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CICLO DAS ROCHAS ROCHAS MAGMÁTICAS ROCHAS SEDIMENTARES ROCHAS MAGMÁTICAS Prof. Msc. Larissa Camporez Araújo Atividade online 05 Prazo de entrega: 23/03/2015 às 18:45h O Ciclo Geológico O Ciclo Geológico • Rochas são agregados sólidos naturais, compostos por um ou mais minerais, que constituem parte essencial da crosta, resultantes de um processo geológico determinado, e cujo arranjo depende das condições de temperatura e pressão existentes durante a sua formação. Também podem ser compostas por material sólido não-cristalino (vidro vulcânico) e materiais sólidos orgânicos, como o carvão. Subdividem-se em três grandes grupos: ígneas (magmáticas), metamórficas e sedimentares, que se inter-relacionam, evidenciando o caráter cíclico e dinâmico da formação das rochas O Ciclo Geológico • As rochas ígneas e metamórficas de origem ígnea compõem 95 % do volume total da crosta e 25% da superfície terrestre. Já as rochas sedimentares e metamórficas de origem sedimentar compõem 5% do volume total da crosta e 75% da superfície terrestre. Esta distribuição está ligada à origem de cada grupo genético, pois enquanto as rochas sedimentares são formadas na superfície, devido à dinâmica externa, as rochas ígneas formam-se em profundidade, devido processos relacionados à dinâmica interna. As rochas metamórficas formam-se devido processos de dinâmica interna, mas próximos à superfície da Terra. Minerais que constituem a rocha ROCHAS ÍGNEAS OU MAGMÁTICAS Prof. Msc. Larissa Camporez Araújo Atividade online 05 Prazo de entrega: 23/03/2015 às 18:45h Rochas Ígneas ou Magmáticas • Formam-se pela cristalização do magma. • À medida que um magma esfria lentamente no interior da Terra, os cristais começam a se formar. • Mas quando o magma é expelido de um vulcão na superfície terrestre, ele esfria e solidifica tão rapidamente que os cristais não têm tempo para crescer gradualmente. • A maior parte do magma se resfria sob a superfície da Terra, formam os plútons. Em sua grande maioria os granitos. Magma x Lava Rochas Ígneas ou Magmáticas • As rochas ígneas ocorrem através de batólitos, lacólitos, Estoque, neck vilcânico, diques e sils e derrames. • Os batólitos são grandes massas de rochas intrusivas, geralmente graníticas. • Os lacólitos têm o aspecto de eflorecência dos batólitos. • Os estoques são semelhantes aos batólitos porem de menor proporção. • O neck vulcânico são antigas chaminés de vulcões, tem a forma de cilindro com diâmetros variando entre 0,1 e 1 quilômetro. • Os diques e sils são placas (diques são verticais e sils são horizontais) que se encaixam entre as camadas de rochas através da injeção de magma, sua espessura varia entre poucos centímetros e cem metros. • Os derrames são placas que se formam quando o magma atinge a superfície da crosta. Rochas Ígneas ou Magmáticas Rochas Ígneas ou Magmáticas • As Rochas Ígneas são formadas a partir da cristalização de uma mistura silicada complexa (magma). • Podem ser: • Intrusivas - o magma resfria-se lentamente no interior da Terra, através de fenômenos internos conhecidos como plutonismo, o que permite a perfeita cristalização dos minerais. Ex. Granito, Sienito, etc.; • Extrusivas - são os derrames de lava (magma), que se resfriam rapidamente, impedindo a cristalização dos minerais. Estão ligados aos fenômenos externos, conhecidos como vulcanismo. Ex.: Basalto, Riolito, etc. Rochas Ígneas ou Magmáticas • As Rochas Ígneas são formadas a partir da cristalização de uma mistura silicada complexa (magma). • Podem ser: • Intrusivas - o magma resfria-se lentamente no interior da Terra, através de fenômenos internos conhecidos como plutonismo, o que permite a perfeita cristalização dos minerais. Ex. Granito, Sienito, etc.; • Extrusivas - são os derrames de lava (magma), que se resfriam rapidamente, impedindo a cristalização dos minerais. Estão ligados aos fenômenos externos, conhecidos como vulcanismo. Ex.: Basalto, Riolito, etc. Rochas Ígneas ou Magmáticas Textura das rochas Ígneas • O termo textura refere-se ao tamanho, formato e arranjo