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1 Geologia de Engenharia I ROCHAS SEDIMENTARES Aula 2 Prof. Rodrigo Peroni Rochas Sedimentares þ Origem: nAs rochas sedimentares são formadas a partir dos diversos minerais, originados pela desintegração intempérica de qualquer tipo de rocha (ígneas, sedimentares ou metamórficas). nApós intemperismo e erosão, o(s) mineral(ais) são transportados, e posteriormente depositados e/ou precipitados em um dos ambientes de sedimentação existentes na crosta terrestre. 2 þ Classificação: nAlém das características normais para descrição e classificação das rochas, devem ser considerados os seguintes aspectos no caso das rochas sedimentares: ØOrigem dos seds. e Constituição mineralógica; ØGranulometria dos minerais e/ou partículas, proporção de matriz, arredondamento; ØEstruturas; ØComponentes das rochas sedimentares; ØAmbiente de sedimentação; ØTipo de sedimentação e diagênese Rochas Sedimentares þ Granulometria dos Sedimentos: n A granulometria é o indicativo sobre a distribuição de tamanho, em milimetros, das partículas dos sedimentos. A seguir temos a classificação segundo os dois autores mais recomendados: Denominação Wentwoth Atterberg Matacão > 256 mm > 200 mm Bloco 64 - 256 mm 20 – 200 mm Seixo 4 - 64 mm 2 – 20 mm Grânulo 2 - 4 mm Areia Grossa ¼ - 2 mm 0,2 - 2 mm Areia Fina 1/16 – ¼ mm 0,02 – 0,2 mm Silte 1/256 – 1/16 mm 0,002 – 0,02 mm Argila < 1/256 mm < 0,002 mm Rochas Sedimentares 3 üComponentes das rochas sedimentares: n Arcabouço: fração clástica principal que dá nome a rocha. Constituinte primário. n Matriz: material clástico mais fino. Constituinte primário. n Cimento: material fino precipitado a partir de soluções percolantes por ocasião dos processos diagenéticos. Constituinte secundário. Rochas Sedimentares Rochas Sedimentares 4 nClassificação Geral das R. Sedimentares (baseada na origem dos sedimentos): R. Sed. Clásticas: são formadas de partículas minerais derivadas de intemperismo/erosão de rochas pré-existentes, ex. arenitos. R. Sed. Não Clásticas: são geradas pela litificação de partículas precipitadas de origem química inorgânica ou orgânica. São divididas em: Químicas: formadas pela precipitação de substâncias que se encontram dissolvidas em soluções, ex. calcários químicos. Organogênicas: formadas pela acumulação de restos derivados de animais ou vegetais, ex. carvão mineral. Residuais: resultantes de solos endurecidos por precipitação de hidróxidos de Fe e Al e outros compostos, devido a intemperismo em climas tropicais, ex. lateritas. Rochas Sedimentares Rochas Sedimentares Clásticas n Principais Rochas Sedimentares Clásticas Sedimento Diagênese Rocha Pedregulhos cimentação conglomerado Areias cimentação arenito Lama (silte, argila) compactação lamito (argilito, siltito, folhelho) 5 Rochas Sedimentares Clásticas CASCALHO AREIA LAMA SILTOSA LAMA ARGILOSA ARGILITO ou FOLHELHO SILTITOARENITOCONGLOMERADO nClassificação Baseia-se na granulometria dos sedimentos. Ruditos(Psefitos ) Rochas nas quais predominam grãos com diâmetro > 2.0mm. Arenitos (Psamitos ) Rochas nas quais predominam grãos com diâmetro entre 2.0 e 0.05mm. Lamitos (Pelitos) Rochas nas quais predominam grãos menores que 0.05mm, formadas por silte e argila. Rochas Sedimentares Clásticas 6 Ruditos (Psefitos ) þ Conglomerado: q Rocha formada por fragmentos arredondados (seixos / cascalhos – quando soltos e não cimentados) com diâmetro acima de 2.0 mm ligados por um cimento qualquer (sílica, óxidos, argila, carbonato); þ Brecha Sedimentar: q Rocha formada por fragmentos angulares com tamanho acima de 2.0 mm ligados por um cimento qualquer; Psefitos (ruditos) þ Tilito: q Espécie de conglomerado de alta importância pela sua origem glacial; q Ocorre no sul do Brasil, a partir de São Paulo; q Fragmentos mal selecionados de rochas diversas e de vários tamanhos, arredondados e/ou angulosos cimentados por material argiloso ou arenoso; q Existe predominância do cimento sobre os seixos; e q Coloração cinzenta, amarela quando decomposto, ou azulada quando fresco. 