2. Processos e materiais geológicos importantes em ambientes terrestres.
2.1.1. Rochas sedimentares.
adaptado de http://fossil.uc.pt/pags/sedime.dwt
Rochas sedimentares
As rochas sedimentares forma-se à superfície ou muito próximo da superfície. Resultam de rochas pré-existentes (cerca de 80%), através de processos que resultam da interação com a hidrosfera, atmosfera e biosfera. Os restantes 20% resultam da precipitação de substâncias, que por sua vez também resultaram de outras rochas e de restos de seres vivos.
O calor solar fornece energia suficiente para que, na superfície da Terra, ocorra a evaporação, iniciando-se o ciclo da água e, consequentemente, a meteorização e a modelação do relevo.
http://forum.netxplica.com/viewtopic.php?t=14148&sid=395707ae5ab3f4876d75091f43820484
ver http://ansatte.uit.no/webgeology/webgeology_files/portuguese/weathering_intro_pt.html
Quando uma rocha (ao percorrer o seu ciclo) chega à superfície via estar sujeita a diferentes condições de pressão e temperatura onde foi formada e vai ser alterada por processos físicos e químicos que ocorrem na superfície terrestre resultantes da interação, anteriormente referida.
A alteração das características primárias das rochas, designa-se por
meteorização, que é o conjunto de processos físicos e químicos que alteram a rocha. A erosão é o conjunto de fenómenos que ocorrem a seguir, promove a remoção dos materiais das rochas alterados pela meteorização que serão transportados. Quando o transporte acaba dá-se a sedimentação (domínio das rochas sedimentares móveis). A este conjunto de fenómenos dá-se o nome de SEDIMENTOGÉNESE. Posteriormente pode ocorrer a DIAGÉNESE que é o conjunto de fenómenos que leva à formação de uma rocha sedimentar coerente (compactação, desidratação e cimentação).Por vezes da meteorização resultam novos minerais, dizem-se minerais de neoformação. Os que resistiram dizem-se minerais herdados ou residuais.
Tipos de meteorização
Meteorização física ou mecânica –
a rocha fica fragmentada sem haver alteração química na rocha original,
através da ação da água (sólido e líquido), temperatura, alívio de pressão,
crescimento de minerais e seres vivos.
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Meteorização física ou mecânica |
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Água no estado líquido |
A água da chuva e a variação cíclica do teor de água nas rochas (alternância de períodos secos e húmidos), provoca variações de volume e gera tensões ,levando à fracturação e desagregação do material rochoso. |
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Gelo |
A água líquida, que penetra nas diáclases da rocha, pode gelar o que irá provocar um aumento de volume exercendo pressão, como consequência dar-se –á um aumento das fraturas, podendo formar-se novas diáclases levando à desagregação da rocha. Este fenómenos designa-se por CRIOCLASTIA.
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Crescimento de minerais |
A água é uma poderosa substância dissolvente e quando está retida nas diáclases pode conter substâncias dissolvidas e que podem precipitar e formar minerais. Estes minerais formados exercem uma força nas rochas onde se instalaram e contribuem para a desagregação da rocha. Este fenómenos designa-se por HALOCLASTIA.
http://dinamica-geologica.blogspot.pt/2012/01/meteorizacao-fisica.html |
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Temperatura |
As rochas estão sujeitas às variações de temperatura ao longo do dia estão sistematicamente a dilatar e a contrair o que leva à fracturação da rocha. Há climas mais propícios, como por exemplo, o deserto em que as amplitudes térmicas são máximas. Este fenómenos designa-se por TERMOCLASTIA. |
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Alívio de pressão (descompressão) |
Alívio da pressão – as rochas formadas em profundidade sofreram grade pressão, quando estas ascendem à superfície, as rochas que estão por cima já foram erodidas, e as rochas expandem-se por alívio de pressão e fraturam-se ,originando as diáclases. |
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Seres vivos |
Seres vivos - as raízes são responsáveis pelo aparecimento e alargamento de fendas. Certos animais escavam tocas ou galerias que aumentam o grau de degradação da rocha ou a expõem ainda mais a outros agentes de meteorização |
Meteorização química – dá-se a
alteração na composição química da rocha o que implica que há minerais que
são destruídos e outros novos minerais podem ser formados, através da água e
suas substâncias dissolvidas, os gases da atmosfera (oxigénio e dióxido de
carbono), e ainda a intervenção de substâncias produzidas pelos seres vivos.
