Aula 01 Geologia

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Geologia Aplicada à Engenharia – Aula 01 Introdução à Geologia e Estudo da Terra
Geologia
Ciência que estuda a composição, as propriedades físicas, as forças, a estrutura geral e a história da Terra.
Geologia Geral
Estuda a formação, a transformação, a composição e a disposição das rochas, na crosta terrestre.
Composição da Terra
As informações sobre as camadas da Terra são obtidas pela análise da propagação das ondas sísmicas originadas pelos terremotos;
As camadas estendem-se da superfície da Terra até seu centro, a uma profundidade de 6 300 km e são as seguintes: crosta (0 a 30 km), manto superior (30 a 1000 km), manto inferior (1000 a 2900 km), núcleo exterior (2900 a 4900 km) e núcleo interior (5100 a 6370 km).
Ondas sísmicas
A energia do terremoto irradia-se através das camadas da Terra, sob a forma de ondas, sentidas como tremores, mesmo à distância do ponto de origem.
As vibrações da crosta terrestre produzem ondas sísmicas, medidas e registradas por aparelhos chamados sismógrafos, que fornecem a localização do foco do terremoto e dados sobre a subsuperfície.
Os terremotos produzem 3 tipos de ondas sísmicas: ondas primárias (P), ondas secundárias (S) e ondas longas ou de superfície (L).
Os 3 tipos de ondas movem-se no interior da Terra e seguem rumos diferentes (difração) com velocidades diferentes, mostrando que a Terra é constituída de camadas concêntricas, formadas de materiais diferentes e em estados físicos diferentes.
As variações de velocidades das ondas sísmicas, a diferentes profundidades, no interior da Terra, indicam que os materiais das camadas que essas ondas atravessam possuem propriedades e densidades diferentes.
Ondas primárias (P)
São ondas longitudinais, de pequena amplitude, semelhantes às ondas sonoras;
Propagam-se nos meios sólidos e nos meios líquidos;
Movimentam-se com velocidades que variam de 5,5 a 13,8 km/s;
Sua velocidade aumenta, quando passam de uma camada de menor densidade para outra de maior densidade;
Sua velocidade diminui bruscamente e sofre refração e reflexão, quando atravessam um meio líquido.
Ondas secundárias (S)
São ondas transversais, de pequena amplitude, semelhantes às ondas sonoras;
Propagam-se apenas nos meios sólidos;
Movimentam-se com velocidades que variam de 3,2 a 7,3 km/s;
A figura abaixo mostra a representação de ondas P (linhas contínuas verdes) e a representação de ondas S (linhas pontilhadas azuis).
Quando ocorre um terremoto, os sismógrafos instalados até uma distância angular de 104º ou 11 000 km, a partir do epicentro, conseguem registrar as ondas P e as ondas S;
Se a medida angular for maior que 104º, as ondas S não podem mais ser detectadas, pois as mesmas não atravessam um meio líquido. Esse fato levou Richard Dixon Oldham a sugerir, em 1906, que a Terra possui um núcleo líquido, atualmente chamado Núcleo Externo;
A área situada entre os ângulos de 104º e 180º chama-se zona de sombra das ondas S;
As ondas P, ao passarem de um meio sólido (Manto) para um meio líquido (Núcleo Externo), a brusca alteração de densidade faz aquelas ondas mudarem de direção, impedindo que os sismógrafos as registrem entre os ângulos de 104º e 140º a contar do epicentro, ou seja, entre 11 000 e 19 000 km de distância, desde o ponto de ruptura;
A área entre os ângulos de 104º e 140º chama-se zona de sombra das ondas P
Hidrosfera
Camada descontínua de água que envolve a Terra;
A água, no estado líquido ou sólido, é um agente de modelagem da crosta terrestre de grande importância;
A maior parte dos depósitos de sedimentos provém do transporte e deposição de materiais da superfície pela água e pelo gelo.
Atmosfera
Camada gasosa que envolve a Terra;
O vento, resultante do movimento contínuo da atmosfera, também, é um importante agente de modificação da crosta terrestre, que atua sobre sua superfície, retira material de determinadas regiões, transporta esse material e o deposita em outras regiões;
Seres vivos
Animais e vegetais da pré-história desempenharam papel importante nos processos geológicos, como agentes formadores dos dois mais importantes combustíveis fósseis: o petróleo e o carvão.
Relevo atual da Terra
Dos 510 milhões de quilômetros quadrados da superfície da Terra, apenas 149 milhões (29,22%) constituem terras emersas, enquanto 361 milhões são terras imersas, formadas pelos mares e oceanos;
Os continentes de hoje possuem vários indícios de que constituíram o fundo de antigos mares;
As grandes cadeias de montanhas são formadas de rochas sedimentares marinhas, nas quais se encontram conchas e restos de animais marinhos;
Durante 4,6 bilhões de anos, a Terra vem sendo submetida, incessantemente, à ação erosiva da água, do gelo e do vento e revolvida por forças internas semelhantes às que produzem os terremotos e os vulcões, provocando o surgimento de dobras, fraturas e metamorfismos, consequentemente, de grandes cadeias de montanhas e, no espaço entre essas cadeias, o surgimento de outros mares;
Atualmente, a maior elevação da Terra é o monte Everest, com 8 850 m de altura, e a maior depressão ou fossa da crosta terrestre é a Fossa das Marianas, no Oceano Pacífico, com a profundidade de 11 033 m; assim, o maior desnível da crosta terrestre é de, aproximadamente, 20 000 m.
