São definidas como quaisquer agregados naturais sólidos, compostos de um ou mais minerais, e constituem parte essencial da crosta terrestre.
Rochas
Podemos dizer que as rochas dependem umas das outras e que ao longo do tempo se transformam umas nas outras, dando lugar aos diferentes tipos litológicos ou petrográficos.
Os processos que ocorrem à superfície ou na película
mais externa da crosta terrestre e que consomem
energia exterior ao nosso planeta, principalmente
energia solar, são chamados fenómenos geodinâmicos
externos ou exógenos.
As rochas terrestres não constituem massas estáticas.
Elas fazem parte de um planeta cheio de dinâmica (variações de temperatura e pressão, abalos sísmicos e movimentos tectónicos). Da mesma forma, as actividades de Meteorização (intemperismo) causam constantes alterações sobre as rochas.
Os três grandes ambientes geológicos geradores de rochas, também ditos petrogénicos são:
• Ambiente magmático
• Ambiente sedimentar
• Ambiente metamórfico
Ambiente Sedimentar
• As rochas sedimentares são formadas à superfície por acumulação de sedimentos resultantes da desagregação de rochas pré- existentes que ao aflorar à superfície - afloramentos - ficam sujeitos a condições de pressão, temperatura e ambiente químico muito diferentes daqueles em que foram gerados.
• Cerca de 3/4 da Terra são cobertos por rochas sedimentares que revestem partes dos continentes e dos fundos oceânicos.
Rochas sedimentares
Mineral
Minerais herdados
Minerais de neoformação Rochas sedimentares
detríticas
Minerais herdados – minerais que fazem parte de rochas sedimentares e que provieram de rochas preexistentes, tendo sido modificados fisicamente devido ao transporte.
Exemplos: quartzo, feldspatos e micas, especialmente a moscovite, as anfíbolas, as piroxenas, a calcite, etc.
Minerais de neoformação – minerais novos, que fazem parte de rocha sedimentar e originados devido a reacções químicas ocorridas na fase de sedimentogénese ou de diagénese.
Exemplos: calcite, dolomite, sílica, minerais de argila, halite e gesso.
Esquema simplificado da génese das rochas sedimentares.
As rochas expostas à superfície da crosta terrestre ficam sujeitas às acções físicas e químicas exercidas pelo contacto com a atmosfera (temperatura e vento), hidrosfera (água) e biosfera (seres vivos).
Estes fenómenos gerados pelos agentes geodinâmicos externos vão dar origem à meteorização.
A meteorização não é mais que o resultado das acções físicas e químicas sobre as rochas. Como consequência, as rochas são gradualmente alteradas e desagregadas. Assim, temos a meteorização física das rochas por meios mecânicos e a meteorização químicas.
1- Físicos ou Mecânicos, pelos quais os materiais são desintegrados, principalmente por acção de:
• 1. Variação de temperatura (termoclastia)
• 2. Congelamento da água (crioclastia)
• 3. Cristalização de sais (haloclastia)
• 4. Acção física de seres vivos
2- Químicos, pelos quais os materiais são decompostos por acção de:
• 1. Hidrólise;
• 2. Carbonatação
• 3. Oxidação
• 4. Acção química dos organismos e dos materiais orgânicos.
Os agentes de meteorização podem ser reunidos em
dois grupos principais:
A desagregação ou desintegração acontece pela contracção e expansão provocadas pelas variações de temperatura, facilitada pela existência de fendas, as diáclases, resultantes quer das condições de arrefecimento das rochas ígneas, quer do relaxamento da pressão durante a acção das forças tectónicas.
Meteorização Física
A meteorização física gera a fragmentação das rochas em fragmentos cada vez menores, mas que retém as características do material original.
Consequências da Meteorização Física
Diáclases Crioclastia
Termoclastia
Acção seres vivos
Acção seres vivos
A decomposição das rochas por meios químicos é traduzida pela alteração da estrutura interna, podendo ocorrer remoção ou originando outros minerais mais estáveis ou uma série de produtos solúveis, que são transportados pelos rios e mar. Quase sempre, a água actua, particularmente, como dissolvente.
Meteorização Química
A água pura é relativamente inerte em relação à maioria dos minerais.
