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Praça Expedicionário Assunção, 168 – Bairro Centro Nova Lima – MG – CEP: 34.000-000 Telefone: (31) 3541-2666 PPEETTRROOGGRRAAFFIIAA SENAI – “Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial” Centro de Formação Profissional “AFONSO GRECO” Presidente da FIEMG Olavo Machado Gestor do SENAI Petrônio Machado Zica Diretor Regional do SENAI e Superintendente de Conhecimento e Tecnologia Lúcio Sampaio Gerente de Educação e Tecnologia Edmar Fernando de Alcântara Elaboração José Maia Cardoso Unidade Operacional CFP/AG Sumário CENTRO DE FORMAÇÃO PROFISSIONAL .............................................................................................. 1 “AFONSO GRECO” ........................................................................................................................ 1 PRESIDENTE DA FIEMG .................................................................................................................... 2 APRESENTAÇÃO .............................................................................................................................. 5 CAPÍTULO I – INTRODUÇÃO ........................................................................................................... 6 CAPÍTULO II – CONSTITUIÇÃO DA TERRA .................................................................................... 7 CAPÍTULO III – ROCHAS .................................................................................................................. 9 ROCHAS METAMÓRFICAS .............................................................................................................. 9 ROCHAS SEDIMENTARES ............................................................................................................. 10 CAPÍTULO IV – MAGMATISMO ...................................................................................................... 11 ROCHAS MAGMÁTICAS INTRUSIVAS .......................................................................................... 12 CAPÍTULO V – METAMORFISMO .................................................................................................. 17 GNAISSE PORFIRÓIDE ................................................................................................................... 20 BIOTITA-GNAISSE .......................................................................................................................... 20 GRANADA-GNAISSE ...................................................................................................................... 20 GRAFITA-GNAISSE ......................................................................................................................... 20 CAP VI-- PROCESSO SEDIMENTAR DE GÊNESE .................................................................... 22 Petrografia ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico em Mineração ..... Apresentação “Muda a forma de trabalhar, agir, sentir, pensar na chamada sociedade do conhecimento. “ Peter Drucker O ingresso na sociedade da informação exige mudanças profundas em todos os perfis profissionais, especialmente naqueles diretamente envolvidos na produção, coleta, disseminação e uso da informação. O SENAI, maior rede privada de educação profissional do país,sabe disso , e ,consciente do seu papel formativo , educa o trabalhador sob a égide do conceito da competência:” formar o profissional com responsabilidade no processo produtivo, com iniciativa na resolução de problemas, com conhecimentos técnicos aprofundados, flexibilidade e criatividade, empreendedorismo e consciência da necessidade de educação continuada.” Vivemos numa sociedade da informação. O conhecimento , na sua área tecnológica, amplia-se e se multiplica a cada dia. Uma constante atualização se faz necessária. Para o SENAI, cuidar do seu acervo bibliográfico, da sua infovia, da conexão de suas escolas à rede mundial de informações – internet- é tão importante quanto zelar pela produção de material didático. Isto porque, nos embates diários,instrutores e alunos , nas diversas oficinas e laboratórios do SENAI, fazem com que as informações, contidas nos materiais didáticos, tomem sentido e se concretizem em múltiplos conhecimentos. O SENAI deseja , por meio dos diversos materiais didáticos, aguçar a sua curiosidade, responder às suas demandas de informações e construir links entre os diversos conhecimentos, tão importantes para sua formação continuada ! Gerência de Educação e Tecnologia Petrografia ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico em Mineração ..... CAPÍTULO I – INTRODUÇÃO A crosta terrestre é constituída essencialmente de rochas. São elas, juntamente com os fósseis, os elementos que o geólogo usa para decifrar os fenômenos geológicos atuais e do passado. A Petrografia é a parte da Geologia que trata do estudo sistemático das rochas. Os fenômenos petrográficos ocorrem na litosfera, de maneira que a Petrografia e a Geologia são ciências intimamente ligadas. As rochas são formadas predominantemente de espécies minerais. Por isso dizemos que a Mineralogia é a base indispensável da Petrografia. Petrografia ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico em Mineração ..... CAPÍTULO II – CONSTITUIÇÃO DA TERRA A terra tem forma aproximadamente esférica (diâmetro equatorial igual a 12.712 km e diâmetro polar igual a 12.355 km). Mas, de todo o planeta, a parte accessível à observação direta é muitíssimo restrita. A profundidade alcançada por minas, túneis ou perfurações é muito pequena, comparada ao raio terrestre. Exemplos de grandes profundidades são a MINA DE MORRO VELHO (2.500 m) ou 3872 m em sondagem na ILHA DE MARAJÓ. Dessa forma, o conhecimento atual da constituição da terra é resultante da aplicação de métodos indiretos, geofísicos ou astrofísicos. Assim, o estudo da gravidade, da densidade das rochas, da variação da temperatura e pressão com a profundidade, observações sismológicas e análises de METEORITOS (como amostras de outros planetas) permitiram chegar a um razoável conhecimento da constituição interior do globo terrestre. A terra é constituída de várias camadas, com composições definidas. Além da atmosfera, constituída de gases e da hidrosfera, constituída de água, reconhece- se uma parte mais externa, denominada CROSTA TERRESTRE ou LITOSFERA. Distinguem-se, na litosfera, duas camadas: a crosta superior que é constituída, na sua maior parte, de silicatos de alumínio, donde seu nome SIAL, tendo 15 a 25 km de profundidade. Na crosta inferior, ou SIMA, predominam silicatos de magnésio, com espessura de 25 a 75 km. Abaixo da crosta, começam as camadas mais espessas. As suas espessuras e composições são motivos de muitas controvérsias entre os autores. O quadro seguinte resume a constituição mais aceita do planeta, com suas densidades e temperaturas. PROFUNDIDA DE (KM) NOME CONSTITUIÇ ÃO DENSIDA DE TEMPERATURA 15 a 25 Crosta Superior (SIAL) Sedimentos, Granitos 2,7 600° C 50 a 100 Crosta Inferior (SIMA)Basaltos 2,9 1200 Manto Peridotitos (Semelhantes aos Assideritos 3,3 3.400° C 2900 Camada Intermediária Sulfetos e Óxidos (Semelhantes a certos Meteoritos) 4,7 4.000° C 6370 Núcleo (NIFE) Ferro Metálico com Níquel (Semelhante aos Sideritos) 12,2 4.000° C Petrografia ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico em Mineração ..... METEORITOS: São corpos metálicos ou rochosos caídos na superfície terrestre, vindos dos espaços interplanetários. Há constante penetração de material cósmico na atmosfera terrestre. São corpos pequenos que atingem a camada atmosférica com alta velocidade. Se os corpos são maiores recebem o nome de meteoritos. Existem meteoritos de até 90 toneladas. No MUSEU NACIONAL, o maior deles é o chamado Bendengó, encontrado junto ao riacho de mesmo nome, na Bahia. Pesa 5360 kg, possui densidade 7,7 e compõe-se de 95% de ferro e 4% de níquel. Não existe resposta definida quanto à origem dos meteoritos. Há duas classes de meteoritos: sideritos ou meteoritos metálicos, com cerca de 8% de Ni e assideritos ou meteoritos rochosos. Petrografia ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico em Mineração ..... CAPÍTULO III – ROCHAS 1 – DEFINIÇÃO Rocha é um agregado natural formado de um ou mais minerais (inclusive vidro e matéria orgânica), constituinte essencial da crosta terrestre. Não é necessariamente formada de material consolidado, uma vez que areias e argilas são exemplos de rocha, mas é necessário que exista certa constância de composição química e mineralógica para que uma associação seja reconhecida como um determinado tipo de rocha. 