Podemos ter então:
Hidrólise
- a hidrólise dos silicatos é fenómeno
responsável pela formação dos minerais argilosos. O CO2 atmosférico reage
com a água e forma o ácido carbónico que atua nos silicatos (feldspatos) e
origina um novo mineral, a caulinite, mineral de argila (Caulinização). Os
catiões do silicato são substituídos pelo hidrogénio proveniente da água ou
do de um ácido.
http://e-porteflio.blogspot.pt/2009/03/formacao-das-rochas-sedimentares.html
Oxidação - o oxigénio atmosférico reage com os minerais formados em ambiente redutor e estes oxidam. Muitos minerais contêm ferro na sua constituição que reage com o oxigénio e formam óxidos.
http://e-porteflio.blogspot.pt/2009/03/formacao-das-rochas-sedimentares.html
Dissolução - -O dióxido de
carbono atmosférico ou dos solos acidifica a água e forma o ácido carbónico.
As águas acidificadas reagem com os minerais das rochas e altera-os,
principalmente em rochas solúveis e em particular as carbonatadas, como o
calcário.
Carbonatação -
se as águas acidificadas reagiram com o carbonato de cálcio (calcite),
formam-se produtos solúveis que serão removidos em solução (sai o cálcio e o
hidrogenocarbonato mas as impurezas ficam no local). Esta reação origina o
alargamento das diáclases e pode formar, no caso dos calcários (rochas
formadas por calcite, uma rede de diáclases que irão formar as grutas. Os
materiais em solução, podem precipitar e formar as estruturas das grutas
(estalactites, estalagmites, por exemplo).
http://e-porteflio.blogspot.pt/2009/03/formacao-das-rochas-sedimentares.html
A terra rossa, é uma argila que resulta das impurezas não solúveis (sílica e argila misturadas no carbonato de cálcio na formação do calcário) que não são removidas do calcário. O seu nome deve-se à cor vermelha da argila que vem dos óxidos de ferro que a compõem.
Formação de uma gruta
frame insorporada de: http://www.classzone.com/books/earth_science/terc/content/visualizations/es1405/flash/es1405_cave_formation.swf
Exemplo do que acontece com um granito
figura principal adaptado de http://www.geocaching.com/geocache/
As rochas classificam-se quanto à sua génese em: detríticas, quimiogénicas ou de precipitação química e biogénicas ou organogénicas.
| DETRÍTICAS | QUIMIOGÉNICAS | BIOGÉNICAS OU ORGANOGÉNICAS |
| sedimentos ou clastos | origem química | origem biogénica |
| de tamanho variado resultantes da meteorização das rochas pré-existentes. | resultam da precipitação química de substâncias dissolvidas na água | resultam da agregação de restos de seres vivos (conchas, por exemplo) com os detritos ou na precipitação. |
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http://geogarb.no.sapo.pt/galeria_de_fotos_de_rochas.htm
http://forum.netxplica.com/viewtopic.php?t=14215&sid=76efbf65d01143bd76a40506789879a9
1-ROCHAS DETRÍTICAS
Observa com atenção a figura e tenta perceber o que se está a passar.
1- A rocha foi meteorizada e os agentes erosivos (chuva, gelo, vento, temperatura, acção dos seres vivos...-EROSÃO) actuam nas rochas mobilizando os materiais desagregados;
2- estes materiais vão sofrer TRANSPORTE (acção da gravidade, ventos, águas da chuva, glaciares...).
www.cientic.com
3- Assim que acaba o transporte os materiais (sedimentos) vão depositar-se (SEDIMENTAÇÃO), geralmente em grandes depressões existentes nos fundos dos mares (bacia de sedimentação).
Os sedimentos mais finos, como as argilas, só se depositam em ambientes muito calmos como os fundos marinhos ou ambientes lagunares por exemplo, vão em suspensão nas águas, os sedimentos mais grosseiros como os calhaus, são depositados pelo caminho antes de atingirem o mar, as areias chegam à foz e são conduzidas pelas marés.
Distribuição dos sedimentos
frame incorporada de: http://www.classzone.com/books/earth_science/terc/content/visualizations/es0604/flash/es0604_sediment_deposit.swf
4- Se a erosão continuar a actuar irá continuar a existir transporte para a Bacia, os sedimentos devido à pressão exercida, começam a compactar, há cada vez menos espaço e água entre eles. Isto é a COMPACTAÇÃO.5- Os sedimentos ficam mais apertados e a água que os envolve "migra" para as camadas superiores (DESIDRATAÇÃO), restando alguma entre os grãos. Os sais dissolvidos na água que ficou entre os grãos precipitam , formando um CIMENTO natural que irá ligar os sedimentos uns aos outros, dá-se a CIMENTAÇÃO. A rocha passa de MÓVEL a COERENTE.
As rochas detríticas podem então, ser móveis ou consolidadas (ou coerentes). As rochas coerentes resultam da compactação e da cimentação dos sedimentos das rochas móveis, sofreram diagénese.
Classificação dos grãos das rochas detríticas
Os grãos quando cimentados transformam asas argilas em argilitos,
os siltes em siltitos,
areias em arenitos,
e os calhaus chamam-se brecha se
os calhaus forem angulosos e conglomerados se
os calhaus forem arredondados.