Porém, ela sempre carrega da atmosfera substâncias dissolvidas, como por exemplo, O2, CO2, e às vezes, nitratos e nitritos que ao penetrar no subsolo, podem iniciar um ataque às rochas, através de processos como a hidrólise, hidratação, oxidação e carbonatação.
H2O + CO2 H2CO3 H+ + HCO3-
ácido carbónico Ião hidrogeno
carbonato
1.Hidrólise
Normalmente, o mais importante agente químico é a água. Na hidrólise, os iões da água combinam-se com os compostos, com a formação de novas substâncias.
A água que penetra nos interstícios das rochas e combinam-se com os iões de alguns minerais formando novas substâncias. Os feldspatos são relativamente pouco estáveis e sofrem com facilidade a acção desse ataque. No caso do feldspato, temos que:
As águas acidificadas reagem com o feldspato potássico (mineral que ocorre, por ex: nas rochas graníticas), originando a caulinite – mineral do grupo das argilas, com grande interesse para a indústria cerâmica.
Este exemplo de meteorização é representado pela reacção química:
2KALSi3O8 + H2CO3+ H2O K2CO3 + Al2Si305(OH)4 + KOH + 4SiO2
(feldspato) (caulinite/argila)
O fenómeno denomina-se caulinização, ocorrendo frequentemente nas rochas graníticas, que a pouco e pouco, se vão alterando, pela transformação dos feldspatos em minerais de argila
Pedreira de Caulinite
2- Carbonatação
Os calcários são rochas fundamentalmente constituídas por um mineral a que se dá o nome de calcite (carbonato de cálcio: CaCO3). Sendo este mineral facilmente atacado pelos ácidos, quando em contacto com as águas ácidas que neles circulam pelas diáclases, ocorre uma reacção química característica, conhecida por carbonatação, da qual resulta bicarbonato de cálcio dissolvido na água. A lenta mas contínua circulação das águas pelas diáclases leva à dissolução do calcário.
CaCO3 + H2CO3 Ca2+ + 2(HCO-3) CaCO3 = carbonato de cálcio
2(HCO-3) = hidrogenocarbonato (bicarbonato de cálcio) H2CO3 = ácido carbónico
Solúveis
Por este processo, as fendas dos calcários vão-se alargando e coalescendo umas com as outras, o que, em casos extremos pode levar à formação de longos e largos canais subterrâneos, por onde se dá uma intensa circulação da água. Em Portugal continental, os maciços calcários da região centro (Fátima, Minde, Ourém), são bons exemplos de locais onde ocorre a formação de grutas e galerias subterrâneas.
Grutas da Moeda - Fátima
3- Oxidação
Processo de meteorização química, pelo qual o oxigénio atmosférico (dissolvido na água) reage com os iões dos minerais, produzindo óxidos.
Este processo é especialmente importante na meteorização de minerais, com teores de ferro elevados (minerais ferromagnesianos – olivinas piroxenas e as anfíbolas).
COMO É QUE OCORRE A OXIDAÇÃO DOS MINERAIS?
O ferro, que faz parte de minerais comuns como a biotite e a olivina, pode ser facilmente oxidado pela seguinte reacção:
4 FeO + O2 2 FeO3 4 FeO = óxido ferroso
2 FeO3 = óxido férrico
Por este processo, formam-se novos minerais, com o ferro na forma oxidada, como a hematite. O ferro oxidado torna-se insolúvel em água, precipitando-se no meio em que se encontre, devendo-se a este facto a coloração avermelhada dos produtos de meteorização.
Meteorização do granito
_ _ Minerais de
Argila Sílica e
Alumina (Al2O3) K+, Fe2+, Mg2*
Mica
Mg2*
Minerais de _
Argila Hematite Sílica e
Alumina Óxido de
Ferro Mg2* Fe2
Minerais ferro- magnesianos
Minerais de Argila (ex: caulite)
_
Minerais em neoformação
_ Quartzo Minerais primários persistentes
Produtos da Meteorização Constituintes
primários
Na+ K+ Sílica e
Alumina (Al2O3) Na+ e K+
Feldspato
_ _
SiO2 Quartzo
Catiões removidos Solução
coloidal Composição
Mineral
Meteorização do granito
Como consequência da acção dos agentes meteóricos sobre as rochas, estas vão sendo desagregadas originando fragmentos e grãos de diferentes dimensões: detritos ou clastos, substâncias químicas que passam a soluções nas águas de transporte e ainda substâncias químicas produzidas por seres vivos ou resultantes da sua actividade. A acção de desgaste e remoção dos diferentes detritos e soluções, que acontece a seguir ou em simultâneo à meteorização, chama-se erosão.