2 – DIVISÃO: As rochas formam-se na crosta terrestre por diferentes processos e, de acordo com sua origem, são divididas em três grandes grupos, cada um apresentando características próprias, resultantes de seu modo de formação. a) Rochas magmáticas ou ígneas ou eruptivas. b) Rochas metamórficas. c) Rochas sedimentares. ROCHAS MAGMÁTICAS: Como o próprio nome indica, são as rochas formadas pelo resfriamento e conseqüente consolidação do MAGMA, no interior ou na superfície da crosta terrestre. MAGMA é uma solução constituída, na sua maior parte, de uma fusão de silicatos que, quando resfriada, dá origem aos diferentes minerais formadores das rochas. As magmáticas são as únicas rochas originadas diretamente do magma. Como características principais podem ser citadas as seguintes: a) Dureza alta, sendo rochas compactas. b) Total ausência de fósseis ou matéria orgânica, devido à alta temperatura do magma. c) Ausência de estratificação. d) Apresentam minerais típicos como nefelina, cromita, leucita, tridimita, etc. Geralmente têm alto teor de feldspatos. e) Matéria vítrea pode fazer parte de sua composição (obsidiana). f ) Apresentam estruturas típicas como granitóide, pofirítica, pegmatítica, etc. ROCHAS METAMÓRFICAS Originam-se de rochas pré-existentes, devido a mudanças porque passam motivadas por altas pressões e temperaturas. A este processo de mudanças dá- se o nome de METAMORFISMO. As rochas metamórficas podem ser reconhecidas pelos seguintes caracteres: Petrografia ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico em Mineração ..... a) Rochas duras e compactas, exceto xistos e mármores. b) Apresentam minerais característicos de metamorfismo (talco, grafita, cianita, etc). c) Podem exibir fósseis fraturados e retorcidos, devido à pressão elevada. d) Os cristais alongados (como os de turmalina) apresentam-se paralelos uns aos outros. e) Estruturas típicas como gnáissica, xistosa, etc. ROCHAS SEDIMENTARES São rochas formadas a partir de material resultante da destruição de qualquer tipo de rocha, material este que pode ser transportado e posteriormente depositado em ambientes de sedimentação. A destruição das rochas inclui a decomposição química ou física e a acumulação do material resultante é feita pela ação de rios, ventos ou geleiras. As rochas sedimentares possuem as seguintes características: a) São rochas de baixa dureza e pouco compactas, quando comparadas com as magmáticas. b) Podem apresentar grandes quantidades de matéria orgânica e fósseis muito bem preservados, principalmente nas rochas calcárias. c) Presença de minerais típicos como calcita, dolomita, minerais de argilas, etc. d) Pequena quantidade de feldspatos e grande quantidade de quartzo detrítico. e) Apresentam estratificação, isto é, as partículas constituintes situam-se em camadas que se distinguem entre si por diferenças de espessura, cor, dimensão dos grânulos, composição mineralógica, etc. f) podem apresentar estrutura fragmentária (detrítica), constituída de grânulos arredondados e selecionados. Petrografia ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico em Mineração ..... CAPÍTULO IV – MAGMATISMO 1 – DEFINIÇÃO As rochas magmáticas são formadas pelo resfriamento do magma. O magma é material em estado de fusão, formado por uma solução de silicatos, contendo ainda água, sulfetos, óxidos, etc. Apresenta diversas fases. A fase líquida é formada por uma solução de silicatos onde predomina o SiO2; a fase gasosa é constituída principalmente por água e quantidades menores de outros gases; a fase sólida é formada por cristais em suspensão. À medida que o magma se resfria, a quantidade da fase sólida aumenta e diminui a quantidade da fase líquida. Um magma sem fase líquida e gasosa passa a ser uma rocha magmática. 2 – COMPOSIÇÃO QUÍMICA DO MAGMA Compreende duas partes: a) Constituintes não voláteis O número de constituintes não voláteis importantes é pequeno, predominando SiO2, contendo ainda TiO2, Al2O3, Fe2O3, MgO, CaO, K2O. Deve ser destacado o papel do SiO2, não só pela sua importância na formação de silicatos, como também porque influi na viscosidade e da acidez do magma. Magmas com teores de SiO2 superiores a 65% são chamados magmas ácidos; com teores entre 65 e 52%, magmas neutros e com teores inferiores a 52%, magmas básicos. As rochas originadas desses magmas são também chamadas ácidas, neutras e básicas, respectivamente. b) Constituintes voláteis Os constituintes voláteis não interferem no início do processo de solidificação do magma. Sua ação é bastante acentuada no final do processo, na formação de minerais, tais como turmalina, topázio, berilo, etc. Esses minerais somente se formam em presença de elementos voláteis. Os elementos voláteis principais são H2O, CO2, CO, SO2, SO, S2, N2, HCl, H2S, HF, etc. 3 – TEMPERATURA DO MAGMA Através de experiência de laboratório, onde se provocou a cristalização de diversos minerais, pode-se admitir que, a grandes profundidades, a temperatura do magma oscila entre 800 e 900°C. Esta temperatura aumenta quando o magma chega à superfície da crosta, atingindo 1000 a 1200°C, devido à ocorrência de reações exotérmicas entre os gases constituintes do magma. 4 – VISCOSIDADE DO MAGMA A viscosidade depende essencialmente da temperatura e da composição química do magma. Ela é fator importante na cristalização de minerais, pois afeta a mobilidade das partículas, impedindo ou facilitando o crescimento dos cristais. Petrografia ________________________________________________________________________________________________________________________ Curso Técnico em Mineração ..... Magmas ácidos (ricos em SiO2) são mais viscosos que magmas básicos (pobres em SiO2). 5 – RESFRIAMENTO DO MAGMA O resfriamento e conseqüente solidificação do magma dependem de sua composição química, teor em constituintes voláteis, da localização na crosta terrestre, da viscosidade, etc. Na consolidação do magma os minerais se formam obedecendo a uma ordem determinada pelos princípios de solubilidade do mineral que são ditados pela composição química, temperatura e pressão do magma. Primeiramente cristalizam-se os minerais que formam a massa rochosa propriamente dita. Os primeiros minerais a se formarem são os considerados acessórios, que ocorrem em pequena quantidade e não interferem na classificação das rochas, como zirconita, apatita, monazita, ilmenita, etc. A seguir cristaliza-se a maior parte dos silicatos. Nesta fase, os constituintes voláteis não interferem, a não ser para manter a fluidez do magma. Numa segunda fase (chamada pegmatítica) os gases aumentam, passando a ter ação predominante e devido às altas temperaturas e pressões os gases têm sua ação dissolvente aumentada, provocando sua percolação nas rochas encaixantes, acarretando a formação de novos minerais, como turmalina, topázio, etc. Num terceiro estágio (chamado hidrotermal) após a ação dos voláteis, restam ao magma soluções residuais contendo água, sílica e grande número de elementos metálicos que vão se depositando ou reagindo com as rochas presentes, dando origem às jazidas minerais de cobre, ouro, zinco, chumbo, etc. A cristalização do magma pode se dar no interior da crosta e, neste caso, o magma se denomina intrusivo ou, então, na superfície e, neste caso, denomina-se efusivo. No caso de magma intrusivo o resfriamento é bastante demorado, o que provoca rochas bem cristalizadas onde o material vítreo não se faz presente. São as rochas intrusivas ou plutônicas, das quais o granito é um exemplo. No caso de magma efusivo, o resfriamento é bastante rápido, graças às perdas de calor para a atmosfera, o que impede uma perfeita cristalização da rocha. Estas rochas são chamadas efusivas ou vulcânicas. Nelas é freqüente a presença de matéria vítrea, como a obsidiana, os riólitos e os traquitos. O número de rochas existente na natureza, tanto plutônicas como vulcânicas é grande, mostrando a existência de magmas de composição química diferentes. A seguir temos exemplos de rochas magmáticas intrusivas e efusivas: ROCHAS MAGMÁTICAS INTRUSIVAS a) com feldspato granito, sienito, diorito, gabro, anortosito. b) sem feldspato peridotito, piroxenito, hornblendito Petrografia ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico em Mineração ..... ROCHAS MAGMÁTICAS EFUSIVAS Riólitos, traquitos, fonólitos, dacitos, andesitos, basaltos. 