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ROCHAS SEDIMENTARES Rochas sedimentares estratificadas CLASSIFICAÇÃO DAS ROCHAS SEDIMENTARES NATUREZA, TAMANHO DOS GRÃOS CONSTITUIÇÃO QUANTO A NATUREZA • Os sedimentos ou rochas sedimentares consistem fundamentalmente de três componentes, que podem aparecer, misturados ou não, em várias proporções • Terrígenos • Aloquímicos • Ortoquímicos Terrígenos - São os componentes de uma rocha derivados pela erosão em áreas fora da bacia de deposição e transportadas para dentro da bacia como material terrígeno ou detrítico. EX.: quartzo, feldspato, argila e outros minerais. Aloquímicos - Componentes resultantes da atividade vital. São os componentes que se originaram dentro da bacia de deposição mas que sofreram pouco ou nenhum transporte dentro dessa mesma bacia, Ex.: fragmentos de conchas. As conchas foram quebradas e pouco movidas da sua posição original. Ortoquímicos - São os componentes químicos formados ou quimicamente precipitados dentro da bacia sem evidências de transporte. Ex.: Os cimentos de sílica e calcita dos arenitos. Terrígenos, Detríticos ou clásticos Exógenos Componentes Aloquímicos Endógenos Ortoquímicos Endógenos ROCHAS SEDIMENTARES DETRÍTICAS Podem ser NÃO CONSOLIDADAS ou CONSOLIDADAS Formadas por sedimentos soltos, ou seja, acumulações de sedimentos não consolidados Formadas por sedimentos que foram unidos por um cimento, ou seja, sofreram DIAGÉNESE As rochas sedimentares mais abundantes da crosta são aquelas que se formam pela erosão, transporte, deposição e diagênese das rochas pré-existentes. São elas denominadas de terrígenas, detríticas ou clásticas Formadas por fragmentos sólidos (detritos) obtidos a partir da meteorização e erosão de rochas preexistentes ROCHAS SEDIMENTARES DETRÍTICAS Não consolidadas Consolidadas Balastros Conglomerados e Brechas Areia Arenitos Silte Siltitos Argila Argilitos D I A G É N E S E CONSTITUINTES DAS ROCHAS TERRÍGENAS (CONGLOMERADOS E ARENITOS) . As rochas terrígenas grosseiras possuem três partes, para efeito descritivo devemos distinguir: Arcabouço, Matriz Cimento Arcabouço é a parte constituída pelas frações mais grosseiras e que constitui a estrutura ou "esqueleto" da rocha, dando-lhe sustentação. No caso dos conglomerados, o arcabouço é constituído pela fração maior do que os grânulos, ou seja, todo material maior que 2 mm. No caso dos arenitos, o arcabouço é constituído pela fração tamanho areia, isto é, todo material compreendido entre 2,0 - 0,062 mm. O espaço existente entre as partículas ou grãos do arcabouço é denominado de espaço intersticial ou poro. As rochas de granulometria fina não têm arcabouço. Matriz - É a fração fina dos sedimentos detríticos transportada por suspensão. É o elemento responsável pela consistência da rocha. Geralmente a matriz é constituída por um ou mais minerais de argila. Cimento - O cimento é a fração precipitada quimicamente nos poros das rochas clásticas e é o responsável pela rigidez da rocha. Geralmente o cimento é constituído por sílica, sulfatos de cálcio, carbonato de cálcio e magnésio ou óxidos e hidróxidos de ferro. Pode ser escasso, abundante ou mesmo estar ausente. Quando existente tende a obliterar os espaços vazios pré- existentes, tornando a rocha mais fechada ou menos porosa. COMPOSIÇÃO MINERALÓGICA DAS ROCHAS SEDIMENTARES MINERAIS TERRÍGENOS MINERAIS QUÍMICOS/AUTÍGENOS QUARTZO 35 - 50 % CALCITA 70 - 80 % MINERAIS ARGILOSOS 25 - 35 % DOLOMITA 70 - 80 % FRAGMENTOS DE ROCHA 5 - 15 % SULFATOS E SAIS 2 - 7 % FELDSPATOS 5 - 10 % MISCELÂNEOS (AUTÍGENOS) 2 - 7 % SÍLEX 1 - 4 % MICAS 0,1 - 0,4 % CARBONATOS 0S 0,2 - 1 % MINERAIS ACESSÓRIOS 0,1 -1 % ROCHAS SEDIMENTARES CLÁSTICAS • Conglomerados (Psefitos). São depósitos constituídos de fragmentos de rochas de natureza diversa. Os componentes dos conglomerados recebem a denominação de clastos, têm tamanho superior a 2 mm de diâmetro. Os clastos comumente encontram- se