Introdução à Sedimentologia

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18 introdução à sedimentologia 
Para investigações regionais de certas propriedades de depósitos minerais 
sedimentares ou de camadas individuais, que serão pesquisadas em conjunto, 
amostras misturadas (compostas) são frequentemente suficientes. Estas são 
obtidas pela mistura de partes iguais de numerosas amostras simples dis-
tribuídas ao acaso através da espessura total da camada. U m a outra maneira 
de se obter uma amostra integrada desse tipo seria por meio da amostragem 
de canal. 
T I P O S D E AMOSTRAS DE A F L O R A M E N T O S 
a) Amostras pontuais 
U m a amostra isolada, tomada de um ponto particular sobre o aflora-
mento, pode ser chamada de amostra pontual. Tais amostras são coletadas 
e guardadas separadamente, distinguindo-se assim das amostras compostas. 
A decisão para á coleta de uma amostra pontual pode ser baseada na 
aparente homogeneidade do depósito, como se apresenta à primeira vista. 
Se o afloramento for constituído de um banco de areia ou silte, ou mesmo 
til glacial, uma simples amostra pode ser tomada de qualquer ponto conve-
niente do afloramento. Se for verificada diferença de granulação da base 
para o topo, poderão ser coletadas tres amostras : uma na base, outra no 
meio e a última no topo do banco. 
Quando a exposição for horizontal, tal como a superfície de uma duna 
ou de uma praia, as amostras poderão ser coletadas de várias maneiras. 
Um método simples consiste em escavar buracos com paredes verticais e 
colher amostras de uma das paredes assim expostas. 
U m a amostra pontual é estritamente válida para o ponto que está sendo 
amostrado. Uma amostra desse tipo pode ser usada para generalizar o tipo 
do material exposto em afloramento somente quando houver bastante homo-
geneidade. Se ocorrerem variações verticais ou horizontais, ou áreas extensas 
forem estudadas, é melhor realizar uma série bastante grande de amostras 
pontuais. 
b) Amostras seriadas 
Amostras pontuais, que integram um conjunto de amostras, são chamadas 
de seriadas. Elas são coletadas segundo um plano preestabelecido, envol-
vendo intervalos de espaçamentos arbitrários, mas geralmente equidistantes. 
Na prática ocorrem problemas de dificuldade de acesso ou outros fatores 
que impedem a manutenção de espaços equidistantes. 
Amostras seriadas podem ser arranjadas ao longo de uma linha trans-
versal a uma formação geológica ou podem representar um conjunto de 
amostras coletadas a certos intervalos ao longo de um rio ou de uma praia. 
Da mesma maneira, o conjunto em série pode se estender verticalmente ao 
longo da espessura de uma formação. Quando as séries são assim arranjadas, 
ao longo de uma linha, a série é linear e não é necessário que a linha seja reta. 
trabalhos preliminares de campo,-inclusive amostragem 19 
Em contraste com as amostras das séries lineares, tanto verticais como 
horizontais, existem as amostras em rede, coletadas sobre uma superfície 
ou sobre a face vertical de um afloramento. A rede pode apresentar um padrão 
quadrangular com espaçamento de acordo com o detalhe com que o trabalho 
deverá ser executado. As amostras são coletadas nos pontos de interseção 
destas linhas. A medida que as amostras são colhidas sobre uma área, deve 
ser prestada atenção a quaisquer variações que possam ocorrer de uma 
amostra para outra. Se forem notadas mudanças ocasionais, deverão ser 
coletadas amostras intermediárias no intervalo entre os dois pontos, para 
cobrirmos a transição; por outro lado, se mudanças pronunciadas ocorrerem 
entre cada amostra sucessiva, dever-se-á reduzir para metade os intervalos 
dos pontos em toda a área. 
Em muitos casos, uma simples rede retangular pode ser usada. No estudo 
de cones aluviais, por exemplo, pode-se escolher uma serie de arcos concên-
tricos de circunferências para espaçarmos as amostras igualmente a partir 
do ápice do leque. Em alguns casos o espaçamento entre as redes pode ser 
executado em escala logarítmica. Por exemplo, se for suspeitado que alguma 
propriedade dos sedimentos varia exponencialmente, a partir de sua fonte 
para fora, então a amostragem será menos espaçada próxima à fonte e for-
necerá dados mais críticos na parte mais inclinada da curva exponencial. 