Crosta terrestre
Camada relativamente fina, com 20 a 30 km de espessura, em média, sendo mais espessa sob os continentes e mais fina sob os oceanos;
Constituída, ao meno na parte superior, por rochas semelhantes às que aparecem na superfície da Terra e que predominam nos continentes, como: granitos, migmatitos, basaltos, e rochas sedimentares;
Nas partes mais profundas encontram-se rochas escuras e mais pesadas e que predominam nas áreas oceânicas, como os diabásios e as rochas ultrabásicas;
Essas rochas constituem blocos ou placas de espessura variável, que flutuam sobre o substrato mais denso do Manto, onde ficam mais ou menos mergulhados, conforme suas espessuras e densidades médias;
As altas montanhas estão menos imersas no manto, por serem formadas por rochas mais leves e mais espessas;
Os fundos dos oceanos são constituídos de rochas mais densas, como os diabásios, que afundam mais no Manto;
Essa ocorrência chamas-se isostasia ou movimento isostático (princípio utilizado em Geologia para designar o estado de equilíbrio gravitacional de uma rocha e as suas alterações entre a litosfera e a astenosfera);
A crosta terrestre é formada de várias partes ou placas, que se encontram sobre o Manto;
Até uns 250 milhões de anos atrás, a maior parte dos continentes estava unida num único bloco. A partir daquela época, os continentes começaram a se romper lentamente, formando placas ou blocos independentes que, por sua vez, foram arrastados por correntes que movimentam o manto rígido-viscoso;
Nessa movimentação, existem zonas onde as placas estão se afastando uma das outras e que são preenchidas por novo material proveniente das profundezas do Manto;
Em determinadas zonas, as placas colidem, formando os movimentos tectônicos e produzindo deformações, que resultam na formação de fossas tectônicas, dobramentos de epessas camadas de sedimentos, falhamentos, formação de cordilheiras, etc; A migração dos continentes continua a ocorrer lentamente. Nos dias de hoje, o avanço tecnológico permite determinar a velocidade e a direção dos deslocamentos desses continentes, com o emprego do raio laser e dos satélites artificiais.
Geologia Aplicada à Engenharia – Aula 02
Movimento de massas
É todo deslocamento de materiais terrosos e/ou rochosos, provocado por qualquer causa, processo ou velocidade, sob a ação da gravidade.
São movimentos de massa:
os desabamentos das margens dos rios ou dos lagos;
os desabamentos das encostas marítimas;
a queda de falésias;
as avalanches;
os deslocamentos de solos ou rochas por fluidização ou plastificação, a partir do rastejo de solos, rochas ou detritos;
as correntes de lavas ou de lama;
as geleiras;
o desgarramento de massas terrosas ou rochosas;
a solifluxão;
os recalques;as depressões;
as subsidências;
os desabamentos;
as batições;
o transporte fluvial, em certas condições.
Observação:
O transporte de partículas sedimentares, pela ação da água ou do vento, para formar as rochas sedimentares estratificadas, não é considerado movimento de massas.
Pluviosidade
É o volume de chuvas que ocorre numa determinada região, num determinado período de tempo.
A pluviosidade é um componente muito importante na composição do clima de uma região. É a principal causa dos movimentos de massa, em terrenos íngremes e em ladeiras com grandes declives e com condições críticas de equilíbrio.
2. Tipos de movimentos de massas
Escoamento
É a precipitação de parte do solo que desliza pela superfície do terreno.
Corrida
É um escoamento rápido, fluido-viscoso, formado por lama ou detritos.
Rastejo ou reptação
É um escoamento lento em que a porção superior dos terrenos se move lentamente, em direção
às encostas mais baixas. O rastejo se desenvolve com a velocidade de alguns milímetros por ano.
As principais causas dos rastejos são:
a) peso do material e da água contida nele;
b) ação da infiltração de águas;
c) pisoteio de animais;
d) lixiviação pela infiltração de águas.
Nos rastejos, não há uma linha que separe, de forma nítida, a parte que se desloca da parte
estável e remanescente do maciço, diferentemente do que ocorre aos escorregamentos.
A ocorrência de rastejo pode ser indentificada através da observação de alguns indícios indiretos,
como:
a) Forma abaulada do perfil do terreno;
b) Inclinação de árvores, postes e cercas;
c) Sulcos no solo; d) Modificação do alinhamento de cercas, árvores;
e) "Embarrigamento" de muros de arrimo.
O rastejo pode causar danos econômicos significativos, afetando, principalmente, as encostas
próximas às obras civis, com interferência em: fundações, linhas de transmissão, dutos, pontes,
viadutos, túneis, edificações, etc.
Os rastejos são bons indicadores da ocorrência eminente de escorregamentos.
Lixiviação
É a extração ou solubilização dos constituintes químicos de uma rocha, mineral, solo, ou depósito sedimentar, pela ação de um fluido percolante.
É um processo erosivo ocasionado pela lavagem da camada superficial do solo, pelo escoamento
das águas superficiais. Ocorre, geralmente, em solos sem a cobertura vegetal protetora, diminuindo sua fertilidade ao longo do tempo.
Escorregamento
É o deslocamento por resvalamento ou deslizamento de terras ou de blocos de rochas.
Nos escorregamentos, há uma linha que separa, de forma nítida, a parte que se desloca da parte
estável e remanescente do maciço, diferentemente dos rastejos.
Os escorregamentos de terras provocam mudanças significativas no relevo e na estrutura geológica
de uma ladeira, complicando a estrutura da sua superfície.
Avalanches
São movimentos rápidos e de grande extensão de uma mistura de solo e rocha, proveniente do
manto alterado da elevação.
É uma das formas mais violentas e catastróficas dos movimentos de massas. O movimento se inicia com uma lasca grande e espessa de granito (com cerca de 2 m de diâmetro) que começa a escorregar para baixo e origina grandes matacães que se acumulam no sopé da encosta.
