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1 Renan Salvate Campos Geologia Geologia A terra Estrutura e composição O planeta terra é dividido em 3 partes, crosta, manto e núcleo. Camadas que apresentam densidades e formações dife- rentes, bem como rochas e minerais mais abundantes em cada uma. Crosta A crosta terrestre é a camada mais externa da superfície da terra. É a parte superior da litosfera com uma espessura variável de 5 km a 70 km. Basicamente constituída de basalto e granito. Pode ser dividida em Continental e Oceâni- ca. A Crosta Continental tem espessura de 30 km a 40 km nas regiões mais antigas e sismicamente mais estáveis e 60 km a 70 km nas cadeias montanhosas mais novas. Basicamente constituída de Granito, é me- nos densa. Já a Crosta Oceânica tem de 5 km a 10 km de espessura. Por ser constitu- ída de Basalto e conter mais Ferro é mais densa que a continental. Formada em sua maioria por Oxigênio (46%). Seus principais componentes são o Silício (28%), Alumínio (8%), Ferro (6%), Magnésio (4%), Cálcio (2,4%), Potássio (2,3%) e Sódio (2,1%) Manto O manto é a camada intermediária da Ter- ra, estendendo-se de 30 km a 2.900 km de profundidade. Difere-se da crosta especialmente pela sua composição química e comportamento mecânico, que pode ser notado na frontei- ra, zona de transição chamada de descon- tinuidade de Moho. No manto superior encontra-se a Astenos- fera, região plástica, nem líquida nem sóli- da que permite deformações e o movimen- to da crosta acima. Situada entre 400 km e 650 km de profundidade. Tanto no manto superior quanto no manto inferior ocorre à convecção do manto. O manto é sólido devido a alta pressão, e podem existir câmaras magmáticas com uma parte do manto viscosa, chamada magma. Sua composição é de Oxigênio (44%), Silício (21%), Magnésio (22%), Ferro (6%), Cálcio (2,3%) , Alumínio (2,2%), Sódio (0,3%) e Potássio (0,03%) . Núcleo O núcleo é a parte mais interna da Terra, dividida em duas partes, o interno e o ex- terno. O Núcleo Externo é viscoso, composto principalmente por ferro, mas também contem enxofre, silício e oxigênio. Sua con- vecção é responsável pela existência do campo magnético da Terra. O Núcleo Interno é composto de ferro e níquel. Com uma temperatura de 4.500ºC e pressão superior a 4,5 x 106 atm, o núcleo interno é sólido. Placas tectônicas O planeta Terra está dividido, em seu inte- rior, em domínios concêntricos, cada qual com suas próprias características de visco- sidade, plasticidade e elasticidade, dos quais o mais externo é a litosfera. A litosfera é constituída pela crosta e a porção mais rígida do manto superior. Com espessura variável de 100 km a 400 km, 2 Renan Salvate Campos Geologia tem fraturas e falhas que a retalham em placas tectônicas. Abaixo da litosfera fica a astenosfera, com um gradiente térmico capaz de iniciar a fusão parcial das rochas, tem uma caracte- rística plástica que permite o deslizamento das placas da litosfera sobre ela. Pacífica Aficana Nazca Arábia Sul Americana Eurásia Norte-Americana Filipinas Antártica Indo-Australiana Limites entre as placas As maiores atividades sísmicas e vulcões do planeta se encontram nos limites entre as placas. Essas atividades são responsáveis pelo surgimento de cadeias de montanhas, e a destruição de placas. São três: Limites divergentes Ocorrem nas cadeias meso- oceânicas onde tensões traci- onais afastam uma placa da outra com intrusão de magma da astenosfera entre elas, que se solidifica e vira crosta. Limites convergentes Ocorrem onde as placas colidem frontalmente, com conseqüências que dependem da densidade das placas. Normalmente a de maior den- sidade mergulha sob a de maior densidade, num processo chamado subducção. Levan- do a formação de relevos elevados e erup- ções vulcânicas. Limites conservativos Marcam o contato de placas de densidades semelhantes que coli- dem obliquamente. Não há destruição de placas, nem formação de crosta. Independente do tipo de movimentação e interação de placas, abalos sísmicos e ter- remotos ocorrerão sempre que elas se moverem, deformando as rochas presentes nessas regiões. Movimento das placas O motor que move as placas tectônicas é a convecção do magma. Com a elevada tem- peratura no manto inferior a densidade do seu material diminui e sobe lentamente em direção ao manto superior. O material de maior densidade que existe lá desce para ocupar o lugar, formando assim a convec- ção. Essa movimentação do manto promo- ve a movimentação da astenosfera, e por estar acoplada nela, a litosfera também se move. Colisões entre placas A convergência das placas resulta na coli- são entre elas. Existem três tipos de coli- são, Continental contra Continental, Conti- nental contra Oceânica e Oceânica contra Oceânica. Em todos os casos a placa menos densa afunda sobre a outra, num fenôme- no chamado de subducção. Por outro lado, cada colisão resultara em uma formação de relevo diferente: cordilheiras de monta- nhas tipo alpinas, cordilheiras de monta- nhas tipo andino e arcos de ilhas respecti- vamente. 