Aula 3 Noções de sedimentologia

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ESTRATIGRAFIA A – GEO214
Curso de Engenharia de Minas
1º Semestre de 2017
Aula 3 – Introdução a sedimentologia
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Professora: Alice Costa
Bibliografia básica
• Elementos de Estratigrafia, 1984 – Josué Camargo Mendes – Cap. 2 e 3
• Geologia Sedimentar, 2003 - Kenitiro Suguio. Capítulo 2 e 3
De modo geral, o desenvolvimento de bacias sedimentares que acumulam
espessas sequências sedimentares é essencialmente atribuído a dois processos:
A ORIGEM DOS SEDIMENTOS
Soerguimento crustal Transformação da área 
fonte
Subsidência tectônica
Fornecimento de 
sedimentos terrígenos
Formação da bacia
A ORIGEM DOS SEDIMENTOS
Intemperismo Erosão Transporte Deposição
SoterramentoDiagêneseRocha sedimentar
1- Intemperismo
Transporte
Deposição
Soterramento
Diagênese
Recifes
Plataforma 
continental
Praia
Delta
Lago
Físico: Desagregação ou desintegração do material 
de origem (rocha ou sedimento)
Fatores que controlam o intemperismo
Material de origem, topografia, clima, tempo de exposição, biológico
A ORIGEM DOS SEDIMENTOS
 É o processo geral relacionado a transformações físicas, químicas e biológicas
que ocorrem nas rochas e sedimentos quando expostos na atmosfera e biosfera.
Químico: Quebra da estrutura química dos minerais que 
compõe a rocha ou sedimento (material de origem)
Intemperismo 
Fatores de controle de ação
Clima
Topografia
Tempo
Biológico
Material de origem
Variação sazonal, temperatura, chuva, calor
Disposição das vertentes, regime de infiltração
Exposição aos agentes
Flora e fauna
Rocha 
INTEMPERISMO
Material de origem
FATORES CONTROLADORES DO INTEMPERISMO
quartzo
biotita
feldspato
argilomineral
te
m
po
M
ar
sh
ak
 (
2
0
0
1)
A ORIGEM DOS SEDIMENTOS
Figura 4: Gráfico mostrando as variações das condições de intemperismo em função da pluviosidade anual e da temperatura
média anual.
Fonte: Decifrando a Terra/TEIXEIRA, TOLEDO, FAIRCHILD e TAIOLI – São Paulo: Oficina de Textos, 2000.
 Clima
• É o fator mais importante pois regula a natureza e velocidade das reações
químicas. 
FATORES CONTROLADORES DO INTEMPERISMO
 Topografia
• Regula a velocidade do escoamento superficial das águas pluviais (que
também depende da cobertura vegetal). 
FATORES CONTROLADORES DO INTEMPERISMO
Figura 4: Lápides sepulcrais do início do século XIX, em Wellfleet, Massachusetts (EUA).
Fonte: Para entender a Terra/Press et al., 2007.
 Tempo de exposição das rochas
FATORES CONTROLADORES DO INTEMPERISMO
Figura 4: A concentração de H+ nas imediações das raízes das plantas pode ser muito
grande (baixo pH), facilitando trocas iônicas com os grãos minerais.
Fonte: Adaptado TEIXEIRA, et al. 2003.
 Biosfera
H+
H+
K+
Argilomineral
FATORES CONTROLADORES DO INTEMPERISMO
Físico ou Mecânico envolve processos que conduzem à desagregacão da
rocha, sem necessariamente modificar sua composição química.
INTEMPERISMO FÍSICO
Fonte: Para entender a Terra/ PRESS, et al. 2007.
• Congelamento
• Fragmentação por esfoliação esferoidal
 Fraturamento e desprendimento de lascas curvas de um matação geralmente
esférico.
Figura: Produto de esfoliação esferoidal. 
Fonte: http://www.geocaching.com/geocache
INTEMPERISMO FÍSICO
Reações
Oxidação
Muitos minerais contém ferro na sua composição que reage
com o oxigênio (solos avermelhados). O ferro é facilmente
oxidado passando de Fe2+ Fe3+
Hidratação
Molécula de água entra na estrutura do mineral,
modificando-a e formando outro mineral.
