Rochas carbonosas_silicosas_fosfaticas_químicas

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ROCHAS BIOQUÍMICAS
UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO
CENTRO DE TECNOLOGIA E GEOCIÊNCIAS
DEPARTAMENTO DE GEOLOGIA
LABORATÓRIO DE GEOLOGIA SEDIMENTAR
CARBONOSAS
FOSFÁTICAS
SILICOSAS
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ROCHAS CARBONOSAS
UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO
CENTRO DE TECNOLOGIA E GEOCIÊNCIAS
DEPARTAMENTO DE GEOLOGIA
LABORATÓRIO DE GEOLOGIA SEDIMENTAR
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Introdução
Sedimentos Carbonosos  Constituídos por matéria orgânica carbonosa
Depósitos orgânicos modernos:
 
Tipos:
húmus
turfas
sapropel
HÚMUS:
 
 – matéria orgânica fresca, decomposta ou em decomposição ocorrendo na parte mais superior do solo  produto da decomposição do acido húmico.
Carvão
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Introdução
TURFA: resulta:
 
(1) acumulação de plantas compostas de compostos resistentes à decomposição
(2) desenvolvimento de condições anaeróbicas que impedem a oxidação e a decomposição da matéria orgânica
desenvolvem-se principalmente em climas muito frios 
Pântanos e brejos e areias pantanosas de regiões polares e temperadas e em alguns mangues dos trópicos
 
 
SAPROPEL:
 
material orgânico acumulado subaquosamente em bacias marinhas rasas e profundas, lagunas e lagos
- matéria orgânica derivada de fitoplancton das partes mais superiores da água e também fragmentos de plantas superiores
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Antigos depósitos orgânicos
Grupos:
Grupo húmico: formado da acumulação “in-situ” (ex: turfa e húmus)
Grupo sapropélico: constituído de matéria orgânica que tem sido transportada e depositada de suspensão
Betume – matéria orgânica em sedimentos e especificamente hidrocarbonetos líquidos ou sólidos que são solúveis em solventes orgânicos
Asfalto - betume sólido ou semi-sólido estritamente vem derivado de um óleo rico em hidrocarbonetos cicloparafenicos
Querogênio – matéria orgânica insolúvel em solventes orgânicos; geopolímero (hidrocarboneto de cadeia longa e alto peso molecular)
Petróleo – consiste de óleo cru e gás (metano); hidrocarboneto de cadeia longa ou curta
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SERIE DO CARVÃO: húmico e sapropélico (algas, esponjas e detritos de plantas).
Grupo húmico
formado “in-situ” da acumulação de material vegetal (madeira)
origem bioquímica sob condições anaeróbicas
Classes: 
turfa, carvão marrom, linhito (carvão marrom duro), hulha (carvão betuminoso duro), antracito.
Turfa 
55% a 65% de carbono
densidade de aproximadamente 1
umidade entre 65 e 90%
poder calorífico é baixo entre 3000 e 5000 cal/g.
são sedimentos recentes
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TURFA
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Linhito ou lignito
possui uma cor acastanhada 
formado em sedimentos cenozóicos
aspecto lenhoso sem brilho
teor de celulose é menor do que o das turfas
quantidades de carbono entre 65 e 75% 
densidade de aproximadamente 1,1 e, 1,3. 
poder calorífico de 4000 a 6000 cal/g 
quantidade de água é algo entre 10 e30%
 
 
Hulha
carvão negro de sedimentos paleozóicos e mesozóicos 
com cerca de 75% a 90% de carbono 
densidade de 1,2 a 1,5
poder calorífico entre 5000 e 6800 cal/g
pouca água na estrutura entre 2 e 7%
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LIGNITO
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Antracito 
aspecto vítreo fratura brilhante e conchoidal 
quantidades de carbono entre 90 e 93%
densidade de 1,4 a 1,7
 poder calorífico superior a 8000 cal/g. 
sua combinação com a hulha forma o carvão mineral.
Maturação (carbonificação):
processo de transformação de turfa em carvão
mudanças controladas pela temperatura de soterramento (metamorfismo orgânico)
processos atuantes: microbiológicos, físicos e químicos.
estágios:
(1) estágio de turfa  matéria vegetal sofre degradação bioquímica
(2) estagio de soterramento  com aumento gradativo do peso das camadas sobrejacentes + aumento da temperatura ocorre maturação dinamotérmica  transformação de turfa em carvão
- quanto maior o grau de metamorfismo no carvão maior o conteúdo de carbono e menor o conteúdo de voláteis.
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ANTRACITO
HULHA
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Composição química:
mistura de compostos orgânicos complexos (C, O,H,N e S)
substâncias inorgânicas ficam como cinza após a combustão 
água
  
Composição petrográfica:
STOPES (1919) reconhece quatro tipos litológicos diferentes (litotipos): vítreo, clarênio, durênio e fusênio
  
Gênese:
- “in-situ” turfa original acumula-se onde plantas viveram e morreram a acumulação ocorre em corpos de água rasos e calmos
  