Nas elevações menos inclinadas, o manto alterado é mais espesso, originando depósitos de blocos
e grandes quantidades de material areno-argiloso. Por isto, o movimento posterior de água, ao
misturar-se com o material areno-argiloso, remove a rocha matriz, formando depósitos
estratificados sob a forma de leques de aluvionares.
Geologia Aplicada à Engenharia – Aula 03
Solo 
É o conjunto de corpos naturais dinâmicos, que contém matéria viva, resulta da ação do clima e da biosfera sobre a rocha e cuja transformação em solo se realiza durante longo período de tempo e sofre a influência do tipo de relevo.
Atmosfera 
É a camada gasosa da Terra. 
Litosfera 
É a camada sólida da Terra, formada pelo solo e pelas rochas. 
Hidrosfera 
É a camada líquida da Terra, formada pelos rios, lagos e oceanos. 
Biosfera 
É a camada da Terra habitada pelos seres vivos que integram os ambientes terrestre, aquático e aéreo.
Pedologia 
É a ciência que estuda os solos. 
Pedogênese 
É a formação do solo por modificações causadas nas rochas pelo intemperismo, com importantes transformações e transferências dos minerais formadores dos solos. 
Conceitos de solo 
É a parte do manto de intemperismo que sofreu decomposições e modificações intensas, tornando esse solo apropriado para o desenvolvimento de vegetais superiores. 
b) No sentido mais restrito, é um mineral e/ou orgânico: 
Inconsolidado (solo sem consistência, solidez ou estabilidade, isto é, sem condições para resistir às forças desagregadoras de suas moléculas);
Poroso;
Finamente granulado;
Com natureza e propriedades particulares oriundas da interação entre processos pedogenéticos, com fatores ambientais envolvendo algumas variáveis, como: material que originou o solo; clima; presença de organismos vivos; forma do relevo; duração do tempo. 
Por isto, os solos são capazes de sustentar a vida de vegetais terrestres superiores.
Fatores de formação do solo 
A formação do solo envolve fenômenos de decomposição, migração e acumulação de substâncias com características diversas. Estes fenômenos decorrem da ação de:
 a) fatores geológicos: rocha-mãe, hidrologia, tempo meteorológico; 
b) fatores geográficos: clima, relevo, erosão; 
c) fatores biológicos: vegetação, organismos vivos, animais, homem. 
O solo: 
1) É constituído, direta ou indiretamente, de produtos de intemperização das rochas; 
2) Resulta, em menor escala, da ação de organismos e de detritos orgânicos decompostos a partir da sua cobertura vegetal; 
3) É um corpo organizado, vivo, ativo, friável, poroso, hidratado, mineral, orgânico, capaz de assegurar a alimentação mineral dos organismos vivos autotróficos e, em particular, dos vegetais superiores.
O desenvolvimento completo do solo (estudo da pedogênese) é um processo muito lento. Inicialmente, a parte superior do manto do solo, seja residual seja transportada, decompõe-se, para liberar nutrientes paras as plantas, possibilitando o crescimento de vegetais de grande e de pequeno portes. 
Na fase inicial, o solo é incipiente, ou seja, é um solo que ainda está em fase de formação, como, por exemplo, a areia com baixíssimo teor de matéria orgânica.
Tipos de solo 
Os vários tipos de solo são definidos por uma complexa interação de fatores como o material, o clima e a vegetação. Diferentes tipos de solo têm características físicas e químicas muito específicas, que influem na sua utilização. Atualmente, o solo está classificado em 9 tipos diferentes: 
Solo incipiente 
Solo que ainda está em fase de formação; 
Solo litólico 
Solo pouco evoluído, com baixo teor de matéria orgânica, não calcário;
Solo calcário 
Solo pouco evoluído, com vegetação rara e baixo teor de húmus; 
Barro 
Solo evoluído, de cor escura, textura argilosa e fértil; 
Solo argiloso 
Solo evoluído, avermelhado e fértil, com 35% de grau de desaturação no horizonte B; 
Solo podzolizado 
Solo evoluído, pobre em matéria orgânica, mas com húmus acidificado; 
Solo halomórfico 
Solo com grande quantidade de sal; 
Solo hidromórfico
 Solo sujeito a forte irrigação de água ou a inundação; 
Solo orgânico hidromórfico 
Solo bastante rico em matéria orgânica e que não oxida (perde elétrons) com as quantidades de água a que está sujeito. 
Um exemplo de alteração de solo 
Na alteração de um granito, o solo decorrente é considerado imaturo e rico em argila, obtida pela intemperização do feldspato, e contém numerosos fragmentos de quartizo e de outros grãos minerais constituintes dessa rocha, os quais encontram-se desintegrados, mas, não alterados.
Propriedades do solo 
Características morfológicas do solo 
São características presentes e observáveis nos solos e que permitem distinguir um tipo de solo dos demais.Algumas características rotineiramente observadas na descrição morfológica de solos são: 
Cor 
É de fácil observação e possibilita a identificação do conteúdo do solo, como: o tipo de matéria orgânica, os tipos de óxidos de ferro, os processos de formação, dentre outros.
 Para que se tenha um padrão de identificação da cor do solo, utiliza-se a Carta de Cores de Munsell (Munsell Color Charts), que considera as variações da cor em escalas de três componentes: matiz, valor e croma.
Textura 
A textura tem grande influência no comportamento físico-hídrico e químico do solo. Por isso, sua avaliação é de grande importância para o uso e manejo dos solos utilizados para a engenharia civil e para a engenharia agronômica.
