Resumo P2 - Geologia de Engenharia

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RESUMO DE GEOLOGIA – PROVA 2
CAPÍTULO IV – ROCHAS SEDIMENTARES
Introdução
Intemperismo: é o conjunto de transformações de origem física (desagregação) ou química (decomposição), atuantes nas rochas;
 As rochas sedimentares são formadas por:
Material detrítico: intemperismo sobre as rochas;
Precipitado químico: evaporação ou precipitação dos sais solúveis provenientes da alteração química das rochas;
Detritos orgânicos.
Diagênese: é o nome dado às transformações que o depósito sedimentar sofre após a deposição (pressão, temperatura, pH), ocorrendo dissoluções e precipitações a partir das soluções aquosas existentes nos poros.
Litificação: transformação do depósito sedimentar inconsolidado em rocha;
Processos diagenéticos
Compactação: pode ser química, com a dissolução de minerais sob pressão, ou física, pela mudança no empacotamento intergranular e a deformação/quebra de grãos individuais;
Dissolução: pode ser sob efeito da pressão (compactação química) ou não (reação entre a solução e o material depositado);
Cimentação: cristalização de minerais em conjunto com a dissolução diagenética. Tipos comuns de cimentos:
Silicosos (quartzo);
Carbonáticos (calcita);
Ferrosos (pirita, hematita);
Aluminossilicáticos (caulinita, ilita).
Componentes das rochas sedimentares
Componentes do arcabouço de uma rocha sedimentar: grão, matriz, cimento, porosidade primária e secundária;
Texturas e estruturas das rochas sedimentares
Texturas: dizem respeito aos grãos, nos aspectos relativos ao tamanho, forma, arranjo e distribuição e constitui um critério de avaliação da capacidade e efetividade de transporte:
Texturas clásticas: caracterizadas por sedimentos detríticos. Constitui um critério de avaliação da capacidade e efetividade de transporte (água corrente, ondas ou ventos – depósitos bem selecionados e corridas de lama);
Texturas não clásticas: caracterizadas por depósitos químicos.
Estrutura: permitem a interpretação do ambiente de sedimentação
Estruturas inorgânicas: um dos aspectos mais característicos das rochas sedimentares é a sua deposição em estratos ou camadas. A estratificação é salientada pelas diferenças de composição, textura, dureza, coesão, cor, dispostas em faixas aproximadamente paralelas;
Estratificação cruzada: a estratificação é dita cruzada quando os estratos apresentam-se com diferentes ângulos em relação ao plano horizontal. Permite determinar com precisão a direção de transporte nos mares rios e desertos;
Estrutura de fluxo: são as estruturas produzidas por erosão e escavação das camadas subjacentes durante a deposição;
Estratificação gradacional: mudança progressiva da granulação do sedimento numa mesma camada;
Marcas ondulares: as marcas ondulares são produzidas pelos fluidos em movimento (água ou ar);
Gretas de contração: freqüentes nos depósitos siltico-argilosos e nos calcários, estão ligadas à perda de água pelo sedimento.
Estruturas químicas e orgânicas: nódulos e concreções.
Estruturas orgânicas: Entre as estruturas de origem orgânica citam-se as perfurações por animais, as pegadas e os fósseis.
Classificação das rochas sedimentares
Quanto ao modo de origem: clásticas, quimicamente precipitadas ou orgânicas;
Quanto à composição: arenosas, argilosas ou calcárias;
Depósitos rudáceos: sedimentos grosseiros de tamanho maior que 2 mm; os constituintes grosseiros são denominados de fenoclastos;
Brechas: fragmentos angulosos;
Conglomerados: fenoclastos subarredondados a arredondados;
Depósitos arenáceos: constituídos por material clástico de tamanho de areia;
Arenitos: textura comum, bem selecionados e estratificados (geralmente estratificação cruzada), sendo o quartzo o material principal. Os grãos podem estar cimentados por uma matriz argilosa ou por sílica;
Arenitos Arcosianos: possuem granulação que varia de média a grosseira e textura com grãos angulares a subangulares;
Arenito lítico: caracterizados por conter mais de 25% de partículas detríticas e pouca/nenhuma matriz;
Grauvaca: formada por fragmentos de outras rochas e mais um cimento (geralmente de natureza silicosa), estrutura gradacional, considerada uma rocha clástica;
Depósitos síltico-argilosos: são os mais abundantes dentre as rochas sedimentares; granulação muito fina, originados de intemperismo;
Siltitos: pelo menos 50% de partículas de silte;
Argilitos: granulação finíssima; principais constituintes: minerais argilosos; quando apresentam fissilidade → folhelhos;
Folhelhos: normalmente derivam de ambientes aquáticos. O folhelho oleígeno é uma fonte potencial de hidrocarbonetos;
Depósitos de origem química e orgânica: a precipitação de soluções origina rochas de granulação muito fina.
