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14/04/2014 1 1 ORIGEM, NATUREZA E CLASSIFICAÇÃO DAS ROCHAS 2 O que é uma rocha? Rochas são agregados naturais multigranulares, uni ou poliminerálicos – isto é, constituídos de um único tipo ou de vários tipos de minerais. As rochas costumam ser analisadas e classificadas segundo o critério genético (isto é, de origem), que por sua vez está relacionado aos diferentes ambientes de formação. As rochas podem ser classificadas em: �Ígneas (resultam da solidificação de um fundido silicático – silicatos que atingiram seu ponto de fusão) ����Metamórficas (resultam de transformação de outras rochas, em profundidade, envolvendo > P e T) ����Sedimentares (resultam de materiais provenientes de outras rochas, depositados e consolidados em sub-superfície) PRINCIPAIS TIPOS DE ROCHAS NA CROSTA TERRESTRE Distribuição e abundância • Em extensão, as rochas sedimentares predominam (75%), mas em volume são as rochas ígneas e metamórficas as mais abundantes. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 ígneas sedime ntares metamó rficas Feldspatos 51% Cor Clara: com Ca, Na, K, Al e Si Quartzo 12% Incolor, (SiO2) PRINCIPAIS MINERAIS FORMADORES DE ROCHAS 14/04/2014 2 COMO MINERAIS SE FORMAM NA CROSTA TERRESTRE? Precipitação a partir de uma solução: Calcita cristalizando-se pela saturação de água subterrânea em caverna (condições P-T superficiais) Precipitação a partir de uma solução: Malaquita formada pela saturação de fluidos em profundidade (baixas T-P). Cada banda marca um episódio de cristalização. Precipitação a partir de resfriamento de material fundido: anfibólio e feldspato cristalizado em lava (alta T). Sob condições de altas T e P, novos minerais formam-se a partir da reação de outros minerais: grafita – diamante. 8 ROCHAS ÍGNEAS OU MAGMÁTICAS MAGMA Massa pastosa constituída por tetraedros de (SiO4)4- e (AlO4)4- (fundido alumino-silicático) unidos por cátions (Fe2+, Mg+2, Ca+2, Na+, K+). Rochas Magmáticas • Formam-se a partir da solidificação de um magma • Consoante a profundidade a que o magma solidifica classificam- se as rochas em: – PLUTÓNICAS (ou Intrusivas) – em profundidade – VULCÂNICAS (ou extrusivas)– à superfície • São as mais abundantes na Natureza e constituem cerca de 80% dos materiais que formam a crosta terrestre • Rocha fundida debaixo da superfície da Terra que, quando expelida por um vulcão, dá origem à lava. • Localiza-se normalmente dentro de câmaras magmáticas, entre os 15 e os 150 km de profundidade. • É composto por uma massa de silicatos a alta temperatura e pressão, entre 650 e 1200 ºC (podendo chegar a 1560 °C), acompanhada por um conjunto variável, em proporção e tipos, de íons metálicos e compostos voláteis, ricos em enxofre. • Quando ascende e arrefece dá origem a uma rocha magmática intrusiva (se arrefece no seio de outras rochas) ou extrusiva (se arrefece no exterior). Magma Lava Lava Lava Rochas Intrusivas ou Plutónicas • Solidificação do magma em profundidade; • Magma nunca atinge a superfície • Arrefecimento lento; • Minerais que vão se formar apresentam dimensões consideráveis, sendo facilmente visíveis à “olho nú” (> 1 mm); • São expostas à superfície somente após ascensão da crosta. • Exemplo: Granitos 14/04/2014 3 13 Rochas Magmáticas ou Ígneas Intrusivas –granitos e gabro. Rochas Extrusivas ou Vulcânicas • Consolidação do magma à superfície ou muito perto dela. • Arrefecimento muito rápido do magma • Minerais não têm tempo suficiente para se desenvolver (dimensões muito reduzidas e por vezes até microscópicas < 1 mm) • Exemplos: Basaltos • Mineralogia: Olivina, piroxênio e plagioclasio Olivina Piroxênio 16 Rochas Magmáticas ou Ígneas Extrusivas -Basalto Mineralógica: basicamente estão presentes 6 grupos mineralógicos (silicatos) - feldspatos, quartzo, olivinas, piroxênios, anfibólios, micas, com quantidades subordinadas de magnetita, ilmenita e apatita. A % dos minerais essenciais é o critério básico para classificação das rochas ígneas. ROCHAS ÍGNEAS: CLASSIFICAÇÃO 18 CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA Rochas