3 Renan Salvate Campos Geologia Minerais Um mineral é um sólido homogêneo, com composição química definida, mas que pode variar dentro de intervalos definidos, formado por processos naturais inorgâni- cos, cujos átomos se encontram organiza- do em um arranjo periódico tridimensional denominado estrutura cristalina. Identificação dos minerais Os minerais podem ser identificados pelas suas propriedades macroscópicas, que podem ser determinadas por ensaios físi- cos ou com o uso de equipamentos Hábito Cristalino Alguns minerais têm uma forma habitual de exibição devido a sua estrutura cristali- na. Podem ser laminar, prismático, fibro- so, tubular ou equidimensional. Transparência É a capacidade do mineral de permitir a passagem de luz. Podem ser transparen- tes, translúcidos e opacos. Brilho Refere-se ao modo como o material reflete a luz. Pode ser metálico ou não metálico, sendo o segundo subdividido em vítreo, gorduroso e sedoso. Cor A cor é resultado da absorção seletiva da luz incidente, principalmente devido a pre- sença de elementos químicos de transição como o Fe, Cu, Ni, Cr e V ou devido a defei- tos cristalinos. Podem ser idiocromáticos se apresentarem somente uma cor ou alo- cromáticos se apresentarem várias cores. Traço A cor do pó obtido ao se riscar o mineral contra uma placa de porcelana. Boa para identificar minerais opacos que apresen- tam traço colorido. Dureza É a resistência do mineral ao ser riscado. Usa-se a escala de Mohs para identificar os minerais. Dureza Mineral 1 Talco 2 Gipsita 3 Calcita 4 Fluorita 5 Apatita 6 Ortoclásio 7 Quartzo 8 Topázio 9 Coríndon 10 Diamante � Unha: 2,5 � Canivete: 5,5 � Vidro: 7 Clivagem São planos de fratura com regularidade, que refletem a fraqueza do mineral em determinadas direções da estrutura crista- lina. Pode ser laminar, cúbica ou romboé- drica. Fratura Quando o mineral não apresenta clivagem, apresenta fratura. São fraquezas da estru- tura cristalina, porém não tem regularida- de. 4 Renan Salvate Campos Geologia Densidade A massa específica do mineral é dependen- te da sua composição, oscilam entre 2,5 e 3,3. Magnetismo É o efeito de campos magnéticos presentesno mineral. Poucos são perceptíveis com um imã de mão, alguns só com eletroímãs. Classificação dos minerais Silicatos São os minerais mais abundantes na crosta e do manto. Tem grandes quantidades de sílica [SiO4] B: Opaco C: Branca Tr: Não D: 6,0 Cl: Sim Fr: Não Feldspato Mg: Não B: Vítreo C: Incolor Tr: Não D: 7,0 Cl: Não Fr: Sim Quartzo Mg: Não B: Vítreo C: Verde Oliva Tr: Branco D: 6,5 Cl: Não Fr: Sim Olivina Mg: Não B: Vítreo C: Vermelho escuro Tr: Não D: 6,5 Cl: Não Fr: Sim Granada Mg: Não B: Sedoso C: Incolor Tr: Não D: 2,5 Cl: Sim Fr: Não Mica Mg: Não Carbonatos São minerais com radical [CO3] 2-. Muito importantes para indústria compondo o cimento portland e como corretivo de so- los. B: Vítreo C: Branca Tr: Não D: 3,0 Cl: Sim Fr: Não Calcita Mg: Não Sulfatos São minerais com radical [SO4] 2- B: Vítreo C: Esverdeada Tr: Branco D: 3,5 Cl: SIm Fr: Não Barita Mg: Não Sulfetos São compostos por metais combinados com o ânion S- ou S+ 5 Renan Salvate Campos Geologia B: Metálico C: Amarelada Tr: Preto D: 6 Cl: Não Fr: Sim Pirita Mg: Não B: Metálico C: Cinza Tr: Preto D: 2,5 Cl: Sim Fr: Não Galena Mg: Não Haletos São minerais que apresentam elementos halogênios. F-, Cl-, Br- e I-. B: Vítreo C: Variável Tr: Branco D: 4 Cl: Sim Fr: Não Fluorita Mg: Não B: Vítreo C: Variável Tr: Branco D: 2,5 Cl: Sim Fr: Não Halita Mg: Não Óxidos São minerais com o ânion O2-. B: Metálico C: Cinza-preto Tr: Vermelho D: 6,5 Cl: Não Fr: Sim Hematita Mg: Sim B: Metálico C: Preto Tr: Não D: 6 Cl: Não Fr: Sim Magnetita Mg: Sim Fosfatos São minerais com o ânion (PO4) 3- B: Vítreo C: Variável Tr: Branco D: 5 Cl: Não Fr: Sim Apatita Mg: Não Elementos nativos São os minerais de cristalização de subs- tancias puras. B: Metálico C: Amarelo Tr: Não D: 2,5 Cl: Não Fr: Sim Ouro Mg: Não B: Metálico C: Branco, cinza Tr: Não D: 2,5 Cl: Não Fr: Sim Prata Mg: Não B: Metálico C: Vermelho Tr: Não D: 2,5 Cl: Não Fr: Sim Cobre Mg: Não 6 Renan Salvate Campos Geologia B: Adamantino C: Incolor Tr: Não D: 10 Cl: Sim Fr: Não Diamante Mg: Não B: Resinoso C: Amarelo Tr: Não D: 2,5 Cl: Não Fr: Sim Enxofre Mg: Não B: Metálico C: Cinza escuro Tr: Cinza escuro D: 1,5 Cl: Sim Fr: Não Grafita Mg: Não Origem dos minerais Os minerais são formados por diferentes tipos de processos naturais, que envolvem a cristalização a partir de magma, soluções aquosas, reações entre minerais e degra- dação de outros minerais. Cristalização magmática Produto do resfriamento de magmas, de composição silicática. Gerados pela fusão parcial de rochas do manto ou da crosta e seu resfriamento. A cristalização não é homogênea. Ex. Diamante Minerais Sublimados Formados da cristalização de um vapor, como também da interação entre vapores e destes com as rochas dos condutos por onde passam. Ex. Enxofre Minerais Pneumatolíticos Formados pela reação dos constituintes voláteis oriundos da cristalização magmáti- ca, desgaseificação do interior terrestre ou de reações metamórficas sobre as rochas adjacentes. Ex. Turmalina Minerais Metamórficos Originam-se principalmente pela ação da temperatura, pressão litostática e pressão das fases voláteis sobre rochas magmáti- cas, sedimentares e também sobre outras rochas metamórficas. Ex. Granada Precipitação a partir de soluções Originam-se pela deposição devido a eva- poração, variações de temperatura, pres- são, porosidade ou pH. Ex. Gipsita 7 Renan Salvate Campos Geologia Rochas Origem As rochas são divididas em três grupos, ígneas, sedimentares e metamórficas. Caracterizados com base nos processos envolvidos em sua formação. � Fusão � Solidificação � Erosão � Diagênese � Metamorfismo Rochas ígneas Magma O magma é uma fusão de silicatada forma- do a grandes profundidades. Recebe esse nome quando está no interior da terra, quando extravasa é chamado de lava. Apresenta temperaturas entre 700ºC e 1200ºC e é dividido em três partes: 1) Líquida: Rocha fundida. 