dos grãos minerais que compõem as rochas. • Tamanho é o mais importante: Está relacionado ao histórico do resfriamento do magma ou lava. • Resfriamento Rápido: • Formam grãos finos nos quais os minerais são individualmente pequenos. Muito pequenos para serem vistos a olho nu. TEXTURA AFANÍTICA; • Resfriamento Lento: • Formam grãos relativamente grandes, produzindo um textura granulada grosseiramente. TEXTURA FANERÍTICA; Textura das rochas Ígneas • Textura afaníticas geralmente indicam uma origem extrusiva, enquanto as rochas com textura faneríticas são geralmente intrusivas. • Textura Porfirítica: minerais de tamanhos marcadamente diferentes estão presentes na mesma rocha. Os minerais maiores são os fenocristais e os menores constituem a matriz da rocha. • Esse tipo de textura ocorre quando o magma se resfria lentamente na superfície • Se o magma em resfriamento for lançado a superfície vai favorecer o restante da fase “líquida” se resfria rapidamente. Textura das rochas Ígneas Textura das rochas Ígneas Composição do Magma Série de Bowen • Princípio da reação de Bowen: • Descreve a sequência que os minerais são formados a medida que o magma resfria; • Os cristais minerais ficam maiores e alguns se sedimentam; • Os que ficam suspensos no líquido reagem com o material fundido para formar um novo mineral a uma temperatura mais baixa; • O processo continua até a solidificação do magma; Série de Bowen Resumindo... Classificação das Rochas Ígneas Classificação das Rochas Ígneas Cor • A cor da rocha está associada a existência dos minerais abundantes na sua composição. Composição Química Mineralógica • Com base na percentagem de SiO2 as Rochas Magmáticas se classificam em: ▫1. Ácidas; ▫2. Intermediárias; ▫3. Básicas; ▫4. Ultrabásicas; Classificação Química % de SiO2 Classificação Química % de SiO2 • Diferentes percentagens de Sílica: • riolito, andesito, basalto (esquerda para a direita) “Detalhe”: ROCHAS SEDIMENTARES Prof. Msc. Larissa Camporez Araújo Atividade online 05 Prazo de entrega: 23/03/2015 às 18:45h Definição • Sedimentos • 1.Coleção de partículas agrupadas ou segregadas por processos físicos, químicos ou biológicos. • 2.O sedimento consiste em partículas sólidas que sofreram intemperismo mecânico e minerais extraídos de solução por processos químicos inorgânicos e atividades dos organismos. Rochas Sedimentares Rochas Sedimentares Rochas Sedimentares • As Rochas Sedimentares são rochas formadas a partir da acumulação e consolidação de sedimentos (diagênese), microorganismos e precipitação química, em condições de temperatura e pressão inferiores às do metamorfismo. • Podem ser : • clásticas, formadas por sedimentos (folhelho, arenito, etc.); • orgânicas, formadas pelo acúmulo de restos ou carapaças de organismos (carvão, turfa, etc.); ou • químicas, formadas pela precipitação química (calcário, dolomito, etc.). Rochas Sedimentares • No processo de diagênese, o solo é comprimido por outros sedimentos, por geleiras ou por movimentos tectônicos, este material é densificadoe endurecido transformando-se em rocha em temperatura e pressão semelhantes as da superfície. • O mecanismo de litificação mais importante dessas rochas é o de cimentação. • No processo de cimentação, a sílica coloidal, o carbonato de cálcio, e os óxidos de ferro penetram nos vazios dos sedimentos e se solidificam unindo as partículas dos sedimentos. Rochas Sedimentares • As Rochas Sedimentares são rochas formadas a partir da acumulação e consolidação de sedimentos (diagênese), microorganismos e precipitação química, em condições de temperatura e pressão inferiores às do metamorfismo. • Podem ser : • clásticas, formadas por sedimentos (folhelho, arenito, etc.); • orgânicas, formadas pelo acúmulo de restos ou carapaças de organismos (carvão, turfa, etc.); ou • químicas, formadas pela precipitação química (calcário, dolomito, etc.). Tipos de Rochas Sedimentares Tipos de Rochas Sedimentares Tipos de Rochas Sedimentares Tipos de Rochas Sedimentares • As rochas sedimentares químicas são principalmente constituídas por rochas resultantes da