É expressa pela proporção dos componentes granulométricos minerais presentes no solo, como: argila, silte, areia, cascalho, calhau.
 No Brasil, a classificação dos solos é feita pelo tamanho das suas partículas e segue o padrão disposto a seguir (Embrapa, 1979): 
- Argila (< 0,002 mm) 
- Silte (0,002 a 0,05 mm) 
- Areia fina (0,05 a 0,2 mm) 
- Areia grossa (0,2 a 2 mm) 
- Cascalho (2 a 20 mm) 
- Calhau (20 a 200 mm) 
- Matacão (> 200 mm) 
Deve ser observada em campo, na descrição morfológica, mas seu valor definitivo é dado pela análise granulométrica, realizada em laboratório de mecânica dos solos. 
Consistência 
A consistência diferencia a adesão e coesão de particulas do solo, que podem variar em função da textura, matéria orgânica e mineralogia. Deve ser observada em campo em três condições de umidade:
 - Consistência seca 
Avalia o grau de resistência à quebra ou esboroamento do torrão. É classificada em solta, macia, ligeiramente dura, dura, muito dura, extremamente dura; 
- Consistência úmida 
É dada pela friabilidade do torrão ligeiramente úmido. É classificada em solta, muito friável, friável, firme, muito firme, extremamente firme. 
- Consistência molhada 
É observada em amostras molhadas, amassadas e homogeneizadas nas mãos.
Influências externas sobre um solo 
As influências externas, também, modificam a configuração original de um solo e podem ser tão grandes que determinam características no solo mais profundas do que aquelas oriundas da rocha original.
Fatores externos mais importantes 
Os fatores externos mais importantes que determinam mudanças nas características originais de um solo são: 
O clima;
A vegetação;
A pluviosidade.
Composição e estrutura do solo 
Os solos são constituídos dos seguintes materiais: 
Matéria mineral;
Matéria orgânca;
Umidade;
Ar no interior do solo.
Resumo da composição do solo 
O solo é uma mistura de: 
- Matéria mineral, formada por produtos físicos e químicos, originados da meteorização das rochas (partículas de vários tamanhos, desde grânulos de argilas e areias até fragmentos de rocha); 
- Matéria orgânica, formada por resíduos mais ou menos decompostos de vegetais (a matéria coloidal do solo é formada por teores variáveis de argila e matéria orgânica, determinando o composto argila-húmus); 
- Restos de animais e secreções produzidas por estes.
À medida que são incorporados detritos orgânicos e organismos mortos, parcialmente decompostos, o solo passa a fornecer nutrientes, chamados húmus.
Perfil e horizontes dos solos 
O desenvolvimento do perfil de um solo ocorre, ao mesmo tempo, que a meteorização da rocha. O perfil do solo compõem-se de horizontes definidos desde a superfície até a rocha original subjacente. 
Um solo possui camadas horizontais de morfologias diferentes entre si. Essas camadas são chamadas de horizontes e sua identificação depende, para sua delimitação em campo, estritamente, da percepção do pedólogo, apesar de todos as normas e técnicas existentes. A sobreposição destas camadas define o perfil do solo. A ação pedogenética, determinada pela perturbação dos seres vivos e pela infiltração da água, dentre outros, varia dentro do perfil. Diz-se que, quanto mais distante da rocha mãe, mais intensa e/ou antiga é a ação pedogenética. 
A figura abaixo representa o perfil de um solo com seus horizontes.
Basicamente um perfil de solo apresenta os seguintes horizontes: 
O - Horizonte orgânico, originado em condições de drenagem livre, sendo bastante escuro;
H - Horizonte de constituição orgânica superficial, ou não, composto de resíduos orgânicos acumulados ou em acumulação, sob condições de prolongada estagnação de água, salvo se drenado artificialmente; 
 A - Horizonte mineral, superficial, com bastante interferência do clima e da biomassa. É o horizonte de maior mistura mineral com húmus. Bastante escurecido pela incorporação de matéria orgânica;
E - Horizonte eluvial, ou seja, de exportação de compostos minerais, geralmente argilas e pequenos minerais. Por isso, é, geralmente, mais claro que os demais horizontes; 
B – Horizonte mineral, subsuperficial, com maior concentração de argilas, minerais oriundos de horizontes superiores e, às vezes, de solos adjacentes. É o solo com coloração mais forte, tendendo ao avermelhado, e com mais agregação de material e desenvolvimento; 
C – Horizonte constituído de mistura de solo pouco denso com rochas pouco alteradas da rocha mãe. Camada de sedimentos ou saprólito (material de rocha que não apresenta resistência ao corte com uma pá); 
 
F – Horizonte de material mineral contínuo, rico em Ferro e/ou Alumínio, e pobre em matéria orgânica; 
R – Horizonte de material mineral consolidado, que apresnta resistência ao corte com pá, mesmo quando úmido, formado por rocha matriz não alterada, de difícil acesso em campo.
Textura do solo 
A textura do solo depende da proporção de areia, silte, ou argila, na sua composição. Isso influencia: 
Na taxa de infiltração da água;
No armazenamento da água;
Na aeração do solo;
Na facilidade de mecanização;
Na distribuição de determinados nutrientes, para fertilização do solo.
As percentagens de argila, silte e areia mudam bastante, ao longo da extensão de um terreno. A maneira com que esses diferentes tipos de grãos se distribuem é de extrema importância na disseminação da água no solo. A textura do solo modifica o movimento da água. 
No solo do Brasil, existe uma camada superficial arenosa e uma subsuperficial argilosa, resultando em uma diferença de porosidade. A água penetra mais facilmente na parte de cima e lentamente na camada inferior. Isso facilita a erosão, em função do relevo e da cobertura vegetal, e prejudica o desenvolvimento das raízes das plantas.