2) Sólida: Minerais já cristalizados e fragmentos de rochas. 3) Gasosa: Voláteis dissolvidos como água, dióxido de carbono, metano e enxofre. Formado nas partes mais inferiores da litosfera e na astenosfera, o magma sólido que lá se encontra pode sofrer um alívio de pressão e um aumento da temperatura, entrar em fusão e formar a câmara mag- mática. Com a diminuição da densidade o magma viscoso tende a subir para a super- fície, em meio a falhas e fraturas, podendo alcançá-la ou não. De acordo com a composição do magma e a temperatura em que ele resfria novos minerais serão formados. A série de Bowen classifica esses minerais conforme a quan- tidade de SiO2 presente no magma e a temperatura de cristalização. Plutonismo As rochas intrusivas são as rochas ígneas formadas no interior da crosta. Possuem textura fanerítica, minerais visíveis a olho nu, o que nos leva a crer que foram resfri- adas bem lentamente e deram tempo para os minerais crescerem. O magma nem sempre consegue atingir a superfície, soli- dificando-se no interior da crosta, forman- do corpos intrusivos de tamanhos e formas variadas que só podem ser vistos devido aos processos de erosão da crosta que revelaram essas estruturas. A profundidade com que o magma se soli- difica serve para definir que tipo de estru- tura ele irá formar. Em profundidades mai- ores são formados os batólitos de grande extensão (>100km²) e os stocks de menor extensão. São as raízes das montanhas. Durante o seu crescimento pode incorpo- rar outras rochas e as consolidam inteiras em seu interior, são chamadas de xenóli- tos. Ígneas Sedimentares Metamórficas Sedimentos Magma 8 Renan Salvate Campos Geologia Em profundidades menores as estruturas formadas são os diques, lacólitos e os sills. Os diques são formados quando o magma invade verticalmente as rochas encaixantes e se solidifica em discordância com a estru- tura original da rocha. Os sills são forma- dos da mesma forma, porém o magma invade verticalmente. Os lacólitos são se- melhantes aos sills, porém sua forma de cogumelo arqueia as rochas e os solos aci- ma dele. Vulcanismo As rochas extrusivas são formadas no exte- rior da crosta pelo magma expelido por vulcões ou derrame de lava. Possuem tex- tura afanítica, minerais não visíveis a olho nu, indicando um resfriamento muito rápi- do causado pela exposição da lava à atmos- fera. Classificação Química A composição química de uma determina- da rocha pode ser estimada a partir das proporções dos minerais que a constituem. Os parâmetros da seguinte forma: Classificação Teor de Sílica Exemplo Ácida SiO2 > 66% Granito Intermediária 66% > SiO2 > 52% Andesito Básicas 52% > SiO2 > 45% Basalto Ultra básicas SiO2 < 45% Gabro Cor O índice de cor define a proporção entre minerais máficos e félsicos constituintes da rocha. Representado por M é o percentual de minerais máficos na rocha, sendo os félsicos os mais claros e os máficos maisescuros. Podem ser subdivididas em: Classificação Índice de cor Hololeucocráticas M <10 Leucocráticas 10 < M < 30 Mesocráticas 30 < M < 60 Máficas 60 < M < 90 Ultramáficas M > 90 Textura A textura define a possibilidade da identifi- cação dos minerais a olho nu, são elas: Fanerítica Formada por minerais visíveis. Pode ser fina, média, grossa.É típica de rochas plu- tônicas em razão do resfriamento lento do magma no interior da crosta. Assim, só ocorre em rochas plutônicas. São equigra- nular se apresentarem a mesma classe granular e inequigranular se não. Ex.: Granito Afanítica Formada por minerais muito finos (não visíveis). É típica de rochas vulcânicas em razão do resfriamento rápido do magma (lava) na superfície. Ex.: Basalto Porfiríticas Formada em regiões intermediárias, tem grãos maiores que se sobressaem em rela- ção a uma matriz mais fina. Pode ocorrer em rochas plutônicas e vulcânicas. Ex.: Dacito 9 Renan Salvate Campos Geologia Principais rochas Vulcânica Afanítica Félsica Ácida Riolito Vulcânica Afanítica Félsica Ácida Dacito Vulcânica Afanítica Félsica Intermediária Andesito Vulcânica Afanítica Máfica Básicas Basalto Vulcânica Afanítica Ultramáfica Ultrabásica Komatiíto Plutônica Fanerítica Félsica Ácida Granito Plutônica Fanerítica Félsica Ácida Granodiorito Plutônica Fanerítica Intermediária Ácida Diorito Plutônica Fanerítica Máfica Básica Gabro Plutônica Fanerítica Ultramáfica Ultrabásica Peridotito 10 Renan Salvate Campos Geologia Rochas sedimentares Sedimentos Sedimento é o material sólido que se de- posita ao final de um transporte que pode ser físico ou químico. No primeiro, o sedi- mento como matéria sólida já existe, no segundo ele só se forma na deposição dos íons carregados pela solução. Esses sedimentos são retirados de rochas pré-existentes por meio de intemperismo, dado pela ação da água, dos ventos, de outras rochas e da ação humana. São de- positados em bacias sedimentares e lá se consolidam em rochas sedimentares com as alterações de temperatura e pressão. Os sedimentos podem ser: � Clásticos quando soltos de rocha pro- duzidos por processos intempéricos e erosivos. � Químicos quando precipitados a partir de solução em água. � Biogênicos quando constituídos por fragmentos