Sedimentologia 2.ppt

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PROPRIEDADES DOS SEDIMENTOS
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1 – GRANULOMETRIA (TEXTURA)
2 - SELEÇÃO
3 – FORMA (ESFERICIDADE)
4 – ARREDONDAMENTO
5 – TEXTURA SUPERFICIAL
6 – PETROFÁBRICA (ORIENTAÇÃO + DISPOSIÇÃO)
7 – POROSIDADE 
8 – PERMEABILIDADE
9 – COR
10 - PESO ESPECÍFICO E DENSIDADE
11 - COESÃO
12– COMPACTIBILIDADE
13 – ELASTICIDADE
14 – RESISTIVIDADE ELÉTRICA
15 – SUSCETIBILIDADE MAGNÉTICA
16 – RADIATIVIDADE
17 - CONDUTIVIDADE TÉRMICA
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1- GRANULOMETRIA (textura) 
 refere-se ao tamanho do grão 
 reflete o processo deposicional 
 estudo envolve: considerações sobre o tamanho do grão e parâmetros de tamanho do grão 
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TAMANHO DO GRÃO 
 várias escalas foram propostas, sendo a mais usada a de J.A . Udden- baseada na relação constante de 2 (limite inferior ½ do anterior), entre dois limites de classe juntamente com os termos para as classes segundo C. K. Wentworth 
 escala de tamanho de grão de Udden-Wentworth (escala geométrica) divide os sedimentos em sete classes: argila, silte, areia, grânulos, seixos, calhaus e blocos; subdivide areia em 5 sub-classes e silte em 4 
 utiliza o mm como unidade 
 Krumbein intruduziu uma escala aritmética (), sendo fi a transformação logarítima da escala de Udden-Wentworth:  = - log 2 d (d = tamanho do grão em mm) 
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Escala granulométrica combinada de Wentworth-Atterberg
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MEDIDA DO TAMANHO DO GRÃO:
 no campo feita com auxílio de lupa de bolso 
 clastos de conglomerados e brechas: diretamente com régua 
 métodos de laboratório:
 arenitos pobremente cimentados e areias inconsolidadas – peneiramento
 arenitos bem cimentados, siltitos e calcários - lâminas petrográficas : métodos rápido (segundo Chayes) e detalhado (segundo Friedman)
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ANÁLISE GRANULOMÉTRICA
PENEIRAMENTO
DETERMINAÇÃO DOS PARÂMETROS ESTATÍSTICOS
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PENEIRA
	
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AGITADOR DE PENEIRAS
	
	
	
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TUBO DE SEDIMENTAÇÃO (MacroGranometer)
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PARÂMETROS ESTATÍSTICOS GRANULOMÉTRICOS:
DIÂMETRO MÉDIO
MEDIANA
DESVIO PADRÃO
ASSIMETRIA
CURTOSE
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PARÂMETROS ESTATÍSTICOS GRANULOMÉTRICOS:
Tendência central
	  granulometria que separa a amostra analisada em duas metades iguais em peso, correspondendo a 50% da distribuição sobre os gráficos de frequências acumuladas. 
	Folk & Ward (1957) definiram o diâmetro da mediana como sendo: Md 	=  50;
 
	Inman definiu o diâmetro médio como M = (16+ 84)/2 
 Grau de seleção 
	 pode ser usado o desvio padrão como medida da dispersão do grão (Folk & Ward, 1957) 
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PARÂMETROS ESTATÍSTICOS GRANULOMÉTRICOS:
 Grau de assimetria 
	 indicado pelo afastamento do diâmetro médio da mediana; 
	se a distribuição tem uma “cauda” grossa, isto é, excesso de material grosso então o sedimento tem assimetria negativa; 
	
	se a “cauda”é fina então a assimetria é positiva; se a distribuição é simétrica, não há assimetria
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PARÂMETROS ESTATÍSTICOS GRANULOMÉTRICOS:
 Curtose 
	 grau de agudez da curva: denotam a razão entre as dispersões na parte central e nas caudas das curvas de distribuição; 
	distribuições normais são ditas mesocúrticas (mais suaves), 
	as mais achatadas do que a normal são platicúrticas,
	
	e as menos achatadas são leptocúrticas (mais pontiagudas). 
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Curva leptocúrtica
Curva mesocúrtica
Curva platicúrtica
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2- SELEÇÃO
 