Classificação dos precipitados químicos quanto aos depósitos: silicosos, carbonatados, ferruginosos e salinos;
Rochas de origem bioquímica: já sólidos (ex.: recifes de corais) ou resultantes da acumulação de detritos orgânicos;
Calcários: constituída predominantemente por calcita (> 50%); rocha poligenética (origem clástica, química e/ou orgânica);
Dolomitos: normalmente compactos, maciços ou estratificados; textura variada, com predomínio de dolomita (> 50%);
Depósitos de origem orgânica:
Carvão mineral: formado a partir de determinados vegetais que sofreram soterramento/compactação e se acumulam em ambientes anaeróbicos; a decomposição dessa matéria faz com que ocorra um processo de cabonificação.
Classificação quanto ao poder calorífico: turfa < linhito < carvão betuminoso < antracito;
Camadas de carvão no Brasil: os depósitos de carvão fóssil do Brasil estão situados nos estados de Paraná, Santa Catarina e Rio Grande do Sul.
CAPÍTULO V – ROCHAS METAMÓRFICAS
Introdução
Rocha metamórfica é aquela que sofreu mudanças na sua constituição mineral e na textura, em consequência de importantes transformações nos ambientes físico e químico do interior da crosta. Principais agentes:
Altas temperaturas, grandes pressões, ambientes químicos reinantes no interior da crosta terrestre;
Desse modo, o metamorfismo tem lugar entre as temperaturas de 200 e 1000 °C.
Fonte de calor: aumento natural de temperatura com a profundidade ou de câmaras magmáticas adjacentes;
Tipos de pressões: 1) peso do material sobrejacente que aumenta com a profundidade; 2) pressão direcional, dos esforços tectônicos;
Papel da parte fluida: veículo das transformações químicas é a matéria líquida ou volátil que ocupa as fissura e todas as porosidades e interstícios das rochas.
Textura e estrutura das rochas metamórficas
Textura: diz respeito aos aspectos relacionados com os grãos, sendo observadas em amostras de mão;
Granoblástica: grãos ou cristais recristalizados de tamanhos semelhantes;
Lebidoblástica: minerais de forma lamelares e que estão orientados quase que paralelamente;
Porfiroblástica: presença de cristais que se destacam entre os demais;
Cataclástica: textura resultante do esmagamento e fragmentação dos grãos das rochas.
Estrutura: a estrutura corresponde às feições maiores, megascópicas de uma rocha metamórfica, identificadas em afloramentos ou pedreiras. Tipos:
Estrutura granulosa: predominância de minerais equidimensionais, de forma que a rocha apresenta aspecto maciço;
Estrutura xistosa: predominância de minerais lamelares, tabulares ou prismáticos altamente cliváveis, correspondendo a um plano de fraqueza da rocha.
Quando britada a rocha pode apresentar problemas com o índice de forma do agregado e problema de instabilidade de túneis;
Estrutura bandeada: caracterizada por bandeamento composicional e constitui-se em um plano de fraqueza da rocha. Tipos: paralelo, lenticular e nebulítico.
Formas de metamorfismo
As formas de metamorfismo variam de acordo com o ambiente e a predominância deste ou daquele agente de metamorfismo:
Metamorfismo de contato: ocorre nas adjacências das grandes massas ígneas, mais intenso na zona de contacto entre o magma e a rocha encaixante;
Metamorfismo dinâmico: ocorre em ambiente de profundidade moderada, sob condições de alta pressão e baixatemperatura;
Metamorfismo regional: forma grande parte dos escudos cristalinos e em grandes profundidades, sob pressão e altas temperaturas e relaciona-se aos movimentos da crosta.
Classificação das rochas metamórficas
Simplificadamente pode-se classificar as rochas metamórficas nas sequências argilosas, quartzosas, carbonáticas e básicas;
Sequência argilosa: o metamorfismo sobre estas rochas as transformará em ardósia, filito, xisto e gnaisse:
Ardósia: tem boa divisibilidade, de modo a formar grandes placas, usadas para revestimentos de piso e paredes ou para telhados;
Gnaisse: no Brasil, estas rochas são muito comuns e constituem parte dos terrenos Pré-Cambrianos. São utilizadas como material ornamental ou de revestimento.