Cor dos solos 
Como a cor é algo bastante subjetivo, geralmente, em todo o mundo, se utiliza uma tabela de cor padrão, chamada Tabela Münsell. Esta tabela consiste em aproximadamente 170 cores arranjadas de formas diversas. Achando a cor do solo, nesta tabela, anotam-se os três elementos básicos que regem o sistema de cores Münsell: 
Matriz (Hue) - A cor pura, descrita entre vermelho (R), amarelo (Y), etc.
 Valor (Value) - É o tom de cinza presente na cor ("claridade" da cor), variando entre branco (valor 10) ou preto (valor 0) 
Croma (Chroma) – É a proporção da mistura da cor fundamental com a tonalidade de cinza, variando também de 0 a 10.
A cor implica em diversas considerações imediatas sobre o solo: 
a) Geralmente, quanto mais escura, maior é o conteúdo de matéria orgânica;
 b) A presença de óxido de ferro dá tons avermelhados para os solos; 
c) Cromas menor que 2 ou 3 podem indicar processo de gleização no solo; 
d) A cor preto-azulado pode determinar a presença de magnésios.
Classificação dos solos 
De acordo com o desenvolvimento do perfil, com a natureza da evolução e com o tipo de húmus, os solos classificam-se em: 
a) Solos não desenvolvidos 
São os solos que possuem características próximas das do material-mãe (material que lhe deu origem), constituído por material detrítico e com pouca matéria orgânica. Encontram-se em regiões desérticas.
 b) Solos pouco desenvolvidos
São solos com pequeno desenvolvimento do perfil. Seu pequeno desenvolvimentoindica que se trata de solos jovens, na fase inicial de formação, predominando as características do material original. 
c) Solos desenvolvidos
São os solos que se caracterizam por terem perfil com horizonte eluvial e iluvial.
Fatores de intemperismo
Os fatores que controlam a ação do intemperismo são:
o clima (variação sazonal de temperatura e distribuição de chuvas);
o relevo (que influi no regime de infiltração e drenagem das águas);
a fauna e a flora (que fornecem matéria orgânica para as reações químicas e remobilizam os materiais);
a rocha parental (com resistência diferenciada aos processos de alteração intempérica);
o tempo de exposição da rocha aos agentes intempéricos;
Ciclo exógeno ou externo
É um ciclo geoquímico que se manifesta na superfície da Terra, pela alteração das rochas na superfície, pelo transporte dos elementos liberados na alteração e pela sedimentação desses elementos.
É um meio essenciamente líquido (hidrosfera) ou gasoso (atmosfera) e que se movimenta, através do ciclo da água (evaporação, condensação, erosão, sedimentação oceânica e erosão continental), movido por dois fatores: a radiação solar, gerando a evaporação, e a gravidade, gerando a sedimentação oceânica e a sedimentação continental do material erodido pela precipitação sobre as rochas.
Geologia Aplicada à Engenharia – Aula 04
Rocha
Agregado sólido natural, encontrado na litosfera e constituído por um ou mais minerais ou mineralóides.
Litosfera
Camada externa sólida da Terra, constituída por rochas.
Petrologia
É o estudo científico das rochas.
Classificação das rochas
As rochas classificam-se, segundo os processos de sua formação, em: sedimentares, ígneas ou magmáticas e metamórficas.
Rochas sedimentares
São rochas formadas pela deposição e posterior compactação de sedimentos.
Rocha ígneas ou magmáticas
São rochas formadas a partir do magma expelido da crosta terrestre.
Rochas metamórficas
São rochas formadas do mesmo modo que as sedimentares ou magmáticas e, posteriormente, modificadas pelos efeitos de temperatura e pressão.
Sedimento
É um material sólido desagregado pela ação de fatores físicos, químicos e biológicos, originado do intemperismo sobre as rochas preexistentes, transportado pelo ar, pela água ou pelo gelo e depositado em sítios chamados bacias sedimentares.
Para a formação de uma rocha sedimentar, o material transportado e depositado como sedimento deve ser compactado ou cimentado, ao longo de milhares de anos.
Área-fonte
Local geográfico onde as rochas sedimentares, magmáticas ou metamórficas sofrem a ação dos fatores físicos, químicos e biológicos.
Clima
Temperatura e umidade que condicionam o tipo de intemperismo que vai predominar na área-fonte e influir, durante o transporte, na própria bacia sedimentar, determinando as características dos produtos resultantes.
Tectonismo
É a ação do movimento de placas de rochas sobre a composição e a distribuição dos produtos do intemperismo que são transportados e depositados nas bacias de sedimentos.
A tectônica de placas são movimentos de grandes placas de rochas da litosfera e que, também, influenciam, juntamente com os agentes de transporte e com as condições ambientais, nos tipos de padrões detríticos das rochas encontradas nas bacias sedimentares.
As condições ambientais incluem a água, o gelo, o relevo, o clima e as atividades biológicas, dentre outras.
Ambiente deposicional
Lugar geográfico onde se desenvolvem fenômenos geológicos diversos, sob condições ambientais específicas, para a deposição de sedimentos.
Os ambientes deposicionais classificam-se em:
Ambientes deposicionais continentais: glaciários, desérticos, fluviais, lacustres.
Ambientes deposicionais de transição: deltáicos, lagunares, estuarinos, rasos de maré, praias, eólicos.
Ambientes deposicionais marinhos: plataformas continentais formadas por sedimentos siliciclásticas e carbonáticos, talude continental, fundos oceânicos.
