Aula - Intemperismo e rochas sedimentares

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Universidade Federal do Paraná – Campus Palotina
Agronomia
2º Semestre de 2013
Fundamentos de Ciência do Solo
Profº Gustavo Ferreira Coelho
Intemperismo e rochas 
sedimentares
Capitulo 7 e 8. Para entender a Terra
Intemperismo
Elo importante no ciclo das rochas e sua
atuação está estritamente relacionada com a
gênese das rochas sedimentares
O que é intemperismo?
Intemperismo
 Processo no qual as rochas são destruídas 
na superfície da Terra.
 Conjunto de modificações de ordem física 
(desagregação) e química (decomposição) que 
as rochas sofrem ao aflorar na superfície da 
Terra. 
Produtos do intemperismo
 Sedimentos
 Rochas fragmentadas, argilas, solo, 
substâncias dissolvidas carregadas pelos rios 
para os oceanos
Intemperismo químico
Minerais das rochas são quimicamente 
alterados ou dissolvidos
Principais agentes:
 água da chuva
 componentes da atmosfera (O2 e CO2)
Intemperismo químico
Feldspato – Mineral mais abundante da crosta
 Dentre os minerais é mineral-chave na
constituição de rochas ígneas, metamórficas e 
sedimentares
Como outros silicatos, o intemperismo químico
forma outros minerais, conhecidos como
argilominerais.
Intemperismo químico
Intemperismo químico do feldspato modelo 
para compreender o comportamento dos demais 
minerais
Granito  rocha ígnea formada de quartzo, 
feldspato e mais minerais unidos por uma rede 
intergranular
Feldspato é o primeiro mineral a ser alterado por 
agentes de intemperismo
Intemperismo químico + intemperismo físico
Intemperismo Químico
Produto do intemperismo químico do feldspato 
formação de caulinita (argilomineral)
argilominerais: principais componentes da fração 
mineral dos solos e sedimentos que cobrem a 
superfície terrestre. Formados pelo intemperismo 
de minerais silicatados
Intemperismo Químico
Intemperismo químico do feldspato  formação 
de caulinita (argilomineral)
Ortoclásio 
(KAlSi3O8)
Potássio e Sílica
K+ + SiO2
Caulinita
+ Al2Si2O5(OH)
Água é o principal 
fator de intemperismo
Intemperismo químico do feldspato  formação 
de caulinita (argilomineral)
Ortoclásio 
(KAlSi3O8)
Potássio e Sílica
K+ + SiO2
Caulinita
+ Al2Si2O5(OH)
Água é o principal 
fator de intemperismo
2 fatos importantes:
O K e SiO2 são perdidos e estão dissolvidos, em 
solução
 A água é absorvida na estrutura cristalina da 
caulinita, processo chamado hidratação
Intemperismo Químico
 A velocidade da reação é controlada área
superficial exposta
Intemperismo Químico
Concentração de CO2 na atmosfera  afeta o 
intemperismo químico
- Em contato com o vapor de água na atmosfera 
se forma o ácido carbônico
CO2 + H2O  H2CO3
 A água da chuva é naturalmente ácida, devido 
a presença de SO2 e NO2, além do CO2
Intemperismo Químico
O H2CO3 na água da chuva acelera a alteração do 
feldspato  contribui para o intemperismo 
químico
Efeitos químicos da decomposição dos silicatos:
 A água ácida da chuva dissolve o K e o SiO2 do 
feldspato, deixando a caulinita como sólido
 Íons H+ do H2CO3 combinam com o O do 
feldspato, formando água na estrutura da caulinita, 
que será parte do solo ou sedimentos 
 A solução torna-se menos ácida com a 
continuidade da reação
 K, SiO2 e HCO3
- dissolvidos são levados pela água 