A coleta de amostras, tanto lineares como em rede, considera que a 
formação aflora nos pontos de interseção. Se tal não suceder (caso mais 
comum) deverão ser colhidas amostras em afloramentos mais próximos ou 
fazer uma perfuração no ponto exato previsto para amostragem. 
Abaixo, indicamos algumas situações em que as amostragens lineares 
ou em rede (amostras seriadas) são indicadas: 
Praia - Se uma praia estiver sendo estudada no que diz respeito às 
suas características granulométricas, por exemplo, as amostras poderão ser 
arranjadas em séries lineares, próximas à costa. Mas, se somente uma li-
mitada faixa de uma praia estiver sendo investigada, poderá ser usada amos-
tragem em rede, envolvendo um conjunto de amostras ao longo da costa, 
outro nas águas rasas e outro na praia. 
Rio - Um conjunto linear de amostras deve fornecer as mudanças nas 
características dos sedimentos, rio abaixo; ou uma rede pode ser estabele-
cida sobre um terraço ou banco para o estudo detalhado das variações. 
Em geral, as amostras seriadas são indicadas, quando se pretende estudar 
as variações de ponto para ponto, ao longo ou sobre um depósito sedimentar. 
c) Amostra de canal 
Amostra de canal é aquela tomada de uma zona estreita e longa de 
um afloramento. Os canais envolvem uma faixa contínua de materiais do 
topo à base da zona do canal. Essas amostras são importantes quando se 
procura definir as características médias da formação. Consequentemente, 
20 introdução à sedimentologia 
tais amostragens são usadas largamente com finalidade económica, como, 
por exemplo, para avaliação das características médias de granulometria 
e composição granulométrica de depósitos de cascalho para construção 
civil, características granulométricas e composicionais de areia para fabri-
cação de vidro, etc. Para estudos científicos esse tipo de amostragem é evitado, 
se os canais se estenderem através de zonas intemperadas ou se existir qualquer 
outro fator, que complique a interpretação dos resultados da amostra coletada. 
O método de amostragem por canal pode ser ilustrado pelo procedi-
mento comum usado na obtenção de amostras de cascalho para construção 
de estradas de rodagem. Uma superfície mais ou menos vertical, de exposição 
natural (afloramento) ou artificial (trincheira ou poço), é limpada com uma 
largura de cerca de 30 cm do topo até a base da camada. Depois, com o au-
xílio de uma pá, retira-se o material de toda a zona abrangida pela limpeza 
prévia. A profundidade do canal deve ser igual ao diâmetro do maior seixo 
da zona amostrada, porque isso assegura uma amostra representativa do 
conjunto. Assim, todo o material proveniente do canal aberto perpendicu-
larmente à camada, abrangendo a espessura total a ser amostrada, é recolhido 
sobre uma lona estendida previamente na base e quarteado até chegarmos 
ao tamanho de amostra adequado. A quarteação é feita sobre a lona pela 
divisão sucessiva em quatro partes, usando-se em cada operação de divisão 
em quatro partes iguais apenas 1/4 da operação anterior. 
As amostras de canal serão coletadas perpendicularmente ao acamamento 
para a obtenção da composição média e dos extremos granulométricos, 
se o tipo de estudo a ser feito for de granulometria. Para estudos detalhados 
de sedimentos, no entanto, pode trazer certas desvantagens, porque não 
mostra, por exemplo, as variações das propriedades entre as camadas in-
dividuais. 
d) Amostras compostas 
Uma amostra composta é uma mistura da combinação de amostras 
pontuais para formar uma amostra simples (única). Por exemplo, um certo 
número de pequenos fragmentos de calcários coletados em vários pontos 
de uma área podeser misturado para termos uma amostra composta. Esta 
seria analisada quanto ao conteúdo de ÇaO, MgO, e t c , e os valores obtidos 
podem ser tomados como médias. As amostras compostas encontram na 
finalidade económica o maior uso, porque, tal como as amostras de canal, 
elas fornecem valores médios. 