máficas = escuras Rochas félsicas = claras Vários tipos de rochas ígneas podem ser formadas pela separação de um magma durante a cristalização fracionada e sua migração no manto e crosta = DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA. 14/04/2014 4 19 ROCHAS ÍGNEAS: CLASSIFICAÇÃO intrusivas extrusivas Composição mineralógica + claras + minerais félsicos + escuras + minerais máficos Granito e basalto são as rochas ígneas mais abundantes na crosta terrestre. Crosta continental = granito; crosta oceânica= basalto Em termos de composição química, o critério fundamental é a % SiO2 (essa variação se reflete quase que diretamente na coloração das rochas): > 65% = ácidas < 65% e > 55% = intermediárias < 55% e > 45% = básicas < 45% = ultrabásicas ROCHAS ÍGNEAS: CLASSIFICAÇÃO 21 CLASSIFICAÇÃO DAS ROCHAS SEGUNDO A SUA COMPOSIÇÃO QUÍMICA E JAZIMENTO. Rochas Sedimentares Rochas Sedimentares Resultam da deposição de detritos de outras rochas (magmáticas ou metamórficas), ou do acúmulo de detritos orgânicos ou ainda, da precipitação química. Ex.: Arenito, Calcário, etc. O processo geológico que une as partículas é denominado litificação ou diagênese, e compreende uma combinação entre os processos de compactação e cimentação. Como é que se formam os sedimentos? Os sedimentos formam-se a partir da alteração físico-química da rocha (Meteorização), juntamente com o desgaste da rocha (Erosão), levado a cabo pelos agentes de meteorização e erosão (vento, água, temperatura, seres vivios). 14/04/2014 5 Etapas de formação de rochas sedimentares 1. Meteorização e Erosão 2. Transporte - os sedimentos vão ser transportados para locais mais baixos - as bacias de sedimentação. Os agentes de transporte são: o vento, a água e os seres vivos. 3. Sedimentação - deposição dos sedimentos nas bacias de sedimentação. 4. Diagénese - conjunto de processos físico-químicos em que os sedimentos sofrem alterações e se juntam uns aos outros, através de um "cimento" formando uma rocha sedimentar agregada. Etapas de formação de rochas sedimentares? Classificação das Rochas Sedimentares • As rochas sedimentares classificam-se em três grupos principais, consoante a origem dos sedimentos que as constituem: – Rochas Detríticas – Rochas Quimiobiogénicas – Rochas Quimiogénicas Rochas Detríticas • São rochas cuja componente predominante são os detritos de rochas preexistentes, resultantes sobretudo da alteração e erosão que actuaram sobre essas mesmas rochas Podem dividir-se em dois grandes grupos: � Rochas sedimentares detríticas móveis ou desagredadas - quando os detritos estão soltos (a rocha não sofreu diagénese). � Ex: areias, calhaus, argilas e siltes (em suspensão na água) � Rochas sedimentares detríticas consolidada - a rocha sofreu diagénese • Exemplo: conglomerados, brechas, arenitos, siltitos e argilitos 14/04/2014 6 Rochas Quimiobiogénicas • Resultam da acumulação de organismos depois de mortos ou de detritos da sua actividade. • Ex: calcário conquífero, carvão, coral. Rochas Quimiogénicas • Rochas que se formam pela precipitação de substâncias químicas (calcite, cloreto de sódio (sal), etc...) • Ex: calcário, salgema. Sal-gema calcário Rochas Sedimentares Calcárias Arenitos, argilitos e siltitos. 34 Rochas Sedimentares Arenitos, argilitos e siltitos. 35 Rochas Sedimentares Calcárias 36 Tipos de rochas sedimentares 14/04/2014 7 Blueschist, a metamorphic rock derived from basaltat high pressure and low temperature METAMORFISMO: META = MUDANÇA MORPHO = FORMA O que é o metamorfismo? O metamorfismo consiste na transformação mineralógica, em estado sólido, das rochas, geralmente sem que mude a composição global, como consequência das variações físicas. As rochas metamórficas são muito resistentes: • O calor e a pressão eliminam os poros da rocha, aumentando a sua densidade • Os minerais instáveis são substituídos por minerais estáveis • A ligações entre os constituintes das rochas são fortalecidas pela recristalização Principais zonas de metamorfismo: • Nas zonas assinaladas com os números 1,2,3 e 4 existem condições de temperatura e de pressão que