Geologia e Solos na Engenharia Civil

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Geologia e Mecânica dos solos
Marabá, 2018
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EM
EN
TA
1. Geologia e meio- ambiente: geologia geral
2. Solos: origem, formação e minerais 
constituintes;
3. Características básicas dos solos;
4. Plasticidade, limites de consistência e estrutura; 
5. Classificação e identificação dos solos;
6. Compactação dos solos; 
7. Pressão atuante num maciço de terra;
8. Fluxo unidimensional; Compressibilidade e 
adensamento dos solos; 
9. Resistência ao cisalhamento dos solos.
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OBJETIVOS
Tornar os alunos aptos a atuarem em projetos e obras de 
Engenharia Civil, tanto no planejamento e gerenciamento quanto 
em estudos de viabilidade sócio- econômico- financeira, focando 
principalmente no comportamento dos solos, tendo em vista 
que as obras da engenharia civil estão assentadas sobre este.
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Prof.ª Alaine Imbelloni
Mestre em engenharia mineral
alaine.imbelloni@faculdademetropolitana.com.br
Significado de Geologia
● Geologia vem do grego
○ Geos = terra
○ Logos = estudo ou conhecimento
● Geologia = Estudo da Terra
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Geologia
IMPORTÂNCIA DA GEOLOGIA NA ENGENHARIA CIVIL
Geologia é a ciência que estuda a estrutura da Terra , sua 
composição e seus componentes, sendo uma das mais abrangentes 
ciências naturais, utilizada na Engenharia Civil como meio de 
conhecimento das propriedades físicas dos materiais e dos solos, 
que dependem do seu processo de formação.
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Geologia
Aplicações em Projetos de Engenharia Civil 
A. Atividades de Superfície 
a. Obtenção de materiais para construções em 
geral. 
b. Construção de estradas, cortes em geral e 
minas a céu aberto. 
c. Fundações de Edifícios. 
d. Obtenção de água subterrânea. 
e. Barragens de terra e aterros em geral. 
f. Túneis e escavações subterrâneas. 
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Geologia
 Aplicações da Geologia em Projetos de Engenharia Civil 
B. Atividades de Profundidade
a. Abertura (escavações) túneis para uso civil. 
b. Escavações de Minas em profundidade 
c. Cavernas para hidrelétricas. 
C. Atividades Especiais
a. Engenharia de Petróleo 
b. Engenharia Geotécnica em Geral 
c. Engenharia do Meio Ambiente (armazenamento de produtos radioativos) 
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O Planeta 
Terra e Suas
 Origens
● O universo
● A Via Láctea
● O Big Bang
● Evolução estelar 
e a formação 
dos elementos 
químicos
● O sistema solar
● Meteoritos
● Planetas
Formação da Terra
• Terra: 4,5 bilhões de 
anos
– Presença de elementos 
que sustentam a vida
orgânica (baseada em 
carbono)
• Lua: único satélite 
natural
– Formado em impacto
– Influência nas marés
– Relevo: mares e terras 
altas
– Mares: basálticos
– Terras altas: 
plagioclásios (comuns)
e anortositos (pouco 
comuns)
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 Via Láctea
Sistema Solar
O Planeta Terra e Suas Origens
A Galáxia de Andrômeda possui 
formato espiral e sua localização é de 
2,54 milhões de anos-luz do Planeta 
Terra e sua posição é próxima da 
Constelação de Andrômeda. 
Segundos pesquisadores e cientistas, é 
tida como a mais próxima da Via Láctea.