Exemplo: CaSO4 + H2O CaSO4 . H2O
anidrita gipsita
INTEMPERISMO QUÍMICO
Hidrólise
Quebra da estrutura do mineral pela ação dos íons H+ e OH- dissociados da
água. Cresce com a temperatura e ácidos.
Exemplo: alteração de feldspatos
3KAlSi3O8+12H2O+2H
+ 3KAl3Si3O10(OH) 2+2K
+ +6H4SiO4 3(OH) 4Al2Si6O5 +2K
+
Ortoclásio Ilita Caolinita
Reações do intemperismo químico
INTEMPERISMO QUÍMICO
Dissolução Solubilização completa
CaCO3 Ca
2++CO3
2-
halitacalcita
NaCl Na++Cl-
•A dissolução intensa das rochas em terrenos calcários pode levar à formação
de relevos cársticos.
Decomposição por
ácido carbônico
A água da chuva dissolve o CO2 da atmosfera. A maior parte
do CO2 continua em solução, enquanto uma pequena parte
se combina com a água para formar ácido carbônico
dióxido de carbono + água Ácido carbônico
CO2 H2O H2CO3
Reações do intemperismo químico
INTEMPERISMO QUÍMICO
Intemperismo de carbonatos
calcita (CaCO3 ) e dolomita CaMg(CO3)2
 CaCO3 + H2CO3 = Ca
2+ + 2HCO3−
INTEMPERISMO QUÍMICO
A ORIGEM DOS SEDIMENTOS
Fatores que contribuem para a origem do sedimento
• Área fonte: local geográfico, onde ocorre intemperismo e erosão
• Clima (temperatura e umidade): influi no tipo de intemperismo que vai
predominar na área fonte
• Tectônica: pode resultar em relevos íngremes, com a produção de
clastos angulares que podem ser depositados próximo a área fonte,
sofrendo pouco transporte (sedimentos mal selecionados e imaturos).
Como são formadas as
estruturas
sedimentares?
MOVIMENTO DOS FLUIDOS
 Os fluidos, constituídos de água e sedimento, são movidos pela energia 
proveniente do sol, da lua e da gravidade. 
 Dois tipos de movimento: Fluxo laminar e turbulento
• Não há mistura de material
• Velocidade relativamente
lenta ao longo de superfície
planas
• A velocidade das linhas de
fluxo aumentam e sofrem
flutuações ao passarem por
irregularidades do fundo.
FLUXO LAMINAR
FLUXO TURBULENTO
PROCESSOS DE TRANSPORTE
Figura: Transporte de materiais por um curso d’água. 
Fonte: http://api.photoshop.com/home
Rolamento
Arrasto
Rolamento
Partículas em 
suspensão
Areias movidas 
por saltação
Silte e argila suspensas por 
turbulência
Os sedimentos são transportados pela água, vento, gelo, etc, da seguinte forma: 
1) Tração: Rolamento e deslizamento, produzindo seixos imbricados e de 
arredondamento variável
2) Suspensão: resulta em depósitos de baixa seleção
3) Saltação
Carga em 
suspensão
Carga de 
fundo
PROCESSOS DE TRANSPORTE
CONCEITOS BÁSICOS
Força que faz uma partícula a se mover
Tensão de cisalhamento
Tensão de cisalhamento crítica = valor de tensão de cisalhamento acima da qual uma 
partícula se movimentará. Depende de dois fatores:
1) Densidade
2) Velocidade do fluido
Diâmetro do grão (mm)
V
el
o
ci
d
ad
e 
d
e 
fl
u
xo
 (
cm
/s
)
lama
argila silte areia grân. seixo bloco matacão
Erosão e 
transporte
Deposição
Erosão de lama inconsolidada
Transporte em 
suspensão
Curva construída para
corrente com
aproximadamente
1 metro de profundidade
Lama –propriedades -
coesão, adesão das
partículas lamosas
devido a forças
gravitacionais, cargas
iônicas e coloides
Hjulstrom
Feito para um rio
idealizado:
rio retilíneo e
uniforme
velocidade média de
fluxo
Diagrama de Hjulstrom – velocidade crítica necessária para mover 1 grão 
ASPECTOS TEXTURAIS DOS GRÃOS
1 – Tamanho do grão
2 – Arredondamento
3 – Esfericidade
4 – Grau de seleção
5 – Maturidade
ASPECTOS TEXTURAIS DOS SEDIMENTOS
1 – Tamanho do grão
- Reflete a energia
(velocidade) do
transporte e do
ambiente
deposicional.