Sedimentos
Detritos ou clastos Substâncias químicas
dissolvidas Substâncias químicas produzidas por seres vivos
Os materiais resultantes da meteorização e da erosão, normalmente, não ficam no seu local de origem. São deslocados para outros locais pelos ventos, gravidade, águas (estado líquido e sólido), o que caracteriza o transporte.
Quando o agente transportador perde a força de arraste e deposita os detritos que transportava, segundo a dimensão e densidade dos detritos, ocorre a sedimentação dos minerais.
Meteorização/erosão + transporte + Sedimentação = Sedimentogénese
A sedimentação ou deposição ocorre, em vários ambientes (deltaico, lagunar, marinho, torrencial, etc.), sobretudo por acção da gravidade. Como resultado de sucessivos transportes e deposições formam-se camadas ou estratos de sedimentos, disposição característica da grande maioria das rochas sedimentares.
Os ambientes e a formação das rochas sedimentares
PRINCÍPIO DA SOBREPOSIÇÃODOS ESTRATOS
Para além dos detritos, também se podem depositar novos minerais resultantes da meteorização química, minerais de precipitação das substâncias em solução e matéria orgânica, como por exemplo, vegetais mortos, esqueletos de animais,etc.
Estratificação cruzada - derivada da variação na intensidade e/ou na
direcção do agente de transporte
Estratificação
O estrato é a unidade estratigráfica elementar; o seu limite superior é denominado tecto e o inferior, muro.
Compactação - Compressão dos sedimentos por acção da estratificação, que assim, ficam sujeitos a um aumento da pressão crescente.
A compactação determina a expulsão de água (desidratação).
Cimentação - agregação dos sedimentos pelos minerais derivados da precipitação de substâncias químicas dissolvidas na água.
Após a sedimentogénese, ocorre a diagénese que consiste nas mudanças ou transformações, químicas, físicas e biológicas, sofridas pelos sedimentos após a sua deposição, até se tornarem rochas sedimentares.
Inclui os seguintes processos:
Esquema da compactação dos sedimentos detríticos e circulação dos fluidos entre os poros.
Génese das rochas sedimentares
1.1- Rochas detríticas (clásticas)
1.2- Rochas Quimiogénicas
1.3- Rochas Biogénicas.
Classes das rochas sedimentares
Tendo em conta a origem da fracção dominante podem classificar-se em:
1.1- Rochas detríticas (clásticas)
São rochas sedimentares constituídas predominantemente por detritos. Os sedimentos podem apresentar-se soltos, ou então estar ligados.
Sedimentos soltos
Sedimentos ligados Rochas consolidadas Rochas desagregadas
Como a granulidade dos materiais que constituem as rochas detríticas são variáveis e dada a sua importância na caracterização dessas rochas, é necessário estabelecer sistemas de classificação dos sedimentos detríticos. Estes sistemas constituem escalas granulométricas
Classificação dos sedimentos detríticos ( Wentworth e Udden)
Corresponde neste caso a um dos graus da escala, podendo ser minerais de argila ou outros com a respectiva dimensão.
1.1.1- Rochas congloméráticas
Embora exista uma grande variedade de minerais e fragmentos de rochas na composição das rochas detríticas os principais componentes são minerais de argila e quartzo. Os minerais de argila são o produto mais abundante resultante da alteração dos minerais do grupo dos silicatos, especialmente os feldspatos. Por outro lado o quartzo deve a sua grande abundância ao facto de ser muito resistente,tanto do ponto de vista mecânico como químico.
Conglomerado Brecha
1.1.2- Rochas Areníticas
A fracção detrítica predominante neste tipo de rocha tem dimensões compreendidas entre 1/6 e 2 mm.