da chuva para rios e oceanos
Intemperismo Químico
Intemperismo químico de carbonatos
alteram-se rapidamente em regiões úmidas
Calcita
(Ca2CO3) +
Íons Cálcio
Ca2+
Caulinita
+ HCO3
-
Ác. Carbônico 
(H2CO3)
- A reação ocorre somente na presença de água
- Os íons Ca2+ e HCO3
- são carregados em solução 
para rios e oceanos
- As águas subterrâneas escavam cavernas em 
formações calcárias
Estabilidade Química
 É a medida da tendência que uma substância 
tem de resistir numa dada forma química
-A estabilidade química é
dada em relação a um
determinado meio ambiente
ou a um conjunto de
condições específicas
2 características ajudam a
determinar a estabilidade
química:
- Solubilidade
- Taxa de dissolução
Solubilidade:
- Quantidade de um mineral dissolvida na água 
quando a solução está saturada
Solução saturada: ponto no qual o solvente (água) 
não pode mais conter o soluto (mineral) dissolvido
>>> solubilidade  <<< estabilidade 
Ex:
Halita (NaCl) – 350 g/L
Quartzo (SiO2) – 0,008 g/L
Taxa de dissolução:
- Medida pela quantidade de mineral que se 
dissolve numa solução não-saturada, num dado 
intervalo de tempo.
>>> taxa de dissolução  <<< estabilidade 
Ex:
Feldspato dissolve a taxas mais rápidas que 
quartzo (SiO2), sendo menos estável no 
intemperismo
Intemperismo Químico
Intemperismo químico de silicatos de ferro 
efeito do oxigênio
Fe – um dos 8 elementos mais abundantes
Na crosta – associado a silicatos e óxidos
Fe nos minerais:
- metálico: só em meteoritos
- Ferroso (Fe2+): piroxênio (FeSiO3)
- Férrico (Fe3+): hematita (Fe2O3)
Dissolução de silicatos
ricos em Fe (piroxênio
e olivinas)  Fe livre
combina com O2 da
atmosfera
 reação de oxidação
(combinação de um 
elemento com O)
Na presença 
de água
Intemperismo Químico
Principais agentes do intemperismo químico:
 Água
Reação de hidrólise
 Gás carbônico (CO2)
 Oxigênio (O2) Reação de oxidação
Intemperismo Físico
 A rocha é fragmentada por processos
mecânicos que não mudam sua composição
química
Mais comum em regiões secas
Expansão e contração dos minerais devido:
 Variações de temperatura
Mudança cíclica de umidade
 Congelamento da água em fissuras de rochas
 Crescimento de raízes
Intemperismo Físico
O que determina a fragmentação das rochas?
Zonas de fraqueza:
-planos naturais onde as rochas tendem a se 
fraturar
Quando expostas a superfície e livres do peso de 
outras rochas, as fraturas abrem-se levemente, 
expondo os minerais ao intemperismo químico
Atividade dos organismos:
- Bactérias e fungos ocupam as fraturas,
contribuindo para o intemperismo químico e
formam microfraturas.
- Animais escavam ou movem-se pelas fissuras e
fraturas, contribuindo para a desagregação das
rochas
- Crescimento radicular contribui para forçar
fraturas em rochas
Acunhamento do gelo:
- Fragmentação de rochas pelo acúmulo de água 
congelada em fissuras de rochas.
Cristalização mineral: 
- Fragmentação de rochas por forças expansivas 
de minerais cristalizados a partir de uma solução 
retida nas fraturas da rocha (cloretos, sulfatos, 
carbonatos)
Alternância de calor e frio:
-Fragmentação de rochas devido a variação da 
temperatura em ciclos diários ou intermitentes
-O intemperismo físico
ocorre também
quando corpos
rochosos são trazidos
para a superfície . 