LAMA
ASPECTOS TEXTURAIS DOS SEDIMENTOS
calhau
matacão
si
lt
e
silte
silte
silte
silte
Rocha Carbonato
Conglomerado Calcirrudito
"
"
Arenito
"
"
"
"
"Calcarenito
"
"
"
Siltito
"
"
Calcissiltito
"
"
"
"
Argilito
"
"
"
"
"
Calcilutito
"
'
Galopim de Carvalho (2005)
ASPECTOS TEXTURAIS DOS SEDIMENTOSCascalho e Conglomerado
Areia e Arenito
Argila e Argilito
Sedimentos e rochas
possuem diferentes nomes
 Podem ser usados fórmulas para calcular o
arredondamento ou quadros comparativos.
 O arredondamento é em função da
mineralogia, fatores da rocha fonte,
intemperismo físico e químico durante o
transporte e alterações diagenéticas.
 A quantidade e as condições do transporte
sustentam uma forte influência no
arredondamento.
 Transporte pelo vento ou ondas influenciam
mais o arredondamento do que o transporte
fluvial.
A medida da curvatura das quinas do grão.
ASPECTOS TEXTURAIS DOS SEDIMENTOS
2 – Arredondamento
ASPECTOS TEXTURAIS DOS SEDIMENTOS
3 – Esfericidade
Distância do transporte
Curta Moderada Longa
Medida de quanto o grão se aproxima de uma esfera. 
Galopim de Carvalho (2005)
ASPECTOS TEXTURAIS DOS SEDIMENTOS
Clastos com uma superfície
plana e riscos retilíneos são
típicos de erosão subglacial
A morfologia específica da superfície dos clastos são típicas e diagnósticas de
determinados processos e condições ambientais.
Textura da superfície do grão
ASPECTOS TEXTURAIS DOS SEDIMENTOS
Glacial Praial Eólico
Textura da superfície do grão
 Durante o transporte glacial os clastos tamanho areia apresentam fraturas conchoidais, finas
estrias paralelas e forma angulosa.
 No ambiente praial dominado por ondas os clastos apresentam forma em V (ou em
crescente), marcas de impacto e forma arredondada.
 Nos ambientes eólicos a enormidade dos impactos de pequenos grãos geram típica
morfologia fosca
Interpretações
baseadas na
superfície do 
grão devem sem
cautelosas, uma
vez que as 
características
podem ser
herdadas e a 
diagênese pode
modificar a 
forma dos grãos
2- ASPECTOS TEXTURAIS DOS SEDIEMENTOS
Grau de seleção
- Reflete se a deposição foi rápida ou se o sedimento foi
retrabalhado
K. Simpson, 1995
2- ASPECTOS TEXTURAIS DOS SEDIMENTOS
Maturidade
- Indica o estágio de diferenciação que o sedimento apresenta em
relação com seu material de proveniência
Maturidade mineralógica: razão quartzo/feldspato
Maturidade textural: razão grãos/matriz
Galopim de Carvalho (2005)
ASPECTOS TEXTURAIS DOS SEDIMENTOS
Marshak (2001)
ASPECTOS TEXTURAIS DOS SEDIMENTOS
Porque a estratigrafia dá tanta ênfase às rochas detríticas na fração areia?
• Seu significado em termos de recursos naturais de natureza geológica
• Concentração de minerais pesados (por exemplo, cassiterita, monazita,
diamante, água marinha e ouro) em arenitos
•No espaço vazio entre seus grãos (porosidade), quando conectados, são
permeáveis e podem conter fluidos como água e petróleo
• É um material geológico resistente às intempéries, servindo como pedra de
revestimento
Minerais Pesados
 Os minerais pesados são
muito resistentes a erosão;
 Mais comuns nas rochas
sedimentares são: zircão,
turmalina, rutilo, apatita,
granada, epidoto, magnetita;
estaurolita, ilmenita. Podem
auxiliar a decifrar a fonte;
 Algumas vezes podem
concentrar minerais pesados
com importância econômica,
como por exemplo os
placers e paleoplacers;