 é a medida do desvio padrão  isto é a dispersão da distribuição do tamanho do grão 
 um dos mais úteis parâmetros 
 dá indicação sobre a eficiência do meio de transporte em separar grãos de diferentes classes
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 Determinada por vários fatores:
 fonte do sedimento  grãos provenientes de um granito poderão apresentar tamanhos completamente diferentes daqueles oriundos do retrabalhamento de um arenito 
 tamanho do grão  sedimentos grossos e finos são em geral mais pobremente selecionados que os arenosos 
 mecanismos deposicional sedimentos depositados rapidamente ou por fluídos viscosos são pobremente selecionados 
 seleção em geral melhora ao longo do transporte
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Termos usados para descrever a seleção (Folk & Ward):
 < 0,35  muito bem selecionado
0,35 – 0,5  bem selecionado
0,5 – 0,71  moderadamente bem selecionado
0,71 – 1,00  moderadamente selecionado
1,0 – 2,0  pobremente selecionado
> 2,0  muito pobremente selecionado
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Fluxograma de maturidade textural
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MORFOLOGIA DO GRÃO
 aspectos: FORMA/ESFERICIDADE e ARREDONDAMENTO
 
 dependem de muitos fatores: 
 mineralogia, natureza da rocha fonte e grau de alteração (grau de abrasão durante o transporte e corrosão ou dissolução durante a diagênese) 
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3- FORMA/ESFERICIDADE
FORMA
 propriedade de partículas cascalhosas
 medida pelas várias relações entre os eixos maior, intermediário e menor (esquema de Zingg, 1935) 
 classes baseadas nessas relações: oblata (tabular ou discóide), eqüidimensional (cúbica ou esférica), laminada (triaxial), prolata (bastonada)
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3- FORMA/ESFERICIDADE
ESFERICIDADE 
 propriedade de partículas arenosas 
 grandeza que procura expressar o grau de aproximação da forma do grão com a de uma esfera perfeita 
 reflete as condições de deposição no momento da sedimentação
 
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 pode também ser afetada pela abrasão 
 com o aumento do desgaste e quebra durante o transporte, grãos de areia tornam-se mais e mais esféricos 
 esfericidade aumenta com o aumento do tamanho do grão 
 a esfericidade dos grãos de quartzo em arenitos depende de sua origem:
	se derivado diretamente de rochas cristalinas  tende a 	ser altamente não esférico, angular com embaiamentos e 	fraturas
 
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	se derivado de rocha sedimentar de origem eólica  grãos 	poderão ser mais esféricos e muito bem arredondados
 
	se proveniente de um arenito com cimento não do tipo 	crescimento secundário de quartzo  os grãos poderão 	mostrar feições herdadas
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4- ARREDONDAMENTO
 
 medida do grau de agudez dos cantos e arestas dos grãos
 refere-se à curvatura dos cantos do grão 
 são usadas 6 classes: muito anguloso, anguloso, subanguloso, subarredondado, arredondado e bem arredondado
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 bom indicador da maturidade de um sedimento 
 para interpretações ambientais essas medidas são mais significantes que a esfericidade ou forma 
 o grau de arredondamento aumenta com a duração do transporte ou retrabalhamento 
 arredondamento pode ser herdado e abrasão intensa pode fraturar o grão, originando grãos angulosos 
 