As areias são rochas desagregadas de composição mineralógica variada ( areias quartzosa, areias calcárias, basálticas,etc)
As areias podem ser cimentadas, formando os arenitos ou grés.
1.1.2- Rochas argilosas e sílticas
Esta divisão compreende todos os mais finos sedimentos mecanicamente formados, representados essencialmente pelas argilas. As partículas constituintes variam de dimensões ultramicroscópicas (inferiores a 0,01 mm) até dimensões de partículas coloidais.
As propriedades mais directamente observáveis nos argilitos (coesão a seco, plasticidade quando húmido, impermeabilidade, fácil suspensão nas águas em movimento, sedimentação por decantação, etc. ) advêm, directamente do comportamento físico dos elementos, considerados como partículas muito pequenas, (>
1/256 mm).
TEXTURA
Está ligada ao tipo de génese da rocha sedimentar e pode ser:
Clástica : abrange todas as rochas sedimentares de origem mecânica ( arenito )
Não clástica : compreende todas as rochas sedimentares de origem química e inorgânica: calcários, antracintos etc
1.2- Rochas Quimiogénicas
São rochas sedimentares formadas a partir da precipitação de materiais dissolvidos. Pode ocorrer devido à evaporação da água (evaporitos) ou devido à alterações das condições da solução (temperatura, pressão, etc).
Exemplo: gesso e calcário .
Como rochas quimiogénicas podemos citar:
- Os calcários de precipitação.
- As rochas salinas: sal-gema e o gesso (evaporitos)
Calcário de Precipitação (quimiogénico)
Os calcários são rochas sedimentares carbonatadas constituídas pelo mineral calcite (quimicamente designado por carbonato de cálcio).
O carbonato de cálcio (CaCO3) é insolúvel em água pura, entretanto é solúvel em água gasocarbónica (água com CO2). Nestas águas, o dióxido de carbono reage com a água formando o ácido carbónico. O ácido carbónico reage com o carbonato de cálcio do calcário, dando origem ao hidrogenocarbonato (bicarbonato de cálcio), que é solúvel.
CaCO3 + H2CO3 Ca2+ + 2(HCO-3)
CaCO3 = carbonato de cálcio
2(HCO-3) = hidrogenocarbonato (bicarbonato de cálcio)
H2CO3 = ácido carbónico
*
Se houver um abaixamento da tensão de CO2, provocado pelo aumento da temperatura e redução da pressão, o carbonato de cálcio insolúvel pode precipitar formando um sedimento que depois de cimentado dá origem ao calcário de origem química.
A reversibilidade das reacções descritas, está na base das paisagens características de zonas calcárias, conhecidas como modelado cársicos.
Dolina Lapiás Algar
Gruta Estalagmites Estalactites
Modelado Cársico
Acetato 6 As Rochas – Rochas Sedimentares
Gesso
Rocha sedimentar originadas da precipitação de sulfato de cálcio (CaSO4), com formação do mineral gesso. Esta precipitação é desencadeada pela evaporação de águas marinhas retidas em lagunas ou água salgada de lagos de zonas áridas, que contém sulfato de cálcio em solução.
1
Sal-gema
Rocha sedimentar originadas da precipitação de sais de cloreto de sódio (NaCl), com formação do mineral halite.
Esta precipitação é desencadeada pela evaporação de águas marinhas retidas em lagunas ou água salgada de lagos de zonas áridas, que contém cloreto de sódio em solução.
2
O sal-gema é pouco denso e muito plástico, em algumas situações podem ascender até a crosta e formando uma grande massa salina – domas salinas ou diapiros.
1.3- Rochas Biogénicas ou Quimiobiogénicas
São rochas sedimentares originadas a partir da actividade de seres vivos.
- Calcários biogénicos - Carvão
Como rochas Biogénicas podemos citar:
O petróleo, actualmente, não é considerado uma rocha por se apresentar no estado líquido, entretanto, como forma-se a partir da matéria orgânica no interior de rochas sedimentares vamos estudá-lo nesta alínea.