https://www.youtube.com/watch?v=aYlm
rwxNqHk
https://www.youtube.com/watch?v=LJm
o8cH_kzQ
https://www.youtube.com/watch?v=5dx7
vRxMRQI&t=157s
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Características para a Vida
● Litosfera (crosta), Atmosfera, 
Hidrosfera
● Atmosfera: O, N e Ar
○ Enriquecida ao longo do tempo
○ Emanações gasosas do interior
○ Corpos cadentes (água e matéria 
orgânica)
● Temperatura
○ Água nos três estados: gelo, água 
e vapor
○ Estufa natural (biosfera)
○ Mantida pelo Sol e calor interior
● Sol influencia regime de ventos e 
chuva
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Características para a Vida
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Formação: Hidrosfera e Atmosfera
Não existiam inicialmente
• 4,5 Ga: formação do núcleo e desgaseificação
• 4,3 Ga: resfriamento da crosta (continentes)
• 3,9 Ga: redução de bombardeios meteóricos
• 3,8 Ga: atividade biológica e sedimentos
(oceanos)
• Atmosfera e Hidrosfera são secundárias
Formação da 
Hidrosfera e 
atmosfera
Composição inicial da atmosfera
Rica em CO2
Rica em CH4
Efeito estufa: altas temperaturas
● Dióxido de carbono
● Nitrogênio
● Vapor d’água
● Quente e tóxico
● Magma
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Durante o processo de resfriamento da 
Terra, houve liberação de gases e 
vapores.
Deram origem a uma camada chamada 
atmosfera, que envolve e protege a 
Terra.
Estudo do interior da 
Terra
● Direto: Túnel
• Túnel mais profundo: 
12,4 km (Kola)
• Diâmetro da Terra: 
6.370km
● Dificuldades:
– Temperatura: 30 a 40°C 
por km
– Alta pressão
– Materiais
● Estudo por meios 
indiretos:
– Sismologia, gravidade e 
geomagnetismo
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ESTRUTURA DA 
TERRA
● A Terra é um planeta cujas características 
atuais são resultantes da interação entre a 
dinâmica interna e externa atuantes desde a 
sua formação há cerca de 4,6 bilhões de 
anos. 
● Sua estrutura é constituída por três camadas 
concêntricas: núcleo, manto e crosta
Estudo do interior da 
Terra
● Magma: material 
rochoso em fusão 
originada em 
profundidades crustais 
e mantélicas, que 
ascendem na crosta 
terrestre e que, ao 
resfriar, se solidifica 
como rocha 
magmática) 
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ESTRUTURA DA TERRA
Núcleo
● ocupa cerca de 16% do volume total da Terra densidade aproximada 
de 10-13 g/cm3. 
● constituído, principalmente, de ferro e uma pequena quantidade de 
níquel.
○ Divide-se em: núcleo interno (1.300km de diâmetro), em estado sólido e 
núcleo externo (1.600km de espessura) aparentemente líquido. 
○ A interação entre essas duas massas de do núcleo é responsável pela 
geração do campo magnético da Terra.
MAGNETISMO DA 
TERRA
ESTRUTURA DA TERRA
Manto
● 83% do volume da Terra.
● Profundidade: 40 a 2.900 km
● constituído por rochas de densidade intermediária, em sua maioria compostos 
de oxigênio com magnésio, ferro e silício.
● É menos denso que o núcleo 
● Apesar das altas temperaturas também é sólido em função das altas pressões;
● A astenosfera tem a mesma composição do manto inferior, porém, apresenta 
comportamento plástico; a zona superior do manto (manto superior ou manto 
externo) envolve parte da astenosfera e juntamente com a crosta constituem a 
litosfera. 
● Tem densidade em torno de 3,4 e é o principal fornecedor de magma para a 
formação da crosta.
ESTRUTURA DA TERRA
Crosta
● camada fina externa (espessura variável de 5 a 80 km) constituída de 
materiais que formam as rochas.
● Dois tipos principais de crosta são assim denominados: 
○ crosta continental (30-80km), menos densa, mais antiga e 
complexa, formada por rochas graníticas e basálticas; 
○ crosta oceânica (5-15km), mais densa e mais jovem, 
normalmente formadas por rochas basálticas
ESTRUTURA DA TERRA
TECTÔNICA DE PLACAS
Alfred Wegener, em seu livro “ 
A origem dos Continentes e 
dos Oceanos” propôs que os 
continentes se moviam: 
“Deriva Continental”. 
Sua teoria propunha a 
existência de um super 
continente denominado 
“Pangea” ( do grego “toda 
terra”). 
