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Prof. Luis Eduardo Formigheri Introdução à Petrologia: Rochas Ígneas Geologia de Engenharia Engenharia Civil Conceitos Básicos • Petrologia: Ciência que estuda as rochas e as suas propriedades. • Rochas Ígneas ou Magmáticas: são rochas que se formaram a partir da consolidação de magmas diversos e que apresentaram na sua origem fenômenos vulcânicos diversos. – Silicatos/Óxidos/Voláteis � Resfriamento � Rochas ígneas • Magma: Solução complexa de diversas substâncias químicas, geralmente silicatada, com poucos voláteis e com diferentes pontos de fusão, de alta temperatura, originado da fusão de porções profundas da Terra (manto) ou de zonas mais rasas (crosta) e que cristaliza ao resfriar, formando minerais. Conceitos Básicos • magmas de fusão do manto - são básicos, constituídos de lavas menos viscosas (“rápidas”); • magmas de fusão da crosta ou derivados dos magmas básicos por diferenciação são magmas ácidos constituídos de lavas viscosas (“lentas”). • As rochas ígneas são rochas constituídas por combinações mineralógicas limitadas. – elementos químicos K, Ca, Mg, Fe e Na geralmente estão associados nos minerais formadores destas rochas. • Magmas ácidos cristalizam quartzo, biotita, feldspato potássico e plagioclásio; • Magmas básicos teremos piroxênios, feldspato potássico e plagioclásio. Classificação das Rochas Ígneas • Um dos primeiros critérios de classificação das rochas ígneas utilizado, ainda no século passado, diz respeito à quantidade de sílica do sistema, onde foram usados os termos: Rocha ácida, intermediária, básica e ultrabásica. • Ácida: Teor de SiO2 > 66 % (silicatos + sobra p/formar quartzo). Ex. granitos, riolitos, dacitos. • Neutra ou Intermediária: Teor de SiO2 entre 52 e 66 % (pouco ou nenhum quartzo). Ex. andesitos, dioritos. • Básica: Teor de SiO2 entre 45 e 52 % (ausência de quartzo). Ex.basaltos, gabros, diabásios. • Ultrabásica: Teor de SiO2menor que 45 %. Classificação das Rochas Ígneas • Outro guia importante de classificação é a profundidade de cristalização das rochas ígneas, baseado neste critério, existem três tipos de rochas ígneas: – Rocha Intrusiva ou Plutônica – consolidação ocorreu abaixo da crosta terrestre; – Rocha Hipoabissal - cristalizada próxima à superfície (possui características texturais transicionais entre plutônicas e vulcânicas), – Rochas Extrusiva ou Vulcânica – a consolidação ocorreu acima da crosta terrestre. Classificação das Rochas Ígneas • A profundidade de cristalização é importante, pois determina a taxa de resfriamento do sistema (contraste entre o magma e o meio circundante). Este dado aliado à taxa de ascensão do magma, influenciará diretamente na textura de uma rocha ígnea. • As condicionantes envolvidas na definição da classificação das rochas são: – Condicionante Química: está relacionada com a mineralogia da rocha e os tipos e características dos minerais existentes; – Condicionante Geológica: está relacionada com a disposição e o tamanho dos minerais, sendo definida pela textura existente na rocha. Classificação das Rochas Ígneas • Textura de uma Rocha – Refere-se ao tamanho, formato e arranjo dos compões as rochas. Geotecnia - Engenharia Ambiental 10 Os sistemas modernos de classificação dos grandes grupos de rochas baseiam-se na composição química e mineralógica. Dois termos muito utilizados referem-se ao conteúdo de minerais claros versus minerais escuros: Félsicos - utilizado para rochas ricas em minerais claros (feldspatos e quartzo); Máficos - rochas ricas em minerais escuros (anfibólios, piroxênios e olivina) ma = magnésio, f = ferro + ico Classificação das Rochas Ígneas Classificação das Rochas Ígneas • Conforme a cor da rocha podemos ter: – LEUCOCRÁTICAS: • LEUKOS = Branco / KRATEIN = Dominar; • Rica em minerais claros; • Minerais principais: Quartzo / Feldspato / Muscovita; – MELANOCRÁTICAS: • MELANOS = Preto / KRATEIN = Dominar; • Rica em minerais escuros; • Minerais principais: Biotita / Anfibólios / Piroxênios / Olivina; – MESOCRÁTICAS: • Composição intermediária; • Minerais escuros na proporção de 30-60%; Rochas Intrusivas ou Plutônicas • São pontos que devem ser considerados na sua avaliação: – Consolidação do magma dentro da crosta terrestre; – As rochas geralmente são formadas em profundidade, porém após a consolidação ou em momentos próximos a ela a rocha pode estar aflorante na crosta. • As formas intrusivas mais comuns são: • Dique: corpo intrusivo discordante da estratificação da rocha que atravessa; • Sill: corpo intrusivo