3a minerais rochas

Prévia do material em texto

19
3.1.2 Rochas 
 
 As rochas são divididas em três grupos principais, levando-se em conta a sua origem: (a) rochas 
ígneas ou magmáticas; (b) rochas sedimentares e (c) rochas metamórficas. 
 
3.1.2.1 Rochas Ígneas 
 
 As rochas ígneas ou magmáticas formaram pelo resfriamento e solidificação de uma massa quente e 
fluída conhecida como magma. Com o resfriamento, cada mineral cristaliza à medida que alcança seu 
ponto de supersaturação, que ocorre em média entre 1300 e 600 °C. Em geral, os minerais escuros e os que 
contêm menores quantidades de sílica cristalizam mais precocemente, com os minerais mais ricos em sílica 
cristalizando por último. Assim, entre os minerais mais comuns, a ordem de cristalização é em primeiro 
lugar alguns minerais acessórios como o zircão, ilmenita e hematita, depois os ferromagnesianos 
(piroxênios e anfibólios), acompanhados pelos plagioclásios, e por fim o ortoclásio e o quartzo. Essa 
sequência é conhecida como série de reação de Bowen: 
 Temperatura → 
 olivina → piroxênio → hornblenda → biotita 
 (feldspato-K, quartzo) 
 plagioclásio-Ca → plagioclásio-Na 
 
 Além de mostrarem uma ampla variação na composição química e mineralógica, derivada 
principalmente da composição química do magma original, as rochas ígneas também apresentam variação 
no tamanho dos minerais constituintes, o que é determinado pela velocidade de resfriamento do magma. 
Esse fator é fundamental na distinção de dois tipos de rochas magmáticas: as rochas ígneas intrusivas ou 
plutônicas e as rochas ígneas extrusivas ou vulcânicas. 
 Nas rochas intrusivas ou plutônicas o magma situado a uma profundidade considerável na crosta 
terrestre resfria muito vagarosamente (Fig. 3.5), oportunizando uma lenta cristalização das partículas 
minerais, que assim podem crescer atingindo maiores tamanhos, resultando em uma rocha com textura 
fanerítica (com minerais visíveis a olho nu). No caso das rochas vulcânicas o magma extravasa sobre a 
superfície terrestre (lava), com seu resfriamento e solidificação progredindo muito rapidamente, não dando 
tempo para as partículas minerais crescerem, formando uma rocha de granulação fina, com textura afanítica 
(com minerais pequenos não reconhecíveis a olho nu); às vezes, o resfriamento é tão rápido que não 
permite que o sólido obtenha uma ordenação atômica tridimensional sistemática, formando vidro 
vulcânico, material amorfo. Em alguns casos, o resfriamento se dá em duas fases, uma mais lenta, que 
permite a formação de alguns cristais grandes (fenocristais), seguida de uma fase de resfriamento mais 
rápida, formando cristais pequenos; disso resulta uma textura chamada pórfira, se a massa de minerais mais 
finos for afanítica, ou porfirítica, se a massa mais fina for fanerítica e uniforme. Um outro grupo de rochas 
magmáticas pode também ser distinguido, chamado de rochas hipoabissais, de textura mais fina que as 
plutônicas e mais grossa do que as vulcânicas, que se forma próximo à superfície da Terra, e que se 
apresenta sob a forma de diques ou “sills”. 
 
 
Figura 3.5. Posição do magma na crosta terrestre (Leinz, 1978) 
 20
 
 As rochas ígneas são classificadas quanto ao teor de SiO2 em ácidas (>63% SiO2), intermediárias 
(52-63% SiO2), básicas (45-52% SiO2) e ultrabásicas (<45% SiO2). Quanto à cor as rochas são 
classificadas em félsicas (ricas em minerais claros como quartzo e feldspatos), máficas (ricas em minerais 
escuros como piroxênios e anfibólios) e ultramáficas (>90% de minerais máficos). A nomenclatura oficial 
das rochas ígneas é baseada na proporção em volume dos seus minerais constituintes, o que origina 
uma série muito grande de nome de rochas. Na Fig. 3.6 é apresentada uma classificação simplificada 
das rochas ígneas, indicando a origem, a textura, o teor de sílica, a cor e a composição mineralógica. 
 