fossilizados de plantas ou animais. Quando são transportados até a bacia re- cebem a classificação de alóctones, po- dendo ser terrígeno se o transporte foi mecânico ou aloquímico se o transporte foi químico. Quando os sedimentos são for- mados no interior da bacia por processos biogênicos ou químicos recebe a classifica- ção de autóctones. Os sedimentos são classificados de acordo com seu diâmetro Ø, podendo ser: Diâmetro (mm) Classe Subclasse Ø > 256 Cascalho Matacão 64 < Ø < 256 Bloco 4 < Ø < 64 Seixo 2 < Ø < 4 Grânulo 1 < Ø < 2 Areia Muito grossa 0,5 < Ø < 1 Grossa 0,25 < Ø < 0,5 Média 0,125 < Ø < 0,25 Fina 0,062 < Ø < 0,125 Muito Fina 0,031 < Ø < 0,062 Silte Grosso 0,016 < Ø < 0,031 Médio 0,008 < Ø < 0,016 Fino 0,004 < Ø < 0,008 Muito fino Ø < 0,004 Argila Argila As rochas formadas exclusivamente por Areia, Silte e Argila, recebem o nome de Arenito, Siltito e Argilito respectivamente. Já as rochas formadas por sedimentos das quatro classes recebem o nome de con- glomerado. Diagênese A consolidação dos sedimentos e a forma- ção das rochas sedimentares recebem o nome de diagênese. São quatro processos: Compactação, dissolução e cimentação. Compactação mecânica O aumento da pressão faz com que os se- dimentos fiquem cada vez mais juntos, diminuindo os vazios entre eles e dimi- nuindo sua porosidade. Dissolução (compactação química) Se a água percolar entre os sedimentos e estes forem suscetíveis ao efeito químico da água, as extremidades dos mesmos podem ser dissolvidas e os sedimentos se encaixam uns nos outros. Cimentação É a precipitação química de outros mine- rais a partir dos íons em solução da água intersticial. Ocorre em conjunto com a 11 Renan Salvate Campos Geologia dissolução e forma uma coesão entre os sedimentos. Os processos da diagênese formam a litifi- cação, que é a transformação dos sedimen- tos em rocha. Composição das rochas Os componentes deposicionais de um agregado sedimentar são três: Arcabouço, matriz e cimento. O arcabouço correspon- de à fração clástica principal e as mais grossas. O material clástico mais fino é a matriz. O Cimento é o material mais fino, depositado por soluções que unem os ou- tros elementos. � Arcabouço � Cimento � Matriz Os conglomerados que apresentam maior quantidade de matriz são chamados de paraconglomerados, e os que apresentam mais arcabouço que matriz se chamam ortoconglomerados. Principais Rochas Arenito Argilito Conglomerado Arenito Conchífero Rochas Metamórficas Rochas metamórficas se originam de ou- tras rochas preexistentes, em resposta a mudanças nas condições de temperatura e pressão no interior da crosta terrestre. Metamorfismo Metamorfismo é o conjunto de transfor- mações com mudanças na estrutura, com- posição mineralógica e composição quími- ca, pelos quais uma rocha preexistente, chamada de protólito, adapta-se as novas condições físico-químicas no interior da crosta. Essas mudanças mineralógicas re- sultam de reações no estado sólido. Os fatores principais que controlam os processos metamórficos são a natureza do portólito, temperatura, pressão litostática, pressão dirigida, presença de fluidos e o tempo de duração desses processos. Natureza do protólito As características químicas, mineralógicas, texturais e estruturais da rocha precursora são determinantes para o desenvolvimento das feições do metamorfismo. A composi- ção mineralógica e química define as asso- ciações de minerais que podem se formar com a variação da temperatura e pressão. Algumas rochas são pouco sensíveis a essas mudanças e pouco se alteram com o me- tamorfismo, já outras rochas podem sofrer recristalização e deformação tendo sua textura e estrutura muito modificada. Temperatura As principais fontes de calor na Terra são o calor residual do manto e o calor gerado por desintegrações radioativas. Sendo o primeiro ser transmitido via tectônica de placas em forma de intrusão de material ígneos, chamada de advecção, ou transfe- rência de calor entre as rochas da crosta. A mudança de temperatura promove reações químicas no interior da rocha, e seus mine- rais tem que encontrar um novo equilíbrio. Em elevadas temperaturas, o metamorfis- 12 Renan Salvate Campos Geologia mo pode levar ao campo ígneo e provocar a fusão parcial das rochas, formando os migmatitos. As temperaturas aumentam no interior da terra, em sua maioria, em um gradiente térmico entre 15 e 30ºC/Km. Pressão Existem dois tipos de pressão atuantes na crosta, a litostática (confinada) e a dirigida (stress). A primeira é distribuída unifor- memente em todas as direções aumentan- do conforme a profundidade, originada da coluna de rocha existente sobre a que so- fre a pressão. A Segunda é proveniente das movimentações tectônicas onde a placa se localiza,atua de forma vetorial. A defor- mação mecânica promove mudanças signi- ficativas na textura e na estrutura das ro- chas provocando sua orientação. Isso pro- move o folheamento. Fluidos A presença de fluidos é importante para a alteração composicional da rocha meta- morfoseada, além de poder provocar fratu- ras na mesma caso a pressão desses fluidos ultrapasse a resistência mecânica da rocha, abrindo espaço para o escape desse fluido e a deposição de novos minerais. Tipos de metamorfismo O metamorfismo se desenvolve em diver- sos ambientes e possui extensão que pode variar de pequenas áreas em cm² até regi- ões com milhares de quilômetros de exten- são. Regional / Dinamotermal