- Com o alívio da
pressão, os corpos
rochosos expandem , 
causando aberturas
de fraturas paralelas
que recebem o nome
de juntas de alívio
rocha ígnea intrusiva
Intemperismo, erosão e 
sedimentação
• Produtos do intemperismo das rochas
permanecem recobrindo parte dos
continentes, formada por minerais primários
inalterados e minerais secundários
transformadosmanto de alteração
Principais minerais:
- quartzo, micas (+ ou + transformadas),
argilominerais e oxi-hidróxidos de Fe e Al
Intemperismo, erosão e 
sedimentação
• Fase líquida dos produtos de intemperismo é
composta de soluções aquosas ricas em
elementos mais solúveis como Na, K, Ca, Mg e
em menor grau, Si
• Conforme o continente sofre principalmente
erosão química, levando ao rebaixamento da
superfície, as bacias sedimentares recebem os
sedimentos químicos, que darão origemas
rochas sedimentares
Sedimentos
• A maior parte da superfície terrestre é coberta 
por sedimentos
3 grupos, em função da origem:
Intemperismo dos continentes
 Restos de organismos que secretam conchas 
minerais
 Cristais inorgânicos que se precipitaram, pela 
combinação de elementos químicos dissolvidos 
em oceanos e lagos
Rochas sedimentares
• Registro das condições da superfície terrestre da 
época e do lugar onde eles foram depositados
Que informações podem ser obitidas a partir do 
estudo das rochas sedimentares?
Rochas sedimentares
• Reconstrução de ambientes:
- Posicionamento antigo de placas tectônicas e sua 
movimentação
- Clima e regime de intemperismo
- Fundamentos para o entendimento dos 
problemas ambientais
Rochas sedimentares e ciclo das 
rochas
Como são formadas as rochas sedimentares:
- após a exposição de rochas formadas no interior 
da crosta ou na superfície, devido à tectônica de 
placas
 ESTÁGIOS SEDIMENTARES DO CICLO DAS 
ROCHAS
Estágios sedimentares do ciclo das 
rochas
Intemperismo:
- Físico (desagregação de rochas) e químico 
(transformação de minerais e rochas em sólidos 
alterados, soluções e precipitados)
Erosão:
- Mobilização de partículas produzidas pelo 
intemperismo
Estágios sedimentares do ciclo das 
rochas
Transporte:
- Deslocamento de partículas por correntes de 
vento, água ou geleiras para novos lugares morro 
abaixo ou a jusante.
Deposição (ou sedimentação):
- As partículas depositadas formam camadas de 
sedimentos nos continentes ou no leito marinho.
Estágios sedimentares do ciclo das 
rochas
Soterramento:
- À medida que as camadas de sedimentos se 
acumulam, o material anteriormente depositado é 
compactado e, então, soterrado na crosta terrestre.
Diagênese:
- Mudanças físicas e químicas (pressão, calor e 
reações químicas) pelas quais os sedimentos 
soterrados são litificados e passam a formar as 
rochas sedimentares.
Sedimentos e o sistema Terra
Os estágios sedimentares do ciclo das rochas são 
resultados das interações dos geossistemas da 
tectônica de placas e do clima que governam a 
superfície terrestre e as porções rasas da crosta
Intemperismo e Erosão
Intemperismo: produtos sólidos e dissolvidos
Partículas clásticas: fragmentos de rochas 
produzidos pelo intemperismo de rochas 
preexistentes, transportados fisicamente.
- Granulometria: variam de tamanho, de 
matacão e seixo até silte e argila
Sedimentos clásticos são acumulações de 
partículas clásticas.
Sedimentos
Sedimentos clásticos (ou siliciclásticos):
- Mais abundantes na crosta terrestre (10x em 
comparação a sedimentos químicos e 
bioquímicos)
- Podem existir fragmentos de minerais como 
quartzo (resistentes e inalterados) e feldspato 
(parcialmente alterados) e minerais neoformados 
(argilominerais).
Sedimentos
Sedimentos químicos e bioquímicos:
- formados a partir de produtos dissolvidos pelo 
intemperismo, sendo íons ou moléculas em 
solução nas águas de solos, rios, lagos e oceanos.