precipitação de solutos e carapaças calcárias. Constituem-se principalmente por rochas carbonáticas, razão pela qual são utilizadas na fabricação de cimento e fertilizantes. • > 50% de calcita - CALCÁRIOS • > 50% de dolomita - DOLOMITO • > de 13% de argila – MARGAS Tipos de Rochas Sedimentares • Principais Características Geotécnicas (calcários e dolomitos): • solubilidade - a percolação de água causa dissolução que cria cavernas, fissuras, etc.; • problemas de permeabilidade em obras de engenharia civil - barragens, túneis, etc. • presença de finas camadas de argilas mais alteradas => influência sobre a resistência, deformabilidade e permeabilidade; • podem ter resistências à compressão uniaxial de até 190 MPa; • o intemperismo produz a criação de uma série de estruturas - cavernas, sumidouros, vazios, irregularidades do topo rochoso, etc., que são importantes para a definição de projetos de engenharia. Tipos de Rochas Sedimentares • Um segundo grupo rochas sedimentares químicas são aquelas resultantes da precipitação de sílica amorfa: sílex, opala, calcedônea, chert, etc. • Outro grupo de rochas sedimentares químicas importantes são as rochas evaporíticas (sais): gypso, anidrita e halita, principalmente. Estas rochas são formadas pela concentração de sais em lagos e mares em evaporação e caracterizam-se por : • apresentam solubilidade, resistência e deformabilidade variável com a temperatura e a umidade do ar (maior umidade => menor resistência, maior deformabilidade); • a variação do teor de umidade causa grandes variações volumétricas; • baixa permeabilidade. Tipos de Rochas Sedimentares Tipos de Roxhas Sedimentares • As rochas sedimentares orgânicas são formadas pela concentração de restos de organismos. A sequência de enriquecimento do teor de carbono, com diminuição dos teores de oxigênio e hidrogênio, responsável pela formação de carvões cada vez mais ricos, se dá na seguinte ordem: • celulose → turfa → linhito → carvão betuminoso → antracito → grafita • A formação do carvão se dá através de: • i. desenvolvimento de uma vegetação continental que permita um acúmulo de substância vegetal; • ii. condições de proteção contra a decomposição (queima) total (ambiente pobre em oxigênio), fato que ocorre quando houver cobertura imediata pela água; • iii. após o acúmulo subaquoso deve ocorrer o sepultamento contínuo e prolongado por sedimentos. • Assim, os pântanos e as turfeiras constituem exemplos de ambientes propício à formação de carvão. Tipos de Rochas Sedimentares • O petróleo, por sua vez, tem origem mista, animal e vegetal (principalmente plantônico). O ambiente de formação do petróleo é análogo ao do carvão. Para que se forme uma jazida petrolífera economicamente explorável são necessárias as seguintes condições: • i. existência da rocha-mãe; • ii. condições propícias à transformação química e bioquímica dos componentes orgânicos em hidrocarbonetos (ação prolongada e branda de pressão e temperatura); • iii. ocorrência de processos migratórios, através de: presença de água, porosidade elevada; contato entre rocha-geradora com boa porosidade e rocha-reservatório com boa porosidade e boa permeabilidade; e presença de estruturas acumuladoras (armadilhas ou “trapas”). Tipos de Rochas Sedimentares ROCHAS METAMÓRFICAS Prof. Msc. Larissa Camporez Araújo Atividade online 05 Prazo de entrega: 23/03/2015 às 18:45h Definição Novas condições termodinâmicas: metamorfismo rochas metamórficas Diagênese e o magmatismo processos extremos. Metamorfismo é um processo intermediário Exemplo Fatores de Metamorfismo: tensão temperatura e os fluidos Tensão Temperatura (calor interno da terra): ligações químicas que definem a estrutura podem ser quebradas ou alteradas A 200 ºC inicia-se o metamorfismo A 800 ºC inicia-se o magmatismo A 200 ºC inicia-se o metamorfismo A 800 ºC inicia-se o magmatismo Fluidos: composição química e mineralógica pode ser alterada significativamente pela introdução ou remoção de componentes químicos Tipos de Metamorfismo • Metamorfismo regional: as rochas pré-existentes não são modificadas por um aumento de