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04/02/2024 1 Rochas: Ciclo, Gênese e Classificação Ponto 5 Petrologia: É o ramo da ciência geológica que se dedica ao estudo das rochas, sua constituição, origem e classificação. Rocha: Agregado natural formado por um ou mais minerais e/ou mineralóides (vidro vulcânico e material de origem orgânica), constituindo parte essencial da litosfera. + + = GABROOlivina Piroxênio Plagioclásio Minerais Rocha ô O número de minerais constituintes de uma rocha é, geralmente, pequeno. Com base na quantidade, natureza e proporção de minerais é possível classificar a rocha como: 1-Monominerálica: rocha composta em grande parte por somente um mineral. Exemplos: Rochas Calcarias, Evaporito (Gipsita/Halita/Silvita) Rochas Calcárias Evaporito de gipsita. Extração na bacia do Sertão do Araripe 2.Poliminerálica: Rochas que possuem mais de um essencial. Exemplo: granito, riolito, gabro. + + = GABROOlivina Piroxênio Plagioclásio Minerais Rocha Composição Mineralógica Minerais Essenciais: minerais que se destacam pela sua quantidade, responsáveis pelas características das rochas. (geralmente não ultrapassa 3 em uma rocha) exemplos: quartzo, feldspato, mica (biotita e muscovita) Minerais Acessórios: ocorrem esporadicamente ou em pequena proporção. Não afetam as características das rochas, são, geralmente, visíveis apenas mediante a utilização de microscópio. (raramente ultrapassa 5 em uma rocha) exemplos: apatita, zircão, titanita Classificação Genética das Rochas Existem três processos de gênese de rochas, ou seja, modos de formação das rochas. Arrefecimento do magma/lava, metamorfismo e litificação, originando rochas Ígneas ou Magmáticas, Metamórficas e Sedimentares, respectivamente. Cada processo é caracterizado por determinadas condições físico-químicas, principalmente, de temperatura e pressão. Essas condições imprimem determinadas características às rochas e permitem classifica-las em um dos três grandes grupos. 1 2 3 4 5 6 04/02/2024 2 Classificação Genética das Rochas Rochas Ígneas ou Magmáticas: São aquelas resultantes da consolidação do magma (material ígneo, ou seja, em estado de fusão que está no interior do globo terrestre). As rochas magmáticas são as únicas que não se formam a partir de outras pré- existentes. Rochas Metamórficas: Formadas a partir de rochas sedimentares (parametamórfica), ígneas (ortometamórfica) ou até mesmo outras rochas metamórficas. Os protólitos podem ser levados, por processos geológicos, a grandes profundidades onde as condições de pressão e temperatura são diferentes daquelas nas quais se formaram, havendo alterações na rocha para adequar-se as novas condições, dando origem às Rochas Metamórficas. Rochas Sedimentares: A formação de rochas sedimentares engloba a conjugação de vários processos: intemperismo (meteorização) das rochas, erosão, transporte, sedimentação e litificação. O Ciclo Rochoso O ciclo das rochas representa as diversas possibilidades de transformação de um tipo de rocha em outro. Rocha Ígnea Importância ✔ Ferramentas/armas (Pedra lascada – obsidiana); ✔ Rodas de moinho (rochas maciças); ✔ Revestimento de prédios; ✔ Formação de solos. Rocha Ígnea ou Magmática ◻ O que é magma? Qualquer material rochoso fundido, de consistência pastosa. Apresenta uma mobilidade potencial e ao consolidar constitui rochas ígneas. ◻ Magma que alcança a superfície da Terra denomina-se LAVA ◻ Magma ≠ Lava ◻ Temperatura dos magmas (700-1200 0C) Rocha Ígnea ou Magmática ◻ Composição do magma Parte líquida: material rochoso fundido. Parte sólida: minerais já cristalizados e eventuais fragmentos de rochas. Parte gasosa: voláteis dissolvidos na parte líquida (H2O e CO2, principalmente). ◻ Principais componentes dos magmas: O, Si, Al, Ca, Fe, Mg, Na, K, Mn, Ti e P. ROCHAS ÍGNEAS OU