Esse tipo de metamorfismo ocorre em limi- tes de placas tectônicas, os protólitos são fortemente deformados, dobrados e falha- dos pelas elevadas temperaturas e pres- sões litostáticas e dirigidas com 4 níveis de intensidade, formando novas texturas e associação de minerais. As rochas resultan- tes apresentam folheação. � Nivel 1: Ardósias => Mais frágil � Nível 2: Filitos => Baixa resistência, fo- lheação � Nível 3: Xistos => Resistencia maior, folheação � Nível 4: Gnaisse => Alta Resistencia, folheação Contato / Termal Esse tipo se desenvolve em rochas sedi- mentares encaixantes ao redor de intru- sões magmáticas. O calor do dique ígneo “cozinha” as sedimentares e forma o cha- mado hornfels. Cataclástico / Dinâmico Tipo comum em zonas de falhas e zonas de cisalhamento tectônico. As pressões dirigi- das de grande intensidade provocam a cominuição dos minerais reduzindo a gra- nulação e deformando, textura e estrutura com micro bandeamentos e laminações tectônicas. A rocha metamorfoseada fica polida e com espaços para a entrada de água. É o processo de formação do miloni- to. 13 Renan Salvate Campos Geologia Hidrotermal Ocorre quando a água quente percola em fraturas entre rochas. As trocas iônicas entre a água quente e as paredes das fra- turas desestabilizam os minerais da parede e os fazem recristalizar de outras maneiras, provocando a perda de resistência da ro- cha. Propriedades Textura As texturas da rocha metamórfica se de- senvolvem por blastese, processo que im- plica na nucleação e crescimento mineral no estado sólido. Por isso essas texturas são identificas pelo radical blasto. � Granoblastos: Possuem grãos em tama- nhos iguais, sem predominância de um ou outros minerai e visíveis a olho nú. � Lepidoblasto: Mais comum em rochas com micáceos, possuem grãos em ta- manhos iguais orientados, porém não visíveis a olho nú. � Nematoblasto: Mais comum em rochas com anfibólios e piroxênios, possuem grãos em tamanhos diferentes e orien- tados. � Porfiroblasto: Possuem grãos que se destacam dos demais da rocha. Estrutura As estruturas da rocha metamórfica são definidas pelo seu processo de transforma- ção. As folheações são: � Xistosidade: Definida pela orientação de minerais micáceos. � Clivagem ardosiana: Apresenta uma fissilidade definida pela orientação de micáceos indistintos a olho nú. � Bandamento: Comum nos gnaisses on- de os minerais félsicos e máficos se se- param em linhas escuras e claras. 14 Renan Salvate Campos Geologia Principais rochas Dinamotermal Alto Grau (4) Nematoblasto Bandamento Gnaisse Dinamotermal Média (3) Lepidoblasto Xistosidade Micaxisto Dinamotermal Médio (3) Nematoblasto Xistosidade Xisto Cataclástico Porfiroblasto Cataclástica Milonito Dinamotermal Alto(5) Fusão Parcial Granoblastos Diversa Migmatito Dinamotermal Média (3) Granoblasto Xistosidade Quarzito Dinamotermal Baixo (1) Granoblastica Clivagem Ardosiana Ardósia 15 Renan Salvate Campos Geologia Estruturas Estrutura das rochas As rochas possuem dois tipos de estrutu- ras, a primária, descendente do seu pro- cesso de formação e a secundária, que vem dos esforços sofridos pela rocha. Estrutura primária Durante a gênese das rochas, os minerais se agrupam em formas geométricas iguais, os espaços entre essas formas são uma fraqueza da rocha, e por consequência, uma força aplicada nesses atuam com mai- or intensidade. Estrutura secundária Quando a rocha está em alta temperatura fica maleável com uma pressão dirigida, sofre stress, e responde se deformando, strain, na direção oposta a essa força. O strain gera variação de volume e distor- ções. Dobras As deformações dúcteis que afetam os corpos rochosos são denominadas de do- bras, originam-se em ambientes compres- sivos ou extensionais associados à forma- ção das cadeias de montanhas. A dobra é classificada de acordo com sua direção, podendo ser: � Anticlinal: Com a rocha mais antiga no centro, concavidade para baixo: � Sinclinal: Com a rocha mais nova no centro, concavidade para cima: Falhas As falhas resultam de deformações rúpteis nas rochas da crosta, são expressas por superfícies descontínuas com algum deslo- camento. Com o grande esforço as rochas se rom- pem em seu plano de fraqueza, a indicação em campo para uma falha é o ponto trípli- ce, onde 3 ou mais rochas diferentes apa- recem juntas. Falha normal 16 Renan Salvate Campos Geologia Falha inversa Sistema de falhas Além do deslocamento vertical, pode ocor- rer o deslocamento horizontal, a parte deslocada é chamada de rejeito. Dobras e falhas são estruturas quilométri- cas, regionais, as falhas pressupõem deslo- camentos relativos. Existem, porém as fraturas, feições locais e descontinuidades sem deslocamento responsáveis pela com- partimentação dos maciços rochosos. Fraturas Existem dois tipo, as tectônicas, provenien- tes de movimentações da rocha, e as de alívio, proveniente do alívio de pressão sobre a rocha. Fraturas tectônicas Os movimentos tectônicos podem promo- ver o faturamento vertical das rochas, dei- xando espaço para a água entrar e conse- quentemente erodir a rocha. São mais polidas. Fraturas de alívio Quando uma rocha tem sua cobertura su- perior erodida, as pressões na parte supe- rior e inferior ficar diferentes, isso provoca um faturamento horizontal na rocha, como se ela se dividisse em camadas. São mais rugosas. 