imersos em uma matriz de composição mais fina. Quando os clastos são angulosos, a rocha denomina-se brecha, podendo indicar pouco ou nenhum transporte. Quando os clastos sofrem arredondamento, em geral estão associados a uma matriz arenosa e o depósito constitui um ortoconglornerado. • Os ortoconglornerados são transportados por tração e, por isso, são geralmente depósitos bem maturos, como aqueles de natureza fluvial. • Quando a matriz é fina (pelítica), os clastos são geralmente pouco numerosos e pouco arredondados. Neste caso, o depósito é um paraconglomerado ou diamictitos. Estes são provenientes de transporte por suspensão em correntes de alta densidade, como as correntes de turbidez ou leques aluvionares ou através do gelo nas geleiras. • Arenitos (Psamitos). São os sedimentos mais abundantes. Podem ser definidos como toda rocha cujos constituintes tenham tamanho entre 2 e 0,062 mm de diâmetro (segundo a escala de Wentworth). O quartzo é o componente predominante, por ser mais duro, resistente e estável quimicamente. Quando outros componentes entram na composição dos arenitos em quantidades apreciáveis, estes passam a denominar-se grauvacas, ou ainda, arenitos sujos. Estes sedimentos, em sua composição, além de grãos de quartzo, contêm feldspato, fragmentos líticos (= fragmentos de rochas) e argilas. Esta constituição é devida ao transporte por suspensão sob vigência de climas secos, Os arenitos limpos são constituídos, predominantemente, por grãos de quartzo, que sofreram um transporte bastante efetivo, suficiente para eliminar os demais constituintes de natureza instável e produzir alto grau de arredondamento nos grãos de quartzo. Estes arenitos denominam- se ortoarenitos e encontram-se frequentemente em ambientes eólicos (dunas), marinhas (praias) e canais fluviais. • Pelitos (Lutitos). Como pelitos são englobados todos os sedimentos cujos tamanhos dos grãos são inferiores a 0,062 mm de diâmetro (escala de Wentworth). Sob esta denominação, englobam-se os siltitos, em que os tamanhos dos grãos variam entre 0,062 e 0,004 mm de diâmetro e os argilitos, cujas partículas têm diâmetro menor que 0,004 mm. Os siltitos têm composição muito heterogênea, com a predominância de quartzo sobre finos resíduos de rocha, argilas e outros minerais de natureza variável. Os argilitos podem conter alta porcentagem de argilas de natureza diversa, provenientes, em geral, da alteração de feldspatos, piroxênios e anfibólios, conferindo grande plasticidade à rocha. Quando os pelitos possuem muita mica, esta se dispõe segundo lâminas plano-paralelas entre os grãos finos, o que confere à rocha grande fissilidade, ou seja, a propriedade de esfoliar-se segundo planos paralelos. Neste caso, o sedimento é denominado folhelho. Os pelitos encontram-se comumente em ambientes de baixa energia, subaquáticos de águas calmas, tais como, partes profundas de lagos, zonas abissais marinhas, pântanos etc. Tipos de Areias Areia Marinha Areia Fluvial Areia Eólica Areia Vulcânica Evolução de areias para arenito ROCHAS SEDIMENTARES DETRÍTICAS ROCHAS SEDIMENTARES DETRÍTICAS FORMAÇÃO DE UM arGILito ROCHAS ENDÓGENAS • São rochas formadas no interior da própria bacia de deposição devido a ação de material química e biogenicamente precipitado, a partir de águas superficiais. Os constituintes aloquímicos constituem o arcabouço das rochas carbonáticas. Ostipos mais importantes de aloquímicos são: • Oólitos - Partículas esféricas ou ovais de estrutura concêntrica principalmente de carbonato de cálcio. Forma-se em águas ricas em carbonato de cálcio, movimentas do tipo vai e vem, como nas ondas do mar. • Oncólitos - Partículas formadas por acresção concêntrica geradas por algas azuis que formam crostas descontínuas em águas agitadas e calmas. • Bioclastos - Esqueletos e pedaços de esqueletos de organismos de carapaça calcária. • Pellets - Pequenos corpos ovalados (< 0,15 mm) sem estrutura interna e origem fecal • Pelóides - Corpos de > 0,15 mm arredondados ou ovalados resultantes de fragmentos de conchas. • Intraclastos - Componente de um calcário como fragmento erodido dentro da bacia de deposição e redepositado dentro da bacia e na mesma formação. • Micrita - Equivale a matriz e é formado por calcita microcristalina. • Espato - Cimento precipitado quimicamente. CLASSIFICAÇÃO DAS ROCHAS CARBONÁTICAS • O calcário é a rocha carbonática mais abundante. Conforme a granulometria recebe um nome específico. • NOME TAMANHO • CALCIRUDITO > 2mm • CALCARENITO 2 - 0,062 mm • CALCISILTITO 0,062 - 0,0039 mm • CALCILUTITO < 0,0039 mm • Os nomes granulométricos das rochas carbonáticas são adaptados dos nomes granulométricos das rochas terrígenas, mas não possuem o mesmo significado ambiental. A PETROBRÁS usa uma classificação que combina um nome granulométrico (tabela acima) com a razão espato/micrita. Exemplo uma rocha com 30 % de bioclastos, 40 % de oncolitos e 30 % de espato recebe o nome de calcário espático oncolítico bioclástico. • Dolomitas são rochas constituídas por dolomita [CaMg (CaCO3)]. Em geral, resultam da substituição da calcita pela dolomita ou precipitação direta da água do mar devido a evaporação. Quando os calcários se transformam em dolomita, ocorre aumento da porosidade, porque os cristais de dolomita são mais densos e menores que os cristais de calcita. • Evaporitos são rochas resultantes da precipitação da água do mar, devido a evaporação. Formam-se em braços de mar, mares interiores, lagos salgados etc., donde o nome evaporitos. São exemplos o sal em Cotiguiba em Sergipe e o sal de Nova Olinda, na Bacia do Amazonas. CALCITA CARBONATOS DOLOMITA ARAGONITA Evaporitos MAGNESITA SULFATOS ANIDRITA GIPSITA CLORETOS HALITA SILVITA CARNALITA Sedimentos ferríferos - formados pela deposição de hidratos férricos coloidais. Em meios oxidantes formam- se acumulações hematíticas (óxido de ferro), ou limoníticas (hidróxido de Ferro). Em meios redutores formam-se acumulações de pirita (sulfeto de ferro) ou siderita (carbonato de ferro). Em geral ocorrem misturados com outras frações clásticas ou químicas, formando sedimentos mistos. Possivelmente, a mistura de sílica (SiO2) e óxido de ferro seja a origem dos jaspelitos- ferríferos de Urucum (Mato Grosso) e também, após metamorfismos, dos itabiritos de Minas Gerais e Carajás. Sedimentos silicosos - são depósitos de sílica (SiO2) criptocristalina fibrosa (calcedônia) e quartzo microcristalino sob a forma de sílex. Têm um aspecto maciço ceroso e ocorrem sob a forma de camadas ou nódulos dentro de camadas de calcário ou outros sedimentos. A formação das rochas silicosas pode ser devido a precipitação de soluções verdadeiras ou coloidais, secreção organogênica ou reações químicas entre calcita em geral e as soluções de pH ácido. Rochas silicosas inorgânicas: • • Sílex - Agregado micro e criptocristalino de sílica. • Jaspe - Sílex vermelho pigmentado de óxido de ferro • Flint - Variedade de um agregado de calcedônia e opala escura de devido a presença de matéria orgânica. • Novaculita - Variedade branca devido a inclusões fluidas microscópicas • Porcelanito - Possui aspecto porcelânico devido inclusões carbonáticas ou argilosas. • Rochas silicosas orgânicas • Radiolaritos - São rochas de coloração vermelha, verde ou negra compostas de radiolários. • Diatomitos - São rochas brancas, leves constituídas de carapaças de algas diatomáceas. ROCHAS SEDIMENTARES de ORIGEM QUÍMICA QUIMIOGÉNICAS Formadas por materiais resultantes da precipitação química de substâncias dissolvidas em solução aquosa Precipitação provocada por evaporação de água Precipitação provocada por alterações de P e T do ambiente ROCHAS SALINAS ou EVAPORITOS (GESSO E SAL GEMA) ROCHAS CARBONATADAS (CALCÁRIOS DE PRECIPITAÇÃO) Ocorre precipitação química quando uma substância se separa do líquido em que se encontrava dissolvida ou suspensa, sedimentando-se. CALCÁRIOS DE