Unidade VIII_Meteorização e formação do solo

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Modulo III
Processos geológicos externos
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Universidade de Brasilia (UnB)
Curso de Geofisica
Geologia Geral
Prof. Natalia Hauser e Luciano Soares Cunha
II-2013
Módulo III: Unidade V_Meteorização e solos
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Índice da Unidade VIII
Unidade V: Meteorização e solos. 
 Processos geológicos externos. Meteorização: tipos de Meteorização. Produtos da Meteorização. Solos, processos e fatores formadores de solos. Perfiles de solos e tipos de solos.
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Os processos exógenos são movimentos externos que atuam na superfície da Terra destruindo elevações, construindo formas e preenchendo depressões.
Os processos exógenos principais são:
Intemperismo: físico (fragmentação das rochas), químico e bioquímico (decomposição das rochas)
Erosão (ou denudação): remoção de material intemperizado
Acumulação: deposição do material removido e transportado
Os processos exógenos
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1-Intemperismo
Processos geológicos externos
2-Erosão
3-Acumulação
são movimentos externos que atuam na superfície da Terra destruindo elevações, construindo formas e preenchendo depressões.
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Atuação dos processos exôgenos
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Processos geológicos externos
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Intemperismo
Processos geológicos externos
Erosão
Acumulação
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Intemperismo
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Intemperismo
1-Definição
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Intemperismo ou meteorização
“Conjunto de modificações de ordem física (desagregação) e química (decomposição) que as rochas sofrem ao aflorar na superfície”. 
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Intemperismo
1-Definição
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Intemperismo
1-Definição
2-Produtos
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O intemperismo origina dois produtos:
o saprolito (rocha alterada) e 
 o solo 
Os dois estão sujeitos aos outros processos do ciclo supergênico (erosão, transporte e sedimentação) os quais acabam levando à denudação continental, e como consequência ao aplanamento do relevo e a colmatação das bacias.
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Intemperismo
1-Definição
2-Produtos
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Intemperismo
1-Definição
2-Produtos
Físico
Químico
3- Tipos
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1-Intemperismo
1-Intemperismo físico, tipos.
2-Intemperismo químico, tipos.
3-Principais processos de intemperismo químico nos silicatos: hidrólises e oxidação
4-Fatores que favorecem o intemperismo
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...pensemos no seguinte, duas regiões com 
climas contrastantes
-Seco
-Úmeda
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Clima seco frio
Clima seco cálido
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Clima úmedo tropical
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Como os materiais serão alterados em cada uma de essas regiões??
Intemperismo Químico
Intemperismo Físico
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Fatores que influenciam o intemperismo:
Tipo de rochas
Estruturas ( estratificação, fraturas, etc.)
Isso origina um intemperismo diferencial das rochas 
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Intemperismo
1-Definição
2-Produtos
Físico
Químico
3- Tipos
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Intemperismo
1-Definição
2-Produtos
Físico
Químico
3- Tipos
A-Definição
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 Intemperismo Físico: 
“todos os processos que causam separação dos grãos minerais antes coesos, transformando a rocha inalterada em material descontínuo e friável”. 
Ele causa:
Desagregação em fragmentos cada vez menores.
Conservação das características do mineral original.
Aumento da superfície de exposição aos agentes intempéricos.
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Os processos do intemperismo físico favorecem a ocorrência do intemperismo químico
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Intemperismo
1-Definição
2-Produtos
Físico
Químico
3- Tipos
A-Definição
B-Tipos
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 1- Variação de temperatura diurna/noturna,  com variação de umidade: > efetiva em ambiente desértico.
2- Congelamento/degelo, variação de volume de 9%: > efetivo em ambiente glacial.
3- Alivio de pressão: muito importante na exhumação de corpos graniticos
4- Cristalização de sais, crescimento mineral em fraturas (carbonatos, sulfatos), que atacam, inclusive, monumentos históricos.
5- Crescimento de raízes: quebra as rochas e facilita a circulação da água.