 
 Composição mineralógica 
 
Origem Textura 
Feldspato K
Qua
rtzo
Plagio
clásio 
(Ca-N
a)
Piroxênio
AnfibólioBiotita
Olivina
Piroclástica (explosiva) Tufo / Brecha vulcânica(gr. média e/ou fina) (gr. grossa) 
Vítrea (resfriam. m. rápido) Obsidiana (maciça) / Púmice (porosa) Extru- sivas 
Afanítica (resfriam. rápido) Traquito Riolito Dacito Andesito Basalto Komatiito 
Intru-
sivas Fanerítica (resfriam. lento) Sienito Granito 
Grano-
diorito Diorito Gabro Peridotito 
Propriedades Claras e leves Intermediárias Escuras e pesadas 
% SiO2 Intermed. Ácidas Intermediárias Básicas Ultrabásicas 
 52 63 52 45 
 Fe + Mg
 Na + K 
 Ca Ca 
 
(Plagioc
lásio Ca)
(Plagioclásio
 Na)
 
Figura 3.6. Classificação das rochas ígneas conforme a origem, composição mineralógica e o teor de sílica. 
 
 
 
3.1.2.2 Rochas Sedimentares 
 
 As rochas sedimentares tem por origem a alteração (intemperização) de rochas pré-existentes e a 
erosão, o transporte e a deposição dos sedimentos produzidos. A deposição ocorre em áreas de acumulação, 
normalmente pela ação da água, e menos freqüentemente pela ação de geleiras e pelo vento. Conforme a 
origem dos materiais, as rochas sedimentares podem ser classificadas em clásticas, quando resultam de 
deposição mecânica, químicas, quando provém de precipitação de soluções por intermédio de algum 
processo químico (por exemplo, o aumento da concentração até atingir o produto de solubilidade pela 
evaporação da água), ou orgânicas, pelo acúmulo de restos orgânicos. 
 Como característica principal, as rochas sedimentares tendem a adquirir uma estrutura 
estratificada ou em camadas devido ao processo de deposição e/ou devido ao processo posterior de 
soterramento do sedimento, a partir do qual os sedimentos inconsolidados vão gradualmente se 
convertendo em uma rocha dura (processo de diagênese: compactação, cimentação e recristalização). 
As rochas sedimentares clásticas são primariamente classificadas levando em conta o tamanho das 
partículas componentes (argila, silte, areia e > 2mm), e secundariamente em função da composição 
mineralógica e de outras características (por exemplo, estrutura). Por outro lado, as rochas 
sedimentares químicas e orgânicas são classificadas principalmente em função da composição 
mineralógica, sendo subdivididas com base na granulação e outras características (Tabela 3.6). 
 
 
 
 21
Tabela 3.6. Classificação simplificada das rochas sedimentares, levando em conta a origem, a composição 
mineralógica e outras características. 
 
Tipo Componentes Nome
C
L
Á
S
T
I
C
A
S
Granulação
Grossa 
(>2mm) 
Fragmentos arredondados Conglomerado 
Fragmentos angulares Brecha
Média 
Qz, <25% Fd Arenito 
Arcósio 
Qz, >25% FR Arenito lítico 
Qz, >25% Fd 
>25% finos, Qz, FR, Fd Grauvaca
Fina 
( - 2mm) 1 16
( mm) - 1 16
1 
256
(< mm)1 256
Muito fina
Qz e argilominerais
Qz e argilominerais
Qz e argilominerais
com fissilidade
Siltito
Argilito
Folhelho
Rudáceas
Arenáceas
Argiláceas
ou
Pelíticas
Q
U
Í
M
I
C
A
S
Fina a grossa
Calcita, aragonita Calcário
Dolomita, calcita Dolomito
Halita, silvita, gesso, magnesita Evaporitos
Podem ser em
parte clásticos
 e orgânicos
Qz, opala, calcedônia
Opala(carapaças silicosas)
criptocristalina
Fina a grossa
Fina a 
Apatita, colofana Fosforito
Hematita, siderita, pirita
Sílex Podem ser em
parte orgânicos
Rochas ferruginosas
O
R
G
Â
N
I
C
A
S
Fina Diatomitos
Detritos
vegetais
humificados
Turfa
Linhito
Carvão
Antracito
Rochas
carbonosas
Rochas
oleígenas
55-65% carbono
65-75% carbono
75-90% carbono
>90% carbono
Folhelho + hidrocarbonetos Folhelho betuminoso
sólido
líquido
gasoso
Hidrocarbonetos
Asfalto
Petróleo
Gás natural
 Qz: quartzo; Fd: feldspato; FR: fragmentos de rochas 
 