MAGMÁTICAS Rocha Ígnea ou Magmática 7 8 9 10 11 12 04/02/2024 3 Os diferentes tipos de magmas Rocha Ígnea ou Magmática Origem dos magmas: Fusão parcial de rochas do manto na Astenosfera ou na Litosfera, na região da crosta inferior. Uma vez gerado, tende a deslocar-se na crosta em direção à superfície, por apresentar densidade menor do que as rochas sobrejacentes – movimento através de falhas e fraturas. Não existe um “oceano de magma” contínuo embaixo da Litosfera. Rocha Ígnea ou Magmática Rocha Ígnea ou Magmática Magmas e rochas ígneas Rocha Ígnea ou Magmática Mobilidade do magma depende de sua viscosidade ⮚Composição química ⮚Grau de cristalinidade (em que proporção o magma contém material já cristalizado) ⮚ Teor de voláteis ⮚ Temperatura ❖Magmas pouco viscosos (mais fluidos): basálticos (1.000 – 1.200 oC) ❖Magmas mais viscosos: riolíticos (700 – 800 oC) Rocha Ígnea ou Magmática Seqüência de cristalização Rocha Ígnea ou Magmática 13 14 15 16 17 18 04/02/2024 4 cristalização fracionada Classificação das Rochas Magmáticas São vários aspectos empregados na classificação de rochas ígneas: Profundidade de formação (Ambiente de Jazimento) Extrusiva = vulcânica Intrusiva = Plutônica Composição Mineralógica (leucocrática (ou leucocratas), mesocrática, melanocrática e holomelanocratica) Composição Química: Percentagem de sílica (rochas ácidas, intermediárias, básicas e ultrabásicas) Tamanho dos grãos fanerítica ou afanítica Textura: granular, porfirítica, vítrea Rocha Ígnea ou Magmática Segundo a profundidade de formação (Posição na crosta em que se cristalizam), são ditas: Rocha Ígnea ou Magmática Abissais, intrusivas ou plutônicas (cristalizam-se em profundidade) Efusivas, extrusivas ou vulcânicas (cristalizam se em superfície). Hipoabissais 2.2 Quanto ao grau de cristalização (tamanho dos cristais): holocristalina: rocha constituída inteiramente por cristais (plutônicas) ex: granito Rocha Ígnea ou Magmática Holoialina ou vítrea: rocha constituída inteiramente por vidro vulcânico ex: obsidiana Rocha Ígnea ou Magmática 19 20 21 22 23 24 04/02/2024 5 hipocristalina: rocha constituída por uma mistura de cristais e vidros ex: basalto Rocha Ígnea ou Magmática Rocha Ígnea ou Magmática 2.3Quanto a Textura : Textura – é o aspecto geral da rocha resultante das dimensões, da forma e do arranjo dos minerais constituintes. a)Granular: as dimensões dos cristais têm, em geral, 1 mm ou mais de diâmetro. Acontece quando o arrefecimento do magma é lento. A matéria organiza-se formando cristais relativamente desenvolvidos e visíveis a olho nu. b)Agranular – a maioria dos cristais tem dimensões microscópicas. É característica das rochas resultantes de magmas que ascendem rapidamente à superfície terrestre. Ex: basalto Fig 3.Diorito fanerítico com textura granular. Rocha Ígnea ou Magmática b)Porfirítica: quando a rocha é constituída por minerais maiores, fenocristais, em uma matriz que pode ser vítrea ou granular; Riolito, Porfirítico (matriz granular) C)Vítrea: quando não se observa cristais individuais, mesmo visualizando na lupa ou microscópio; Rocha Ígnea ou Magmática Rocha Ígnea ou Magmática 2.3 Quanto ao tamanho dos grãos (granulometria): Quanto a visibilidade a olho nú: Afanítica (cristais invisíveis a olho nú); Fanerítica (visível a olho nú) Rocha Ígnea ou Magmática Grossa Média Fina fina < 0.1 cm média 0.1-0.5 cm grossa 0.5- 3.0 cm muito grossa > 3.0 cm 25 26 27 28 29 30 04/02/2024 6 2.5 Classificações Químicas: Esta Classificação leva em consideração o tipo de magma; não se preocupando com a textura ou com o conteúdo mineralógico. ex: quanto ao conteúdo de sílica: Rocha% de SílicaClassificação granito, riolito> 66% SiO2 ex: granito, riolito Ácidas diorito, sienitoEntre 52-66% SiO2 ex: diorito, sienito Intermédias gabro, basaltoEntre 45-52% SiO2 