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Fluxograma de maturidade textural
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 grãos de várias formas podem possuir o mesmo arredondamento
 grãos de areia de dunas costeiras (ventos soprando nos sentido do continente), em geral, mostram arredondamento melhor do que os de areias de praia 
 existe forte relação entre arredondamento de grãos de areia e tamanho de grão  grãos de areia mais grossos possuem melhor arredondamento
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5- TEXTURA SUPERFICIAL 
feições microscópicas e submicroscópicas, observadas na superfície de grãos mais grossos e de areia 
podem ajudar na determinação do agente e/ou ambiente de deposição
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 Principais feições:
estriações em seixos de depósitos glaciais
 superfície brilhante “verniz do deserto” em seixos do deserto  película brilhante de cor escura (preta ou acastanhada, de argilas ou de óxidos e hidróxidos de Fe e/ou de Mn ), 100µm de espessura, que envolve ventifactos, matacões e afloramentos rochosos de regiões de clima seco 
 marcas de impacto em crescente em seixos de praias e canais de rios  fluxos de alta velocidade 
 endentações, micro-crateras em seixos, produzidas por dissoluçãodiferencial
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Ventifactos de origem eólica mostrando facetas características 
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marcas de percussão em forma de V em areias de praia;
 fratura conchoidal e estriações em areias de depósitos glaciais
- distingue-se ainda nas areias: (Cailleux, 1942)
	grãos não desgastados (non-uses)  aspecto sacaroidal  grãos sem nenhum transporte  típico de ambientes glaciais
	opacos-brilhantes (emousses-luissants)  lisos e polidos, vitrificados  brilhantes (apresentam brilho do lado de onde vem a luz)  caracterizando transporte aquoso
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Ventifactos de origem eólica mostrando facetas características 
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	arredondados-escuros (ronds-mats)  grãos arredondados, foscos  indicam transporte eólico, ou dissolução e reprecipitação de sílica em condições subaéreas 
	arredondados-escuros empoeirados (ronds-mats sales)  grãos foscos, arredondados  característicos de antigas areias desgastadas pelo vento
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Diagrama mostrando diferentes tipos de textura superficial em grãos de Qz: A) grãos não usados, angulosos; B) grãos brilhantes (transporte subaquoso); C) grãos foscos, arredondados (transporte eólico)
A
B
C
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6- PETROFÁBRICA (ORIENTAÇÃO + DISPOSIÇÃO + CONTATO)
	Orientação: 
alinhamento dos eixos maiores na mesma direção  orientação preferencial = orientação primária da rocha: produzida pela interação do agente de transporte (vento, gelo, água) com os sedimento 
fatores controladores: natureza do meio de transporte
tipo de fluxo, direção e velocidade da corrente 
seixos prolatos em depósitos subaquosos orientam-se normal ou paralelamente à direção do fluxo 
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6- PETROFÁBRICA (ORIENTAÇÃO + DISPOSIÇÃO + CONTATO)
orientação paralela = movimento por deslizamento
imbricação = seixos recobrem outros, mergulhando para montante 
grãos de areia alongados podem mostrar orientações preferenciais paralela ou normal à corrente 
outros componentes podem mostrar orientações preferenciais (fósseis, detritos de plantas, etc.) 
pode ser usada como indicador de paleocorrentes
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Representação esquemática de orientação de seixos em depósitos rudáceos de diversas origens: “till” seixos imbricados c/forte mergulho (20° a 30°)dos eixos maiores para montante; rios de declives forte, elongação dos seixos paralela à corrente; rios de declividades suaves elongação perpendicular à corrente; em praias elongação paralela à linha de praia e em ângulo reto com a direção de propagação das ondas, com eixos médios mergulhando em direção ao mar (Ruchin, 1958)
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	Disposição:
 importante  afetam a porosidade e permeabilidade
depende: tamanho do grão, forma e seleção 
 porosidade alta = empacotamento frouxo  arranjamento cúbico de esferas 
 menor porosidade = empacotamento fechado  arranjamento romboedral 
 seleção pobre = empacotamento fechado  menor porosidade 
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	Contato:
 Tipos: 
contatos pontuais, concavo-convexos e suturados = fábrica suportada por grão 
 grãos não se tocam (muita matriz) = fábrica suportada pela matriz 
 informações sobre processos deposicionais: 
seixos flutuando na matriz  depósitos de fluxos de lama, glaciais e de fluxo de detritos;
seixos em contato fluxos aquosos (mais fluidos) 
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7- POROSIDADE
medida do espaço poroso 
feição básica do sedimento ou rocha 
tipos:
	absoluta (Pt)  (volume rocha - volume sólido)/volume rocha x 100
	
