Resumo de Petrologia Sedimentar - Pelitos, Arenitos e Conglomerados

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RESUMO P1 DE PETROLOGIA SEDIMENTAR 
 
Importância do estudo de rochas sedimentares: sedimentos representam cerca de 70% dos 
materiais presentes na superfície da Terra. Registram os principais acontecimentos da 
atmosfera, biosfera e hidrosfera. São recipientes de importantes jazidas minerais, como ouro, 
diamantes, petróleo, água potável, fosfatos, etc. 
 
Origem dos sedimentos: são formados a partir de intemperismo físico e químico de rochas pré-
existentes. Os elementos formadores incluem partículas e minerais primários metaestáveis, 
minerais secundários, minerais instáveis, íons solubilizados em água, fragmentos de rochas 
metaestáveis e instáveis, além de fragmentos orgânicos. Participam do processo petrogenético 
águas meteóricas, freáticas e águas de formação, além de CO2, O2 e organismos, incluindo 
bactérias. Ao contrário das rochas metamórficas, a petrogênese sedimentar ocorre sob valores 
relativamente baixos de pressão e temperatura. 
 
Tipos de intemperismo 
 Físico: geralmente apresenta importância secundária. Ocorrem redução granulométrica 
e aumento de superfície específica, sem mudança na composição química. Ex.: alívio de 
pressão (expansão da rocha durante a erosão); cristalização ou congelamento 
(gelivação) – ação de cunha; expansão térmica por insolação. 
 Químico: ocorre completa mudança nas propriedades físicas e químicas. Verifica-se 
aumento no volume dos compostos secundários, quando comparados aos minerais 
primários. Ex.: dissolução; hidratação e hidrólise; oxidação (com ou sem aumento de 
valência); redução; carbonatação (em parte reação de troca). 
 Biológico: combinação dos efeitos de intemperismo físico e químico induzidos por 
animais e vegetais. Ex.: ação de cunha de raízes; ação de escavação por animais; ácidos 
orgânicos vegetais. 
 
Produtos de intemperismo resultantes da transformação de alguns minerais mais comuns na 
Terra (Tarbuck & Lutgens, 1976): 
 Quartzo: grãos de quartzo; SiO2 (sílica); 
 Feldspatos: argilominerais; SiO2, K+, Na+, Ca+2; 
 Hornblenda: argilominerais e “limonita” (hidróx.); SiO2, Ca+2, Mg+2; 
 Olivina: “limonita” (hidróx.) e hematita; SiO2, Mg+2. 
 
Tipos de rochas sedimentares: 
• Clásticas terrígenas ou siliciclásticas: Constituintes alóctones, vindos de fora da bacia; 
composição controlada pela área fonte; textura controladas pelo ambiente 
deposicional. Ex.: arenitos, conglomerados e folhelhos. 
• Rochas químicas ou ortoquímicas: constituintes autóctones (íons presentes na bacia). 
Ex.: carbonatos, fosfatos, formações ferríferas, rochas silicosas, evaporitos, etc. 
• Rochas mistas: arenitos bioclásticos, margas, arenitos glauconíticos. 
• Rochas vulcanoclásticas 
• Rochas aloquímicas 
 
Métodos de estudo laboratorial: estudos de campo; microscopia ótica; microscopia eletrônica; 
difratometria de raio-X; microssonda. 
 
Trabalho e estudos de campo: análise estrutural; associação com dados de subsuperfície; 
associação de fácies – litologia (textura, composição, classificação), estruturas sedimentares, 
fábrica, conteúdo fossilífero, limites entre fácies; geometria dos estratos ou conjunto de estratos 
– vista à distância. 
 
Microscopia ótica: fornece dados às informações coletadas em campo, principalmente 
relacionados à composição, texturas e diagênese. 
 
ROCHAS PELÍTICAS 
Informações gerais: compõem mais de 50% do registro geológico sedimentar. Geralmente os 
afloramentos são ruins, dada a sua fácil capacidade de intemperização. O tamanho diminuto dos 
grãos dificulta a visualização, obrigando o uso de técnicas como a difratometria de raio X, 
análises químicas e microscopia eletrônica. Do ponto de vista econômico, constituem matéria 
prima para a indústria (cerâmica, cimento, papel, etc) além de gerar hidrocarbonetos. 
 
