Geologia Sedimentar

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Geologia Sedimentar
Prof. Mateus Manharage
UNIVERISIDADE LICUNGO
EXTENSÃO DA BEIRA
Conteúdos da disciplina 
INTRODUÇÃO À SEDIMENTOLOGIA
CLASSIFICAÇÃO DOS SEDIMENTOS
PROPRIEDADES DOS SEDIMENTOS
PRINCIPAIS AMBIENTES DE SEDIMENTAÇÃO
PETROLOGIA SEDIMENTAR
Ciclo de Rochas 
INTRODUÇÃO À SEDIMENTOLOGIA
ORIGEM E NATUREZ A DAS ROCHAS SEDIMETARES 
1 - Rochas detríticas, clásticas, siliciclásticas.
2 – Rochas químicas / bioquímicas
Rochas biogénicas 
Estromatolitos e trombolitos 
IMPORTÂNCIA DAS ROCHAS SEDIMENTARES 
1- Recursos minerais energéticos: 
Petróleo, carvão, gás. 
2-Argilominerais (caolinita, ilita, bentonita, montmorilonita): 
Tijolos, telhas, cerâmica, lama de perfuração. 
3- Rocha de revestimento e construção civil, como rocha ornamental:
Arenitos, calcários.
 
4- Produção de cimentos (concreto): 
calcário + gipsita + argilomineral. 
IMPORTÂNCIA DAS ROCHAS SEDIMENTARES 
5- Areia: 
Construção civil, indústria do vidro. 
6- Ouro, diamante, gemas (pedras semi-preciosas):
Cascalhos de rios e conglomerados. 
7- Minerais químicos e fertilizantes: 
Evaporitos (NaCl, sulfatos, KCl, S) para produção de remédios e produtos químicos.
 Fosforito (apatita sedimentar) → Fósforo (P) para fertilizantes 
8- Extração de ferro (jaspilito/itabirito) e manganês sedimentares; 
9- Extração (lavra) de sulfetos (Pb-Zn) em arenitos/calcários.
3. INTEMPERISMO E O CICLO SEDIMENTAR
Conceito: intemperismo é um conjunto de modificações de ordem física (desagregação) e química (decomposição) que as rochas sofrem ao aflorarem na superfície da Terra. 
Intemperismo:
-Rocha alterada
-Solo 
Produtos do Ciclo Sedimentar: 
Erosão
Transporte
Sedimentação
Aplainamrnto do relevo
Fatores que influem no intemperismo
Clima – variação de temperatura e distribuição das chuvas; 
Relevo – regime de infiltração das águas; 
Cobertura vegetal – matéria orgânica para reações químicas; 
Tipo de rocha; 
Tempo geológico;
Tipos de Intemperismo
Físico – desagregação da rocha em partículas. Variações de temperatura, congelamento de água em fissuras, cristalização de sais, formação de juntas de alívio, raiz. 
Químico – ação de água da chuva (pH ácido) que infiltra nas rochas. Provoca reações de hidratação, dissolução, hidrólise e oxidação dos minerais das rochas.
H2O + CO2→H2CO3 (reduz o pH das águas subterrâneas – SOLVENTE) 
Intemperismo físico
Três são os principais mecanismos de intemperismo físico:
Alívio de pressão; 
Cristalização ou congelamento em poros e fracturas e;
Expansão térmica
Principal agente de intemperismo químico: água 
Principais tipos de reações químicas que ocorrem durante o intemperismo químico das rochas:
Dissolução;
Oxidação ou redução
Hidratação ou hidrólise
Carbonatação e quelação.
Intemperismo Químico
Dissolução 
É geralmente o primeiro estágio de intemperismo químico. 
O volume de material dissolvido depende da quantidade e qualidade da água envolvida e da solubilidade do mineral. Ex. Halita (NaCl) é muito solúvel mesmo em água pura. 
A gipsita (CaSO4·2H2O) e os carbonatos seguem a halita entre os materiais solúveis mais comuns na natureza. 
Uma análise da água dos cursos → pode dar-nos volume de material dissolvido durante o intemperismo químico.
 A calcita dissolve-se muito lentamente em água pura 
CaCO3 → Ca2+ + CO32-
Porém se a calcita for colocada em água contendo algum CO2, esta reação se torna mais rápida devido a presença do ião bicarbonato:
CaCO3 + H2O + CO2 → Ca2+ + HCO3-
Oxidação ou redução
As reações de oxidação e redução são muito comuns, estas muitas vezes envolvem a presença ou não de oxigénio ou simplesmente variação do número de electrões.