Este autor retratou, em suas 
obras, mapas que mostram o 
rompimento deste 
supercontinente que 
começou a se dividir a 200 
milhões de anos atrás, até a 
configuração dos seis 
continentes, como vemos 
hoje.
TECTÔNICA DE PLACAS
Cadeia Mesoceânica 
● Cadeia montanhosa mediana de origem vulcânica e sismicamente 
ativa, que se estende do norte ao sul dos oceanos Atlântico Sul, Índico 
e Pacífico Sul. 
● De acordo com a teoria da Tectônica de Placas, as cadeias 
mesoceânicas representam locais de adição de novos materiais 
crustais, isto é, margens construtivas.”
Imagem mostrando a 
localização das
Dorsais Mesoceânicas.
TECTÔNICA DE PLACAS
A Teoria da Tectônica de Placas descreve o movimento das placas e as forças 
atuantesentre elas, e explica principalmente a distribuição de muitas feições, 
oriundas dos movimentos ao longo dos limites tectônicos, como por exemplo, as 
cadeias de montanhas, os vulcões e terremotos, entre outros.
Tectônica de 
Placas
A tectônica de placas é a chave para a compreensão da 
história geológica da Terra e de como será o futuro do 
planeta.
História:
● 1620 - Francis Bacon apontou o perfeito encaixe 
entre as costas da América do Sul e África, sugerindo 
que estiveram juntos no passado.
● No início do século XX Alfred Wegener formulou a 
ideia revolucionária de que todos os continentes 
poderiam se aglutinar, formando um 
megacontinente.
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TECTÔNICA DE PLACAS
A fragmentação do Pangea teria se iniciado há 
cerca de 220 milhões de anos, durante o 
Triássico, quando a Terra era habitada por 
Dinossauros e teria prosseguido até os dias 
atuais.
O Pangea foi dividido em dois continentes, 
Laurásia e Godwana.
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Tectônica de 
Placas
Evidências:
● Ocorrências relacionadas de fósseis em regiões do 
Brasil e da África;
● Evidências de glaciação, região Sudeste do Brasil, Sul 
da África, Índia, Oeste da Austrália e Antártica. 
Limitação:
● Que forças seriam capazes de mover os imensos 
blocos continentais?
● Como uma crosta rígida como a continental iria 
deslizar sobre uma outra crosta rígida como a 
oceânica, sem que fossem quebradas pelo atrito? 
 
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Tectônica de 
placas
Anos 50: Durante a segunda guerra mundial desenvolvido 
submarinos e tecnologia para traçar mapas do relevo do 
fundo oceânico: cadeias de montanhas, fendas e fossas ou 
trincheiras muito profundas;
No final dos anos 40, pesquisadores das Universidades de 
Columbia e Princeton (EUA) mapearam o fundo do oceano 
atlântico e cartografaram uma enorme cadeia de 
montanhas submarinas, a Dorsal ou Cadeia 
Meso-Oceânica.
“Sistema contínuo ao longo de toda a Terra, estendendo-se 
por 84.000 Km e apresentando uma largura de 1000 Km”.
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Tectônica de 
placas
● Ao longo da cadeia meso-oceânica o fluxo térmico é 
mais elevado e era uma zona de forte atividade sísmica e 
vulcânica.
● Emerge na Islândia, zona de sismos e vulcanismo.
● Divide a crosta submarina em duas partes
● As rochas do fundo do oceano são mais jovens (< 200 
milhões de anos), com as mais jovens próximas da 
dorsal.
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Tectônica de Placas
Distribuição das idades geocronológicas do fundo oceânico do Atlântico Norte, onde se observam as 
idades, em Ma, as idades mais jovens próximas à dorsal meso-oceânica.
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Tectônica de Placas
Surgimento da Teoria Tectônica de placas
Final dos anos 50: estudo do 
magnetismo das rochas do fundo 
oceânico, Pacífico: anomalias 
magnéticas, relacionadas a bandas 
magnetizadas de lavas vulcânicas do 
fundo oceânico;
Década de 1960: Hess, Universidade 
de Princeton (EUA): Expansão do 
assoalho oceânico.
Esquema de correntes de convecção atuantes na dorsal 
meso-oceânica.