ex: gabro, basalto Básicas peridotito< 45% SiO2 ex: peridotitoUltrabásicas Rocha Ígnea ou Magmática 2.6 Classificação Baseada na coloração: Dependente da composição mineralógica ex:: com relação a % relativa de minerais claros e escuros rocha leucocrática< 30% minerais máficos rocha mesocrática 30-60% minerais máficos rocha melanocrática 60-90% minerais máficos rocha hipermelanocrática > 90% minerais máficos minerais essenciais máficos: biotita, anfibólio, piroxênio e olivina. minerais essenciais félsicos: quartzo, muscovita e feldspato. Rocha Ígnea ou Magmática Cor da rocha: Depende da coloração dos minerais constituintes Minerais máficos (ricos em ferro e magnésio) Minerais félsicos (ricos em sílica e alumínio) Biotita OlivinaQuartzo Ortóclasio Cor clara Cor escura Rocha Ígnea ou Magmática Rocha Ígnea ou Magmática Rocha Ígnea ou Magmática Colunas de Basalto 31 32 33 34 35 36 04/02/2024 7 Colunas de Basalto Rochas metamórficas META = MUDANÇA MORPHO = FORMA Metamorfismo: ⮚ Transformações: estrutura, textura, composição mineralógica, ou química) ⮚ Rocha pré-existente (protólito) ⮚ Adapta-se a novas condições no interior da crosta. ⮚ Reações no estado sólido Fatores que controlam o metamorfismo: a)TEMPERATURA: entre 200-1000ºC. Condições intermediárias a formação de rochas sedimentares e ígneas 1. Soterramento: ao aprofundarem-se progressivamente sob um crescente número de camadas de sedimentos as rochas vão sofrendo temperaturas cada vez mais elevadas. Calor residual da terra – grau geotérmico (1ºC a cada 33 m); Média de 30ºC/ Km 1. Intrusões ígneas – grandes massas de rochas – cozimento produzem altas temperaturas; 1. Desintegração de substâncias radioativas – energia liberada; 1. Atrito entre camadas – energia de fricção. b) PRESSÃO: a simples elevação de temperatura não é um fator determinante do metamorfismo, mas é principalmente a pressão em combinação com a temperatura que mais contribui para as profundas modificações das rochas. 1. pressão confinada– sobrecarga de rochas sobrejacentes; 1. pressão orientada (dirigida) – resultante das forças exercidas em uma direção particular Ex: área de contato em placas tectônicas 3. pressão de fluidos – pressão da água, gases, vapores (H2 O, CO2). EFEITOS DA PRESSÃO: 1. Eliminação da porosidade 2. Expulsão de voláteis 3. Desaparecimento de fósseis 4. Minerais mais densos 5. Orientação dos minerais 6. Deformação de rochas Foliação em ardósia Deformação resultante da pressão orientada 37 38 39 40 41 42 04/02/2024 8 PRESSÃO ORIENTADA ORIENTAÇÃO DOS MINERAIS; DOBRAMENTO DAS ROCHAS; PLANO DE FOLIAÇÃO x PLANO DE FRAQUEZA DA ROCHA C) Fluidos: os fluidos, tais como água, gás carbono, oxigênio desempenham a função de facilitar as reações e transformações mineralógicas. 1. Pressão 2. Transporte de elementos químicos 3. Remoção e introdução de elementos 4. Alteração mineralógica D) Tempo: Longo mas variável: Período de alguns milhares ou milhões de anos SEQÜÊNCIA DO METAMORFISMO: Deformação dos minerais com redução dos poros e desenvolvimento de cristais de maior dimensão. Perda de água de composição. Temperatura+ Pressão Achatamento dos minerais: direção perpendicular a pressão dominante PRESSÃO DOMINANTE 43 44 45 46 47 48 04/02/2024 9 Tipos de Metamorfismo a)METAMORFISMO REGIONAL: está intimamente relacionado com a formação de cadeias de montanhas. O metamorfismo regional está relacionado com limites convergentes, em ambiente de altas temperaturas e pressões. b) METAMORFISMO TÉRMICO OU DE CONTATO: ocorre através do contato das rochas pré-existentes, este tipo de metamorfismo tem o calor (Tº) como agente principal. 