Apostila completa de Geologia

•

UERJ

Daíza Prado

25/11/2017

E aí, curtiu este material?

Ajude a incentivar outros estudantes a melhorar o conteúdo

Gostou desse material? Compartilhe! 🧡

Biologia

330.355 Materiais compartilhados

Baixe o app para aproveitar ainda mais

Leia os materiais offline, sem usar a internet. Além de vários outros recursos!

Prévia do material em texto

Universidade do Estado do Rio de
Janeiro
Geologia

Prof. Luiz Carlos Bertolino
2015

Geologia.....................................................................................................

CAPÍTULO I. ESTUDO DA TERRA............................................................................................................ 5
I.1 ORIGEM E EVOLUÇÃO DA TERRA ............................................................................................................ 7
I.2 CONSTITUIÇÃO INTERNA DA TERRA ...................................................................................................... 8
I.3. METEORITO ......................................................................................................................................... 10
I.4. DISTRIBUIÇÃO DOS ELEMENTOS NA CROSTA TERRESTRE .................................................................. 12
I.5 CLASSIFICAÇÃO GEOQUÍMICA DOS ELEMENTOS ................................................................................... 13
CAPÍTULO II. DINÂMICA INTERNA .................................................................................................. 15
II.1. VULCANISMO..................................................................................................................................... 15
II.2. TERREMOTOS..................................................................................................................................... 17
II.4. TSUNAMIS ........................................................................................................................................ 19
II.3. VULCANISMO E TERREMOTO NO BRASIL .......................................................................................... 20
CAPÍTULO III. TEORIA DA TECTÔNICA DE PLACAS ................................................................. 23
III.1. ORIGEM DAS PLACAS E DOS SEUS MOVIMENTOS ........................................................................... 24
III.2 FALHAS E DOBRAS........................................................................................................................... 28
III.3. ORIGEM DAS MONTANHAS ............................................................................................................... 30
CAPÍTULO V. MINERALOGIA ................................................................................................................. 32
V.1 CICLO GEOQUÍMICO ............................................................................................................................. 33
V.2 TÉCNICAS DE ANÁLISE MINERALÓGICA E PETROGRÁFICA ................................................................... 34
V.3 PROPRIEDADES DOS MINERAIS ............................................................................................................ 37
V.4. CRISTALOGRAFIA ESTRUTURAL E MORFOLOGIA DOS CRISTAIS ......................................................... 37
V.4.1 Sistemas Cristalinos .................................................................................................... 39
V.5. CLASSIFICAÇÃO QUÍMICA DOS MINERAIS ........................................................................................ 40
V.6. PROPRIEDADES FÍSICAS ................................................................................................................... 42
V.7. PROPRIEDADES ÓPTICAS ................................................................................................................... 45
V.8. PROPRIEDADES QUÍMICAS ................................................................................................................. 45
V.9. ESQUEMA DE IDENTIFICAÇÃO MACROSCÓPICA................................................................................... 45
CAPÍTULO VI. PETROGRAFIA .............................................................................................................. 47
VI.1 ROCHAS SEDIMENTARES ...................................................................................................................... 47
VI.2 ROCHAS ÍGNEAS ................................................................................................................................. 50
VI.3 ROCHAS METAMÓRFICAS ..................................................................................................................... 52
CAPÍTULO VII. DINÂMICA EXTERNA .............................................................................................. 54
VII.1 PROCESSOS ...................................................................................................................................... 55
VII.2 INTEMPERISMO ................................................................................................................................. 55
VII.3 EROSÃO ............................................................................................................................................ 59
VII.4 TRANSPORTE..................................................................................................................................... 60
VII.5 DEPOSIÇÃO ...................................................................................................................................... 60
VII.6 AMBIENTES DE SEDIMENTAÇÃO ........................................................................................................ 61
CAPÍTULO VIII. PEDOLOGIA ............................................................................................................ 65
VIII.1. PROCESSOS DE FORMAÇÃO DO SOLO ............................................................................................ 66
VIII.2. CONSTITUIÇÃO DO SOLO ............................................................................................................ 66
VIII.3. FATORES DE FORMAÇÃO DOS SOLOS ........................................................................................... 67
VIII.3.1 Material Parental .................................................................................................... 67
VIII.3.2. Estrutura dos Minerais ...................................................................................... 68
VIII.3.3. Composição Química e Mineralógica dos Materiais Parentais .. 68
VIII.3.4. Clima .............................................................................................................................. 69
VIII.3.5. Organismos .................................................................................................................. 71
VIII.3.6. Relevo (Topografia) ............................................................................................. 72
VIII.3.7. Tempo .............................................................................................................................. 73
VIII.4. HORIZONTES DO SOLO ................................................................................................................ 73
Geologia.....................................................................................................

VIII.5. POLUIÇÃO DO SOLO .................................................................................................................... 75
CAPÍTULO IV. TEMPO GEOLÓGICO ..................................................................................................... 79
IV.1. MAGNITUDE DO TEMPO GEOLÓGICO ................................................................................................. 82
IV.2. DATAÇÃO RADIOMÉTRICA (ABSOLUTA) ........................................................................................... 83
IV.3. MÉTODO RADIOCARBÔNICO ...............................................................................................................85
BIBLIOGRAFIA ............................................................................................................................................. 87

Geologia.....................................................................................................

I. ESTUDO DA TERRA
A curiosidade natural do homem em desvendar os
mistérios da natureza levou-o ao estudo da Terra.
Perguntas tais como: de onde vem as lavas dos vulcões; o
que causa os terremotos; como se formam as montanhas; de
que modo se formaram os planetas e as estrelas, e muitas
outras, sempre foram enigmas que o homem vem tentando
decifrar. O principal fator que impulsiona o homem a
melhor conhecer a Terra é o fato de ter que usar
materiais extraídos do subsolo para atender as suas
necessidades básicas.
Na idade Média, acreditava-se que a Terra era o
centro do Universo e que todos os outros astros, como o
Sol, a Lua, os planetas e as estrelas giravam em torno
dela. Com o desenvolvimento da ciência e da tecnologia,
o homem pôde comprovar que a Terra pertence ao um
conjunto de planetas e outros astros, que giram em torno
do Sol, formando o sistema solar. Descobriu-se também
que a própria Terra se modifica através dos tempos. Por
exemplo, áreas que hoje estão cobertas pelo mar, há 15
mil anos eram planícies costeiras, semelhante à baixada
de Jacarepaguá; regiões que estavam submersas há milhões
de anos, formam agora montanhas elevadas como os Alpes e
os Andes. Lugares onde existiam exuberantes florestas
estão hoje recobertas pelo gelo da Antártica ou
transformaram-se em desertos, como o Saara. O material
que atualmente constitui montanhas, como o Pão de Açúcar
e o Corcovado, formou-se a centenas ou milhares de
metros abaixo da superfície terrestre, há muito milhões
de anos (SBG, 1987).
Estas transformações são causadas por gigantescos
movimentos que ocorrem continuamente no interior e na
superfície da Terra. Por serem transformações muito
lentas, o homem não pode acompanhá-las diretamente, pois
ele só apareceu há cerca de dois milhões de anos. Isso
quer dizer que, se toda a evolução da terra fosse feita
em um ano, o homem só teria aparecido quando faltassem
dois minutos para a meia-noite do último dia do ano.
Além disso, o homem só tem acesso à camada mais
superficial do nosso planeta. A distância da superfície
até o centro da Terra mede 6.378 km - dois mil
quilômetros a mais que a distância entre o Oiapoque e o
Chuí, pontos localizados nos extremos norte e sul do
Geologia.....................................................................................................

Brasil - e a maior perfuração já feita só alcançou 10 km
de profundidade.
Então, como se pode saber o que existe dentro da
Terra em tão grandes profundidades e como descobrir a
idade de cada período da história da Terra? Isto é
possível através do estudo das rochas, dos terremotos,
dos vulcões, dos restos dos organismos preservados nas
rochas e das propriedades físicas terrestres, tais como
o magnetismo e a gravidade.
As rochas são formadas por minerais, que por sua vez
são constituídos por substâncias químicas que se
cristalizam em condições especiais. O estudo dos
minerais contidos em uma determinada rocha pode indicar
onde e como ela se formou.
Para medir o tempo geológico, utiliza-se elementos
radioativos contidos em certos minerais (datação
absoluta). Esses elementos são os relógios da Terra.
Eles sofrem um tipo especial de transformação que se
processa em ritmo uniforme, século após século, sem
nunca se acelerar ou retardar. Por este processo chamado
RADIOATIVIDADE, algumas substâncias se desintegram,
transformando-se em outras. Medindo-se a quantidade
dessas substâncias em uma rocha, pode-se saber a sua
idade (Capítulo IV).
A Terra atrai os corpos pelas forças magnética e
gravitacional. Estas forças variam de local para local,
devido as diferenças superficiais e profundas dos
materiais que constituem a Terra. A análise dessas
diferenças é outra forma de interpretar o que existe no
subsolo terrestre (Tabela I.1).
Todos esses estudos fazem parte da GEOLOGIA, a
ciência que busca o conhecimento da origem, composição e
evolução da Terra. Outras ciências da Terra como a
GEOGRAFIA, a OCEANOGRAFIA e a METEOROLOGIA, ocupam-se de
outros aspectos do nosso planeta (SBG, 1987).