Sequência quartzosa: esta sequência é formada por rochas derivadas de arenito com mais de 80 % de quartzo.
Quartzito: distinguem-se facilmente dos arenitos porque, quando estes últimos se partem, a fratura dá-se pelo cimento, ficando os grãos do quartzo salientes, enquanto nos quartzitos a fratura corta toda a massa da rocha.
Sequência carbonática: representada predominantemente pela recristalização sobre rochas calcárias e dolomitos.
Rochas calcárias e mármores: os mármores derivam do metamorfismo regional das rochas calcárias, apresentando baixa dureza e sensibilidade ao ataque ácido.
CAPÍTULO VI – ÁGUAS SUBTERRÂNEAS
“É toda a água que se encontra em repouso ou em movimento abaixo da superfície do terreno”;
Distribuição da água subterrânea
Zona de aeração: é a zona que não está saturada de água e o espaço intergranular está preenchido com água e ar;
Tipos de água: água higroscópica (envolve os grãos); água peculiar (podem migrar de um grão para outro) e água capilar (retidas no interior de pequenos capilares do solo);
Fenômeno de ascensão capilar: quando um tubo capilar é colocado em contato com a superfície livre da água, esta sobe por capilaridade até atingir uma posição de equilíbrio, conhecida como altura capilar.
Zona de saturação: região onde os poros do solo passam a estarem completamente preenchidos por água (ocorre movimento da água conhecido como percolação). A linha limite que separa a zona de aeração e de saturação é denominada de nível freático.
Escoamento subterrâneo
A água que percola no interior do solo é apenas a parcela correspondente a água livre, situada abaixo do nível freático;
A água só se movimenta quando ocorrem variações no potencial hidráulico. Este movimento ocorre no sentido do maior potencial para o menor potencial;
Algumas propriedades hidráulicas
Porosidade: propriedade definida pela relação entre o volume de poros e o volume total de um dado material;
Porosidade primária: o fluxo de água ocorre nos vazios existentes entre os agregados;
Porosidade secundária: o fluxo de água ocorre nas descontinuidades presentes nas rochas.
Permeabilidade: o principal fator que determina a disponibilidade de água subterrânea não é a quantidade de água que os materiais armazenam, mas a capacidade em permitir o fluxo de água através dos poros;
A permeabilidade está relacionada aos tamanhos dos poros e à conexão entre eles, sendo que o coeficiente de permeabilidade é um dos mais importantes parâmetros hidráulicos e exprime a maior ou menos facilidade com que a água percola através de um maciço poroso.
Aquiferos: reservatórios de água subterrânea
São rochas ou sedimentos, porosos e permeáveis, que armazenam e transmitem volumes significativos de água subterrânea passível de ser explorada.
Bons aquíferos: materiais com média/alta permeabilidade (sedimentos inconsolidados, rochas sedimentares, rochas ígneas/metamórficas com alto grau de fraturamento);
Aquífero de porosidade intergranular: ocorrem em rochas sedimentares que apresentam porosidade primária (excelentes para o armazenamento de água);
Aquífero de fratura: forma-se em consequência de deformações tectônicas que geram sistemas de fraturas;
Aquífero de conduto: possui porosidade cárstica constituída por uma rede de condutos com diâmetro milimétrico a métrico (dissolução de rochas carbonáticas);
Tipos de aquíferos: livre (topo demarcado pelo nível freático); suspenso (sobre material impermeável) e confinado (entre duas unidades pouco permeáveis/impermeáveis);
Aquífero Guarani:
É do tipo regional confinado (90% de sua área está recoberta por espessos derrames de lavas basálticas);
Alimentação do aquífero se dá por: a) infiltração direta das águas de chuva nas áreas de recarga e b) ao longo de descontinuidades nas áreas de confinamento;
Possui água de excelente qualidade, extraída através de poços artesianos/semi-artesianos (até 700.000 litros.água/hora).
Aquífero Serra Geral:
Formado pela água que se acumula nas fraturas e das zonas vesiculares interconectadas da Bacia do Paraná;
É o aquífero mais utilizado de Santa Catarina, e sua recarga ocorre através da pluviometria.
Fonte e exudação: fontes são afloramentos de água subterrânea em áreas restritas, enquanto a exudação se dá em grandes áreas.
Mapas piezométricos: nestes mapas estão representadas as formas das superfícies piezométricas (padrão de fluxo subterrâneo, gradientes hidráulicos e volumes de escoamento).