	efetiva (Pe)  volume de poros interligados/volume rocha x 100; mais importante; determina junto com permeabilidade as propriedades de reservatório da rocha
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POROSIDADE EM ARENITOS
TIPOS:
 Primária 
 Secundária 
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Porosidade Primária:
 desenvolvida quando o sedimento foi depositado  interpartícula e intrapartícula
 em arenitos é principalmente interpartícula 
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POROSIDADE INTERPARTÍCULA BEM PRESERVADA
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POROSIDADE PRIMÁRIA INTERPARTÍCULA
 depende da maturidade textural 
 bastante controlada pelos processos deposicionais e pelo ambiente de deposição
 menor controle pela maturidade composicional (mineralógica)
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 Aumenta com:
 aumento do tamanho do grão 
 aumento da seleção 
 empacotamento frouxo 
 diminuição do conteúdo de argila 
 dissolução de grãos instáveis 
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 Principais processos responsáveis pela redução da porosidade primária:
quebra e argilização de grãos instáveis
compactação 
cimentação
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GRÃOS DE FELDSPATOS ESMAGADOS
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GRÃOS DE QUARTZO FRAGMENTADOS
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EFEITOS DAS COMPACTAÇÃO E CIMENTAÇÃO
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EFEITOS DA COMPACTAÇÃO
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POROSIDADE INTERPARTÍCULA REDUZIDA POR CRESCIMENTO SECUNDÁRIO DE QUARTZO E FELDSPATO
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COMPLETA DESTRUIÇÃO DA POROSIDADE PRIMÁRIA POR CRESCIMENTO SECUNDÁRIO DE QUARTZO
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Porosidade SECUNDÁRIA ou EPIGENÉTICA
desenvolvida durante diagênese por dissolução, dolomitização, movimentos tectônicos 
cimentação  intercristalina e fenestral 
dissolução  de molde, moldada ou módica e cavernosa 
tectonismo, compactação ou desidratação  de fratura 
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POROSIDADE SECUNDÁRIA EM FELDSPATO
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GRÃOS DE QUARTZO FRATURADOS
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Valores de porosidade:
 varia de 0 a 100% em rochas sedimentares:
0 - silexitos não fraturados
100% - grutas calcárias
5 - 25% - porosidade média
25 - 30% - excelente 
20 – 35% - bons reservatórios 
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8- PERMEABILIDADE
propriedade que um sólido possui de permitir a passagem de fluídos através dele sem se deformar estruturalmente 
Controles: 
		porosidade efetiva 
		geometria dos poros e tortuosidade
		tamanho dos estreitamentos entre poros
		força capilar dentro da rocha
		natureza e viscosidade do fluído invasor
		gradiente de pressão hidrostática 
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 Determinação:
 lei de Darcy  Q= KA/L permeabilidade (K) depende da velocidade ou vazão (Q) do fluxo (c3/seg) que flui por uma seção da rocha (A);  = viscosidade do fluído;  pressão gradiente; L= comprimento em cm
Valores: 
milidarcy 10 - 100 = boa
100 - 300 = excepcionais
1 a 300 = arenitos armazenadores de petróleo
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9- COR
Propriedade importante:
 importante na distinção de diferentes camadas ou laminas, numa sucessão geológica;
 identificação de ambientes antigos;
 informações sobre condições físico-químicas do ambiente
determinada pela composição 
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Pode ser:
primária (singenética ou original)= reflete a cor quando o sedimento foi depositado = branca, cinza e preta
secundária (epigenética) = resulta das transformações posteriores = vermelha “cor de tijolo”, vermelha acastanhada, castanha-amarelada, diversas tonalidades de amarelo
as cores primárias podem ser alteradas  durante a diagênese e por processos intemperícos 
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 Branca = ausência de compostos de Fe, Mn ou matéria orgânica (carbono orgânico ou hidrocarboneto); sedimentos quartzosos, carbonáticos, salinos; 
 Preta e cinza = presença maior ou menor de matéria orgânica; sedimentos formados em ambientes redutores, associados com enxofre e pirita, em geral finos e marinhos, lacustres e pantanosos; 
 Cinza esverdeada ou esverdeada = presença de clorita, glauconita e esmectita e minerais de Cu; sedimentos formados em ambiente redutor fraco; 
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 Azul = presença de celestina (SrSO4), anidrita (CaSO4) e gipsita (CaSO42H2O); depósitos evaporíticos e de alguns pântanos redutores; 
 Vermelha, amarela, laranja, castanha = relacionadas a presença de hidróxido de Fe, goetita (Fe2O3H2O) e lepdocrosita (Fe2O3H2O); ambiente oxidante; 
 Chocolate = presença de hidróxido de Fe e Mn (brucita)
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10- PESO ESPECÍFICO E DENSIDADE
Peso específico = razão entre peso do corpo e o peso de igual volume de água a 4oC; 
pode ser determinado pela medida direta do peso e do volume em amostras do tamanho de calhaus e seixos; peso medido em balança e volume em volumímetro; o peso específico quando expresso comopeso em g/c3, numericamente igual à densidade
Densidade = peso pelo volume unitário
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11- COESÃO
propriedade ligada às forças superficiais, com tendência a conservar juntas as partículas de uma rocha 
mais acentuada em partículas mais finas, com diâmetros 
< 0,01mm
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12- COMPACTIBILIDADE
manifesta-se pelo decréscimo do volume das rochas quando submetidas à pressão (carga)  diminuição de porosidade 
mais ativa em rochas pouco consolidadas de granulação mais fina 
sedimentos argilosos submetidos a compactação de 1.500m de sedimentos superpostos  porosidade original de 50% pode passar para 5% 
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13- ELASTICIDADE
capacidade de corpos recuperarem seu tamanho e forma primitivas após sofrerem deformação, sob ação de esforços 
importante no controle da velocidade de propagação de ondas sísmicas em prospecção geofísica
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14- RESISTIVIDADE ELÉTRICA
medida da resistência à passagem da corrente elétrica
depende da natureza do sedimento e do fluído contido nos poros
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15- SUSCEPTIBILIDADE MAGNÉTICA
medida das propriedades magnéticas das rochas
função da quantidade de magnetita presente
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16- RADIATIVIDADE
expressa em unidades equivalentes a 10-12 g de rádio por grama de rocha
valores para arenitos = 4,1;
	 calcários = 4,0; 
	folhelhos cinzentos = 11,3; 
	folhelhos cinzento-escuros a pretos = 22,4
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17- CONDUTIVIDADE TÉRMICA
medida da facilidade de fluxo do calor através da rocha (k)
rochas sedimentares: da ordem de 0,005 calorias/s.cm.grau