estável quando não existe interferência de algum 
outro cristal próximo. Quando crescem uns sobre os outros, tornam-se 
uma massa sólida de partículas cristalinas chamadas de grãos.
Uma maneira de formar cristais é diminuir um líquido abaixo da sua 
temperatura do ponto de congelamento. Na natureza, esse líquido 
é o magma, que, quando cai abaixo dos 1000 graus Celsius, co-
meça a gerar minerais, dependendo dos elementos que contém. 
Por outro lado, a cristalização também pode acontecer quando os 
líquidos de uma solução evaporam, gerando uma saturação do so-
luto e provocando a sua cristalização. O aumento da temperatura e 
da pressão também é preponderante na formação de um mineral.
54 UNIUBE
3.1.1 Agrupamento dos minerais
Todos os minerais da terra podem ser unidos em 8 grupos, pela 
sua composição química. Existem os minerais que ocorrem como 
elementos puros, os elementos nativos (Au, Cu, dentre outros). A 
maioria dos demais é classificada com o nome dos seus ânions, os 
silicatos tem SiO2 , os haletos tem Cl- , e dividem-se em:
Tabela 1: Classificação dos minerais
Silicatos
São os mais abundantes na crosta terrestre, são for-
mados pela combinação de oxigênio e silício.
Carbonatos
São constituídos por carbono e oxigênio, na forma de 
ânion (CO3 
2-) combinados com cálcio e magnésio.
Óxidos São compostos de ânion oxigênio (O2-) e cátions metálicos.
Sulfetos São compostos de ânion sulfeto (S2-) e cátions metálicos.
Sulfatos São compostos de ânions sulfato (SO4 
2-) e cátions metálicos.
Fonte: Grotzinger e Jordan (2013).
Com esses que descrevemos anteriormente mais os haletos, os 
elementos nativos e os hidróxidos, tem-se a classificação de todos 
os minerais naturais na crosta terrestre. 
Os silicatos são tetraedros compostos de um íon central de silí-
cio circundado por quatro íons oxigênio. Podem formar uma série 
de estruturas cristalinas, tanto isoladas com em anéis, em cadeias 
simples, cadeias duplas, folhas ou redes (figura 32).
 UNIUBE 55
Figura 32 - Tipos das estruturas dos tetraedros de sílica.
Fonte: Vivier... (s./d.).
Os silicatos de cadeia simples são chamados de nesossilicatos, os 
que apresentam cadeias duplas, de sorossilicatos. Os silicatos com 
tetraedros em anel são os ciclossilicatos, já os de cadeia simples e 
os de dupla são os inossilicatos.
Os filossilicatos são constituídos de camadas de tetraedros unidos 
em três de seus vértices e formam uma rede plana com malha 
hexagonal; por fim, os tectossilicatos, nos quais os tetraedros são 
unidos uns aos outros por quatro vértices.
Os carbonatos têm os íons carbonato (CO3 
2-) circundados por três 
oxigênios, em ligações covalentes em forma de triângulo. São dis-
postos em folhas e ligados a camadas de cátions. Os minerais mais 
importantes são calcita (CaCO3) e dolomita (CaMg(CO3)).
Os óxidos são grupos de minerais que estão ligados ao oxigênio ou a 
cátions de outros elementos, principalmente metálicos. São os miné-
rios de cromo (Cr2O3), titânio (TiO2), ferro (Fe2O3), dentre outros. Já os 
sulfetos têm um átomo de enxofre que recebeu dois elétrons e é ligado 
56 UNIUBE
a cátions metálicos, a pirita (Fe S2), o ouro de tolo é o mais conhecido.
Os sulfatos também apresentam tetraedros com um átomo central 
de enxofre circundado por quatro íons de oxigênio. São exemplos 
a gipsita (CaSO4.2H2O) e a anidrita (CaSO4). Conforme o que nos 
diz a NASA, esses minerais precipitam em camadas e nos contam 
os primórdios da história de Marte.
3.1.2 Minerais formadores de rochas
Esses são os formadores das rochas e que exibem propriedades 
físicas, que são:
• Dureza – é a facilidade com que um mineral pode ser risca-
do ou não. A ideia é que o que é mais duro risca a superfície 
do que é menos duro (não tem mais mole!). Em 1822, Mohs 
pensou uma escala de minerais, em que um riscaria o outro. 
