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Universidade Federal do Rio Grande do Sul Departamento de Engenharia de Minas Geologia de Engenharia I ÁREA2 - Rochas sedimentares Aula 9a - Identificação macroscópica de rochas Prof. Rodrigo Peroni Junho 2003 Geologia de Engenharia I – ÁREA2 Rodrigo Peroni 1. DESCRIÇÃO MACROSCÓPICA DE ROCHAS SEDIMENTARES CLÁSTICAS Antes de começarmos a descrever as rochas, devemos fazer alusão a alguns termos i. matriz: material de granulação fina que ocorre entre os grãos grosseiros na rocha. Normalmente consiste de argila com partículas do tamanho de silte de quartzo e outros minerais ii. cimento: não confundir com matriz, cimento é o material precipitado quimicamente que preenche os espaços entre a estrutura de grãos nas rochas sedimentares. Ao descrever uma amostral de mão de rocha sedimentar, determinadas características são importantes de serem ressaltadas: i. Tamanho de grão ii. Composição iii. Textura iv. Cor v. Clastos importantes, outras características marcantes. Em rochas sedimentares os constituintes estão organizados em estrutura granular (arcabouço), matriz e cimento. O arcabouço e a matriz são alógenos (transportados para o local de deposição), ao passo que o cimento é autógeno (precipitado no local de deposição). Os três tipos mais comuns de arcabouço são: i. Quartzo: monocristalino (grãos) e policristalino (chert) ii. Feldspato iii. Fragmentos líticos (qualquer fragmento pré-existente de rochas) Minerais comuns constituintes de cimento incluem: i. minerais carbonatados, calcita, dolomita e siderita ii. quartzo iii. feldspato assim como o ortoclásio (como crescimento em grãos detríticos de ortoclásio) e albita iv. argila de mica – sectita, caolinita e grupo da clorita Observe que argila ocorre e ambas as situações, como matriz terrígena, os produtos de reações de hidrólise nos solos da área de origem para os sedimentos, e como cimentos diagenéticos, os quais são resultado de reações similares que ocorrem entre os sedimentos. 2. CLASSIFICAÇÃO De acordo com a classificação adotada existe uma ordem lógica de observação de alguns itens até chegar na identificação e na própria nomenclatura da rocha. Os passos a seguir são seguidos até que se obtenha a identificação das feições macroscópicas da rocha e a conseqüente determinação do nome: Passo um: classificação pelo tamanho de grão Passo dois: observação da composição cascalho areia Geologia de Engenharia I – ÁREA2 Rodrigo Peroni lama Passo três: observação da textura cascalho areia lama Passo quatro: Cor Passo cinco: Observações adicionais, clastos importantes, etc. Passo seis: dar o nome da rocha Nota: Essa é apenas uma maneira de classificar rochas sedimentares clásticas. Existe uma variedade de classificações de rochas disponíveis, portanto para uma mesma rocha podem ser atribuídos nomes distintos. Embora pareça confuso,ao aceitar-se e entender-se a diversidade de nomenclaturas, poderemos comparar e contrastar a literatura de rochas sedimentares. 2.1. PASSO UM A identificação fundamental de rochas sedimentares é o tamanho de grão. Isso irá conduzir ao nome raiz da rocha. O tamanho de grão é determinado observando-se a proporção dos minerais de que predominam na textura da rocha de acordo com a sua granulometria. Lembrando que: rudáceo > 2mm 1/16 < arenáceo < 2mm lutáceo < 1/16 Para uma identificação mais completa, verifica-se a escala de granulometria de Wentworth. Define-se então se a composição da rocha é composta em sua maioria por minerais (independente do tipo de mineral) de granulometria: i. rudácea ii. arenácea iii. lutácea CASCALHO AREIA LAMA SILTOSA LAMA ARGILOSA ARGILITO ou FOLHELHO SILTITOARENITOCONGLOMERADO Figura 1 - Tipos (granulometria) de sedimentos clásticos e os tipos de rochas formadas 2.2. PASSO DOIS Suponha que se tenha definido que a rocha é composta em sua maioria por grãos de cascalho. Observa-se agora a composição da rocha para avaliar as proporções relativas de lama, areia e cascalho e utilizando a subdivisão de Comptom de rochas clásticas, determina-se um nome mais acurado para essa rocha. Por exemplo, uma rocha com 5% cascalho, 80% lama e 15% areia seria classificada como lutito rudáceo. Geologia de Engenharia I – ÁREA2 Rodrigo Peroni Figura 2 – Gráfico triangular de classificação proporcional do tipo de sedimento constituinte da rocha sedimentar. Suponha que se tenha definido que a rocha é composta por grãos do tamanho areia, agora observe a composição dessa rocha e verifique se existe mais ou menos de 10% de matriz na composição global. Conforme essa determinação a rocha será: mais do que 10% Wacke menos do que 10% Arenito Observe os grãos da rocha e verifique se eles são compostos em sua maioria por grãos de quartzo, feldspato ou fragmentos líticos. Determine suas proporções relativas e use a classificação de arenitos de Dott (Gilbert) para atribuir um nome mais acurado para a rocha. Se o nome determinado for arenito, observe o material entre os grãos (cimento), se for possível, determinar o tipo de cimentação (dois tipos de cimentação comuns são o quartzo e a calcita). Figura 3 - Classificação modificada de Dott (Gilbert) de Wackes. Geologia de Engenharia I – ÁREA2 Rodrigo Peroni Diagramas QFL (quartzo – feldspato – líticos) Wackes contém mais do que 