PRECIPITAÇÃO Os calcários são rochas constituídas essencialmente por calcite. • A calcite, que quimicamente é carbonato de cálcio (CaCO3), é um mineral que se pode formar a partir de sedimentos químicos, nomeadamente iões de cálcio (Ca2 +) e bicarbonato (HCO3 -), através da expressão: Ca2 + + 2HCO3 - → CaCO3 + H2O + CO2 • À formação da calcite associa-se a formação de H2O e de CO2. • A diminuição do teor de CO2 nas águas – em consequência do aumento da temperatura da água, da diminuição da pressão atmosférica ou da agitação das águas (por exemplo, por efeito da ondulação) – determina que o equilíbrio químico se desloque no sentido da formação de CO2 e, consequentemente, da precipitação da calcite. • Os calcários que resultam da precipitação de carbonato de cálcio, por este ser insolúvel, devido a processos físico-químicos em que a participação biológica pode assumir um papel importante, denominam-se por calcários de precipitação. FORMAÇÃO DE LAPIÁS O CO2 pode reagir com a água na natureza e estas águas acidificadas (ácido carbónico) meteorizam quimicamente os calcários dissolvendo a calcite, mineral que os constitui. Desta reacção resulta bicarbonato de cálcio, que é soluvel nas águas. Nos maciços calcários ficam esculpidos sulcos e cavidades que formam um modelado característico (rendilhado) conhecido por LAPIÁS Junto aos lapiás é frequente encontrar-se TERRA ROSSA (depósito avermelhado de substâncias insolúveis contidas no calcário) FORMAÇÃO DE GRUTAS Modelado cársico Formam-se também aberturas que estabelecem ligação entre a superfície e uma rede de cavidades e galerias internas no maciço, que foram geradas do mesmo modo - GRUTAS A água que circula no interior das grutas transporta bicarbonato de cálcio que, em determinadas condições (elevação da temperatura) pode precipitar em carbonato de cálcio, com formação de calcite CALCÁRIOS DE PRECIPITAÇÃO CALCÁRIOS DE PRECIPITAÇÃO Quando goteja água do tecto da gruta, cada gota precipita um pouco de carbonato de cálcio e a sua acumulação leva à formação de estruturas pendentes – ESTALACTITES. Também o gotejar constante sobre o solo acumula películas de carbonato de cálcio que formam estruturas ascendentes - ESTALAGMITES Estalactites e estalagmites tomam, por vezes, formas caprichosas e podem encontrar-se e ligar-se, formando colunas. Se houver precipitação no solo da gruta pela água que flui forma-se CALCÁRIO TRAVERTINO ROCHAS SALINAS OU EVAPORITOS Resultam de precipitação de sais dissolvidos em soluções aquosas devido à evaporação de águas marinhas retidas em lagunas ou lagos salgados no interior dos continentes GESSO ( precipitação de sulfato de cálcio) SAL-GEMA (precipitação de cloreto de sódio) Formaçãodo sal gema Precipitação de NaCl com formação do mineral HALITE (esta precipitação é desencadeada pela evaporação de águas marinhas retidas em lagunas que contêm NaCl em solução) DOMAS SALINOS ou DIAPIROS O sal-gema é pouco denso e muito plástico e, quando sob pressão de camadas superiores depositadas, tem tendência a ascender através de zonas débeis das rochas encaixantes. Formam-se grandes massas de sal – DIAPIROS ou DOMAS SALINOS Formação de um doma salino ROCHAS SEDIMENTARES BIOGÉNICAS Originadas a partir de detritos orgânicos ou materiais produzidos por seres vivos (conchas, esqueletos, restos vegetais, etc) CALCÁRIOS BIOGÉNICOS CARVÃO PETRÓLEO CALCÁRIOS BIOGÉNICOS Calcário recifal Formado em consequência da actividade biológica dos corais - seres vivos que edificam estruturas calcárias, sob a forma de recifes, a partir do carbonato de cálcio dissolvido na água do mar Calcário conquífero Resultante da acumulação e cimentação de conchas e outras estruturas produzidas por seres vivos a partir do carbonato de cálcio da água do mar ROCHAS SEDIMENTARES BIOGÉNICAS ROCHAS SEDIMENTARES BIOGÉNICAS Da matéria orgânica ao CARVÃO e PETRÓLEO Acumulação de restos vegetais no fundo de bacias sedimentares originalmente pouco