AMOSTRAS C O M P O S T A S x AMOSTRAS SIMPLES 
Não existem regras fixas em relação aos méritos de diversos tipos de 
amostragens. A decisão de uso de amostras compostas ou amostras simples 
depende, em parte, da escala de investigação e tempo disponível. 
Otto (1938) classificou as técnicas de amostragem em quatro grupos, 
em termos de propósitos a serem preenchidos, que são: 
trabalhos preliminares de campo, inclusive amostragem 21 
a) para uso em engenharia; 
b) para fins descritivos; 
c) para estudos de ambientes; e 
d) para estudos de correlação. 
Sua discussão sobre a amostragem para fins de estudos de correlação 
e de ambiente são de especial interesse. Principalmente quando se faz uma 
amostragem para estudo de ambiente, o conceito de unidade de sedimentação, 
definida como a espessura de sedimento, em uma dada localidade de amos-
tragem, que foi depositada sob condições físicas essencialmente constantes, 
deve ser levado em consideração. Este conceito seria análogo ao de "fase" 
estabelecido por Apfel (já visto). A classificação e a análise de Otto oferecem 
uma base para a teoria de amostragem de sedimentos, que pode ser aplicada 
no campo em uma grande variedade de problemas. 
A M O S T R A G E M ESPECIAL E M S E D I M E N T O S I N C O N S O L I D A D O S 
a) Uso de tubos amostradores e trados manuais 
Em áreas pobremente expostas, cobertas em sua maior parte por se-
dimentos recentes, as amostras podem ser obtidas nos 10 m superficiais 
(normalmente de 1 a 2 m ) usando-se trados manuais como aqueles usados 
em pedologia. 
Quando são usados tubos amostradores, em geral, os diâmetros internos 
são muito pequenos, de modo que os tamanhos das amostras são reduzidos 
e quase sempre é impossível obter uma sequência não perturbada de estratos 
sedimentares. 
No projeto rio Doce (realizado em 1971/72 por meio do convénio 
I.G./U.S.P. — Petrobrás) estão sendo utilizados tubos de PVC de 1,5 pol 
de diâmetro para obtenção de materiais inconsolidados em amostras de 
1,5 a 2,5 m de profundidade. 
b) Uso de resinas endurecedoras no campo 
Quando fragmentos pequenos de rochas friáveis devem ser coletados 
e levados para o laboratório, preservando as estruturas originais, é reco-
mendada a impregnação com um material plástico de secagem rápida no 
campo. 
Conkin (1956) recomenda o esguicho aerosol denominado Krylon 
acrylic spray n.° 1 303 produzido pela Krylon Inc., Norristown, Pa., EUA. 
A amostra pode ser removida intata alguns minutos após o esguichamento. 
Este é um tipo de tratamento indicado também para preservação e coleta 
de sedimentos inconsolidados apresentando estruturas sedimentares pri-
márias, tais como estratificações cruzadas, marcas onduladas, etc. 
22 introdução à sedimentologia 
PROBLEMAS ESPECIAIS LIGADOS À A M O S T R A G E M E M 
A F L O R A M E N T O S 
a) Problema do intemperismo 
Até há pouco tempo tem sido tacitamente considerado que somente 
sedimentos não intemperizados deveriam ser envolvidos nos processos de 
amostragem. Em geral, os sedimentos coletados para estudos de condições 
de deposição ou da natureza das rochas matrizes devem ser não-intemperi-
zados. Para outros estudos, envolvendo a história da alteração dos sedi-
mentos, seria necessário coletar amostras de zonas intemperizadas. Exemplo: 
problemas ligados à pedogênese e suas relações com as diferentes formações 
geológicas. Quando os estudos são desenvolvidos especificamente sobre o 
efeito do intemperismo. o processo de amostragem deve envolver primeiro a 
identificação das diversas zonas de intemperismo, se elas estiverem comple-
tamente desenvolvidas, e depois a coleta de amostras de cada zona, assim 
como das zonas de transição. A pessoa que executa trabalhos desse tipo 
deve ser capaz de entender e reconhecer no campo algumas das mudanças 
que foram introduzidas nos sedimentos em virtude dos processos intempéricos. 
