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Rochas Disciplina: Mecânica dos Solos I Código: 38-351 Professora: Ma. Thaís Aquino dos Santos UNIVERSIDADE REGIONAL INTEGRADA DO ALTO URUGUAI E DAS MISSÕES DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO CURSO DE ENGENHARIA CIVIL Introdução Feldspato Quartzo Mica Granito MINERAIS ROCHA Introdução MINERAIS: substância homogênea, sólida ou líquida, de origem inorgânica que surge naturalmente na crosta terrestre. Associação natural de um ou mais elementos químicos, dispostos em uma estrutura atômica ordenada. O QUE SÃO ROCHAS? Rocha é um agregado natural composto de um ou mais minerais e/ou fragmentos de outras rochas, que constitui parte importante da crosta sólida da Terra. Formação das Rochas As rochas podem ser formadas de três maneiras distintas: a) Resfriamento do magma Rochas ígneas; b) Consolidação de depósitos sedimentares Rochas sedimentares; c) Metamorfismo Rochas metamórficas. Formação das Rochas MAGMATISMO O magma caracteriza-se por uma mistura complexa, em estado de fusão, com predominância de silicatos e presença de algumas substâncias voláteis. O resfriamento e consequente consolidação deste material resultam em uma rocha chamada ígnea ou magmática. Resfriamento dentro da crosta; Resfriamento na superfície; Resfriamento durante lançamento do magma no ar (explosão). Formação das Rochas MAGMATISMO Resfriamento dentro da crosta: fenômeno da intrusão magmática ou ígnea. Resulta na chamada rocha plutônica ou intrusiva (de profundidade) ou hipoabissal (de média profundidade) e apresentará minerais de tamanho médio à muito grosseiro (textura fanerítica). Granito Ex: granitos, sienitos, gabros, peridotitos e piroxenitos. Formação das Rochas MAGMATISMO Resfriamento na superfície: fenômeno do vulcanismo. Em contato com a atmosfera, o material fundido perde parte dos voláteis e passa a se chamar lava. Ocorre resfriamento rápido, sem tempo para desenvolvimento dos minerais. Os minerais apresentam tamanho fino a muito fino, dificilmente identificados a olho nu (textura afanítica). Resulta na chamada rocha vulcânica ou extrusiva. Ex: riólitos, dacitos, andesitos, basaltos e vidros vulcânicos. Formação das Rochas MAGMATISMO Resfriamento na superfície Basalto Riólito Obsidiana (vidro vulcânico) Formação das Rochas MAGMATISMO Magma lançado ao ar pela explosão de vulcões: ao se solidificar dá origem aos piroclásticos (fragmentos), e a rocha resultante da acumulação e litificação destes é a rocha piroclástica. Ex: aglomerados vulcânicos, brechas vulcânicas, tufos ou cineritos. Brecha vulcânica Formação das Rochas MAGMATISMO Formação das Rochas SEDIMENTAÇÃO Qualquer rocha pode ser destruída pela ação do intemperismo e fornecer material para a formação de outras rochas denominadas de sedimentares. A rocha intemperizada forma o regolito (camada solta de material heterogêneo e superficial que cobre a rocha não alterada). As partículas de areia, siltes, conchas e fragmentos de rocha (sedimentos) podem sofrer erosão e esse material pode ser transportado e depositado, dando origem às rochas sedimentares detríticas. Formação das Rochas SEDIMENTAÇÃO Em determinadas condições geoquímicas, principalmente em meio aquoso, ocorrem reações químicas, formando lamas calcárias, dolomíticas etc. que originam as rochas sedimentares químicas. A acumulação de matéria orgânica dá origem à turfeiras. Esses depósitos, através da diagênese, transformam-se em rochas sedimentares bioquímicas ou orgânicas. Formação das Rochas SEDIMENTAÇÃO Formação das Rochas SEDIMENTAÇÃO A ordem de sedimentação é condicionada pelas dimensões e pela densidade dos sedimentos. Primeiro depositam-se os mais densos e maiores e depois os grãos menores e mais leves. Formação das Rochas SEDIMENTAÇÃO Diagênese ou Litificação: todo o processo de transformação de um material solto, como areia, cascalho, lama, que é sedimento, em rocha sedimentar. Inclui