2017 1

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UNIVERSIDADE EDUARDO MONDLANE
FACULDADE DE CIÊNCIAS
DEPARTAMENTO DE GEOLOGIA
INTRODUÇÃO AO ESTUDO DA GEOLOGIA
MAPUTO, FEVEREIRO DE 2017
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GEOLOGIA
GEO=TERRA
LOGIA=CIÊNCIA/CONHECIMENTO/ESTUDO
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GEOLOGIA-Ciência que estuda a terra como um todo, sua origem, estrutura, composição, historia (incluindo o desenvolvimento da vida) e a natureza dos processos (no interior e exterior da terra), que deram origem ao seu estado actual. 
É uma ciência com uma dose bastante grande de especulação, mas a mesma é lógica e basea-se em princípios e conceitos científicos.
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PORQUÊ ESTUDAR GEOLOGIA
-A Geologia tem como objecto de estudo a Terra;
-A Terra é nosso habitat;
-Para vivermos em harmonia com ela. Para viver em harmonia com a terra é necessário entender a natureza, a velocidade das suas mudanças e adaptar-se a elas;
-É o unico planeta com abundância de água e uma atmosfera onde possa crescer e florescer a vida; 
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-Satisfazer as necessidades da humanidade no que diz respeito a água, minerais, combustíveis, materiais de construção, etc;
-Permite-nos fazer a caracterização geotécnica de terrenos, indispensável às grandes obras de Engenharia Civil( habitação, barragens, autoestradas, pistas de aterragem, etc);
-Segurança no planeamento e uso da terra;
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-Prevenção de calamidades naturais como:
1-Desmoronamento ou deslizamento de terras
2-Tremores de terra (sismos/terramotos, maremotos/tsunamis)
3-Vulcões
-Exploração de outros planetas (recursos) 
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A geologia subdivide-se numa série de ciências/áreas de estudo-as chamadas ciências geológicas ou ciências da Terra. 
Cada uma delas trata de aspectos específicos. 
Todas ciências geológicas se interligam.
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Cristalografia estuda as formas externas e da estrutura interna dos cristais naturais ou sintéticos; 
A Mineralogia trata do estudo dos minerais (propriedades físicas e químicas), sua génese, ocorrência e usos; 
A Petrologia estuda as rochas, os minerais constituintes, a sua génese, seu modo de ocorrência, bem como as mudanças que nelas ocorrem; 
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A Cosmologia estuda a posição da Terra no Sistema Solar e no Universo;
A Paleontologia estuda a evolução das formas de vida através dos fósseis (animais e plantas) ou vestígios da sua existência (pegadas, impressões);
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A paleontologia trata da vida pré-histórica, estudando os fósseis animais e vegetais. Eles são importantes indicadores das condições de vida existentes no passado geológico, preservados por meios naturais na crusta terrestre. Alguns, como os foraminíferos, são importantes na pesquisa do petróleo. 
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Fósseis
Restos de organismos (animais ou plantas) que povoaram a terra ou vestígios da sua actividade (pegadas), em épocas anteriores a nossa/remotas e que se conservaram principalmente em rochas sedimentares.
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OS FÓSSEIS SUBDIVIDEM-SE EM
1-FÓSSEIS DE FÁCIES OU DE AMBIENTE
São fósseis que fornecem melhores indicações relacionadas com as características do ambiente em que viveram, uma vez que esses organismos tinham condições muito especificas para viver.
Permitem reconstruir o ambiente do passado paleoambiente;
Fornecem informação sobre a distribuição das áreas marinhas e continentais assim como as condições climáticas existentes no passado, num dado local.
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O conceito de fácies refere-se ao conjunto das características litológicas e paleontológicas duma determinada formação, e que revelam as condições em que a mesma se formou. Assim, há dois grandes grupos de fácies:
 Marinhos: litoral, nerítico, batial e abissal;
Terrestres: vulcânico, eólico, glaciar, fluvial e lacustre.