 As reações de oxidação e de redução dependem do potencial de oxirredução (Eh). 
(Pirita ou marcassita) 
Água
Oxigênio
Sulfato de ferro 
2FeS2 + 2H20 + 702 → 2FeS04 + 2H2S04
Ácido sulfúrico 
Hidratação e hidrólise 
Hidratação 
Consiste na adição de água a um mineral sem que ocorra qualquer reação química. 
Transformação da anidrita em gipsita (hidratação)
CaSO4 + 2H2O → CaSO4 · 2H2O
Hidrólise 
É uma reação química entre o mineral e a água, isto é, entre os íons H+ e OH- da água e os íons do mineral. 
MgSiO4 + 4H- + 4OH- → 2Mg2+ + 4OH- + H4SiO4
É a mais comum das reações de intemperismo químico de minerais silicatados
Olivina
4 moléculas ionizadas de água
iões em solução
Ácido silícico 
Carbonatação
O gás carbônico dissolvido na água dá origem a uma solução ácida referida hipoteticamente como se fosse de ácido carbônico (H2CO3). A reação entre esta solução e os minerais é designada de carbonatação. Toda  água em contato com o ar contém gás carbônico dissolvido.
CO2 + H2O  ⇔  H2CO3
Intemperismo e o ciclo sedimentar 
Intemperismo químico
(lixiviação) 
Sedimentos químicos 
em 
bacias marinhas 
Estabilidade tectónica 
+
 Cobertura vegetal
Mudança climática 
e/ou tectônica (sem 
cobertura vegetal) 
Intemperismo físico 
(erosão física)
Sedimentos clásticos, 
conglomerados e 
arenitos em bacias 
sedimentares
Agentes geológicos que operam na superfície da Terra
Rios;
Ventos; 
Geleiras; 
águas superficial e 
subterrânea; 
Ondas; 
marés e; 
correntes oceânicas 
Ciclo sedimentar: erosão, transporte e sedimentação
Erosão
Erosão - desgaste da superfície da terra por processos físicos, químicos e biológicos. Remoção de detritos. 
Tipos de erosão: 
Pluvial, fluvial, marinha, eólica, glacial. 
Transporte 
Carreamento ou remoção dos produtos do intemperismo e da erosão. 
Movimentos de massa (fluxos gravitacionais), ação da água (chuva e rios), ação do vento, geleiras, ondas, marés, correntes marítimas. 
Transporte 
Carreamento ou remoção dos produtos do intemperismo e da erosão. 
Movimentos de massa (fluxos gravitacionais), ação da água (chuva e rios), ação do vento, geleiras, ondas, marés, correntes marítimas. 
Transporte 
Tipos de transporte
Mecânico 
(Grãos)
Químico (soluto)
Iões em solução
Fluxo fluído 
(baixa viscosidade)
Fluxo denso 
(alta viscosidade)
Competência - quando o agente de transporte consegue deslocar partículas com granulometrias diversas e geralmente sedimentos maiores (quanto maior a partícula transportada, mais competente é o transporte).
Capacidade - quando o agente de transporte consegue selecionar partículas de granulometria homogênea (quanto mais homogênea for a granulometria, mais capaz é o transporte).
Carreamento ou remoção dos produtos do intemperismo e da erosão. Movimentos de massa (fluxos gravitacionais), ação da água (chuva e rios), ação do vento, geleiras, ondas, marés, correntes marítimas. 
Tração - pode ocorrer em meios subaéreos e subaquosos e refere-se à carga de fundo ou de base, composta por partículas de granulometria a partir de seixo, que são arrastadas ou roladas pelo agente transportador.
Saltação - refere-se às partículas arenosas e granulosas que deslizam e saltam ao longo do fluxo, podendo ocorrer em meios subaéreos e subaquosos, tocando ciclicamente a superfície de fundo ou de base.
Suspensão - refere-se às partículas de tamanho silte e argila, que são
carreadas pelos agentes, podendo ocorrer em meios subaéreos e subaquosos, sem tocar na superfície de fundo ou de base, permanecendo em suspensão pelo turbilhonamento da corrente.
Dissolução - ocorre quando a carga sedimentar entra em solução química com o agente aquoso, tornando-se parte constituinte dos fluxos em meios subaquosos.