permitem a formação de rochas metamórficas. Fatores de metamorfismo • Temperatura elevada • Pressão Elevada • Fluidos de circulação • Tempo 14/04/2014 8 •Temperatura elevada • A temperatura aumenta com a profundidade • Quando ocorre uma intrusão magmática, o calor vai sobreaquecer as rochas encaixantes • Essas temperaturas não são suficientes para fundir as rochas. • A temperatura favorecerá reações químicas entre minerais aumentando assim a vulnerabilidade das rochas que serão sujeitas a pressões. • Normalmente no metamorfismo o efeito da pressão combina-se com o da temperatura Tensão ou Pressão Tensão Litostática Não litostática Tensão de compressão Tensão de cisalhamento A pressão aumenta à medida que caminhamos para o interior da Terra • Provocada pelo peso das camadas superiores Tensão litostática • Provocada pelos movimentos das placas litosféricas Tensão não Litostática TENSÃO DE COMPRESSÃO – os minerais orientam-se perpendicularmente à direcção da tensão TENSÃO DE CISALHAMENTO – os minerais orientam-se paralelamente à direcção da tensão •Fluidos de circulação Os fluidos transportam átomos e íons que provocam a quebra das ligações das redes cristalinas. A composição química e mineralógica das rochas é alterada pela substituição de umas partículas por outras. 14/04/2014 9 •Tempo • O metamorfismo e um processo muito lento (milhares de anos); • Quanto maior for o tempo de exposição aos fatores de metamorfismo, maior e o grau de metamorfismo e mais tempo existe para se estabelecerem equilíbrios entre os novos minerais. Mineralogia do Metamorfismo Deformação mecânica • Trituração, pulverização e aparecimento de novas texturas (foliação e xistosidade) Recristalização • Os elementos químicos reorganizam-se e formam-se minerais estáveis nas novas condições termodinâmicas Tipos de Metamorfismo Metamorfismo Regional Localizado geralmente junto a intrusões magmáticas Afeta áreas extensas Metamorfismode contacto Metamorfismo Regional • A formação do metamorfismo regional está ligado a movimentos orogénicos. Como podemos observar na figura. • E chama-se regional porque se extende por uma grande área geográfica, com grande intensidade. 14/04/2014 10 • O metamorfismo regional é causado por pressões muito intensas e elevadas temperaturas, a que se juntam soluções aquosas a grandes profundidades da crosta terrestre. E pode ser caracterizado pelas diferentes fases das rochas metamórficas. • Sem um efeito de pressão e deformação relevantes, é somente a temperatura que atua neste metamorfismo. Existe a cristalização e crescimento dos minerais metamórficos num rearranjo aleatório, ou seja sem foliação. A rocha típica do metamorfismo de contato é denominada hornfels. Tipo de Metamor- fismo Factores Ambiente Geológico Processos Minerais / Tipos CONTACTO TºC Alta/ Média P baixa invasão de emanações Ígneas. Vizinhança de intrusões Ígneas (auréolas de contato) Recristaliza ção e Substituição (metassomatis mo) Hornfels e mármores REGIONAL DINÂMICO TºC baixa P dirigida Faixas de dobramentos Planos de falhas Trituração e rotação de minerais Micas (Clorita / muscovita) Brechas e milonitos • Tipos de textura • Textura foliada – orientação de minerais laminares em camadas ou existência de bandas alternadas de diferentes minerais. • Textura não foliada - caracteristica das rochas cujos minerais são normalmente equidimensionais e não apresentam nenhuma orientação preferencial. 14/04/2014 11 Texturas • Ardósia • Filito • Gnaisse • Corneana • Xisto argiloso • Micaxisto Com foliação • Quartezito • MármoreSem foliação Com Foliação Xisto Ardósia Micaxistos • Composição mineralógica – Granada , Silimanite , Cianite , Felspato , Quartzo . • Textura – Grão médio / alto com bandas claras e escuras • Grau de Metamorfismo – Alto Grau Gnaisse 14/04/2014 12 Sem foliação • Quartzito • Mármore 69 ROCHAS METAMÓRFICAS - RESUMO ação das pressões e altas temperaturas Argilito >>>>>>>>>>>>>>Ardósia Arenito >>>>>>>>>>>>>>Quartizito Calcária >>>>>>>>>>>>>>Mármore Granito >>>>>>>>>>>>>> Gnaisse 70 CICLO DAS ROCHAS
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