6 – JAZIMENTO O jazimento no interior da crosta, isto é, as instrusões magmáticas podem ser de duas formas: a) Formas concordantes (sill, lacólito, lopólito e facólito). b) Formas discordantes (diques, necks, batólitos). 7 – COR DAS ROCHAS MAGMÁTICAS A cor das rochas magmáticas é função de sua composição mineralógica. As cores escuras são devidas à presença de minerais ferro-magnesianos, como biotita, augita, hornblenda, etc. As cores claras indicam ausência ou pequenas quantidades daqueles minerais e presença de minerais incolores. 8 – GRANULAÇÃO Denomina-se granulação o tamanho apresentado pelos constituintes de uma rocha. De acordo com sua granulação, as rochas podem ser denominadas: a) Afanítica: rochas de granulação muito fina, onde os constituintes são invisíveis a olho nu, geralmente menores que 0,5mm. b) Faneríticas: rochas cujos constituintes são visíveis a olho nu, geralmente maiores que 0,5mm. 9 – ESTRUTURA Estrutura é a distribuição, ou arranjo, apresentada pelos constituintes de uma rocha.. Alguns autores preferem empregar o termo TEXTURA. A seguir, temos alguns tipos de estruturas: a) Granular: é o tipo mais comum das intrusivas. Quando os grânulos minerais são bem evidentes. b) Granitóide: quando os grânulos da rocha tiverem mais ou menos o mesmo tamanho. Comum nos granitos e também em outras rochas. c) Compacta: quando os constituintes forem muito pequenos, não permitindo sua determinação macroscópica. Estrutura própria das rochas afaníticas. d) Porfirítica: caracterizada pela presença de fenocristais bem desenvolvidos em contraste com uma base vítrea, afanítica ou fanerítica. e) Vítrea: quando a rocha apresenta toda a sua superfície completamente lisa. Estrutura típica da obsidiana. Petrografia ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico em Mineração ..... f) Perlítica: caracterizada pela presença de pequenos corpos vítreos, arredondados ou globulares, distribuídos dentro de uma massa vítrea. g) Vacuolar ou vesicular: quando a rocha apresenta um grande número de pequenas cavidades (vacúolos ou vesículas) ou bolhas. É típica de rochas porosas. h) Fluidal: estrutura que mostram linhas de fluxo, de escorrimento. i) Orbicular: estrutura com presença de orbículos (formações arredondadas). j) Pegmatítica ou gráfica ou cuneiforme: estrutura cujos constituintes encontram-se imbricados, em forma de cunha. 10 - DESCRIÇÃO DAS PRINCIPAIS ROCHAS MAGMÁTICAS a) GRANITOS Os granitos são as rochas mais importantes entre as intrusivas, correspondendo a 95% delas e a 38% de toda a litosfera. São holocristalinas, de estrutura granular, constituídas essencialmente de feldspatos e quartzo. Possuem alto teor de sílica, representando as rochas mais ácidas de todas as intrusivas. No Brasil, ocorrem na Serra do Mar, Serra da Mantiqueira. O emprego do granito é bastante amplo, como material de construção e de pavimentação. Como minerais acessórios nos granitos podemos encontrar magnetita, turmalina, berilo, topázio, zirconita, apatita, micas (biotita, moscovita), etc. Os granitos são geralmente rochas claras. As colorações mais comuns são cinza-claro, rosa, amarelada. Os granitos são rochas muito resistentes, que se alteram e desintegram com lentidão, quando expostas à ação dos agentes de intemperismo. As variedades do granito são: a) Pegmatítico: granito de estrutura pegmatítica b) Granito pórfiro: apresenta fenocristais de feldspatos ou, mais raramente, de quartzo. c) Aplito: granito de granulação muito fina, afanítica. b) BASALTOS Os basaltos são as rochas mais abundantes dentre as efusivas. Correspondem a 45% da crosta terrestre e a 95% das efusivas. São rochas de grande importância, tanto pela quantidade como pelos seus produtos de decomposição, os quais podem resultar em solos férteis como, por exemplo, a conhecida “terra roxa”. É uma rocha muito utilizada como material de construção e pavimentação. São encontradas principalmente no Sul do Brasil, onde cobrem uma área de aproximadamente um milhão de quilômetros quadrados. Os basaltos são rochas pobres em sílica, portanto são rochas básicas, formadas pela cristalização de magmas poucos viscosos. Daí seus derrames nas crostas serem pacíficos, não explosivo. São rochas compactas e afaníticas, de granulação muito fina. O basalto é freqüentemente escuro, negro, cinza-escuro ou verde enegrecido. Petrografia ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico em Mineração ..... Raramente são encontrados basaltos claros. Os feldspatos são abundantes nos basaltos,e os seus minerais acessórios mais importantes são olivina, magnetita, biotita, etc. A olivina ocorre em grânulos ou cristais. A cor escura dos basaltos é devida à cor de seus minerais. Reconhece-se um basalto em decomposição pelo aparecimento de uma crosta amarelada, pardacenta ou avermelhada. O primeiro mineral a sofrer decomposição é a olivina, dando origem à serpentina, magnesita e óxidos de ferro. O intemperismo continuado remove os carbonatos em solução e deixa como produtos residuais de decomposição, uma mistura final de quartzo, óxidos de ferro e material argiloso, que irá fazer parte do solo formado. A variedade mais importante do basalto é o diábase, devido à freqüência com que é encontrada. O diábase apresenta uma estrutura ofítica (estrutura em forma de ripas dispostas irregularmente). Esta estrutura ofítica e típica de diábase. O basalto de olivina é uma variedade de basalto onde a olivina pode ser reconhecida macroscopicamente. c) PERIDOTITO É uma rocha constituída essencialmente de olivina, contendo freqüentemente magnetita. Tem textura granular e cor preta, às vezes esverdeada. d) SIENITO Cor de cinza até branco, podendo mostrar tons azulados. Predomina o feldspato alcalino, contendo ainda biotita, anfibólio ou piroxênio. Pode conter nefelina. Sua granulação está entre milimétrica e centimétrica. e) ANDESITO Cinza-escuro ou verde-escuro. Ocorrem fenocristais de feldspatos e anfibólio ou piroxênio. f) GABRO Cor preta ou verde-escura, textura equigranular. Compõe-se essencialmente de piroxênio e de plagioclásio cálcico. Pode ocorrer às vezes a olivina ou anfibólio. Fácil de confundir com diábase, que geralmente possui granulação milimétrica e o gabro maior que milimétrica. 