Tectônica de placas A litosfera é fragmentada em cerca de 12 placas, que deslizam, convergem e se separam uma em relação 
às outras à medida que se movem sobre a 
astenosfera e recicladas onde convergem, em um 
processo contínuo de criação e destruição.
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Tectônica de Placas
Tectônica Global
TECTÔNICA DE PLACAS
A litosfera está fragmentada em um mosaico composto por doze grandes placas 
rígidas que se movem sobre a astenosfera. 
Muitas feições geológicas desenvolveram-se por meio da interação dessas placas 
em seus três tipos de limites ou margens: Divergentes; Convergentes e 
Transformantes.
LIMITES ENTRE PLACAS
Nos limites entre placas se encontra a mais intensa atividade geológica do planeta - vulcões ativos, 
falhas e abalos sísmicos frequentes, soerguimento de cadeias de montanhas e formação e destruição 
de placas.
TECTÔNICA DE PLACAS
Limites Divergentes (a área da placa aumenta) – São tipicamente marcados por 
atividade vulcânica e terremotos.
● Ocorrem onde as placas estão se separando e uma nova crosta 
oceânica/continental está se formando. 
● Na crosta oceânica dão origem às cadeias mesoceânicas as quais caracterizam 
centros de expansão, exibindo vulcanismo ativo.
TECTÔNICA DE PLACAS
● Limites Convergentes (a área da placa diminui) – são os mais complexos 
Nestes limites ocorrem fossas e vulcões. São reconhecidos três tipos de limites 
convergentes: limites oceânico-oceânico, oceânico-continental e 
continental-continental.
TECTÔNICA DE PLACAS
● Limite oceânico-oceânico: duas placas oceânicas convergem em zonas de 
subducção. A crosta oceânica que está em subducção afunda na astenosfera. 
Esse encurvamento para baixo produz uma longa e estreita fossa de mar 
profundo. (Exemplo: Fossas Marianas com profundidade cerca de 10 km, no 
Oeste do Pacífico). As ilhas Aleutas, as ilhas japonesas e filipinas são exemplos 
de ilhas vulcânicas formadas a partir do movimento entre placas convergentes 
(oceânica-oceânica);
Formação de uma fossa profunda e um arco de ilha vulcânico num limite de 
placa do tipo convergente (oceânico-oceânico).
TECTÔNICA DE PLACAS
● Limite oceânico-continental: a crosta oceânica mais densa é subductada sob a 
crosta continental. Quando isso acontece uma cadeia de montanha vulcânica é 
formada sobre a placa continental, como resultado do magma que se eleva.
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TECTÔNICA DE PLACAS
● Limite continental-continental: ocorre quando uma cadeia de montanha 
interior é formada. O Himalaia é um exemplo deste tipo de movimento entre 
placas e consiste no sistema de montanhas mais alto do mundo. Resultante da 
colisão entre a Índia e Ásia.
A Cordilheira do Himalaia
TECTÔNICA DE PLACAS
● Limites Transformantes (a área da placa permanece constante) – ocorrem 
ao longo de fraturas no assoalho oceânico (falhas transformantes). Neste tipo 
as placas deslizam lateralmente uma em relação à outra, sem gerar destruição 
e sem gerar crostas. No entanto, esse movimento gera zonas de rochas 
estilhaçadas e terremotos de fraca intensidade.
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Uma vista para o noroeste, ao longo da Falha de Santo André na Planície de Carrizo, na Califórnia 
Central.
ESTRUTURA DAS ROCHAS
● A Terra é um planeta dinâmico e vivemos sobre placas tectônicas que se 
movem de maneira lenta e continuamente. Essa dinâmica gera as 
principais estruturas geológicas, decorrentes dos processos 
deformacionais. 
○ Estrutura Geológica: qualquer feição que resulte da deformação 
de rochas. Os dobramentos e os falhamentos são as formações 
deformacionais mais comuns em rochas 
○ Importante: tais estruturas são responsáveis pelo armazenamento 
de petróleo, gás, água, minérios etc.