Tabela I.1. Dados numéricos da Terra.
Geologia.....................................................................................................

Raio equatorial 6.378 km
Raio polar 6.356 km
Diferença (RE - RP) 22 km
Perímetro no Equador 40.075 km
Área superficial da terra 510 milhões de km2
Volume 1,083 x 109 km3
Massa 5,976 x 1027 g
Densidade média 5,517 g/cm3
Densidade média na
superfície
2,7 - 3,0 g/cm3
Densidade no núcleo 13 g/cm3
Gravidade no Equador 978,032 cm/s2
Elevação média dos
continentes
623 m
Profundidade média dos
oceanos
3,8 km
I.1 Origem e Evolução da Terra
Estima-se que a formação do Sistema Solar teve
início há seis bilhões de anos, quando uma enorme nuvem
de gás que vagava pelo Universo começou a contrair. A
poeira e os gases dessa nuvem se aglutinaram pela força
da gravidade e, há 4,5 bilhões de anos, formaram várias
esferas que giravam em torno de uma esfera maior, de gás
incandescente, que deu origem ao Sol. As esferas menores
formaram os planetas, dentre os quais a Terra. Devido à
força da gravidade, os elementos químicos mais pesados
como o ferro e o níquel, concentraram-se no seu centro
enquanto os mais leves, como o silício, o alumínio e os
gases, permaneceram na superfície. Estes gases foram, em
seguida, varridos da superfície do planeta por ventos
solares.
Assim, foram separando-se camadas com propriedades
químicas e físicas distintas no interior do Globo
Terrestre. Há cerca de 4,4 a 4,0 bilhões de anos,
formou-se o NÚCLEO - constituído principalmente por
ferro e níquel no estado sólido, com raio de 3.700 km.
Em torno do núcleo, formou-se uma camada - o MANTO - que
possui 2.900 km de espessura, constituída de material em
estado pastoso, com composição predominante de silício e
magnésio (Figura I.1).
Em torno de 4 bilhões de anos atrás, gases do manto
separam-se, formando uma camada de ar ao redor da Terra
- a ATMOSFERA. Finalmente, há aproximadamente 3,7
bilhões de anos, solidificou-se uma fina camada de
rochas - a CROSTA. A crosta não é igual em todos os
Geologia.....................................................................................................

lugares. Debaixo dos oceanos, ela tem mais ou menos 7 km
de espessura e é constituída por rochas de composição
semelhante à do manto. Nos continentes, a espessura da
crosta aumenta para 30-50 km, sendo composto por rochas
formadas principalmente por silício e alumínio e, por
isso, mais leves que as do fundo dos oceanos (SBG,
1987).
I.2 Constituição Interna da Terra
As informações das camadas internas da Terra são
obtidas a partir de informações diretas e indiretas. As
observações da densidade e da gravidade do globo
terrestre mostram que o interior e a crosta devem
possuir uma constituição diferente. Observações
sismológicas (comportamento das ondas sísmicas) e
deduções baseadas em estudos de meteoritos indicam que a
Terra é constituída de várias camadas.

Figura I.1. Estrutura interna da Terra (Kearey e Vine,
1990).
Medições geoquímicas elementares da massa, volume e
momento de inércia da Terra indicam que a densidade de
seus materiais cresce de fora para dentro, alcançando um
valor da ordem de 13 g/cm3 perto do centro (Tabela I.1).
As velocidades das ondas sísmicas dão-nos uma idéia
detalhada quanto à distribuição dos materiaisno
Geologia.....................................................................................................

interior. Assim haveria uma crosta com uma espessura
média de 35 km sob os continentes e 7 km sob os oceanos;
um manto que se estende à metade da distância até o
centro; um núcleo líquido ocupando cerca de dois terços
da distância restante e um núcleo interno sólido (Figura
I.1).
Tabela I.2. Tipos de ondas sísmicas e suas
características.
Ondas Características
P - primária Rápidas, ondas longitudinais com pequena
amplitude, semelhantes às ondas sonoras. Propagam-
se com maior velocidade nas camadas de maior
densidade. Velocidade média 5,5 - 13,8 km/s
S - secundária Pouco veloz, ondas transversais, semelhantes à
vibração da luz. Só se propagam através de
sólidos. Velocidade média 3,2 - 7,3 km/s
L - longa Menor velocidade, propagam próximo à superfície,
apresentam grande comprimento de onda. Velocidade
média 4 - 4,4 km/s

A natureza dos materiais
de cada uma dessas
regiões foram
determinadas por medições
de ondas sísmicas (Tabela
I.2 e Figura I.2), devido
as variações da densidade
e das constantes
elásticas. Devido às
diferentes velocidades e
percursos, os três tipos
de ondas chegam a um
sismógrafo em tempos
diversos, os registros
dessas ondas fornecem a
localização do foco do
terremoto e informações
das camadas inferiores.

Figura I.2. Propagação
das ondas sísmicas
(Selbey, 1985).

Geologia.....................................................................................................

Para restringir nossas suposições quanto a química
do interior, precisamos de dados de outras fontes. Uma
possível indicação provém do estudo dos meteoritos.
Esses objetos que caem sobre a Terra a partir de órbitas
solares são interpretados como fragmentos de um planeta
desaparecido, ou possivelmente, resíduos de material que
compôs originariamente a Terra. A composição média dos
meteoritos deve se assemelhar à composição média de toda
a Terra.
I.3. Meteorito
Os meteoritos são objetos que se movem no espaço e
que atravessam a atmosfera e chegam a superfície da
Terra sem serem totalmente vaporizados. Provavelmente,
pertencem ao sistema solar e tem origem no cinturão de
asteróides localizados entre as órbitas dos planetas
Júpiter e Marte. O fenômeno causado pela queda de
meteorito é popularmente conhecido como estrela cadente.
A composição dos meteoritos é variável, num extremo
estão os que são compostos predominantemente de ferro
metálico com alguma porcentagem de níquel. Em outro
estão os que consistem principalmente de silicatos e
assemelhando-se em composição às rochas ultramáficas.
Inclui na composição dos meteoritos, tanto silicatos
como metal nativo e algumas a fases sulfetadas (troilita
FeS).
Entre os meteoritos distinguem-se 3 grupos:
Sideritos: compostos de ferro metálico com + 8% de Ni;
Assideritos ou aerólitos: compostos principalmente por
silicatos e baixo teor de ferro;
Litossideritos: composição intermediária.

A Terra é constituída por uma série de camadas
concêntricas de constituição química diferentes e, em
estado físico distinto ao redor do núcleo, cada uma
dessas camadas tem uma condutividade diferente. Como as
velocidades das ondas sísmicas dependem das propriedades
e das densidades dos materiais através dos quais passam
as ondas, as mudanças de velocidade a diferentes
profundidades são atribuídas a diferentes composições e
densidades e, talvez, a diferentes estados, sobretudo no
núcleo (Figura I.3).
Geologia.....................................................................................................

Os geofísicos reconheceram duas descontinuidades
dividindo a Terra em três partes:
Crosta: desde a superfície em direção ao centro, até a
primeira descontinuidade (Mohorovicic, 30 -50 km).
A crosta é dividida em crosta continental (mais
espessa e menos densa) e crosta oceânica (menos
espessa e mais densa);
Manto: desde a base da crosta até a segunda
descontinuidade (Wiechert-Gutemberg, 2.900 km);
Núcleo: desde a descontinuidade do manto até o centro da
Terra.
A crosta continental é de composição granítica ou
granodiorítica e a crosta oceânica é de composição
basáltica, correspondendo ao SIAL (material rico em Si e
Al) e ao SIMA (rico em Si e Mg), respectivamente (Tabela
I.3).

Figura I.3. Divisão interna da Terra.

O manto é formado por material silicatado de olivina
e piroxênio ou seus equivalentes de pressão e
temperaturas altas. O núcleo ou siderosfera é
constituído por ligas de ferro-níquel, possivelmente a
parte exterior é líquida e a parte inferior é sólida.
Para completar, deve-se adicionar a crosta, manto e
núcleo, mais três zonas: a atmosfera, hidrosfera e
biosfera. A atmosfera é o envoltório gasoso. A
Geologia.....................................................................................................

hidrosfera a camada descontínua de água, salgada ou doce
(oceanos, lagos e rios). A biosfera é a totalidade da
matéria orgânica distribuída através da hidrosfera,
atmosfera e superfície da crosta.
Embora importantes do ponto de vista geoquímico, a
hidrosfera, biosfera e atmosfera contribuem com menos de
0,03% da massa total da Terra, a crosta 0,4%, o manto
67% e o núcleo 32%.
Tabela I.3. Características da estrutura interna da
Terra.
Prof.
km
Denominação Constituição
litológica
Densidade
g/cm3
Temperatura
(oC)
Litosfera
15 a 25 crosta
superior SiAl
sedimentos
granito
2,7 600
30 a 50 crosta
inferior SiMa

basalto

2,9

1.200
1.200 Manto
superior
(astenosfera)
peridotito 3,3 3.400

2.900

Manto
inferior
silicatos,
sulfetos e
óxidos

4,7

4.000
6.370 Núcleo
NiFe
ferro
metálico e
níquel
12,2 4.000
I.4. Distribuição dos elementos na crosta
terrestre
A geoquímica mostra a importância dos elementos que
constituem os minerais, cujos objetivos essenciais são:
a determinação da abundância dos elementos na
Terra;
a repartição dos elementos nos minerais e nas
rochas;
estabelecimento dos princípios que regem a
abundância e distribuição dos elementos químicos.
A crosta é composta de silicatos de alumínio, sódio,
potássio, cálcio, magnésio e ferro. Em função do número
de átomos o oxigênio ultrapassa 60% e forma mais de 90%
do volume total ocupado pelos elementos. A Tabela I.4
mostra a repartição dos constituintes da crosta
terrestre em porcentagem em peso de óxidos, em íons e
nos minerais.
Geologia.....................................................................................................

