Geologia de engenharia minerais e rochas

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Minerais e Rochas
Na Geologia de Engenharia, as rochas e os solos cons-
tituem os elementos onde são instaladas as obras de enge-
nharia (fundações, túneis, pontes, galerias, etc.) ou mineiras.
Nestas obras, são ainda utilizados como material de constru-
ção, na sua forma natural (pedra britada, saibro); beneficiada
(rochas para revestimento) ou, ainda, industrializada (cimen-
to). Rochas e solos também são os materiais envolvidos em
fenômenos naturais, muitas vezes catastróficos, como
escorregamentos, erosão, assoreamento e outros.
Assim, na Engenharia, trabalha-se com uma grande
variedade de tipos rochosos. Todavia, cada tipo tem caracte-
rísticas intrínsecas (mineralogia, textura, estrutura, etc.) que
devem ser conhecidas para que as obras sejam planejadas e
executadas com menor custo e maior segurança, resultando
na melhoria da qualidade final do trabalho realizado.
As caracterizações geólogico-geotécnicas, dentre elas
a caracterização petrográfica, são fundamentais tanto nos
estudos de viabilidade e nos projetos de implantação de obras,
como naqueles de previsão, prevenção ou correção dos efei-
tos danosos de processos naturais (como os escorregamentos).
De igual importância é o tratamento destas informações à
luz de aspectos peculiares, corno o ambiente de formação e a
história evolutiva, que também têm grande influência no seu
comportamento ante os processos intempéricos, erosivos e
outros.
No que diz respeito às rochas, deve-se enfatizar que os
estudos petrográficos, quando aplicados à Geologia de En-
genharia, compreendem, além da determinação mineralógica
e correta classificação da rocha, o fornecimento de informa-
ções detalhadas sobre sua granulometria, tipo de alteração
(hidrotermal, intempérica) e sua intensidade, presença de
minerais secundários, estado microfissural, microtectônica,
deformações intracristalinas, etc. Estes aspectos são impor-
tantes para o entendimento das características mecânicas e
hidráulicas, visando a previsão do desempenho dos diferen-
tes tipos rochosos sob as condições de uso a que serão sub-
metidos.
Neste Capítulo são abordados os minerais formadores
de rochas mais comuns e os principais tipos rochosos, procu-
rando-se destacar os aspectos mais relevantes para a Geolo-
gia de Engenharia. O Capítulo 13 - Caracterização e Classi-
ficação de Maciços Rochosos aborda tais aspectos do ponto
de vista geotécnico ou geomecânico.
Maria Heloísa Barros de Oliveira Frascá
Pedra Luiz Pretz Sartori
1 Conceitos
1.1 Minerais
Mineral é uma substância sólida natural, inorgânica e
homogênea, que possui composição química definida e es-
trutura atômica característica.
Na natureza, os minerais se formam por cristalização, a
partir de líquidos magmáticos ou soluções termais, pela
recristalização em estado sólido ou, ainda, como produto de
reações químicas entre sólidos e líquidos. A cristalização se
dá quando os átomos, íons ou grupos iônicos, em proporções
definidas, são atraídos por forças eletrostáticas e distribuí-
dos ordenadamente no espaço.
A menor unidade desta rede tridimensional, determina-
da pela disposição dos átomos na estrutura do mineral, é co-
nhecida como cela unitária (retículo cristalino) e pode
condicionar, além da forma externa do cristal, outras proprie-
dades físicas como a dureza, a clivagem, etc. A Figura 2.1
mostra a estrutura interna e a forma cúbica derivada deste
arranjo, para o mineral halita (NaCI).
Alguns minerais são amorfos - não têm forma própria -
por não apresentarem estrutura interna definida. Minerais não-
amorfos ocorrem como cristais, que são corpos com forma
geométrica, limitados por faces, arranjadas de maneira regu-
lar e relacionadas com a orientação da estrutura atômica.
Um ou mais elementos químicos podem constituir os
minerais. Os minerais formados por um só elemento são
menos comuns e pertencem à classe dos elementos nativos,
como, por exemplo, ouro, cobre, enxofre, carbono, etc. Este
último forma dois polimorfos, o diamante e a grafita, mine-
'):: p
""'t/~ p
~ ./ Vo.:--
Figura 2.1 Estrutura interna e forma da halita
16 Minerais e Rochas
rais de mesma composição química, mas com estrutura cris-
talina e, conseqüentemente, propriedades físicas distintas.
Em sua grande maioria, contudo, os minerais são com-
postos químicos resultantes da associação de átomos de dois
ou mais elementos. Muitas vezes, exibem isomorfismo, fe-
nômeno apresentado por substâncias que possuem estrutura
cristalina semelhante e composição química distinta. É o caso
dos plagiocIásios, que formam uma série isomórfica onde a
variação do conteúdo de Na e Ca na estrutura cristalina de-
termina uma variação de espécies minerais.
Os eixos cristalográficos são elementos de referência
utilizados na descrição do cristal. Estes eixos passam pelo
centro do cristal e estabelecem relações entre si que depen-
dem da simetria cristalina. Para fins de orientação, o eixo a é
frontal, o eixo b lateral e o eixo c vertical. Com base nos
elementos de simetria, os cristais foram reunidos em seis gru-
pos, denominados sistemas cristalinos (Tabela 2.1).
A forma externa do mineral é o hábito. A Tabela 2.2
apresenta aqueles mais comuns entre os minerais formado-
res de rochas.
A associação de dois ou mais cristais de um mesmo
mineral, unidos por um plano de composição e agrupados
segundo uma determinada lei de repetição, constitui uma
geminação ou macIa.
Tabela 2.1 Sistemas cristalinos
SISTEMA
CRISTALINO
Cúbico ou
Isomélrico
~
a, =(lZ=(/1
a= P=y=90°
Tetraqonal
a= p~y=90°
Hexagonal
e
Trigonal
a= Jl = 90°
y = 120°
Ortorrõrnbico
atehtec
a= p=y=900
Monoclínico
a io h te C
0.= y= 90° io J3
Triclínico
aio"ioC
c
I~"71
c
c
J3,'~ •• ..a
. I
, • h
a .• <t
prismas e
pirâmides
tetragonais
prismas e
pirâmides
trigonais
halita
magneüta
granada
pirita
zircão
scheelita
quartzo
grafita
calcita
dolomita
nefelina
olivina
barita
orloclâsio
augita
hornblenda
bioíita
muscovita
gipso
plagioclásio
microclínio
<2>
[TI
romboedro
prismas e
pirâmides
hexagonais
prismas e
pirâmides
rômbicas
prismas com
faces inclinadas
plnacóides
[pares de faces
paralelas]
Conceitos 17
HÁBITO
Tabela 2.2 Principais hábitos de minerais formadores de rocha
CARACTERíSTICAS
Acicular
Colunar
Tabular ou lamelar
Laminado
Foliáceo
Fibroso
Granular
Maciço ~
Terroso
Botrioidal
Mineral em cristais delgados, semelhantes a agulhas
Mineral em indivíduos grossos, semelhantes a colunas
Mineral achatado, em iamelas sobrepostas
Mineral em finas lâminas achatadas
Mineral que se separa facilmente em lâminas ou folhas
Agregado subparalelo de cristais finos e fibrosos
Mineral em forma de agregado de grãos
Mineral compacto de forma irregular
Mineral com aspecto de massa de barro seco
Agregado com proeminências arredondadas, tipo cacho de uva
1.1.1 Propriedades tísicas
A estrutura cristalina e a composição química dos mi-
nerais são responsáveis por diversas propriedades físicas dos
minerais, úteis para sua determinação macroscópica, quais
sejam:
• brilho: aspecto apresentado pela superfície de fratura re-
cente do mineral, ao refletir a luz incidente. O brilho pode
ser metálico, vítreo, resinoso ou graxa, sedoso, perláceo,
adamantino, fosco, etc.;
• cor: está relacionada com defeitos estruturais, composição
química ou impurezas contidas no mineral. Pode ser carac-
terística de um determinado mineral, como, por exemplo, a
cor amarelo-latão da pirita. Mas, no geral, é variável para
um mesmo mineral. O quartzo pode apresentar ampla varia-
ção de cores, correspondendo às variedades denominadas
ametista (lilás), citrino (amarelo-queimado), etc.;
• traço: é a cor do pó mineral que se observa quando este
risca uma superfície áspera de porcelana branca e dura. Nos
minerais opacos de brilho metálico (óxidos e sulfetos), esta
é uma das propriedades diagnósticas para a identificação
da espécie;
• c1ivagem: superfície de fratura plana, paralela a uma face
real ou possível do cristal. O tipo da estrutura cristalina de-
termina a presençaou ausência de plano de clivagem, se-
gundo uma ou mais direções, como mostrado na Figura 2.2a.
E qualificada como perfeita, boa, distinta e imperfeita;
• fratura: superfície de quebra do mineral, independente do
plano de clivagem, podendo ser do tipo irregular ou
concóide, esta última igual à do vidro (Figura 2.2bl;
• dureza: resistência do mineral ao risco ou abrasão. Emedi-
da pela resistência que a superfície do mineral oferece ao
risco por outro mineral ou por outra substância qualquer. A
determinação desta propriedade é referida a uma escala-
padrão de dez minerais, conhecida como Escala de Mohs
(Tabela 2.3);
• tenacidade: resistência que os minerais oferecem à flexão,
ao esmagamento, ao corte, etc. Os minerais do grupo das
micas são flexíveis e elásticos. O quartzo, os feldspatos e a
calcita são quebradiços. O talco, o gipso e a serpentina são
sécteis;
• magnetismo: os minerais que contêm o elemento ferro são
afetados pelo campo magnético. Os diamagnéticos são re-
pelidos e os paramagnéticos são atraídos pelo ímã. Os
que são fortemente atraídos pelo ímã são chamados
ferromagnéticos, como é o caso da rnagnetíta (Fe)04);
• peso específico: corresponde ao peso do mineral em rela-
ção ao peso de igual volume de água, sendo assim calculado:
peso específico = peso do mineral no ar/peso do mineral no
ar - peso do mineral imerso n'água
O resultado da determinação deve ser obtido com preci-
são até a segunda casa decimal, para auxiliar a identificação
do mineral. O valor é constante para cada espécie, pois tem
relação com a composição e a estrutura cristalina. Os mine-
rais, normalmente, têm peso específico entre 2 e 4. Quando
acima de 4, são denominados pesados.
a)
b)
Figura 2.2 Clivagens prismática e romboédrica (a).
Fratura concóide (b)
Tabela 2.3 Escala de dureza de Mohs
ESCALA DE MINERAIS COMP.OSIÇÃO REFERENCIAS
DUREZA PADRÃO QUIMICA RELATIVAS
1 Talco M93Si04(OH)2 Riscam-se com a unha
2 Gipso CaS04·2Hp
3 Calcita CaC03 Risca-se com objeto de cobre
4 Fluorita CaF2 Riscam-se com o canivete ou com o
5 Apatita CaS(P04)3(F,CI,OH) canto do vidro
6 Ortoclásio KAISiPa Risca o vidro com dificuldade
7 Quartzo Si02 Riscam o vidro
8 ~ Topázio AI2Si04(OH,F)2
9 Coríndon AIP3 Riscam o vidro com facilidade
10 Diamante C
18 Minerais e Rochas
TIPOS DE
MINERAIS
Moles
Semiduros
Duros
1.2 Rochas
Rocha é um corpo sólido natural, resultante de um pro-
cesso geológico determinado, formado por agregados de um
ou mais minerais, arranjados segundo as condições de tem-
peratura e pressão existentes durante sua formação. Também
podem ser corpos de material mineral não-cristalino, como o
vidro vulcânico (obsidiana) e materiais sólidos orgânicos,
como o carvão.