....podemos reconhecer cinco tipos de intemperismo físico em funçã de detrminados fatores:
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 Intemperismo Físico: 
1-Fragmentação pela variação da temperatura diurna/nocturna
Durante a noite (baixas temperaturas, de ate -10°C no deserto) os minerais das rochas se contraem. Durante o dia, a alta insolação (com temperaturas de ate 40°C nos desertos), faz com que os minerais das rochas se dilatem. Esses sucessivos eventos de contração/dilatação no tempo gera a desagregação da rocha. A desagregação é produzida ao longo do contacto entre os minerais.
40°C
-20°C
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 Intemperismo Físico: 2-Fragmentação pela ação do gelo
Aumento de volume
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Uma evidencia deste tipo de intemperismo são os depósitos de na base de montanhas empinadas. 
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 Intemperismo Físico: 
3-Juntas de alivio
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“Capas de cebola”
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Depósito de sais do Atacama
 Intemperismo Físico: 
4- Cristalização de sais
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 Intemperismo Físico: 
5-Ação das raízes
As raízes das árvores, penetram atraves de fraturas na rocha em busca de água, originando pressoes nas rochas. 
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Intemperismo
1-Definição
2-Produtos
Físico
Químico
3- Tipos
A-Definição
B-Tipos
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Intemperismo
1-Definição
2-Produtos
Físico
Químico
3- Tipos
A-Definição
B-Tipos
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Intemperismo
1-Definição
2-Produtos
Físico
Químico
3- Tipos
A-Definição
B-Tipos
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Intemperismo
1-Definição
2-Produtos
Físico
Químico
3- Tipos
A-Definição
B-Tipos
A-Definição
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 Intemperismo Químico: 
“são processos complexos que descompõem os componentes das rochas (minerais) gerando novos minerais e liberando elementos no médio, geralmente aquoso”
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Na superfície da Terra, temperatura e pressão, são menores do que as que ocorrem na formação dos minerais no interior da Terra, por isso quando as rochas afloram em superfície, seus minerais entram em desequilíbrio e por meio de uma serie de reações (intemperismo químico), formam-se outros minerais, mais estáveis nesse novo ambiente.
O principal agente do intemperismo é a água (solvente universal), que em combinação com ácidos orgânicos e CO2 tende a se tornar mais ácida, o que produz o ataque aos minerais e cria :
Fase solúvel (ricas em Na, Ca, K, Mg)
Fase residual (quartzo)
Minerais primários
Minerais secundários (intemperizados)
Os minerais mais inestaveis na superficie terrestre, são aqueles formados às maiores temperatura e pressões (silicatos de Fe-Mg)
Ex: Olivina e piroxênio em gabros, basaltos.
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Água de chuva - Acidulação da água (formação do ácido carbônico): 
 H2O+ CO2 =>   H2CO3 (ácido carbônico) 
 H2CO3 => H+  + HCO3- 
 
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Reações do Intemperismo
 Equação genérica: 
Mineral I + solução de alteração  Mineral II + solução de lixiviação
(águas percolantes com pH entre 5 e 9)
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Intemperismo
1-Definição
2-Produtos
Físico
Químico
3- Tipos
A-Definição
B-Tipos
A-Definição
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Intemperismo
1-Definição
2-Produtos
Físico
Químico
3- Tipos
A-Definição
B-Tipos
A-Definição
B-Tipos
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Principais processos de meteorização química:
Hidratação
Dissolução
Hidrólise
Total
Parcial
Acidólise
Oxidação
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REAÇÕES DO INTEMPERISMO: 
1-Hidratação
Hidratação : as moléculas de água entram na estrutura do mineral modificando-a e formando um novo mineral
CaSO4 + 2H2O  CaSO4.2H2O
Ex 1
Ex 2
Cargas elétricas insaturadas na superfície dos grãos minerais
Molécula de água, tem morfologia bipolar
Anhidrita
Gipsita
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REAÇÕES DO INTEMPERISMO
2-Dissolução
Dissolução : solubilização completa do mineral pela presença de H2O. Ocorre geralmente com a calcita e com a halita. 