Tabela I.4. Distribuição dos elementos na crosta
terrestre.
Óxidos Peso
%
Íons Peso
%
Volume
%
Minerais Peso
%
SiO2 59,12 O 46,6 92,0 Feldspato
alcalino
31,0
Al2O3 15,34 Si 27,72 0,8 Plagioclásio 29,2
Fe2O3 +
FeO
6,88 Al 8,13 0,8 Quartzo 12,4
MgO 3,49 Fe 5,0 0,7 Piroxênio 12,0
CaO 5,08 Ca 3,63 1,4 Minerais
opacos
4,1
Na2O 3,84 Na 2,83 1,6 Biotita 3,8
K2O 3,13 K 2,59 2,1 Olivina 2,6
TiO2 1,05 Mg 2,09 0,6 Hornblenda 1,7
Total 97,93 98,59 100,0 Muscovita 1,4
Clorita 0,6
Apatita 0,6
Nefelina 0,3
Titanita 0,3
100,0
I.5 Classificação Geoquímica dos Elementos
As diretrizes da geoquímica moderna tratam de
mostrar onde se podem encontrar os elementos e em que
condições. Ex.: Lantânio e potássio encontram-se juntos;
telúrio e tântalo “fogem” um do outro. Alguns, embora
presentes, estão dispersos como o rubídio no potássio e
gálio no alumínio. Háfnioe selênio não são formadores
de acumulações e às vezes, se acham tão dispersos na
natureza que seu percentual na composição das rochas é
ínfimo. Outros elementos como chumbo e ferro durante seu
processo de deslocamento experimentam uma parada e
formam combinações capazes de acumularem-se com
facilidade (Antonello, 1995).
A geoquímica estuda as leis da distribuição e
migração dos elementos em condições geológicas definidas
marcando seu percurso e exploração das jazidas minerais.
Goldschmidt foi o primeiro a acentuar a importância
da diferenciação geoquímica primária dos elementos,
classificando-os da seguinte maneira:
Siderófilos: com afinidade pelo ferro metálico; ex.:
Cr, V, Co, Ni.
Calcófilos ou sulfófilos: com afinidade pelo
sulfeto, ex.: Pb, Zn, Cu, Ag, Hg, Bi, Sb, Se,
Fe, S, As.
Geologia.....................................................................................................

Litófilos: com afinidade pelo silicato, ex.: O, Si,
Al, Na, K, Ca, Mg.
Atmófilos: com afinidade pela atmosfera, ex.: O, C,
gases nobres, N.
Alguns elementos mostram afinidade por mais de um
grupo, pois a distribuição de qualquer elemento depende,
em certo grau, da temperatura, pressão e ambiente
químico, como um todo.
Geologia.....................................................................................................

II. DINÂMICA INTERNA
II.1. Vulcanismo
Os vulcões são crateras ou fissuras na crosta
terrestre através da qual o magma (rocha fundida que se
origina em profundidade, abaixo da crosta), sobe até a
superfície em forma de lava. Localizam-se geralmente ao
longo dos limites das placas crustais; a maioria faz
parte de um cinturão chamado “círculo de fogo”, que se
estende ao longo das costas do oceano Pacífico.
Os vulcões podem ser classificados de acordo com a
freqüência e violência de suas erupções. As erupções não
explosivas, geralmente ocorrem onde as placas crustais
se separam, ou seja, nas bordas de placas divergentes
(ex. Cordilheira Mesoceânica). Estas erupções produzem
lava basáltica (básica) móvel, que se espalha
rapidamente por longas distâncias e forma cones
relativamente achatados. As erupções mais violentas
acontecem onde as placas colidem, bordas convergentes
(ex. Andes). Essas erupções expelem lava riolítica
(ácidas) viscosa e explosões repentinas de gases, cinzas
e piroclastos (fragmentos de lava solidificada). A lava
é pouco móvel, percorre distâncias curtas e dá origem a
cones de vertentes íngremes. Alguns vulcões apresentam
erupções de lava e cinza, que formam os cones
compósitos.

Geologia.....................................................................................................

Os vulcões com erupções
freqüentes são descritos
como ativos; os vulcões
dormentes são os que
raramente entram em
erupção, e os que
aparentemente cessam as
erupções são considerados
extintos.
Além dos vulcões, outros
aspectos associados às
zonas vulcânicas são os
gêiseres, fontes minerais
quentes, fumarolas e poços
de lama borbulhante.
Figura II.1. Esquema de um
vulcão.

Plutonismo é o conjunto de processos magmáticos que
ocorrem no interior do planeta e que geram intrusões de
magma. Plúton é o corpo de rocha magmática consolidada
no interior da crosta terrestre, a partir de uma câmara
magmática. Designa-se de rocha encaixante a rocha
invadida por um plúton. Os plútons podem ser de dois
tipos: concordantes (“sill”, lacólito e facólito) e
discordantes (“neck”, dique, batólito e "stock").
Material vulcânico:
piroclastos: bomba, tufos, lapilli, cinza etc.
gases: vapor d'água, CO2, H2S, HCl, SO2 etc.
lavas: almofadadas, "aa" e cordadas.
A viscosidade do magma é variável, dependendo
essencialmente da sua temperatura e da composição
química. Magma ácido, isto é, rico em sílica, é mais
viscoso do que um magma básico, pouca sílica (Leinz e
Amaral, 1987).
Magma ácido  rico em sílica  mais viscoso
Magma básico  pobre em sílica  mais fluido
Tipos de vulcanismo: havaiano, peleano,
estromboliano e pliniano
Geologia.....................................................................................................

O calor interno da Terra é associado ao calor
remanescente da sua formação (Big Bang) e da
desintegração de isótopos radiogênicos; p.ex., K40,
Th232 e U238. O grau geotérmico refere-se a
profundidade, em metros, para elevar-se a temperatura em
1°C. O valor médio é de 30 m, podendo existir grandes
variações, dependendo da localização geográfica.
II.2. Terremotos
O terremoto, ou sismo é qualquer vibração na crosta
e que tem origem no seu interior. Quando a vibração é
relativamente intensa, o tremor de terra se torna
perceptível aos nossos sentidos.
Quando muito fraca, seu
registro se faz por meio
de aparelhos especiais,
denominados sismógrafos
(Figura II.2). Tal
vibração é denominada de
microssismo.

Figura II.2. Sismógrafo

Em um ano registram-se na superfície terrestre cerca
de 100 mil terremotos. Destes, 90 mil possuem
intensidade muito fraca, sendo quase imperceptíveis aos
sentidos das pessoas; 9.000 são de intensidade fraca e
os 1.000 restantes de intensidade média. Apenas 100 se
revelam fortes, e só 10, aproximadamente, são
catastróficos.
Os terremotos não se distribuem uniformemente em
toda a superfície da Terra, existem regiões onde o
fenômeno é praticamente desconhecido, são as chamadas
regiões assísmicas, como as áreas centrais do Canadá e
dos Estados Unidos, a África (exceto a orla
mediterrânea), a Arábia, a Ásia Central e a Austrália.
As regiões mais intensamente atingidas por
atividades sísmicas são aquelas localizadas nas bordas
Geologia.....................................................................................................

das placas tectônicas. Na Figura II.3 estão
representados os epicentros dos terremotos mais intensos
ao longo de um período de 6 anos. Observa-se que o
território brasileiro está praticamente fora das regiões
com maiores incidências de terremotos, isto é, devido a
sua posição no interior da placa sul-americana.
As principais causas dos terremotos são: desabamento
interno, vulcanismo, acomodamento de rocha e tectonismo.
Os terremotos por desabamento podem ser provocados por
dissolução (cavernas) ou deslizamento de massas rochosas
em virtude da ação da força da gravidade. Esses
terremotos são em geral fracos e de pouco poder
destrutivo, pelo menos em comparação com os de origem
vulcânica e tectônica.
Em regiões sujeitas a ocorrências vulcânicas, os
terremotos produzidos por explosões internas decorrem,
em geral, do escape violento de gases acumulados sob
forte tensão e do magma.
Os mais terríveis terremotos estão associados a
causas tectônicas, que se desencadeiam quando uma porção
dos materiais do interior da Terra, distendido ou
comprimido e deformados por tensões acumuladas, atinge o
ponto de ruptura, procurando um novo estado de
equilíbrio.
A intensidade dos terremotos é medida pela escala
Richter, criada em 1935 pelo cientista americano Charles
Francis Richter. O terremoto de maior intensidade já
registrado marcou 8,6, mas, teoricamente não há limites.
Lugares geométricos na crosta associados aos sismos:
hipocentro - ponto no interior da crosta onde teve
a origem do terremoto;
epicentro - ponto na superfície da crosta,
projeção do hipocentro ortogonal à superfície.
Efeitos dos abalos sísmicos: maremotos, tsunamis e
terremotos.

