ELEMENTOS DE GEOLOGIA E MINERALOGIA

(1)

Dr. Marco Antonio Galarza – Instituto de Geociências

1

A Terra é um planeta vivo e seus continentes estão em constante movimento, devido à dissipação de calor do interior do planeta. Os fenômenos de transformação da superfície e do interior da crosta terrestre estão registrados nas rochas dos continentes e fundos oceânicos.

ROCHAS

Rocha é um agregado de um ou vários minerais, formando as grandes massas da crosta terrestre. Em certos casos a rocha pode ser formada de uma só espécie mineral, como é o caso do calcário, constituído unicamente por calcita, folhelhos, formados por argila, ou quartzito, formado predominantemente por quartzo. Mais comumente as rochas são constituídas por mais de uma espécie mineral, alguns mais abundantes, chamados de essenciais, outros em pequena proporção constituindo os minerais acessórios.

Uma rocha muito comum é o granito, formado por quartzo, feldspato alcalino e mica, podendo ter como minerais acessórios, anfibólios, apatita, turmalina, zirconita, magnetita, etc.

As rochas são divididas em três grandes grupos: Ígneas ou Magmáticas; Sedimentares; Metamórficas.

A classificação acima, é baseada na origem, isto é, no processo de formação, sendo por isto chamada de classificação genética. Há outras classificações, de uso mais restrito aos especialistas.

Para os estudo das rochas também é importante a determinação de seus minerais

constituintes. Um agregado de minerais constitui uma rocha, composta por minerais essenciais e acessórios. A nomenclatura de uma rocha é dada pelos minerais essenciais.

Quando os minerais presentes em uma rocha pertencem à uma mesma espécie mineralógica, a rocha será considerada monominerálica. Quando forem de espécies diferentes, ela será

pluriminerálica.

Rochas monominerálicas Æ Quartzito; Mármore; Calcário Rochas pluriminerálicas Æ Granito; Gabro; Gnaisse

O Magma é uma fusão silicatada formada em grandes profundidades na Terra, seu componentes são: Silicatos; Óxidos; Voláteis - H2O, CO2, CO, H2, N2, SO2, S2, S3, HCl, H2S.

Quando extravasa em superfície o magma é chamado de lava.

Classificação genética

1 – Rochas Ígneas ou Magmáticas– São aquelas resultantes da consolidação do magma (material

fundido que se encontra em certas partes do interior do globo terrestre). Se a consolidação do

magma ocorrer em superfície, formam-se rochas magmáticas vulcânicas ou extrusivas. Ex.: Basalto. Se a consolidação do magma ocorrer em profundidade, formam-se as rochas magmáticas plutônicas ou intrusivas. Ex.: Granito

2 – Rochas Sedimentares ou Estratificadas – Resultam da deposição de detritos de outras rochas

(magmáticas, metamórficas e até mesmo outra sedimentar) ou do acúmulo de detritos orgânicos ou, ainda, da precipitação de substâncias químicas. São chamadas também de estratificadas, em virtude de se apresentarem em camadas ou estratos. Ex.: Arenito, carvão mineral, calcário fossilífero, calcário travertino, folhelhos, etc.

3 – Rochas Metamórficas – Resultam da transformação, em estado sólido, de outras rochas

pré-existentes (ígnea, sedimentar ou outra rocha metamórfica) em função da mudança das condições de temperatura e pressão do ambiente em que se encontram. Ex.: Mármore, gnaisse, ardósia.

(2)

2

ROCHAS ÍGNEAS

As rochas ígneas (do latim ignis, fogo), também conhecidas como rochas magmáticas, são formadas pela solidificação (cristalização) de um magma, que é um líquido com alta temperatura, em torno de 700 a 1200°C, proveniente do interior da Terra.

As rochas ígneas podem conter jazidas de vários metais (p. ex. ouro, platina, cobre, estanho) e trazem à superfície do planeta importantes informações sobre as regiões profundas da crosta e do manto terrestre.

O tamanho dos cristais das rochas ígneas é, em geral, proporcional ao tempo de resfriamento do magma, isto é, quanto mais lenta for a cristalização de um magma, maiores são os cristais formados e vice-versa. Assim tem-se que:

• Rochas plutônicas são halocristalinas, de textura fanerítica grossa, devido ao resfriamento lento;

• Rochas hipoabissais podem ser halocristalinas ou conter componentes vítreos e em geral são porfíricas ou faneríticas finas;

• Rochas vulcânicas ou extrusivas tendem a ser vítreas ou afaníticas, devido ao resfriamento rápido. Podem ser porfíricas.