Ambiente de rasos de maré
Formado por costões pouco inclinados, onde ocorrem níveis mais baixos de maré e onde animais marinhos e as algas se prendem, na região entre as oscilações das marés, pois o movimento das ondas torna essas áreas expostas ao ar atmosférico, constantemente, possibilitando a existência desses animais.
Plataforma
Região de topografia mais ou menos plana, localizada na periferia das massas continentais, e que está rodeada de águas marinhas profundas.
Sedimentos siliciclásticos
São grandes extensões de partículas clásticas ou detríticas, geradas pela fragmentação de outras rochas da superfície, sujeitas ao intemperismo e compostas, predominantemente, por silicatos.
Sedimentos carbonáticos
São grandes extensões de depósitos gerados pela fragmentação de rochas carbonáticas pré-existentes na superfície, compostas, predominantemente, por calcário e dolomito, sujeitas ao intemperismo.
Sedimentos de plataforma
Sedimentos detríticos: são os provenientes dos rios.
Sedimentos biogenéticos: são as conchas e seus fragmentos.
Sedimentos residuais: são produtos da alteração, “in situ”, de rochas preexistentes.
Sedimenos autigênicos: são nódulos de fosfatos, manganês, siderita, glauconita.
Sedimentos vulcânicos e relícticos: são originados em um ciclo prévio de sedimentação atualmente em desequilíbrio.
Processos geológicos
São eventos determinados por movimentos tectônicos, erupções vulcânicas e por agentes que atuam no transporte e na deposição dos sedimentos.
Forma e evolução de uma bacia sedimentar
Está relacionada à estrutura tectônica e ao tipo de movimento das placas tectônicas envolvidas. Em consequência, podem-se ter:
Bacias de subsidência continentais, com ambiente deposicional fluvial, desértico ou glacial.
Bacias marinhas, com ambiente deposional de plataforma, de talude, etc.
Ambientes costeiro onde se desenvolvem ambientes lacustres, praias, planícies de marés, entre outros.
Estrutura tectônica
É um tipo de estrutura geológica, chamada cráton continental, caracterizada, em geral, pela sua estabilidade e pela composição antiga de material, tendo-se formado durante a era geológica chamada Pré-Cambriana, há mais de dois bilhões de anos.
Esse tipo de estrutura é, basicamente, uma porção das placas continentais que, durante um período mínimo de cem milhões de anos, não sofrem ações diretas do tectonismo e do vulcanismo, caracterizando sua estabilidade. É composta, na maior parte, por rochas magmáticas e metamórficas.
Transformações sofridas pelos sedimentos
Desde o momento em que a rocha-mãe é submetida aos processos de alteração, são definidas quatro etapas de transformações sofridas pelos sedimentos.
Estágio de imaturidade
Caracterizado por um sedimento rico em argilas, contendo finas lâminas de micas e partículas grossas, angulares e malselecionadas (que não foram convenientemente selecionadas).
Estágio de submaturidade
Caracterizado pelo fato de que grande parte da fração de argila tenha se escoado, restando fragmentos de rochas ainda angulosos e malselecionados.
Estágio de maturidade
Atingido logo que as argilas tenham sido inteiramente eliminadas, permanecendo partículas sedimentares bem lecionadas, porém, subangulosas.
Estágio de supermaturidade
Alcançado no fim da evolução do sedimento e no qual os grãos são bem selecionados, bem arredondados e isentos de argilas.
Transporte de partículas sedimentares
Os agentes transportadores dos sedimentos são a água, o vento, o gelo e outros agentes. Os modos de transporte dos sedimentos são seguinte: tração, suspensão e saltação.
Transporte por tração
Ocorre por rolamento e deslizamento, produzindo seixos imbricados (ligados, unidos, superpostos) e de arredondamento variável.
As areias transportadas por este processo apresentam boa seleção granulométrica, estratificação cruzada (estrutura formada por lâminas ou camadas que se cruzam), possuem gradação de tamanho, mas, não possuem matriz (material intersticial de granulometriamais fina, que rodeia as partículas mais grosseiras que constituem uma rocha).
Transporte por suspensão
Processo de transporte em que as partículas se movimentam pela ação da água, com a mesma velocidade da corrente líquida.
Resulta em depósitos de baixa seleção granulométrica e pouco trabalhamento nos grãos e clastos.
Transporte por saltação
Processo de transporte, pela ação do vento ou do rio, de partículas sedimentares que saltam de ponto a ponto, sendo, sucessivamente, soerguidas e impulsionadas pelo agente geológico transportador, em correntes turbilhonadas ou com variação de fluxo e com energia intermediária entre a que provoca a suspensão e a que promove o arrasto da partícula.
Textura dos grãos
Aspectos da superfície dos grãos
Superfícies angulares
Quando os grãos sofrem um transporte muito pequeno ou nulo.
Superfícies desgastadas e brilhantes
Quando os grãos sofrem transporte sob a ação da água.
Superfícies arredondadas e opacas
Quando os grãos sofrem transporte pelo vento.
Quando as areias de um sedimento estão representadas por mais de 30% de grãos desgastados e brilhantes, é porque foi realizado um trabalho marinho do agente de transporte.
Quando as areias de um sedimento estão representadas por um valor inferior a 20% de grãos desgastados e brilhantes, não se pode afirmar se a natureza do agente de transporte é fluvial ou marinha.
Curvas granulométricas de frequência
São representações gráficas estatísticas da frequência simples ou acumulativa de ocorrência de partículas detríticas e que permitem visualizar a distribuição das classes dessas partículas e de seus diâmetros.