Geologia.....................................................................................................

Figura II.3. Localizaçãodos epicentros dos terremotos
mais intensos (Kearey e Vine, 1990).

Figura II.4. Localização do hipocentro.

II.4. Tsunamis

Tsunami (em japonês: "onda de porto") é uma série
de ondas de água causada pelo deslocamento de um grande
volume de um corpo de água, como um oceano ou um grande
lago. Tsunamis são uma ocorrência frequente no Oceano
Pacífico: aproximadamente 195 eventos desse tipo já
foram registrados. Devido aos imensos volumes de água e
energia envolvidos, tsunamis podem devastar regiões
costeiras (Figura II. 5).
Geologia.....................................................................................................

Um tsunami pode ser gerado quando os limites de
placas tectônicas convergentes ou destrutivas movem-se
abruptamente e deslocam verticalmente a água
sobrejacente. É muito improvável que esses movimentos
podem formar-se em limites divergentes (construtivo) ou
conservativos das placas tectônicas. Isso ocorre porque
esses limites em geral não perturbam o deslocamento
vertical da coluna de água. Sismos relacionados a zona
de subducção geram a maioria dos tsunamis.

Figura II.5. Formação dos tsunamis.
II.3. Vulcanismo e Terremoto no Brasil
Nas bordas de placas, o vulcanismo é um processo
contínuo, pois, ao longo das cordilheiras submarinas que
se estendem longitudinalmente no meio dos grandes
oceanos, as chamadas dorsais médio-oceânicas, o magma
Geologia.....................................................................................................

emerge das profundezas da Terra, controlado pela fusão
de material na parte superior do manto.
Há dois tipos de crosta: continental, situada nos
continentes e oceânica que constitui o assoalho dos
mares. As placas tectônicas são formadas por crosta -
continental e oceânica - e pela parte superior do manto.
Nas zonas de colisão entre continentes, como no
Himalaia, ou entre uma placa oceânica e outra
continental, como nos Andes, a mais densa delas é
empurrada sob a outra, rumo a parte profunda do manto -
onde, em conseqüência das altas pressões e do calor,
sofre fusão. Em sua ascensão, a massa fundida forma
vulcões e grandes corpos de rochas ígneas abaixo da
superfície. Nas áreas afastadas das bordas de placas, em
contrapartida, o vulcanismo é fenômeno menos comum,
embora não possa ser considerado inexistente.
O território brasileiro situa-se no interior da
grande placa tectônica conhecida como placa sul-
americana. Na extremidade sul do continente, há ainda a
plataforma patagônica. A região ativa da placa, com
terremotos e vulcões, é a cadeia andina, situada a oeste
dessas duas plataformas (Figura II.3).
Há evidências da presença de vulcões no nosso
território, que nem sempre teria sido, portanto, tão
“estável”. E não foi uma presença discreta: os indícios
de atividade vulcânicas no Brasil são incontáveis, seja
num passado relativamente próximo, como na ilha de
Trindade e em Fernando de Noronha, num passado remoto,
caso de Poços de Caldas, entre muitos outros, ou ainda
em tempos muito mais longínquos, caso de Crixás em Goiás
(Carneiro e Almeida, 1990).
Durante o Mesozóico tiveram várias atividades
vulcânicas no território brasileiro, principalmente de
composição alcalina. As principais ocorrências de
derrames localizam-se em Nova Iguaçu (RJ), Tanguá (RJ),
Jacupiranga (SP), Anitápolis (SC), Serra Negra (SP),
Itatiaia (RJ), Cabo Frio (RJ), entre outros.
Vulcanismo de fissura de lava básica, toleíticas,
ocorreu na bacia do Paraná, no fim do Jurássico e
principalmente no período Cretáceo (120 - 130 milhões de
anos). Esses derrames atingiram cerca de 1.200.000 km2
(Popp, 1995). A alteração da rocha basáltica deu origem
ao solo denominado de terra-roxa que recobre grande
parte da bacia do Paraná.
Geologia.....................................................................................................

Recentemente tem sido registrados vários abalos
sísmicos de baixa intensidade no território brasileiro.
No dia 12 de maio de 2000 vários estados brasileiras
(Goiás, São Paulo, Rio Grande do Sul e Mato Grosso)
foram atingidas por terremoto de baixa intensidade, o
sismo teve o seu epicentro localizado na região de Jujuy
na Argentina (Figura II.6).
Figura II.6. Área atingida pelo sismo que teve o
epicentro na região de JuJuy – Argentina.
Geologia.....................................................................................................

III. TEORIA DA TECTÔNICA DE PLACAS

Em 1620 o inglês Sir Francis Bacon registrava a
similaridade entre o contorno litorâneo da África
ocidental e do leste da América do Sul. Em meados do
século XIX surgia a tese de que os dois continentes
possuíam um passado comum. O alemão Alfred Wegener
formulou, em 1912, a Teoria da Deriva Continental,
baseando-se em algumas evidências fósseis e semelhança
entre as estruturas de relevo. Ele postulou a unidade
das massas continentais no passado (Pangéia), que teriam
depois se fragmentado e afastado umas das outras,
conformando os continentes e bacias oceânicas atuais.
A genialidade da intuição de Wegener decorre da
ausência de meios científicos, na sua época, para a
validação da idéia da deriva dos continentes.
Entretanto, justamente esse fato transformou-o, por
muito tempo, num incompreendido. A ausência de um
mecanismo aceitável para justificar o movimento de
massas continentais “sufocando” assoalhos oceânicos
condenou a nova teoria à marginalidade.
O arcabouço científico para a Teoria da Deriva
Continental só iria se desenvolver muito mais tarde. O
estudo detalhado do fundo dos oceanos, iniciando com o
uso do sonar na Segunda Guerra Mundial e intensamente
desenvolvido nas últimas décadas, finalmente forneceu
uma explicação plausível para a “migração” das massas
continentais (Magnoli e Araújo, 1997).
A Terra está dividida em placas relativamente finas
(podendo ou não conter continentes), cada qual
comportando-se como uma unidade mais ou menos rígida,
que movimenta-se uma em relação à outra.
Sabe-se hoje em dia que os continentes se movem.
Acredita-se que há muitos milhões de anos, todos estavam
unidos em um único e gigantesco continente chamado
PANGÉIA. Este teria se dividido em fragmentos, que são
os continentes atuais. Foi o curioso encaixe de quebra-
cabeça entre a costa leste do Brasil e a costa oeste da
África que deu origem a esta teoria, chamada de DERIVA
CONTINENTAL.
Ao estudar o fundo do Oceano Atlântico descobriu-se
uma enorme cadeia de montanhas submarinas, formada pela
saída de magma do manto. Este material entra em contato
Geologia.....................................................................................................

com a água, solidifica-se e dá origem a um novo fundo
submarino, à medida que os continentes africano e sul-
americano se afastam. Este fenômeno é conhecido como
EXPANSÃO DO FUNDO OCEÂNICO.
Com a continuidade dos estudos, as teorias da Deriva
Continental e da Expansão do Fundo Oceânico foram
agrupadas em uma nova teoria, chamada TECTÔNICA DE
PLACAS. Imagine os continentes sendo carregados sobre a
crosta oceânica, como se fossem objetos em uma esteira
rolante. É como se a superfície da Terra fosse dividida
em placas que se movimentam em diversas direções,
podendo chocar-se umas com as outras. Quando as placas
se chocam, as rochas de bordas enrugam-se e rompem-se,
originando terremotos, dobramentos e falhamentos.
Embora a movimentação das placas seja muita lenta -
da ordem de poucos centímetros por ano - essas dobras e
falhas dão origem a grandes cadeias de montanhas como osAndes, os Alpes e os Himalaias.
Outro fenômeno causado pelo movimento de placas é o
vulcanismo, que pode originar-se pela saída de rochas
fundidas - MAGMA - em regiões onde as placas se chocam
ou se afastam. Quando o magma que atinge a superfície se
acumula em redor do ponto de saída, formam-se os
VULCÕES. Os terremotos no Brasil felizmente são muitos
raros e de pequena intensidade e somente são encontrados
restos de vulcões extintos. Isto ocorre devido ao fato
do nosso país situar-se distante de zona de choque e de
afastamento de placas.
III.1. Origem das placas e dos seus
movimentos
A convecção do magma na Astenosfera (envoltório
plástico localizado no Manto Superior) produz plumas
ascendentes quentes que, atingindo a parte superficial
da Crosta, criam nova crosta oceânica (basalto). Para
manter a área (e volume) da Terra constantes, é preciso
que, em algum lugar, a crosta oceânica seja destruída
(consumida); isto ocorre em zonas de subducção, onde a
crosta oceânica afunda, por ser a mais densa, fechando a
pluma descendente (mais fria) da célula de convecção da
Astenosfera. Assim, os continentes (menos densos)
migram, empurrados (e puxados) pela crosta oceânica
(mais densa) (Figura III.1).
Geologia.....................................................................................................