- As substâncias dissolvidas são precipitadas por 
reações químicas ou bioquímicas.
Sedimentos
Sedimentos químicos e bioquímicos:
Químicos: formam-se próximo ao local de 
deposição, geralmente na água do mar.
Bioquímicos: Formam-se a partir de minerais 
não-dissolvidos de restos de organismos, bem 
como minerais precipitados por processos 
biológicos.
Sedimentos
Sedimentos químicos e bioquímicos:
Na prática: sedimentos químicos e bioquímicos
sobrepõem-se.
sedimentos bioquímicos em ambientes marinhos
rasos  camadas de partículas sedimentares
precipitadas biologicamente, como conchas
inteiras ou quebradas.
Sedimentos
Sedimentos bioclásticos: Conchas podem ser
transportadas e, posteriormente quebradas e
depositadas
sedimentos bioquímicos em ambientes
marinhos profundos  conchas compostas
principalmente de calcita (CaCO3), podendo
ocorrer sílica (SiO2), com ausência de agitação
Sedimentos
Sedimentos químicos: materiais dissolvidos 
fluem rio abaixo e entram nas águas de lagos e 
oceanos
Sedimentos químicos: evaporação de água do 
mar frequentemente leva a precipitação de 
camadas compostas por gipsita (CaSO4) ou 
halita (NaCl)
Sedimentos
A precipitação e a sedimentação controlam a 
salinidade do oceano:
 cada um dos componentes da água do mar 
participa de alguma reação química ou 
bioquímica, precipitando e se depositando no 
assoalho oceânico
Sedimentos
Sedimentação orgânica: é um tipo de 
precipitação bioquímica
Em pântanos e várzeas: acúmulo de matéria 
orgânica proveniente de restos vegetais forma a 
turfa (> 50% de carbono). 
Turfa soterrada  diagênese  Carvão mineral
Sedimentos
Em lagos e oceanos: acúmulo de matéria 
orgânica de restos de algas, bactérias e outros 
organismos microscópicos, com o tempo, forma 
petróleo e gás natural. 
Transporte e deposição
A maioria dos agentes de transporte carrega o 
material (sedimentos) morro abaixo  ação da 
força gravitacional
 Correntes de ár ou de água: principal agente de 
transporte de partículas clásticas.
 Correntes de rios e oceanos movem 
quantidades muito superiores de sedimentos, 
comparado a correntes de ar.
Transporte e deposição
A sedimentação começa onde o transporte termina
Força ou velocidade da corrente x sedimentação
 O tamanho da partícula é considerado um
indicador da velocidade de assentamento de
minerais na sedimentação.
Transporte e deposição
Correntes fortes ( > 50 cm/s):
Carregam cascalho, detritos grossos e finos. Comum em 
riachos que fluem em terrenos montanhosos, onde a 
erosão é rápida. Depositado na praia
Correntes moderadamente fortes (20-50 cm/s):
Camadas de areia. Comum na maioria dos rios. 
Inundações que fluem rapidamente podem espalhar 
areia na planície do vale fluvial. Ventos também 
transportam e depositam areia em desertos.
Transporte e deposição
Correntes fracas ( < 20 cm/s):
Carregam lama, composta pelas menores partículas 
clásticas. Comum em planícies de um vale fluvial 
quando as inundações recuam vagarosamente ou param 
de escoar. São geralmente depositadas no oceano, a 
alguma distância da praia
 A tendência de segregar sedimentos de acordo com o 
tamanho, à medida que varia a velocidade da corrente, 
é chamada de seleção
Transporte e deposição
Transporte e deposição
 Enquanto as correntes de água e vento
transportam as partículas, o intemperismo físico
continua a ocorrer.
Transporte e deposição
Os episódios de transporte e deposição de 
partículas podem alternar-se com episódios de 
intemperismo químico. 