pressão superior ao aumento de temperatura e de tensões não-litostáticas. O metamorfismo regional está relacionado com limites convergentes, onde se verificam altas temperaturas e pressões. Algumas rochas deste tipo de metamorfismo são a ardósia, o filito, o micaxisto e a gnaisse. • Metamorfismo de contacto: está directamente relacionado com as intrusões magmáticas. Como estão a temperaturas muito elevadas, causam uma instabilidade nos minerais das rochas envolventes à inclusão magmática. Essa instabilidade vai levar ao rearranjo estrutural dos minerais, formando novas ligações químicas, formando, então, novos minerais. Exemplos: corneana, quartzito e mármore. • Metamorfismo dinâmico: desenvolve-se em faixas longas estreitas nas adjacências de falhas ou zonas de cisalhamento • Metamorfismo por soterramento: está geralmente associado com bacias sedimentares formadas na margem de distensão das placas. • Metamorfismo hidrotermal: resulta da percolação de águas quentes ao longo de fraturas e espaços intergranulares das rochas. • Metamorfismo de impacto: desenvolve-se em locais submetidos ao impacto de grandes meteoritos • Metamorfismo de fundo oceânico:Metamorfismo que ocorre junto às ridges meso- oceânicas, sendo fatores essenciais a temperatura e o fluido. Metamorfismo de Contato Metamorfismo de Contato – Aoréolas Metamórficas Metamorfismo de contato – baixo grau de metamorfismo : a lava resfria rapidamente. Metamorfismo de contato – baixo grau de metamorfismo : a lava resfria rapidamente. Derrame de lava sobre um derrame antigo. Normalmente de Pequenas espessuras, dependendo da rocha encaixada. Metamorfismo regional – é o mais frequente e ocorre em grandes extensões Metamorfismo regional - Sucessivas fases de recristalização e de deformação, devido à ação combinada de temperatura e pressão Grau de Metamorfismo Classificação Classificação • As Rochas Metamórficas são formadas em condições de temperatura e pressão elevada, no estado sólido. • Trata-se de uma adaptaçãomineralógica às condições de pressão e temperatura, a fim de alcançar o equilíbrio físico-químico. • Ex.: Gnaisses, filitos, xistos, mármores, etc. • Todas as mudanças (mineralogia e textura) ocorrem no estado sólido, na crosta terrestre e devido mudanças na Temperatura e na Pressão, cuja eficácia depende de: • presença ou não de fluidos; • tempo de duração do aquecimento; • existência de pressões elevadas. Classificação • Além deste aumento no tamanho dos grãos, com o aumento do grau de metamorfismo, a maioria das rochas metamórficas desenvolve texturas direcionadas e visíveis, tais como foliação e clivagem, dadas pela orientação dos minerais planares (ex.: muscovita, biotita, clorita, etc.), de tal maneira que as placas orientam-se na direção perpendicular à maior pressão (esforço). Tipos de texturas direcionais: Exemplo: Ardósia Resumindo... Resumindo... • Os principais tipos de metamorfismo são: Dinâmico, regional e de Contato. • Muitas rochas metamórficas e minerais, tais como o mármore, ardósia, grafita e asbestos, são recursos naturais valiosos. • O metamorfismo pode ocorrer ao longo de três tipos de limites de placas mas, mais comumente, ocorre nas margens convergentes de placas. • Rochas metamórficas formadas perto da superfície da Terra ao longo do limite de placa oceânica-continental resultam das condições de baixa temperatura e alta pressão. • À medida que a placa oceânica subductada desce, é submetida a temperaturas cada vez mais elevadas e pressões que resultam em metamorfismo de grau mais alto. Resumindo... • Os principais tipos de metamorfismo são: Dinâmico, regional e de Contato. • Muitas rochas metamórficas e minerais, tais como o mármore, ardósia, grafita e asbestos, são recursos naturais valiosos. • O metamorfismo pode ocorrer ao longo de três tipos de limites de placas mas, mais comumente, ocorre nas margens convergentes de placas. • Rochas metamórficas formadas perto da superfície da Terra ao longo do limite de placa oceânica-continental resultam das condições de baixa temperatura e alta pressão. • À medida que a placa oceânica