Figura III.1. Esquema da Dorsal do Atlântico e a da
placa sul-americana e seus limites (Salgado-
Labouriau, 1994).
Os movimentos
entre as placas
podem ser de três
tipos: convergente
(compressivo),
divergente
(distensivo) e
transcorrente
(Figuras III.2,3 e
4 e Tabela III.1).

Figura III.2. Tipos de limites de
placas tectônicas.

Geologia.....................................................................................................

Figura III.3. Mapa tectônico indicando os limites das
placas, as setas indicam a direção movimentos e a
velocidade (cm/ano).

Figura III.4. Tipos de limites de placas

Tabela III.1. Tipos de limites de placas tectônicas e suas principais características.
Tipos de
Bordas
Tipos de Placas
Envolvidas
Topografia Eventos Geológicos Exemplos
Modernos

Divergentes

Oceânica -
Oceânica
Cadeia de
montanha
mesoceânica
Espalhamento do fundo
oceânico, terremotos
(foco raso) e
vulcanismo
Cordilheira
mesoceânica
Continental -
Continental

“Rift
Valley”
Terremotos e
vulcanismo
“Rift” do leste
africano

Oceânica –
Oceânica
Arcos de
ilhas,
fossas
oceânicas
Subducção, terremotos
(foco profundo),
vulcanismo, deformação
das rochas
Pacífico (Norte)
Convergentes
Oceânica –
Continental
Montanhas e
fossas
oceânicas
Subducção, terremotos
(foco profundo),
vulcanismo e
deformação das rochas

Andes

Continental -
Continental
Cadeias de
montanhas
Terremotos (foco
profundo) e deformação
das rochas

Himalaias

Transcorrentes
Oceânica -
Oceânica
Terremotos Pacífico (Leste e
Sul)
Continental -
Continental
Deformações
ao longo das
falhas
Terremotos e
deformação das rochas
Califórnia

Evidências da Teoria da Deriva Continental
semelhança entre a
fauna e flora fósseis
encontrada em
continentes separados;
conformação dos
continentes sul-
americano e africano
(Figura III.5);
dados paleoclimáticos
em desacordo com o
Recente, registrados
em rochas sedimentares
em diversos
continentes;
continuidade de
cadeias de montanhas
entre dois
continentes;
semelhanças entre
litologias
recifes de corais
fossilizados na
Groenlândia e Canadá

Figura III.5. Reconstituição do
Gondwana (Kearey & Vine, 1990).

Evidências da Teoria de Expansão do Fundo Oceânico
sedimentos jovens e pouco espessos recobrindo a
crosta oceânica;
crosta oceânica mais velha é Triássica;
simetria de idades da crosta oceânica a partir da
cordilheira Mesoceânica;
idade das ilhas vulcânicas do Pacífico.
Os estudos do paleomagnetismo nas rochas basálticas
que constituem a crosta oceânica, indicam que o polo
magnético da Terra tem mudado de posição em relação aos
continentes durante a história geológica.
III.2 Falhas e Dobras
O movimento contínuo das placas da crosta terrestre
pode comprimir, esticar ou quebrar os estratos rochosos,
deformado-os e produzindo falhas e dobras. Uma falha é
uma fratura numa rocha, ao longo da qual ocorre
Geologia.....................................................................................................

deslocamento de um lado em relação ao outro. O movimento
pode ser vertical, horizontal ou oblíquo (vertical e
horizontal). Estas evidências de tectonismo podem ser
claramente observadas nas rochas metamórficas que
constituem grande parte do estado do Rio de Janeiro.
As falhas ocorrem quando as rochas duras e rígidas,
que tendem a quebrar-se e não a dobrar-se. As menores
falhas ocorrem em cristais minerais individuais e são de
tamanho microscópico, enquanto a maior delas - o Great
Rift Valley (a Grande Fossa), na África - tem mais de 9
mil km de comprimento. O movimento ao longo das falhas
geralmente causa terremotos, o exemplo típico deste
movimento é a falha de Santo André, Califórnia - EUA.

Dobra é a curvatura de uma
camada rochosa causada por
compressão, podem variar em
tamanho, de uns poucos
milímetros de comprimento
às cadeias montanhosas
dobradas com centenas de
quilômetros de extensão.
Além de falhas e dobras,
outros aspectos associados
com deformações das rochas
são os boudins, os mullions
e fraturas escalonadas (en
échelon).

Figura III.6 Dobras.

As dobras ocorrem nas
rochas elásticas, que
tendem a dobrar-se
mais do que quebrar-
se. Os dois tipos
principais de dobras
são as anticlinais (os
flancos convergem para
cima) e as sinclinais
(os flancos convergem
para baixo) (Figura
III.7).

Figura III.7 Sinclinais e
anticlinais.

Geologia.....................................................................................................

III.3. Origem das Montanhas
Os processos envolvidos na formação das montanhas -
a orogênese - ocorrem como resultado do movimento das
placas crustais. Há três tipos principais de montanhas:
as de origem vulcânica, as montanhas de dobramento e as
montanhas por falhamento ou de blocos. A maioria das
montanhas vulcânicas forma-se ao longo dos limites das
placas, onde estas aproximam ou se separam, e a lava e
os detritos são ejetados em direção à superfície
terrestre. A acumulação de lava e material piroclástico
pode formar uma montanha em torno da chaminé de um
vulcão.
As montanhas por dobramento se formam onde as placas
se encontram e provocam o dobramento e o soerguimento
das rochas. Onde a crosta oceânica se encontra com a
crosta continental menos densa, a crosta oceânica é
empurrada sob a crosta continental. A crosta continental
é então dobrada pelo impacto e se formam montanhas de
dobramento, como os Apalaches na América do Norte. As
cadeias dobradas formam-se também quando encontram-se
duas áreas de crosta continental. O Himalaia, por
exemplo, começou a formar-se quando a Índia colidiu com
a Ásia, dobrando os sedimentos e parte da crosta
oceânica entre as duas placas.
As montanhas por falhamento de blocos formam-se
quando um bloco de rocha é soerguido entre duas falhas
como resultado de compressão ou tensão na crosta
terrestre. Com freqüência, o movimento ao longo das
falhas ocorre gradualmente durante milhões de anos.
Contudo, duas placas podem deslizar bruscamente ao longo
de uma linha de falha- a falha de Santo André, por
exemplo, provocando terremotos.
O tectonismo abrange dois tipos diferentes de
movimentos: orogênese e epirogênese.
Orogêneses são os processos de formação de grandes
cadeias de montanhas, em áreas compressivas (choque de
placas) entre crosta continental/crosta continental ou
crosta continental/crosta oceânica. Trata-se de
deformações relativamente rápidas da crosta terrestre,
geradas pela acomodação de placas tectônicas. São
associadas a essas áreas: dobras, falhas inversas,
vulcanismos, plutonismos, sismos etc.
Geologia.....................................................................................................

Epirogênese são processos de grande amplitude que
afetam por igual extensas áreas continentais, podendo
formar grandes arqueamentos, provocando elevações de
certas áreas e depressões de outras. Os movimentos são
lentos e predominantemente na vertical.
"Rift" é processo de rompimento de antigos
continentes, instalando novas áreas oceânicas:
cordilheira Mesoceânica (crosta oceânica) e áreas
distensivas (divergência de placas) dentro de crosta
continental ou de crosta oceânica.
Pangea - Antigo supercontinente, reunido no final do
Carbonífero, composto pelo Gondwana e de outras massas
continentais, que se desmembrou a partir do final do
Triássico. Da massa oceânica circundante (Pantalassa)
originaram-se os atuais oceanos Pacífico e Ártico, por
contração, e o Atlântico Norte, pela separação entre a
América do Norte, Gondwana e Eurásia, a partir do
Jurássico. Uma menor massa marinha, o mar de Tétis,
dispunha-se, semicerrado, a Leste do Pangea (a partir do
qual originou-se, por compressão, o mar Mediterrâneo).
Gondwana - Antigo continente, reunido no final do
Proterozóico, composto pelas atuais América do Sul,
África, Índia, Madagascar, Austrália e Antártica, que se
desmembrou a partir do Cretáceo, originado os atuais
continentes e os oceanos Índico, Antártico e Atlântico
Sul (Figura III.5).

Geologia.....................................................................................................