Solubilização completa:
	Calcita
	CaCO3 Ca2+ + CO32-
	Halita
	NaCl  Na+ + Cl-
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A água é uma molécula bipolar que é atraída por compostos como o NaCl.
A parte (-) se posiciona perto do Na+ e a parte positiva perto do Cl- gerando o isolamento e o pase para a solução acuosa dos dos elementos por separado. 
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A adição de ácidos orgânicos na água meteórica, volta esta mais corrosiva
ainda
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REAÇÕES DO INTEMPERISMO
3- Hidrólise
Hidrólise : o íon H+ entra na estrutura dos minerais deslocando K e Na, Ca e Mg (mais solúveis) para a solução, liberando ainda Si e Al. Ocorre comunmente nos silicatos. 
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Importante!
A HIDRÓLISIS é o principal processo de meteorização química em silicatos, os principais minerais constituintes da crosta. 
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REAÇÕES DO INTEMPERISMO
4-Acidólise
Acidólise – pH < 5, todos os elementos entram em solução restando minerais 
primários menos solúveis, tais com o quartzo.
Na maior parte da superfície dos continentes, os processos intempéricos são de natureza hidrólica. Mas em ambientes frios (onde a desintegração da MO é incompleta) forman-se ácidos orgánicos que disminuim o PH das aguas (< 5). Esses ácidos são capazes de complexar o Fe e o Al, colocando-os em solução. 
Neste domínio não é a hidrolise e sim a acidólise o processo responsável em descompor os minerais. 
Acidólise completa: (PH< 3 da agua), todos os elementos entram em solução
Acidólise parcial (PH entre 3-5), a remoção do Al é parcial
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REAÇÕES DO INTEMPERISMO
5- Oxidação
Oxidação: o oxigênio se combina com outros elementos, gerando oxidação dos mesmos. Por exemplo o Fe2+ (insolúvel) é oxidado para Fe3+ (solúvel) que se recombina com a água para formar hematita, goethita e até mesmo laterita.
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Intemperismo químico dos Silicatos
Quartzo: muito estável
Feldspatos: formam argilo-minerais (caulinita e esmectita): x HIDRÓLISES
Minerais máficos (Ricos em Fe e Mg- anfibólios, piroxênios e olivinas): se decompõem em óxidos. x OXIDAÇÃO
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Granito contendo quartzo, feldspato, anfibólio, mica e magnetita
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Granito intemperisado mostrando minerais de argila, goetita e quartzo (mineral resistente). Íons solúveis também são produzidos. 
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-Oxidação
-Hidrólises
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Analogia ao intemperismo: 
Fazendo café…
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Café moído + água = café (líq.) + resíduo
K-feldspato + água = K+ (sol.) + caolinita
Café moído + água = café (líq.) + resíduo
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Esfoliação Esferoidal: o que é??
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Na esfoliação esferoidal, típica de intrusivos graníticos, o intemperismo é favorecido pelas zonas de fratura, gretas por onde a água penetra e adicionalmente junto com o intemperismo químico, arredondeia os cantos das bordas angulosas. Finalmente os fragmentos adquirem forma arredondada distintiva deste tipo de rochas.
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Reações do intemperismo ocorrem em descontinuidades da rocha, podendo resultar no fenômeno de esfoliação esferoidal
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Distribuição dos processos de alteração superficial
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Tipo e intensidade do intemperismo relaciona-se com: temperatura, pluviosidade e vegetação.
Bioma
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Reconhecemos duas zonas principais:
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Zonas sem alteração química
(14% do globo)
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Zonas c/ carência total de água líquida
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Zonas polares: temperaturas inferiores a 0C. 
Desertos: o meio é caracterizado por uma aridez extrema, ausencia de chuva e forte evaporação.