10% de matriz, determina-se um nome mais acurado para a rocha usando as abundâncias relativas de quartzo, feldspato e líticos. Por exemplo, uma rocha com mais de 10% de matriz e aproximadamente 60% de fragmentos líticos seria classificada como wacke lítico. Classificação modificada de Dott (Gilbert) de arenitos. Arenitos contém menos de 10% de matriz. Determinar um nome mais acurado para a rocha usando as proporções relativas de quartzo, feldspato e líticos. Por exemplo, uma rocha com menos de 10% de matriz e aproximadamente 90% de quartzo seria classificada como um quartzo arenito. Suponha que tenha sido definido que a rocha é um lutito. Observe a composição e determine a quantidade relativa de argila e silte e cheque para ver se a rocha é fissílica ou não-fissílica. Se for definido como uma rocha lutácea despreza-se o passo três indo direto para o passo quatro. Classificação de rochas lutáceas (H. Blatt et al, 1980) Definição de tamanho ideal Lutito fissílico Lutito não fissílico > 2/3 silte folhelho siltoso siltito > 1/3 < 2/3 silte folhelho lutáceo lutito > 2/3 argila folhelho argiloso argilito 2.3. PASSO TRÊS Agora observe a textura dessa rocha e identifique o grau de arredondamento dos grãos e como eles estão classificados. Uma das propriedades texturais de uma rocha sedimentar é o tamanho dos grãos. Os dois parâmetros importantes são: tamanho médio dos grãos distribuição (classificação) do tamanho dos grãos Geologia de Engenharia I – ÁREA2 Rodrigo Peroni Tabela 1 - Escala de tamanho de grão de Wentworth (1922). Escala Phi tamanho Classe de Wentworth Nome do sedimento / nome da rocha -8 256 mm Mataco Sedimento: Cascalho -6 64 mm Pedregulho Rocha: Rudito (conglomerado, brechas) -2 4 mm Seixo -1 2 mm Grãos 0 1 mm Areia muito grossa Sedimento: Areia 1 1/2 mm Areia Grossa Rocha: Arenito 2 1/4 mm Areia média 3 1/8 mm Areia fina 4 1/16 mm Areia muito fina 8 1/256 mm Silte Sedimento: lama Argila Rocha: Lutito A escala usada para definir o tamanho dos grãos em sedimentos e rochas sedimentares são escalas de graduação, isto é, elas foram criadas para impor subdivisões arbitrárias na continuidadenatural. A terminologia mais familiar para é a da escala de Wentworth, que inclui as classes maiores: cascalho, areia e argila com suas subdivisões. A escala phi desenvolvida por Krumbein, é construída pela seguinte equação: 2.3.1. DISTRIBUIÇÃO DO TAMANHO DE GRÃO A variedade em tamanho de grão em uma rocha silicástica é comumente conhecida por classificação. A classificação pode ser computada pelo histograma da distribuição do tamanho de grão, o qual é freqüentemente estimado utilizando uma tabela visual tal qual apresentada na figura abaixo. A classificação é normalmente um parâmetro usado para identificar a maturidade da rocha. SELEÇÃO POBRE BEM SELECIONADO MODERADAM. SELECIONADO MUITO BEM SELECIONADOSELEÇÃO MUITO POBRE 2.3.2. SILICICLASTOS: FORMA DO GRÃO Forma do grão envolve atributos que se referem à morfologia externa das partículas. Isso inclui textura da superfície, arredondamento e forma dos grãos. Forma dos grãos (Bustin, 1995) é determinada por: estrutura interna (clivagem dos minerais) características de origem da rocha tal como diaclasamento ou acamadamento litologia dureza Geologia de Engenharia I – ÁREA2 Rodrigo Peroni fratura transporte 2.3.3. TEXTURA DA SUPERFÍCIE Textura da superfície se refere à irregularidades na superfície, tão pequenas de maneira que elas não afetem a forma do grão. Feições incluem vários tipos de buracos, ranhuras, etc. Essas características podem ter algo a ver com o ambiente deposicional. Contudo elas são difíceis de se observar sem a ajuda de um microscópio eletrônico de varredura. 2.3.4. ARREDONDAMENTO Arredondamento é definido como o raio de curvatura médio dos cantos (ri na figura) ao maior circulo inscrito. Como pode ser visto, esse tipo de medida é bastante complicado e subjetivo. A maneira mais simples de determinar arredondamento é comparar o arredondamento dos grãos de uma rocha ou sedimento à tabelas preparadas assim como as tabelas mostradas abaixo. ANGULAR SUB-ANGULAR SUB-ARREDONDADO ARREDONDADO 2.3.5. FORMA Forma se refere aos atributos envolvendo a morfologia tridimensional, isto é, a variação na proporção dos três eixos que definem a forma geométrica. Várias medidas são usadas, e as mais populares incluem: Esfericidade – proximidade de forma esferoidal, normalmente visual usando gráficos de comparação. Diagramas de Zing – plotar a relação dos eixos (menor / intermediário) x (intermediário / maior). Normalmente uma estimativa visual é mais utilizada do que medidas verdadeiras são utilizadas. Geologia de Engenharia I – ÁREA2 Rodrigo Peroni 2.4. PASSO QUATRO Determinar a cor da rocha 2.5. PASSO CINCO Verificar se existe algo anormal na rocha, alguma característica relevante, algum mineral importante ou clastos, algo que mereça ser tomado nota, presença de fósseis, alguma estrutura sedimentar visível (tipo acamadamento cruzado). Observação da estrutura (maciça, estratificada). 2.6. PASSO SEIS Coloque todas as características juntas, usando as informações que foram coletadas, nomear a rocha usando a seguinte estrutura: NOME RAIZ [cor][textura][cimento][minerais importantes ou clastos] [com...]
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