V. MINERALOGIA
A mineralogia estuda os minerais cientificamente
envolvendo o conhecimento da estrutura interna,
composição, propriedades físicas e químicas, modo de
formação, ocorrência, associações e classificação.
Atualmente existem cerca de 3.500 nomes de minerais.
Novos minerais tem sido acrescentados a esta lista cada
ano. São minerais que foram descobertos através de
técnicas analíticas novas, tais como microanálise e
microssonda eletrônica. Muitos minerais têm sido
retirados das listas de minerais existentes pois métodos
modernos de estudos mostraram que as substâncias
consideradas como minerais individuais são associações
ou misturas de minerais (Antonello, 1995).
Mais ou menos 20 minerais mais comuns são
responsáveis por mais de 95% de todos os minerais na
crosta continental e oceânica. Eles estão contidos em
quase todas rochas. Os silicatos são os mais abundantes
.
As características principais de qualquer mineral
são sua estrutura cristalina e sua composição química,
levando em consideração o conteúdo químico permitido
pela substituição de átomos de um elemento pelos de
outro numa dada estrutura. Por exemplo, o valor de
muitos minerais, origina-se do fato de conterem um metal
que é um constituinte acessório e não essencial. Ex.:
tório na monazita, prata na tetraedrita. Nestes casos,
um conhecimento do mecanismo pelos quais os
constituintes chegaram a estar presentes, pode ser de
grande significação econômica.
Usamos uma vasta quantidade de minerais e produtos
de minerais na nossa sociedade. Embora a maioria das
pessoas não se dê conta, a mineração ou mais
especificamente os produtos que ela gera, está presente
em praticamente todas as etapas do seu cotidiano, do
momento em que elas se levantam ao instante em que se
deitam. Virtualmente tudo que usamos tem conexão forte
com os minerais.
Por vezes ele é usado em sua forma natural por ter
propriedades valiosas. Ex.: diamante por sua beleza e
pela sua extrema dureza. Em outras ocasiões, os minerais
possuem componentes químicos de grande valor. Ex.:
calcopirita (CuFeS2) consiste em 34% de cobre e o
Geologia.....................................................................................................

mineral é coletado para se recuperar este metal valioso
(Antonello, 1995).
Os minerais não são considerados meramente como
objetos de beleza ou como fonte de material econômico.
Eles podem ser “chaves” para o entendimento das
condições nas quais eles e as rochas foram formadas. O
estudo dos minerais pode indicar importantes informações
sobre as condições físico-químicas de regiões da Terra
que não são acessíveis a observação e mensuração direta
(manto e núcleo).

V.1 Ciclo Geoquímico
A parte acessível ao exame direto do ciclo
geoquímico é a superfície da Terra, onde os elementos
migram. O ciclo geoquímico não é fechado nem material
nem energeticamente.
A partir do magma, o material original, que é uma
mistura complexa de silicatos, óxidos e compostos
voláteis, podendo ocupar espaços definidos e
individualizados (câmara magmática), poderá haver a
cristalização magmática, que é a separação dos minerais
durante a sua formação e, a cristalização originando as
rochas magmáticas.
Através do intemperismo dos minerais primários e
formação dos minerais secundários forma-se os
sedimentos, que, através da diagênese formam as rochas
sedimentares.
As rochas sedimentares por ação da pressão e
temperaturas variáveis darão origem a rochas
metamórficas, que por transformação ultrametamórfica
darão origem a rochas ígneas.
Conceitos
Mineral: é um elemento ou composto químico, resultantes
de processos inorgânicos, de composição química e
estrutural definida, encontrados naturalmente na
crosta da Terra. Ex. diamante, quartzo e feldspato.
Rocha: é um agregado natural formado de um ou mais
minerais característicos. As rochas são
classificadas segunda a sua origem em três tipos:
ígnea ou magmática, metamórfica e sedimentar. Ex.
granito, gnaisse, basalto e arenito.
Geologia.....................................................................................................

Minério: agregado de um ou mais minerais de interesse
econômico, normalmente associado à ganga (sem valor
econômico). A partir de um minério pode-se extrair,
com proveito econômico, um ou mais metais ou
substâncias úteis. Ex. itabirito (hematita e
quartzo) obtém-se o ferro.
Gema: nome empregado para todos os minerais ornamentais.
Corpo geológico: são massas individualizadas de minerais
agregados.
Jazidas minerais: são corpos geológicos economicamente
aproveitáveis de qualquer bem mineral.
Mineralogia: estuda os minerais desde sua ocorrência até
sua análise.
Petrografia: estuda as rochas, sua constituição e
classificação.
Petrologia: estuda a gênese ou origem das rochas.
Geoquímica: abrange o conhecimento da abundância dos
elementos químicos na Terra, como sua distribuição
e as leis que governam.

V.2 Técnicas de análise mineralógica e
petrográfica
Alguns minerais e rochas podem ser identificados sem
equipamento complicados, consistindo em observações
diretas e testes simples. Porém, na maioria das vezes é
necessário recorrer a técnicas analíticas especiais para
identificar os minerais e as rochas. As principais
técnicas analíticas utilizadas na identificação e
classificação dos minerais e das rochas são as
seguintes:
difratometria de raios X (DRX)
Geologia.....................................................................................................

35Figura V.1. Comprimento de onda.

Figura V.2. Representação esquemática do
funcionamento do difratometro de raios-X.
microscopia ótica (luz transmitida e refletida)
(Figura V.3)
microscópio eletrônico de varredura - MEV
análise química por via úmida
ensaio de chama
análise macroscópica (auxílio de lupas de mão com
aumento de 10X a 20X).

Amostra
policristalina
(pó)
Fonte de
raios-X
monocromátic
o
Colimado
r
Colimado
r
Deteto
r
raios gama
luz
visível
microonda
s
ondas de rádio UV infravermelh
o
Comprimento de onda (nm)
Raios-X
Geologia.....................................................................................................

Figura V.3. Microscópio petrográfico

Figura V.4. Difratograma de raios-X da caulinita.

20 40 60 80 100
0
1000
2000
3000
4000
5000
Int
en
sid
ad
e
2 theta
Geologia.....................................................................................................

Figura V.5. Imagens obtidas através do microscópio
eletrônico de varredura (MEV).
V.3 Propriedades dos Minerais
As propriedades dos minerais são controladas pela
sua composição e estrutura cristalina. A composição pode
ser definida através de métodos de análises químicas.
Uma vez que a composição foi definida, a fórmula química
pode ser calculada pelo balanceamento do número de
cátions e ânions.
A determinação da estrutura do cristal é feita
através de métodos de observação indireta,
principalmente através da difratometria de raios-X
(DRX). A DRX é uma das técnicas mais importantes na
identificação dos minerais (Figura V.1), qualquer
mineral pode ser identificado através desta técnica.
Por causa, de propriedades facilmente determinadas,
tais como, dureza e cor, são controladas pela composição
e estrutura do cristal, em muitos casos é possível usar
uma combinação de propriedades simples para identificar
um mineral.
As características mais usadas na identificação dos
minerais são: cor, brilho, hábito (formato dos
cristais), dureza, clivagem, fratura, densidade,
magnetismo.

V.4. Cristalografia estrutural e morfologia
dos cristais
Os cristais são corpos homogêneos, anisotrópicos
(possui propriedades físicas e químicas diferentes em
direções diferentes). Um corpo isotrópico, ao contrário,
tem as mesmas propriedades em direções diferentes, por
ex.: vidro. Quase todas as substâncias sólidas, não
Geologia.....................................................................................................

somente os minerais são cristalinos. Os corpos
homogêneos podem ser isótropos ou anisotrópicos.

As unidades da estrutura
dos cristais são os
átomos, os íons ou as
moléculas que apresentam
no espaço um arranjo
tridimensional exato. Os
intervalos entre estas
unidades estruturais são
de ordem de 1 angstrom .

Figura V.3. Célula
unitária.

Um cristal é um arranjo tridimensional, periódico,
de átomos, de íons ou de moléculas e pode ser definido
como sólidos poliédricos limitado por faces planas que
exprimem um arranjo interno. O arranjo das partículas
representa-se por um retículo cristalino ou retículo
espacial. Os planos situados em diferentes direções
através dos pontos do retículo denominam-se planos
reticulares (faces do cristal).
A estrutura ordenada dos retículos dos cristais, nem
sempre é refletida pela presença no cristal de uma forma
cristalina distinta. São relativamente raros os cristais
típicos, reconhecíveis exteriormente, pois a substância
cristalina apresenta externamente sua estrutura interna.
Pela forma externa os sólidos podem ser:
Idiomórficos: possuem faces bem desenvolvidas e
perfeitas;
Subédricos ou hipidiomórficos: desenvolvimento
parcial das fases;
Anédricos ou xenorfícos: sem faces definidas;
Substância amorfa: sem arranjo interno.
O retículo espacial e consequentemente o cristal é
formado pela repetição de unidades tridimensionais muito
pequenas, as células unitárias, que por definição são as
menores porções geométricas que se repete
tridimensionalmente segundo direções preferencias de
Geologia.....................................................................................................

crescimento e desenvolvimento, dando origem ao cristal.
São possíveis 14 tipos diferentes de células unitárias;
são os retículos de Bravais, que são retículos de
translação cuja unidade de translação de um ponto a
outro é a distância.
V.4.1 Sistemas Cristalinos
Refere-se à forma na qual os átomos dos elementos
químicos estão agrupados. Cada sistema cristalino é
caracterizado por certo número de elementos de simetria
(Figura V.3).
Sistema cúbico: formado por um cubo. Os três eixos
cristalográficos são iguais e perpendiculares entre
si, de comprimentos iguais.
Sistema hexagonal: formado por um prisma reto de base
hexagonal regular. Os eixos cristalográficos são
quatro: 3 horizontais iguais cortando-se em ângulos
de 120o, e um quarto de comprimento diferente e
perpendicular ao plano dos outros três.
Sistema tetragonal: prisma reto de base quadrada. Os
eixos cristalográficos são mutuamente
perpendiculares; os dois horizontais são de
comprimento igual, mas o eixo vertical é mais curto
ou mais longo do que os outros dois.
Sistema ortorrômbico: prisma reto de base retangular ou
losangular. Os eixos cristalográficos são
perpendiculares entre si e de comprimento
diferente.
Sistema monoclínico: prisma oblíquo de base retangular
ou losangular. Os eixos cristalográficos são 3
desiguais, dois dos quais estão inclinados entre si
formando um ângulo oblíquo, sendo o terceiro
perpendicular ao plano dos outros dois.
Sistema triclínico: prisma oblíquo de base
paralelogrâmica. Três eixos cristalográficos
desiguais, formando ângulos oblíquos.