Possíveis tipos de deformações resultantes das forças tectônicas atuantes na 
Terra.
TECTÔNICA DE PLACAS
(1) Compressão (placas convergentes) – são forças que apertam e encurtam o corpo. 
As rochas são comprimidas umas contra as outras. 
(2) Tensão (placas divergentes) – são forças que alongam um corpo e tendem a 
segmentá-lo. Neste tipo as rochas são estiradas, alongadas, ou separadas pelo 
rompimento;
(3) Cisalhamento (placas transformantes) – são forças que agem empurrando cada 
um dos dois lados de um corpo em direções opostas.
TECTÔNICA DE PLACAS
Muitos dos cinturões de montanhas são uma série de grandes dobras e falhas, ou 
ambas, que foram meteorizadas (intemperizadas) e erodidas.
Mapa da região da Montanha 
dos Apalaches resultantes 
das forças de compressão 
geradas ao longo dos limites 
convergentes de placa e 
fornecem armadilhas 
estruturais necessárias ao 
acúmulo de petróleo.
DOBRAS
As dobras são feições deformacionais geradas por compressão das 
placas tectônicas.
São estruturas oriundas da deformação plástica/dúctil de estratos 
rochosos que foram depositados originalmente nahorizontal.
DOBRAS
As rochas podem dobrar-se de várias maneiras.
- Monoclinais - são inflexões simples, em camadas de rochas 
horizontais com mergulho uniforme.
- Dobras Anticlinais (dobras convexas) - rochas que foram dobradas em 
arco, com a concavidade para baixo. Tem camadas mais antigas 
situadas em seu núcleo.
- Dobras Sinclinais (dobras côncavas) - rochas que foram dobradas em 
arco, com a concavidade para cima. As camadas mais jovens estão 
situadas em seu núcleo.
Tipos de dobras gerados pelas forças deformacionais.
DOBRAS
No mundo todo, várias cadeias de montanhas se formaram em decorrência dos 
dobramentos, das quais podemos citar: a cordilheira do Himalaia na Ásia; os 
Alpes, na Europa e a cordilheira dos Andes, na América do Sul.
FALHAS
● São tipos de fraturas resultantes de deformações rúpteis nas rochas. A 
condição para que a falha exista é a ocorrência de uma deformação 
litosférica onde o deslocamento tenha se dado ao longo da superfície. 
● Se este deslocamento ocorrer perpendicular à superfície tem-se então uma 
fratura. Os principais elementos de uma falha são
○ Capa ou Teto (bloco superior): correspondente ao bloco situado acima 
do plano de falha;
○ Lapa ou Muro (bloco inferior): correspondente ao bloco situado abaixo 
do plano de falha;
Principais 
elementos de uma 
falha. 
FALHAS
● Falhas Normais (ou de gravidade): são aquelas produzidas pela 
compressão vertical (e, portanto, por forças de extensão entre os blocos) 
causada devido à expansão da crosta terrestre.
● Exemplos: Mar Morto, Mar Vermelho e Lago Vitória (África).
● Falhas Reversas (ou de empurrão): são aquelas que resultam das forças 
compressivas horizontais causadas pela contração da crosta terrestre, ou 
por encolhimento.
● Falhas Transcorrentes (horizontais): são fraturas ao longo das quais 
ocorre um deslocamento relativo à medida que o deslizamento horizontal 
acontece entre blocos adjacentes. São tipicamente encontradas ao longo de 
dorsais-mesoceânicas. Exemplo: Falha de San Andreas
●
Localização da Cordilheira dos Andes
Minerais e 
Rochas
Minerais e Rochas As rochas fazem parte de um planeta cheio de 
energia em uma dinâmica muito intensa. 
Da mesma forma, a atividade intempérica e 
erosiva externa, envolvendo agentes 
atmosféricos também atuam sobre essas 
rochas, causando constantes alterações.