A análise das curvas granulométicas de frequência permite analisar:
- o grau de classificação dos diâmetros dos grãos;
- a origem monogenética ou poligenética dos tipos de sedimentos presentes na amostra;
- a parte do material detrítico fora do padrão de classificação, para ser eliminada
As areias das dunas, em geral, são mais bem classificadas que as areias fluviais.
As areias das praias são pobres em partículas finas, pois estas são levadas pela água ou pelo vento para o interior da bacia sedimentar.
A cor dos sedimentos
A coloração dos sedimentos pode ser de origem primária ou secundária.
Coloração de origem primária do segmento
É a que reflete a cor, quando o sedimento foi depositado.
Coloração de origem secundária do segmento
É a que resulta de transformações posteriores do sedimento.
Principais cores encontradas nos sedimentos
Cinza e preto
Devidas à presença de matéria orgânica, de acordo com a quantidade.
Cinza-esverdeado ou esverdeada
Devidas à presença de minerais como clorita, glauconita, motmorilonita e minerais de cobre.
Azul
Devida à presença de celestina, anidritas, gipsitas e salgema.
Vermelho, amarelo, laranja e castanho
Devidas à presença de hidróxido de ferro.
Chocolate
Devida à presença de óxido de ferro e manganês.
Púrpura
Devida à presença de óxido de ferro e clorita.
Branca
Nos arenitos, devido ao tom esbranquiçado ou vítreo do quartzo. Nos carbonatos brancos, devido à presença da calcita.
Importância das cores dos sedimentos
As cores dos sedimentos são elementos importantes na identificação de ambientes antigos e úteis na caracterização das camadas de solo, quando se realiza uma análise do perfil geotécnico de um solo, para definir o tipo de fundação para uma edificação.
Geologia Aplicada à Engenharia – Aula 05 
Rochas Sedimentares 
Rochas constituídas de:
 - inúmeras partículas de rocha, oriundas do intemperismo ou meteorização de rochas mais antigas, por decomposição química ou desintegração mecânica; 
- lama; - matéria orgânica; 
- restos de vegetais e animais. 
Quando toda esta matéria é transportada e acumulada em um determinado local, sofrendo a ação da temperatura, ocorre o fenômeno da diagênese ou litificação, ou seja, a transformação de sedimento em rocha; 
Os locais mais comuns para a ocorrência do processo de litificação são os lagos, as baías, as lagunas, os estuários, os deltas e fundo dos oceanos. 
As rochas sedimentares são produtivas na preservação de fósseis animais e vegetais, exatamente pelo fato de tais corpos muitas vezes estarem envolvidos entre a matéria constitutiva de tais rochas. 
As rochas sedimentares constituem finas camadas da crosta terrestre, representando cerca de 75% das rochas expostas à superfície.
Os materiais do intemperismo são transportados pelas enxurradas das chuvas, pelos rios, pelos ventos e depositados, formando depósitos clásticos ou detríticos. 
Durante o transporte, os materiais são separados pelos agentes de transporte, em função do tamanho e da dureza das partículas, originando sedimentos conhecidos como argila, areia e cascalho.
Durante o intemperismo, os minerais sofrem transformações químicas importantes: 
Parte é dissolvida e carregada pelas águas de infiltração, como cálcio, magnésio, potássio, sódio e ferro;
Parte é transformada em argilominerais como os feldspatos, os anfibólios e as micas; 
Outros não se alteram e permanecem nos solos sob a forma de grânulos duros e areia, como o quartzo, a limenita, a granada e a monazita; 
Alguns permanecem no solo, sob a forma de fragmentos mais resistentes de rocha, quando o intemperismo não é completo.
Tipos de sedimentos 
Sedimentos químicos 
Formados pela decomposição química dos solos. 
Sedimentos clásticos 
Formados pela desintegração mecânica dos solos. 
Sedimentos orgânicos 
Formados pela acumulação de restos de esqueletos e carcaças de animais e restos de vegetais. 
Diagênese 
- Qualquer alteração dos sedimentos, por processo físico, químico ou biológico;
 - As alterações ocorrem em baixas temperaturas e pressões, após a deposição inicial dos sedimentos, e os transforma em rochas sedimentares; 
- O estudo da diagênese é usado para entender a história tectônica da rocha e os tipos de fluidos que circularam através dela, durante o processo de litificação. 
Litificação ou consolidação dos sedimentos 
Processo de transformação de sedimentos em rochas consolidadas, pela destruição da porosidade, por meio da compactação, graças à pressão exercida pelos sedimentos acumulados e à cimentação das partículas; 
Após a deposição das partículas, os sedimentos passam a sofrer processos de litificação ou consolidação, ou seja, os sedimentos compactados sob pressão, expulsam os fluidos, diminuem os poros e, gradualmente, tornam-se rocha sólida; 
Inclui todos os processos que convertem sedimentos não consolidados em rochas sedimentares.
Principais processos de litificação ou consolidação 
A transformação de sedimentos em rochas sedimentares, após a deposição, ocorre por: compactação, cimentação, dissolução, recristalização, desidratação, reações minerais. 
Compactação 
- Após a deposição, os sedimentos são compactados e enterrados sob camadas sucessivas de sedimentos, provocando a redução volumétrica dos sedimentos e o consequente aumento da densidade da rocha;
- Fenômeno de consolidação típico dos sedimentos finos e argilosos;
- A redução volumétrica é causada, principalmente, pelo peso das camadas superpostas e pela diminuição dos poros do solo, devido à expulsão de líquidos. 
Cimentação 
- Deposição de minerais que se precipitam da solução e que penetram os interstícios dos sedimentos, produzindo a colagem das partículas. 
- Fenômeno de consolidação típico dos sedimentos grosseiros e arenosos.