Quando o sedimento está temporariamente depositado 
antes de ser apanhado por uma nova corrente, está 
exposto a reações lentas de intemperismo químico.
Ex: a inundação das margens de um rio possibilita a 
deposição de areia, silte a argila, que ficam expostos ao 
intemperismo químico após o recuo da inundação.
Ambientes de sedimentação
 É o lugar geográfico caracterizado por uma combinação
particular de processos geológicos e condições
ambientais
 São agrupados por sua localização, nos continentes,
regiões costeiras ou nos oceanos
Ambientes de sedimentação
Os processos geológicos incluem:
- correntes que transportam e depositam sedimentos
- posicionamento da placa tectônica
- atividade vulcânica
As condições ambientais incluem:
- tipo e quantidade de água (oceano, lago, rio..);
- Relevo (montanhas, planície costeira, oceano raso..);
- Atividade biológica
Ambientes 
continentais
Ambientes 
costeiros
Ambientes 
marinhos
Ambientes de sedimentação
Ambientes continentais: mostram grande variação de 
temperatura e precipitação de chuvaAmbientes
continentais
1 - Lago 2 - Aluvial 3 - Desértico 4 – Glacial
Agentes de 
transporte
Correntes
lacustres, ondas
Correntes fluviais Vento Gelo, água
de degelo
Sedimentos Areia, lama, 
precipitados
salinos (árido)
Areia, lama e 
cascalho
Areia e pó Areia, lama 
e cascalho
Clima Árido a úmido Árido a úmido Árido Frio
Processos
orgânicos
Organismos de 
água doce e 
precipitados
Matéria orgânica
em depósitos
lamosos de 
inundação
Pouca atividade
orgânica
Pouca
atividade
orgânica
Ambientes de sedimentação
Ambientes costeiros: dominados pela ação das ondas, 
marés e correntes
Ambientes
costeiros
5 - Delta 6 - Praia
7 – Planícies de 
maré
Agentes de 
transporte
Correntes fluviais, 
ondas
Ondas, correntes de 
maré
Correntes de maré
Sedimentos Areia e lama Areia e cascalho Areia e lama
Clima Árido a úmido Árido a úmido Árido a úmido
Processos
orgânicos
Soterramento de 
detritos vegetais
Pouca atividade
orgânica
Organismos
misturados aos
sedimentos
Ambientes de sedimentação
Ambientes marinhos: influenciados principalmente 
pelas correntes marinhas
Ambientes
marinhos
8 – Mar profundo
9 – Plataforma
continental
10 – Recifes
orgânicos
11 – Margem
continental
Agentes de 
transporte
Correntes
oceânicas e de 
turbidez
Ondas e marés Ondas e marés Correntes
oceânicas e
ondas
Sedimentos Areia e lama Areia e lama Organismos
calcificados
Areia e lama
Processos
orgânicos
Deposição de 
restos de 
organismos
Deposição de 
restos de 
organismos
Secreção de 
carbonatos por
corais e outros
organismos
Deposição de 
restos de 
organismos
Questões para próxima aula
1.Quais minerais formadores de rocha 
encontrados em rochas ígneas alteram-se para 
argilominerais?
2.Como a chuva afeta o intemperismo das 
rochas?
Avaliações até Dezembro/2013
• Trabalhos e Seminários (Peso 40) 1 Provas teóricas (Peso 60)
• 1 seminário no final da disciplina:
– 10 grupos;
– 30 a 40 minutos de apresentação;
– Trabalho escrito (Normas ABNT) – Instruções sobre plágio 
foram passadas em aulas: CUIDADO
• Temas:
1) Manejo e Conservação do Solo e da Água;
2) Poluição do solo e Remediação do solo, Recuperação de 
Áreas Degradadas;
3) Extração do calcário (Ministério de minas e energia);
4) Legislação sobre a exploração de minérios no Brasil;
5) Legislação sobre a contaminação de solos