Geologia.....................................................................................................

Figura V.3. Sistemas cristalinos.
V.5. Classificação Química dos Minerais
Na natureza, os minerais cristalizam-se a partir de
soluções de composição complexa, sendo oferecidas, por
conseguinte, amplas oportunidades para a substituição de
um íon por outro. Resulta disto, que, praticamente,
todos os minerais apresentam variação na sua composição
química, conforme a localidade de procedência e entre
uma e outra espécie.
A composição química é a base para a classificação
moderna dos minerais. De acordo com este esquema,
dividem-se os minerais em classes dependendo do ânion ou
grupo aniônico. A composição pode ser definida através
de métodos de análises químicas.
Elementos nativos: encontram-se como minerais sob forma
não combinada no estado nativo. Ex. Au, Ag, Pt, Hg.
Sulfetos: consistem em combinações de vários metais com
o S-2. Ex.: Galena, PbS.
Pirita - FeS2, cúbico, D=5,0 (Densidade), d=6
(dureza), cor dourada e traço preto.
Geologia.....................................................................................................

Sulfossais: os minerais compostos de Pb, Cu ou Ag em
combinação com S, Sb, As ou Bi. Ex. Cu3AsS4.
Óxidos: contém um metal em combinação com o O-2. Ex.:
hematita Fe2O3;
Quartzo - SiO2, hexagonal, D=2,65, d=7, cores
variadas e fratura conchoidal.
Hematita - Fe2O3, hexagonal, D=5,26, d=6, traço
vermelho.
Ilmenita - FeTiO3, hexagonal, D=4,7, d=5,5, traço
cinza.
Pirolusita - MnO2, tetragonal, D=4,75, d=2, traço
preto.
Hidróxidos: óxidos minerais contendo água ou hidroxila
(OH-) como radical importante. Ex.: brucita Mg(OH)2.
Haletos: cloretos, fluoretos,brometos e iodetos
naturais. Ex.: fluorita CaF2, halita NaCl.
Carbonatos: incluem os minerais com o radical (CO3)-2.
Ex.: calcita CaCO3.
Calcita - CaCO3, hexagonal, D=2,71, d=3, três
clivagens perfeitas.
Aragonita - CaCO3, ortorrômbico, D=2,95, d=3,5, duas
clivagens perfeitas.
Dolomita - (Ca,Mg)(CO3)2, hexagonal, D=2,85, d=3,5,
três clivagens perfeitas.
Nitratos: contém o radical NO3-1. Ex.: KNO3.
Boratos: contém o radical BO3. Ex.: bórax Na2B4O7.10H2O.
Fosfatos: contém o radical (PO4)-3. Ex.: apatita
Ca5(F,Cl)(PO4)3, hexagonal, D=3,2, d=5, clivagem
fraca.
Sulfatos: contém o radical (SO4)-2. Ex.: barita BaSO4;
Gipsita - CaSO4 2H2O, monoclínico, D=2,32, d=2,
fratura fibrosa.
Anidrita - CaSO4, ortorrômbico, D=2,98, d=3, três
clivagens perfeitas.
Tungstato: contém o radical WO4. Ex.: sheelita CaWO4.
Silicatos: radical (SiO4)-4, formam a classe química
máxima entre os minerais, contém vários elementos,
dos quais os mais comuns são o Na, K, Ca, Mg, Al e
Geologia.....................................................................................................

Fe em combinação com Si e O formando estruturas
químicas complexas.
Ortoclásio - KAlSi3O8, monoclínico, D=2,27, d=6, "K-
feldspato").
Anortita - CaAl2Si2O8, triclínico, D=2,76, d=6, "Ca-
feldspato" ou plagioclásio)
Micas - muscovita - KAl2(AlSi3O10)(OH)2, monoclínico,
D=2,88, d=2,5, mica branca; Biotita -
K(Mg,Fe)2(AlSi3O10)(OH)2, monoclínico, D=3,2, d=2,5, mica
preta.
Piroxênios - aegirina (NaFeSi2O6, monoclínico, D=3,5,
d=6,5, piroxênio verde/castanho).
Anfibólios - tremolita (Ca2Mg5Si8O22(OH)2,
monoclínico, D=3,2, d=6, anfibólio verde claro).
Argilo-minerais - Caulinita (Al2Si2O5(OH)4,
triclínico, D=2,6, d=2).
V.6. Propriedades Físicas
As propriedades físicas dos minerais são
determinadas pela composição química e estrutura
cristalográfica.

Geologia.....................................................................................................

Hábito - é a
forma externa
do mineral.
Os planos de
um cristal
são
expressões
externas
exatas da
organização
interna dos
átomos. Tipos
de hábito:
acicular,
laminar,
colunar,
fibroso,
botroidal,
tabular,
micáceo etc

Clivagem - é a
tendência de um
mineral se quebrar
ao longo de planos
preferenciais.
Clivagem perfeita
ou boa (2 ou 3
direções),
moderada, irregular
etc. Tais planos
são controlados
pela estrutura
cristalina e pelas
ligações químicas.
Ex. micas uma
direção e K-
feldspato duas
direções.

Geologia.....................................................................................................

Fratura - é a forma como um mineral quebra. Os
principais tipos de fraturas: conchoidal (quartzo),
plana e irregular.
Dureza - resistência (relativa) que um mineral oferece
ao ser riscado com outro mineral ou com um objeto
qualquer. Esta associada à estrutura cristalina e ao
arranjo dos átomos (ligações). A dureza de um
mineral é uma propriedade importante e pode ser
avaliada de acordo com a Escala de Dureza de Mohs
(relativa) (Tabela V.1).
Tabela V.1. Escala de dureza de Mohs.
Dureza

Grau de
dureza
Minerais Observações
Baixa 1 talco são riscáveis pela unha (D =
2,5)
2 gipso
3 calcita riscam a unha e são
riscáveis
Média 4 fluorita pelo vidro (D=5,5) e pela
5 apatita lâmina do canivete (D=5,5)
6 ortoclásio
7 quartzo riscam o vidro e a lâmina do
Alta 8 topázio canivete
9 coríndon
10 diamante

Tenacidade resistência que o mineral oferece à
deformação. Termos utilizados para descrever a
tenacidade dos minerais: quebradiço, maleável,
dúctil, flexível etc.
Magnetismo é a propriedade de alguns minerais de serem
atraídos pelo imã. Ex. magnetita e pirrotita.
Densidade ou peso específico é o peso de um mineral
comparado com o peso do mesmo volume de água
(adimensional). Minerais com átomos agrupados
densamente apresentam densidades mais elevadas.
Quartzo D = 2,65, calcita D =2,75, magnetita D =
5,2.
Geologia.....................................................................................................

V.7. Propriedades Ópticas
Cor é o comprimento de onda luminosa refletida ou
transmitida; opaco, transparente e translúcido;
idiocromático, alocromático, pleocroísmo, dicroísmo;
iridescência, opalescência etc.; hialino, vermelho,
laranja, amarelo, verde, azul, violeta etc.
Traço é a cor do traço deixado pelo mineral após riscar
a superfície de uma placa de porcelana. Ex. hematita
(vermelho), pirita (preto) e quartzo (branco).
Brilho é a intensidade da reflexão da luz. O brilho do
mineral pode ser vítreo, resinoso, sedoso,
adamantino, metálico etc.
V.8. Propriedades Químicas
Polimorfismo - diferentes minerais com a mesma fórmula
química, porém formas cristalinas diferentes.
Calcita (CaCO3, hexagonal) e Aragonita (CaCO3,
ortorrômbico).
Isomorfismo - minerais de composição química diferente,
porém análogas, com a mesma estrutura cristalina.
Plagioclásios (Ca,Na-feldspatos, triclínicos).
V.9. Esquema de Identificação Macroscópica
Os minerais mais comuns podem ser identificados a
partir da determinação das suas propriedades e posterior
consulta a um manual de mineralogia.
1. Cristalização: sistema cristalino em que se
enquadra a amostra.
2. Forma dos cristais: cubo, tetraedro, prisma
hexagonal com terminação em pirâmide, octaedros,
dodecaedro, etc., acrescentando se é euédrico,
subédrico ou anédrico.
3. Hábito: cúbico (equidimensional), prismático,
acicular, fibroso, micáceo, botroidal, etc.
4. Cor: examinar uma superfície recente em luz
refletida.
5. Pleocroísmo: mudança de cor de acordo com a
direção
6. Brilho: metálico, não metálico: vítreo, resinoso,
sedoso, gorduroso, nacarado, adamantino e terroso..
Geologia.....................................................................................................