Em um extremo da escala, o menos duro (talco) e, no outro, o 
mais duro (diamante), como representado na figura 32. 
Figura 33 - Escala de Mohs para comparação de dureza 
Fonte: Dureza (2014).
• Clivagem – é a tendência que um cristal apresenta de se partir 
 UNIUBE 57
em planos paralelos à superfície do cristal original. É também 
usado para descrever o padrão geométrico da quebra. As cli-
vagens são classificadas em dois conjuntos de característi-
cas, o número de planos e padrão de clivagem e a qualidade 
dos planos de clivagem e facilidade com que o cristal se se-
para ao longo desses planos.
A muscovita tem somente um plano de clivagem (figura 34), a dolo-
mita e a calcita (35) têm três excelentes direções.
Figura 34 - Muscovita. 
Fonte: Entendendo... (s./d.).
Figura 35 - Calcita 
Fonte: Calcita (2012).
A figura 36 mostra as relações entre os minerais e os planos de 
clivagem. Observe os planos e as faces dos minerais correspon-
dentes e compare com o mineral ao lado, sem planos de clivagem.
• Fratura – é a tendência que os cristais têm de se quebrar ao 
58 UNIUBE
longo de superfícies irregulares (figura 37), diferindo dos pla-
nos de clivagem. É uma propriedade típica dos cristais amor-
fos. Podem ser conchoidais (figura 37), fibrosas, que têm apa-
rência de madeira rachada. 
• Brilho – é o modo como a superfície de cada mineral reflete 
a luz. Pode ser descrito como metálico e não metálico (figura 
38):
Figura 38 - Tipos de brilho não metálico
 Fonte: Afonso (2009).
O brilho é controlado pelos tipos de átomos presentes e pelas suas 
ligações, que afetam a maneira como a luz passa através do mine-
ral ou é refletida por ele.
• Cor – essa propriedade é relacionada à luz refletida ou trans-
mitida através dos cristais. Sua cor é característica, mas não 
pode ser usada para descrever. Existem minerais que apre-
sentam cores iguais para composições diferentes e vice-ver-
sa, cores diferentes para mesmas composições (figura 39). É 
uma propriedade complexa que ainda não é totalmente com-
preendida, é determinada pelos tipos de íons encontrados 
no mineral puro, assim como pelos seus elementos traços. 
 UNIUBE 59
Dessa propriedade destaca-se o traço que é a cor do pó que 
é deixado sobre uma placa de abrasiva de porcelana, basta 
riscar o mineral em uma placa de porcelana e observar a cor 
do pó deixado (figura 40).
Figura 39 - Cor.
Fonte: Propriedades... (2009).
Figura 40 - Traço ou risco da limonita
Fonte: As rochas… (2013).
• Densidade – é o peso do mineral no ar, dividido pelo peso 
de um volume igual de água pura a 4° C (gravidade especí-
fica), a densidade depende da massa atômica, dos íons que 
60 UNIUBE
compõem o mineral e do seu empacotamento (estrutura cris-
talina); geralmente, é medido por equipamento de laboratório.
• Hábito cristalino – é a forma como seus cristais individuais 
ou agregados crescem. Os hábitos cristalinos têm nomes 
frequentemente relacionados, como laminar, acicular (agu-
lha) ou placas, e indicam os planos de átomos ou íons, assim 
como a velocidade e a direção do crescimento típico do mi-
neral (figura 41).
Figura 41 - Principais tipos de habito de cristais
Fonte: Makoto (s./d.)
Paraterminar este capítulo, resta observar que os minerais são 
os componentes das rochas. Temos rochas monominerálicas (com 
 UNIUBE 61
somente um mineral presente) e rochas poliminerálicas (com dois 
ou mais tipos de minerais presentes).
Observe a rocha a seguir, na figura 42. Um granito tem como base 
mineralógica três componentes: a mica, o feldspato e o quartzo, em 
quantidades variáveis, apresentam outros minerais, mas a compo-
sição básica é sempre a mesma.
Figura 42 - O granito e a sua composição mineraló-
gica básica – quartzo, mica e feldspato
Fonte: Aprendendo… (2010).