subductada desce, é submetida a temperaturas cada vez mais elevadas e pressões que resultam em metamorfismo de grau mais alto. PERTUBAÇÕES E DESCONTINUIDADE DAS ROCHAS Prof. Msc. Larissa Camporez Araújo Atividade online 05 Prazo de entrega: 23/03/2015 às 18:45h Dobras • As dobras são produzidas por deformações plásticas. Quanto à sua origem podem ser de dois tipos: • Tectônicas - mais comuns. São produzidas por esforços estruturais. Ocorrem em rochas metamórficas. • Atectônicas - ocorrem em sedimentos , associadas à escorregamentos, posteriormente consolidados. Descontinuidades • As descontinuidades constituem planos de fraqueza em maciços rochosos. Podem ser de dois tipos: • Fraturas (Juntas, diaclases) - superfícies de fraturas que separam corpos rochosos e ao longo das quais não houve deslocamento relativo entre estes corpos. Podem formar famílias (“sets”). • Falhas - fraturas em que há deslocamento relativo entre as duas paredes (podendo variar de mm a muitos km). Podem ser individuais ou formar zonas de falhas (zonas de cisalhamento). As rochas das placas tectônicas estão sujeitas a fortes Tensões Dobramento • É o processo geológico no qual as camadas rochosas dobram-se quando são comprimidas por forças da crosta. Falhamento • É o processo geológico em que se produz uma falha. É causado por tensões nas rochas e camadas geológicas de forma desde muito localizada até de extensões continentais. Deformações • Deformação Plástica • É permanente, o material fica deformado sem ruptura e verifica-se quando a força aplicada sobre a rocha é superior ao seu limite de elasticidade e inferior ao limite de plasticidade. • Deformação Frágil • O material fratura. Verifica-se quando a força aplicada sobre a rocha é superior ao seu limite de plasticidade originando deformações descontínuas. Juntas x Falhas • Juntas não há movimento paralelo a superfície de fratura. • Falhas ocorre fratura e movimento relativo entre as partes. Juntas Zona de limite tectônico Convergente. Frágil = falhamento / Dúctil = dobramento Zona de limite tectônico Divergente. Frágil = falhamento / Dúctil = Estiramento Zona de limite tectônico Conservativo. Frágil = falhamento / Dúctil = cisalhamento Falhas: uma superfície que ocorreu um movimento relativo. (seja compressiva, cisalhante ou de tração) Dobra: por definição é um encurvamento de uma superfície plana Dobras Anticlinal e Sinclinal Importância das fraturas na Engenharia • As fraturas, principalmente as falhas, sempre terão influência nas obras de engenharia. Falhas abertas poderão causar mais e maiores problemas geotécnicos em relação as falhas fechadas ou cimentadas. Atividade online 05 • (ENADE 2008): Considere um ciclo petrogênico e os processos representados na figura a seguir: Atividade online 05 • Qual a sequência que representa o produto dos processos descritos neste ciclo petrogênico? a) 1- Mágma; 2- Rocha Magmática; 3- Solo Coluvionar; 4- Solo Residual; 5- Rocha Sedimentar. b) 1- Mágma; 2- Rocha Ígnea; 3- Solo Residual; 4- Sedimentos; 5- Rocha Sedimentar. c) 1- Mágma; 2- Rocha Magmática; 3- Solo Residual; 4- Sedimentos; 5- Rocha Metamórfica. d) 1- Mágma; 2- Rocha Magmática; 3- Solo Residual; 4- Solo Coluvionar; 5- Rocha Metamórfica. e) 1- Rocha Magmática; 2- Rocha Ígnea; 3- Solo Coluvionar; 4- Sedimentos; 5- Rocha Metamórfica. Atividade online 05 • i.Descreva sobre o ciclo geológico. • ii. Qual tipo de rocha podemos dizer que compõe a maior parte da superfície terrestre? • iii. As rochas metamórficas são formadas a partir de qual rocha? Como se dá o processo de metamorfismo da rocha? • iv. Qual a diferença entre as rochas ígneas intrusivas e extrusivas? • v. Quais são os fatores de classificação das rochas ígneas? • vi. Cite os principais tipos de rochas ígneas. • vii. Descreva como é o processo de formação das rochas sedimentares. • viii. Como são classificadas as rochas sedimentares clásticas? Cite dois exemplos. • ix. Como são constituídas as rochas sedimentares químicas? • x. Como são formadas as rochas sedimentares orgânicas?
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