Características dos sedimentos pelíticos: ao contrário da fração areia, as partículas mais finas 
não demonstram grandes modificações com o transporte, permanecendo angulosas e com 
esfericidade baixa ou euédricas. Em geral as partículas argilosas e na fração silte fino apresentam 
sua forma originada durante o intemperismo da rocha fonte. A presença de pelitos em bacias 
favorece a disposição de água e íons para a diagênese em outros tipos de rochas. 
 
Ambientes deposicionais: geralmente depositam-se a partir de material em suspensão, através 
da lei de Stokes. Para isso, demandam ambientes muito calmos, como fundo de lagos e mares 
ou planícies de maré. O silte grosso em alguns casos pode ser transportado por tração, em 
ocasião de correntes unidirecionais fracas, gerando estruturas trativas. A mistura de sedimentos 
pelíticos, psamíticos e rudáceos requer deposição por processos que envolvam fluxos de alta 
densidade e viscosidade, como geleiras, correntes de turbidez e a maior parte dos fluxos 
gravitacionais. Casos específicos dessas misturas podem ser relacionados à processos pós-
deposicionais que envolvam inversão textural, principalmente por bioturbação, fluidização, ou 
por tempestades, ventos, etc. 
Fábrica lato sensu (arranjo físico das partículas e minerais em uma rocha, incluindo textura e 
estrutura): 
 Fissilidade: disposição de filossilicatos em planos mais ou menos paralelos; pode ser 
primária ou secundária. 
 Laminação: estratificação menor que 1cm. 
 Origem da laminação: alternância de grãos mais finos e mais grossos, relativamente; 
alternância de camadas claras e escuras (matéria orgânica); alternância de camadas com 
mais ou menos carbonatos. 
 Porosidade: em argila recém depositada – até 80%; em folhelhos – cerca de 13% 
(compactação). 
 
Fissilidade: Rompimento de rochas pelíticas em planos mais ou menos paralelos, regulares e 
penetrativos, originado pela orientação das lamelas de argila/mica. Podem se formar durante a 
deposição, quando não há floculação ou durante a diagênese, por rearranjo cristalino durante a 
compactação. 
 
Ambiente ácido - Possibilidade: redução do sulfato da água. Bactérias produzem uma variedade 
de gases, sulfeto de hidrogênio é um deles; H2S reage com Fe+2 para precipitar FeS, o qual pode 
ser convertido a pirita (FeS2). 
 
Classificação: 
 
O termo argilito é utilizado na língua inglesa para rochas lutáceas com metamorfismo incipiente, 
antes de desenvolver clivagem ardosiana. No português, o melhor seria “metapelito”. 
Feições para observar e procurar quando examinar lamitos e exemplos de termos que podem 
ser usados em sua descrição: 
Feições do lamito Termos possíveis e descritivos 
Observe a cor Cinza, vermelho, preto, verde, variegado, 
mosqueado, marmorizado 
Veja como o lamito se quebra Fissilidade (folhelho), ausência de fissilidade 
(lamito), maciço, terroso, espessura ou 
textura de papel, com clivagem (ardósia) 
Procure estruturas sedimentares Estratificado, laminado, bioturbado, com 
marcas de rizomas, maciço (aparentemente 
sem estruturas) 
Verifique os minerais não argilosos presentes Quartzíticos, micáceos, calcários, gipsíticos, 
piríticos, sideríticos, etc. 
Detalhe o conteúdo orgânico Rico de matéria orgânica, betuminoso, 
carbonáceo, pobre em matéria orgânica 
Procure fósseis Fossilífero, graptolítico, ostracoidal, etc. 
 