62 UNIUBE
3.1.3 Conclusão
A matéria física é formada por arranjos tridimensionais chamados 
de cristais. Dessa maneira, cada tipo de arranjo é chamado de 
mineral. Os minerais têm forma estrutural, em oito tipos de arran-
jos básicos. Eles são agrupados segundo sua composição química 
(silicatos, carbonatos, óxidos, sulfetos, sulfatos), sendo que os sili-
catos são os mais importantes e são os minerais mais comuns na 
composição das rochas.
Cada mineral tem sua caraterística e suas propriedades físicas, 
a saber: dureza, clivagem, fratura, brilho, cor, densidade e hábito 
cristalino, e definem as caraterísticas físicas e químicas para a gê-
nese dos diversos tipos de rochas.
Fique por dentro
Aproveite para ver uma extração de drusas de quartzo, disponí-
vel em: <https://www.youtube.com/watch?v=2Peof3q6LfE>.
Sobre cristais, consultar: <https://www.youtube.com/
watch?v=hv5fTeN94DY>.
Sobre as propriedades dos cristais, consultar: <https://www.youtu-
be.com/watch?v=aGG9tZmAZcI>.
Um pouco das gemas do Brasil, disponível em: <https://www.youtu-
be.com/watch?v=aGG9tZmAZcI>.
Se gosta desse assunto, consultar o sítio eletrônico: <http//www.
minedat.org>, divirta-se.
 UNIUBE 63
Reflita
A grande lição deste capitulo é pensar sobre a gênese dos 
minerais e a sua característica básica para a formação das 
rochas. Analise que tipo de rochas se encontram na natureza e 
quais os minerais formadores dessas rochas. Estamos adiantando 
os próximos capítulos. 
Para essa reflexão, leia os artigos da indicação de leitura e entre 
no sítio eletrônico indicado, explore e reflita sobre o sistema da 
litosfera.
Indicação de leitura
Uso do programa cristalográfico Mercury® para o ensino de Química Mineral 
e Mineralogia*, disponível em : <http://turmalina.igc.usp.br/scielo.php?s-
cript=sci_arttext&pid=S1980-44072006000100006&lng=en&nrm=iso>, 
permite uma boa ideia das peripécias dos mineralogistas para entender 
e classificar minerais.
COSTA, I. S.; ANDRADE, F. R. D. de. Experimentos Didáticos de 
Cristalização. Terra e Didatica, Campinas, v. 2, n. 10, p. 91-104, 
2014. Disponível em: <https://www.ige.unicamp.br/terraedidatica/
v10_2/PDF10-2/Tdv10-101-2.pdf>. Acesso em: 12 fev. 2016.
FAUSTINONI, J. M.; CARNEIRO, C. D. R. Movimentos da Crosta e 
Relações entre Tectônica e Dinâmica Atmosférica. Terra e Didatica, 
Campinas, v. 3, n. 11, p.173-181, 2015. Disponível em: <https://
www.ige.unicamp.br/terraedidatica/v11_3/PDF11-3/Td-113-148-5F.
pdf>. Acesso em: 12 fev. 2016.
64 UNIUBE
Excelente sítio eletrônico para estudo, ao entrar, no lado esquerdo, 
clicar na bandeira do Brasil (ele vai traduzir), disponível em: <http://
webgeology.alfaweb.no/>.
Revise todos os sítios eletrônicos apresentados no livro e aproveite 
para consultar os textos base.
Hermam Vargas Silva
Introdução
As Rochas ÍgneasCapítulo
4
Como você pôde ler nos primeiros capítulos, o interior do 
planeta é muito quente e, embora venha a ser rochoso, 
tem o comportamento de um líquido (manto). Estrabão, um 
pensador grego, foi o primeiro, do qual temos notícia escrita, 
que observou um vulcão (Monte Etna) jogando um material 
(magma) que se resfriava e se transformava em rocha, em 
algumas horas. Esse material passou a ser chamado de 
rocha ígnea, magmática ou mesmo primária. Ígnea por ser 
gerada a partir de temperaturas altíssimas, magmática por ser 
obtida pelo resfriamento do material que saía do vulcão, que 
era chamado de magma (que quer dizer massa de pão, em 
grego), por fi m, primária, porque, antigamente, acreditava-se 
que eram as primeiras rochas que aconteciam na natureza. 
Esse é o primeiro tipo de rochas que estudaremos. 