Magmas cristalizados a grandes profundidades no interior da crosta esfriam lentamente, possibilitando que seus cristais se desenvolvam até atingir tamanhos visíveis a olho nu (>> 1 mm). Rochas ígneas deste tipo são denominadas rochas plutônicas (p. ex. granito).

Nos vulcões, o magma (lava) atinge a superfície da crosta e entra em contato com a temperatura ambiente, resfriando-se muito rapidamente. Como a solificação é praticamente instantânea, os cristais não têm tempo para se desenvolver, sendo portanto muito pequenos, invisíveis a olho nu (<<1mm). Rochas deste tipo são denominadas rochas vulcânicas (p. ex. basalto).

Quando o magma se cristaliza muito próximo à superfície, mas ainda no interior da crosta, o resfriamento é um pouco mais lento que o das rochas vulcânicas, permitindo que os cristais sejam visíveis a olho nu, embora ainda de tamanho pequeno (~1mm). Rochas deste tipo são denominadas rochas sub-vulcânicas (p. ex. diabásio).

Quando há condições de cristalização de fases minerais a partir do magma, esta se dá de forma seqüenciada, seguindo a ordem dos pontos de fusão dos minerais. A seqüência de

(3)

3

CLASSIFICAÇÃO 1. Quanto à ocorrência

A) EXTRUSIVAS: são resultantes da solidificação de uma lava na superfície. Ex: basalto, riolito. Cones vulcânicos; Derrames, trapes.

B) INTRUSIVAS: são aquelas originadas pela solidificação de uma lava vulcânica no interior da crosta. Ex: gabro, granito.

Diques; Sills; Stoks; Bossas; Batólitos; Lacólitos; Facólitos; Lopólito; Apófises; Neck. Obs: Em A os cristais dos minerais não tem tempo de crescerem, por isto são de tamanho microscópico (invisíveis a olho nu). Já em B ocorre o contrário e os cristais são grandes, bem visíveis a olho nu. Ex: granito.

2. Composição química dos magmas

Ácidos: SiO2 > 65%;

Intermediários: 52% < SiO2 < 65%;

Básicos: 45% < SiO2 < 52%;

Ultrabásicos: SiO2 < 45%.

Características dos magmas

Ácidos ou félsicos Básicos ou máficos

Temperatura 650 - 700ºC 1350 - 1400ºC

Polimerização Alta Baixa

Viscosidade Alta Baixa

Teor de Mg e Fe Baixo Alto

Teor de H2O 10 - 15% 1 - 2%

Solidificação em profundidade 10 - 15% Ascensão e derrame na superfícies Rochas Ácidas ou félsicas: Ex: granito, riolito.

Rochas Intermediárias: Ex: sienito, andesito. Rochas Básicas ou máficas: Ex: basalto, gabro.

(4)

4

3. Quanto à cristalinidade

• Cristalina: quando a maior parte dos minerais é formada por cristais. Ex: granito.

• Vítreo-cristalina: quando parte dos minerais é formada por cristais. O restante é formado por minerais vítreos, isto é, na forma não cristalina. Ex: basalto, andesito, riolito.

• Vítrea: quando a maior parte é formada por minerais na forma de vidro. Ex: pedra pomice.

4. Quanto ao tamanho dos minerais

Chama-se de textura ao conjunto de propriedades geométricas das rochas que decorrem da morfologia e do arranjo de seus constituintes fundamentais.

• Afanítica: quando a maior % dos minerais é invisível a olho nu. Ex: basalto, riolito, andesito.

• Sub-Afanítica: quando maior parte dos minerais é visível a olho nu. Ex: diabásio.

• Fanerítica: quando a totalidade dos minerais é visível a olho nu. Ex: granito, gabro, sienito. • Textura vítrea.

• Textura fragmentária. • Textura porfirítica.

5. Quanto ao tipo de feldspato presente>

• Sódica (Na): quando o mineral for de cor esbranquiçada. Ex: granito. • Potássica (K): quando o mineral for de cor rósea. Ex: alguns granitos.

6. Classificação quanto ao tipo de estrutura

São as descontinuidades apresentadas pelas rochas e todas as modalidades de variações texturais • Maciça: quando a rocha não apresenta vazios na amostra. Ex: granito - alguns basaltos. • Vesicular: quando a rocha apresenta vazios na amostra. Ex: basalto.

• Amigdalóidal: quando a rocha apresenta vazios preenchidos parcialmente por minerais secundários;

• Disjunção colunar.

• Estruturas lamelar ou linear.