Composição: 
 Frações mais grossas (sílticas): ricas em quartzo, feldspatos, micas e outros materiais 
detríticos da área fonte. 
 Frações finas (argilosas): predominância de argilominerais. Silte: 62 μm - 20 μm; Argila: 
< 20 μm (medida variável em algumas fontes bibliográficas). 
 Carbonatos: comumente podem conter até 30% de calcita microcristalina no início da 
diagênese. Pode também ocorrer na forma de micrita (partículas de carbonato no 
tamanho argila de origem intrabacial), bioclastos e concreções e nódulos, comumentecompostos por dolomita ou siderita. 
 Óxidos e hidróxidos de ferro: Hematita (Fe2O3), goethita (FeO, OH) e limonita (mistura 
de hidróxidos criptocristalinos) são comuns em pelitos de ambientes oxidantes. 
 Pirita (FeS2): pelitos com matéria orgânica. Bactérias anaeróbicas promovem a redução 
do sulfato da água do mar produzindo H2S, que por reação com o Fe+2 dissolvido, 
precipita como cristais frambóides. Pirita disseminada confere cores escuras. 
Caulinitas (Kanditas): características de ambientes altamente lixiviados, com baixas razões Na, 
K, Ca/H+. 
Ilitas: substituição do Si por Al nos tetraedros gerando desequilíbrio de cargas, compensadas 
pela absorção de K+ entre as camadas. Esperadas no intemperismo de feldspatos potássicos, 
entretanto, taxa lenta de reação favorece a formação de caulinitas ou de esmectitas. Ocorrem 
no intemperismo a partir de alteração de micas (“micas degradadas”). Na diagênese, com mais 
tempo disponível e maior temperatura, são os argilominerais mais abundantes. 
 Glauconita: argila verde típica de ambiente marinho (borda de plataforma); 
 Vermiculitas: comuns no intemperismo de micas, principalmente biotita. Presença de 
Ca, K, Na, Mg e água, causando expansão de camadas. 
Esmectitas (Montmorilonitas): estrutura similar à das ilitas. Cargas compensadas por Na, Ca, 
Mg e K, em quantidade maior de água. Características de ambientes áridos e semi-áridos, a partir 
de alteração de rochas vulcânicas. Espécies: Montmorilonita, Nontronita e Saponita. 
Cloritas: estrutura 2:1:1. Ambientes ricos em Fe e Mg, a partir do soterramento de arenitos e 
lutitos e pela transformação de esmectitas e caulinitas, redução de óxidos de de ferro e 
neoformação (precipitação direta). Alteração diagenética, hidrotermal ou metamórfica de 
rochas básicas-ultrabásicas. Espécies: Chamosita; Clinocloro. 
 
Identificação ótica de argilominerais (quando possível): 
 Caulinitas: baixo relevo e birrefringência (cinza em LP); incolor em LN. 
 Esmectitas: baixo relevo e moderada birrefringência (branco, amarelo, verde, azul em 
LP); castanha em LN. 
 Ilitas: alto relevo e moderada birrefringência (branco, amarelo, verde, azul em LP); 
incolor em LN. 
 Cloritas: alto relevo e birrefringência baixa (cinza) ou anômala (azul e vinho em LP); 
esverdeada em LN. 
 
ARENITOS E CONGLOMERADOS 
Informações gerais: arenitos compõem de 20 a 30% do registro sedimentar, enquanto que 
conglomerados de 1 a 2%. Constituem os melhores afloramentos de rochas sedimentares 
devido a maior resistência ao intemperismo quando comparados à pelitos. Constituem 
importantes jazidas de águas subterrâneas, hidrocarbonetos, Au, diamantes, Ti (ilmenita), 
terras-raras (monazita), entre outras. Possuem em alguns casos uma química complexa, 
derivada em grande parte da variabilidade composicional do arcabouço e matriz, gerando 
durante a diagênese soluções iônicas complexas e uma série de minerais autigênicos. 
 
Aspectos texturais e maturidade 
I- Estágio Imaturo: > 5% de matriz, grãos mal selecionados, angulosos; 
II- Estágio submaturo: < 5% de matriz, grãos mal selecionados, sub-arredondados a 
sub-angulosos; 
III- Estágio maturo: sem ou com pouca matriz, grãos bem selecionados, sub-
arredondados; 
IV- Estágio supermaturo: sem matriz, arcabouço bem selecionado; grãos arredondados. 
 