7 Arenitos (Psamitos ) þ Arenito: q Apresenta diversas cores, sendo as mais comuns: cinza, amarela ou vermelha, apresenta mais de 80% de quartzo; q sedimento consolidado de areia, ligado por um cimento qualquer; q As estratificações dos arenitos são causada por: mudança de cor, granulometria, etc.; Arenitos (Psamitos) þ Arcósio q Arenito com mais de 20% de feldspato, proveniente da desagregação de granitos. q Grauvaca q Arenito pobremente classificado, com mais de 20% de matriz fina (lama) constituída de clorita e/ou minerais argilosos, com elevado teor de feldspatos e fragmentos de rocha. 8 Arenitos (Psamitos ) þAreias (sedimento não consolidado) q Às vezes, no caso das areias, ocorrem grandes concentrações de minerais pesados – monazita / ilmenita / zirconita = terras raras. q Depósitos de minerais pesados possuem valor econômico, sendo seus constituintes aplicados nas indústrias de pigmentos, tintas e aeroespacial; q Em São José do Norte – RS encontramos uma jazida destes minerais, sendo desenvolvido nesta região o Projeto Bojuru da Mineração Paranapanema; q Aluviões – Au, Cassiterita, Diamante, Nb, Ta, W, Gemas. Lutitos (Pelitos ) þ Siltito: q Formado pela consolidação de siltes; q Cor cinza, amarela ou vermelha; q Granulometria fina, as vezes se pode perceber grãos individualizados com auxílio de lupa; q Áspero ao tato e entre os dentes; e q Na análise da mineralogia, costumam predominar os grãos de quartzo. 9 þ Argilito: q Cor cinza até preta, amarela, verde ou avermelhada; q Granulometria finíssima (argila), de poucos mícrons; q Untuosa ao tato; q Caulim = argila branca - usada na fabricação de papel; q Folhelho: q argila consolidada formando estratos finos e paralelos esfolheáveis, apresenta cor preta. Lutitos (Pelitos ) Quadro Resumo - Rochas Clásticas Textura Composição Mineralógica Rochas (Granulação) Grosseira Fragmentos de qualquer tipo de rocha Fragmentos Arredondados CONGLOMERADO > 2 mm Predomina quartzo, quartzito, silex, etc. Fragmentos Angulares BRECHA Média Predomínio de quartzo ARENITO < 2 mm e > 0,062 mm Quartzo com feldspato (> 25%) ARCÓSIO Quartzo c/fragmentos de rocha e bastante argila GRAUVACA Fina < 0,062 mm e > 0,004 mm Quartzo e minerais argilosos SILTITO Muito Fina ARGILITO < 0,004 mm Quartzo e minerais argilosos FOLHELHO 10 Rochas Sedimentares - Clásticas Rochas Sedimentares - Clásticas 11 Rochas Sedimentares - Clásticas Rochas Sedimentares Não Clásticas Além dos produtos clásticos, o intemperismo produz compostos solúveis. Esses compostos, em soluções coloidais ou iônicas podem precipitar de diversas maneiras: 1) como cimento de rochas clásticas, 2) como rochas sedimentares não clásticas (químicas, organogênicas, residuais). Resumo: Intemperismo ® solução com elems. complexados Transporte ® elementos em solução Precipitação ® rápida (minerais amorfos), lenta (cristais) 12 Rochas Sedimentares Não Clásticas þSedimentares químicas: nEstas rochas possuem origem química sendo representadas por produtos solúveis do intemperismo; nProcessos físico-químicos: evaporação ou precipitação; nClassificação: 1) Depósitos ou Rochas silicosas; 2) Depósitos ou Rochas carbonatadas; 3) Depósitos ou Rochas ferruginosas; 4) Depósitos ou Rochas evaporíticas. Rochas Sedimentares Não Clásticas þDepósitos silicosos: n Os depósitos mais abundantes são de sílex (chert); n O chert constitui um depósito de sílica finamente cristalizada ou criptocristalina; n Ocorre freqüentemente em nódulos ou concreções em rochascalcárias ou dentro de outras formações; e n A origem está na substituição de carbonato de cálcio por sílica. n Pode substituir a madeira conservando sua estrutura e gerando depósitos de madeira petrificada. 