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Há ainda os fácies de transição: estuarino e lagunar
Os fácies vulcânico, eólico e glaciar são fáceis de carácter litológico, mas são pobres em fósseis. Nos fácies lacustres predominam fósseis de seres de água doce e anfíbios. Os estuarinos e lagunares têm faunas mistas. Nos fáceis de litoral, abundam as conchas.
Assim, entende-se por fóssil de fácies aqueles que correspondem a seres que viveram em ambientes bem determinados.
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Classificação dos ambientes de sedimentação: Selley (1976) apresentou um esquema geral de classificação muito útil no estudo de sedimentação moderna.
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2-FÓSSIL GUIA, DE IDADE OU CARACTERÍSTICO
-Viveram pouco tempo
-Tiveram ampla distribuição geográfica
-Capacidade de reprodução/abundância
-Estruturas fossilizáveis
-Fácil reconhecimento
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A Geohistória debruça-se sobre a história relacionada com a evolução do planeta terra;
A Geologia Estrutural e a Tectónica estudam as estruturas que ocorrem na crusta - dobras, falhas, fracturas, lineações, foliações, intrusões (diques, veios, soleiras);
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Na geofísica, os geólogos e físicos medem propriedades como magnetismo, densidade, propriedades elétricas ou radioatividade das rochas para detectar presença de minérios, principalmente de minerais metálicos (ferro, manganês, cobre, chumbo, zinco, ouro, molibdênio, etc). Estudam o campo magnético terrestre (intensidade, configuração e variação), o fluxo de calor interno da Terra e o movimento das ondas sísmicas, que estão associadas aos terremotos. A geofísica combina geologia com física para solucionar problemas como descoberta de reservas de gás, petróleo, metais e água.
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A Geoquímica refere-se ao estudo das quantidades, distribuição e circulação de elementos químicos no subsolo, água e atmosfera terrestre;
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Na geoquímica, o geólogo planeia e, às vezes, executa a colecta de amostras de solo, rocha, água e sedimentos de corrente (areias do fundo dos rios) e determina onde esse material deve ser colectado. Na posse dessas amostras, ele as manda para o laboratório a fim de determinar que porcentagem possuem do elemento químico que está sendo procurado ou para ver quais elementos químicos são nelas mais abundantes. 
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Com isso, obtém dados que permitem dizer, com maior ou menor certeza, se há/existe na área estudada um jazigo. Pode ser dividida em geoquímica sedimentar, geoquímica orgânica, geoquímica ambiental, dentre outras áreas do saber ou do conhecimento.
Tambem detecta anomalias falsas relacionadas com eventos de poluição/contaminação.
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A Cartografia dedica-se ao uso ou aplicação dos métodos de campo e laboratoriais que levam à produção de mapas de vários tipos (litológicos, falhas, sismos, vulcões, etc);
A Engenharia de Minas- utiliza os conhecimentos geológicos e de engenharia para a abertura de minas com vista a exploração de recursos minerais. 
 
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A Fotogeologia utiliza fotografias aéreas para a interpretação da geologia duma região para programas relacionados com trabalhos de campo, planeamento fisico, etc;
Nos Jazigos Minerais estuda-se a forma como os recursos minerais ocorrem na crusta, sua concentração e distribuição;
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A Geomorfologia dedica-se ao estudo das características superficiais da Terra, incluindo formas de relevo terrestre e oceânico e factores químicos, físicos e biológicos que agem sobre elas; trabalha com a evolução das feições observadas na superfície da Terra, identificando seus principais agentes formadores e caracterizando a acção de agentes como vento, gelo, água e geleiras/glaciar (enorme massa de gelo formada pelo acúmulo de neve).
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A área de Geotécnia é um amplo campo de trabalho para o geólogo, pois inclui a construção de estradas, túneis, viadutos, dentre outros tipos de obras. Aí é importante seu trabalho junto com o engenheiro civil, porque ele vai dizer se o solo é adequado à construção daquelas obras e o que deve ser feito para garantir a estabilidade
das construções.