QUARTZO ARENITO (Ortoquartzitos – inapropriado): ricos em quartzo (Q > 90%). Tem como 
grãos acessórios chert, litoclastos quartzíticos e minerais pesados. Quando cimentado, o 
cimento mais comum é o silicoso (ultra resistente quebrando nos grãos). Arredondamento e 
esfericidade máxima entre os arenitos; matriz rara ou inexistente (se for > 15%, grauvaca 
quartzosa); se matriz está presente, provavelmente é proveniente de infiltração mecânica na 
zona vadosa ou inversão textural (entrada de areias quartzosas em ambiente lacustre ou 
marinho profundo, etc.). 
Tipos de cimento: 
 Quartzo: formado por dissolução dos grãos do arcabouço, cresce em continuidade ótica 
com os grãos ou preenchendo poros. 
 Cimento calcítico: mosaico blocoso e franja isópaca de calcita (freático de água doce); 
franja isópaca de aragonita, cimento em menisco (marinho raso/zona vadosa). 
 Cimento ferruginoso 
 Calcedônia/Chert/Opala 
Área fonte: rochas plutônicas, metamórficas e sedimentos retrabalhados. Pode-se relacionar a 
regiões cratônicas ou margem continental passiva, com sucessivos ciclos de retrabalhamento 
sedimentar. 
 
ARENITOS FELDSPÁTICOS (Arcósios e Sub-Arcósios): termo aplicado a todos os arenitos onde o 
feldspato é um constituinte importante. 
 Arcósio: geralmente de granulometria grossa, com grãos angulosos a sub-angulosos, 
compostos por > 25% de feldspatos e área fonte granítica ou gnáissica. 
 Sub-arcósio: feldspato > fragmento de rocha. 
 Plagioclásio: comum em cinturões orogênicos, com predominância de plagioclásio 
sódico (andesina e oligoclásio) sobre os cálcicos. Ortoclásio > microclima: efeito da 
quebra de grãos em função da geminação. 
Composição: Normalmente compostos por k-feldspato, com predominância de ortoclásios 
sobre microclima, efeito da quebra de grãos em função da geminação. Os plagioclásios são 
comuns em cinturões orogênicos, com predominância dos sódicos (andesina e oligoclásio) sobre 
os cálcicos; os álcali-feldspatos normalmente mostrarão alteração para caulinita, ilita (diagênese 
profunda) ou sericita (metamorfismo incipiente); minerais em menor quantidade, como a 
muscovita e minerais pesados, e fases instáveis (olivinas, piroxênios, anfibólios); etc. 
Tipos de cimento: 
 Silicoso: ocorre na forma de sobrecrescimento de quartzo; 
 Carbonático/Calcítico/Dolomítico: ocorre como um mosaico de pequenos cristais; 
 Feldspato autigênico: cimento argiloso. 
Matriz: constituída predominantemente por ilita e caulinita, manchada por hematita formada 
por alteração de biotita ou outro mineral ferro-magnesiano. Outros constituintes podem incluir 
quartzo, clorita, feldspatos e matéria orgânica. Grande parte pode ser formada por infiltração 
na zona vadosa. Alteração dos próprios feldspatos (nestes casos, dificilmente caracterizável ao 
microscópio) pode enganar! 
Textura: arenitos feldspáticos são texturalmente imaturos a submaturos. O selecionamento 
pode ser ruim a moderado. Os grãos de feldspatos juntamente com o quartzo são tipicamente 
angulares a subangulares. Normalmente, o conteúdo de feldspato aparentemente aumenta, 
conforme diminui a granulometria. Esse efeito ocorre devido à baixa resistência mecânica dos 
feldspatos durante o transporte, fragmentando-se ao longo de planos de geminação. 
Ambiente de formação: predominantemente fluviais ou em transição para ambientes 
marinhos. Depositados nas proximidades de altos estruturais ou bordas declivosas, gerando 
geometria de cunha ou leque com espessuras de até 2000 metros. Estruturas de corte e 
preenchimento de canais são feições normalmente vistas. Outra evidência de ambiente fluvial 
inclui a presença de restos vegetais (troncos fósseis, carvão, etc). Podem estar presentes em 
depósitos turbidíticos, exibindo estruturas de marca de sola e acamamento gradacional. 
Área fonte: rochas plutônicas graníticas e metamórficas quartzo-feldspáticas (predominância 
de álcali-feldspatos); cinturões orogênicos com vulcanismo com predominância de plagioclásio. 
A formação em climas áridos e frios leva a preservação dos feldspatos. Locais com forte 
gradiente no relevo, promove processo rápido de erosão, transporte e deposição; zonas com 
soerguimento do embasamento ou em tectônica transcorrente; interior de placa com tectônica 
distensiva (efeito isostático); cinturões orogênicos (retro-arco e antepaís). 
 