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2) Zonas com alteração química
(86% do globo):
-Dividido em quatro zonas de distribuição aproximadamente latitudinal, em função das suas caracterísiticas climáticas
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Reconhecemos duas zonas principais:
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Zonas frias: Líquens, coníferas
Solos podzólicos: Qtz, Mo
A-Zona de acidólise total
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Zonas temperadas: lixiviação pouco intensa
Esmectitas e argilo-minerais c/ Si
B-Zona de bissialitizacão
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Zonas tropicais Sub-úmidas, > 50 mm de precipitações
Caulinita e óxi-hidróxidos de Fe
C-Zona de monossialitizacão
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Zonas tropicais: precipitação abundante, precip. > 1500 mm/anuais
Óxi-hidróxidos de Fe e Al
D-Zona de alitizacão
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Intemperismo e sedimentação
 Processos individualizam uma fase residual que permanece in situ, cobrindo partes da crosta, e outras partes são transportadas (água, vento, gravidade)
 As principais associações mineralógicas em depósitos residuais são: Quartzo, Micas, argilominerais (caulinitas e esmectitas) e óxi-hidroxidos de ferro e alumínio.
 Complementares a essa fase sólida encontram-se soluções aquosas ricas em elementos solúveis.
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 Produtos do Intemperismo:
 Solos
 Depósitos lateríticos (enriquecimento supérgeno):
Preservação do mineral primário de interesse e sua concentração por acumulação;
 Destruição do material primário e formação de minerais secundários mais ricos.
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Intemperismo
1-Definição
2-Produtos
Físico
Químico
3- Tipos
A-Definição
B-Tipos
A-Definição
B-Tipos
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Intemperismo
1-Definição
2-Produtos
Físico
Químico
3- Tipos
A-Definição
B-Tipos
A-Definição
B-Tipos
SOLOS
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Formação de solos
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Solo
Meio poroso, não rígido, trifásico, formado de partículas que possuem complexidade de forma, tamanho e estrutura mineralógica e algumas partículas finitamente divididas de maneira a apresentar uma grande área superficial.
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Solo e formação do solo
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Perfil de solo 
(perfil de alteração, regolito ou perfil de intemperismo)
O perfil é estruturado verticalmente, a partir da rocha fresca (sedimentar, ígnea ou metamórfica) na base, sobre a qual se forma a alterita ou saprolito e o solum que constituem juntos o manto de alteração.
INTEMPERISMO
PEDOGÊNESE
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INTEMPERISMO E FORMAÇÃO DE SOLO
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Perfis de solo (diferentes horizontes superpostos)
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Meio trifásico
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Desde o intemperismo ate a rocha sedimentar..
Processos sedimentares
Intemperismo
Transporte
Deposição
Diagênese
Rocha sedimentar:
-Rocha sedimentar clástica
-Rocha sedimentar química
Rocha sedimentar biogênica
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 1) Clima: precipitação e temperatura; combinação dos dois fatores
 A intensidade do Intemperismo aumenta com a pluviosidade.
 Áreas de baixa temperatura e baixa pluviosidade tendem a ser mais afetadas por intemperismo físico.
 A temperatura tem papel duplo: ao mesmo tempo que aumenta a velocidade de reação, diminui a quantidade de água disponível.
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Importante!
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2) Organismos: gera ácidos orgânicos
 A diminuição do pH no meio solubiliza partes antes insolúveis.
 Moléculas inorgânicas solubilizam cátions por complexação.
 Tempo da alteração: 20 a 50 m por milhão de anos, em média. 
 Em climas frios, o tempo é maior.
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Micro-organismos (algas, bactérias ou fungos)
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3) Relevo: regula o escoamento onde ocorre a percolação. Relevo mais favorável: platôs.
 Intemperismo químico é favorecido nos compartimentos onde existe boa infiltração e percolação.
 Em encostas íngremes, as águas escorrem muito rápido, não há tempo para reação, ocorre preferencialmente Erosão.
 Nas baixadas, a água se acumula junto com os solúveis, perdendo a capacidade de reação.
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Importante!
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Intemperismo físico
Intemperismo químico
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Importante!
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5) Material Parental, ou Rocha Fonte ou rocha-mãe:
Composição mineralógica e química, permeabilidade, porosidade, granulometria, estruturas presentes (juntas, diáclases, xistosidade, etc.)
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Série de Bowen X Série de Goldich
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Rochas máficas
Rochas félsicas
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Fim!
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