11 – MAGMATISMO NO BRASIL Embora, atualmente, não ocorram atividades magmáticas no Brasil, no passado tais atividades se manifestaram em altíssima intensidade, alcançando seu máximo há cerca de 180 milhões de anos. Afloram, no Brasil, as rochas magmáticas mais antigas conhecidas na superfície da terra. São rochas com idades de 2 bilhões de anos. Dentro dessas áreas situam-se cadeias de montanhas de grande importância no relevo brasileiro, como a Serra do Mar, a Mantiqueira e as serras das fronteiras do Brasil com as Guianas e a Venezuela. Petrografia ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico em Mineração ..... Há mais ou menos 180 milhões de anos, o Brasil foi palco das maiores atividades vulcânicas conhecidas no mundo, atingindo todo o sul do país, na Bacia do Paraná, Triângulo Mineiro, Rio Grande do Sul. Também no nordeste brasileiro houve derrame basáltico, dando origem a basaltos de olivina, que afloram em vários locais. São basaltos com fenocristais de olivina e elevado teor de titânio e ferro. As últimas atividades vulcânicas no Brasil, ocorridas entre 1 e 50 milhões de anos, foram responsáveis pela formação de diversas ilhas do Atlântico, como Fernando de Noronha, Trindade, Abrolhos, etc. Petrografia ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico em Mineração ..... CAPÍTULO V – METAMORFISMO 1- DEFINIÇÃO As rochas da litosfera, uma vez formadas, não permanecem como corpos estáveis. Ao contrário, estão submetidas a constantes modificações causadas por agentes diversos. Portanto, as rochas estão submetidas à evolução, isto é, podem ser transformadas em outras rochas. A parte da Petrografia que estuda essas transformações constitui o metamorfismo. Metamorfismo é um conjunto de fenômenos de que participam calor, pressão, vapor d´água e ação química de soluções, capaz de transformar uma rocha pré- existente em outra, mediante modificações estruturais ou mineralógicas. Se, por exemplo, uma rocha formada sob condições normais de temperatura e pressão é submetida a altas temperaturas ou pressões, ocorrem reações entre os minerais pré-existentes e a rocha sofre uma recristalização, com a formação de minerais novos. Se o processo é tal que a transformação é estrutural e mineralógica, mantida constante a composição química global, diz-se que houve metamorfismo, a rocha formada é metamórfica e os novos minerais são minerais metamórficos. É importante observar que o processo metamórfico se faz em rochas sólidas, não havendo fase líquida, como ocorre no magmatismo. Em princípio, qualquer rocha da litosfera pode sofrer metamorfismo, mas é nas sedimentares que seu efeito se torna mais evidente. 2 – METAMORFISMO DE CONTATO Ocorre no contato entre corpos magmáticos e rochas encaixantes, geralmente sedimentares. Há uma acentuada ação do calor do magma sobre o sedimento e o sedimento é transformado, recristalizando-se e formando novos minerais. Por exemplo, se a rocha encaixante for de natureza calcária, o calor elevado provoca a reação entre calcita e sílica, produzindo um novo mineral, wollastonita, com desprendimento de CO2. CaCO3 + SiO2 CaSiO3 + CO2 (calcita) (sílica) (wollastonita) Se o calcário contém Mg (calcário dolomítico), há formação de diopsídio, pela reação entre dolomita e sílica. CaMg (CO3)2 + 2 SiO2 CaMg (SiO3)2 + 2 CO2 (dolomita) (sílica) (diopsídio) 3 – METAMORFISMO REGIONAL OU DINAMOMETAMORFISMO A amplitude do metamorfismo regional é muito maior que o metamorfismo de contato, afetando grandes regiões da litosfera. Esse tipo de metamorfismo age nas bacias oceânicas, sobre sedimentos depositados ao longo de milhões de anos. As rochas resultantes do metamorfismo regional são encontradas nas Petrografia ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico em Mineração ..... regiões de grandes dobramentos da crosta. Como exemplo, tem-se a formação de granada, a partir de anortita, calcita e sílica. CaAl2Si2O8 + 2 CaCO3 + SiO2 Ca3Al2(SiO4)3 + 2 CO2 (anortita) (calcita) (sílica) (granada) Outros minerais resultantes do metamorfismo regional são: talco, clorita, sericita, turmalina, etc. 4 – METASSOMATISMO Nos processos metamórficos ocorrem transformações estruturais e mineralógicos nas rochas pré-existentes, mas o fenômeno se realiza sem que haja alteração na composição química global. É muito difícil, porém, sistemas fechados na natureza. Freqüentemente ocorrem também modificações na composição química. Sempre que isto ocorre, tem-se o processo chamado metassomatismo. 5 – ESTRUTURAS DAS ROCHAS METAMÓRFICAS a) Xistosa: sob a ação do stress, formam-se camadas ou leitos, distribuídos segundo faixas de mesma orientação, que se formam quando há predominância de minerais laminares, prismáticos ou tabulares e de clivagem muito fácil, como micas, talco, clorita e anfibólios. Essa distribuição paralela dá lugar a uma estrutura foliada ou laminada, chamada xistosidade, que caracteriza a estrutura xistosa. b) Granular ou granoblástica: ocorre quando a rocha é constituída predominantemente de minerais sem desenvolvimento preferencial (equidimensionais), como quartzo, feldspatos e calcita. É estrutura típica de mármores e quartzitos. c) Gnáissica: é uma estrutura mista, composta de estrutura xistosa e granular, dispostas em faixas alternadas que diferem em composição mineralógica. A rocha tende a se quebrar com maior facilidade segundo as direções xistosas. É estrutura característica dos gnaisses. 6 – PRINCIPAIS ROCHAS METAMÓRFICAS a) QUARTZITOS: São rochas metamórficas constituídas essencialmente de quartzo, derivadas principalmentede rochas sedimentares arenosas (arenitos). Em função da intensidade do metamorfismo, ocorrem todas as transições entre quartzitos e arenitos. Além do quartzo, outros minerais podem ocorrer, como pirita, óxidos de ferro, feldspatos, cianita, granada, etc; mas sempre com caráter acessório. Os grânulos de quartzo são cimentados por sílica, donde a alta dureza, compacidade e resistência dos quartzitos. Isto fornece um critério prático para distinção entre quartzitos e arenitos. Nas fraturas de arenitos, o cimento rompe-se mas os grânulos de quartzo permanecem inalterados, enquanto nos quartzitos a fratura rompe indistintamente grânulos e cimento. Petrografia ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico em Mineração ..... A cor dos quartzitos é usualmente clara (branca, cinza ou amarelada), podendo ser afetada pela presença de minerais acessórios, quando em grandes quantidades podendo, então, ser verde, vermelha, azul, preta, etc. Também podem ser manchados ou terem camadas de cores diferentes. Suas variedades podem ser: a) quanto à estrutura: quartzito xistoso, quartzito granular, etc. b) quanto à composição mineralógica: quartzito de grafita, quartzito piritoso, quartzito aurífero, etc. c) itacolomito ou quartzito flexível: quartzito micáceo e muito comum no Brasil, dotado de flexibilidade, comumente aurífero. d) Itabirito: é uma variedade de quartzito que, além de quartzo, possui grande quantidade de hematita. Este nome foi tirado do pico de Itabira (MG) por W. Von Eschwege, em 1822. b) MÁRMORES: São rochas de estrutura granoblástica, constituídas essencialmente de calcita e dolomita, apresentando outros minerais acessórios, como tremolita, granada, diopsídio, epídoto, olivina, talco, serpentina, etc. Originam-se pela ação do metamorfismo (regional ou de contato), sobre sedimentos de calcita ou dolomita (sedimento calcários). A cor normal dos sedimentos é branca, mas material carbonoso e óxidos de ferro, além dos minerais acessórios, causam outras cores, como cinza, amarelada, vermelha, rosa, preta. A distribuição de cores é heterogênea, resultando mármores manchados. As variedades de mármore são: a) mármores calcíticos, mármores dolomíticos b) mármores de biotita, mármores de tremolita c) mármores estatuários são os mais puros e brancos d) mármores de arquitetura são os de cor mais homogênea e) mármores ornamentais são os que se destacam por efeito de cores variadas em manchas. f) cipolino mármore micáceo Os mármores calcíticos efervescem em HCl a frio e os mármores dolomíticos efervescem em HCl aquecido. c) ARDÓSIAS: São rochas formadas a partir de sedimentos argilosos e metamorfismo pouco intenso. Constituídas essencialmente de mica, clorita e quartzo, com grafita, hematita, turmalina, etc, como acessórios. Sua granulação é tão fina que impede o reconhecimento macroscópico de seus constituintes. São rochas densas, homogêneas, caracterizadas por uma Petrografia ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico em Mineração ..... fissibilidade perfeita, que nada mais é que uma xistosidade plana muito fina e regular. Também se caracteriza por quebrarem em grandes placas. Sua cor é cinza ou preta e é fácil de ser riscada. Possui um aspecto sedoso nos planos. d) GNAISSES: Os gnaisses são as rochas metamórficas mais abundantes e disseminadas na natureza, constituindo grande parte dos terrenos mais antigos da litosfera, como as rochas do complexo cristalino brasileiro. Sua composição mineralógica essencial é quartzo, feldspatos e micas, à qual podem se associar muitos acessórios como grafita, hornblenda, turmalina, granada, etc. São rochas formadas pelo metamorfismo regional. Possuem cor cinza, rósea, até quase preta. Assemelha-se muito aos granitos. O emprego dos gnaissess também é semelhante ao dos granitos. As variedades de gnaisse podem ser quanto a: a) Gênese: Ortognaisse ( quando derivada do metamorfismo de rochas magmáticas. Por exemplo, dos granitos. Paragnaisse (quando derivada do metamorfismo de rochas sedimentares) Metagnaisse ( quando a origem é desconhecida) b) Estrutura: Gnaisse fibroso Gnaisse granitóide Gnaisse porfiróide c) Composição mineralógica: Gnaisse de ortoclásio Biotita-gnaisse Granada-gnaisse Grafita-gnaisse Petrografia ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico em Mineração ..... e) MICAXISTOS: São rochas com estrutura xistosa, constituídas essencialmente de micas e quartzo, podendo conter outros minerais acessórios como feldspatos, turmalina, grafita, hematita, magnetita, granada, etc. Derivam principalmente de rochas sedimentares de granulação fina. Possuem cor prateada, cinzenta ou preta. As micas atribuem à rocha sua xistosidade pronunciada. As variedades dependem da composição mineralógica e podem ser: a) Quanto à natureza das micas: Biotitaxisto, moscovitaxisto,sericitaxisto. b) Quanto à natureza e teor dos acessórios: micaxisto feldspatizado, micaxisto de granada, de hornblenda, etc. OBS: Quando a mica é inteiramente substituída por outros minerais, a ponto de se transformar em mineral acessório, esta substituição dá origem a outras rochas xistosas. Assim, quando o talco é mineral essencial, tem-se talcoxisto; quando é clorita, cloritaxisto, etc. Estas rochas apresentam, de modo geral, as mesmas características dos micaxistos. Petrografia ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico em Mineração ..... CAP VI-- PROCESSO SEDIMENTAR DE GÊNESE 1) INTRODUÇÃO Apesar de, em volume, as rochas sedimentares representarem apenas 5% da litosfera, em superfície ocupam 75% da área total. Isto se dá porque as rochas sedimentares são de ocorrência superficial, situando-se muito raramente a profundidades superiores a 1000 metros. Uma distinção deve ser feita entre rocha sedimentar e sedimento. Sedimento é um depósito de mineral sólido, na superfície da terra, formado por algum meio natural (água, vento, geleira), sob condições normais de temperatura e pressão. Rocha sedimentar é o sedimento consolidado, endurecido, por um agente cimentante qualquer. A rocha sedimentar é formada a partir de qualquer rocha pré-existente (eruptiva, metamórfica ou outra sedimentar). Sua formação tem origem no momento em que fragmentos dessas rochas primitivas são desalojados, por algum processo de desagregação e passa por quatro fases: INTEMPERIZAÇÃO, TRANSPORTE, DEPOSIÇÃO e CONSOLIDAÇÃO (DIAGÊNESE). A) INTEMPERIZAÇÃO: A intemperização resulta de um conjunto de processos que, agindo sobre minerais de rochas da superfície terrestre, ocasionam sua degradação, graças à ação de agentes atmosféricos e biológicos. A intemperização fornece material para o sedimento. Em resumo, a intemperização (ou intemperismo) causa a troca de um estado maciço por um estado clástico (partículas desagregadas de rochas pré-existentes), e conseqüente formação do sedimento. É importante observar que a desintegração física e a decomposição química não são processos isolados, ao contrário, ocorrem sempre conjuntamente, um completando a ação do outro. O processo físico de intemperização atua no sentido de reduzir o tamanho dos minerais, não interferindo na sua composição química,sendo resultado principalmente da ação mecânica da água e da temperatura. A temperatura é o principal agente da desintegração física. O aquecimento provocado pelo calor solar, seguido de resfriamento noturno, provoca dilatações e contrações sucessivas nos minerais, o que provoca a fadiga desses minerais e seu conseqüente rompimento, sendo deste modo facilmente desagregados e reduzidos a pequenos fragmentos. Os coeficientes de dilatação térmica dos minerais são diferentes entre si. As rochas afetadas por este processo tendem a esfoliar-se tomando a forma arredondada, provocando a formação dos chamados matacões solares ou matacões de esfoliação. Leinz e Amaral mediram variações de temperatura, em rochas, no interior da Bahia. Veja abaixo os valores medidos: NATUREZA 17 HORAS 5 HORAS Temperatura da atmosfera 36ºC 20ºC Temperatura de rocha preta 63ºC 26ºC Temperatura de rocha clara 55ºC 23ºC Petrografia ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico em Mineração ..... O processo químico de intemperização é da maior importância. Causa alterações, muitas vezes sensíveis, na composição dos minerais. É o processo mais rápido de destruição de rochas, caracterizado por reações químicas que ocorrem entre os minerais das rochas e soluções aquosas diversas e gases da atmosfera e do interior dos sedimentos. Os principais responsáveis pela decomposição química são a água e CO2, porém, gases atmosféricos (O2) e sais solúveis também dão grande contribuição ao processo químico de intemperização. Os processos de decomposição química podem ser classificados de acordo com a natureza da reação química predominante. Os principais são os seguintes: a) OXIDAÇÃO: é um dos processos mais comuns na natureza, atingindo principalmente os minerais ricos em Fe++.Assim, os sulfetos são oxidados dando origem a sulfatos e ácido sulfúrico, como no caso da pirita (FeS2): 2FeS2 + 2H20 + 7O2 2FeSO4 + 2H2SO4 Também a siderita (FeCO3) sofre a ação do O2 dando origem à hematita: 4FeCO3 + O2 2Fe2O3 + 4CO2 A oxidação de minerais ricos em Fe++ provoca a formação de um camada de cor vermelha ou amarela na rocha, que é o primeiro indício de decomposição. b) REDUÇÃO: é menos freqüente na natureza. Ocorre em locais de aeração eficiente ou em ambientes de putrefação. Neste caso pode-se formar sulfetos a partir de sulfatos, pirita a partir de Fe2(SO4)3. c) CARBONATAÇÃO: é, provavelmente, o processo mais importante de destruição de rochas, uma vez que o CO2 dissolvido na água reage com feldspatos, resultando argila. Feldspato + H2O + CO2 argila + carbonato + sílica Também outros minerais sofrem o processo de carbonatação, como micas, olivina, etc. d) HIDRATAÇÃO: é a incorporação de água na rede cristalina do mineral. É o que ocorre na formação da gipsita a partir da anidrita. CaSO3 + nH20 CaSO4 + 2H2O Do mesmo modo, óxidos de ferro hidratados formam-se a partir de hematita. Fe2O3+ nH2O Fe2O3 + nH2O e) HIDRÓLISE: resulta da ação da água sobre minerais, notadamente silicatos. Por exemplo, ortoclásio originando carbonita. 