Queda - refere-se a partícula que se desprende da matriz por forçante
externa (gravidade), ocasionando as correntes de turbidez, quedas de blocos e
avalanches. Quando a queda da partícula ocorre em meio aquoso, denomina-se decantação. 
Transporte 
Águas pluviais e fluviais 
Partículas grandes e pesados
(areias e os cascalhos)
Comumente a metade da carga total em águas correntes é representada pela carga de solução composta por substâncias provenientes da dissolução química dos minerais, que são transportadas na forma iônica. 
arrastamento, rolamento ou saltação
(cargade fundo)
Partículas menores e leves
(argila e silte)
Constituem os agentes mais importantes que atuam sobre as áreas continentais. 
suspensão
Correntes costeiras
Entre as correntes costeiras ou litorâneas, muito ativas no transporte de sedimentos, merecem ser destacadas: 
As correntes longitudinais (ou de deriva litorânea);
As correntes de retorno (rip currents) ou sagitais
As correntes de marés e;
As correntes de ondas (de costa adentro ou de costa afora). 
Deposição
A deposição corresponde à fase de sedimentação e/ou acumulação de partículas essencialmente minerais, em meios subaquoso ou subaéreo móveis, sob condições físicas e químicas normais. 
Deposição
Diminuição da velocidade da corrente e ação da gravidade sobre sólidos granulares (areia, silte, etc.) 
Variação de parâmetros químicos (pH, Eh, solubilidade) e atividade orgânica sobre íons, em meio aquoso. 
A deposição é a mais detalhadamente estudada, pois nesta fase são formados os registros dos eventos geológicos sedimentares. 
Para melhor compreensão da deposição em geologia sedimentar é fundamental o conhecimento dos conceitos:
Subsidência;
Níveis de base; 
Taxa de sedimentação;
Ambientes deposicionais.
Deposição
Subsidência
Refere-se ao afundamento (ou abaixamento) sofrido por uma região da superfície terrestre, que pode ser como consequência da:
Dinâmica interna da crosta - subsidência tectônica;
 
Abatimento da litosfera por perda de calor e consequente contração que ocorre durante a restauração da estrutura térmica original de região previamente aquecida - subsidência térmica; 
Abaixamento gradual de camadas não-solúveis de rochas sobrejacentes a camadas solúveis-subsidência por dissolução;
Nível de base 
O limite topográfico, abaixo do qual uma drenagem não consegue erodir o continente representando, (equilíbrio entre a deposição e erosão). Abaixo desse nível não ocorre erosão pelas águas superficiais, é também conhecido como nível de base de erosão. 
Para um rio que desemboca num lago, a superfície lacustre representa o seu nível de base e, desta maneira, a erosão abaixo desse nível torna-se possível, com o rebaixamento da superfície do lago ou pelo seu desaparecimento. 
Além dos lagos, ao longo do percurso fluvial, funcionam também como níveis de base locais, soleiras de rochas mais resistentes e os rios principais, que controlam os seus tributários.
Nível de base locais temporário todos os níveis de base situados acima do nível do mar. 
Nível de base final é o nível do mar, obtido pela projeção continente adentro de uma superfície imaginária abaixo de todas as drenagens. 
Taxa de sedimentação 
Representa a velocidade de acumulação de sedimentos em um ambiente, comumente subaquático, medida pela espessura depositada em um determinado intervalo de tempo. 
Diagênese
Diagênese ou litificação, corresponde aos processos físicos e químicos que transformam os sedimentos móveis livres em rochas sedimentares compactas. 
Constitui um conjunto de fenômenos físicos e químicos que transformam os sedimentos móveis livres em rochas sedimentares compactas.
Existem três principais processos diagenéticos (podem ocorrer sozinhos ou em conjunto):
Compactação;
Cimentação e;
Recristalização. 
 
Compactação: os sedimentos vão sendo comprimidos por ação dos sedimentos que sobre eles vão se depositando. 
Cimentação: entre os espaços, poros ou interstícios dos diferentes sedimentos pode ocorrer a precipitação de substâncias químicas dissolvidas nos líquidos. Este processo resulta na agregação de sedimentos, com a ajuda da substância precipitada. 
Tipos de cimento: silicosos, carbonáticos, ferruginosos, fosfáticos, evaporíticos, etc.
Recristalização: os minerais alteram as suas estruturas cristalinas. Este processo ocorre devido a alterações das condições de pressão, temperatura, circulação de líquidos, onde estão dissolvidos certos minerais.
A diagênese precede o metamorfismo
Diagênese