As rochas, de acordo com seu modo de formação, cons-
tituern três grandes grupos: ígneas, sedimentares e
metamórficas, cada qual com características peculiares.
Estes grupos rochosos se inter-relacionam, evidencian-
do o caráter cíclico e dinâmico da formação das rochas, como
mostrado na Figura 2.3.
A determinação da natureza das rochas é feita através
das observações realizadas nos trabalhos de campo, envol-
vendo forma de ocorrência, estruturas, tipos rochosos associa-
dos e outros. Sua classificação petrográfica (usualmente de-
terminada em estudos microscópicos) é obtida com base na
sua mineralogia, arranjo textural e granulometria, cada qual
com maior importância relativa conforme o tipo de rocha. °
conjunto destes parâmetros define o comportamento mecâni-
co das rochas.
lAEG (1981) propôs os principais critérios utilizados
na descrição e classificação de rochas para fins de Geologia
de Engenharia. Deve-se ressaltar que os critérios propostos
se baseiam no princípio de que as propriedades físicas, atual-
mente exibidas pela rocha, refletem os efeitos combinados
da sua origem e subseqüente história evolutiva, que inclui
os processos de alteração. Seu conhecimento, aliado aos re-
sultados de ensaios mecânicos, permite delimitar unidades
rochosas espacialmente homogêneas do ponto de vista
geotécnico,
1.2.1 Feições macroscópicas
No reconhecimento macroscópico de rochas ou de
amostras de mão, devem ser observadas, especialmente em
Geologia de Engenharia, as seguintes feições:
• estruturas: compreende a orientação e as posições de mas-
sas rochosas em uma determinada área, bem como as fei-
ções resultantes de processos geológicos como falhamentos,
dobramentos, intrusões ígneas e outros. As rochas ígneas
usualmente são maciças, o que pode lhes conferir carac-
Rocha Sedimentar
sedimento
A·ntempe~ismoerosaotransporte
Rocha metamorfismo
ígnea •••••• anatexia (fusão)
metamorfismo
>, Rocha
Metamórfica
Figura 2.3 Ciclo das rochas
,
I ~
terísticas físico-mecânicas constantes em' todas as direções,
ou seja, isotropia. A isorientação mineral e as deforma-
ções tectônicas de parte das rochas metamórficas, e algu-
mas estruturas (acamamento, por exemplo) de rochas
sedimentares, confere-lhes anisotropia (Capítulo 3 - Es-
truturas dos Maciços Rochosos);
• descontinuidades: este termo refere-se a qualquer estrutu-
ra geológica que interrompa, ou possa interromper, quando
submetida a certas cargas, a continuidade física da rocha.
Engloba juntas, falhas, fraturas, fissuras, etc., podendo even-
tualmente incluir planos de fraqueza em acamamentos,
bandamentos e foliações. A resistência das rochas é afeta-
da pela freqüência e orientação de sistemas de fraturas. As
fraturas também são locais propícios à percolação de águas
superficiais, o que favorece o intemperismo e a formação
de argilominerais. Estes, por sua vez, podem ser carreados,
deixando cavidades (vazios) que facilitam ainda mais a
percolação de água, ou podem tornar lubrificada uma su-
perfície, facilitando escorregamentos;
• cor: apesar de ser um parâmetro subjetivo e, muitas vezes,
variável num mesmo tipo de rocha, é característico para um
determinado corpo rochoso, servindo para qualificá-lo, em
conjunto com os demais aspectos aqui mostrados. A título
de se obter uma maior homogeneidade na descrição, é re-
comendável o uso da Rock-Color Chart pubJicada pela
Geological Society of America (Rock-Color Chart
Committee, 1963).
1.2.2 Feições microscópicas
As análises petrográficas, que são realizadas mediante
o exame de seções delgadas de rochas em microscópicos
polarizadores, compreendem a determinação e a quantificação
dos minerais constituintes e suas inter-relaçôes, descrição dos
padrões de alteração, deformação e outros. São normalizadas,
no caso de estudo de rochas para revestimento, pela ABNT
(Capítulo 20 - Materiais Rochosos para Construção).
Os minerais característicos e necessários para a classi-
ficação petrográfica são denominados essenciais e aqueles
que ocorrem em quantidades menores, cuja presença não seja
determinante para sua classificação, são chamados acessó-
rios. Estes minerais são considerados primários.
Em Geologia de Engenharia revestem-se de importân-
cia os minerais de alteração, ou secundários, gerados a par-
tir da modificação dos minerais primários, principalmente
por processos intempéricos. Nestes, novos minerais são for-
mados pela decomposição química de rochas metamórficas
e ígneas, quando expostas às condições reinantes na superfí-
cie terrestre. Compreendem, entre outros, os argilominerais e
os hidróxidos de ferro e de alumínio.
Os minerais também podem sofrer modificações atra-
vés dos processos hidrotermais, que estão relacionados, prin-
cipalmente, à fase final de processos ígneos (ou magmáticos),
onde ocorrem reações entre as soluções aquosas quentes e as
fases sólidas preexistentes.
Destacam-se a seguir mais alguns conceitos de interes-
se à caracterização das rochas:
• minerais secundários: a presença e o modo de ocorrência
de minerais secundários ou de alteração intempérica
(argilominerais, hidróxidos de ferro, sais, sulfatos, etc.) sub-
sidiam a determinação da estabilidade química e física da
rocha ante as condições de uso em que serão empregadas,
como, 'por exemplo, as rochas de enrocamento, que serão
submetidas a ciclos de saturação(chuvas, enchentes) e se-
cagem (épocas de estiagem). Sua quantificação também
fornece o grau de alteração da rocha;
Conceitos 19
• minerais deletérios: são minerais que podem provocar efei-
tos prejudiciais quando da sua aplicação, como em agrega-
do para concreto. Cita-se, como exemplo, o caso da opala
que pode reagir com os álcalis do concreto, causando danos
às estruturas civis;
• textura: é o arranjo microscópico dos minerais. Muitas ve-
zes, estes arranjos são exclusivos para determinados tipos
de rochas. A textura está intimamente relacionada à mine-
ralogia e às condições físicas vigentes durante a formação
da rocha. As propriedades mecânicas dependem, em parte,
da textura, que reflete o grau de coesão da rocha;
• granulometria: refere-se ao tamanho dos grãos. É um dos
critérios de classificação das rochas sedimentares. Nas ro-
chas ígneas, a granulação diferencia macroscopicamente as
rochas vulcânicas (mais finas) e plutônicas (mais grossas);
• microestruturas: são estruturas de dimensões microscópi-
cas (microfraturas, microfissuras, microfalhas, microdobras
e outras) que também são determinantes para a maior ou
menor resistência mecânica das rochas.
As Figuras 2.4 a 2.12 apresentam diversos exemplos
de feições microscópicas e macroscópicas.
o 1 mm
'l=========l'
Figura 2.4 Granito com textura granular composto de
quartzo (Q), plagioclásio (P) e microclínio (M).
Plagioclásio sem i-alterado em sericita (8). Polarizadores
cruzados
o lmm
l=1=========l'
Figura 2.5 Textura porfirítica em riólito. Fenocristais de
quartzo (Q) e de piroxênio (P) em matriz granular micro
a criptocristalina. Polarizadores descruzados
20 Minerais e Rochas
o 1 mm
1=1=======:J'
Figura 2.6 Basalto amigdaloidal composto de
plagioclásio (P), augita (A) e opacos (O) em textura
granular. As amígdalas (AM) estão preenchidas por
argilominerais. Polarizadores descruzados
o 1 mm
1=1========l'
Figura 2.7 Basalto amigdaloidal com
argilominerais (A) do grupo da montmorilonita
preenchendo amígdalas ou dispersos pela rocha.
Polarizadores descruzados
o lmm
1=1========l'
Figura 2.8 Ouartzo arenito. Grãos de quartzo (O) ci-
mentados por carbonato (calcita - C). Polarizadores cru-
zados
o 1 mm
1=1========ll
Figura 2.9 Filito composto essencialmente de sericita
mostrando as direções de xistosidade (8) e de
crenulação (C). Polarizadores descruzados
o lmm
1=1========ll
Figura 2.10 Xisto composto por muscovita (M)
crenulada, quartzo (Q) e poiquiloblastos de granada (G).
Polarizadores cruzados
o lmm
1='=======:JI
Figura 2.11 Ouartzito com cristais de quartzo em ar-
ranjo granoblástico ineqüigranular. Polarizadores cru-
zados
r,
1 mm
b======dl
o
Figura 2.12 Milonito com micro augens de microclínio
(M) e agregados lenticulares de quartzo (Q),
recristalizado em matriz de granulação fina e composi-
ção quartzo-feldspática. Polarizadores cruzados
2 Principais Minerais Formadores de
Rocha
Na formação dos minerais, três fatores são importan-
tes: pressão, temperatura e disponibilidade de material
químico.
Durante o processo de diferenciação geoquímica da Ter-
ra, que resultou na formação da sua parte sólida mais externa
(crosta terrestre), dez elementos ali se concentraram,
totalizando cerca de 99% da sua composição. Destes, o oxi-
gênio (46,6%) e o silício (28,2%) são os elementos mais co-
muns nos minerais formadores de rocha, os silicatos. Os de-
mais são: AI (8,2%), Fe (5,6%), Ca (4,2%) e outros (Na, K,
Mg, Ti, P).
No estudo sistemático dos minerais é comum classificá-
los levando-se em consideração a sua composição química.
Embora já tenham sido descritas e classificadas mais de 2.000
espécies minerais, apenas um pequeno número é formador
das rochas. Nesta síntese, que contempla, principalmente,
dados de Winchell e Winchell (1951), Deer et aI. (1966), Dana
(1976) e Milovsky e Kononov (1985), são apresentadas ape-
nas as classes que apresentam os minerais formadores de
rochas mais comuns, bem como os minerais acessórios e de
alteração mais importantes.
2.1 Silicatos
Os silicatos, estruturalmente, apresentam o íon Si+4 si-
tuado entre quatro íons de 0.2 compondo um arranjo
tetraédrico (Si04)-4 °alumínio (AI+3),terceiro elemento mais
abundante, não só substitui em parte o silício neste arranjo,
como também os cátions Fe+3 e Mg+2.O restante da estrutu-
ra dos silicatos é formada por cátions dos outros elementos
comuns (Na', K+, Ca+2, etc.), moléculas de água ou íons
hidroxila.
Os silicatos são divididos em subclasses, conforme o
tipo de ligação entre as estruturas telraédricas. O pequeno
número de elementos que compõem esses minerais se com-
binam, nas mais diversas proporções, tornando muito gran-
de o número de espécies, de composição variada e complexa.