7. Quanto ao índice de cor

Félsicas: minerais escuros < 30%; Mesótipas: 30% < minerais escuros < 60%; Máficas: 60% < minerais escuros < 90%; Ultramáficas: minerais escuros > 90%.

(5)

5

ROCHAS SEDIMENTARES

As rochas sedimentares são o produto de uma cadeia de processos que ocorrem na superfície do planeta e se iniciam pelo intemperismo das rochas expostas à atmosfera.

As rochas intemperisadas perdem sua coesão e passam a ser erodidas e transportadas por diferentes agentes (água, gelo, vento, gravidade), até sua sedimentação em depressões da crosta terrestre, denominadas bacias sedimentares. A transformação dos sedimentos inconsolidados (p. ex. areia) em rochas sedimentares (p. ex. arenito) é denominada diagênese, sendo causada por

(6)

6

As rochas sedimentares fornecem importantes informações sobre as variações ambientais ao longo do tempo geológico. Os fósseis, que são vestígios de seres vivos antigos preservados nestas rochas, são a chave para a compreensão da origem e evolução da vida.

A importância econômica das rochas sedimentares está em suas reservas de petróleo, gás natural e carvão mineral, as principais fontes de energia do mundo moderno.

As rochas sedimentares formadas pela acumulação de fragmentos de minerais ou de rochas intemperizadas são denominadas rochas clásticas ou detríticas (p. ex. arenito). Existem também rochas sedimentares formadas pela precipitação de sais a partir de soluções aquosas saturadas (p. ex. evaporito) ou pela atividade de organismos em ambientes marinhos (p. ex. calcário), sendo denominadas rochas não-clásticas ou químicas.

ROCHAS METAMÓRFICAS

As rochas metamórficas são o produto da transformação de qualquer tipo de rocha levada a um ambiente onde as condições físicas (pressão, temperatura) são muito distintas daquelas onde a rocha se formou. Nestes ambientes, os minerais podem se tornar instáveis e reagir formando outros minerais, estáveis nas condições vigentes.

Como os minerais são estáveis em campos definidos de pressão e temperatura, a

identificação de minerais das rochas metamórficas permite reconhecer as condições físicas em que ocorreu o metamorfismo.

O estudo das rochas metamórficas permite a identificação de grandes eventos geotectônicos ocorridos no passado, fundamentais para o entendimento da atual configuração dos continentes.

As cadeias de montanhas (p. ex. Andes, Alpes, Himalaias) são grandes enrugamentos da crosta terrestre, causados pelas colisões de placas tectônicas. As elevadas pressões e temperaturas existentes no interior das cadeias de montanhas são o principal mecanismo formador de rochas metamórficas.

O metamorfismo pode ocorrer também ao longo de planos de deslocamentos de grandes blocos de rocha (alta pressão) ou nas imediações de grandes volumes de magmas, devido à dissipação de calor (alta temperatura).

O CICLO DAS ROCHAS

O ciclo das rochas representa as diversas possibilidades de transformação de um tipo de rocha em outro. As setas que interligam as rochas ígneas, sedimentares e metamórficas indicam processos relacionados à dinâmica geológica da crosta terrestre.

Os continentes se originaram ao longo do tempo geológico pela transferência de materiais menos densos do manto para a superfície terrestre.

As rochas, uma vez expostas à atmosfera e à biosfera passam a sofrer a ação do

intemperismo, através de reações de oxidação, hidratação, solubilização, ataques por substâncias orgânicas, variações diárias e sazonais de temperatura, entre outras. O intemperismo faz com que as rochas percam sua coesão, sendo erodidas, transportadas e depositadas em depressões onde, após a diagênese, passam a constituir as rochas sedimentares.

A cadeia de processos de formação de rochas sedimentares pode atuar sobre qualquer rocha (ígnea, metamórfica, sedimentar) exposta à superfície da Terra.

Devido à deriva dos continentes, as rochas podem ser levadas a ambientes muito diferentes daqueles onde elas se formaram. Qualquer tipo de rocha (ígnea, sedimentar, metamórfica) que sofra a ação de, por exemplo, altas pressões e temperaturas, sofre as transformações mineralógicas e texturais, tornando-se uma rocha metamórfica.

Se as condições de metamorfismo forem muito intensas, as rochas podem se fundir, gerando magmas que, ao se solidificar, darão origem a novas rochas ígneas.

O ciclo das rochas existe desde os primórdios da história geológica da Terra e, através dele, a crosta de nosso planeta está em constante transformação e evolução.

(7)

7

(8)