 
75
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Minerais e 
Rochas
Origem das Rochas
○ Magma é expelido da forma de lava
■ A lava esfria e forma cristais de 
diversos minerais
○ Formação por cristalização em água quente
■ Quartzos em rachaduras e fendas
○ Devido a evaporação do mar
■ Halita e gipsita
○ Alteração química pelo intemperismo
■ Feldspatos
○ Metamorfismos (ações geológicas de 
compressão, por exemplo)
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Rochas ígneas
– Cristalização do 
magma
– Normalmente são 
silicáticas
– Jazidas de ouro, 
platina, cobre, 
estanho...
– Trazem informações 
sobre as profundezas
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Rochas 
Sedimentares
Consolidação de 
sedimentos
– Trazem informações 
sobre mudanças no 
meio
● Fósseis
● Petróleo
● Carvão Mineral
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Minerais e Rochas
● Rochas monominerálicas: 
calcário, mármore, quartzo.
● Rochas pluriminerálicas: gnaisse, 
gabro, granito.
Classificação genética das rochas: 
● ígneas ou magmáticas, 
● metamórficas
● sedimentares.
“A terra é um planeta vivo em 
contínua modificação”.
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Rochas Metamórficas
Rochas pré-existentes que ficam 
sujeitas a grandes variações nas 
condições de ambiente
• Mudanças Físico-Químicas
– Trazem informações sobre os 
grandes eventos geo-tectônicos
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Rochas Ígneas
● Origem do Nome
○ Ígnis: fogo
● Cristalização de magma
○ Magma: rocha derretida 
no subsolo
○ Lava: magma que saiu 
do subsolo
● Tipos
○ Vulcânicas
○ Plutônicas
○ Subvulcânicas
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Rochas Ígneas
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 – Resfriamento de Lava 
(superfície)
– Resfriamento rápido
– Rochas Afaníticas
• Cristais muito pequenos
• Ou sem cristais
– Exemplos
• Basalto
• Vidro vulcânico
Rochas Ígneas
Rochas Ígneas 
Vulcânicas
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Rochas Ígneas
Rochas Ígneas Plutônicas (ou Abissais)
– Resfriamento de magma (grande 
profundidade)
– Resfriamento lento
– Rochas Faneríticas
• Cristais grandes
• Diversas dimensões
– Ordem de Cristalização
• Depende da composição
– Exemplos
• Diversos granitos
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Rochas Ígneas
• Rochas Ígneas Plutônicas (ou 
Abissais)
– Resfriamento de magma (grande 
profundidadae)
– Resfriamento lento
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Rochas Ígneas
Rochas Ígneas Subvulcânicas
– Resfriamento de magma (pequena 
profundidade)
– Características intermediárias
– Exemplos
• Rocha brechada
(Poços de Caldas, MG)
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Rochas Ígneas Composição
– Diferenças no Magma
– Diferenças na Profundidade
• Magmas Ferro-Magnesianos
– Basálticas (escuras)
• Magmas Silicáticos
– Graníticas (médias/claras)
89
90
Rochas Ígneas
Magma ganha silicatos 
à medida em que sobe
Rochas Sedimentares
Origem do Nome
– Sedimentos: pedaços de rocha 
transportados
• Rochas Originais
– Sofrem decomposição
químico-física
• Intemperismo
• Saprolito (Pedra Podre) → Solo
– Erosão
– Transporte
– Sedimentação
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Rochas 
Sedimentares
Classificadas em três tipos
• Clásticas
– Sedimentação de grãos gerados pelo 
intemperismo
• Orgânicas
– Consolidação de materiais inorgânicos 
oriundo de seres vivos
• Químicas
– Fruto de reações químicas por elementos 
transportados em um solvente 92
Rochas Sedimentares
Rochas Sedimentares Clásticas
93
94
Rochas Sedimentares Químicas
95
Rochas Metamórficas
– Rochas pré-existentes que ficam sujeitas 
a grandes variações nas condições de 
ambiente
• Mudanças Físico-Químicas
– Trazem informações sobre os grandes 
eventos geo-tectônicos
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Rochas Metamórficas
Metamorfose: mudança
• Rochas Metamórficas...