Calcários Biogénicos
No caso da formação deste tipo de calcário, a precipitação da calcite é consequência da actividade dos seres vivos. Como exemplo, podemos citar a redução da tensão de CO2 devido a actividade fotossintética de algas marinhas e do fitoplâncton, factor que cria condição para que ocorra a precipitação da calcite.
Os calcários biogénicos podem ser: calcário recifal, conquífero e numulítico.
Formação de combustíveis fósseis
Os carvões tiveram uma origem biogénica e formaram-se a partir de detritos
vegetais que se acumularam em zonas pantanosas ou lagunares, por vezes
próximas do mar.
Esses restos vegetais foram recobertos por sedimentos de origem detrítica, que os isolaram do
ar. Assim foram transformados por
microorganismos, enriquecendo-se em carbono e tornando-
se cada vez mais negros
Carvões
Incarbonização
Durante
Durante o processo de incarbonização, o material vegetal da turfa sofre inicialmente alterações bioquímicas, por acção de microorganismos, na sua maioria anaeróbios. O aprofundamento gera alterações nas condições de temperatura e pressão que fazem cessar as alterações bioquímicas e dão início as transformações geoquímicas, em que se verifica a perda de água e de substâncias voláteis, a diminuição da porosidade e aumento da concentração de carbono.
Os rios lançam para o mar e para as lagunas milhões de toneladas de matéria orgânica e sais minerais. Pequenos seres vivos proliferam nessas zonas, flutuando na água (o plâncton) e aproveitando-se dessa matéria. Quando morrem depositam-se no fundo e sobre eles depositam-se detritos argiloso, de tal modo que, ao fim de milhões de anos sob a pressão desses sedimentos, a matéria orgânica proveniente essencialmente do plâncton se transforma numa mistura liquida que é o petróleo.
Petróleo
Petróleo é constituído por hidrocarbonetos que derivam principalmente da parte lipídica da matéria orgânica.
Produtos petrolíferos Asfalto ou betume
Gás natural
Petróleo bruto ou nafta
Formação de Petróleo
Condições geológicas que proporcionam a acumulação de petróleo
Mas afinal o que é um fóssil?
São vestígios, marcas ou restos de seres vivos que viveram há muito tempo no nosso planeta, tendo a
mesma idade da rocha que os contém.
Mas como é que se dá a transformação de um ser vivo num fóssil?
A partir de um conjunto de processos que se designa por fossilização . Este fenómeno permitiu a preservação dos
vestígios de seres vivos que existiram no passado.
1 - Morte do ser vivo
2 – Deposição de sedimentos sobre os seus restos mortais
(como consequência estes deixam de estar em contacto com os agentes atmosféricos e com o oxigénio, descompondo-se por isso mais lentamente)
4 – Após milhões de anos, e através do desgaste das rochas, o fóssil fica exposto novamente à superfície.
3 – Substituição da matéria orgânica (existente nos restos mortais) por matéria mineral
Existência de partes duras (ossos, dentes, carapaças) na constituição dos seres vivos – as partes moles são rapidamente decompostas;
Habitat (a fossilização ocorre mais frequentemente em ambientes aquáticos) – há maior protecção contra os agentes atmosféricos;
Condições ambientais: temperaturas e humidade baixas dificultam a decomposição;
Rapidez no soterramento dos restos mortais por sedimentos;
Tipo de sedimentos que cobrem os restos mortais (devem ser finos e impermeáveis)
1 - Mumificação ou conservação total
Todo ou quase todo o ser vivo fica conservado, mesmo as suas partes moles.
Após a morte, o ser vivo é envolvido por uma substância (como por exemplo, o gelo) que permite a sua conservação.
Exemplos de mumificação:
Insectos conservados em âmbar.
Mamutes conservados no gelo.
Conservação em âmbar
Mamute conservado no gelo
Este animal encontrado na Sibéria é um Mamute, uma espécie de elefante pré-histórico.
O animal é do sexo masculino e encontra-se em bom estado, por isso os cientistas optaram por levar o exemplar para uma caverna localizada em Khatanga na Sibéria, onde a temperatura se mantém
sempre abaixo de 0 ºC.
2 - Moldagem
Não se conservam quaisquer partes do organismo, ficando apenas uma reprodução ou molde das
suas partes duras.