fenômenos de compactação e cimentação e permite converter sedimentos soltos em rochas consolidadas. Formação das Rochas SEDIMENTAÇÃO Formação das Rochas SEDIMENTAÇÃO Esse tipo de constituição rochosa (rochas sedimentares), em certos casos, favorece a preservação de fósseis, que, por esse motivo, só podem ser encontrados em rochas sedimentares. Além disso, nas chamadas bacias sedimentares, é possível a existência de petróleo, recurso mineral muito importante para a sociedade contemporânea. O petróleo não é uma rocha; é um líquido que se aloja nos interstícios de rochas porosas. Formação das Rochas SEDIMENTAÇÃO Exemplo de rocha sedimentar: Calcário. Calcário Formação das Rochas METAMORFISMO Qualquer tipo de rocha que tenha se formado em superfície ou mesmo em subsuperfície pode ser soterrada por novas camadas de deposição mais recentes. Em profundidade, a rocha vai sofrer ação do calor, pressões tectônicas e ações químicas. O aumento de pressão, temperatura e ação de fluidos mineralizantes (soluções químicas) irá transformar, ou seja, metamorfizar a rocha. Ocorre em temperaturas bastante altas, mas não o suficiente para fundir a rocha. Formação das Rochas METAMORFISMO Formação das Rochas METAMORFISMO Verificam-se transformações nas rochas relacionadas, principalmente, à mudança de estrutura e textura (orientação de minerais micáceos), formação de novos minerais (metamórficos) ou recristalização dos já existentes (normalmente os minerais adquirem tamanhos maiores e o contato entre os grãos fica mais forte). É uma transformação em estado sólido, pois se houvesse fusão resultariam rochas ígneas. Formação das Rochas METAMORFISMO Exemplo: Mármore (proveniente do Calcário (rocha sedimentar), sendo que os minerais de calcita sofrem recristalização, aumentando de tamanho, o que dá origem ao mármore). Mármore VÍDEO Formação das Rochas CICLO DAS ROCHAS Formação das Rochas CICLO DAS ROCHAS Descrição e Classificação Petrográfica Para classificar uma rocha, é necessário uma boa descrição de suas principais propriedades, tais como: Composição mineralógica; Textura; Estrutura. Em termos de normas, para a descrição macroscópica das rochas, há a ABNT NBR 7389/82, e para a descrição microscópica, a ABNT NBR 7390/82. Descrição e Classificação Petrográfica As descrições petrográficas devem conter os seguintes elementos: Composição mineralógica e cor; Textura; Estrutura; Classificação petrográfica; Presença de microfraturas; Grau de alteração; Presença de elementos mineralógicos prejudiciais à aplicação visada; Propriedades físico-mecânicas que possam ser determinadas facilmente. Próximas aulas!! Descrição e Classificação Petrográfica COMPOSIÇÃO MINERALÓGICA E COR A descrição da composição deve distinguir os minerais que definem a rocha. Geralmente as rochas são constituídas por grãos minerais, mas também podem ser compostas por fragmentos de outras rochas (conglomerados, por exemplo) ou por matéria orgânica (carvão). A descrição da cor deve seguir um padrão estabelecido por uma tabela de cores conhecida como Rock Color Chart. Descrição e Classificação Petrográfica COMPOSIÇÃO MINERALÓGICA E COR Tabela 1 – Cores das Rochas – Rock Color Chart IAEG (1979) Descrição e Classificação Petrográfica TEXTURA A textura se refere à organização interna de uma rocha, indicando a forma, o tamanho e as relações entre os minerais constituintes. O tamanho dos grão é o principal aspecto textural, classificando rochasígneas, metamórficas e sedimentares. Classificação do tamanho dos grãos – IAEG (1979) Classificação conforme ABNT 6502 (1995) Descrição e Classificação Petrográfica Tabela 1 – Classificação dos tamanhos dos grãos Fonte: IAEG (1979) Fonte: ABNT (1995) Tabela 2 – Classificação dos tamanhos dos grãos Descrição e Classificação Petrográfica TEXTURA As rochas ígneas podem ser classificadas quanto ao grau de visibilidade dos seus grãos: Faneríticas (grãos de tamanho médio à muito grosseiro – plutônicas); Afaníticas (grão de tamanho fino a muito fino – vulcânicas). Basalto com textura afanítica (rocha ígnea vulcânica) e gabro com textura fanerítica (rocha ígnea plutônica) Descrição e Classificação Petrográfica TEXTURA Quando se compara as dimensões dos diversos cristais de uma rocha, ela pode ser enquadrada nas seguintescategorias: Equigranular (minerais de mesmo tamanho); Inequigranular (minerais de tamanhos diferentes); Megaporfirítica (minerais de tamanho muito maior que os demais - rochas ígneas plutônicas); Porfirítica (minerais de tamanho muito maior que os demais - rochas ígneas vulcânicas); Descrição e Classificação Petrográfica TEXTURA Granito (rocha ígnea plutônica), textura megaporfíritica. Os grãos de feldspato são bem maiores que os cristais da matriz. Riólito (rocha ígnea vulcânica), textura porfirítica. Descrição e Classificação Petrográfica ESTRUTURA A estrutura refere-se à maneira particular pela qual as diferentes partes macroscópicas de uma rocha se dispõem. É o aspecto geral externo da rocha (geralmente reconhecíveis no campo). As estruturas mais comuns são: Maciça (homogêneo e sem orientação de elementos); Estratificada (em camadas ou estratos); Vesicular e/ou amigdaloide (cavidades preenchidas ou não); Folheada (foliação). Descrição e Classificação Petrográfica ESTRUTURA A estrutura maciça pode ocorrer em qualquer tipo de rocha, tanto ígneas, como sedimentares ou metamórficas. Já a estrutura estratificada ocorre somente em rochas sedimentares. Estruturas vesiculares e amigdaloides ocorrem em rochas ígneas, preferencialmente, em rochas ígneas vulcânicas. Estruturas folheadas ocorrem apenas em rochas metamórficas. Descrição e Classificação Petrográfica ESTRUTURA Basalto com estrutura maciça e textura afanítica Arenitos com estratificação (acamadamento) Basalto com vesículas e amígdalas Descrição e Classificação Petrográfica ESTRUTURA Foliação: refere-se à disposição dos minerais das rochas metamórficas em estratos/camadas e ocorre quando a rocha é submetida a uma tensão ao longo de um eixo durante a recristalização. Existem três tipos de foliação, podendo indicar a intensidade de metamorfismo sobre uma rocha: Clivagem ardosiana (baixo grau de metamorfismo); Xistosidade (grau médio de metamorfismo, como xistos); Bandamento gnáissico (alto grau de metamorfismo, como os gnaisses). Descrição e Classificação Petrográfica ESTRUTURA Clivagem ardosiana (baixo grau de metamorfismo): São superfícies de clivagem que permitem que a rocha se parta em fatias ou lâminas mais ou menos paralelas, as quais são lisas ao tato, mas de aspecto fosco. Esse tipo de foliação é comum em rochas do tipo ardósia, que possuem grãos muito finos e são muito utilizadas na engenharia para revestimentode pisos. Piso de ardósia Descrição e Classificação Petrográfica ESTRUTURA Clivagem ardosiana Ardósia com clivagem ardosiana Descrição e Classificação Petrográfica ESTRUTURA Xistosidade: semelhante à clivagem ardosiana, porém a rocha pode se partir em fatias ou lâminas mais irregulares. As superfícies são em geral lustrosas. Os minerais são médios à grossos, visíveis à olho nu. As rochas metamórficas que possuem xistosidades são chamadas de xistos. A presença de micas nos xistos dá um aspecto brilhante à rocha que, junto com outros minerais, confere-lhe uma beleza especial que lhe possibilita a utilização como material de revestimento de fachadas e paredes internas. Descrição e Classificação Petrográfica ESTRUTURA Xistosidade Xisto utilizado como material de revestimento Descrição e Classificação Petrográfica ESTRUTURA Xistosidade Xistosidade presente em xisto Descrição e Classificação Petrográfica ESTRUTURA Bandamento Gnáissico: tipo particular de foliação resultante de metamorfismo à alta temperatura, em rochas com grãos de tamanho médio à grosso, em que ocorre a segregação de minerais claros e escuros, formando bandas de cores diferentes. A rocha que