b) Problema do endurecimento 
O endurecimento complica o estudo dos sedimentos em virtude das 
mudanças físicas e químicas envolvidas. A amostragem para obtenção de 
dados representativos é mais difícil. Parece que os princípios desenvolvidos 
por Grout (1932) para a amostragem de rochas ígneas para análises quí-
micas, são aplicáveis também no estudo dos sedimentos endurecidos. O en-
durecimento das rochas sedimentares é resultante da somatória de complexos 
fenómenos singenéticos e epigenéticos, conhecidos globalmente como pro-
cessos de litificação. 
c) Coleta de amostras orientadas 
Em certos tipos de pesquisas é importante que a orientação exata das 
amostras ou das partículas componentes seja conhecida. Se a rocha for um 
arenito ou outro sedimento consolidado, o mergulho e a direção da camada 
poderão ser inscritos sobre a amostra. Se a amostra for de um sedimento 
friável, poderá ser necessário, antes da amostragem, impregnar a rocha com 
um plástico por um processo similar àquele descrito no item b de "Amos-
tragem especial em sedimentos inconsolidados". 
AMOSTRAGEM DE SUBSUPERFÍCIE 
Quando são executados sondagens para prospecção de petróleo, água 
subterrânea ou em serviços de cubagens de jazidas minerais, podemos dispor 
de amostras de subsuperfície. Poderíamos incluir também entre as amostras 
de subsuperfície aquelas que são obtidas em galerias e poços de pesquisas 
de minerais. 
trabalhos preliminares de campo, inclusive amostragem 23 
N o caso das sondagens podem ser distinguidas duas modalidades: 
a) Sondagem a percussão 
Neste caso, a penetração dos tubos ocorre em virtude do impacto de 
um peso no topo da coluna de tubos. Em alguns casos permite recuperar 
testemunhos mas, nos casos normais, principalmente em trabalhos ligados 
aos trabalhos em jazidas minerais, são obtidos apenas fragmentos de rochas, 
que ainda são amostras satisfatórias para certos tipos de estudos, como, 
por exemplo, para exame de conteúdo mineralógico, conteúdo em micro-
fósseis, etc. Este tipo de amostra constituído de fragmentos é chamado de 
amostra de calha. 
b) Sondagem rotativa 
Nesta técnica, dependendo do tipo de equipamento de amostragem 
usado, podem ser obtidas amostras de dois tipos: a) amostra de calha e b) 
testemunhos de sondagem (convencional e de cabo), com muito mais efi-
ciência do que por sondagem por percussão. Este tipo de sondagem é geral-
mente usado nas perfurações muito mais profundas do que o processo da 
percussão. 
Os testemunhos de sondagem constituem o tipo ideal de amostra de 
subsuperfície, permitindo obter dados texturais e estruturais completos sobre 
as rochas perfuradas, sempre amarrados às suas profundidades exatas. Podem 
ser obtidos também testemunhos orientados. A principal limitação deste 
processo é seu custo demasiado. 
Os fragmentos resultantes da perfuração por diferentes tipos de brocas 
e processos são trazidos para a superfície do terreno, juntamente com uma 
corrente de água ou lama em circulação em um circuito fechado. Quando 
chegam à superfície, os fragmentos de rochas são separados da água ou lama 
de circulação em uma peneira vibratória, constituindo as amostras de calha. 
Segundo Trushein (1956), quando existem grandes diferenças entre os ma-
teriais nos seus pesos específicos e tamanhos, ocorre, como resultado, um 
selecionamento indesejável dos fragmentos nas amostras de calha. Os inter-
valos de coleta de amostras de calha dependem da finalidade do estudo e 
das variações petrográficas esperadas. Trushein registra que intervalos de 
1 a 2 m devem ser usados para rochas importantes, como depósitos minerais, 
e para rochas de constituição mais ou menos uniforme,5 a 10 m. 
AMOSTRAS DE ÁREAS COBERTAS POR ÁGUA 
Como cerca de 3/4 da superfície terrestre são cobertos por água, a coleta 
e o estudo de sedimentos de fundos de lagos são de grande importância. 
O número de equipamentos especiais é grande e aumenta a cada ano 
que passa. Os métodos seguintes são descritos com a pretensão de mostrar 
apenas os princípios básicos de alguns dos processos utilizados. 