Reprodução da estrutura interna Molde interno.
Reprodução da estrutura externa Molde externo.
O interior do organismo enche-se de sedimentos
que reproduzem os detalhes da sua estrutura interna
O organismo, ao morrer, cai sobre os sedimentos,
deixando impressas as suas características estruturais externas
Moldagem
Molde Externo
Molde Externo
Molde Interno
Molde
Interno
3 - Mineralização
Os sedimentos que envolvem o ser vivo sofrem compressão devido ao peso dos depósitos que
estão por cima.
A matéria que constitui o ser vivo (matéria orgânica) é substituída gradualmente por
minerais, como a calcite e a sílica, ficando o ser
vivo transformado em “pedra”.
Mineralização
Trilobite
Amonite
Cabeça de dinossauro
mineralizada
Mineralização
Troncos
petrificados
Constituem o tipo de fossilização mais abundante.
São vestígios da actividade dos seres vivos, impressos nas rochas.
Fornecem informações importantes sobre o modo de vida dos seres vivos.
Podem ser:
Pegadas de dinossauros Fezes fossilizadas
Ovos fossilizados
Marcas de actividade
Pegadas de dinossauros
Ovos fossilizados
Fezes fossilizadas - Coprólitos
Tartaruga do período Miocénico
Dinossauro herbívoro do período Jurássico
F ó sseis vivos
São seres vivos que existem desde há muitos milhões de anos.
Actualmente existem fósseis destes seres e também existem exemplares vivos.
M antiveram as suas características ao longo do
tempo, pois adaptaram-se bem aos variados
ambientes que a Terra atravessou.
Fósseis vivos
Celacanto
Latimeria
chalumnae
Fósseis vivos
Gingko
Gingko biloba L.
Fósseis vivos
Nautilus sp.
Fósseis vivos
Caranguejo-ferradura Limulus polyphemus L.
Permitem estudar a evolução da vida na Terra
Permitem datar as rochas e determinar ambientes antigos.
Fóssil de Idade Fóssil de Fácie
Coral
500 M.a. – actualidade Vivem apenas em ambientes de águas calmas, quentes e
pouco profundas
Amonite
248 M.a. – 66 M.a.
As rochas não se encontram na Natureza convenientemente divididas em corpos separados – ígneas aqui, sedimentares ali e metamórficas acolá. Em vez disso, elas encontram-se misturadas em padrões determinados pela história geológica da região. Os geólogos cartografam esses padrões tanto à superfície como projectando-os para o interior, tentando deduzir o passado geológico a partir da presente variedade e distribuição das rochas – é esta a alma do Uniformitarismo ou Actualismo
A chave para a compreensão dos fenómenos do passado geológico reside na compreensão dos fenómenos geológicos presentes, uma vez que não existem razões que nos levem a crer que tais processos sejam diferentes com o decorrer dos tempos geológicos.
Os ambientes de sedimentação podem ser definidos como áreas da superfície terrestre com propriedades físicas, químicas e biológicas bem definidas e diferentes de áreas adjacentes.
Lagos Argilas; restos de organismos Gelo Till (tillitos);
areias e
cascalhos flúvio- glaciais
Vento Dunas de areia;
poeira (loess) Chuva Depósitos de
enxurrada Rios Depósitos
fluviais, deltas e estuários
Mar Praias e ambientes
marinhos rasos;
ambientes marinhos profundos (vasas)
Os sedimentos e as rochas sedimentares são caracterizados pela presença de estratificação - que resulta da formação de camadas paralelas e horizontais, pela deposição contínua de partículas no fundo de um oceano, de um lago, de um rio ou numa superfície continental.
A deposição dos sedimentos
O modo de deposição é extremamente importante nas características da rocha sedimentar que irá resultar, indicando claramente o ambiente (continental ou marinho) em que o material se formou (p.ex., marcas de ondas)
Deposição rápida
• Pouca estratificação/
laminação; pobre separação por tamanho dos grãos (seleção granulométrica – lei de Stokes)
Deposição lenta
• Boa estratificação / laminação;
boa seleção granulométrica (estratificação gradacional)