 
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A Geologia Económica- estuda as implicações económicas relacionadas com a exploração de um determinado jazigo mineral;
Hidrogeologia-Ramo da geologia que estuda o armazenamento, a distribuição e a circulação das águas subterrâneas;
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A hidrogeologia é sector em que o geólogo faz pesquisa para encontrar água subterrânea. Como as águas superficiais são cada vez mais poluídas e, em certas regiões muito escassas, é importante abrir poços e furos para aproveitar a água do subsolo. O hidrogeólogo trata da gestão dos recursos hídricos, supervisiona e orienta a construção de poços e furos.
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A Geologia Ambiental e Urbana têm a ver com a aplicação dos conhecimentos geológicos para a resolução de problemas criados pela actividade humana ou resultantes da interação entre o homem e o meio fisico;
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A Geologia ambiental é responsável pela colecta e análise de dados geológicos visando a evitar ou solucionar problemas oriundos da intervenção humana no ambiente natural. Trabalhando com técnicos de outras profissões, os geólogos actuam na prevenção de:
 enchentes, escorregamentos de terra e erosão; na escolha de locais para instalação de depósitos de lixo, cemitérios, aeroportos, residenciais, fábricas, etc; 
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Na detecção e delimitação de áreas poluídas no subsolo; na delimitação de áreas de preservação ambiental, como parques, nichos ecológicos, florestas, nascentes de rios, locais de interesse arqueológico etc; na delimitação também de áreas impróprias para a construção, como encostas de alta declividade e áreas de solo instável; no planeamento da expansão urbana; na solução de conflitos causados pela mineração em áreas urbanas (pedreiras); na elaboração de planos directores municipais; na recuperação de áreas degradadas pela mineração, etc.
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Geologia urbana trata dos impactos, geralmente caóticos, gerados sobre o ambiente, quando o crescimento descontrolado das cidades ocasiona catástrofes que afectam directamente a qualidade de vida da população. Actualmente o geólogo ambiental tem trabalhado bastante na elaboração de Relatórios de Impacto Ambiental - Rimas, documento exigido antes da execução de grandes obras. A geologia ambiental é, portanto, um vasto campo de actuação profissional, inclusive para profissionais autónomos.
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A Geologia Marinha e Costeira estuda os fundos oceânicos, sua topografia, petrologia, geoquímica e o efeito das ondas e da água do mar;
A Geocronologia mede os intervalos de tempo do passado geológico, as idades dos acontecimentos geológicos;
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No Remote Sensing/Teledetecção, os geólogos utilizam recursos como fotografias aéreas, imagens de satélite e de radar para mapeamento geológico de solos, de vegetação, de áreas cultivadas, etc.
A Pedologia estuda a formação dos solos, sua morfologia, origem e classificação;
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Geologia médica investiga a acção de elementos químicos cuja presença ou falta em um determinado ambiente, provoca danos à saúde humana. O excesso de flúor nas águas naturais causa fluorose, um problema na dentição humana. Contaminação dos rios por mercúrio em áreas com garimpo de ouro é outro exemplo.
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A Geomedicina dedica-se ao estudo das doenças humanas provocadas pela actividade geológica e mineira.
-Visa ao estudo da influência de factores geológicos- ambientais sobre a distribuição geográfica de prolemas de saúde humana e dos animais;
-Estuda as relações existentes entre o substrato rochoso, solos, água potável e alimentação com vista a aumentar a qualidade de vida das pessoas.
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A Estratigrafia estuda as rochas em camadas (estratos), em especial a sua sequência no tempo e a correlação de camadas de locais diferentes;
Estrato-camada mais ou menos homogénea que aquando da sua formação se encontrava na posição horizontal.
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Os estratos ou camadas diferem umas das outras pela:
-Cor
-Granulometria (cascalho, areia, silte e argila)
-Composição mineralógica (tipo de minerais presentes-claros ou escuros).
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HISTÓRIA GEOLÓGICA DA TERRA
Sequência de eventos físicos e biológicos ordenados cronologicamente a partir do mais antigo ate ao mais recente.