3.1.2.3 Rochas Metamórficas 
 
 As rochas ígneas ou sedimentares, por movimentos da crosta terrestre (ligados principalmente aos 
deslocamentos das placas tectônicas), podem ser levadas a partes mais profundas da crosta, onde 
encontram pressões extremas, acompanhadas geralmente por temperaturas elevadas e freqüentemente pela 
adição de novas substâncias químicas. Nesse ambiente, os minerais, sem sofrerem fusão, recristalizam-se e 
deformam-se (quebram-se ou achatam-se), arranjando-se paralelamente à direção dos esforços, dando a 
rocha um aspecto laminar (xistosidade) ou bandado, que é característico das rochas metamórficas. Esse 
processo é conhecido como de metamorfismo regional porque age sobre áreas extensas, provocando 
mudanças em massas de rochas de grandes dimensões. Outro tipo de metamorfismo é o chamado 
metamorfismo de contato, que é resultado da alteração das rochas (ditas encaixantes) que se encontram 
próximas de uma intrusão ígnea, provocada pela ação do calor (metamorfismo termal) e de soluções 
(metamorfismo hidrotermal). Nessa condição formam-se uma série de minerais característicos, 
principalmente sobre rochas sedimentares pelíticas (andalusita, estaurolita, cordierita, granada e escapolita) 
e calcários impuros (calcita + quartzo → wollastonita, dolomita + quartzo → diopsídio, calcita + argila → 
coríndon, espinélio e granada grassulária. 
 Na classificação das rochas metamórficas considera-se a presença e o tipo das feições planares 
(bandas e xistosidade), a composição mineralógica, a origem e a granulação (Tabela 3.7). 
 22
Tabela 3.7. Classificação simplificada das rochas metamórficas de acordo com a estrutura, composição 
mineralógica, origem e granulação. 
 
Estrutura Granu-lação Composição Nome 
Rocha 
derivada 
Parâmetros do 
metamorfismo 
Muito 
fina Ardósia 
(1) 
Fina Filito (1) 
Co
m
 x
ist
os
id
ad
e 
Média a 
grossa Xisto 
(1, 2) 
Sedimentares 
pelíticas (1) 
e 
Ígneas 
Básicas (2) 
FO
LI
A
D
A
S 
Bandas 
claras e 
escuras 
Média a 
grossa 
C
lo
ri
ta
M
u
sc
ov
it
a
B
io
ti
taQ
u
ar
tz
o
F
el
d
sp
at
o
A
n
fi
b
ól
io
P
ir
ox
ên
io
(c
lá
st
ic
o)
(c
lá
st
ic
o)
(c
lá
st
ic
o)
 
Gnaisse 
(para-) (1) 
(orto-) (2,3) Granitos 
(3) M
et
am
or
fis
m
o 
Re
gi
on
al
 
Te
m
pe
ra
tu
ra
 
 
Pr
es
sã
o 
or
ie
nt
ad
a 
Grossa Variada (conforme a origem) Meta-conglomerado Conglomerado 
Média a 
grossa Quartzo Quartzito Arenito 
Calcita e/ou dolomita Mármore Calcário 
Plagioclásio e anfibólio Anfibolito Ígneas básicas 
Serpentina Serpentinito Ígneas ultrabásicas 
Metamorfismo 
regional ou de 
contato 
 
temp. e pressão 
variáveis H
om
og
ên
ea
 
Fina a 
grossa 
Rocha pelítica c/porfiroblastos 
de cordierita e andalusita Hornfel Variada 
Met. Contato, 
baixa pressão 
N
Ã
O
 F
O
LI
A
D
A
S 
Bandas Média a 
grossa 
Quartzo, feldspato, granada 
e/ou piroxênio Granulito Variada 
Alta temp. 
e pressão 
 
 
 