Principais Minerais Formadores de Rocha 21
A Tabela 2.4 apresenta as composições químicas e as
propriedades físicas de alguns dos principais silicatos for-
madores de rocha, acessórios e de alteração.
2.1.1 Nesossilicatos
Os nesossilícatos são minerais que contêm tetraedros
(SiOJ4 independentes (Figura 2.13), ligados por cátions de
Fe, Mg, etc.
Os principais minerais formadores de rochas desta
subclasse são os do grupo da olivina, incluindo também im-
portantes minerais acessórios como a granada, a titanita e o
zircão.
A olivina ocorre, principalmente, em rochas ígneas
básicas e ultrabásicas. Sua alteração (hidrotermal) produz
serpentina verde e óxidos de ferro (magnetita) ao longo dos
planos de fraturas.
A granada é mineral característico de rochas
metamórficas (xistos e gnaisses), sendo também encontrada
em rochas ígneas ultrabásicas e graníticas. Sua alteração pro-
duz clorita e hidróxidos de ferro (Iimonita).
A titanita é mineral acessório muito comum em rochas
igneas, especialmente as plutônicas, intermediárias e ácidas.
Sua alteração produz leucoxênio (termo geral para se referir
ao material fino, opaco e esbranquiçado, que consiste nos
polimorfos de Ti02, rutilo e anatásio).
O zircão é mineral acessório comum em rochas
plutônicas, sendo também encontrado em rochas sedimentares
detríticas, constituindo um dos chamados minerais pesados.
É praticamente inalterável nas condições atmosféricas.
2.1.2 Inossilicatos
Os minerais desta subclasse contêm unidades
tetraédricas ligadas por oxigênios em comum, formando ca-
deias simples (SiPJ4 ou duplas (Si
4
0,J6 (Figura 2.14, a e
b, respectivamente). Por isso, o hábito destes minerais é em
geral alongado, do tipo prismático.
Os inossilicatos formadores de rochas reúnem-se em dois
grupos principais: o dos piroxênios e o dos anfibólios.
Os piroxênios são silicatos anidros de cadeias
tetraédricas simples. Cristalizam-se nos sistemas monoclínico
(augita, diopsídio) e ortorrômbico (hiperstênio). Sua clivagem,
caracterizada por duas direções a um ângulo de 87º, é típica.
• augita: especialmente abundante em rochas ígneas básicas
(gabros e basaltos) e ultrabásicas (piroxenitos). O diopsídio
é mais comum em rochas metamórficas (rochas
calciossilicáticas). A alteração hidrotermal destes minerais
produz clorita, serpentina, talco e óxidos de ferro;
• :Si
0:0
Figura 2.13 ° ânion silicático, com arranjo tetraédrico
22 Minerais e Rochas
(a) (b)
• :Si 0:0
Figura 2.14 Arranjos de cadeias simples (a) e duplas (b) em inossilicatos
• hiperstênio: está presente em rochas ígneas básicas (gabros,
especialmente) e ultrabásicas (piroxenitos). Émineral pouco
abundante, mas característico das rochas do grupo dos
charnockitos. Sua alteração produz clorita, serpentina, tal-
co e óxidos de ferro.
Os anfibólios são silicatos hidratados de cadeias
tetraédricas duplas. Sua principal característica é apresentar
duas c1ivagens prismáticas, em direções segundo ângulos de
124°.
• hornblenda: muito comum em rochas ígneas, especialmente
nos dioritos. Em granitos é menos freqüente. Em rochas
metamórficas, é abundante nos anfibolitos e menos nos
gnaisses. Sua alteração hidrotermal origina clorita e carbo-
nato. Por intemperismo, altera-se em argilominerais e óxi-
dos de ferro.
2.1.3 Filossilicatos
Os minerais desta subclassesão hidratados e suas uni-
dades tetraédricas se dispõem em folhas, onde cada tetraedro
é ligado a outros três por oxigênios em comum. Uma série de
cadeias duplas, formadas pela unidade aniônica [(Si,Al)P5J2
(Figura 2.15), se repete indefinidamente em duas direções.
O hábito destes minerais é foliáceo, com uma direção
principal de clivagem segundo o plano das folhas tetraédricas.
Os grupos que reúnem os minerais formadores destas rochas
são as micas, argilominerais e outros filossilicatos de
alteração.
As micas são filossilicatos primários, cujas espécies
principais são a muscovita e a biotita, que se distinguem fa-
cilmente pela cor. Com relação à tenacidade, são flexíveis e
elásticas.
• muscovita: é a mica mais comum e importante das ro-
chas metamórficas (gnaisses, xistos e quartzitos). Tam-
bém ocorre em rochas ígneas, principalmente em
pegmatitos. Na forma de sericita, variedade com hábito
laminar, brilho sedoso e granulação mais fina, é um mine-
ral secundário derivado de aluminossilicatos (feldspatos,
nefelina e outros). Por intemperismo pode se alterar em
caulinita ou gibbsita;
• biotita: é encontrada em rochas ígneas ácidas (grani-
tos, riólitos) e intermediárias (sienitos, traquitos, dioritos
e andesitos) e em rochas metamórficas (xistos, gnaisses).
Altera-se em clorita. Por intemperismo, pela perda de
álcalis, passa a ter cor marrom a amarelo-dourada e, quando
aquecida (a 100°), se desfolha e desprega em fragmentos
vermiformes (de onde vem a denominação vermiculita).
Os argilominerais (filossilicatos secundários) apresen-
tam íons 0.2 e OR desempenhando papel importante na con-
figuração geral da estrutura, podendo construir elementos
estruturais, tetraedros e octaedros, dispostos em camadas
alternadas. A classificação das espécies é baseada no arranjo
dessas camadas, no espaçamento entre eles e nos elementos
químicos envolvidos. A análise por difração de raios X é o
método mais rápido e preciso de identificação das espécies.
A microscopia eletrônica também é uma ferramenta impor-
tante. No ambiente continental (oxidante), óxidos de ferro
pigmentam esses minerais com cores avermelhadas. Os
argilominerais são formados pela alteração intempérica de
outros minerais, como feldspatos (comum ente alterados em
caulinita), olivina, piroxênios e anfibólios, sendo também
produtos da alteração de vidro vulcânico. As espécies mais
comuns são a caulinita, a montmorilonita e a illita.
• caulinita: constituinte das rochas sedimentares detríticas
(grupo dos pelitos) e da argila dos solos. Origina-se da alte-
ração de aluminossilicatos (feldspatos e micas, principal-
mente). É refratária e não-expansiva. Tem amplo emprego
industrial;
• :Si
0:0
Figura 2.15 Arranjos de unidades tetraédricas
em filossilicatos
~.,..
'j,
!
Tabela 2.4 Composição química e principais propriedades físicas de minerais silicáticos
MINERAL
SISTEMA CRISTALINO
COR BRILHO HAsrro FRATURA CLIVAGEMPRINCIPAL
Olivina Ortorrôrnblco Verde-oliva Vftreo Granular Concóide
(Mg,Fe),SiO.
Granada Cúbico Vermelha, marrom Vftreo
Granular,
Concóide
Fe3AI2Si3012 dodecaédrico
Titanita Monoclínico Amarela, marrom Resinoso a
Prismático,
Prismática
Ca1iSiO, adamantino navicular
Zircáo
Tetragonal Marrom, dourada Adamantino
Prismático Prismática
ZrSiO, alongados imperfeita
Augila (Ca,Na)(Mg,Fe,AI) Monoclínico Verde, marrom, preta Vãreo, resinoso
Prismático Duas prismáticas,
(Si,AI),O, curto a 870
Hlperstênio (Mg,Fe)2Si20S Ortorrômbico Marrom-escura, preta Vítreo Prismático Duas prismáticas,curto, massivo a 870
Hornblenda Preta-esverdeada, Prismático Duas prisrnáticas,
(Na,Ca),(Mg,Fe), Monoclínico Vítreo alongado a
Si,AIO,,(OH),
marrom adeular a 124
0
Muscovita Monoclínico ocoror. branca-prateada
Vãreo, Foliáceo. Basal
K,AI.Si,AI,O.,(OH). nacarado tabular
Biotita
Subrnetállco.
K,(Mg,Fe,AI), Monoclínlco Preta, marrom-escura perláceo Foliáceo Basal
(Si,AI).O",(OH).
Caulinita Triclínico Branca Fosco Terroso, 8asal
A,.Si.O,,(OH. compacto
Montmorilonita Terroso,
(AI, Mg),Si.o" Monoclínico Branca, cinza, rosa Fosco Basal
(OH),.4H,O
compacto
Clorita(Mg,Fe,AI), Monoclínico Verde Vâreo, fosco Laminar, Basal
(AI,Si).o,,(OH). terroso
Serpentina Várias tonalidades de Fibroso,
Mg,Si.o,,(OH),
Monoclínico verde Sedoso, graxo laminar, Basalcompacto
Talco Monoclínico
Branca, verde-claro, Graxa Granular, Basal
Mg,Si.O,,(OH), cinza laminar
Feldspato potássico
Monoclínico I triclínico Rosa-avermelhada, Vjtreo Tabular Duas, a 89°
KAISi,O. cinza, branca
Plagiocláslo
(Na,Ca)(AI,Si) Triclínico Branca, cinza Vítreo Tabular Duas, a 86°
AISi
2
0a
Quartzo Prismático,
Si0
2
Hexagonal Incolor, branca, cinza Vftreo piramidal, Concóide
granular
Nefelina KNa,(SiAIO.). Hexagonal
Branca-acinzentada,
Graxo Prismático, Concóideesverdeada tabular
Analcita NaSi
2
AIOs.H2O Cúbico
Incolor, branca,
Graxa Fibroso, mperteltaesverdeada colunar
DUREZA
6,5 -7
7 -7,5
5 - 5,5
5-6
5-6
5-6
2-3
2-3
2 - 2,5
3-4
5,5 - 6
5 - 5,5
7.5
PESO ESPECiFICO
3,27 - 4,37
.,..
4,1 - 4_3
3,4 - 3,56
4,6 - 4,7
3,28 - 3,55
3,4 - 3,5
3,0-3,5
2,76 - 3,0
2,8 - 3,4
2,6
2,5
2,6 - 3,0 ~;:,;
"'B'
2,2 - 2,7 .,0;;'
2,82 ~;:,;
'"...,.,
2,56
0;;'
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2,62 -2,76 ~.,
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2,65
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'"2,55 - 2,65 ::o
Clcv;:,;-.,
2,22 - 2,29
N
W
2
-1
6
6
7
24 Minerais e Rochas
o montmorilonita: constituinte das rochas sedimentares
detríticas (grupo dos pelitos) e da argila dos solos. É o prin-
cipal e, por vezes, o único constituinte dos basaltos altera-
dos. Origina-se pela alteração dos aluminossilicatos e rni-
nerais ferromagnesianos. Em meio aquoso, caracteriza-se
pela expansão, por efeito da adsorção das moléculas de água
entre as cadeias tetraédricas;
o ilIita: também chamada hidromica, é um grupo de
argilominerais, de composição e estrutura intermediária
entre a muscovita e montmorilonita. São comuns em
folhelhos de origem marinha.
