geo eng rocha sedimentar

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Geologia de Engenharia I
Rochas Sedimentares
Prof. Enrique Munaretti
Aula 6
Sumário
 Intemperismo
 Diagênese
 Depósitos Sedimentares
Grand Canyon
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Ele foi totalmente esculpido em arenito.Petra - Jordania
Sedona – USA
São Miguel - RS
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Sedimentos
Deposição de grãos que resulta de
 Decomposição,
 Desagregação de rochas de várias origens
RI - RS - RM
Rocha Sedimentar
INTEMPERISMO 
FÍSICO, QUÍMICO e/ou BIOLÓGICO 
 
PRODUTOS SOLÚVEIS 
SAIS 
 
DETRITOS E 
PRODUTOS INSOLÚVEIS 
 
LIXIVIAÇÃO 
 
EROSÃO 
 
TRANSPORTE EM 
SOLUÇÃO 
 
TRANSPORTE 
MECÂNICO 
PRECIPITAÇÃO DEPOSIÇÃO 
DIAGÊNESE 
 
SEDIMENTOS QUÍMICOS SEDIMENTOS CLÁSTICOS 
 ou DETRÍTICOS 
 
 
ROCHA ORIGINAL
ROCHA SEDIMENTAR 
Intemperismo
Intemperismo
Destruição / ataque nos minerais ;
Produz sedimentos ;
Sedimentos que são:
depositados em locais favoráveis,
acumulados,
compactados,
Podendo formar:
rocha sedimentar!
Intemperismo : Transporte
mecânico
Movimentação física dos materiais
intemperisados
em solução
Movimentação química / em solução dos
materiais intemperisados
Intemperismo : Tipos
Físico
Químico
Biológico
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Físico
– Desagregação da rocha,
– Separação dos Grãos / Minerais
– Transforma a rocha em material friável
– Depende de:
 Resistência dos minerais
 Composição química
 Estrutura cristalina
– Fenômenos Envolvidos
 Alívio de pressão ao aflorar na superfície
 Expansão térmica
 Congelamento e Degêlo
Exemplo : Granito
Alívio de pressão
forças internas das rochas causam expansão durante erosão
Expansão térmica:
Exposição ao clima / variação de temperatura
(Ex. Saara - variação diária 25oC) - Expansão + Contração
Aigua, Uruguay
Congelamento / Degêlo
Ação da água : congelamento aumenta 4% volume / cunha
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– Conseqüências:
Redução da granulometria dos minerais
Contínuo aumento da superfície específica
SEM modificação na composição química
Formação de solo
 Químico
– Decomposição da rocha
– Rochas ao chegarem a superfície encontram
ambiente rico em H2O + O2 + S + etc...
– P, T baixas em relação a ambiente de formação
– Minerais sofrem reações químicas / mudam
Feldspato Argila
– Mais intenso em climas úmidos (+ H2O)
As faces / arestas / vértices são crescentemente atacados
Formam blocos / matacões arredondados, grãos finos circundantes.
Ataque em Rocha ígnea - GRANITO
+ exposição do mineral na 
superfície;
+ sujeito à ataque químico
+ fraturas + ataque químico
Reações químicas
Dissolução dos minerais;
Hidratação e Hidrólise;
Oxidação e Redução;
Agente principal: Água
ANEL DE ROCHA QUIMICAMENTE ALTERADA
Ataque em Rocha ígnea - BASALTO
Intemperismo químico no calcário
Ataque em Rocha SEDIMENTAR- Calcário
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GNAISSE ATACADO QUIMICAMENTE – VILA NOVA DO SUL - RS
GNAISSE ATACADO QUIMICAMENTE - La Barra, Uruguay
 Conseqüências:
– Completa modificação das propriedades
físicas e químicas das rochas
– Aumento no volume dos minerais formados
secundariamente, se comparados com os
minerais primários / fontes.
– Formação de solos
Biológico
Fenômenos Envolvidos:
Ação das raízes de vegetais;
Ação da escavação de animais;
Ácidos vegetais
Santo Antônio da Patrulha
Intemperismo : Relação com Clima
 Intemperismo Físico + pronunciado em: 
– Áreas de T : alta alternado com baixa ; 
– Pouca Chuva
– Desertos
 Intemperismo Químico + pronunciado em:
– Áreas de T alta
– Muita Chuva
– Floresta Equatorial
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Transporte Transporte e deposição
Grão / Sedimento
•Possui características individuais:
• forma ,
• rugosidade superficial,
• densidade
• tamanho
•Comportamento dinâmico do grão:
•velocidade
•trajetória
•modo de deslocamento
•Suspensão
•carreamento ou sustentação do grão acima da 
interface sedimento/fluido
•Saltação
•manutenção temporária do grão em suspensão, em 
trajetória praticamente elíptica
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•Arrasto