2AlSi3O8 + 3H2O Al2(OH)4Si2O5+2KOH + 4SiO2 Petrografia ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico em Mineração ..... A ação de agentes biológicos é de menor importância e existe quando há interferência de agentes vegetais e animais no processo de intemperização, como raízes, microorganismos, ácidos orgânicos liberados por plantas e o próprio homem. B) TRANSPORTE: A intemperização origina um material solúvel em água e um material residual detrítico (restos), que podem ou não permanecer no mesmo local da rocha primitiva. Quando ocorre transporte da fração detrítica, este é geralmente realizado pela água, vento ou geleira, acumulando o material onde as condições são mais favoráveis. A água é o principal agente de transporte, levando material em suspensão, como areias e argilas, ou por rolamento como seixos e matacões. Este meio de transporte caracteriza-se por provocar no material transportado, superfícies polidas e contorno arredondado. O quadro abaixo permite avaliar a quantidade de material transportado por águas de rios, durante um ano. RIO SUSPENSÃO (TON /ANO) MISSISSIPI 400 000 000 AMAZONAS 425 000 000 SÃO FRANCISCO 9 800 000 PARAÍBA 5 500 000 O vento tem menor importância que a água, sendo seus efeitos mais sentidos em regiões áridas. Carrega apenas partículas pequenas (máximo de 5mm), porém a distância pode ser muito grande. Assim é que areias do Saara são transportadas pelo vento até a Inglaterra, a mais de 3000Km de distância. No mês de março de 1901 o vento depositou cerca de 4 milhões de toneladas de areia do Saara sobre a Europa. O vento provoca arredondamento da material, que também apresenta superfícies riscadas e foscas. O transporte feito por geleiras, hoje de pequena importância, é evidenciado por presença de seixos e matacões estriados, resultantes do arrastamento e também pela mistura heterogênea do material. C) DEPOSIÇÃO: O material intemperizado é depositado em algum local, que recebe o nome genérico de bacia de sedimentação, das quais o oceano é a principal, recebendo cerca de 90% do material. Estes depósitos são marcados pelos meios de transporte e apresentam características próprias de cada um, objetos de estudo da Geomorfologia. D) CONSOLIDAÇÃO (DIAGÊNESE): Os depósitos sedimentares são constituídos de minerais e fragmentos de rochas que, sob ação contínua de agentes geológicos, tendem a sofrer consolidação, Petrografia ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico em Mineração ..... transformando-se em rochas sedimentares como, por exemplo, a consolidação de areias formando arenitos, de argilas formando folhelhos, etc. O endurecimento e a aglutinação desses minerais e fragmentos pode ser devidos a vários fatores, tendo maior destaque a ação de agentes cimentantes depositados durante ou posteriormente à formação do sedimento. Estes agentes cimentantes são de natureza diversa do material intemperizado, no caso de sedimentos detríticos e mesma natureza no caso de sedimentos resultantes de precipitação química ou orgânica como, por exemplo, nos calcários, onde os minerais (calcita, dolomita, etc) são cimentados pelo próprio carbonato. Algumas características das rochas sedimentares, como dureza, cor, são conseqüência do cimento presente, que pode ser de diversos tipos. Os mais freqüentes são os seguintes: a) sílica: confere cor branca e alta dureza à rocha; é geralmente colorido por óxidos de ferro; b) carbonato: calcítico ou dolomítico, de cor branca e facilmente reconhecido pela reação com ácidos, provocando efervescência; c) matéria orgânica: de cor escura ( cinza ou preta); é facilmente destruída por água oxigenada; d) óxidos de ferro: conferem cor vermelha ou amarela á rocha, conforme seu grau de hidratação; e) argila: endurecidadevido à compactação, pode ser agente cimentante de partículas grosseiras, provoca odor de barro molhado, sendo de cor branca, mas geralmente colorida por óxidos de ferro. É importante observar que a diagênese é um processo superficial de endurecimento de sedimentos, realizado em condições normais de temperatura e pressão. 2) COMPOSIÇÃO MINERALÓGICA DAS ROCHAS SEDIMENTERES Do intemperismo resulta um material solúvel, removido por água e um material constituído de minerais que resistiram ao intemperismo e minerais que se formaram em conseqüência do intemperismo. O material que resistiu ao intemperismo é constituído de minerais considerados indecomponíveis, como quartzo, turmalina, zirconita,topázio, granada, corindon, monazita, rutilo, ilmenita e outros menos freqüentes. Constitui a fração areia dos sedimentos detríticos, embora possam aparecer em outras frações e seu estudo é de grande importância na determinação da gênese e evolução dos sedimentos. Estes minerais não sofrem influência de agentes químicos de intemperização, sendo afetados apenas por processos físicos, como fratura, abrasão, etc, que atuam no sentido de diminuir seu tamanho. Em conseqüência do intemperismo, minerais considerados decomponíveis ( feldspatos, feldspatóides, biotita, olivina e outros) tendem a desaparecer dos sedimentos, dando origem a minerais secundários, que se formam através de reações químicas entre aqueles minerais primitivos e agentes externos. Desta maneira originam-se as argilas, serpentina, clorita, moscovita, hematita e outros. Petrografia ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico em Mineração ..... Estes minerais constituem a fração argila dos sedimentos, estando praticamente ausentes das frações mais grosseiras. Os dois tipos de minerais predominam nas rochas sedimentares detríticas, mas quase não resultam de precipitação de sais em solução, sais estes removidos pela água das rochas intemperizadas. Quando estes sais encontram condições, precipitam-se dando origem a novos minerais, como calcita, dolomita, magnetita, halita e outros. 3) ESTRUTURA DAS ROCHAS SEDIMENTARES Estrutura é o modo de se disporem as partículas em um rocha sedimentar. As características estruturais de uma rocha são dadas por 3 componentes, que nem sempre aparecem associados: partículas ou grânulos, que são os componentes maiores; matriz, de material mais fino, que preenche os interstícios entre as partículas; cimento, material coloidal, que liga partículas e matriz. Partículas e matriz formam uma associação relativa. Assim, grânulos de areia constituem partículas em matriz de argila, da mesma forma que seixos são partículas em matriz de areia. São observadas as seguintes estruturas: a) Estrutura detrítica ou clástica ou fragmentária: como o nome indica, é própria de rochas detríticas, sendo caracterizada pela presença de partículas irregulares, fraturadas, arredondadas, existindo pequeno contato entre eles. b) Estrutra cristalina: própria de sedimentos de precipitação, caracteriza-se pelo maior contato entre os grãos, muitos dos quais podem apresentar faces de cristal. Não está excluída a possibilidade de ocorrência de cristais na estrutura detrítica ou de material detrítico na estrutura cristalina. Tanto um como outro ocorre com freqüência. As duas estruturas podem ocorrer simultaneamente numa rocha. A forma das partículas é definida através de dois parâmetros: esfericidade e arredondamento, determinados macroscopicamente nas frações maiores dos sedimentos (matacões, seixos, cascalhos). A forma não é, em geral, caracterizada em grânulos das frações siltes e argilas. Esfericidade de um grânulo é seu grau de aproximação com a forma esférica. O arredondamento mostra a maior ou menor angularidade das arestas e vértices de um grânulo. 