• Mudanças em Rochas 
pré-existentes
– Mudanças químicas
– Mudanças físicas: temperatura e 
pressão
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Século XIX: termo “metamorfismo”
– Conjunto de transformações em 
uma rocha préexistente (chamada 
protolito)
– Reações no Estado Sólido
• Tipos de Rochas Metamórficas
– Foliadas
– Não foliadas
Rochas 
Metamórficas
Ardósia Gnaisse
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Rochas foliadas
Rochas Metamórficas
Rochas 
Não-Foliadas
Mármore e Quartzito
99
Metamorfismo
Metamorfismo Regional (ou dinamotermal)
– Zonas de subducção / Colisão
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Metamorfismo
Metamorfismo de Contato 
(ou termal)
– Interior das Placas
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Metamorfismo
Metamorfismo Hidro-Termal
– Fundo oceânico próximo às bordas (fino, fissuras)
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Metamorfismo
Metamorfismo 
Dinâmico (ou 
Cataclástico)
– Processo de 
ruptura de camadas 
da crosta
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Metamorfismo
Metamorfismo por Soterramento
– Pressão de camadas sedimentares
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Metamorfismo
Metamorfismo de Impacto
– Queda de corpos celestes
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Rochas na Construção Civil
Historicamente
– Material Estrutural: Ígneas e Metamórficas
– Baixa resistência à tração
– Estruturas de Compressão Simples
• arcos
• pequenos vãos
106
Rochas na Construção 
Civil
Ígneas e 
Metamórficas Hoje:
– Revestimentos
– Agregado de 
concreto (rocha 
artificial)
• Resistência à tração 
do concreto vem do 
aço! 107
Rochas na Construção Civil
Metamórficas (Pedra São Tomé)
– Revestimentos
108
Rochas na 
Construção Civil
• Sedimentares
– Revestimentos e 
Esculturas
109
Rochas na 
Construção Civil
Sedimentares
– Construções 
Calcárias
110
Rochas na 
Construção 
Civil
Sedimentares
– Muitas são fontes de 
materiais para a 
sintetização docimento
– Calcário e Argila
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Minerais e 
Rochas: 
Constituintes 
da Terra 
Sólida
A. Minerais:
a. Estruturas 
cristalina
b. Origem e ligações 
químicas dos 
minerais
c. Polimorfismo e 
solução sólida
d. Classificação dos 
Minerais
e. Identificação dos 
minerais
B. Rochas:
a. Classificação 
genética das 
rochas
b. Distribuição e 
relação das 
rochas na crosta 
terrestre
c. O ciclo das rochas
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Minerais e Rochas
Minerais são elementos ou 
compostos químicos com 
composição definida, dentro de 
certos limites, cristalizados e 
formados naturalmente por meio 
de processos geológicos 
inorgânicos.
113Elemento nativo
Minerais e Rochas
Rochas são associação de minerais que são formadas por 
diferentes processos geológicos.
Minério é o mineral ou rocha que apresenta importância 
econômica. 114
Minerais e Rochas
● Estrutura cristalina: arranjo atômico 
interno tridimensional. 
○ O retículo cristalino é gerado pela 
repetição de uma unidade atômica ou 
iônica fundamental que já tem as 
propriedades fisico-químicas do mineral 
completo. Esta unidade que se repete é 
a cela unitária.
115
Halita
Arranjo espacial dos íons de Na+ e Cl- no composto NaCl (halita), 
mostrando a cela unitária que resulta no hábito cristalino em cubos.
Minerais e Rochas
● Polimorfismo: composição 
química semelhante com 
estrutura cristalina diferentes. 
● Isomorfos: estrutura cristalina 
semelhante com composição 
química diferentes ( calcita, 
magnesita, siderita).
● Solução sólida: intercâmbio de 
determinados elementos na 
estrutura (plagioclásios e 
olivinas)
116
Grafita ( Cn) e Diamante (Cn)
Minerais e Rochas
● Classificação dos minerais
○ Critérios:
■ Sistema de cristalização: cúbicos, 
monoclínicos.
■ Uso: gemas, minerais formadores 
de rocha
■ Composição química: elementos 
nativos, óxidos e sulfetos.
117
Minerais e Rochas 
As espécies minerais são 
agrupadas em classe, 
considerando-se o ânion ou 
radical aniônico dominante 
em sua fórmula química. (D. 