Grupo sapropélico
 
folhelhos betuminosos (oil shales)
arenitos asfálticos (tar sandstones)
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Folhelhos betuminosos: 
grupo de rochas com matéria orgânica na maior parte insolúvel em solventes orgânicos podendo ser extraído por aquecimento (destilação)
matéria orgânica betume e algum querogênio  decomposição térmica  óleo + gás
formam-se em corpos de água estratificados (H2O superficiais oxigenadas e águas do fundo anóxicas)
laminação em escala milimétrica com alternância de clásticos e lâminas e orgânicas
fonte de combustível fóssil para compensar exaustão das reservas de petróleo
Arenitos asfálticos: 
contém hidrocarbonetos sólidos e semi-sólidos que migram para dentro do deposito
contêm mais óleo pesado (betume e asfalto)
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FOLHELHO BETUMINOSO
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Petróleo:
geração um dos estágios de alteração de certos tipos de matéria orgânica enterrada em sedimentos. 
forma-se pelo aumento da temperatura e do soterramento e faz parte do processo geral do metamorfismo orgânico
composto de óleo cru mais gás
óleo cru (85%C,12%H, 2%O, 1,5%N, 8% S)
gás ocorre como óleo em solução ou como selo de gás
derivado da rocha fonte migra para rochas reservatório (traps) arenitos e certos tipos de calcários
formação: deriva-se da maturação da matéria orgânica depositada em sedimentos marinhos finos
diagênese - a matéria orgânica forma querogênio  aumento da temperatura e profundidade de soterramento  forma gás natural imaturo (metano e dióxido de carbono)
catagênese – geração de óleo cru + gás úmido com temperaturas entre 70 e 100ºC e profundidade de 2 a 3,5 Km  com o aumento de temperatura e pressão inicia-se a metagênese
metagênese – gás seco
pode ser derivado de carvões húmicos e sapropélicos se a temperatura de soterramento são apropriadas  óleo cru produzido diferente do de origem marinha
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ROCHAS FOSFÁTICAS
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ROCHAS FOSFÁTICAS (FOSFORITOS)
Conceito:
rochas ricas em fosfato
calofânio (sub. fosfatada criptocristalina) é a forma mais comum
quimicamente complexos 
existem aproximadamente 200 minerais que contêm 1% ou mais de P2O5
mineral primário apatita
os demais minerais são formados por alteração do guano (excremento de aves e morcegos em cavernas) e das rochas fosfáticas 
Formação: 
primcipal processo (plataforma) é o de ressurgência
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Modelo de formação de fosforitos marinhos
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Diagrama ilustrativo do processo de formação de fosfato sobre uma plataforma continental, com indicação da profundidade ótima para a origem do fosfato (Buschinski 1964)
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ROCHAS SILICOSAS
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CONCEITO: 
 Sedimentos intrabaciais constituídos essencialmente por sílica (cripto, micro e macrocristalina)
 
TIPOS: (baseado nas características petrográfica)
 
- silexito (chert)
- diatomito
- porcelanito
 
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 SILEXITO:
 sedimento silicoso de granulação fina
origem química, bioquímica, biogênica
tipos de sílica: microquartzo, megaquartzo, calcedônia
podem conter pequenas quantidades de impureza
tipos: flint (variedade dura de cor cinza a preta) e jasper (variedade vermelha)
modos de ocorrência: acamadados e nodulares
 