1. Pequenas áreas próximas a intrusão magmática 2. Superficie cozida abaixo de derrame de lavas c)METAMORFISMO DO ASSOALHO OCEÂNICO OU METASSOMATISMO: Associado a região das dorsais meso-oceânicas. Resulta da percolação da água do mar pelos basaltos fraturados e quentes, resultando em alteração química intensa. ✔ O metassomatismo também ocorre em região continental, quando fluidos que circulam próximo a intrusão ígnea metamorfizam as rochas encaixantes. Água fria penetra na crosta Água quente Sobe d) METAMORFISMO DE BAIXO GRAU OU DE SOTERRAMENTO: Causado pelo aumento progressivo da pressão exercida pela pilha de sedimentos e rochas sedimentares e o calor associado ao crescente confinamento a)Modificação de rochas sedimentares b)Ocorre a temperaturas e pressão mais baixas ( 300oC) d)Pressão direcional pouco significativa (Rochas sem deformação) e)METAFORMISMO DINÂMICO OU CATACLÁSTICO: deslocamento de massas de rochas em zonas de falhas – pressão orientada. Este tipo de metamorfismo se restringe às partes pouco profundas da crosta terrestre e consistem na fratura, trituração e moagem das rochas originais, com a consequente modificação da textura e estrutura. 49 50 51 52 53 54 04/02/2024 10 ESTRUTURAS NAS ROCHAS METAMÓRFICAS ◻ Foliação: quando minerais placoides e laminares são orientados em planos paralelos entre si (i.e. perpendicular a direção máxima de pressão ou esforço). Orientação aleatória de minerais Orientação preferencial de minerais Graus de metamorfismo Baixo grau de metamorfismo: região mais superficial. Menores temperaturas e pressões Alto grau de metamorfismo: Temperatura e pressão mais elevados Classes texturais das rochas metamórficas a)Foliadas: Os minerais mostram uma orientação preferencial (clivagem ardosiana, xistosidade, bandeamento gnáissico) As rochas foliadas são classificadas de acordo com quatro critérios: 1. O tamanho de seus cristais 2. A natureza da sua foliação 3. A intensidade com que seus minerais são segregados em bandas mais claras e mais escuras 4. Seu grau metamórfico Classificação das rochas metamórficas baseada na textura/estrutura ARDÓSIA --planos de clivagem são desenvolvidos devido a orientação de grãos filossilicáticos, Ex. Muscovita, biotita, clorita etc; - Os grãos individuais são muito finos para serem vistos a olho nu. 55 56 57 58 59 60 04/02/2024 11 A clivagem ardosiana não é uma foliação restrita as Ardósias. Embora o nome seja bem sugestivo, toda e qualquer rocha de baixo grau metamórfico que tenha tendência a desenvolver planos de fissilidade (facilidade de quebrar segundo planos subparalelos bem definidos) pode desenvolver clivagem Ardosiana II-Filitos: • De grau levemente mais alto que as ardósias • Brilho mais ou menos lustroso (cristais de mica e clorita > q na ardósia) • Parti-se em folhas delgadas, mas menos perfeitamente que as ardósias. Filito: Baixo grau de metamorfismo e clivagem ardosiana III.Xistos: Grau mais elevado de metamorfismo que os anteriores. Crescimento dos cristais permite que sejam visíveis a olho nú e que segreguem em bandas mais claras e mais escuras. Esse arranjo paralelo dos minerais em folhas produz a foliação espessa e ondulada, chamada de xistosidade. PLANO DE XISTOSIDADE: XISTOSIDADE é uma expressão da medida em que minerais micáceos, lamelares ou prismáticos paralelos ou sub-paralelos caracterizam a aparência de uma rocha metamórfica. A xistosidade é evidenciada pelo achatamento e orientação dos grãos da rocha durante o processo de metamorfismo. Xisto: tipo de rocha metamórfica mais abundante III.Xistos: Grau mais elevado de metamorfismo que os anteriores. Crescimento dos cristais permite que sejam visíveis a olho nú e que segreguem em bandas mais claras e mais escuras. Esse arranjo paralelo dos minerais em folhas produz a foliação espessa e ondulada, chamada de xistosidade. Xisto: tipo de rocha metamórfica mais abundante IV.Gnaisse: Foliação ainda mais espessa é mostrada pelas rochas de alto grau de metamorfismo, denominado bandamento gnaíssico. Possuem foliação mais espessa onde alternam-se minerais claros e escuros, de granulometria grossa, segregados na rocha. Bandamento gnáissico. 