concordante com a estratificação da rocha que atravessa; • Batólito: grande massa consolidada internamente que, se exposta pela erosão, abrange grandes áreas. Rochas Intrusivas ou Plutônicas Geotecnia - Engenharia Ambiental 14 Rochas Intrusivas ou Plutônicas BR 386 Rochas Intrusivas ou Plutônicas Rochas Intrusivas ou Plutônicas – O resfriamento do magma ocorre lentamente; – Conseqüentemente os cristais dos minerais se encontram bem formados; – Todas as rochas magmáticas intrusivas apresentam textura equigranular (dimensões dos minerais formados); • Exemplos: pegmatito; granito; sienito; diorito; gabro; e peridotito. Rochas Intrusivas ou Plutônicas • Granito: – Origem: Formação no interior da crosta terrestre – Minerais essenciais: Feldspato potássico e Feldspato calco-sódico (60 a 90%) e quartzo (10 a 40%); – Minerais acessórios: Mica (0 a 10%), zirconita, turmalina, fluorita, apatita, rutilo ou hematita; – Cores: cinza-clara a cinza bem escura, amarelada, rósea ou vermelha. A variação de cor provém, normalmente, do feldspato, que é o mineral mais freqüente nos granitos; – Todos os granitos são leucocromáticos (claros); – Textura equigranular, granular media e grossa. O tamanho dos grãos minerais pode variar de mm até cm; – Estrutura: Maciça, exceto em zonas de falha, onde pode apresentar estrutura fendilhada. Rochas Intrusivas ou Plutônicas � Granito: Rochas Intrusivas ou Plutônicas � Granito: Rochas Intrusivas ou Plutônicas � Granito: Rochas Intrusivas ou Plutônicas • Sienito: – Minerais essenciais: predominância de feldspato alcalino, biotita, anfibólio ou piroxênio; – Minerais acessórios: nefelina; – Cores: cinza até branco podendo apresentar tons azulados. Todos os sienitos são leucocromáticos (escuros); – Textura equigranular. O tamanho dos grãos minerais pode variar de mm até cm. Rochas Intrusivas ou Plutônicas � Sienito: Rochas Intrusivas ou Plutônicas • Diorito: – Minerais essenciais: predominância de plagioclásio sódico-cálcicos e minerais escuros como a biotita, anfibólio ou piroxênio; – Cores: cinza-escuro, muitas vezes mosqueada.Todos os dioritos são mesocromáticos (entre claros e escuros); – Textura equigranular. O tamanho dos grãos minerais pode variar de mm até cm. Rochas Intrusivas ou Plutônicas � Diorito: Rochas Intrusivas ou Plutônicas • Gabro: – Minerais essenciais: predominância de piroxênio e de plagioclásio cálcico; – Minerais acessórios: olivina e anfibólio; – Cores: preta ou verde-escura.Todos os gabros são melanocromáticos (escuros); – Textura equigranular. O tamanho dos grãos minerais é médio a grosseiro. Fácil de se confundir com o diabásio, que possui granulação fina. Rochas Intrusivas ou Plutônicas � Gabro : Rochas Intrusivas ou Plutônicas � Gabro : Rochas Intrusivas ou Plutônicas • Peridotito: – Minerais essenciais: predominância de olivina; – Minerais acessórios: hematita; – Cores: preta ou esverdeada. Todos os peridotitos são melanocromáticos (escuros); – Textura equigranular. Rochas Intrusivas ou Plutônicas � Peridotito : Rochas Extrusivas ou Vulcânicas • São pontos que devem ser considerados na sua avaliação: – Consolidação do magma fora da crosta terrestre, através do extravasamento do magma na superfície; – São formadas durante efeitos geológicos causados por vulcões e/ou fissuras na crosta terrestre. Rochas Extrusivas ou Vulcânicas – As rochas geralmente são formadas nasuperfície em contato com a atmosfera. Existem condições de pressão e temperatura diferenciadas em relação as rocha intrusivas; – O resfriamento do magma ocorre rapidamente; – Conseqüentemente os cristais dos minerais se encontram mal formados, em formação e podendo existir a matriz ou massa magmática; • Exemplos: micro-granito, micro-sienito, micro- diorito, riolito, diabásio, andesito e basalto. Rochas Extrusivas ou Vulcânicas • Micro-Granito, Micro-Sienito, Micro- Diorito: – Cores: cinza-rósea ou avermelhada no caso do micro- granito e micro-sienito; – Cor: cinza-escura a esverdeada no caso do micro- diorito – Minerais essenciais e acessórios: conforme a respectiva rocha intrusiva; – Textura porfirítica (grãos de minerais bem formados); – O tamanho dos grãos minerais é médio e a matriz fina. Rochas Extrusivas ou Vulcânicas • Diabásio: – Origem: Consolidação do magma basáltico no interior da crosta terrestre, mas próximo a superfície; – Minerais essenciais: Feldspato Calco-sódico (plagioclásio) - (50 a 70%) e augita (30 a 50%) – Minerais acessórios: Magnetita (0 a 10%) e argilo-minerais (5 a 10% excepcionalmente 20%); – Cor: cinza-escura a preta; – Textura: porfirítica (grãos de minerais bem formados), granular fina – O diabásio é uma rocha do tipo melanocromática (escuro); – Textura equigranular fina, raramente porfirítica. Às vezes o tamanho dos grãos minerais pode ser médio a grosseiro, sendo por isso fácil de confundir-se com o gabro. A distinção às vezes deve ser feita por microscopia, ou no campo, pela sua ocorrência em diques ou sill; – Estrutura: Fendilhada. Rochas Extrusivas ou Vulcânicas � Diabásio: Rochas Extrusivas ou Vulcânicas • Riolito: – Cores: cinza-avermelhada, azulada e, às vezes preta; – Minerais essenciais: quartzo e feldspatos; – Textura porfirítica podendo apresentar textura orientada como conseqüência do movimento da lava; – O tamanho dos grãos minerais é médio a fino, parecendo uma massa afanítica (Quando não se pode distinguir os minerais que formam a matriz); – Rocha extrusiva equivalente ao granito intrusivo. Rochas Extrusivas ou Vulcânicas � Riolito: Rochas Extrusivas ou Vulcânicas • Andesito: – Cores: cinza-escuro ou verde-escuro; – Minerais essenciais: feldspatos, anfibólios ou piroxênios; – Rocha mesocromática (intermediária); – O tamanho dos grãos minerais é médio a fino, e a matriz é uma massa cinza fina. Rochas Extrusivas ou Vulcânicas � Andesito: Rochas Extrusivas ou Vulcânicas • Basalto: – Origem: Consolidação do magma básico na superfície – Minerais essenciais: Feldspato (50 a 70%) e augita (30 a 50%). Feldspatos cálcico e piroxênio. – Minerais acessórios: Magnetita (0 a 10%), olivina e argilo- minerais (5 a 15%, excepcionalmente 20%) – Cor: (rocha melanocromática) - preta, podendo às vezes ser cinza-escura ou castanha; – Textura: Microgranular, microcristalina, vítrea ou porfirítica. O tamanho dos grãos minerais é fino, matriz afanítica (Quando não se pode distinguir os minerais que formam a matriz ); – Estrutura: Fendilhada ou amigdalóide. Nos basaltos vesiculares, formam-se amígdalas ou vesículas, que podem constituir-se de ágata, quartzo, zeolitas, ou diversos outros minerais secundários, que resultam dos últimos fluxos de vapores que, escapando do magma recém consolidado, formam os vazios. Rochas Extrusivas ou Vulcânicas � Basalto: Rochas Extrusivas ou Vulcânicas � Basalto: Rochas Extrusivas ou Vulcânicas � Basalto: Rochas Extrusivas ou Vulcânicas 45 � Basalto: Rochas Extrusivas ou Vulcânicas � Basaltos no Mundo: Reconhecimento Macroscópico das Rochas Ígneas • Descrição de Rochas: – As técnicas de descrição das rochas são: • Macroscopia: amostras de mão; • Microscopia: lâminas delgadas com microscópio. • Classificação Petrográfica: definição do nome da rocha. • Elementos Descritivos de uma Rocha: – Cor: Escala de cores; – Composição mineralógica: tipos de minerais essenciais e acessórios; 47 Reconhecimento Macroscópico das Rochas Ígneas – Estrutura: está relacionada com a forma de disposição dos minerais, na rocha, podendo ser classificada em: • Maciça – homogênea e sem orientação dos minerais; • Estratificada – minerais em camadas e estratos; • Foliada – paralelismo dos minerais; clivagem. – Textura: está relacionada com a organização dos minerais, e analisa a relação entre as formas e tamanhos dos grãos dos minerais, podendo ser classificada em: • Equigranular – grãos dos minerais bem formados e com distribuição equivalente na área de análise. Não existe a presença de matriz (massa fundamental). Comum em rochas ígneas intrusivas ou qualquer outra formada em profundidade; Reconhecimento Macroscópico das Rochas Ígneas • Porfíritica – grãos de minerais bem formados, chamados fenocristais, envoltos em uma matriz de massa vítrea ou de granulação fina. Quando não se pode distinguir os minerais que formam a matriz se diz que a mesma é afanítica. Característica de algumas rochas ígneas extrusivas e intermediárias (hipoabissais); • Orientada – Existem grãos de minerais bem formados e/ou presença de matriz, porém apresenta orientação dos minerais conforme uma direção de esforços. É comum em rochas metamórficas; • Clástica – Os grãos e partículas de minerais são desagregados, transportados e depositadas com uma matriz, podendo ser cimentadas posteriormente, endurecendo a rocha. Reconhecimento Macroscópico das Rochas Ígneas – Características Tecnológicas das Rochas: • Quando da aplicação em engenharia é importante avaliar as seguintes condições das rochas a serem empregadas como fonte e/ou matéria-prima de obras diversas: • Grau de alteração; • Correlação das propriedades físicas; • Aplicação e elementos minerais nocivos.
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