profundas como lagos e pântanos. As camadas com detritos orgânicos vão aprofundando progressivamente com o peso das camadas superiores ficando num ambiente privado de oxigénio Os detritos escapam à mineralização das bactérias aeróbias sendo transformados em CARVÃO e PETRÓLEO pelos seres anaeróbios em novas condições pressão e temperatura ROCHAS SEDIMENTARES BIOGÉNICAS CARVÃO (resulta da decomposição de detritos vegetais em ambientes húmidos que formam a TURFA) Incarbonização Evolução do carvão a partir da turfa (sedimento) Verifica-se perda de água e substâncias voláteis, diminuição da porosidade e aumento da [ carbono ] Etapas que podem ter dado origem ao Carvão 1. Durante o período Carbónico, na Era Primária, a floresta era densa e estendia-se ao longo das margens dos rios, lagos e pântanos. 2. Com a subida do nível das águas, as árvores ficaram submersas e morreram. 3. Os restos vegetais, como troncos e folhas, acumularam-se em zonas propícias à sedimentação. Origem do Carvão (continuação) 5. Os materiais assim acumulados foram sendo decompostos por micróbios, na ausência de oxigénio, iniciando-se a formação do carvão 6. A repetição deste processo associada ao avanço e recuo das águas levou ao afundamento da bacia, com acumulação de novas camadas de sedimento 7. O aumento da pressão e temperatura e o enriquecimento em carbono ao longo tempo originou os diferentes carvões 4. Estes restos vão sofrer compressão devido à deposição de sedimentos (argilas e areias) transportadas para o local. ROCHAS SEDIMENTARES BIOGÉNICAS PETRÓLEO Forma-se na rocha-mãe a partir da sucessiva deposição de matéria orgânica de origem aquática (restos de algas e outros organismos planctónicos) que vai sendo alterada e convertida em hidrocarbonetos (petróleo e gás natural) Como é pouco denso tende a migrar da rocha-mãe e a acumular-se em rochas mais porosas e permeáveis – ROCHAS ARMAZÉM ou RESERVATÓRIO (arenitos ou calcários) Sobre esta rocha existe rocha mais impermeável (argilito) que impede a migração do petróleo até à superfície – ROCHA COBERTURA Na rocha armazém (permeável) existe água aprisionada e a disposição dessa água, do petróleo e do gás natural no jazigo faz-se de acordo com as densidades ROCHAS SEDIMENTARES BIOGÉNICAS PETRÓLEO Para que o petróleo possa ser explorado de forma rentável é necessária a sua acumulação em grandes quantidades Essa acumulação é favorecida pela combinação de certas estruturas geológicas (falhas e dobras) com o tipos de rochas que criam barreiras impermeáveis ARMADILHAS PETROLÍFERAS Formação do Petróleo 1. Há milhões de anos foram transportados, pelas correntes marinhas, grandes quantidades de plâncton para bacias próximas da costa com pouca movimentação de águas; 2. As condições atmosféricas da Terra primitiva, levaram a um aumento brusco da temperatura, grande evaporação de água nessas bacias com consequente aumento da salinidade, provocando a morte do plâncton ; Formação do Petróleo 3. Os minúsculos cadáveres foram-se acumulando no fundo sendo cobertos por sedimentos; 4. Ao abrigo do ar deu-se a decomposição microbiana do plâncton, formando-se uma pasta gelatinosa; 5. O peso dos sedimentos e consequente afundimento da bacia conduziram ao aumento da pressão e temperatura, transformando lentamente a pasta gelatinosa num liquido - o petróleo; Camadas de Sedimentos Rocha Mãe do petróleo (rocha argilosa) 6. O petróleo formou-se em profundidade no seio de rochas sedimentares. A rocha onde se originou denomina-se rocha-mãe. Formação do Petróleo Rocha de Cobertura Rocha Armazém (onde o petróleo se acumula) 7. Sendo o petróleo um material fluído e menos denso que a água, migra para cima através dos espaços das rochas que os rodeiam e acumula-se em rochas armazém. 8. A migração pára quando este encontra uma rocha impermeável – rocha de cobertura Durante este processo pode ocorrer a formação de gás natural.
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