ARENITOS LÍTICOS OU LITARENITOS:termo aplicado a todos os arenitos onde os fragmentos de 
rocha são constituintes importantes. 
 Litarenito: fragmentos de rocha > 25%; R > F; matriz < 15%. 
 Sublitarenito: 5 < fragmentos de rocha < 25%; R > F; matriz < 15%. 
Composição: variada, podendo conter quartzo, feldspatos, micas, minerais pesados, etc. 
Prevalece o quartzo policristalino; sua quantidade é superior aos encontrados em quartzo-
arenitos e grauvacas. A imaturidade composicional e textural comumente encontradas fazem 
com que a quantidade de plagioclásio sódico seja alta. Predominância de grãos instáveis; 
inúmeros litoclastos compostos por grãos instáveis do ponto de vista química, principalmente 
filitos, xistos, fragmentos de rochas vulcânicas. Fragmentos de rocha compostos por rochas 
ígenas, metamórficas e sedimentares. Litoclastos de granulometria grossa como granitos e 
gnaisses são incomuns. 
Cimento: variável. Argilas autigênicas são comuns, confundindo-se com matriz. 
Matriz: quantidade variáveis, dificilmente distinguível de cimento argiloso em lâmina delgada. 
Pseudo-matriz normalmente se desenvolve a partir de litoclastos pelíticos. 
Textura: texturalmente e mineralogicamente imaturos. Se o teor de matriz for negligenciado, 
muitos litarenitos tornam-se submaturos ou maturos. 
Ambiente de formação: predominantemente fluviais (a maior parte dos arenitos fluviais são 
líticos). Subordinadamente são encontrados em ambiente deltaico e marinho (turbidíticos). 
Geometria lenticular e cordões são comuns. 
Área fonte: cinturões orogênicos e arcos magmáticos ativos; sedimentação marinha próxima à 
cinturões orogênicos (sequências flisch); áreas cratônicas (áreas fontes elevadas e próximas à 
bacia). 
 
WACKES (GRAUVACAS): termo aplicado principalmente a arenitos com teor de matriz > 15%. A 
matriz comumente encontra-se recristalizada, consistindo de um intercrescimento de ilita, 
clorita, quartzo e feldspato. Tonalidades escuras, variando do cinza ao preto. Sem estratificação 
marcante e com acamamento gradacional. 
Composicional: os principais constituintes do arcabouço são fragmentos de rocha e feldspatos 
(grauvaca feldspática versus grauvaca lítica). Um grupo menos comum é o das grauvacas líticas. 
Acessórios comuns: micas, pirita, fragmentos vegetais (fósseis), matéria orgânica. Ricas em 
Al2O3 (argilo-minerais), Na2O (feldspatos), FeO e MgO (cloritas). 
Textura: microscopicamente assemelham-se a micro brechas, com grãos angulosos imersos em 
grande quantidade de matriz. 
 Protomatriz: material detrítico trapeado nos interstícios do arcabouço (matriz 
verdadeira). 
 Ortomatriz: protomatriz recristalizada. 
 Epimatriz: material oriundo da alteração de grãos do acarbouço (feldspatos, moscovita, 
etc) durante a diagênese. 
 Pseudomatriz: deformação de litoclastos pelíticos durante a compactação da rocha. 
Ambiente de formação: grande quantidade de matriz – correntes de densidade; acamamento 
gradacional – reflete correntes de turbidez adentrando corpos de águas calmas; raros em 
sequências cratônicas e presentes em cinturões orogênicos (sequências flysch). 
Área fonte de sedimentos: áreas com forte gradiente de relevo; cinturões orogênicos e arcos 
magmáticos ativos. 
 