24 introdução à sedimentologia 
a) Investigações de sedimentos por mergulhadores 
Em mares ou lagos de águas rasas, calmas e de boa transparência os 
mergulhadores podem estudar, medir, fotografar e coletar amostras de se-
dimentos de fundo. 
Investigações levadas a efeito por Tanner (1959) na região de Panhandle 
nas costas da Flórida (Estados Unidos) ou os estudos feitos por Seibold, 
Dill e Walger (1961, in Muller, 1967) são alguns exemplos de que a coleta 
de amostras de sedimentos e importantes observações foram feitas por geó-
logos equipados com instrumentos especiais de mergulho e respiração. 
b) Coleta de amostras com pegadores (grab sampler) 
Para a investigação da camada mais recente (superficial) de sedimentos 
dos fundos de lagos e mares ou leitos de rios é suficiente amostrar alguns 
centímetros superficiais com pegadores. 
Há dois princípios básicos diferentes de funcionamento dos pegadores: 
1 — Dois pratos metálicos, parecidos com as pás de uma escavadora 
mecânica, com articulação, são pressionados contra a superfície do sedimento 
pelo seu próprio peso, enquanto eles são abertos. Os dois pratos se fecham 
quando o equipamento é levantado. 
2 — Uma caixa amostradora, aberta no fundo, penetra rio sedimento e, 
em seguida, é fechada por um mecanismo, quando o instrumento é suspenso. 
A principal diferença entre os dois métodos é que as amostras retiradas 
com a caixa amostradora, preservando toda a estrutura original, permitem 
um estudo de petrofábrica, estratificação, enquanto que o primeiro processo 
não permite a realização desses estudos. 
c) Coleta de testemunhos 
Durante as últimas décadas tem se tornado possível obter amostras 
de testemunhos bastantes longos de sedimentos de fundos submarinos por 
meio de equipamentos cada vez mais aperfeiçoados. Com o testemunhador 
de pistão de Kullenberg é agora possível obter testemunhos com mais de 
20 m de comprimento. 
Inúmeros testemunhadores, principalmente os mais antigos, consistem 
de um tubo de aço (com um tubo interno removível de plástico), provido de 
uma válvula na extremidade superior e com acessórios de estabilização, 
pesos e um cortador na extremidade. Eles podem penetrar no máximo alguns 
metros dentro dos sedimentos, dependendo sobretudo do seu peso, velo-
cidade de queda, diâmetro do tubo e propriedades dos sedimentos. Este é 
um testemunhador chamado de gravidade. 
Progresso maior na testemunhagem de sedimentos desse tipo foi alcançado 
pelo desenvolvimento do testemunhador de pistão, por Kullenberg (1947, 
1958), no qual é estabelecido um vácuo entre o pistão no tubo de amostragem 
e o fundo do lago ou mar, e então o sedimento é continuamente introduzido 
no tubo durante o processo de inserção. Os testemunhos assim obtidos não 
trabalhos preliminares de campo, inclusive amostragem 25 
são comprimidos e possuem seu conteúdo original de água praticamente 
intato e também preserva os acamamentos. 
Se os sedimentos a serem amostrados são de constituição predominante-
mente arenosa, como acontece muitas vezes em regiões de águas rasas, apa-
recem dificuldades na recuperação com a maioria dos equipamentos usados. 
TAMANHOS DAS AMOSTRAS 
Se houver disponibilidade de material, cada amostra de sedimento deve 
ter em torno de 1 kg de peso. Este peso permite que sejam realizadas todas 
as análises sedimentológicas, incluindo também as análises químicas e também 
alguns estudos especiais, e além disso torna possível o arquivamento de uma 
quantidade apreciável de material para referência. Devem ser excetuados 
os casos de amostragens de materiais grosseiros (conglomerados e brechas), 
onde, naturalmente, o tamanho da amostra depende dos componentes in-
dividuais, e assim para análises de seixos é necessário que tenhamos, no 
mínimo, trezentos seixos por amostra. 
No caso de amostradores mecânicos o tamanho das amostras depende 
das dimensões do aparelho em uso. 
Em rochas consolidadas é útil dispor de amostras tão grandes quanto 
possível para que se tenha uma ampla superfície para confecção de seções 
polidas, a fim de se observarem detalhes de estruturas sedimentares, texturas, 
etc.