O tempo geológico data de 4.56 M.a ate hoje/recente/presente.
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EVENTOS FÍSICOS
-Deposição de camadas de rochas sedimentares;
-Formação de montanhas/Vulcanismo;
-Deriva Continental/Tectónica de Placas;
-Falhamentos-Tectónica de Placas;
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-Terramotos/Sismos e Maremotos/Tsunamis;
-Mudanças ambientais -transgressões e regressões marinhas aliadas ao Ciclo de Milankovich;
-Aquecimento global (Poluição de origem antropogénica-Revolução industrial).
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EVENTOS BIOLÓGICOS
-Surgimento e extinção de algumas espécies de animais assim como de plantas;
-Mudanças evolutivas em função das condições vigentes na altura;
-Dispersão geográfica dos organismos (Tectónica de Placas);
-Crises biológicas.
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Fenómenos/processos geológicos lentos ( o homem só acompanha uma parte da evolução dos mesmos)
-Ciclo das rochas;
-Movimento das placas tectónicas;
-Transgressões e Regressões marinhas;
-Série de incarbonização (processo de formação do Carvão mineral);
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-Ciclo de Wilson (rifteamento e formação de novos oceanos
Ex:Rift Este Africano e Mar Vermelho).
-Glaciações (variação de CO2 na atmosfera, actividade vulcânica, poluição atmosférica e Ciclos de Milankovich);
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Fenómenos geológicos rápidos 
-Sismos/Terramotos e Maremotos/Tsunamis;
-Erupções vulcânicas;
-Avalanches;
-Impacto/queda de meteoritos;
-Inundações.
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Escala de tempo geológico 
Representa a linha do tempo desde a formação da Terra ate ao presente. É medida em M.a (Milhões de anos).
É dividida em Éons, Eras, Períodos, Épocas e Idades, baseando-se nos grandes eventos geológicos e biológicos da história do planeta Terra. 
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-Evolução biológica (Fauna e flora);
-Animais e plantas autotróficos (capazes de produzir os seus alimentos ) e depois heterotróficos;
-Animais e plantas unicelurares e depois pluricelulares;
-Invertebrados e depois vertebrados;
-Plantas de pequeno porte e depois bem desenvolvidas.
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Há pouca dúvida agora de que o mundo entrou em uma nova era geológica, diz o relatório de um painel científico internacional.
Os pesquisadores que receberam a tarefa de definir o chamado "Antropoceno", afirmam que os impactos do domínio dos seres humanos sobre a Terra, será visível em sedimentos e rochas, daqui a milhões de anos.
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A escala de tempo geológico estabelece eons, eras, períodos, épocas e idades que permitem categorizar as diferentes fases que vão da formação da Terra ao presente.
Segundo a Comissão Internacional de Estratigrafia (ICS, em inglês), responsável pela definição da escala de tempo da Terra, estamos ainda na época Holocénica, iniciada há 11.500 anos.
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Actualmente, os cientistas trabalham para elaborar uma classificação formal da nova época, que dá à presença humana, uma posição mais central na história geológica do planeta.
Uma questão ainda em aberto, é sobre qual seria sua data formal de início. Alguns membros do painel acreditam que deve ser a década de 1950.
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A década marca o início da "Grande Aceleração", quando a população humana e seu padrão de consumo acelerou subitamente.
Ela também coincide com a proliferação dos "tecnomateriais" como alumínio, concreto e plástico e cobre os anos em que testes de armas termonucleares dispersaram elementos radioativos por todo o planeta.
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O relatório feito pelo Antropocene Working Group e publicado na revista Science, não é ainda um parecer final sobre o assunto. Ele representa uma posição preliminar
sobre o assunto, uma espécie de actualização nas investigações do painel.
Mas, a descoberta mais importante é a de que o impacto da humanidade na Terra deve ser considerada como dominante e suficientemente distinta para justificar uma classificação separada.
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O trabalho analisa a magnitude das mudanças que a humanidade provocou no planeta.
