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ROCHAS SEDIMENTARES Prof. Guilherme La Flor Ziegler Agosto/2013 ���� ROCHAS SEDIMENTARES As rochas sedimentares são formadas através dos seguintes processos: 1. Intemperismo 2. Transporte 3. Deposição 4. Compactação (adensamento), Precipitação e Cimentação 5. Soterramento 6. Diagênese As rochas sedimentares são formadas a partir do material originado da desagregação de qualquer tipo de rocha. Uma das principais caracteristicas é sua estrutura estratificada (em camadas ou estratos). ���� ROCHAS SEDIMENTARES ���� ROCHAS SEDIMENTARES AGENTES DE INTEMPERISMO, EROSÃO TRANSPORTE E DEPOSIÇÃO ���� Água: processos sedimentares fluviais (rios e lagos), costeiro e marinho (marinho raso e profundo). • Gelo: processos sedimentares glaciais causados por transporte de sedimentos por geleiras. • Vento: processos sedimentares eólicos causados por transporte de sedimentos por vento em regiões continentais e marinhas costeiras. • Gravidade (água e vento): fluxos de massas rochosas e de terra. DIAGÊNESE ���� É todo o processo de transformação de um material solto, como areia, cascalho, lama, que é o sedimento, em rocha sedimentar. A transformação se dá principalmente por compactação ou adensamento e cimentação, o que consolida o sedimento. ���� ROCHAS SEDIMENTARES ÁGUA ���� AÇÃO DA ÁGUA EM ARENITOS ESTRATIFICADOS ���� ROCHAS SEDIMENTARES ÁGUA ���� EROSÃO FLUVIAL EM SILTITOS ���� ROCHAS SEDIMENTARES ÁGUA ����ÁGUA ���� AÇÃO DA ÁGUA NO ARENITO FURNAS ���� ROCHAS SEDIMENTARES GELO ���� AÇÃO DA GELO – ESTRIAS GLACIAIS EM SILTITOS ���� ROCHAS SEDIMENTARES VENTO ���� AÇÂO DO VENTO EM DUNAS GIGANTES ���� ROCHAS SEDIMENTARES VENTO ���� AÇÃO DO VENTO EM DUNAS CONTINENTAIS Transporte de sedimentos e abrasão – seleção granulométrica AREIAS (BLOCOS) ANGULOS E MINERAIS POUCO RESISTENTES AREIAS JÁ COM SEDIMENTOS COLOIDAIS (ARGILOMINERAIS) E GRAOS + ARREDONDADOS AREIAS MADURAS (GRÃOS DE QUARTZO ARREDONDADOS) �������� Ambientes de deposição Marinho - destino final de todos sedimentos AÇÃO DE RIOS, ONDAS, MARÉS (mangues), CORRENTES COSTEIRAS (praias – depositos sedimentos), VENTOS (dunas, falésias). Problemas da ocupação urbana – RESSACAS MAR, RECALQUES e DESAPRUMO DE PRÉDIOS. ���� ROCHAS SEDIMENTARES CLÁSTICAS OU DETRÍTICAS ���� São formadas por fragmentos de rochas pré-existentes ou solos que sofreram erosão e foram transportados por agentes físicos (água, vento, etc.) e depositados (qualquer tipo de sedimento - areia, cascalho ou argilas). Nas rochas sedimentares, os grãos são justapostos e possuem ligações através de algum cimento ou matriz argilosa. Os cimentos mais comuns são carbonatos, sílica e óxidos de ferro. Geralmente estas ligações são fracas (ROCHAS BRANDAS – não duras como as igneas ou metamórficas). Classificação dos tamanhos dos grãos (principal aspecto textural) - NBR 6502 ���� ROCHAS SEDIMENTARES ROCHAS DETRÍTICAS ���� Rocha formada por fragmentos arredondados com diâmetro acima de 2,0 mm ligados por um cimento qualquer (sílica, óxidos, argila, carbonato) São ruditos com quantidade significativa de matriz e/ou cimento. BRECHA CONGLOMERADO DIAMICTITO Semelhante ao conglomerado formada por fragmentos angulares com tamanho acima de 2,0 mm ligados por um cimento qualquer. Possuem porosidade