Outros filossilicatos de alteração são os minerais: clorita,
serpentina e talco.
o clorita: encontrada em quase todos os tipos de rochas, é
constituinte importante de rochas metamórficas (em espe-
cial, os clorita xis tos ou xis tos verdes). Mineral secundário
formado pela alteração da biotita, piroxênios, anfibólios,
granadas e olivinas. É flexível, mas não elástico. Às vezes,
se comporta como argilomineral, em especial quando apre-
senta granulação muito fina (argila);
o serpentina: constituinte importante de rochas metamórficas
(serpentinitos). Forma-se pela alteração hidrotermal de ro-
chas ultrabásicas ricas em silicatos magnesianos (olivina e
piroxênio). A variedade de hábito fibroso (crisotila) é flexí-
vel e tem brilho sedoso. E isolante térmico e acústico, e um
dos tipos de amianto. A variedade de hábito laminar
(antigorita) é compacta e tem brilho graxo;
• talco: constituinte de rochas metamórficas: esteatito ou pe-
dra sabão, e xistos, junto com clorita, é formado pela altera-
ção hidrotermal de silicatos magnesianos. Amplo emprego
industrial.
2.1.4 Tectossilicatos
Os minerais desta subclasse contêm tetraedros de (SiOJ1
ligados entre si por oxigênios em comum, resultando numa
estrutura contínua tridimensional (Figura 2.16).
A relação Si:O é 1:2 mas, em muitos casos, o AI+3 subs-
titui parte do Si+4,resultando na adição de outros cátions (Na',
K+, Ca+2) disponíveis no ambiente de cristalização, para que
haja a neutralização das cargas.
Os grupos que reúnem os principais minerais formado-
res de rochas são os feldspatos, a sílica, os feldspatóides e as
zeólitas.
Os feldspatos são os minerais mais abundantes na crosta
terrestre. Geralmente, possuem hábito prismático ou tabular.
Os tipos principais são: o feldspato potássico e os
plagioclásios:
o feldspato potássico: é comum nas rochas ígneas (granito,
sienito), nas sedimentares detríticas (arenito, arcóseo) e nas
metamórficas (gnaisses e xistos). E mineral predominante
em pegmatitos. As principais variedades são o ortoclásio
(monoclínico) e o microclínio (triclínico). Alteram-se
hidrotermalmente em sericita e, intempericamente, em
caulinita;
o plagiocIásios:correspondem a uma série isomórfica contí-
nua entre tipos sódico (albita - Ab:NaAlSips) e cálcico
(anortita - An:CaAI2Sips). São divididos em seis espéci-
es: albita, oligoclásio, andesina, labradorita, bytownita e
anortita. Está presente em quase todos os tipos de rochas
ígneas e metamórficas (gnaisses). Na alteração hidrotermal
podem originar minerais do grupo dos epídotos -
Caz(Fe,A1)AlJSi04][Si0710(OH) - calcita e sericita. Por
intemperismo, originam sericita e argilominerais.
Embora sendo óxido, o tipo de estrutura da sílica per-
mite enquadrá-Ia nos silicatos. Os tipos principais são:
quartzo, calcedônia e opala:
• quartzo: é um dos minerais mais comuns na natureza. Cons-
titui as rochas ígneas ácidas (granito, riólito), sedimentares
detríticas (arenitos) e metamórficas (quartzitos, gnaisses,
xistos). Nas rochas é incolor (hialino), leitoso (branco
translúcido) e/ou enfurnaçado (cinza). As variedades colo-
ridas são comuns. Freqüentemente, preenche fraturas ou
veios em rochas de origem variada. O quartzo é muito re-
sistente à alteração, sendo o principal constituinte das areias
e de solos arenosos;
• caIcedônia: é uma variedade criptocristalina, fibrosa, de
cor variada, brilho graxo e hábito botrioidal. Dependendo
das suas cores, estruturas, etc. recebe nomes peculiares como
ágata, ônix e jaspe;
• opala: é sílica hidratada (Si02.nHp); amorfa. Tem cores
claras (branca, cinza) e brilho perláceo, comumente
opalescente (exibindo reflexões internas coloridas).
Os fedspatóides são minerais cristalograficamente apa-
rentados dos feldspatos, porém ricos em Na+ e K+ epobres
em Si02:
o nefelina: é a variedade mais comum, constituinte das rochas
ígneas alcalinas (nefelina sienitos e pegmatitos alcalinos)
estando ausente nos outros tipos de rocha. E muito instável,
alterando-se hidrotermalmente em albita, muscovita, zeólitas
e outros felspatóides (cancrinita e sodalita). Mais raramen-
te altera-se em caulinita.
As zeólitas são minerais secundários compostos por
silicatos de alumínio, hidratados. Constituem polimorfos nos
sistemas cúbico, tetragonal, romboédrico, ortorrômbico e
monoclínico:
• :Si
0:0
Figura 2.16 Arranjo tridimensional de tetraedros em
tectossilicatos
•'i'
I
I
t
i
[
t-
I
1
• analcita: é uma das variedades mais comuns. Mineral se-
cundário, está geralmente associado a feldspatóides, dos
quais se deriva. Também ocorre preenchendo amígdalas em
rochas vulcânicas.
2.2 Não-silicatos
Os minerais não-silicáticos abrangem os grupos dos
elementos nativos, sulfetos, óxidos e hidróxidos, carbonatos,
halóides e sulfatos. Na Tabela 2.5 estão apresentados alguns
minerais destas classes e suas principais propriedades físicas.
2.2.1 Elementos nativos~
Compreendem qualquer elemento, na sua forma sim-
ples (não-combinada), encontrado na natureza. A grafita,
composta unicamente de carbono, é um dos minerais mais
comuns desta classe e ocorre principalmente em rochas
metamórficas (xistos).
2.2.2 Sulfetos
Como sulfetos, destaca-se a pirita, mineral acessório
ou secundário em rochas ígneas, sedimentares e
metamórficas. Altera-se em limonita e sulfatos .
2.2.3 Óxidos e hidróxidos
Nestes minerais, os íons 0-2 e OR correspondem ao
ânion que se liga a um ou mais metais. Seus tipos principais
são: magnetita, hematita, especularita, ilmenita, limonita e
goethita, bauxita e pirolusita:
• magnetita: mineral acessório em rochas ígneas, especial-
mente as básicas e ultrabásicas. Alteração por oxidação em
hematita e, por oxidação e hidratação, em limonita;
• hematita: comum em rochas metamórficas (quartzitos, tipo
itabirito) e, como cimento, em rochas sedimentares. A
especularita é uma variedade com forma tabular e brilho
metálico intenso. Altera-se em limonita;
• i1menita: mineral acessório em rochas ígneas básicas (por
exemplo, basaltos). Altera-se em leucoxênio, porém é rela-
tivamente estável nas condições atmosféricas;
'limonita e goethita: formam-se pela alteração intempérica
dos minerais de ferro. O nome limonita é usado para se
referir a todos os óxidos de ferro hidratados. A goethita cons-
titui os chapéus-de-ferro (gossans), que capeiam corpos
de sulfetos;
• bauxita: é uma mistura de óxidos hidratados de alumínio:
boehmita (AlO(OR)) e diásporo (~O) - ortorrômbicos-
gibbsita (Al(OR))) - monoclínico. E produto da alteração
intempérica, predominantemente química, de rochas ígneas
ricas em alumínio (especialmente sienitos), em regiões de
clima tropical/subtropical. É minério de alumínio;
• pirolusita: é o produto da alteração intempérica de mine-
rais de manganês. Geralmente está pigmentando (cores es-
curas ou violáceas) as rochas intemperizadas.
2.2.4 Carbonatos
São minerais caracterizados pelo ânion (CO)"2:
• caleita: é o carbonato de cálcio (CaCO). Ocorre em rochas
sedimentares (calcários) e metamórficas (mármores). Como
Rochas Ígneas 25
mineral secundário encontra-se em veios e fraturas em rochas
de naturezas diversas. Preenche, também, amígdalas em
rochas basálticas. Mineral facilmente solúvel em meio
ácido. Reage com HCI a frio, com forte efervescência pelo
desprendimento de gás carbônico;
• dolomita: é o carbonato de cálcio e magnésio - CaMg(CO ),
- Ocorre em rochas sedimentares (calcários dolomíticos) e
metamórficas (mármores dolomíticos). Menos solúvel em
meio ácido que a calcita, reage fracamente com RCI a frio,
com pouca efervescência.
2.2.5 Halóides
São minerais caracterizados pela presença do ânion de
um elemento halogênio. O mais comum é a halita cloreto de
sódio (NaCI), encontrada em rochas sedimentares de origem
química (evaporitos: sal-gema). Mineral solúvel em água.
2.2.6 Sulfatos
São minerais caracterizados pela presença do ânion
(SO4)-2. O mais comum é o gipso, o sulfato de cálcio hidrata-
do encontrado em rochas sedimentares de origem química
(evaporitos) associadas com calcários, folhelhos e margas.
Mineral hidratado, solúvel em meio ácido. A variedade maciça
é conhecida como alabastro.
3 Rochasígneas
As rochas ígneas, ou magmáticas, resultam da
solidificação de material rochoso, parcial a totalmente fundi-
do, denominado magma, gerado no interior da crosta terrestre.
Conforme seu local de formação, distinguem-se dois
tipos de rochas ígneas:
• plutônicas ou intrusivas: formadas em profundidade, no
interior da crosta terrestre, pelos lentos processos de
resfriamento e solidificação do rnagma, resultando em ma-
terial cristalino geralmente de granulação grossa e de for-
mas definidas. No seu movimento ascendente à parte supe-
rior da crosta, podem fragmentar e incorporar blocos das
rochas encaixantes, denominados xenólitos;
• vulcânicas ou extrusivas: formadas na superfície terrestre,
ou nas suas proximidades, pelo extravazamento explosivo,
ou não, de lava - material ígneo que alcança a superfície da
Terra - por condutos vulcânicos. Resulta em material vítreo
ou cristalino, de granulação fina.
O oxigênio e o silício são os elementos mais abundan-
tes na composição do magma e sua viscosidade é diretamente
proporcional ao conteúdo de sílica,
As rochas ígneas são as que apresentam, em geral, me-
lhor comportamento geomecânico e são as mais utilizadas
em construção civil, no Brasil. Algumas também são impor-
tantes matérias-primas industriais. De maneira geral, as ro-
chas plutônicas têm resistências mecânicas altas, devido à
relativa homogeneidade dos corpos rochosos, forte coesão dos
constituintes minerais (textura) e granulação mais grossa.
Entretanto, as rochas vulcânicas compactas apresentam maio-
res resistências mecânicas que as plutônicas, porém, a pre-
sença de vesículas ou amígdalas, bem como de disjunções
colunares, tendem a diminuí-Ias. Maiores quantidades de
quartzo aumentam a resistência mecânica da rocha. Por outro
26 Minerais e Rochas
lado, também aumentam sua abrasividade, o que leva a um
maior desgaste de equipamentos (britadores, serras
diamantadas, etc.).