Será que estas mudanças, foram suficientes para alterar significativamente a natureza dos sedimentos acumulados no presente, e será que são diferentes do que ocorreu na actual época Holocénica, que começou no fim da última era do gelo?
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Se for decidido que a data inicial do Antropoceno foi o meio do século 20, será preciso justificar a decisão com amostras de solo, feitas com sondas, que mostram a "assinatura" do período.
Ela pode incluir, por exemplo, sedimentos de lagos ou oceanos contendo marcadores de poluição, como partículas de fuligem produzidas pela queima de combustíveis fósseis.
Estas amostras precisariam refletir uma marca global, e não apenas local, da actividade humana. Mas elas podem levar anos para serem colectadas.
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No entanto, as provas estão cada vez mais óbvias para todos nós, desde imagens de transformações globais feitas por satélites, passando por extinções locais de borboletas, até experiências com eventos climáticos extremos. No entanto, essa é uma tarefa difícil e nova para os geólogos. Eles têm que determinar o início de uma época cuja paleontologia e geologia ainda estão sendo criadas. 
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Ainda não há uma 'lista' nas camadas de rochas que simbolizam o 'Antropoceno'.
Isso é importante porque mostra que foi uma evolução na sociedade humana que criou esta mudança climática planetária,e é a forma como a sociedade humana se desenvolve que moldará esta nova era por muitas décadas e séculos.
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Geocronologia
A geocronologia é a ciência que utiliza um conjunto de métodos de datação usados para determinar a idade das rochas, fósseis, sedimentos e os diferentes eventos da história da Terra.
Ela subdivide-se em relativa e absoluta.
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Geocronologia absoluta
O método absoluto consiste na determinação da idade dos minerais através de alguns elementos radioativos encontrados nos mesmos, baseando-se no facto de que os átomos instáveis libertam seus isótopos de maneira constante e cada átomo tem sua própria constante de libertação/desitegração.
U-Pb, Rb-Sr, K-Ar, Sm-Nd, Re-Os, Lu-Hf , C14/N14, etc.
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Geocronologia relativa 
O método relativo consiste em determinar as idades através do uso dos fósseis encontrados em solos ou rochas.
A datação revela que as rochas estão colocadas na sequência ou ordem em que ocorreu a sua génese/deposição.
 
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PRINCIPIOS USADOS NA DATAÇÃO RELATIVA
Princípios estratigráficos e paleontológicos
-da sobreposição;
-da continuidade;
-do actualismo / uniformitarismo;
-da identidade paleontológica ou sucessão faunística;
-da horizontalidade original;
-da relação intrusão – fractura;
-da inclusão.
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Principio da horizontalidade
Os estratos sedimentares formam-se horizontalmente, isto é, os sedimentos depositam-se na horizontal à medida que vao chegando à bacia de sedimentação, por efeito gravitico.
Qualquer fenomeno que altere a horizontalidade e posterior à deposição dos estratos (dobramentos, falhamentos).
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Princípio da sobreposição de estratos/camadas (Steno 1669) 
Não ocorrendo falhas ou dobras na rocha, a camada mais antiga é a camada mais abaixo, sendo que a mais recente se encontra mais acima.
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A estratigrafia recorre ainda ao princípio do uniformitarismo ou actualismo geológico – “o presente é a chave do passado”, ou seja, os fenómenos geológicos que existem actualmente podem explicar o que aconteceu no passado.
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Princípio da continuidade lateral – uma camada tem a mesma idade em todos os seus pontos, o que implica que os limites inferior e superior de uma camada apresentem superfícies isócronas, ou seja, com a mesma idade. 
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Um estrato tem sempre a mesma idade ao longo de toda a sua extensão, independentemente da ocorrência da variação horizontal (lateral) de fácies (continental, transição e marinhos). É possivel estabelecer correlações entre sequências sedimentares de locais distintos, mesmo quando afastados vários kilómetros.