CONGLOMERADOS E BRECHAS: termos utilizados para designar cascalhos arredondados e 
angulosos, respectivamente, consolidados. Grande parte dos cascalhos modernos são formados 
em praias, canais fluviais, depósitos glaciais em plataforma continental ou próximos a geleiras. 
Normalmente o arcabouço de conglomerado é composto por fragmentos de rochas 
sedimentares, metamórficas ou ígneas. 
 Cascalho: é a designação dada à acumulação de sedimentos inconsolidados com 
dimensões maiores que areia. 
 Cascalhos praiais: são depositados em camadas estreitas, formando camadas que 
refletem a dinâmica de regressão-transgressão da linha de costa. 
 Conglomerado oligomítico: arcabouço composto por apenas um tipo de clastos, 
usualmente quartzito, chert ou quartzo de veio. 
 Conglomerado polimítico ou petromítico: composto por uma miríade de grãos instáveis 
como basaltos, folhelhos, filitos, etc (conglomerados de primeiro ciclo). 
Textura: 
 Aberta: normalmente oligomíticos (cascalhos praiais). 
 Fechada compacta (Ortoconglomerados): mais arcabouço que matriz. 
 Fechada esparsa: mais matriz que arcabouço. 
Fábrica: 
 Seixos imbricados: sentido de paleocorrentes. 
 Seixos discoides e achatados: fluxo e refluxo de ondas, etc. 
 
Ortoconglomerados: conglomerados normais que possuem mais arcabouço que matriz. São 
depositados por correntes normais, turbulentas e de alta energia. Possuem textura fechada e 
compacta. Conglomerados com clastos graníticos são correspondentes aos arcósios nos 
arenitos. Sedimentação molássica. 
 Conglomerados oligomíticos (ortoquartzítico): resíduos estáveis geralmente oriundos 
de sucessivos ciclos de retrabalhamento (material policíclico). A granulometria do 
material geralmente ocorre na fração seixo, em torno de 1cm, formando camadas de 
pequena espessura em ambiente fluvial ou praial. 
 Conglomerados polimíticos ou petromíticos: relacionados a acumulações espessas de 
material grosseiro e mal trabalhado, constituindo depósitos em forma de cunha, 
situados próximo às terras altas. O arredondamento dos grãos é moderado, com 
presença de matriz. A granulometria é variável, chegando a matacão. 
 
Paraconglomerados: clastos do arcabouço se encontram dispersos, flutuando na matriz. Em 
termos gerais, são lamitos ou raramente arenitos contendo seixos esparsos. No entando, são 
tradicionalmente considerados conglomerados. São depositados por correntes de alta 
densidade, como fluxos turbidíticos, deslizamentos, solifluxão, geleiras, etc. 
 Origem glacial: Till (sedimentos inconsolidados grossos, dispersos em matriz síltico-
argilosa; Tilito (material litificado). 
 Diamictito (Flint, 1960): rochas formadas por material terrígeno mal selecionado, 
composto por areia ou partículas maiores, dispersos em matriz síltico-argilosa. 
 Tilitos: mal selecionados. Comumente exibem matacões com mais de 1m de diâmetro. 
Seixos facetados e estriados, na forma de ferro de engomar. Normalmente não são 
estratificados, podendo exibir imbricação de seixos. Matriz cinza escura quando não 
intemperizada ou amarelada quando oxidada. Sua origem provém principalmente da 
farinha de rocha gerada pela abrasão do gelo. Espessura dos depósitos é variável, 
normalmente interestratificados. 
 
Conglomerados intraformacionais: formado pela fragmentação e redeposição 
penecontemporânea num mesmo ciclo e ambiente sedimentar. Origem de detritos local, em 
intervalos de tempo e distâncias curtas, formando camadas de poucos centímetros a 1m. Grãos 
do arcabouço conhecidos como intraclastos. Volumetricamente inexpressivos, sendo 
constituídos por clastos de forma achatada e de composição restrita. 
Processos comuns de formação de intraclastos: 
 Planícies de inundação: erosão e deposição de mud cracks; 
 Erosão de barrancos em rios formando bolas de argila; 
 Erosão de material carbonático fracamente cimentado durante a eodiagênese. 
 
Brechas: 
 Cataclásticas: formadas em falhas e próximas a zonas dobradas; 
 De deslizamento: deslizamentos de terra por desequilíbrio gravitacional; 
 Colapso e solução: remoção de material em subsuperfície (comum em regiões 
cársticas); 
 Brechas piroclásticas: base surge deposits e outros depósitos piroclásticos; 
 Brechas de impacto. 
 
 
Classificação de rochas psefíticas ou rudáceas