4) CLASSIFICAÇÃO DE ROCHAS SEDIMENTARES A) SEDIMENTOS DETRÍTIICOS NÃO CONSOLIDADOS AREIAS ARGILAS B) SEDIMENTOS DETRÍTICOS CONSOLIDADOS Petrografia ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico em Mineração ..... RUDÁCEOS CONGLOMERADOS BRECHAS ARENOSOS ARENITOS ARCÓSIOS SILTOSOS SILTITOS ARGILOSOS FOLHELHOS ARGILITOS C) SEDIMENTOS NÃO DETRÍTICOS ( PRECIPITAÇÃO QUÍMICA OU ORGÂNICA) CALCÁRIOS CALCÍTICOS CALCÁRIOS DOLOMÍTICOS SÍLEX DEPÓSITOS FERRUGINOSOS FOSFORITOS GUANOS TURFAS CARVÕES SEDIMENTOS BETUMINOSOS CLORETOS SULFATOS NITRATOS 5) DESCRIÇÃO DAS ROCHAS SEDIMENTARES AREIAS O nome areia é dado a toda fração de sedimento cujas partículas têm diâmetro situado entre 2mm e 0,02mm. As areias não possuem composição mineralógica definida, embora o quartzo sempre predomina, por sua abundância na natureza e sua resistência à decomposição química. Outros minerais considerados indecomponíveis, como mosvovita, monazita, turmalina, rutilo, zirconita, granada, etc, ocorrem associados ao quartzo. A cor da areia é conseqüência dos minerais presentes e de impurezas que possam ocorrer. Areia pura, contendo quase só quartzo é branca; óxidos de ferro colorem-na de amarelo; areias pretas são ricas em ilmenita e magnetita; coloração dourada é devida à presença de micas (moscovita, flogopita) ou de pirita. Argilas, quando associadas à areia, conferem a esta coloração cinza, o mesmo acontecendo com matéria orgânica. Petrografia ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico em Mineração ..... As variedades de areia são designadas pelo mineral que as caracterizam. Assim, temos: areia quartzífera, areia monazítica, areia zirconífera, magnetítica, ilmenítica, micácea,etc. ARGILAS O termo argila, usado com sentido granulométrico, significa a fração sedimento constituída de partículas com diâmetro máximo de 0,02mm, independente da composição mineralógica. Na fração granulométrica argila, predominam os minerais de argila: ilita, montmorilonita, etc, ao lado de minerais, como quartzo, micas, turmalina e outros. Como nas areias, a cor dos sedimentos argilosos depende da composição mineralógica e presença de impurezas. Cor branca indica ausência de impurezas e predominância de minerais de argila. Outras colorações (vermelha, amarela, cinza,etc) existem em conseqüência de óxidos de ferro e matéria orgânica. Os tipos mais comuns de argila são os seguintes: a) Argila refratária: possui alto teor de sílica e, devido sua capacidade de resistir a altas temperaturas, é muito utilizada como material refratário. b) Argila residual: resulta da decomposição de minerais, com sedimentação no próprio local; é argila que não sofreu transporte e, em conseqüência, está freqüentemente acompanhada de fragmentos da rocha primitiva. c) Loess: argila pouco coerente, facilmente pulverizada com os dedos. d) Terra de Fuller: argila constituída essencialmente de montmorilonita e feldspato. Tem propriedades absorventes que permitem sua utilização como clarificantes. e) Argila abissal: argila depositada em grandes profundidades no oceano, exibe grande quantidade de matéria orgânica. f) Bentonita: resultante da alteração de material vulcânico, com predominância de montmorilonita. ROCHAS RUDÁCEAS Nas rochas rudáceas destacam-se os constituintes com tamanho superior a 2mm, consolidados por um agente cimentante qualquer. São rochas geralmente não estratificadas e sua cor é determinada pela matriz, argilosa ou arenosa, influenciada peloscomponentes maiores e pelo material cimentante. As rochas rudáceas podem ser de dois tipos: conglomerados e brechas. CONGLOMERADOS: são rochas formadas de fragmentos arredondados, denunciando transporte do material. Os principais constituintes mineralógicos são: quartzo, calcedônia, fragmentos de rocha, como quartzitos, sílex, calcários, rochas ígneas, etc. Os conglomerados são conhecidos também por pedras pudim (“pudding stones”). BRECHAS: Ao contrário dos conglomerados, as brechas mostram fragmentos angulosos, característicos de transporte pequeno ou ausente. A composição Petrografia ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico em Mineração ..... mineralógica é semelhante à dos conglomerados: quartzo, calcedônia, fragmentos de vários tipos de rochas. A diferença fundamental entre as duas rochas rudáceas está na fase de transporte do material, muito acentuado nos conglomerados e praticamente ausente nas brechas. ROCHAS ARENOSAS Predomina, nas rochas arenosas, a fração areia, embora ocorram usualmente argilas, siltes e até mesmo fragmentos com tamanho superior ao das areias. As rochas arenosas de maior importância são arenitos e arcósios. ARENITOS: resultam da consolidação de depósitos de areia, por um agente cimentante qualquer, geralmente sílica, carbonatos, óxidos de ferro ou argilas. O mineral predominante é quartzo, normalmente associado a micas, feldspatos, turmalina, magnetita, granada, rutilo, etc. Normalmente, o quartzo constitui mais de 90% do material detrítico dos arenitos, chegando a 99% como no arenito Botucatu. Predominam cores claras, conseqüência do cimento presente, embora sejam comuns arenitos vermelhos e amarelos, coloridos por óxidos de ferro, ou ainda arenitos escuros, coloridos por óxidos de manganês ou matéria orgânica. São rochas estratificadas e altamente porosas, com 12 a 35% de porosidade. Esta alta porosidade faz com que os arenitos sejam excelentes depósitos de água. No estado de São Paulo, o arenito Botucatu e o arenito Bauru são praticamente infalíveis para obtenção de água. Como exemplo pode ser citado um poço artesiano na cidade de Lins, no arenito Bauru, que apresenta uma vazão de 500 000 litros por hora. Há várias variedades da arenito: a) quanto ao tipo de cimento: arenito silicoso, arenito ferruginoso, arenito calcário, etc; b) quanto aos minerais presentes: arenito micáceo, arenito piritoso, arenito aurífero, arenito feldspático, etc; Além destas variedades, há outras: 1) GRIT: arenitos que apresentam grânulos de quartzo com forma angular, demonstrando ausência de transporte; 2) QUARTZITO SEDIMENTAR: arenito com cimento silicoso, cristalizado como quartzo; 3) GANISTER: arenito com cimento silicoso. Grânulos são de forma angular; 4) GRAUVACA: arenito mal estruturados e heterogêneos. ARCÓSIOS: são rochas arenosas com teor elevado de feldspatos, constituindo sempre mais de 25% da rocha. Resultam da decomposição de rochas ricas em feldspatos, principalmente granitos e gnaisses. A composição mineralógica de arcósios é semelhante a dos arenitos, diferenciando apenas na maior quantidade de feldspatos. Os feldspatos estão sempre em processo de decomposição, Petrografia ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico em Mineração ..... apresentando sinais de argilas. O alto teor de feldspatos mostra que os arcósios são rochas imaturas e, pelo desaparecimento desses minerais, tendem a se transformar em arenitos. ROCHAS SILTOSAS São rochas constituídas, predominantemente, de material da fração silte (diâmetro entre 1/16 e 1/256 mm). Essas rochas recebem o nome genérico de siltitos. Os siltitos resultam da consolidação de siltes, por um cimento qualquer, sendo os mais comuns: argilas, óxidos de ferro e carbonatos. Sua cor é normalmente cinza, em conseqüência da presença quase constante de matéria orgânica. Nos siltitos eólicos, são freqüentes as cores vermelha e amarela, ocasionadas pela presença de óxidos de ferro. Os principais minerais que ocorrem nos siltitos são: quartzo, feldspatos, moscovita e outros acessórios de rochas magmáticas e metamórficas. Apresentam, sempre, quantidade apreciável de minerais pesados (minerais com densidade superior a 2,8). ROCHAS ARGILOSAS São as rochas de granulação mais fina, formadas pela consolidação de depósitos argilosos. Predominam partículas com diâmetro inferior a 0,002mm, não estando, porém, excluída a possibilidade de ocorrência de partículas mais grosseiras, sempre em quantidades mínimas, não representativas. Devido à granluação extremamente fina, são untuosas ao tato e, como toda rocha que contém argila, apresentam cheiro característico de barro, quando umedecidas. Essas rochas argilosas são os folhelhos e argilitos. FOLHELHOS: são rochas semelhantes aos argilitos, diferindo por mostrar uma estratificação típica, laminar, onde as lâminas têm condições de deposição. Assim, cores cinza, preta, azulada indicam origem em depósitos argilosos marinhos ou fluviais. Outras cores, menos comum, verde ou vermelha, são conseqüência de material cloritoso ou de óxidos de ferro. A composição mineralógica de folhelhos não difere muito da dos argilitos. Predominam minerais de argila, acompanhados de quartzo, micas,etc. A ocorrência de feldspato é ocasional; matéria orgânica é comum. Apresentam porosidade da ordem de 13%, exclusivamente na forma de microporos, o que torna essas rochas impermeáveis não sendo, pois, rochas fornecedoras de água. Os folhelhos são as rochas sedimentares mais abundantes na natureza, sendo 50% delas. Sua granulação tão fina