•é o deslocamento do grão rente à interface 
fluido/sedimento, tangencial
•Rolamento
•rotação do grão em torno de um eixo por sobre outros 
grãos da interface
Tendência para Tamanho de Grão:
•Granulometria mais fina tende a ser 
transportada em suspensão
•Granulometria intermediária por saltação
•Granulometria mais grossa por arrasto
TIPOS DE FLUXO DE ACORDO COM VELOCIDADE
FLUXO LAMINAR:
As partículas imersas no fluido movem-se em trajetórias
retilíneas e paralelas e deslizam umas sobre as outras
FLUXO TURBULENTO:
Velocidade de fluxo do fluido ALTA / trajetórias curvas ,
redemoinhos.
TIPOS DE FLUXO DE ACORDO COM AGENTE TRANSPORTADOR
FLUXO AQUOSO:
Baixa Viscosidade
Deposição: gravidade atua sobre o fluido (água), para 
transportar partículas
FLUXO GRAVITACIONAL:
Alta Viscosidade / grande concentração de sedimentos
Forma depósitos na base dos aclives (leques)
Caráter episódico: dissipação de grande quantidade de energia 
e deslocamento de grande massa de sedimentos em tempo 
muito reduzido
TIPOS DE FLUXO DE ACORDO COM FORMA DE ARRASTO
POR TRAÇÃO:
Rolamento, saltação e arrasto
POR SUSPENSÃO:
Partículas pequenas / “flutuam”
FLUXO AQUOSO
TURBULENTO
MATERIAL CARREADO EM SUSPENSÃO + TRAÇÃO, 
GRANDE EROSÃO DEVIDO AO DEFLORESTAMENTO
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FLUXO AQUOSO
TRAÇÃO LAMINAR
OS TERRAÇOS LATERALMENTE 
REGISTRAM LIMITES 
DE PLANÍCIES DE INUNDAÇÃO 
ANTERIORES DEIXADAS PELO 
APROFUNDAMENTO DO CANAL DO 
RIO.
FLUXO GRAVITACIONAL (ROCHAS)
TURBULENTO 
MOVIMENTO DAS PARTÍCULAS 
OCORRE POR QUEDA ou 
ESCORREGAMENTO ou ROLAMENTO.
FLUXO AQUOSO / GRAVITACIONAL
TURBULENTO
MOVIMENTO DAS PARTÍCULAS : TRAÇÃO + 
SUSPENSÃO.
DEPÓSITO tipo LEQUE ALUVIAL EM ÁREA DE 
BAIXA ENERGIA DE RIO.
Diagênese
Def: Qualquer mudança química, física ou biológica sofrida
por um sedimento após a sua deposição inicial;
Ocorre com T e P baixas; (se comparado com Rocha Metamórfica)
Alteração do mineral;
Adaptação a novas condições:
físicas (P + T)
químicas (pH)
Diagênese
Novos espaços (poros) , e fechamento de poros...
Dissoluções e reprecipitações a partir de soluções 
aquosas existentes nos poros;
Começa no final da deposição e prossegue 
indefinidamente, não importando o grau de consolidação 
que o depósito sedimentar tenha atingido;
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Diagênese
Processos:
Compactação
Dissolução
Cimentação
Recristalização diagenética
Diagênese
Compactação
Mudança do empacotamento intergranular
de cúbico para romboédrico
Quebra ou deformação de grãos 
Redução expressiva de volume
Diagênese
Dissolução
Ocorre com a percolação de soluções 
Oxidação e dissolução de minerais
Ocorre sob baixas P e T
Diagênese
Cimentação
Precipitação química a partir de íons em solução na água 
intersticial (poros)
Depende de:
Porosidade da rocha
(% espaços vazios)
Permeabilidade rocha
Capacidade de permitir liquido fluir pelos poros
Pressão , Viscosidade, etc..
Diagênese
Cimentação : 
Cimentos comuns:
Silicosos / quartzo
Carbonáticos / calcita, etc..
Férricos / hematita, pirita...
Alumino-silicáticos / clorita, etc..
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Diagênese
Recristalização diagenética
ou Permineralização / ou Petrificação
Soluções intersticiais preenchem espaços vazios 
Substituição de matéria orgânica por minerais
Ex: substituição: carbonato  sílica
Fósseis de conchas, animais ou plantas
Mata, RS
Diagênese
LITIFICAÇÃO
(Petrificação)
Processo final da DIAGÊNESE:
Consolidação dos sedimentos
SedimentosCOMPACTADOS sobre pressão, 
expelem ÁGUA
Formação da ROCHA SEDIMENTAR
Diagênese Litificação
Mudança sofrida no depósito de 
sedimentos após deposição 
Alteração na mineralogia e textura
Compactaçao / dissoluçao / 
cimentaçao, perda de ‘agua..
Cria poros e fecha poros...
Dissoluções e reprecipitações nas 
soluções aquosas, nos poros. 
Começa no final da deposição e 
prossegue indefinidamente..
DEPÓSITO SEDIMENTAR TENDENDO 
A LITIFICAR
Encerramento da Diagênese
Consolidação dos sedimentos
Expulsão da ‘agua
CONCLUI ROCHA SEDIMENTAR
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Resumo
do 
Ciclo Sedimentar
INTEMPERISMO 
FÍSICO, QUÍMICO e/ou BIOLÓGICO 
 