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Princípio da identidade paleontológica ou sucessão faunística – os estratos com o mesmo conteúdo fossilífero são da mesma idade. Os fósseis estratigráficos ou característicos caracterizam-se por: -Rápida evolução, ou seja, curta longevidade; 
-Vasta repartição geográfica; 
-Ocorrência frequente; 
-Identificação simples.
 
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Princípio da Sucessão Faunística (Smith 1793)
O Princípio da Sucessão Faunística diz que os grupos de fósseis (animal ou vegetal), ocorrem no registo geológico segundo uma ordem determinada e invariável, de modo que, se esta ordem é conhecida, é possível determinar a idade relativa entre camadas a partir de seu conteúdo fossilífero. 
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Ou seja, pode-se dizer que fóssil = tempo.
Diversos períodos marcados por extinção de grande parte do conteúdo fossilífero são conhecidos na história da Terra e levaram ao desevolvimento da Teoria do Catastrofismo (Cuvier 1796). 
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Princípio da intersecção – toda a unidade geológica que intersecta outra é-lhe posterior, este axioma aplica-se a falhas, filões, superfícies de erosão e batólitos ígneos, e ao princípio de inclusão. 
Se um clasto de uma rocha A está incluído numa rocha B, então a rocha B é mais recente que a rocha A, este princípio aplica-se a conglomerados e brechas.
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Princípio dos Fragmentos Inclusos (Hutton 1792)
Este princípio de datação relativa diz que os fragmentos de rochas inclusas em corpos ígneos (intrusivos ou não) são mais antigos que as rochas ígneas nas quais estão inclusos.
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Princípio das Relações de Corte (Hutton 1792) 
Segundo o princípio das relações de corte uma rocha ígnea intrusiva ou falha que corte uma seqüência de rochas é mais jovem que as rochas por ela cortadas.
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Discordâncias (Hutton 1792) 
As discordâncias são superfícies de erosão ou não deposição, abaixo das quais pode exitir qualquer tipo de rocha, mas acima das quais só podem existir rochas sedimentares. 
Estas últimas são sempre mais jovens que as rochas abaixo da discordância. 
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Além de permitir a datação relativa de rochas em um afloramento, a presença de uma discordância indica que houve erosão de parte do registro geológico naquele local. Assim, as discordâncias constituem uma prova indiscutível de que o registro geológico não é completo. 
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Dependendo do tipo de rocha, da posição das estruturas sedimentares abaixo da discordância e da geometria da superfície de discordância estas podem ser classificadas em: 
discordância paralela ou paraconformidade; 
(ii) discordância angular ou inconformidade;
(iii) discordância erosiva;
(iv) Discordância litológica.
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A HISTÓRIA DA GEOLOGIA
Na Idade da Pedra, o Homem começou a utilizar rochas e minerais para fazer objectos ornamentais. Desta época, conhecem-se hoje minas de sílex.
Heródoto (484-425 AC) "…o mar apagou-se onde hoje a terra se solidifica…", após observar fósseis de conchas marinhas em terra firme. 
Renascença - Leonardo da Vinci (1452-1519) Ao descobrir conchas numa zona montanhosa de Itália concluiu que aqueles animais só podiam ter vivido ali quando aquelas terras estavam
cobertas de água. 
Nicolaus Steno (Séc. XVII) princípio da sobreposição - base da Geocronologia actual “camadas do fundo são mais antigas do que as que estão mais acima, em sequências não pertubadas.” 
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Abraham Werner (1749-1817) Teoria Neptunista – Considerva a Terra constituída por águas muito profundas a partir das quais se formava a crusta.
Leopold von Buch (1774-1853) Teoria Vulcanista - no interior da Terra existe um imenso calor que funde as rochas.
William Smith (1769-1839) foi o pai da Paleontologia e Estratigrafia - notou que certos fósseis só ocorriam em determinadas camadas e que estas podiam ser correlacionadas, mesmo que distantes entre si. Princípio de Identidade Paleontológica - “ As camadas com o mesmo contúdo fossilífero são da mesma idade”
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