3.1 Composição
Os minerais constituintes de rochas ígneas, essencial-
mente silicatos, se formam à medida que a temperatura atinge
seus pontos de cristalização. Genericamente,a seqüência de
cristalização, com a diminuição da temperatura, é:
1. olivina, piroxênios, anfibólios (homblenda) e micas (biotita)
- denominados mi?frais máficos;
2. plagioclásios cálcicos, seguidos dos plagioclásios sódicos,
feldspatos alcalinos, quartzo - denominados minerais félsicos
- e mica (muscovita).
Os primeiros minerais formados são os silicatos de ferro
e magnésio, enquanto os últimos são os aluminossilicatos de
sódio e potássio. Os minerais acessórios, como zircão, apatita
e titanita são os primeiros a se cristalizar.
Por se cristalizarem em condições de maiores tempera-
tura e pressão, os minerais ferromagnesianos são os mais
instáveis, podendo se alterar (mudar de composição química
e estrutura cristalina) tanto pela interação com líquidos
magmáticos tardios (mais ricos em voláteis e/ou silicosos),
quanto pela exposição às condições atmosféricas
(intemperismo ). Nestas últimas condições, há geração de
minerais secundários, como óxidos e hidróxidos (limonita,
por exemplo) e argilominerais e sais, que reduzem as resis-
tências das rochas.
3.2 Formas de ocorrência
As principais formas de ocorrência das rochas ígneas
na crosta terrestre, esquematizadas na Figura 2.17, são des-
critas a seguir.
• plutons: volumes irregulares de rochas intrusivas:
- batólito: massa ígnea de grande volume, abrangendo área
de afloramento em superfície superior a 100 km". Os con-
tornos são irregulares e o topo tem forma dômica. Consti-
tui-se de numerosos plutons menores;
- stock: massa ígnea plutônica de volume menor, abran-
gendo área de afloramento na superfície inferior a 100 krrr'.
Refere-se a corpos verticais quase cilíndricos;
• dique: resulta do preenchimento de fraturas nas rochas da
crosta terrestre pelo magma em ascensão. A espessura pode
variar de centímetros a centenas de metros e o comprimento
de até vários quilômetros;
• sill: corpo ígneo de forma tabular, concordante em relação
às rochas encaixantes. Apresenta-se em camada de marcante
uniformidade e espessura devido à introdução de magma
entre planos de estratificação de depósitos sedimentares.
Também é conhecido por soleira;
• derrame de lava: as atividades vulcânicas podem se dar
por duas formas:
- erupção central: na superfície do vulcão, forma-se um cone
ligado ao conduto vulcânico, por onde são ejetados lava,
gases e materiais piroclásticos;
- fissural: a lava extravasa ao longo de uma rede de fraturas
na superfície terrestre, recobrindo grandes áreas. A
superposição dos sucessivos derrames de lava resulta na
formação de um planalto vulcânico.
3.3 Estruturas e texturas
Os aspectos estruturais e texturais das rochas ígneas
freqüentemente se sobrepõem. Por isto, considera-se como
estrutura as feições arquitetônicas do corpo rochoso, melhor
observáveis no campo. Como textura, os aspectos mesa e
microscópicos, tais como tamanho de cristais, grau de crista-
lização e outros.
3.3.1 Estruturas
Comumente, as rochas ígneas apresentam as seguintes
estruturas:
• maciça: rocha cujos os minerais não exibem orientação pre-
ferencial segundo direções determinadas. Tem o aspecto
tanto em afloramento, como em amostra de mão, de uma
massa rochosa compacta (Figura 2.18). No caso de rochas
plutônicas, podem mostrar sistemas de fraturamento verti-
cais e suborizontais, que se originam após a solidificação
do magma e favorecem a quebra da rocha em blocos;
Figura 2.17 Formas de ocorrência das rochas ígneas e relevos associados: Batólito - B; Stock - S; Dique - Di; Sill
- Si; Derrame Fissural- DF; Derrame de Erupção Central - EC; Câmara Magmática - eM
Tabela 2.5 Composição química e principais propriedades físicas de minerais não-silicáticos
MINERAL SISTEMA CRISTALINO COR BRILHO HÁBrro FRATURA CLIVAGEM OUREZA PESO ESPECiFICOPRINCIPAL
Grafita Metálico, Massivo,
Hexagonal Cinza-escuraa preto foliáceo Basal 1,5 2,15C fosco terroso .,.
Pirita
Cúbico Amarelo latão Metálico Cúbico Cúbica e 6 - 6,5 5,1FeS, octaédrica
Magnetita Cúbico Preta Metálicp
Octaédrico,
Subconcóide 5,5 - 6,0 5,2Fe3O, granular
Hematita Preta, marrom- Tabular,
Fe,03
Trigonal avermelhada
Metálico laminar, Irregular 5-6 5,26
terroso
I/menita
Trigonal Preta
Metálico, Tabular,
Concóide 5,5 4,7Feli03 submetálico laminar
Limonita Amorfo/ Castanho- Fosco, Terroso 5 4,3EeO.OH.nH,O cripto-cristalino amarelada metálico
Goethita Ortorrômbico Marrom-escura
Sedoso,
Massivo Uma 5 - 5,5 3,3 - 4,3aFeO.OH fosco
Bauxita Ortorrômbico Branca, castanho-
Fosco
Terroso,
Basal 2,5 - 3,5 2,3 - 2,4hidróxidos de alumínio monoclínico amarelada tabular
Pirolusita Tetragonal Preta Metálico Massivo Prismática 1 - 2 4,7 - 5,0
Mn02
Calcita Hexagonal (triqonal)
Incolor, branca, Vítreo Romboédrico, Três, 3 2,71
CaCO, variada tabular romboédricas
Dolomita CaMg(C03), Hexagonal (trigonal) Branca, variada Vítreo
Romboédrico, Três,
3,5 2,85massivo romboédricas
Halita Cúbico Incolor, branca, cinza Vítreo
Cúbico,
Cúbica 2,5 2,16NaCI granular
Fibroso,
~
Gipso Duas,
<::>
Monoclínico Incolor, branca Vítreo tabular, 2 2,32
<:)
CaSO,.2H,O prismáticas
;,..
granular ::>'"OQ'
;,
'"::>'"
N--..l
28 Minerais e Rochas
\
Figura 2.18 Estrutura maciça de um granito
• fluidal: rocha com minerais isorientados, expressando movi-
mento direcional do magma quando da sua colocação e antes
do seu resfriamento total. É comum em bordas de intrusões
ou diques, nas proximidades das paredes das rochas
encaixantes;
• vesicular: rocha vulcânica que pode conter cavidades de
forma circular, elíptica ou irregular, resultantes da expan-
são dos gases presentes na lava, durante o seu resfriamento
(Figura 2.19). Em geral, se concentram na porção superior
do derrame, pela tendência dos voláteis em escapar rumo à
atmosfera. Numa etapa posterior, essas cavidades podem
ser preenchidas por minerais deutéricos (derivados da
interação dos minerais preexistentes com soluções
magmáticas tardias) ou secundários, como o quartzo (que
pode formar geadas), calcita, zeólitas, calcedônia, clorita,
etc. Neste caso, a estrutura é referida como amigdaloidal
(Figura 2.19);
• colunar: estrutura fornecida pela disposição da rocha vul-
cânica segundo prismas colunares de cinco ou seis lados,
como resultado da contração da lava durante o seu
resfriamento;
• em laje: fornecida pelo arranjo tabular da rocha vulcânica,
com fraturas separando blocos de 5 a 10 em de espessura,
resultado do fluxo laminar de lavas, mais viscosas na
superfície.
Figura 2.19 Estrutura vesículo-amigdaloidal de um
basalto (V - vesícula; am - amígdala)
3.3.2 Texturas
A textura engloba os aspectos descritivos da rocha, rela-
tivos ao grau de cristalização, cristalinidade, tamanho e for-
ma dos grãos minerais, relações mútuas entre eles ou com o
vidro eventualmente presente, cujas características são dis-
tintivas para as rochas plutônicas ou vulcânicas. Estes
aspectos quase sempre refletem a velocidade e seqüência de
cristalização.
Na Tabela 2.6 são apresentadas terminologias, basea-
das em Bates e Jackson (1980) e Mackenzie et al. (1982),
para designar o grau de cristalização, forma, cristalinidade e
textura de rochas ígneas.
A IAEG (1981), com base no tamanho predominante
dos grãos, propôs as classes granulométricas mostradas na
Tabela 2.7, aplicáveis tanto para as rochas ígneas, como para
metamórficas. Entre parênteses estão apresentados os limi-
tes usuais em petrografia.
3.4 Classificação
As rochas ígneas são classificadas com base nos volu-
mes modais de seus minerais essenciais, como quartzo,
feldspatos e/ou feldspatóides e minerais ferromagnesianos.
Para a classificação petrográfica têm sido adotadas as pro-
postas da IUGS, compiladas por Le Maitre (1989).
A classificação química, utilizada em especial para as
rochas vulcânicas, está baseada no conteúdo de sílica, in-
corporado na estrutura dos minerais de rochas ígneas. A IAEG
(1981) propôs uma classificação para as rochas ígneas, entre
as quais inclui as rochas piroclásticas, associando e simplifi-
cando as classificações petrográfica e química, juntamente
com granulometria. A Tabela 2.8 sintetizaestas proposições.
As rochas ácidas dificilmente se alteram nas condições
normais de uso, mesmo em meio aquoso. Já as rochas bási-
cas e ultrabásicas tendem a se alterar quando expostas às
condições atmosféricas, podendo ocorrer desagregação me-
cânica ou decomposição em .argilominerais, quase sempre
expansivos.
A Tabela 2.9 apresenta as principais características das
rochas ígneas.
Granitos e basaItos, respectivamente rochas plutônicas
e vulcânicas, constituem as rochas ígneas mais abundantes,
especialmente no Brasil.
3.5 Granitos
Os granitos são rochas ácidas plutônicas, que formam a
maior parte dos batólitos em núcleos de cadeias montanho-
sas. São muito abundantes no Brasil, principalmente nas re-
giões de Escudo (Guianas, Brasil Central e Atlântico).
Comercial e popularmente, granito é um nome genéri-
co para designar qualquer tipo de rocha plutônica. A rigor,
são rochas compostas de quartzo (20-30%), feldspatos (50-
70%); feldspato potássico - principalmente microclínio - e
plagioclásio, geralmente oligocl,ás~o, e mine.rai.s ferro-
magnesianos (5-25%). Destes últimos, a biotita e/ou
hornblenda são os minerais mais comuns e, quando estão
ausentes ou em pequenas quantidades « 5%), adiciona-se o
prefixo leuco à rocha. Os minerais acessórios são magnetita,
titanita, zircão, apatita e, às vezes, granada. O arranjo textura!