São as rochas que você vai usar muito na construção civil, 
pois exibem propriedades importantes que levam o material 
magmático a apresentar propriedades tanto de estética como 
de segurança e durabilidade. Atenção deve ser dada aos 
principais tipos de rochas e seus prováveis usos. O que se 
quer é apresentar a maneira como é formada, os tipos minerais 
que podem ser encontrados, para compreender como foram 
criadas e para que vãos servir (isso é só no capítulo 8).
• Conhecer a gênese das rochas ígneas.
• Reconhecer os tipos litológicos associados.
• Compreender a gênese dessas rochas.
• Conceito de magmatismo e suas fases.
• Entender os processos de diferenciação que ocorrem 
na câmara magmática.
• Entender os tipos de minerais que se formam com 
abaixamento da temperatura e os tipos de rochas 
associados.
• Classificar as rochas geradas e relacioná-las com a 
tectônica de placas.
Objetivos
Esquema
As rochas magmáticas ou ígneas4.1
Essas rochas são classificadas pela sua textura (aparência, tama-
nho e relação entre os seus minerais) e pela sua composição quí-
mica e mineralógica. Mas também podem ser classificadas pelo tipo 
de magma que as gerou e pela situação e posição desse magma ou 
lava. Observe que usei magma quando esse material estava fora do 
edifício vulcânico e lava quando estava no interior do planeta.
A origem dos magmas, segundo Gill (2014), está na fusão dos 
materiais que são encontrados no interior da Terra. Essa fusão é 
iniciada no manto, passando pela crosta, provoca uma adição de 
compostos da própria crosta, aumentando a complexidade química 
e petrológica (origem, ocorrência, estrutura e história das rochas). 
 UNIUBE 67
Observe a figura 43, a seguir, que nos traz um resumo desse con-
ceito, o manto se relaciona por fusão parcial do seu material com 
a crosta. Esse material ascende e se transforma em rocha pelo 
resfriamento.
Figura 43 - Relação entre manto e gênese de magmas 
Fonte: Santana (2013). 
Essas reações levam a uma grande variedade de composições mi-
neralógicas e químicas, a figura 44 procura sintetizar as etapas de 
gênese de um magma, a temperatura de formação vai estar entre os 
1000° C, sendo considerados uma mistura de sólidos fundidos, gases 
e minerais em suspensão. Ao passo que vai subindo pela crosta e 
perdendo sua temperatura, vão sendo criadas condições de aumento 
dos cristais, dos minerais que estão em suspensão (figura 45).
68 UNIUBE
Figura 44 - Fases do magmatismo 
Fonte: Magmatismo (2011). 
Em um primeiro momento, após o início do crescimento dos cris-
tais, os gases começam a ser liberados e as reações acontecem 
com violência. São formados os primeiros tetraedros de silício, ini-
ciando a fase de expansão dos sólidos, em minerais. O resfriamen-
to segue até a rocha estar cristalizada com seus minerais.
 UNIUBE 69
Figura 45 - Relação entre composição mineralogia e tipos de rocha 
Fonte: Ciências... (s./d.).
A figura 45 mostra que, conforme avança a cristalização do mag-
ma e a sua perda de gases aumenta, vai se formando rochas de 
diferentes tipos. Como foi dito no parágrafo anterior, os primeiros 
minerais são os de silício, portanto, a primeira classificação poderá 
ser a partir da quantidade desse grupo de minerais presente na ro-
cha. Assim, os primeiros têm pouco SiO2 presente nos minerais que 
se cristalizam, são rochas de composição básica (rochas escuras, 
o basalto, por exemplo). Os que têm quantidades intermediárias 
estão na placa laranja da figura 43, por fim, os que têm bastan-
te minerais silicatados são as rochas ácidas (rochas em tonalida-
des mais claras, o granito, por exemplo). Você já pode sentir que 
existe uma classificação dessas rochas baseada na sua cor, outra 
70 UNIUBEbaseada na sua composição química e uma outra, ainda, que leva 
em conta o tamanho dos grãos cristalizados.
A figura apresenta, também, mais informações, as rochas básicas 
têm sua origem nas rochas do manto superior, aquelas são ditas in-
termediárias, são formadas nas áreas de subducção de uma placa 
que está no oceano, embaixo de uma placa que está no continente 
(lembre-se dos primeiros capítulos que você leu). Por último, as 
rochas ácidas são resultado da fusão parcial de rochas com cons-
tituintes da crosta continental.