17 Renan Salvate Campos Geologia Intemperismo Intemperismo é o conjunto de modifica- ções de ordem física e química que as ro- chas sofrem ao aflorar na superfície da terra. Tem como produtos a rocha alterada e o solo, que estão sujeitos à erosão, transporte e sedimentação. Os fatores que influenciam no intemperis- mo são o clima, o relevo, a fauna e flora, a rocha matriz e o tempo de exposição. Tipos de intemperismo Os tipos se diferenciam, porém agem em conjunto para promover a alteração nas rochas. Intemperismo Físico São todas as alterações que causam a de- sagregação e fragmentação das rochas, com separação dos grãos minerais a rocha sã é transformada em material descontí- nuo e friável. Variação de pressão O alívio das pressões superiores à rocha sã pode causam fraturas de alívio. Variação de temperatura A intermitente variação de temperatura e a consequente dilatação e contração da ro- cha fazem com que os minerais se sepa- rem, por ter coeficiente de dilatação dife- rente.Cristalização de sais Quando a água no interior de fissuras eva- pora, sais podem ficar presentes no local e cristalizarem-se, exercendo pressão contra as paredes da rocha. Congelamento da água A água quando congela, aumenta de volu- me, dentro de fissuras, essa variação causa pressão nas paredes da rocha. Físico-biológico Causado pela entrada de raízes de plantas nas fissuras da rocha, causando sua que- bra. Intemperismo Químico São as alterações na mineralogia das ro- chas devido à presença de agentes quími- cos. Os elementos químicos mais solúveis são transportados modificando os minerais constituintes, e por consequência, desa- gregando a rocha. Hidrólise Mais comum em climas tropicais úmidos, a hidrólise representa a entrada de água na rocha. Os ions H+ e OH- atacam principal- mente os silicatos eliminando a sílica Si e o potássio K. Acidólise Comum em ambientes frios, causada pela presença de ácido vindo da decomposição parcial de matérias orgânicas. Esse ácido atacam e eliminam o Ferro Fe e o Alumínio Al. Hidratação Quando ocorre a incorporação do íon OH- na composição do mineral, este se trans- forma em outro, alterando sua estrutura. Oxidação A incorporação do íon O- - na composição do mineral causa uma modificação nos íons de Fe++ e uma consequente alteração na sua estrutura. Carbonatação A incorporação do íon CO3 - - causa a disso- lução principalmente de rochas calcárias. Separando seus componentes e alterando a estrutura. Ocorre muito em chuvas áci- das. 18 Renan Salvate Campos Geologia Solos O principal produto do intemperismo é o solo. Formado pela desagregação e de- composição da rocha sã, podendo ser transportado ou não. O processo formador do solo é chamado pedogênese. O solo pode ser residual, caso o intempe- rismo atue localmente e o solo não se mo- vimente, ou pode ser um solo transporta- do, que sofreu erosão e perdeu as caracte- rísticas da rocha de origem. Como material anisotrópico, apresenta resistência diferente de acordo com a dire- ção da força. Solo Residual Os solos residuais podem ser divididos em solo maduro e solo residual jovem, que são resultados do intemperismo da rocha alte- rada e da rocha sã seguindo o perfil: � Rocha sã: Rocha não alterada � Rocha alterada: Rocha que sofreu pe- quena desagregação devido ao intem- perismo, menos resistente e mais per- meável que a rocha sã. � Solo Residual Jovem: Totalmente desa- gregado, mas contem características da rocha sã, menos resistente e mais per- meável que a rocha alterada. � Solo Residual Maduro: Totalmente desagregado, sem nenhuma relação com a rocha sã, resistência menor que do solo residual jovem e menor perme- abilidade devido à pequena granulome- tria e a compactação. SRJ e SRM também são chamados de rego- lito. Solo Transportado As principais formas de transporte do solo são a gravidade, a água e o vento, por isso eles são classificados pelo seu transporte. Transporte gravitacional Queda de bloco – Rockfall De reologia rúptil, ocorre quando há o ven- cimento do atrito em fraturas ou na super- fície de contato dos clastos, que caem pelo seu próprio peso. Formam depósito de blocos e depósito de talus. Deslizamento – Sliding De reologia rúptil, ocorre devido ao cisa- lhamento ao longo de superfícies planas de 19 Renan Salvate Campos Geologia descontinuidade físicas definidas. Resulta em falhas normais de alta encosta. Também chamado de deslizamento planar. Escorregamento – Slumping De reologia rúptil, ocorre devido ao cisa- lhamento ao longo de superfícies curvas de descontinuidade físicas definidas. Resulta em depósitos dobrados de baixa encosta. Também chamado de deslizamento rotaci- onal. Corrida de massa Fluxo viscoso descendente com frente ro- chosa de grandes blocos seguida por um rio de 50% de volume detrítico. Alto poder destrutivo. Tipos de solos transportados Depósito de talus Proveniente da queda de blocos de encos- tas, predomínio de blocos grandes no solo. Colúvio Proveniente do transporte de sedimentos pela água da chuva, predomínio de solo fino. Alúvio Solos típicos das planícies fluviais, proveni- entes de deposições sucessivas de materi- ais transportados e depositados pelos cur- sos de água. Apresentam várias camadas de sedimentos de granulometria variada. Arenoso Proveniente de deposito de sedimentos pelo mar, rios ou vento. Apresenta poros grandes entre os grãos pelos quais a água e o ar escoam com relativa facilidade. Nesse escoamento, a água pode levar considera- velmente sais minerais, contribuindo para tornar o solo pobre desses nutrientes. 