é granular (Figura 2.4) ou, menos freqüentemente, porfirítico,
no qual os feldspatos constituem os fenocristais.
l~
, ,
t
t,
Rochas Ígneas 29
Tabela 2.6 Grau de cristalização, forma, cristalinidade e textura de rochas ígneas
GRAU DE CRISTALIZAÇÃO
Holocristalinas
Hipocristalinas (vitrofíricas)
Holohialinas (vftreas)
Inteiramente constituídas por cristais (lentamente resfriada)
Constituídas por vidro e cristais
Constituídas por vidro (rapidamente resfriada)
FORMA
Euédrico (automórfico, idiomórfico)
Subédrico (hipautomórfico, hipidiomórfico)
Anédrico (xenomórfico, alotriomórfico)
Mineral completamente limitado por suas faces cristalinas
Mineral parcialmente limitado por suas faces cristalinas
Mineral que não apresenta faces cristalinas
Fanerftica
CRISTALlNIDADE
Afanftica
Cristais individuais visíveis a olho
nu; relativa às rochas plutônicas
Diminutas dimensões dos cristais
os toma invisíveis a olho nu.
Podem ter vidro ou ser
totalmente cristalinas; relativa às
rochas vulcânicas
Microcristalina Cristais reconhecidos ao microscópio
Criptocristalina Cristais não reconhecidos nem aomicroscópio
TEXTURA
Granular Rocha holocristalina, com os minerais constituintes aproximadamente eqüidimensionais
Ineqüigranular
(ou heterogranular) Rocha apresentando cristais de diferentes tamanhos
Rocha apresentando cristais maiores (denominados fenocristais), dispersas em matriz uniformemente
mais fina, que pode ser fanerítica - grossa, média ou fina ou afanítica
Rocha apresentando cristais relativamente maiores de determinado mineral, que engloba numerosos
cristais menores de um ou mais minerais diferentes
Porfirítica
Poiquilítica
Os granitos tendem a ter cor rosa a avermelhada quan-
do predominam os feldspatos potássicos e cinza quando pre-
dominam os plagioclásios. A estrutura é usualmente maciça,
mas pode exibir certa orientação marcada pela isorientação
de feldspatos. Muitas vezes, os granitos se partem segundo
um sistema de planos ortogonais.
Os granodioritos são rochas com parentesco com os
granitos e que comumente ocorrem associadas. Apresentam
larga predominância de plagioclásio (65-90%) sobre os
feldspatos alcalinos e maior conteúdo de máficos. Os tonalitos
são rochas em que o plagioclásio totaJiza 90% a 100% dos
feldspatos. Os charnockitos constituem um grupo especial
de rochas plutônicas, cuja natureza (ígnea ou metamórfica) é
indefinida, apresentando aspectos macroscópícos, microscó-
picos e mineralógicos muito semelhantes aos das rochas
graníticas (sensu lato), mas contém caracteristicamente o
mineral hiperstênio.
Nas bordas e no interior de plutons graníticos é comum
a ocorrência de diques ou veios formados pelo preenchimento
de fraturas, na rocha recém-consolidada, por outras rochas
ígneas cristalizadas a partir do magma residual. Estes diques
e veios recebem as seguintes denominações:
• pegmatitos: quando apresentam granulação muito grossa
e são compostos de quartzo, feldspato alcalino e muscovita,
geralmente acompanhados de minerais raros, ricos em lítio,
berílio, nióbio, terras raras, etc.;
• aplitos: quando apresentam granulação fina e compõem-se
de quartzo e feldspato alcalino.
A alteração intempérica dos granitos propicia a forma-
ção de argilominerais (caulinita), a partir dos feldspatos e a
desagregação da rocha em material areno-argiloso.
A abundância e boas características físico-mecânicas
dos granitos (homogeneidade, isotropia, elevadas resistên-
cias à compressão e alteração, baixa porosidade, etc.), quan-
do não-alterados e não-fraturados, favorecem seu uso em obras
civis tanto em fundações, como em material para construção
(agregado para concreto, rip rap e outros). Associadamente,
sua aparência os faz muito apreciados para uso como rocha
ornamental, sendo utilizados como placas para revestimento
de pisos, paredes e fachadas, pias, balcões e muitos outros
(Capítulo 20 - Materiais Rochosos para Construção). As aná-
lises microscópicas são úteis para verificar a existência de
minerais instáveis, alterados ou potencialmente deletérios,
bem como de microdescontinuidades e materiais de
preenchimento.
Os riólitos são os equivalentes extrusivos das rochas
graníticas, exibindo a mesma mineralogia essencial, muitas
vezes só determinada por análises químicas, visto a finíssima
granulação dos cristais ou a presença de vidro. Como máficos
apresentam preferencialmente piroxênio (augita). Ocorrem
em derrames, constituindo, em conjunto com o~tras varieda-
des de rochas vulcânicas ácidas, a Seqüência Acida da For-
mação Serra Geral, nos estados do Sul e Sudeste do Brasil.
Também formam diques e sills.
Sua estrutura é maciça, passando a vesicular ou
amigdaloidal nos topos dos derrame. A coloração é geral-
mente rosa-avermelhada ou cinza-clara a média.
30 Minerais e Rochas
Tabela 2.7 Classes granulométricas - rochas ígneas
(IAEG, 1981). Entre parênteses, os limites usuais em
Petrografia
GRANULAÇÃO
Muito grossa
Grossa
Média
TAMANHO (mm)
> 60 (> 30)
2 - 60 (5 - 30)
0,06 - 2 (1 - 30)
0,002 - 0,06 « 1)
< 0,002
Fina
Muito Fina
São rochas afaníticas - micro, criptocristalinas ou ví-
treas - em geral porfiríticas (Figura 2.5). Os fenocristais são
de quartzo (que costumam apresentar contornos regulares ou
arredondados por corrosão), feldspato potássico e plagioc!ásio
(menos comum), e piroxênio. As amígdalas, de forma arre-
dondada ou irregular, podem estar preenchidas por quartzo
(em uma ou mais variedades, como hialino, ametista, citrino,
calcedônia, etc.), carbonatos ou zeólitas.
Estas rochas não são tão utilizadas como material de
construção civil quanto os granitos, pois a presença de quartzo
muito fino na sua matriz, quase sempre as torna mais resis-
tentes ao corte em serras ou coroas diamantadas, provocando
um desgaste precoce destes equipamentos.
As variedades dos riólitos são: felsito, granófiro,
vitrófiro, pedra-pornes (usada como material abrasivo e
polidor) dentre outras.
3.6 Dioritos
Os dioritos são rochas plutônicas intermediárias. Ocor-
rem como pequenos corpos (stocks) associados a suítes
graníticas em cinturões orogênicos. São compostas essen-
cialmente por plagioclásio sódico-cálcico e minerais máficos
como biotita, hornblenda e/ou piroxênios. O quartzo perfaz
menos de 10% do volume e, quandoem quantidades maiores
(até 20%), o nome petrográfico recebe o prefixo quartzo
(quartzo diorito), O feldspato potássico em geral é acessório.
A magnetita, em pequenos grãos ou octaedros, está associa-
da aos ferromagnesianos. Exibem textura fanerítica, granu-
lar, por vezes porfirítica (fenocristais de plagioclásio). A
granulação é usualmente fina a média e a cor é cinza-escura
a preta. Muitas vezes, exibem aspecto mesoscópico tiposal e
pimenta (branca e preta). Apresentam características físico-
~ ..
~' ~
I
I
mecânicas e usos semelhantes aos dos granitos. Sua cor preta
também as faz muito utilizadas como rocha ornamental,
especialmente em arte mortuária.
Na alteração intempérica origina-se um material argi-
loso (caulinita), contendo óxidos e hidróxidos de ferro, que
lhe confere coloração avermelhada ou amarelo-alaranjada.
Os andesitos são rochas vulcânicas intermediárias
compostas, essencialmente, de plagioc!ásio (andesina), com
mineralogias semelhantes aos dioritos. Tem cor cinza-escura
a marrorn-esverdeada, e seu modo de ocorrência, suas estru-
turas e seus aspectos texturais, tal qual a maioria das rochas
vulcânicas, são semelhantes aos dos riólitos,
3.7 Sienitos
Os sienitos são rochas plutônicas intermediárias, tam-
bém denominadas rochas alcalinas devido ao alto conteúdo
de álcalis (K e Na) na composição dos minerais essenciais.
Ocorrem na forma de stocks isolados ou corno fácies margi-
nais de batólitos graníticos.
São rochas faneríticas, granulares, compostas essen-
cialmente por feldspato potássico, O quartzo, quando pre-
sente, atinge quantidades inferiores a 10%. O plagioc1ásio
(sódico) também não perfaz mais que 20%. Os minerais
ferromagnesianos são a biotita e a hornblenda, podendo for-
mar agregados, aos quais se associa a magnetita. Entretanto,
os máficos mais comuns são os silicatos alcalinos, piroxênios
e anfibólios, Também podem ocorrer os feldspatóides, como
a nefelina, a sodalita e outros, no lugar do quartzo, constitu-
indo, por exemplo os nefelina sienitos.
Apresentam cor rosa-avermelhada a vermelha-
amarronzada e, freqüentemente, estrutura fluidal, resultante
do alinhamento subparalelo dos cristais de feldspato potássico.
Deve ser mencionado o sodalita sienito, de cor cinza-azulada,
comercializado como Azul Bahia, urna das rochas mais apre-
ciadas e valorizadas no mercado de rochas ornamentais.
Pela atuação intempérica, estas rochas se alteram em
material argiloso (caulinita) que, por lixiviação, pode resul-
tar em depósitos econômicos de bauxita (minério de alumínio).
Os traquitos e fonólitos são rochas vulcânicas de com-
posição semelhante aos sienitos e feldspatóides sienitos,
respectivamente. Ocorrem em diques, preenchendo antigos
condutos vulcânicos, ou em pequenos derrames. A cor é cin-
za com pontuações escuras (traquitos) até verde-escuras
(fonólitos). Os aspectos estruturais e texturais, bem como os
usos e as propriedades físico-mecânicas, são semelhantes aos
de riólitos. São suscetíveis à alteração intempérica produzindo
argilominerais (caulinita), com cores vermelha ou amarela,
pela pigmentação de compostos de ferro.
Tabela 2.8 Classificação de rochas ígneas
CLASSIFICAÇÃO
QUíMICA
TEOR DE Si02 CLASSIFICAÇÃO PETROGRÁFICA /
GRANULOMETRIA
Ácidas Granito (> 0,06 mm) e ríójto « 0,06 mm)
Intermediárias 52 - 66%
Básicas
Ultrabásicas < 45% Peridotito e piroxenito
Diorito (> 0,06 mm) e andesito « 0,06 mm)
Gabro (> 2 mm), diabásio (2 - 0,06 mm) e basalto
« 0,06 mm)
3.8 Basaltos
Os basaltos são as rochas ígneas vulcânicas mais abun-
dantes. Sua maior ocorrência é na forma de derrames e, no
Brasil, constituem a Formação Serra Geral da Bacia do
Paraná, onde perfazem mais de 90% das rochas vulcânicas
aí existentes.
A mineralogia essencial é plagioclásio cálcico
(labradorita) (35-50%), augita (20-40%), magnetita ou
ilmenita (5-15%) e quantidades muito variáveis de matriz
vítrea. A textura é afanítica, microgranular, por vezes
amigdaloidal (Figura 2.6).
Sua cor é cinza-escura a preta, com tonalidades
avermelhadas ou amarronzadas, conferidas por óxidos/
hidróxidos de ferro gerados pela alteração intempérica.