Analise o que foi escrito anteriormente. Isso quer dizer que existem 
processos de alteração do magma original (que está no manto do pla-
neta) em outros tipos de magma que originam vários tipos de rochas.
Mas o que acontece na câmara magmática para haver essas 
reações?
4.1.1 Diferenciação magmática
O magma se torna diferente, ou seja, vai haver uma diferenciação 
da composição química, portanto mineralógica, enquanto é gerado 
e se resfria. O primeiro processo é mostrado na figura 46. Ainda 
não se entende direito essas reações, embora experimentos de 
laboratório nos apresentem dados cada vez mais acurados. 
 UNIUBE 71
Figura 46 - A migração de cristais e atuação da gravidade num magma 
Fonte: Diferenciação… (2011).
A rocha fundida no interior do manto sobe por diferença de densi-
dade. A rocha sólida é mais densa que a rocha líquida e, através 
dos poros e fendas das rochas, alcança a superfície da crosta. Na 
medida em que as gotas de rocha fundida se movem, elas coales-
cem com outras gotas, formando bolhas, que se tornam maiores à 
medida que progridem.
Essa progressão aumenta o tamanho dessas bolhas, criando es-
paços enormes no interior da crosta. Esses espaços preenchidos 
com magma providenciam, por abaixamento de temperatura, o 
aparecimento de cristais. Por gravidade, esses cristais vão ao fun-
do da câmara magmática e sedimentam-se. Esses cristais retiram 
elemento químico do material fundente, deixando-o mais rico em 
alguns outros elementos químicos, não utilizados pela cristalização 
desse mineral. Esses elementos químicos que restam irão gerar 
outros minerais.
Inicia-se uma série de cristalização fracionada de minerais, por de-
caimento de temperatura, a série de Bowen (figura 51) que vere-
mos mais adiante.
72 UNIUBE
Pode acontecer que duas dessas bolhas, duas câmaras magmá-
ticas se encontrem (figura 47 e 48), magmas de temperaturas di-
ferentes que se misturam, gerando cristais que vão ao fundo e/ou 
fixa-se nas paredes, ou magmas de composição diferentes que se 
misturam, originando um terceiro tipo de magma.
Figura 47 - Diferentes câmaras interagindo
Fonte: Diferenciação… (2011).
Figura 48 - Processos de cristalização interação de câmaras e digestão 
Fonte: Diferenciação… (2011).
 UNIUBE 73
Para que se possa entender melhor essas reações de gênese da 
litologia magmática, observe a figura a seguir (figura 49). Existem 
três mecanismos básicos:
• Cristalização fracionada.
• Mistura de magmas.
• Assimilação (ou digestão) da rocha encaixante.
Figura 49 - Os principais mecanismos de diferenciação magmática 
Fonte: Processos… (2012).
As duas primeiras (cristalização fracionada e mistura de magmas) 
já descrevemos para a sua compreensão e a assimilação pode 
ser facilmente compreensível, pois, com as altas temperaturas do 
magma, as rochas que estão a sua volta se derretem e vão fazer 
parte do magma que vai originar a nova rocha.
74 UNIUBE
Figura 50 - Os tipo de rochas magmáticas 
Fonte: Processos… (2012).
Surge, daí, as primeiras classifi cações. Como você pode ver na 
fi gura 50, a composição química das rochas formadas por todos 
esses processos, descritos anteriormente, apresentam diferencia-
ção mineralógica. Na fi gura 45, apreciamos essa relação e, agora, 
nesta fi gura, se observa em outra perspectiva. Os basaltos têm 
cerca de 50% de SiO2, dentre outros (Al2 O3 e óxidos de ferro). Os 
andesitos (veja a diferença) têm mais sílica, cerca de 60% (mais 
compostos de MgO e CaO). Os riolitos apresentam cerca de 70% 
de sílica, mais Na2 O e K2 O. Imagine qual dessas três rochas será 
mais clara? 
Ainda, para auxiliar o entendimento dessas reações na câmara 
magmática para a formação de minerais, que vão originar rochas 
magmáticas, apresentaremos os estudos de Bowen (fi gura 51), um 
geoquímico que, por meio de estudos de laboratório e observações 
de campo, chegou a uma sequência de reações que permite uma 
refl exão para compreender a evolução dos processos magmáticos 
(em que líquido e cristais trocam íons permanentemente).