20 Renan Salvate Campos Geologia Análise de perfis do solo Os solos são materiais difíceis de transpor- tar para laboratório, o que obriga a analisa- lo em campo. Para isso faz-se sondagens com equipamentos eletromagnéticos ou ondas de rádio, que com a mudança de velocidade das ondas conseguem descobrir que material está sob a superfície daquele local. Sondagem SPT, conhecido como sondagem à percussão, é um processo de exploração e reconhecimento do subsolo, utilizado na engenharia civil para se obter subsídios que irão definir o tipo e o dimensionamen- to das fundações que servirão de base para uma edificação. A sigla SPT significa “stan- dard penetration test” ou ensaio de pene- tração padrão. As principais informações obtidas com esse tipo de ensaio são: • A identificação das diferentes ca- madas de solo que compõem o subsolo. • A classificação dos solos de cada camada. • O nível do Lençol freático. • A capacidade de carga do solo em várias profundidades. O ensaio consiste na cravação vertical no solo, de um cilindro amostrador padrão, através de golpes de um martelo. São ano- tados os números de golpes necessários à cravação do amostrador em três trechos consecutivos de 15 cm sendo que o valor da resistência à penetração (NSPT) consiste no número de golpes aplicados na crava- ção dos 30 cm finais. Após a realização de cada ensaio, o amostrador é retirado do furo e o testemunho é coletado, para pos- terior classificação que geralmente é feita pelo método Tátil-visual. Quanto maior for o cilindro sem fraturas, mais resistente é o solo. ��� � ����� ��� � �� ���������� ��� � �� ����� �� ��� � �∑ �� ������� � 10�� �� ��� � � ���� ����� ��� � �� ���� �� ��� � � ���� �� 21 Renan Salvate Campos Geologia Erosão Erosão é a destruição e transporte do solo e das rochas, em geral feito pela água ou vento. Esses sedimentos são transportados para as partes mais baixas do terreno e se responsabilizam pelo assoreamento dos cursos d’água. Em solos cobertos pela vegetação a erosão é quase inexistente, porém quando o solo é desmatado os processos intempéricos atuam com maior intensidade e provocam uma erosão severa que pode levar a deser- tificação. O principal agente erosivo é a chuva, as gotas d’água quando caem desagregam os grãos do solo e os transportam em seu escoamento superficial. Também são res- ponsáveis os rios, o vento, o mar e a gravi- dade. O escoamento superficial em inicia o traba- lho de remoção em superfícies lisas, um processo lento e uniforme de retirada do solo em camadas finas, processo co- nhecido como erosão laminar. Quando essa erosão escava o solo uma profundidadesuficiente para criar um ca- minho preferencial para o escoamento são formados os sulcos, chamado erosão por sulcos. Se os sulcos atingirem uma profundidade elevada, tonando difícil o crescimento de vegetação no local, o solo está muito ero- dido, e se formam as ravinas. Quando as ravinas atingem profundidade suficiente para alcançar o lençol freático ocorre o processo chamado exfiltração, o solo absorve a água do lençol e o transpor- ta pelos canais de drenagem, formando as voçorocas. 22 Renan Salvate Campos Geologia Águas subterrâneas Toda água que ocupa vazios em formações rochosas ou no regolito é classificada como água subterrânea. A água infiltrada percorre m caminho pelo subsolo, que depende da força gravitacio- nal e das características dos materiais pre- sentes. Estes e outros fatores vão controlar o armazenamento e o próprio movimento das águas subterrâneas. Infiltração O processo que recarrega o subterrâneo com água é a infiltração, e depende dos materiais do solo, da vegetação, topogra- fia, da precipitação e da ocupação do solo. Materiais do solo A água penetra no solo por meio da poro- sidade dos solos permeáveis, como a areia, e da presença de fraturas em rochas. Materiais argilosos e rochas cristalinas pouco fraturadas não muito pouco per- meáveis ou completamente impermeáveis, e controlam a infiltração. A quantidade de água transmitida pelo solo depende de uma característica chamada capacidade de campo, correspondente ao volume de água absorvido antes de atingir a saturação. Cobertura vegetal As plantas exercem um papel de facilitar e balancear a infiltração da água no solo, a cobertura das arvores capta a água precipi- tada e devolve ao solo em pequenas por- ções pelo caule. Em áreas desmatadas 1/3 da precipitação evapora antes de atingir o solo. Topografia Declividades íngremes favorecem o esco- amento e diminuem o escoamento, en- quanto que superfícies suavemente ondu- ladas permitem maior infiltração. Precipitação O modo de distribuição das chuvas ao logo do ano interessa na recarga das águas sub- terrâneas. Chuvas mais frequentes geram maior infiltração enquanto que chuvas torrenciais favorecem o escoamento super- ficial. Ocupação do solo O avanço da urbanização promove a im- permeabilização do solo, o que diminui a infiltração. Além de utilizar a água armaze- nada para o consumo. Distribuição e movimentação da água no subsolo Lençol freático Quando a água infiltra no regolito passa por dois movimentos, um ascendente e um descendente. O espa- ço entre os poros nas primeiras camadas do solo é muito pequeno, e se formam capilares, que aprisionam a água pela pressão, e sofre movimento ascenden- te, é a chamada água higroscópica. Se o tamanho dos poros for maior, a água conse- gue descer pela gravi- dade, é a água livre. Ela desce até atingir uma zona onde todos os poros ficam cheios de água, solo satura- do. O limite entre o solo saturado e o solo insaturado é chamado de lençol freático. 