Pode apresentar estrutura maciça (compacta) ou
vesicular/amigdaloidal. Zeólitas, quartzo, carbonato, vidro e
argilominerais (produtos da alteração do vidro) preenchem
as amígdalas.
É muito usada como pedra britada, em agregados
asfálticos e para concreto, em lastro para ferrovias e outros.
Na grande maioria das rochas basálticas, o material
vítreo acha-se transformado (devitrificado) em argilominerais
(especialmente do grupo da montmorilonita, que compreen-
de minerais expansivos) (Figura 2.7). Sua presença favorece
a rápida desagregação da rocha quando exposta à umidade
(chuvas) e secagem (estiagem). Este fenômeno foi verificado
e controlado, sobretudo quando do seu uso em enrocamento,
durante a construção de diversas usinas hidrelétricas em
basaltos, da Formação Serra Geral, da Bacia do Paraná.
Rochas Ígneas 31
Os gabros são rochas básicas plutônicas, compostas de
plagioclásio cálcico-labradorita (45-65%), augita (25-45%)
e minerais opacos (magnetita e/ou ilmenita). Olivina ou
hiperstênio podem ocorrer em pequenas quantidades (até
10%). Constituem pequenos stocks, e têm propriedades e usos
semelhantes aos dos basaltos compactos. A cor é cinza-escura
a preta, às vezes, com pontuações de cor branco-acinzentada.
Os diabásios (ou doleritos, para os europeus) são
microgabros, que ocorrem em diques e, menos comum ente,
sills. Na Região Sul-Sudeste do País, são comuns enxames
destes diques, cortando grande variedade de rochas.
Os anortositos são uma variedade de gabro de cor
branco-acinzentada (também denominados leucogabros),
constituídos essencialmente por cristais de plagioclásio
cálcico. A estrutura é maciça e o modo de ocorrência na for-
ma de stocks. No Brasil, são pouco freqüentes.
3.9 Peridotitos e piroxenitos
Os peridotitos e os piroxenitos reúnem o grupo de rochas
ígneas ultrabásicas compostas principalmente por silicatos
ferromagnesianos, contendo até 10% de plagioclásio. A cor é
preta, às vezes, com tonalidade esverdeada. Não são rochas
comuns e sua ocorrência em afloramentos é pouco freqüente,
pois têm rápida decomposição em condições atmosféricas.
Nos peridotitos, a olivina é o constituinte essencial que,
com freqüência, se altera em serpentina e, mais raramente,
em talco, ao longo de fraturas, formando os serpentinitos. O
dunito é uma rocha composta essencialmente de olivina.
Tabela 2.9 Principais características das rochas ígneas
ROCHA ESTRUTURA TEXTURA COR MINERAIS ESSENCIAIS
Granito Maciça Granular fina a Cinza a rosa- Quartzo, plagioclásio, feldspato potássico
P grossa! porfirftica avermelhada (biotitaJhornblenda)
L
Plagioclásio, biotita, hornblenda~ U Diorito Maciça Granular fina a Cinza-escura~
T grossa (quartzo/feldspato potássico)~
Ô[ Sienilo/ Maciça/fluxionar Granular fina a Rosa a marrom- Feldspato potássico (biotita/homblenda)t N
~ I Nefelina grossa avermelhada (aegi rina)l C Sienito (nefelina/sodalita)
i A Gabro/ Maciça Granular grossa Cinza-escura preta Plagioclásio cálcico, augita, opacos
i: S Diabásio fina a média~
Peridotito/ Maciça Granular fina a Preta, esverdeada Olivina/piroxênio
t Piroxenito grossa
Riólito Maciça!vesículo- Granular cripto a Cinza a rosada Quartzo, plagioclásio, feldspato potássico
V arnigdaloidal microcristalina/ (biotita!hornblenda)
U porfirftica
L
C Andesito Maciça Granular cripto a C inza-escura/ Plagioclásio, biotita, hornblenda
 rnicrocristalina/ marrom-esverdeada (quartzo/feldspato potássico)
N porfirítica
I
~ C Traquito Maciça/fluxionar Granular cripto a Cinza a verde-escura Feldspato potássico (biotita!hornblenda)
I A microcristalina (aegirina)S2 Fonólito porfirítica (nefelina/sodalila)
f Basalto Maciça/vesículo- Granular cripto a Cinza-escura a preta Plagioclásio cálcico, augita, opacos
I amigdaloidal microcristalina/ vítrea
E
1
32 Minerais e Rochas
Nos piroxenitos, a augita é O principal constituinte. A
clorita é mineral comum de alteração.
A despeito de possuírem propriedades físico-mecâni-
cas semelhantes às dos granitos, a baixa resistência à altera-
ção, dos minerais ferromagnesianos que as compõem, requer
atenção especial nos projetos de grandes obras civis.
3.10 Rochas piroclásticas
São rochas resultantes da acumulação, e posterior
compactação e cimentação, de grãos ou fragmentos de mate-
rial rochoso ejetados por explosão e expulsão aérea por um
vulcão. De acordo com sua granulometria,que reflete sua
proximidade com o conduto vulcânico - os grãos maiores estão
mais próximos - as~rochas piroclásticas são classificadas con-
forme a Tabela 2.10.
Tabela 2.10 Classificação das rochas piroclásticas
TAMANHO DO
FRAGMENTO (mm) SEDIMENTO ROCHA
> 32 Bomba
(ejetado fluido)
Bloco
(ejetado sólido)
Lapili
Cinza
Tufo lapOico
Tufo
Aglomerado
> 32 Brecha vulcânica
32 - 4
<4
4 Rochas Sedimentares
As rochas sedimentares são resultantes da consolidação
de sedimentos, ou seja, partículas minerais provenientes da
desagregação e do transporte de rochas preexistentes, ou da
precipitação química, ou, ainda, de ação biogênica. Constitu-
em uma camada relativamente fina (aproximadamente 0,8 km,
em média, de espessura) da crosta terrestre, que recobre as
rochas ígneas e metamórficas. Os folhelhos, arenitos e calcários,
nesta ordem, constituem perto de 95% das rochas sedimentares.
Estas rochas compõem as bacias sedimentares como as
do Paraná, Amazonas e outras.
As rochas sedimentares constituem importantes recur-
sos econômicos, podendo ser citados os ca!cários e
dolomitos, matérias-primas para várias finalidades indus-
triais; areia, para vidro e construção civil; carvão, etc. São
também pesquisadas por servirem de reservatórios de pe-
tróleo ou, ainda, por serem jazidas de minérios aluvionares
como ouro, diamante e cassiterita.
Estas rochas são conhecidas, em Geologia de Engenha-
ria, como rochas brandas, pois, em geral, apresentam baixas
resistências mecânicas e, muitas vezes, são friáveis, devido à
menor coesão dos minerais constituintes. Com vistas ao uso
na Engenharia Civil, é importante sua caracterização
tecnológica e petrográfica, determinando-se, neste caso, a
mineralogia, a presença de matriz argilosa, o tipo e o modo de
distribuição do material ligante (cimento), a porosidade, a
permeabilidade e as estruturas presentes, que podem fornecer
subsídios para o entendimento das suas qualidades mecânicas.
4.1 Modo de formação
As rochas sedimentares, em sua maioria, se formam a
partir dos processos que compõem o ciclo sedimentar, quais
sejam: o intemperismo (Capítulos 5 - Clima e Relevo e 6 -
Solos), a erosão, o transporte e a deposição (Capítulo 9 - Pro-
cessos de Dinâmica Superficial) e a litificação.
As estruturas sedimentares são formadas quando da
deposição dos sedimentos e classificadas como primárias,
quando de origem puramente mecânica ou secundárias, quan-
do de origem química, formando nódulos, concreções e ou-
tros. A estrutura primária mais típica é o acamamento (ou
estratificação), que representa o arranjo destas rochas em
camadas distintas, com espessuras variando de centímetros
até poucos metros. Também é utilizado o termo laminação
para se referir a estratos com espessura menor que 1 em.
Estratificaçâo cruzada, gradacional, marcas de onda, etc. são
outros exemplos.
A transformação dos sedimentos em rochas inicia-se
logo após sua deposição, por meio de 'um conjunto de pro-
cessos químicos (dissolução, precipitação, cristalização,
recristalização, oxidação, redução e outros) e físicos, deno-
minado diagênese, que ocorre em condições de baixas pres-
são e temperatura. Os principais processos são:
• cimentação: cristalização de material mineral carreado pela
água que perco Ia os vazios entre os grãos (poros), preen-
chendo-os e dando coesão ao material, transformando-o em
rocha. É o processo predominante na litificação de material
sedimentar mais grosso e com pouca matriz argilosa. Os
cimentos mais comuns são a caleita, hidróxidos de ferro
(limonita), sílica (nas diversas formas, como quartzo,
caleedônia, etc.) e sais (gipso, halita);
• compactação: principal processo de Iitificação de sedimen-
tos mais finos, silto-argilosos (lamitos). É provocada pela
compressão dos sedimentos sob o peso daqueles sobrepos-
tos, havendo gradual diminuição da porosidade, expulsão
da água intersticial e atração iônica entre as partículas. Os
sedimentos carbonáticos são submetidos, na diagênese, à
compactação e subseqüente dissolução por pressão e/ou
recristalização. Nos sedimentos calcários magnesianos pode
ocorrer a dolomitização, sob determinadas condições de
salinidade, temperatura, pH, etc., que transforma, sensu lato,
a calei ta em dolomita;
• autigênese: formação de minerais in. situ (denominados
autígenos) durante a diagênese. Assim, ocorre a formação
de glauconita e a transformação de matéria orgânica em
hidrocarbonetos (petróleo).
4.2 Classificação
As rochas sedimentares são geralmente classificadas,
conforme sua origem, em: detríticas, como os arenitos, os
siltitos e os argilitos; químicas ou bioquímicas, como os
calcá rios, os carvões, etc. São destacadas, a seguir, as rochas
sedimentares mais comuns.
4.3 Rochas detríticas (ou elásticas)
As rochas sedimentares detríticas são formadas pela acu-
mulação e posterior diagênese de sedimentos derivados da
desagregação e decomposição de rochas na superfície terres-
tre. A composição destes sedimentos reflete os processos de
intemperismo e a geologia da área fonte. Estes sedimentos
podem ser de natureza terrígena (derivados de rochas existen-
tes na superfície terrestre), pirocIástica (derivados de erupções
vulcânicas, já abordados no conjunto das rochas ígneas), e
calcária (derivados do retrabalhamento de partículas calcárias).
i
I
I
I
f
Os principais componentes das rochas detríticas são:
• c1astos: fragmentos de rochas e grãos minerais (quartzo e
feldspatos, principalmente);
• matriz: de granulometria mais fina (silto-argilosa) locali-
zada entre os grãos;
• cimento: quase sempre silicoso (calcedônia), carbonático
(calcita) ou ferruginoso (hematita ou limonita). O tipo de
cimento é deterrninante da maior ou menor resistência mecâ-
nica da rocha. Os cimentos silicosos são os que fornecem
maior coesão e dureza às rochas. Carbonatos, especial-
mente calcita, são solúveis em meio ácido. Sais são solú-
veis em água.