e permeabilidade, uma marcante estratificação e geralmente baixa resistência mecânica. ���� ROCHAS SEDIMENTARES ROCHAS DETRÍTICAS ���� SILTITO • Apresenta diversas cores, sendo as mais comuns: cinza, amarela ou vermelha, apresenta mais de 80% de quartzo; Sedimento consolidado de areia (0,2 a 2 mm), ligado por um cimento qualquer. Arenito quartzoso pode ter seu cimento silicoso, calcífero ou ferruginoso dissolvido, tornando-se areia solta; • As estratificações dos arenitos são causada por: mudança de cor, granulometria, etc. •Diversos adjetivos, como fluvial, marinho, desértico, e outros, explicam a sua origem. •O arcózio é um arenito que possui como constituinte uma grande quantidade de feldspato. •Arenitos costumam ser ótimos aquíferos (poroso e permeável). • Formado pela consolidação de siltes; • Cor cinza, amarela ou vermelha; • Granulometria fina, as vezes se pode perceber grãos individualizados com auxílio de lupa; • Áspero ao tato e entre os dentes; • Na análise da mineralogia, costumam predominar os grãos de Quartzo ARENITO ou ARCÓZIO ���� ROCHAS SEDIMENTARES ROCHAS DETRÍTICAS ���� • Cor cinza até preta, amarela, verde ou avermelhada; • Granulometria finíssima (argila), de poucos mícrons; • Untuosa ao tato; • Caulim = argila branca - usada na fabricação de papel ARGILITO FOLHELHO • Argila ou uma mistura de silte e argila consolidada, formando estratos finos e paralelos, esfolheáveis, apresenta cor preta RITIMITO • Rocha caracterizada pela alternância de finos estratos de silte e argila. ���� ROCHAS SEDIMENTARES Formações no Rio Grande do Sul ���� Eólico – Arenito Formação Rosário do Sul Eólico – Arenito médio a fino – parte do aquífero Guarani Fluvial – Siltitos avermelhados Fluvial – Lamitos avermelhados Fluvial – Arenitos avermelhados + grosseiro ���� ROCHAS SEDIMENTARES ROCHAS QUÍMICAS E BIOQUÍMICAS ���� Resultam da precipitação de substâncias que se encontram dissolvidas na água. Ex. Calcários e dolomitos. ���� ROCHAS SEDIMENTARES ROCHAS QUÍMICAS���� ���� ROCHAS SEDIMENTARES ROCHAS QUÍMICAS ���� CALCÁRIOS • São rochas que contém teor de CaCO3 > 50%, as impurezas incluem quartzo, argila, óxido de ferro e fragmentos de rochas; • Seus tipos são classificados tendo como base a composição química; • A coloração é variável: branca, cinzenta, creme, amarelada, avermelhada, castanha, até preta DOLOMITOS Transformação parcial ou total da calcita em dolomita ���� ROCHAS SEDIMENTARES ROCHAS BIOGÊNICAS ���� Rochas sedimentares biogênicas resultam da consolidação de restos de seres vivos. Elas se dividem em: Calcários Calcários numulíticos Calcário conquífero Calcário recifal Carvões Turfa Linhito Antracito Carvão mineral ���� ROCHAS SEDIMENTARES ROCHAS BIOQUÍMICAS ���� Os diferentes tipos de rochas biogênicas são: Calcários biogênicos - Muitos organismos aquáticos fixam carbonatos. A parte orgânica normalmente é decomposta e as conchas acabam por ser cimentadas, formando calcários consolidados. São calcários biogênicos: • Calcários numulíticos – com origem em fósseis marinhos que se assemelham a moedas de 5 mm, ou mais, de diâmetro). • Calcário conquífero – Seres vivos retiram calcário dissolvido e constroem parte dos seus corpos (exoqueletos). Estes calcários formam-se, assim, pela acumulação de conchas de moluscos, posteriormente