Dana 1813-1895).
Os silicatos correspondem a 
97% da crosta terrestre, em 
volume.
118
Minerais e Rochas
Minerais
• Sólido cristalino
– Forma espacial: ligação dos elementos Materiais
amorfos (ex. vidro) não são minerais
• Nicholas Steno
– Minúsculos Cristais (forma)
• Clivagem
– Superfícies de menor resistência 120
Minerais e Rochas
Há mais de 3.500 minerais 
identificados
• Mas não são “infinitos”...
– Nem todas as combinações dos 92 
elementos são possíveis
– Maior parte da crosta possui 8 
elementos
– 74% do peso e 84% dos átomos da 
Terra são O e Si
• Maior parte dos cristais envolvem O e Si
– Silicatos
• Outros “radicais” formam outros cristais
121
Minerais e Rochas
Minerais mais abundantes
122
Estrutura básica: tetraedros de sílica
123
Mineral/Fórmula Clivagem Estrutura do silicato Exemplo
Grupo olivina Não Tetraedros independentes
Olivina
124
Mineral/Fórmula Clivagem Estrutura do silicato Exemplo
Grupo piroxênio
(augita)
Mg, Fe (SiO3)
Dois planos no mesmo 
ângulo
Grupo anfibólio
hornblenda
Ca2 (Fe, Mg) 
Si8O22(OH)2
Dois planos
60° e 20°
Cadeia simples
125
Mineral/Fórmula Clivagem Estrutura do silicato Exemplo
Feldspatos Feldspato 
potássico
(ortoclásio)
KAl Si3O8
Dois planos a 90°
Feldspato 
plagioclásio
CaNaAlSiO
Quartzo
SiO2
Não
Silicatos
Silicatos Ferromagnesianos
– Incluem Fe e Mg
– Escuros e mais densos
– Exemplo: Olivina
• Silicatos Não-Ferromagnesianos
– Mais claros e menos densos
– Exemplo: Feldspato
Olivina (Mg,Fe)2SiO4
Feldspato
126
Identificação de Minerais
Os minerais podem ser identificados pelas
suas características físicas
● Cor e Brilho
○ Cor x Cor do Traço
○ Brilho
○ Metálico
○ Vítreo
○ Oleoso
○ Nacarado (pérola)
○ Sedoso (seda)
○ Fosco
127
Identificação de Minerais
Forma – Planos de Clivagem e Fratura
– Forma do cristal
– Quebra em planos preferenciais
– Fraturas irregulares
128
Identificação de Minerais
Dureza: resistência ao risco
– Mais duro risca menos duro
129
Identificação de Minerais Peso específico
● Relativo à Água
○ – Ferromagnesianos: 2,7 a 4,3
○ – Não-Ferromagnesianos: 2,6 a 2,9
○ – Hematita: 5,26
○ – Ouro: 19,3
○ – Grafita: 2,09 a 2,33... Diamante: 3,5
● Absoluto
○ – Silicatos: 2 a 4 g/cm3
○ – Metais nativos: acima de 20 g/cm3
● Outras propriedades
○ – Tato
○ – Sabor
○ – Magnetismo
○ – Efervescência
○ – Fluorescência
130
Exercício
1) O que significa dizer que atmosfera e a hidrosfera da Terra são 
secundárias?
2) Por que são utilizados métodos indiretos para conhecer o interior da 
Terra?
3) Quais são os métodos indiretos usados para identificar as camadas 
interiores da Terra?
4) Quais são as principais camadas da Terra? Qual é o estado físico 
(sólido/líquido/gasoso) de cada uma delas?
5) É correto dizer que a crosta é composta, em geral, de materiais mais 
leves que os do manto e núcleo?
5) O que causa o campo magnético da Terra?
6) Quais são os tipos de rochas?
7) Quais são os dois principais tipos de rochas ígneas? Qual a diferença 
entre eles? Dê um exemplo de cada.
8) O que são rochas sedimentares?
9) Quais são os principais tipos de rochas sedimentares? Cite 
exemplos.