- Os tipos mais comuns de cimentos em rochas sedimentares são os compostos por minerais como quartzo, calcita, pirita e argilominerais.
Dissolução 
- A dissolução diagenética tem como principal fator atuante o efeito da pressão, no processo de litificação; - Na dissolução com ausência de pressão, ocorre somente a percolação de fluidos no material depositado, podendo haver reações químicas entre a solução e os minerais depositados; 
- Na dissolução com presença de pressão, também chamada compactação química, podemocorrer vários tipos de situações, que dependem da escala granulométrica do material analisado. 
Recristalização 
- Mudança na minerologia e na textura cristalina do material, sob condições de soterramento, por interferência de fenômenos de crescimento de cristais menores ou fragmentos de minerais, até a formação de agregados de cristais maiores; 
- Um exemplo de recristalização é a transformação de aragonita em calcita; ambos são compostos por carbonato de cálcio, porém possuem estruturas cristalinas diferentes. 
- Fenômeno de consolidação típico dos sedimentos químicos.
Desidratação 
- Processo geológico que implica em perda do radical hidroxila (OH-) da água ou água molecular ou água estrutural, de rochas ou minerais, com a separação e/ou a saída de uma fase fluida (H2O) do sistema; 
- Um exemplo de desidratação ocorre com a compactação de sedimentos argilosos, pelo peso das camadas depositadas acima, que força a saída da água contida entre as partículas de argila; 
Observações: 
1) A alteração superficial ou desgaste e o metamorfismo não constituem diagênese. 
2) A diferenciação nítida entre diagênese e metamorfismo é que o metamorfismo ocorre em temperaturas e pressões mais elevadas que a diagênese. 
Classificação das Rochas Sedimentares 
Rochas sedimentares clásticas ou detríticas 
São as rochas sedimentares formadas pela deposição de partículas originadas pela desagregação mecânica de outras rochas. 
a) Rochas sedimentares clásticas não consolidadas Exemplos: depósitos de balastros, areias, siltes, argilas. 
b) Rochas sedimentares clásticas consolidadas Formadas pela consolidação dos sedimentos detríticos, por diagênese. 
Classificação das rochas sedimentares clásticas segundo a granulometria 
- Ver, no livro do José Henrique Popp, o quadro com a classificação dos principais tipos de sedimentos clásticos, segundo o tamanho dos grãos.
Rochas sedimentares quimiogênicas ou químicas 
- São as rochas sedimentares formadas pela precipitação de minerais em soluções iônicas ou coloidais, quando a solução que contém os sedimentos de rocha dispersos se torna saturada. 
- Exemplos de rochas sedimentares quimiogênicas: aragonita, calcário, dolomita, estalactites, estalagmites, gesso e sal-gema.
As rochas sedimentares quimiogênicas, em geral, apresentam texturas cristalinas, texturas amorfas ou texturas oolíticas. 
Textura cristalina 
É a textura de um cristal. 
Texturas amorfas 
É a Mistura de texturas cristalinas e clásticas.
Texturas oolíticas 
É a textura em forma de pequenas camadas concêntricas, formando pequenas esferas, semelhantes a ovas de peixe. 
Classificação dos sedimentos quimiogênicos 
Sedimentos carbonáticos 
Sedimentos formados pela precipitação de variados carbonatos, principalmente, carbonato de cálcio e carbonato de magnésio, que dão origem a calcários, dolomitos, estalactites, estalagmites.
Sedimentos ferríferos 
 Sedimentos formados pela deposição de hidratos férricos coloidais.
Sedimentos silicosos 
Sedimentos formados pelos depósitos de sílica criptocristalina (calcedônia) e quartzo microcristalino sob a forma de sílex. 
Sedimentos salinos ou evaporitos 
Sedimentos formados por depósitos de cloreto de sódio, potássio, sulfatos, carbonatos, boratos e outros sais. 
Sedimentos orgânicos
 Sedimentos formados pela acumulação bioquímica de carbonatos, sílica e outras substâncias, ou pela deposição e transformação da própria matéria orgânica. 
Sedimentos biogênicos ou orgânicos 
- São as rochas sedimentares formadas pela deposição de materiais de origem biológica, resultado dos restos orgânicos de animais e vegetais mortos ou de suas atividades, que vão se acumulando em alguns locais e que, pelo efeito de grande pressão e temperatura, dão origem a rochas e minerais fósseis. 
- Exemplos de rochas sedimentares biogênicas: calcário, carvão mineral e petróleo.
A importância econômica das rochas sedimentares deve ser destacada levando-se em conta a sua grande utilização, principalmente, na área da construção civil. 
As rochas sedimentares, também, são as fontes de petróleo e de hidrocarbonetos, produtos de gande importância para a economia atual. 
Também, se destaca a importância das rochas sedimentares nos estudos de paleontologia, pois são fontes riquíssimas de fósseis de animais e plantas antigos.
Sedimentos carbonáticos 
São os sedimentos de origem clástica, orgânica ou química.
 No caso de origem química, os sedimento são formados por precipitação, tendo como componente principal o carbonato de cálcio. 
Classificação das rochas sedimentares carbonáticas 
Calcários bioconstruídos 
São rochas resultantes da construção de colônias de corais e algas, formando os bioermas.
Calcários bioacumulados 
São rochas formadas pelos depósitos de calcários bioacumulados, provenientes do transporte e da deposição de organismos e restos de suas carapaças. São constituídas por clastos de conchas, esqueletos de animais, pelóides, restos de colitos e ainda de invertebrados.
Calcários metassomáticos 
São os dolomitos, formados pela substituição dos calcários calcíticos pelo magnésio, sem que haja modificação