3.2 NOÇÕES BÁSICAS DE GEOLOGIA 
 
3.2.1 Estratigrafia e Tempo Geológico 
 
 A geologia como ciência procura decifrar a história geral da Terra, desde o momento em que se 
formaram as rochas até o presente. A seqüência e a cronologia dos eventos que modificaram a Terra são 
evidenciadas pelo estudo da estratigrafia das rochas, que procura determinar suas idades relativas, 
estabelecendo a sucessão das formações rochosas e os hiatos e lacunas que porventura ocorreram entre 
essas formações (discordâncias). O raciocínio fundamental que norteia essa reconstituição é o chamado 
“Princípio do Uniformitarismo”, que diz que o presente é a chave do passado, ou seja, durante o passado da 
Terra as rochas foram formadas e destruídas, física ou quimicamente, da mesma maneira como acontece 
atualmente. As relações estruturais existentes entre as rochas ajudam a estabelecer uma cronologia relativa. 
Assim, um corpo ígneo intrusivo é mais jovem do que as rochas cortadas por ele, bem como uma camada 
sedimentar, ou de um derrame vulcânico, é mais jovem do que os estratos de rochas sobre os quais se 
assentam e mais antiga do que os que as recobrem. 
 Por outro lado, o estudo da radioatividade permitiu o desenvolvimento de métodos de datação 
absolutos, baseados na descoberta de que alguns elementos se transformam em outros, alguns em frações 
de segundos e outros em milhares de anos, a um ritmo de transformação (meia-vida) constante, 
independente das condições de temperatura e pressão. Por exemplo, o isótopo de K de peso atômico 40 se 
transforma em Ar de peso atômico 40 a uma meia vida de 1,3 bilhões de anos; dessa forma, como essa 
transformação se processa uniformemente desde os primórdios da formação da Terra, quanto mais antigo 
for o mineral potássico (micas, feldspatos e anfibólios) maior deve ser a quantidade de Ar40 em relação ao 
K40, assumindo que Ar algum, que é um gás, não tenha escapado de dentro da estrutura do mineral. Esse e 
outros métodos, como do U-Pb e do Rb-Sr, permitiram o estabelecimento da escala geológica do tempo 
(Figura 3.7) de forma absoluta, permitindo a amarração dos diversos eventos geológicos e da estratigrafia 
das rochas de uma determinada região (Figura 3.8). 
 23
Época Período Era Eon
Recente
Pleistoceno
Plioceno
Mioceno
Oligoceno
Eoceno
Paleoceno
Quaternário
Terciário
Cretáceo
Jurássico
Triássico
0,01
1,6
5,3
24
37
57
66
144
208
245
C
en
oz
ói
co
M
es
oz
ói
co
Fa
ne
ro
zó
ic
o
Homem, glaciações do
hemisfério norte
Mamíferos e fanerógamas
Dinossauros e coníferas
Figura 3.7. Escala geológica do tempo 
(em milhões de anos). 
Permiano
Carbonífero
Devoniano
Siluriano
Ordoviciano
Cambriano
286
360
408
438
505
570
2500
Pa
le
oz
ói
co
Pr
ot
er
oz
ói
co
A
rq
ue
an
o
Anfíbios e criptógamas
Peixes, vegetação nos
continentes
Invertebrados e vida
aquática
Algas, esponjas e
 vermes
Bactérias e 
algas verde-azuladas
 
 
(a) 
 
(b) 
Figura 3.8. (a) Seqüências sedimentares de Capitol Reef (Utah-EUA) (de cima para baixo, formação 
Kayenta, Wingate, Chinle e Moenkopi); (b) seção geológica completa da bacia sedimentar do 
Rio Colorado (EUA – estados de Nevada, Novo México, Colorado e Utah). 
 
 24
3.2.2 Tectônica de Placas 
 
 A tectônica de placas veio explicar um fato que intrigava a comunidade científica, a chamada deriva 
continental, através do movimento de dezesseis placas litosféricas que se movimentam com diferentes 
velocidades e direções (Fig. 3.9a). Os limites das placas são marcados por terremotos e vulcões, muitos 
desses no fundo oceânico, e são de três tipos: os construtivos, os destrutivos e os conservativos. No 
primeiro ocorre a ascensão de magmas e a formação das cadeias meso-oceânicas. No segundo, marcado 
por fossas submarinas (Fig. 3.9b), as placas oceânicas submergem no manto e sua fusão em grandes 
profundidades origina magmas que ascendem à superfície formando cinturões de vulcões (p.ex. os Andes). 
No terceiro, uma placa deslizaem relação à outra ao longo de uma falha, denominada transformante (ex. 
falha de Santo André, na Califórnia, EUA). Assim, enquanto que a litosfera continental, menos densa, 
flutua sobre o manto, a litosfera oceânica é renovada por subducção a cada 200 milhões de anos, idade das 
rochas mais antigas encontradas nos assoalhos dos oceanos atuais. Estima-se que, dessa forma, a litosfera 
oceânica tenha sido renovada completamente vinte e três vezes durante a evolução da crosta terrestre. A 
crosta continental, como resultado da contínua aglutinação (Fig. 3.10), deriva e erosão, apresenta um 
registro fragmentado e imperfeito dos eventos ocorridos, com intervalos sem registro. Essa evolução 
contínua (renovação) da litosfera é evidenciada pela ausência de crateras de impacto de meteoritos 
ocorridos há 4 bilhões de anos atrás, como as observadas na superfície da Lua, Marte e Mercúrio. 
 
 
falha
transformante fossa oceânica cinturão de montanhas(tipo cordilheirano)
litosfera continental
espessura: 70-220 km
plataforma
estável
crosta continental
espessura: 25-70 km
limite ou
margem destrutiva
de placa
(zona de subducção)
crosta oceânica
espessura: 6-9 km
litosfera
oceânica
espes: 6-70 km
limite ou
margem
construtiva
de placa
 
Figura 3.9. Tectônica de placas e topografia do fundo oceânico (a) e detalhe das margens construtivas 
e destrutivas (b). 
 
 25
 
 
 
 
Figura 3.10. Teoria da deriva continental e fragmentação do Pangea e do Gondwana