7. Cor do traço: sempre sobre uma placa de porcelana
não brilhante.
8. Clivagem: boa, nítida, fácil, regular ou ruim.
Quantos planos de clivagem.
9. Fratura: existente ou não.
10. Dureza relativa: usar a escala de Mohs.
11. Diafaneidade (transparência do mineral):
transparente, translúcido opaco.
12. Densidade relativa.
13. Magnetismo: atração por um imã de mão.
14. Presença de inclusões.
15. Alteração
16. Diagnóstico
Tabela V.2 Guia para identificação mineralógica.
Características do
mineral
Amostras
1. Hábito:
2. Brilho:
3. Cor:
4. Pleocroismo:
5. Cor do Traço:
6. Clivagem:
7. Fratura:
8. Dureza:
9. Densidade
10.Alteração
superficial:

11.Ensaios de
confirmação:

12. Nome do Mineral
13.Fórmula:
14.Sistema
cristalino:

15.Ocorrência:
Observação:

Geologia.....................................................................................................

VI. PETROGRAFIA
As rochas são agregados naturais formados de um ou
mais minerais, que podem ser de um tipo (rocha
monominerálica) ou de vários tipos (poliminerálica). A
crosta terrestre é constituída essencialmente de rochas.
São elas, juntamente com os fósseis, os elementos que os
geólogos usam para decifrar os fenômenos geológicos
atuais e do passado.
A Petrografia ou petrologia é o ramo da ciência
geológica dedicado ao estudo da constituição, textura,
origem e classificação das rochas.
Técnicas de reconhecimento petrográficas:
análise macroscópica
microscopia óptica e eletrônica
análise geoquímica
Quanto à origem (gênese), as rochas são distinguidasem ígneas ou magmáticas, rochas metamórficas e rochas
sedimentares; dentro desses grupos, de forma geral, a
textura e a composição mineral são os critérios para a
identificação do tipo litológico.

Rochas Sedimentares
* Clásticas ou
mecânicas
* Químicas
* Organoquímicas
* Vulcanoclásitcas

Rochas Metamórficas

* Ortometamórficas
(magmáticas)
* Parametamórficas
(sedimentares)

Rochas Magmáticas ou
Ígneas

* Intrusivas
* Extrusivas ou
efusivas
VI.1 Rochas sedimentares
São rochas formadas a partir do material resultante
da ação do intemperismo e da erosão de uma rocha
qualquer que posteriormente será transportado e
depositado em outro ambiente.
As rochas sedimentares são importantes por estarem
associadas à depósitos de carvão, petróleo, gás natural,
Geologia.....................................................................................................

alumínio, minério de ferro, matéria prima para a
construção civil.
A diagênese é o conjunto de processos físicos e
químicos sofridos pelos sedimentos após sua deposição, e
que resultam em litificação, como, p.ex., compactação,
recristalização, dissolução, precipitação de minerais
etc.

Processos geradores das rochas sedimentares
1. Intemperismo da rocha geradora:
Físico,
Químico e
Biológico
2. Transporte: água, vento e gelo
Suspensão
Tração  saltação e rolamento
3. Deposição ambientes
Continental: fluvial, lacustre, desértico e
glacial
Transicional: praia, delta, estuarino,
lagunar...
Marinho: plataforma, recife, talude
continental, fundo oceânico.
4. Litificação e diagênese
Compactação e cimentação
Ambientes deposicionais
O estudo dos ambientes modernos, seus sedimentos e
processos contribui muito para o entendimento dos
ambientes deposicionais antigos.
Ambiente marinho: distribuição mais extensa e mais
contínua, deposição de sedimentos químicos e clásticos
Ambiente continental: depósitos mais restritos,
predomínio de sedimentos clásticos
Rochas carbonáticas
As rochas carbonáticas formam aproximadamente 10% do
registro sedimentar exposto, tendo uma grande
distribuição ao longo do tempo geológico. São formadas
predominantemente por calcita, aragonita e dolomita,
além de fósseis e siliciclásticos. produto
principalmente de precipitação orgânica de carbonato de
Geologia.....................................................................................................

cálcio. As rochas carbonáticas são formadas
principalmente em ambiente marinho de águas claras,
quentes e rasas.
Minerais comuns em rochas sedimentares
Quartzo, muscovita, biotita, caulinita, ilita,
montmorilonita, aragonita, calcita, dolomita, siderita,
gipso, pirita, hematita, magnetita...
Classificação
I. Siliciclásticas
Formadas por fragmentos de rochas preexistentes
(clastos).
Conglomerado, arenito, siltito, argilito,
folhelho, diamictito, tilito, etc.
II. Biogênicas ou bioquímicas
Origem orgânica
Diatomito, radiolarito, coquina, etc.
III. Químicas
Evaporação e precipitação,
Calcário, gipsita, anidrita, halita, etc.
IV. Vulcanoclátsicas
fragmentos de atividades vulcânicas

Figura V.1. Rocha sedimentar. Bacia do Parnaíba,
Piauí.
Geologia.....................................................................................................

VI.2 Rochas ígneas
São formadas a partir da consolidação do magma em
profundidade (rocha ígnea plutônica) ou em superfície
(rocha ígnea vulcânica). Através da textura e da
composição mineralógica de uma rocha magmática pode
interpretar as condições em que a rocha se formou
As rochas magmáticas intrusivas ou plutônicas se
formam quando o magma resfria lentamente, usualmente em
profundidades de dezenas de quilômetros, os cristais
separam-se do líquido fundido, formando rochas de
granulação grossa (rochas faneríticas equigranular).
As rochas magmáticas extrusivas são formadas quando
o magma resfria rapidamente, normalmente próximo a
superfície da terra, os cristais são extremamente
pequenos e resulta uma rocha de granulação fina ou
textura vítrea (rochas afaníticas).
O magma é uma fusão silicatada, contendo gases e
elementos voláteis, gerada em altas temperaturas no
interior da Terra.
Características das rochas ígneas
cor: melanocrática, mesocrática e leucocrática.
textura: fanerítica, afanítica, porfirítica e
vítrea.
composição: félsica ou máfica, ácida,
intermediária (alcalinas), básicas, ultrabásicas.
Tipos de rochas ígneas ou magmáticas:
Granito: quartzo, K-feldspato, Ca-feldspato, micas
(biotita e muscovita), granada etc. Apresenta
textura fanerítica.
Riolito: correspondente extrusivo do granito. Textura
porfirítica com abundantes fenocristais de quartzo.
Sienito: K-feldspato, anfibólio, pouca sílica.
Predominantemente leucocrática com feldspato de cor
cinza claro.
Gabro: Ca-Na-feldspato (labradorita), piroxênio (augita
ou diopsídio) e magnetita.
Basalto: piroxênio, plagioclásio e calcita (baixa).
Coloração escura e textura finamente cristalizados.
Geologia.....................................................................................................

Figura VI.2. Basalto. Santa Vitória (MG), Bacia do
Paraná.

Classificação química das rochas ígneas:
rochas ácidas > 65% de SiO2
intermediárias 65 - 55% SiO2
básicas 55 - 45% de SiO2
ultrabásicas < 45% SiO2
Tabela VI.1. Classificação das rochas ígneas.
Rochas

Ácidas Intermediárias Básicas
Plutônica Granito Sienito Gabro
Hipoabissais Granito
porfirítico
Diorito
porfirítico
Diabásio
Vulcânicas Riolito Andesito Basalto
Modos de ocorrências das rochas ígneas
Batólitos - são grandes corpos de rochas plutônicas
que se formam em profundidade, podendo se ter mais 100
km2.
Lacólito - são intrusões de rochas ígneas
lentiformes, geralmente circulares ou subcirculares,
concordantes as rochas encaixantes.
Dique - intrusão de forma tabular discordante,
preenchendo uma fenda aberta em outra rocha. Quando o
dique é concordante com as rochas encaixantes chama-se
sill.
Geologia.....................................................................................................

VI.3 Rochas Metamórficas
As rochas metamórficas podem ser formadas a partir
de rochas ígneas, sedimentares ou mesmo metamórficas,
preexistentes, submetidas a novas condições de pressão e
temperatura. Quando as rochas através de processos
geológicos são submetidas a condições diferentes
(temperatura e pressão) das quais foram formadas,
ocorrem modificações denominadas de metamorfismo.
Durante o metamorfismo ocorrem modificações nas
composições químicas e/ou a estrutura cristalina dos
minerais, sem haver fusão ou alteração na constituição
química total da rocha (processo de equilíbrio físico-
químico no estado sólido, isoquímico). Podem ocorre
tanto a recristalização dos minerais preexistentes como
também a formação de novos minerais.
Fatores de metamorfismo
Calor
Pressão
Percolação de fluidos
Características das rochas metamórficas: textura
xistosidade/foliação, clivagem ardosiana. É função da
composição da rocha original e da intensidade e tipo do
metamorfismo.

Principais tipos de rochas metamórficas
Gnaisse - caracteriza-se pela alternância de bandas de
cores claras (quartzo e feldspato) e escuras
(biotita, anfibólio ou granada). É o tipo litológico
predominante no estado do Rio de Janeiro, formando
grande parte da do maciço da Serra do Mar.
Xisto - ausência de bandamento e presença de finas
lâminas ao longo da qual a rocha pode ser quebrada
mais facilmente.
Filito -