13 Rochas Sedimentares Não Clásticas þDepósitos carbonatados: n São gerados pela precipitação de carbonatos em função da variação das condições físico-químicas; n Essas precipitações inorgânicas podem se processar independente ou junto à precipitações de origem orgânica; n rochas mais importantes: calcários calcíticos e dolomíticos. Rochas Sedimentares Não Clásticas þDepósitos ferruginosos: n Os Band Iron Formation (BIF) formam alguns dos maiores depósitos de Fe do mundo; n São formados por precipitação de chert, carbonatos, óxidos e silicatos com Fe. n Foram gerados em épocas pretéritas (pré-cambrianas) quando existia menores quantidades de O2 na atmosfera e nas águas, o que propiciou o transporte e a deposição de grandes quantidades de Fe2. 14 Rochas Sedimentares Não Clásticas þDepósitos evaporíticos: n Concentrações econômicas de minerais sedimentares podem se formar em ambiente lagunar ou estuarino restrito por processos de evaporação; n Os primeiros depósitos a se formarem são de gipso (sulfato de cálcio), após se formam depósitos de halita (sal gema). Rochas Sedimentares Não Clásticas þSedimentares organogênicas: n Estes depósitos possuem origem direta (corais) ou indireta (calcários) com as atividades dos organismos animais e/ou vegetais; n As ocorrências mais comuns são em ambientes marinhos e bacias terrestres de água doce; n A deposição pode ser: 1) bioquímica: quando atividades vitais de organismos (bactérias) propiciam condições químicas de precipitação; 2) biomecânica: quando a rocha se forma por acumulação de restos animais, conchas e vegetais; n As rochas bioquímicas tem granulação fina devido a precipitação, e as rochas biomecânicas são de granulação variável, de acordo com os tamanhos dos fragmentos componentes. 15 Rochas Sedimentares Não Clásticas Classificação dos depósitos de origem orgânica: Rochas carbonatadas – calcários calcíticos (carbonato de cálcio) e dolomíticos (carbonato de magnésio); Rochas fosfatadas – fosforito (fosfato de cálcio ou apatita), guano; Rochas silicosas – vasas de radiolários e diatomáceos; Rochas carbonosas – turfa, linhito, carvão, antracito. Rochas Sedimentares Não Clásticas þRochas Carbonatadas þCalcários: nSão rochas que contém teor de CaCO3 > 50%, as impurezas incluem quartzo, argila, óxido de ferro e fragmentos de rochas; nSeus tipos são classificados tendo como base a composição química; nA coloração é variável: branca, cinzenta, creme, amarelada, avermelhada, castanha, até preta; nA granulação variável, em geral fina; freqüentemente existe estratificação, bem como a presença de numerosos fósseis; nO mineral principal é a calcita - CaCO3,, a sílica - SiO2 está presente na forma do sílex finamente cristalizado, formando estratos ou nódulos; n Calcários oolíticos e pisolíticos formam-se em águas quentes, pela precipitação de carbonato ao redor de grãos de quartzo ou de conchas. 16 Rochas Sedimentares Não Clásticas þRochas Carbonatadas þCalcários: Calcário: >90% calcita Calcário calcítico: entre 50 e 90% calcita Calcário dolomítico: entre 50 e 90% de dolomita Dolomito: >90% dolomita n Travertino: se originam da precipitação de carbonatos, a partir de soluções bicarbonatadas em grutas calcárias formando estalactites e estalagmites. Rochas Sedimentares Não Clásticas þSedimentares Residuais Em determinadas condições climáticas, o intemperismo causa o empobrecimento relativo por lixiviação e o enriquecimento de substâncias originando a formação de concreções e crostas, também chamadas de ganga e que constituem as rochas sedimentares residuais. Climas Tropicais úmidos: lateritas Climas frios e úmidos: crostas silicosas (podzolização) Climas desérticos: crostas carbonáticas 17 Rochas Sedimentares Não Clásticas Rochas Sedimentares Não Clásticas
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