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Elementos de Mineralogia e Petrologia Formação de cristais, Rochas, ciclo geológico das rochas. Profa. Roberta Gaidzinski Formação dos cristais - Cristalização ● Cristalização: processo (natural ou artificial) de formação de cristais sólidos de uma solução uniforme (homogênea). ● Cristalização condicionada por fatores externos: ➔ Agitação do meio ➔ Espaço disponível ➔ Temperatura ➔ Tempo. ➔ Ambiente mais calmo, maior espaço disponível, menor temperatura, processo lento: cristais mais desenvolvidos e perfeitos. Formação dos cristais - Cristalização ● Forma dos cristais depende de fatores internos como a sua estrutura cristalina – disposição ordenada de átomos ou íons segundo diferentes direções do espaço. ● Ausência de ordenação interna: matéria amorfa ou vítrea. ● Condições ideais: arranjo interno pode traduzir-se externamente no aparecimento de uma forma poliédrica com faces, arestas e vértices. No entanto, na maioria dos cristais essa forma poliédrica não é visível. Tipos de cristais ● Cristal euédrico: mineral totalmente limitado por faces bem desenvolvidas. Tipos de cristais ● Cristal subédrico: mineral apresenta faces parcialmente bem desenvolvidas. ● Cristal anédrico: mineral não apresenta qualquer tipo de faces. Processos de cristalização ● Matéria cristalina pode ser formada por três processos de cristalização: ➔ A partir de uma solução. ➔ A partir de uma substância fundida (massa em fusão). ➔ A partir de um gás (vapor). Cristalização a partir de uma solução Pode ocorrer por: ➔ Evaporação lenta e gradual do solvente tornando-se as soluções supersaturadas e conduzindo à cristalização das substâncias dissolvidas. ➔ Precipitação de soluções saturadas devido à diminuição da temperatura e/ou à diminuição da pressão. Cristalização a partir de uma solução Solução aquosa de NaCl. ● Evaporação da água. ● Solução com mais sal por unidade de volume de água. ● Quantidade de água não retém mais o sal em solução. ● O sal precipita. ● Evaporação da água bastante lenta: separação do sal em forma sólida também será lenta (cristais definidos). ● Na+ e Cl- separando-se da solução se agrupam e constituem um sólido de forma definitiva (cristal). Cristalização a partir de uma solução ➢ Diminuição da temperatura da solução: ● Água quente dissolve mais sal do que a fria. ● Abaixamento da temperatura da solução: solução torna-se supersaturada. ● Logo, o sal cristalizará. ➢ Diminuição da pressão da solução: ● Maior pressão: maior quantidade de sal em solução. ● Diminuindo a pressão, solução torna-se supersaturada. ● Formação de cristais. Cristalização a partir da massa em fusão ● Quando um magma arrefece os diferentes íons são atraídos uns pelos outros formando "núcleos cristalinos" dos diferentes minerais. ● A cristalização ocorre pela aproximação de íons, nas mesmas proporções em que formam as partículas constituintes da rocha sólida resultante. ● Exemplos: minerais silicatados (Olivina, Quartzo, Moscovite, Biotite, Feldspatos), que são minerais constituintes de rochas como o granito. Cristalização a partir da massa em fusão ● Exemplo: formação das rochas ígneas a partir do magma. ● Magma se resfria: íons se aproximam: formação de núcleos cristalinos dos diferentes minerais. ● Cristalização progride: rocha sólida resultante. Cristalização a partir de vapor ● Átomos dos elementos dissociados agrupam-se lentamente quando se dá o arrefecimento de um gás, até formar um sólido com uma estrutura cristalina bem definida. ● Resfriamento do gás: átomos ou moléculas dissociados unem-se cada vez mais, formando um sólido com estrutura cristalina definida. ● Menos comum que os casos anteriores. Cristalização a partir de vapor ● Exemplo 1: formação de flocos de neve ● Ar carregado de vapor resfria-se: cristais de neve formam-se diretamente a partir do vapor. ● Exemplo 2: formação de cristais de enxofre em torno das regiões vulcânicas Cristais de enxofre se formam por arrefecimento das fumarolas vulcânicas e vapores carregados de enxofre, nas regiões vulcânicas. Rocha ● ROCHA: todo o material que compõe a crosta terrestre, exceto água e gelo, podendo ser formada por um único mineral ou por um agrupamento desses. ● Classificação: Ígnea ou Magmática, Metamórfica, Sedimentar. PETROLOGIA: Ciência que estuda as rochas em relação à forma de ocorrência, composição, classificação e origem. Rochas ígneas ou magmáticas Rochas ígneas (formadas pelo fogo): originam-se quando um material no estado líquido (magma) resfria e solidifica dando origem à uma rocha composta por silicatos. A cristalização pode ocorrer: ➔ muito abaixo da superfície da terra (resfriamento normalmente lento). ➔ na superfície da terra (erupção vulcânica - resfriamento rápido). ➢ Rochas ígneas com características diferentes. Erupção vulcânica Rochas ígneas ou magmáticas Classificação: Rochas ígneas extrusivas (ROCHAS VULCÂNICAS): a lava que sai dos vulcões se deposita sobre a superfície da Terra. Exemplo: basalto, pedra-pome. Rochas ígneas intrusivas (ROCHAS PLUTÔNICAS): formadas a partir da cristalização lenta do magma, a certa distância abaixo da superfície (o magma não alcança a superfície). Exemplo: granito. Aparecem à superfície após a atuação de movimentos tectônicos e a ação de processos de erosão das camadas de rochas superiores. Rochas