PRODUTOS SOLÚVEIS 
SAIS 
 
DETRITOS E 
PRODUTOS INSOLÚVEIS 
 
LIXIVIAÇÃO 
 
EROSÃO 
 
TRANSPORTE EM 
SOLUÇÃO 
 
TRANSPORTE 
MECÂNICO 
PRECIPITAÇÃO DEPOSIÇÃO 
DIAGÊNESE 
 
SEDIMENTOS QUÍMICOS SEDIMENTOS CLÁSTICOS 
 ou DETRÍTICOS 
 
 
ROCHA ORIGINAL
ROCHA SEDIMENTAR 
Depósitos Sedimentares
ESTRATOS
Unidades básicas de rocha sedimentar.
Arranjo das partículas refletem as condições de
transporte e de deposição no meio.
Ex Dunas – Estrato tipo cross bedding (acamadamento
cruzado)
Cross bedding
Santo Antônio da 
Patrulha, RS
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CAMADAS
FORMADAS PELO ARRANJO DE VÁRIOS
ESTRATOS.
Camada 1
Camada 2
Rainbow Mountain , Vinicunca , Peru
Tipos de Depósitos 
Sedimentares
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Ambientes Deposicionais
CONTINENTAIS 
TRANSICIONAIS 
OU MISTOS 
MARINHO 
FLUVIAL 
 
VALE FLUVIAL 
 
LACUSTRE 
 
 PANTANOSO 
 
EÓLICO 
 
GLACIAL 
LAGUNA OU LAGOA 
 
ESTUÁRIO/DELTÁICO 
 
PRAIA 
 
PLATAFORMA 
CONTINENTAL 
 
TERRÍGENO 
RECIFE DE CORAL 
RECIFE ALGÁLICO 
 
TALUDE CONTINENTAL 
 
PLANÍCIE ABISSAL 
 
 
 