23 Renan Salvate Campos Geologia O fluxo da água Além da gravidade a água se move no sub- solo por diferenças de pressão, chamada potencial hidráulico. Essa diferença de pressão pode fazer a água subir ou descer, conforme as colunas d’água dos pontos adjacentes se comportem. O fluxo da água é diretamente proporcio- nal a inclinação do terreno, denominado gradiente hidráulico é definido pela razão entre o desnível ∆! e a distancia entre os dois pontos ∆". Depende também da poro- sidade do solo e da viscosidade da água, definido em um parâmetro k. Dessa forma a vazão específica (q) do material do solo é dada por # � $ ∙ ∆&∆' . Em permeáveis como areia a velocidade chega a 15cm/dia, e em basaltos muito fraturados a 1000 m/hora. Já em locais muito impermeáveis registrou-se 1m/ano. Aquíferos Aquíferos são unidade rochosas ou sedi- mentos porosas e permeáveis que armaze- nam e transmitem grandes volumes de água. São classificados de acordo com a porosi- dade do material, podendo ser intergranu- lar, de fraturas, ou contudos. Aquíferos intergranulares ocorrem em rochas sedimentares clásticas, como areni- tos, a produtividade de água diminui con- forme aumenta o grau de cimentação. Aquíferos de fraturas se formam em ambi- entes tectônicos, no qual dobras e falhas geram fraturas nos materiais permitindo a entrada e armazenamento da água. Aquíferos de contudos se caracterizam pela porosidade cárstica, proveniente da disso- lução de calcários e mármores, e apresen- tam grandes volumes de água com alto risco de contaminação, devido à baixa fil- tração do material. Aquífero livre São aqueles que têm o topo demarcado pelo lençol freático estando em contato com a atmosfera. Aquífero suspenso Ocorrem acima do aquífero principal, em pequenas zonas onde a água consegue ser armazenada na zona insaturada por mate- riais impermeáveis. Aquífero confinado Ocorrem quando o aquífero está confinado entre duas zonas impermeáveis. Represen- tam zonas de grande profundidade onde a água esta sob pressão atmosférica e de toda coluna d’água. Artesianismo Quando um poço perfura um aquífero con- finado a pressão atmosférica começa a atuar no nível do lençol freático. Se o nível do terreno aonde o poço começou a ser escavado for inferior ao nível da coluna d’água em qualquer ponto interligado do aquífero ocorre o efeito do artesianismo, que é a água jorrando pela superfície, ven- cendo a força gravitacional. 24 Renan Salvate Campos Geologia Rochas ornamentais Do ponto de vista comercial, as rochas ornamentais e de revestimento são basi- camente subdivididas em granitos e már- mores. Como granitos, enquadram-se as rochas silicáticas, enquanto os mármores englobam as rochas carbonáticas. Alguns outros tipos litológicos, incluídos no campo das rochas ornamentais, são os quartzitos, serpentinitos, travertinos e ardósias, tam- bém muito importantes setorialmente. Rochas isótropas, sem orientação prefe- rencial dos constituintes mineralógicos, são designadas homogêneas e mais utilizadas em obras de revestimento. Rochas anisó- tropas, com desenhos e orientação minera- lógica, são chamadas movimentadas e mais utilizadas em peças isoladas, pois sua apli- cação em revestimentos demanda apuro estético e caracteriza uma nova tendência de design, ainda não totalmente assimilada pela maioria dos consumidores tradicio- nais. O padrão cromático é o principal atributo considerado para qualificação comercial de uma rocha. Em função das características cromáticas, os materiais são enquadrados como clássicos, comuns ou excepcionais. Os materiais clássicos não sofrem influên- cia de modismos, incluindo mármores vermelhos, brancos, amarelos e negros, bem como granitos negros e vermelhos. Os materiais comuns, de largo emprego em obras de revestimento, incluem mármores bege e acinzentados, além de granitos acinzentados, rosados e amarronzados. Os materiais excepcionais são normalmente utilizados para peças isoladas e pequenos revestimentos, abrangendo mármores azuis, violeta e verdes, além de granitos azuis, amarelos, multicores e brancos. As designações comerciais aplicadas são muitas vezes exóticas e enganosas, não espelhando os parâmetros de cor e proce- dência dos materiais. As formas tradicio- nais de nomenclatura refletem tais parâ- metros devendo ser adotadascomo base para identificação de novos materiais co- mercialmente tipificados. Os produtos comerciais obtidos a partir da extração de blocos e serragem de chapas, que sofrem algum tipo de tratamento de superfície, como polimento e lustro, são designados como rochas processadas es- peciais As ardósias recebem designação específica, sendo os nomes comerciais diferenciados pela cor da rocha. Os serpentinitos tem seus produtos comercializados sob a desig- nação de mármores verdes. Mármores Arabesco Capadócia Aurora Pérola Bege Camurça Botticino Nuovo Branco Carrara Calacatta Oro Cappadócia Cioccolato Crema Marfil Granitos Azul Bahia Café Imperial Caledonia 25 Renan Salvate Campos Geologia Ocean Sea Foam Red Dragon Wave Verde Mari- nace Verde Candeias Ardósia Bacarat Caliza Provence Quartzitos Preto Stellar Bege Fendi Branco Absoluto Travertinos Monaco Nacional Romando
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