possui esse tipo de foliação é chamada de gnaisse. Os gnaisses são muito utilizados na construção civil como agregados (pedra britada), originando fragmentos lamelares. Pedra britada (Gnaisse) Descrição e Classificação Petrográfica ESTRUTURA Bandamento Gnáissico Gnaisses com estrutura bandada (foliação gnáissica) Descrição e Classificação Petrográfica MINERALOGIA TEXTURA ESTRUTURA Quais os minerais compõem a rocha? Qual a proporção de cada mineral? Qual o mineral em maior quantidade? Tamanho, forma e modo como os minerais estão unidos Aparência externaProporção dos minerais ORIGEM GEOLÓGICA DA ROCHA Processo de formação Descrição e Classificação Petrográfica CLASSIFICAÇÃO DAS ROCHAS Descrição e Classificação Petrográfica CLASSIFICAÇÃO DAS ROCHAS A identificação de uma rocha faz-se, primeiramente, observando a que grupo genérico ela pertence: sedimentares detríticas, piroclásticas, químico-orgânicas, metamórficas e ígneas. Em seguida, classifica-se a sua estrutura em estratificada, folheada, maciça ou vesicular/amigdaloide. Observada a composição, cruzem-se estas informações com a do tamanho dos grãos: muito grosseiro, grosseiro, médio, fino e muito fino. TABELAS DE CLASSIFICAÇÃO DE ROCHAS ÍGNEAS, METAMÓRFICAS E SEDIMENTARES. Descrição e Classificação Petrográfica CLASSIFICAÇÃO DAS ROCHAS Descrição e Classificação Petrográfica CLASSIFICAÇÃO DAS ROCHAS Principais Rochas ROCHAS ÍGNEAS Granito, diorito, gabro, piroxenito e peridotito são rochas ígneas plutônicas, formadas em profundidade e que apresentam granulometria grosseira. Granito maciço Principais Rochas ROCHAS ÍGNEAS Riólito, andesito, basalto, obsidiana e taquilito são rochas ígneas vulcânicas – formadas na superfície da Terra e por isso apresentam granulometria mais fina; Riólito maciço Principais Rochas ROCHAS ÍGNEAS Rochas ígneas, com o basalto e o granito, são muito utilizadas na construção civil para confecção de muros, meios-fios, pavimentação, tanto na forma de paralelepípedos como de pedra irregular. São bastante utilizadas como agregado, tanto para concreto hidráulico como betuminoso, pois originam uma brita de forma cúbica que tem elevada resistência à compressão e ao desgaste. Principais Rochas ROCHAS ÍGNEAS Exemplos de rochas ígneas Principais Rochas ROCHAS SEDIMENTARES Clásticas ou detríticas: formadas por fragmentos de minerais ou rochas pré-existentes que são transportados através do ar, água ou gelo. Subdivididas em função do tamanho das partículas: Rudáceas (grãos grosseiros e muito grosseiros): conglomerados e brechas; Arenáceas (grão médios): Arenito, Arcóseo, Grauvaca; Lutáceas (grãos finos): Siltitos, argilitos, lamitos e folhelhos. Principais Rochas ROCHAS SEDIMENTARES Clásticas ou detríticas Conglomerado maciço, arenito de grão médio e arenito de grão fino com acamadamento Principais Rochas ROCHAS SEDIMENTARES Químico-orgânicas: halita, gipsita, calcário,carvão. Carvão Calcário Principais Rochas ROCHAS SEDIMENTARES As rochas sedimentares, quando bem cimentadas, podem ser utilizadas para blocos de fundação, revestimento de calçadas e meio-fios. Quando pouco cimentadas, as rochas sedimentares são facilmente intemperizadas e dão origem a depósitos de areia, pedregulhos e argilas. Esses materiais podem ser utilizados como empréstimo para confecção de concreto, tijolos, etc. Principais Rochas ROCHAS SEDIMENTARES Exemplos de rochas sedimentares Principais Rochas ROCHAS METAMÓRFICAS Mármore Gnaisse Quartzito Principais Rochas ROCHAS METAMÓRFICAS Quartzitos e gnaisses são bastante utilizados como agregados. Já o xisto, por fornecer agregados lamelares, não é muito apropriado para esse uso. Os mármores, por sua beleza, são muito utilizados em revestimentos internos, tampos de pias e mesas. Os xistos são empregados em revestimentos e paredes em razão de sua beleza e de seu brilho, conferidos pela presença de micas. Principais Rochas ROCHAS METAMÓRFICAS Exemplos de rochas metamórficas