1) DEPÓSITOS DE TALUS:
Rochas acumuladas na base de talude
Grande inclinação
O movimento das partículas dá-se por
queda, deslizamento e/ou rolamento ,
formando corpo cônico
As partículas finas tendem a ser
depositadas próximas ao talude,
enquanto as partículas grossas são
depositadas na periferia do depósito.
Classificação de depósitos
2) DEPÓSITOS DE COLÚVIO:
Depósitos de encostas
Rochas angulosas
Não mostram seleção quanto à
disposição dentro do depósito
Classificação de depósitos
3) DEPÓSITOS DE ALUVIÃO
Depósitos originados por fluxo 
aquoso em canais de rios.
As partículas são transportadas por 
tração (partículas grossas), ou em 
suspensão (partículas finas).
Classificação de depósitos
Depósitos de Interesse Econômico
Mina Cosmos – Jubille Valley - AUS
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Rocha Porosa: 
Aquiferos
Àgua Subterrânea
 RS : excelentes aquíferos;
 Necessita estudos (estratigrafia / falhas / etc.)
 A principal característica é porosidade / Ex. Arenito.
 Aquífero mais importante do Brasil:
– Bacia do Paraná - Arenito Botucatu - Aquífero Guarani
– Volume: 37km3, extensão: 1 milhão km2
– Recarga natural:
 infiltração de água de chuva equivalente a 4 km3/ano
 corresponde a 30 vezes o consumo na região.
Petróleo e Gás Natural
 Necessita rocha geradora (Ex. folhelho) e rocha
reservatório (Ex. arenito);
 Praticamente todos os hidrocarbonetos provém de
R.S. Hidrocarbonetos são compostos orgânicos
complexos encontrados nos poros e fraturas de
rochas;
 Processo de geração em ambientes de mar, lago e
baía. Origem: animal.
 Composição: C, H2, CH4, N2, O2, elementos traços -
Va, Ni, Cr.
Extração convencional
bombeamento de rocha porosa
Tipo
Estruturais
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Extração
Tar sands – Folhelho, etc
• Tar Sands - Areia Betuminosa
– 10% betume(óleo) + 85%sedimentos + 5% H2O
– Extraído por processos de refinamento (alta T e P)
– Alberta, Canadá (173 bilhões de barris)
– Canadá 2o. maior reserva de petróleo mundo...
Ou extração in situ.
Injeção de vapor d’água em alta pressão, 
betume sobe por diferença de pressão.
• Folhelho (errôneamente chamado Xisto...)
– Brasil tem 2 maior reserva do mundo
– Formação Irati: Bacia Sedimentar do Paraná
• São Paulo, Paraná, Santa Catarina, Rio Grande do Sul, 
Mato Grosso do Sul e Goiás.
500 C
7 a 12% óleo
5% agua
Produtos:
Óleo comb:
OTE (-S)
OTL (+S)
GN
Nafta
GLP
Enxofre
Agua (Fert)
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Carvão
 Energia Solar Acumulada (Fotossíntese)
 Origem:
– acúmulo de detritos vegetais
– condições anaeróbicas/não oxida/não degrada
– regiões pantanosas;
 Processo de geração em deltas, pântanos
 Composição química:
– C, H2, O2, N2, , S , Si, H2O, outros
 Progressivo aumento em carbono;
O carvão mineral é uma substância sólida, formada 
pela decomposição parcial de restos vegetais, com 
enriquecimento em carbono e litificada, isto é, 
endurecida por um processo lento, sendo 
necessários dezenas de milhões de anos para que 
se dê a sua formação. Para iniciar a formação do 
carvão são necessárias várias condições:
a) desenvolvimento de uma vegetação continental 
que permita um acúmulo de substâncias vegetais;
b) condições de proteção contra a decomposição 
total, fato que ocorre quando houver cobertura 
imediata pela água;
c) após o acúmulo subaquoso deve ocorrer o 
sepultamento contínuo e prolongado por sedimentos. 
Como estas condições ocorrem atualmente, deve-se 
admitir que o mesmo aconteceu em pântanos e 
turfeiras do passado. A matéria vegetal que constitui 
o carvão é a base dos troncos, caules, raízes, folhas, 
esporos, resinas, etc. Este material, quando 
colocado nas condições acima citadas, sofrerá 
alterações provocadas por desidratação, pressão, 
calor e ação microbiana que a conduz a um 
progressivo enriquecimento em carbono e 
empobrecimento em oxigênio. O carvão é um 
combustível sólido (fóssil) e pode ser utilizado como 
matéria-prima na indústria carboquímica (mesmos 
derivados do petróleo).
TURFA - LINHITO - CARVÃO
Grau de carbonificação - % de C
Carbono Umidade Energia
(%) (%) (Kcal/Kg)
Turfa 55-65 65-90 1000-1200
Linhito 65-75 10-30 2000-3000
Carvão 75-90 5-10 3000-5000
Antracito 90-95 < 5 > 5000
* ANTRACITO É ROCHA METAMORFICA!
Calcário
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COQUINA - CALCÁRIO - MÁRMORE (Metamórfico)
Carapaças marinhas / lagunas / lagoas
Calcita (CaCO3), Dolomita (MgCO3), Sílica SiO2, etc..
Tipos: Calcítico, dolomítico, magnesiano, etc..
Teores de Ca e Mg variam
Aplicação:
– Construção Civil / revestimentos / pisos / muros / paredes
– Cimento
– Ração animal - Fonte de cálcio
– Termoeletricidade a carvão/ minimiza enxôfre
– Siderurgia
– Fabricação de vidro,
– Carga : plástico, branqueamento de papel, etc...
– Agricultura – correção de pH