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Acamadados:
freqüentemente associados com rochas vulcânicas
os antigos ocorrem freqüentemente associados com as zonas de rochas deformadas
acamamento de várias escalas com camadas de espessura milimétrica separadas por folhelhos
estruturas: maciça, acamamento gradado, laminação paralela ou cruzada de pequena escala de corte
tipicamente associados com calcários pelágicos e turbiditos siliciclásticos ou carbonáticos
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Origem: 
origembiogênica sem relação com atividade vulcânica
produto de vulcanismo submarino:
pela precipitação inorgânica de sílica derivada de magmas subaquosos
pelo florescimento planctônico induzido pelo vulcanismo marinho submarino
- os equivalentes modernos de muitos cherts acamadados são as vazas de radiolários e de diatomáceas
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Diagênese: 
opala amorfa biogênica (opala – A):
1º estágio diagenético  desenvolvimento de opala cristalina (opala – CT, cristobalita desordenada,  - cristobalita ou lursatita);  opala CT substitui esqueletos de radiolários e diatomáceas sendo precipitada como cristais laminados revestindo cavidades e formando pequenas esferas (lepispheres); 
2º estágio  conversão de opala – CT em chert quartzoso e quartzo calcedônico
- os equivalentes modernos de muitos cherts acamadados são as vazas de radiolários e de diatomáceas
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Nodulares:
ocorrem predominantemente com rochas carbonáticas
são nódulos de forma esférica a irregular de tamanhos pequeno a muito grande
concentram-se ao longo de planos de acamamento particulares ou podem aparecer e formar camadas quase continuas (semelhantes a cherts acamadados)
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Origem: muito distinta
(1) do ponto de vista mais antigo: precipitação direta de sílica da água do mar formando bolhas de gel sobre o fundo do mar e o posterior endurecimento formando nódulos
(2) diagenética: presença de grãos de calcita dentro de nódulos (oólitos, etc) preservados por substituição. Sílica biogênica disseminada dissolve-se e é reprecipitada na forma de opala – CT. Os poros são primeiramente preenchidos com opala - CT (lepispheres) e esqueletos carbonáticos e matriz são substituídos por opala – CT
- podem ser formados pela substituição de evaporitos, particularmente a anidrita.
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DIATOMITOS:
formados por acumulação de carapaças de diatomáceas
presença também de radiolários e espículas de esponja, etc.
altamente porosos quando puros
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PORCELANITOS:
rochas silicosas de granulação fina com textura e fratura semelhante à porcelana não vítrea
termo também usado para um argilito opalino composto de opala – CT
freqüentemente são cinzas ou pretas pela presença de matéria orgânica
origem: pouco conhecida provavelmente a mesma do silexito
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SEDIMENTOS SILICOSOS E CHERTS NÃO MARINHOS:
 sedimentos silicosos biogênicos e inorgânicos podem se formar em lagos e corpos de água efêmeros
 diatomáceas podem ocorrer em grande abundância em lagos  formam terras de diatomáceas ou diatomitos
 precipitação inorgânica de sílica pode ocorrer:
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 PRECIPITAÇÃO INORGÂNICA DE SÍLICA PODE OCORRER:
1) onde há grandes flutuações do PH  solubilidade do quartzo é baixa em muitas águas naturais desde que o valor do PH não exceda valores maiores que 9; grãos detríticos de quartzo e minerais de argila são parcialmente dissolvidos em altos valores de PH  águas do lago ficam supersaturadas em sílica amorfa; evaporação mais o PH baixo favorecem a precipitação do gel de sílica (cristobalita)  com a maturação forma-se chert. 
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2) águas de lagos muito alcalinas (ricas em carbonato de Na)  sílica lixiviada de rochas vulcânicas e fragmentos de rocha  excepcionalmente altas concentrações de sílica são atingidas (>2500ppm) + baixa do PH; por influxo de água doce  precipitação de sílica com magadiita (silicato de Na, hidratado, metaestável)  é convertida em chert num tempo muito curto
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GEISERITO: 
depósito de sílica de fontes termais
sílica amorfa (opala) com impurezas de Fe, Mn, etc...
coloração de amarela até marrom
origem: evaporação de águas de fontes termais e geisers
depositam-se como crostas terrosas nas vizinhanças de fontes termais e geisers
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TERRAS SILICOSAS:
depósitos silicosos de origem orgânica formados em águas rasas, lagos, lagoas e pântanos
terra de radiolario (radiolarito)
terra de diatomáceas (diatomito)
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Diatomáceas desenhadas por Haeckel 
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Espículas de esponjas
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Chert
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ROCHAS QUÍMICAS
FERRUGINOSAS
EVAPORÍTICAS
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ROCHAS FERRUGINOSAS
Conceito: 
 rochas ricas em ferro (teor > 15%)
constituem grandes reservas mundiais de minérios de ferro.
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ROCHAS FERRUGINOSAS
Tipos mais comuns de minerais:
 óxidos e hidróxidos de Fe – goethita (FeOOH), hematita (Fe2O3), magnetita (Fe3O4)
 carbonatos – siderita (FeO3)
 silicatos – chamosita, glauconita
 sulfetos – pirita, marcassita (FeS2)
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Gênese:
 a fonte do Fe transportados para as bacias sedimentares é um problema ainda discutido
 condições para suprimento às águas superficiais estão associadas a regiões tropicais úmidas de relevo suave sujeitas a intensa alteração química.
 minerais ricos em Fe são formados atualmente em planícies de maré e regiões pantanosas oceânicas de regiões temperadas e bacias profundas e em ambientes anóxicos 
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Formação ferrífera bandada (BIF)
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ROCHAS EVAPORÍTICAS 
(EVAPORITOS)
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Conceito:
 depósitos formados por evaporação da água do mar em salinas marinhas, lagunas e mares reliquiares
 condições propicias para a formação  locais com limitada circulação de água, clima seco e evaporação maior do que precipitação.
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Tipos mais comuns:
 gipsita(CaSO4 . 2(H2O))
 anidrita(CaSO4)
 halita (NaCl)
 siderita(KCl)
 carnalita(KMgCl3 . 6(H2O))
 bischofita(MgCl2 . 6(H2O))
 boratos
 nitratos
 fluoretos
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PRINCIPAIS AMBIENTES DEPOSICIONAIS DE EVAPORITOS
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Diagrama esquemático de evoluções diagenética e intempérica da gipsita e da anidrita na natureza (Blatt et al., 1972)
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Denomina-se sal-gema ao cloreto de sódio, acompanhado 
de cloreto de potássio e de cloreto de magnésio, que ocorre
em jazidas na superfície terrestre.
O termo é aplicado para o sal derivado de precipitação 
química pela evaporação da água de antigas bacias
 marinhas em ambientes sedimentares.
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HALITA
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SILVITA
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BISCHOFITA
CARNALITA
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