 UNIUBE 75
Figura 51 - A série de reações de Bowen 
Fonte: Magmatismo (2012).
A figura 51 mostra domínios de coexistência de compostos mine-
rais que podem definir a aparição de diferentes minerais, em fun-
ção do teor de SiO2 e do abaixamento da temperatura. Observe que 
duas sequências reacionais apresentam os diferentes fenômenos, 
uma descontínua à esquerda e uma outra contínua, a sua direita. A 
descontínua (porque não passa diretamente de um mineral ao ou-
tro) corresponde aos ferromagnesianos e gera texturas cristalinas 
diferentes (formas dos minerais são diferentes entre si).
Quando a temperatura decresce, tem-se a reação. A partir do líqui-
do, obtém-se o mineral olivina ((Mg, Fe)2SiO4) mais o líquido, como 
na fórmula:
Líquido (Mg,Fe)2SiO4 + liquido (eq. 1)
(Mg,Fe)2SiO4 +líquido (Mg,Fe)2SiO4 + piroxênio ([Mg,Fe]SiO3) (eq. 2)
Se o teor de SiO2 , de Ca, K e Na, for o suficiente para haver mais 
reações, ter-se-á:
76 UNIUBE
([Mg,Fe]SiO3) + líquido anfibólio ((Mg,Fe)7[Si8O22][OH,F)2) (eq. 3)
((Mg,Fe)7[Si8O22][OH,F)2) + líquido biotita (K2(Mg, Fe2+)6-4(Fe3+,Al, Ti)0-
2Si6-5Al2-3O20(OH,F)4). (eq. 4)
A segunda série, a da direita, corresponde a uma série contínua, 
porque passa de um mineral a outro com a mesma estrutura crista-
lina, que vai assumindo diferentes composições químicas. Assim, 
tem-se, com a diminuição da temperatura:
Anortita (Plagioclásio rico em cálcio - (Na0,1-0,Ca0,9-1)Al(Al0,9-1,Si0,1-0)Si2O8) 
+ líquido Bytownita (plagioclásio menos rico em cálcio, mas contendo Na 
- (Na0,3-0,1,Ca0,7-0,9)Al(Al0,7-0,9,Si0,3-0,1)Si2O8) + líquido (eq. 5)
Essa bytownita vai dar lugar a labradorita (menos cálcica, mais só-
dica) e assim por diante, até que se tenha, no fim da série, a crista-
lização da albita ((Na1-0,9,Ca0-0,1)Al(Al0-0,1,Si1-0,9)Si2O8)1.
As duas séries de reação (ferromagnesianos e plagioclásios) vão 
acontecer concomitantemente. Quando os plagioclásios liberarem 
Ca e Al no líquido para incorporar Na e Si, os íons Ca a Al retor-
nam ao líquido e são incorporados pelos anfibólios, na série dos 
ferromagnesianos.
E tem mais, à direita do gráfico aparecem os tipos de tetraedro de 
sílica que são originados a partir do resfriamento do líquido, repare 
que a complexidade das ligações entre os tetraedros de sílica au-
menta com o abaixamento da temperatura.
Não se assuste, é só ler com calma e refletir sobre as condições 
de reação. 
1 Todos os dados de fórmulas químicas foram retirados do sítio eletrônico - <http://www.
rc.unesp.br/museudpm>.
 UNIUBE 77
Esse resfriamento vai promover algumas formas, tanto internas 
quanto externas à superfície do planeta. Podemos observar isso na 
figura que se segue, que vai mostrar que o local onde acontecem 
essas reações provocará diferenças na textura e na classificação 
dessas rochas.
4.1.2 Os tipos de rochas ígneas
Se as rochas ígneas são geradas por resfriamento dentro da su-
perfície do planeta, elas devem sofrer uma lenta perda de calor e 
se localizar em pontos que podem ser descritos na literatura, como 
na figura 52 a seguir.
Uma grande câmara magmática chama-se batólito (letra A), uma 
de pequenas dimensões lacólito (letra C). Há, também, feições que 
se parecem com um manto, encaixam-se, concordantemente, às 
estruturas, um sill ou soleira (letra E), e discordantes, um dique 
(letra B).
 
Figura 52 - A câmara magmática 
Fonte: Ígneas...