dificulta seu estudo, que somente é viável com raio x, microscopia e outras técnicas. Assim como os argilitos os folhelhos podem estar atravessados por veios de sílica ou calcita. As variedades mais importantes dos folhelhos são: a) FOLHELHO CALCÁRIO: apresenta apreciável quantidade de carbonatos b) FOLHELHO BETUMINOSO: rochas oleígenas, contendo material betuminoso Petrografia ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico em Mineração ..... ARGILITOS: são sedimentos argilosos consolidados, não apresentando laminação ou estratificação. Sua composição mineralógica é semelhante à das argilas, predominando caolinita, quartzo, turmalina, micas, feldspatos, etc. A cor dos argilitos varia entre verde escuro, cinza e parda, em função da presença de material resultante da decomposição de minerais ferromagnesianos, matéria orgânica e óxidos de ferro. Outras cores são menos freqüentes. A rocha pode estar atravessada por veios de ferro ou cobre. Os argilitos tendem a evoluir para folhelhos. ROCHAS CALCÁRIAS São rochas estratificadas, de origem química ou orgânica, motivo pelo qual é generalizada a ocorrência de fósseis nesses sedimentos. A rocha calcária mais importante é o calcário. Na sua composição mineralógica predomina a calcita, associada ou não à dolomita, podendo ocorrer outros carbonatos, como aragonita, magnesita. Também são freqüentes, em caracter acessório, quartzo, turmalina, zirconita, granada, todos considerados minerais indecomponíveis, bem como argilas e feldspatos. A cor dos calcários é conseqüência de impurezas. Calcários brancos, amarelados ou cinza claros são normalmente os mais puros; óxidos de ferro conferem cores vermelha ou parda; matéria orgânica torna o calcário cinza escuro ou preto e argilas o torna cinza parda. É muito comum a ocorrência de veios de sílica, calcita, fluorita, etc, atravessando a rocha em qualquerdireção. Os calcário são rochas intensamente utilizadas em agricultura, para a prática de calagem (elevação do Ph de solos ácidos). Também é usado na indústria, para fabricação de cimento e outros materiais de construção. Os calcários são rochas de fácil reconhecimento solubilizando-se com efervescência, a frio ou a quente, em HCl diluído. Apresenta grande número de variedades, tais como: 1) CALCÁRIOS DE ORIGEM ORGÂNICA a) calcário dolomítico: contém mais de 10% de dolomita. Sua densidade é mais elevada e sua solubilidade em HCl é tanto mais difícil quanto maior for o teor de dolomita.O calcário dolomítico somente é solúvel em HCl aquecido. b) calcário oolítico e pisolítico: caracterizado pela presença de concreções calcárias, esferoidais, com camadas dispostas concentricamente em torno de um núcleo, que pode ser grânulo mineral ou fragmento de concha. As concreções formam-se em ambiente aquático e são denominadas oolito, quando com tamanho inferior a 2mm, e pisólito, quando maiores que 2mm. c) vasa abissal: depósito não consolidado, de mar profundo, constituído de restos de microorganismos. d) giz: calcário de granulação muito fina e elevada pureza. Sua consistência varia de friável e mole a compacta e dura. e) calcário betuminoso: de cor escura, rico em betume, apresentando cheiro característico dessa substância. 2) CALCÁRIOS DE ORIGEM QUÍMICA a) travertino: calcário formado por precipitação de calcita em água doce, com estrutura compacta ou porosa. Petrografia ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico em Mineração ..... b) estalactite e estalagmite: são acumulações de calcita encontradas em tetos ou pisos de grutas calcárias. ROCHAS SILICOSAS a) sílex: é uma rocha muito compacta, constituída de calcedônia e quartzo. Sua coloração é bastante variada, sendo mais comum a cinza. b) terra silicosa: depósito silicoso de origem orgânica. c) Sínter silicoso: rocha porosa, formada por deposição de sílica nas proximidades de fontes termais. ROCHAS FERRUGINOSAS São rochas ricas em minerais de ferro, notadamente hematita, magnetita, limonita, siderita, pirita, etc. Entre estas rochas citam-se arenitos ferruginosos, calcários ferruginosos e outras. Além dessas, são encontradas outras: 1) minérios de ferro em camadas 2) minérios de ferro do pântano São comumente rochas oolíticas. ROCHAS FOSFATADAS 1) fosforitas: são rochas fosfatadas de origem orgânica, resultante de acumulação de detritos de peixes, répteis e mamíferos. Exibem cores cinzas, parda ou preta. Restos orgânicos (fragmentos de conchas e ossos, restos de peixe, etc) podem estar presentes. São rochas de aspecto muito variado, podendo ser compacta ou porosa, de textura fina a grosseira. As fosforitas encontram aplicação na agricultura, como adubo fosfatado ou como matéria prima para a fabricação de superfosfatos, devido ao seu alto teor de P2O5 (15 a 40%). 2) guanos: são também depósitos fosfatados, embora menos freqüentes. Deriva de excrementos e restos de aves marinhas, mostrando aspecto pulverulento. ROCHAS CARBONOSAS Formam um grupo de sedimentos constituídos de hidrocarbonetos sólidos naturais, de origem orgânica, onde a matéria vegetal tem papel preponderante. a) turfa: são acumulações de detritos vegetais, em ambientes úmidos. Há carbonização parcial de matéria orgânica, mas ainda podem ser observadas partes de plantas, como caules, raízes e fibras vegetais. b) carvão: é uma substância mineral combustível, de cor preta ou preta pardacenta, formado por decomposição parcial de matéria vegetal. De acordo com o grau de carbonização, os carvões são classificados em: 1) linhito: pardo ou preto pardacento. É o carvão de mais baixo grau de carbonização. Apresenta estruturas das plantas que lhe deram origem, alta umidade e baixo teor em calorias. O linhito, com aumento do teor de carbono, passa a carvão betuminoso. 2) carvão betuminoso: é o estágio intermediário entre o linhito e antracito. 3) antracito: é o estágio mais avançado entre os carvões, na carbonização da matéria vegetal, caracterizado pelo seu brilho submetálico, cor preta. Petrografia ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico em Mineração ..... Queima mais lentamente que outros carvões, praticamente com ausência de fumaça. Segundo o estágio em que se encontra, a matéria vegetal apresenta os seguintes teores em carbono e oxigênio: Madeira Turfa Linhito Carvão betuminoso Antracito Carbono 50% 55% 70% 80% 96% Oxigênio 44% 39% 25% 15% 2% c) betume: nome genérico dado a toda substância da precipitação de sais de soluções salinas. Na natureza, os oceanos são, pelo seu volume e seu conteúdo em sais, as mais importantes soluções salinas. A água do mar contém, em média, 3,5% de sais dissolvidos, podendo variar (mar Báltico 1%, mar Vermelho 4% e mar Morto 25%). A quantidade de sais dissolvidos nos oceanos é suficiente para cobrir o globo terrestre com uma camada de 44cm de espessura. A gênese por deposição salina é responsável pela existência de jazidas de grande interesse econômico e agronômico. Estas rochas compreendem os cloretos, os sulfatos e os nitratos. a) Cloretos: Os principais depósitos de cloretos na natureza são os de halita (NaCl) e os de silvita (KCl). Os depósitos de halita são mais conhecidos como sal-gema, ocorrendo em grandes massas. São de fácil reconhecimento pela sua alta solubilidade em água e por seu sabor salgado típico. Os depósitos de silvita são utilizados como fertilizantes. b) Sulfatos: Os depósitos mais comuns de sulfatos são os de gipsita e os de anidrita. A gipsita é o primeiro mineral a precipitar-se devido à evaporação de água do mar. c) Nitratos: São exemplificados pelo nitro de sódio (NaNO3), também conhecido como salitre do Chile e pelo nitro de potássio (KNO3), também chamado salitre. O salitre do Chile é higroscópico e muito solúvel em água, sendo encontrado em regiões áridas. É empregado como fertilizante na agricultura. O salitre é muito semelhante ao anterior, distinguindo-se por não ser higroscópico.
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