61 62 63 64 65 66 04/02/2024 12 V-Migmatito: (do grego migma-mistura, rocha mista) Rocha metamórfica, heterogênea que consiste de porções claras e que apresentam um aspecto ígneo e porções escuras exibem feições metamórficas, gerada em temperaturas mais altas que as necessárias para produzir gnaisses. Migmatito com aumento 8x. Bandamento migmático( descontínuoe irregular) b)Granoblásticas ou não-foliadas: granular com pouca ou nenhuma organização preferencial 1)Mármore 2) Quartzito c)Porfiroblástica: conjunto de minerais grandes em uma matriz fina Gnaisse com textura porfiroblástica Referência Bibliográfica Capítulo 9 Rochas Sedimentares Rochas Sedimentares As rochas sedimentares são resultantes da consolidação de sedimentos, ou seja, partículas minerais provenientes da desagregação e transporte de rochas pré-existentes. 67 68 69 70 71 72 04/02/2024 13 ✔ Partículas, de diversos tamanhos, originadas do intemperismo físico ou químico, assim como minerais precipitados de soluções e formados a partir da atividade de organismos. Sedimentos Ciclo sedimentar Erosão, transporte e sedimentação Diagênese (litificação) ✔ Compreende os processos que levam ao endurecimento de um sedimento, transformando-o em rocha. ✔ Difere dos processos de metamórficos. • Profundidade < 2.000 m e temperatura < 250 oC. ✔ Mescla de minerais herdados (resistentes ao intemperismo) e neoformados (caulinita, óxidos de Fe). ✔ Envolve os processos de cimentação e compactação a) Compactação ✔ Resulta da pressão exercida pelo peso dos sedimentos sobrepostos. ✔ Diminui a porosidade do sedimento e aumenta o contato entre as superfícies das partículas. b) Cimentação: cristalização de material carreado pela água que percola pelos vazios do sedimento (espaço de vazios deixados pelas partículas sólidas), preenchendo-os e dando coesão ao material; ✔ Redução da porosidade ✔ Cimentantes mais comuns: sílica, óxidos e hidróxidos de Fe e carbonatos. Cimentação 73 74 75 76 77 78 04/02/2024 14 Os cimentos mais comuns são: Silicosos - (quartzo, calcedônia, opala) Carbonáticos - (calcita, calcita ferrosa, siderita) Férricos - (pirita, goethita, hematita) Argilominerais - (clorita, caulinita, ilita, esmectita) a) Detríticas (clásticas): formadas pela litificação de clastos. ex. arenitos. ✔ Predominam minerais resistentes ao intemperismo ✔ As rochas clásticas são constituídas portanto, por grânulos e cimento (material que dá coesão as rochas). Ex: quartzo, e fragmentos de outras rochas de granulometria variada. ROCHAS SEDIMENTARES - classificação ✔ Quanto a textura são classificadas como: Rudáceas Arenosas Siltosas Argilosas Rudáceas: predomínio da fração areia com seixos ou cascalhos. Ex: conglomerados, brechas Conglomerado (Clastos rolados ) Brecha (Clastos arestados) Arenosas: predomina a fração areia sem seixos ou cascalhos. Ex: arenitos. (grãos variando entre 2 mm e 0,05 mm) Siltosas: predomina a fração silte (grãos variando de 0,002 a 0,05 mm). Ex: siltitos. Argilosas: predomina a fração argila (grãos com dimensão inferior a 0,002 mm). Ex: argilitos. 79 80 81 82 83 84 04/02/2024 15 ◻ O tipo de sedimento originário concede o nome à rocha formada. Nome da Rocha Formada SEDIMENTOCLASSE CONGLOMERADO OU BRECHA CASCALHOBLOCO OU SEIXO ARENITOAREIAAREIA GROSSA, MÉDIA OU FINA SILTITOSILTESILTE ARGILITOARGILAARGILA b) NÃO CLÁSTICAS: 2.1.QUÍMICAS: formadas através da precipitação de substâncias que se encontram em dissolução nas águas. ex. Calcáreos (CaCO3), Evaporitos (de Halita e de Gipsita) 2.2.ORGANOGÊNICAS: formadas pela acumulação de restos derivados de animais ou vegetais, como o carvão mineral. Salar do atacama (Rochas evaporiticas) 85 86 87