ígneas ou magmáticas A velocidade do arrefecimento do magma origina cristais de diferentes tamanhos: ➔ Arrefecimento lento: produz cristais de grandes dimensões (milhares de anos). ➔ Arrefecimento rápido: origina uma massa rochosa formada por cristais de pequenas dimensões. ➔ Arrefecimento extremamente rápido: não há formação de cristais, formando-se uma matéria sólida sem estrutura cristalina (matéria amorfa). Rochas Metamórficas ➔ Resultam da transformação de outras rochas (ígnea, sedimentar ou mesmo metamórfica) através de altas temperatura e pressão. ➔ Produto da transformação de qualquer tipo de rocha levada a um ambiente onde as condições físicas (pressão, temperatura) são muito distintas daquelas onde a rocha se formou. ➔ Nestes ambientes, os minerais podem se tornar instáveis e reagir, formando outros minerais estáveis nas condições vigentes (a rocha começa a sofrer transformações até atingir um estado de equilíbrio com o novo ambiente). Rochas Metamórficas ➔ Agentes de metamorfismo: calor, pressão e fluidos quimicamente ativos, que produzem modificações de textura e composição mineral. ➔ O metamorfismo pode ocorrer com grau de baixa intensidade tornando difícil a distinção da rocha original da final. ➔ Em outros casos a transformação é tão intensa que não é possível identificar a rocha de origem. Rochas Metamórficas Gnaisse: Rocha muito encontrada no Rio de Janeiro (RJ), constitui o Corcovado e o Pão de Açúcar. A origem dessa rocha se dá a partir da transformação do granito. Ardósia: Rocha de grão muito fino composta por grãos microscópicos de micas. Resultante do metamorfismo de grau baixo do argilito e xisto argiloso. Uso comercial: revestimento de pisos e fachadas. Quartzito: formada a partir do arenito quartzoso. Aspecto semelhante aomármore, mas apresenta uma dureza muito maior. Uso comercial: revestimento de fachadas. Rochas Metamórficas Itabirito: Rocha rica em minério de ferro (hematita), encontrada principalmente em Minas Gerais. Mármore: Resultado do metamorfismo do calcário. Apresenta grandes cristais de calcita. As colorações que apresenta para além do branco resultam da presença de impurezas. Rochas Metamórficas Rochas Sedimentares ➔ Resulta da deposição de fragmentos de outras rochas (desagregadas e transportadas pela ação do vento, água, geleiras ou pela gravidade), ou é formada a partir da decomposição química de uma rocha pré-existente ou, ainda, do acúmulo de detritos orgânicos. ➔ Sedimentar: resultado do processo de deposição dos sedimentos em suspensão ou transportados por um fluido. ➔ A maioria de formações rochosas à superfície são de natureza sedimentar (cerca de 75%) o que está relacionado com o fato de os sedimentos se acumularem à superfície da terra. Rochas Sedimentares ➔ Grande importância econômica: carvão, petróleo e gás natural. ➔ Contêm material fóssil. ➔ Apresentam camadas distintas em consequência de sucessivas deposições de partículas no decorrer do tempo. Rochas Sedimentares Uma rocha sedimentar tem origem: Clástica - Quando são formadas por fragmentos e detritos de outras rochas (de qualquer origem), como areias, argilas, conglomerados, xistos etc. Química - Quando são formadas pela dissolução ou por uma reação química e posterior precipitação, como os calcários. Orgânica - Quando são formadas a partir da ação de seres vivos, como o carvão mineral. Ciclo geológico das rochas ● Representa as diversas possibilidades de transformação de um tipo de rocha em outro. ● As rochas, expostas à atmosfera e à biosfera, passam a sofrer a ação do intemperismo, através de reações de oxidação, hidratação, solubilização, ataques por substâncias orgânicas, variações diárias e sazonais de temperatura, entre outras. ● O intemperismo faz com que as rochas percam sua coesão, sendo erodidas, transportadas e depositadas em depressões onde, após a diagênese, passam a constituir as rochas sedimentares. Ciclo geológico das rochas ● A cadeia de processos de formação de rochas sedimentares pode atuar sobre qualquer rocha (ígnea, metamórfica, sedimentar) exposta à superfície da Terra. ● Devido à migração dos continentes durante o tempo geológico, as rochas podem ser levadas a ambientes muito diferentes daqueles onde elas se formaram. ● Qualquer tipo de rocha (ígnea, sedimentar, metamórfica) que sofra a ação de, por exemplo, altas pressões e temperaturas, sofre as transformações mineralógicas e texturais, tornando-se uma rocha metamórfica. Ciclo geológico das rochas ● Se as condições de metamorfismo forem muito intensas, as rochas podem se fundir, gerando magmas que, ao se solidificar, darão origem a novas rochas ígneas. ● O ciclo das rochas existe desde os primórdios da história geológica da Terra e, através dele, a crosta de nosso planeta está em constante transformação e evolução. Magma ● Magma (do grego μάγμα "pasta") é o nome dado a rocha fundida debaixo da superfície da Terra que, quando expelida por um vulcão, dá origem à lava. ● Localiza-se dentro de câmaras magmáticas, entre os 15 e os 150 km de profundidade. ● composto por uma massa de silicatos a alta temperatura e pressão, entre 650 e 1200ºC (podendo chegar a 1560ºC), acompanhada por um conjunto variável, em proporção e tipos, de íons metálicos e compostos voláteis, ricos em enxofre.
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