O principal elemento descritivo na classificação dos
sedimentos detríticos, e das rochas deles derivadas, é o
tamanho dos grãosj segundo os intervalos granulométricos
fornecidos pela Escala de Wentworth (Tabela 2.11).
Rochas Sedimentares 33
quadas, há o sobrecrescimento (overgrowth) dos grãos de
quartzo, que cessa ao encontrar a borda de outro grão. Isto
imprime forte coesão à rocha. A cor é branca ou
avermelhada, fornecida por finíssima película de óxidos/
hidróxidos de ferro que recobre os grãos;
• arcóseo: deriva-se de rochas graníticas e contém, além do
quartzo, mais de 25% de feldspatos entre os minerais elásticos.
Fragmentos de rocha e micas detríticas podem estar pre-
sentes, bem como matriz argilosa (até 15%) e cimento. A
presença de óxidos de ferro também fornece cor avermelhada
à rocha;
• grauvaca: contém abundante (15-75%) matriz constituída
de c!orita, sericita e grãos tamanho silte de quartzo e
feldspatos. Na fração areia, os grãos de quartzo dominam
sobre os de plagioclásio e de fragmentos de rocha, de com-
posição variada. A cor é cinza-escura a preta.
Tabela 2.11 Escala de classificação granulométrica dos sedimentos detríticos
TAMANHO LIMITE ROCHA
DE CLASSE (mm)
CLASSE SEDIMENTO
A B C
> 256 Bloco
256 - 64 Pedra Conglomerado
Cascalho ou brecha Psefito Rudito
64 - 4 Seixo
4-2 Grânulo
2 - 1 Areia muito grossa
1 - 0,5 Areia grossa
0,5 - 0,25 Areia média Areia Arenito Psamito Arenito
0,25-0,125 Areia fina
0,125 - 0,06 Areia muito fina
0,06 - 0,004 Silte Silte Siltito Pelito Lutito
< 0,004 Argila Argila Argilito
Obs.: A: designações mais comuns; B: termos derivados do grego; C: termos derivados do latim
Conforme a Tabela 2.11, e de acordo com Pettijohn
(1975), podem ser destacados três tipos de rochas detríticas:
os ruditos, os arenitos e os lutitos.
Os ruditos ou psefitos são rochas sedimentares
detríticas contendo mais de 25% dos componentes, geralmente
fragmentos de rocha, com tamanho> 2 mm (na prática, são
centimétricos, podendo ser até métricos). Quando a forma
dos fragmentos é arredondada, a rocha recebe a denomi-
nação conglomerado e, quando é angulosa, brecha. Ruditoscom quantidade significativa de matriz são denominados
diamictitos.
Os arenitos ou psamitos são rochas sedimentares
detríticas contendo mais de 50% de grãos com tamanho entre
2 e 0,06 mm. Os principais tipos são:
• quartzo arenito: é o mais abundante. O quartzo (hialino,
enfumaçado ou leitoso) constitui mais de 95% de grãos
elásticos. Pode conter até 15% de matriz silto-argilosa. O
cimento, quando presente, é sílica, carbonatos e outros
(Figura 2.8). Em parte destas rochas, sob condições ade-
Os lutitos ou pelitos são rochas detríticas constituídas
por partículas tamanho silte (0,06-0,004 mm) e argila «
0,004 mm). É o grupo mais abundante de rochas
sedimentares. Seus principais constituintes são os
argilominerais (iIlita, caulinita e, menos freqüentemente,
montmorilonita) e partículas de quartzo no tamanho silte.
As cores estão relacionadas ao conteúdo de material
carbonoso (grafita) e ao estado de oxidação do ferro. A
abundância do primeiro confere cor cinza-escura a preta.
As cores avermelhadas são devido à presença de óxidos de
ferro que atuam como pigmentos. Estas rochas, em geral,
exibem fissilidade, que é a propriedade de separação de
placas segundo planos paralelos finamente espaçados, tais
como o acamamento. Está relacionada à orientação dos
minerais filossilicáticos. De acordo com a predominância
de silte ou argila e os graus de fissilidade da rocha, têm-se:
• siltito: rocha sem fissilidade constituída de partículas ta-
manho silte. Ao tato é áspera, devido à presença de quartzo,
como constituinte principal;
r-
I:, I
I
I
II
IlI'
iliur I,
34 Minerais e Rochas
• folhelho síltico: rocha físsil constituída de partículas tama-
nho silte e argila;
• argilito: rocha sem fissilidade constituída de partículas
tamanho argila. Ao tato é lisa e possui plasticidade quan-
do úmida. Os argilominerais são os seus principais cons-
tituintes;
• folhelho argiloso: rocha com fissilidade, constituída de
partículas tamanho argila; .
• ritmito: rocha com estratificação marcante, caractenzada
pela alternância de finas lâminas de material ora síltico (cor
cinza-clara), ora argiloso (cor preta).
4.4 Calcários e dolomitos
Os calcárioste dolomitos são rochas carbonáticas com-
postas por mais de 50% de minerais carbonáticos (c~leita ou
dolomita, respectivamente). Em geral, no entanto, tem 80%
a 100% destes minerais.
Estas rochas são importantes matérias-primas para as
indústrias cimente ira, da cal, vidreira, siderúrgica, de tintas,
de borrachas e muitas outras. Os dolomitos também são usa-
dos como corretivo da acidez de solos. É comum seu uso em
construção, civil, especialmente como brita, em agregados p~ra
concreto. E preciso considerar, porém, sua queda de resisten-
cia mecânica e sua dissolução quando em meio ácido. Por
outro lado, sua baixa dureza leva a um menor desgaste de
equipamentos em britagens e moagens. . .,
Os dolomitos são relativamente mais duros e insolú-
veis que os calcá rios. Como estas rochas, co~, f~eqüência,
ocorrem associadas e sua separação pode ser difícil, e neces-
sário dimensionar de forma correta os equipamentos para
evitar desgaste precoce.
Pelo intemperismo químico, a calei ta é dissolvida pela
água, formando-se cavernas, dolinas, sumidouros e outras
feições denominadas cársticas. , .
Os calcários são rochas formadas por processos quimi-
coslbioquímicos em ambientes marinhos, de águas ra~as.
Também podem se formar por fragmentos ou graos
carbonáticos mecanicamente transportados e depositados,
em geral, na própria bacia de sedimentação. .
O caleário argiloso, com uma porcentagem de argila
superior a 50% é conhecido como marga. , .
O travertino é uma variedade de rocha calcana, de
cor bege e estrutura maciça, formada pela precipit~ção
química a partir de águas superficiais, ou subsuperficiais,
ao redor de fontes, especialmente termais.
Os dolomitos também são rochas carbonáticas
sedimentares, em geral, de cor cinza- clara e granulação fina,
aparentemente geradas a partir de calcários. A transfo!ma-
ção de calcita em dolomita pode ocorrer durante a dIag:nese
do caleário, ou após a sua formação, pela percolaçao de
águas magnesianas ou pela reorganização dos íons Mg2+na
estrutura cristalina da caleita.
A Tabela 2.12 mostra a classificação mineralógica,
baseada no conteúdo de doIomita, e a classificação granu-
lométrica, baseada no tamanho dos componentes principais,
esta última proposta pela IAEG (1981) para os calcários
detríticos.
4.5 Carvão
Rocha formada por processos bioquímicos, a partir de
restos vegetais acumulados sob condições anaeróbicas, que
impediram sua oxidação, tais como ambientes de acumu-
lação de água estagnada (pântanos). ..
A série do carvão é formada pelos segumtes tipos:
• turfa: rocha de cor castanho-amarelada, com textura fibro-
sa (de origem orgânica) bem preservada;
• Iinhito: rocha de cor castanha, mais compacta que a turfa,
cujos fragmentos de planta ainda podem ser reconhecidos;
• carvão mineral: rocha de cor preta em que a matéria vege-
tal foi totalmente transformada em mineral;
• antracito: rocha de cor preta, densa e brilhante.
O folhelho pirobetuminoso é uma rocha de cor casta-
nho-escura a preta, com fissilidade e granulometria fina, cons-
tituída de silte, argila e matéria orgânica na forma de querogênio
(mistura de hidrocarbonetos de moléculas grandes) que pode
ser extraído, por destilação, na forma de petróleo. No merca-
do é conhecida por xisto betuminoso. O conteúdo de matéria
orgânica varia de 20% a 30% e ~ óleo extraído,de 2% a 12%.
Na Região Sul do Brasil, no Paraná e em Santa
Catarina, ocorrem importantes depósitos desta rocha, bem
como de carvão mineral.
4.6 Evaporitos, chert e diatomitos
Os principais representantes das rochas sedimentares
de origem químicalbioquímica, à .exceção de calcár!os e
dolomitos, já descritos, são: evapontos, chert e diatomitos,
Os evaporitos são depósitos salinos formados pela pre-
cipitação de elementos químicos (sais) a ~artir de sal~ouras
ou soluções concentradas por evaporaçao, em ambientes
salinos (mares e lagos salgados) e em regiões áridas. .
Os principais minerais evaporíticos são a halita, que
forma os depósitos de sal-gema, e o gipso, que origina os
depósitos de gesso. Além de baixíssim~ re.sistên~ia mecâ-
nica, estas rochas são prontamente _soluvels em agua, por
isto sua associação ou intercalaçao com outras rochas
sedimentares (por exemplo, calcário) deve ser delimitada,
antes da implantação de obras mineiras ou de engenharia.
Tabela 2.12 Classificações mineralógica e granulométrica de rochas carbonáticas sedimentares
CLASSIFICAÇÃO DOLOMrTA CLASSIFICAÇÃO GRANULO- TAMANHO DOS
MINERALÓGICA (%) MÉTRICA (IAEG, 1981) GRÃos (mm)
Calcário 0-10 Calcirudito >2
Calcário dolomítico 10-50 Calcarenito 0,06 - 2
Dolomito calcítico 50-90 Calcissiltito 0,002 - 0,06
Dolomito 90-100 Calcilutito < 0,002
o chert é rocha silicosa de granulação fina e origem
química ou bioquímica, ~onstituída de quartzo finamente
granular, ou calcedônia. E uma rocha bastante compacta e
dura, apresentando fratura concóide. Sua estrutura pode
ser em camada ou nodular, quando formada pela substi-
tuição de calcários.
Os diatomitos são rochas formadas pela acumulação
de carapaças silicosas de diatomáceas, com pequenas quan-
tidades de testas de radiolários e espículas de espongiários.
Possuem alta porosidade.
5 Rochas Metamórfícas
As rochas metamórficas são derivadas de outras
preexistentes que, bo decorrer dos processos geológicos,
sofreram mudanças mineralógicas, químicas e estruturais,
no estado sólido, em resposta a alterações das condições
físicas (temperatura e pressão) e químicas, impostas em
profundidades abaixo das zonas superficiais de alteração
e cimentação, ou seja, no domínio das transformações
diagenéticas.
Estas alterações provocam a instabilidade dos
minerais, que tendem a se transformar e rearranjar sob
as novas condições. Pode ocorrer desde a recristalização
mineral até reações metamórficas mais intensas. A
recristalização, que compreende o aumento de tamanho
e/ou a modificação