cimentadas. • Calcário recifal – formado a partir de recifes de coral. ���� ROCHAS SEDIMENTARES EXEMPLO DE ROCHAS BIOQUÍMICAS ���� Calcário recifal ���� ROCHAS SEDIMENTARES EXEMPLO DE ROCHAS BIOQUÍMICAS ���� Calcário numulíticos ���� ROCHAS SEDIMENTARES EXEMPLO DE ROCHAS BIOQUÍMICAS ���� Calcário conquífero ���� ROCHAS SEDIMENTARES ROCHAS BIOGÊNICAS ���� Carvões No processo de incarbonização, o material vegetal da turfa sofre transformações bioquímicas, por ação de microrganismos. O aprofundamento do material vegetal leva a alterações das condições de pressão e temperatura e dão início a transformações geoquímicas. •Turfa - A turfa é o resultado da semi-decompsição, totalmente natural, de produtos de origem vegetal, cujo processo acorre em áreas alagadiças no intervalo de tempo entre 6.000 e 10.000 anos. EX: Região de Viamão (Lago Guaíba e Laguna dos Patos se formaram de várias transgressões marinhas – Depósitos, terraços e barreiras (cordões)arenosas; ���� ROCHAS SEDIMENTARES ROCHAS BIOGÊNICAS ���� Carvões •Linhito – é um tipo de carvão com elevado teor de carbono na sua constituição (65 a 75%). •Antracito – é uma variedade compacta e dura do mineral carvão, possui alto teor de carbono (>80%) que submetido a processo físico-químico possui excelente propriedades para a sua utilização como meio filtrante. • Carvão mineral – O carvão mineral é uma substância sólida, formada pela decomposição parcial de restos vegetais, com enriquecimento em carbono e litificada, isto é, endurecida por um processo lento, sendo necessários dezenas de milhões de anos para que se dê a sua formação. ���� ROCHAS SEDIMENTARES EXEMPLO DE ROCHAS BIOGÊNICAS ���� Turfa ���� ROCHAS SEDIMENTARES EXEMPLO DE ROCHAS BIOGÊNICAS ���� Linhito ���� ROCHAS SEDIMENTARES EXEMPLO DE ROCHAS BIOGÊNICAS ���� Antracito ���� ROCHAS SEDIMENTARES EXEMPLO DE ROCHAS BIOGÊNICAS ���� Carvão mineral As principais estruturas das rochas sedimentares são: • Maciça • Granular • Estratificadas em camadas (estratos) planas paralelas • Estratificadas em camadas cruzadas • Foliada – estratificada em folhas ou placas (Foliação é qualquer tipo de paralelismo de minerais e/ou massas minerais) ROCHAS SEDIMENTARES – ESTRUTURAS ���� a) arenito com estrutura estratificada; b) folhelho (varvito) com fina estratificação ���� ROCHAS SEDIMENTARES ROCHAS SEDIMENTARES – ESTRUTURAS ���� Siltitos estratificados em camadas planas paralelas ���� ROCHAS SEDIMENTARES ROCHAS SEDIMENTARES – ESTRUTURAS ���� Arenitos eólicos estratificadas em camadas cruzadas ROCHAS SEDIMENTARES – ESTRUTURAS ���� Arenito fluvial com estratificação entrecruzada (Arenito de Vanna, ilha da Noruega formado há 2220 milhões de anos. ���� ROCHAS SEDIMENTARES ROCHAS SEDIMENTARES – ESTRUTURAS ���� Folhelhos estratificados em folhas ou placas Folhelhos, argilas, margas comportam-se freqüentemente como rochas evolutivas, isto é, rochas que, quando escavadas, apresentam resistência razoável, mas em pouco tempo, devido à ação da intempérie, desagregam-se, ressecam-se (USO de CONCRETO PROJETADO ameniza) e perdem resistência, devendo serem tratadas como solos (MACIEL FILHO, CAPITULO 2). ���� ROCHAS SEDIMENTARES ROCHAS SEDIMENTARES – ESTRUTURAS ���� Estrutura maciça em carvão vegetal ���� ROCHAS SEDIMENTARES ROCHAS SEDIMENTARES – ESTRUTURAS ���� Estrutura granular no arenito ROCHAS SEDIMENTARES (da classificação do IAEG, 1979) ���� ROCHAS SEDIMENTARES (da classificação do IAEG, 1979) ���� Grauvacas são essencialmente arenitos argilosos ou argilitos arenosos que contêm uma alta proporção (15% a 50%) de feldspato, bem como quantidades variáveis de fragmentos de rocha e minerais ferromagnesianos (ARENITO MARINHO CINZA). Os arcósios ou grauvacas têm os feldspatos ou fragmentos de rocha alterados em argilas. Lamitos são misturas de silte e argila, maciços ou pouco estratificados. Folhelho é a mesma mistura, porém bem estratificada. Marga possui uma mistura de dois grupos de componentes: argilominerais com algum quartzo e feldspato e carbonatos. GRAUVACA LAMITO MARGA ���� ROCHAS SEDIMENTARES APLICAÇÃO NA ENGENHARIA���� Pedreira de arenito – Taquara - RS Resistências à compressão simples: Materiais com valores inferiores a 1,5 Mpa são tratados como solos; materiais com valores entre 1,5 e 50 Mpa, como rochas brandas. As rochas duras possuem valores superiores a 50 Mpa ���� ROCHAS SEDIMENTARES APLICAÇÃO NA ENGENHARIA���� Casa de arenito ���� ROCHAS SEDIMENTARES APLICAÇÃO NA ENGENHARIA���� Construção com rocha sedimentar de origem calcária ���� ROCHAS SEDIMENTARES APLICAÇÃO NA ENGENHARIA���� Mosteiro de Jeronimos – Calcário de Lioz ���� ROCHAS SEDIMENTARES APLICAÇÃO NA ENGENHARIA���� Extração de carvão ���� ROCHAS SEDIMENTARES APLICAÇÃO NA ENGENHARIA ���� As rochas sedimentares bem cimentadas podem se constituir em bom material para blocos de fundação e de alvenaria, calçadas, meios fios, etc. Ex: arenito de botucatu. Construção civil Aterros Os solos originados de rochas sedimentares, especialmente as argilo-arenosas, podem ser utilizadas com certa tranquilidade em aterros. Os problemas surgem quando solos são predominantemente arenosos, pois são vulneráveis à erosão pela água das chuvas e ventos. Taludes A estabilidade do talude está diretamente associada à direção do plano de estratificação da rocha. ���� ROCHAS SEDIMENTARES APLICAÇÃO NA ENGENHARIA ���� Novamente, a direção predominante do plano de estratificação da rocha é fundamental para o comportamento do maciço na frente de escavação e dos possíveis tipos de tratamento e escoramento. Túneis Barragens O empuxo e das águas provoca esforços horizontais que tendem a fazer com que a barragem deslize, independente do tipo de rocha de fundação. O que vai impedir o deslizamento será o atrito entre a base da barragem e a rocha. Problemas de erosão Existe dois grandes problemas: • erosão interna • erosão externa ���� ROCHAS SEDIMENTARES APLICAÇÃO NA ENGENHARIA ���� Os sedimentos recentes, atualmente concentrados nas planícies de inundação dos cursos d’água, mostram algumas características que influem nos projetos de fundações: presença d’água muito próxima da superfície e a presença de camadas lenticulares de argila no perfil (argila mole). Fundações Carvão mineral O carvão mineral é uma rocha sedimentar combustível, de cor preta e de vital importância na moderna indústria, pois, além da sua utilização em usinas termelétricas e na siderurgia, constitui uma das principais matérias-primas na fabricação de vários tipos de plásticos e compostos químicos.
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