Tipos de cimento
Os tipos de cimento são
variados, depende dos elementos químicos que as bacias sedimentares
"carregam". Os cimentos mais frequentes são: argiloso; carbonato; óxido de
ferro; silicioso
2- QUIMIOGÉNICAS OU
DE PRECIPITAÇÃO QUÍMICA
São rochas que se formam pela precipitação de soluções
químicas nas bacias sedimentares e dividem-se em:
Rochas Calcárias (calcários, travertinos e tufos calcários); Ferruginosas; Silicosas (sílex) e Evaporíticas
(salgema e gesso).
A água transporta sais, para além de partículas sólidas. Quando a concentração destes sais chega a um determinado limite e o transporte acaba, os sais precipitam. Este limite qua faz a passagem para a precipitação está condicionada por: concentração do soluto, condições ambientais (temperatura, pH, etc) e evaporação.
Os calcários e a sua meteorização - relembra: http://www.colegiovascodagama.pt/ciencias3c/oitavo/calcario.html
A evaporação origina os evaporitos. Os sais precipitam e depositam-se nos lagos ou mares poucos profundos. Exemplos: a salgema (cloreto de sódio) e gesso (sulfato de cálcio).
O salgema - mineral halite (cloreto de sódio), é pouco denso e plástico, e quando se encontra em profundidade, pode ascender formando grandes massas de sal, chamados domas salinos ou diapiros. Enquanto não ascende trata-se de uma anomalia gravimétrica negativa (pois tem menos densidade que as rochas encaixantes).
Porto Editora
http://forum.netxplica.com/viewtopic.php?t=17517&sid=37befc905efb959af671fad0002defb5
Estas anomalias gravimétricas negativas dão-nos a sua localização, através de estudos gravimétricos. Quando ascendem à superfície são facilmente erodidas e os relevos rebaixados em relação aos terrenos envolventes, originado depressões por onde os rios, facilmente se encaixam, são os vales tifónicos. Um exemplo é a planura dos campos da região de Caldas da Rainha, rodeada por relevos calcários.
3- BIOGÉNICAS OU ORGANOGÉNCIAS
São formadas pela junção de matéria orgânica em
bacias de sedimentação. Podem ser bioquimiogénicas ou quimiobiogénicas e os
restos dos seres vivos estiverem a inseridos numa matriz química, por
exemplo: calcário conquífero e recifais, ou podem ter origem detrítica, por
exemplo as areias da praia comumente têm restos de conchas.
O carvão e o petróleo englobam-se na génese das rochas sedimentares biogénicas, embora não sejam consideradas verdadeiras rochas porque o petróleo bruto está no estado líquido e por serem ambas quase exclusivamente orgânicas (os seus constituintes não encaixam na definição de mineral). São misturas mais ou menos complexas de hidrocarbonetos (compostos químicos constituídos por hidrogénio e carbono).
Formação do Petróleo
Petróleo significa em latim (petroleu) óleo de pedra.
figura adaptada de um manual de geografia (não sei qual)
a) A matéria orgânica de origem planctónica, algas, esporos, grãos de pólen acumula-se nos fundos oceânicos sem turbulência, a cerca de 2000 a 3000 metros de profundidade.
b)a matéria orgânica juntamente com materiais argilosos, vai ficar subterrada, criando-se as condições anaeróbias necessárias que levam ao processo de betuminização. A betuminização é um processo lento e envolve um aumento de temperatura na ordem dos 120 a 150ºC.
c) No processo de betuminização formam-se os hidrocarbonetos líquidos (petróleo bruto ou nafta), gasosos (gás natural) e sólidos (betumes ou asfaltos) que ficam retidos na Rocha-Mãe. Com a deposição de novos sedimentos, os fluidos gasosos e líquidos que são mais leves que os restantes sedimentos e mais leves que água salgada, por pressão, os hidrocarbonetos têm tendência a subir se tiverem espaço para o fazer ou se as rochas envolventes forem porosas. Na deposição os hidrocarbonetos dispõem-se por densidades (os mais densos são os betumes e ficam em baixo, depois o petróleo bruto e em cima o gás natural).
d) Quando encontram uma rocha impermeável (Rocha Cobertura), o movimento dos hidrocarbonetos pára e impregnam as rochas subjacentes, ocupando todos os espaços vazios que, normalmente seriam ocupados pela água salgada (Rocha Armazém).
http://www.netxplica.com/figuras_netxplica/exanac/
A- Rocha Cobertura - Rocha argilosa que se localiza por cima da rocha armazém e que forma uma camada impermeável;
B- Rocha Armazém - Rocha permeável, porosa, onde se acumulam os hidrocarbonetos fluidos;
C- Rocha Mãe - onde se formam os hidrocarbonetos num processo que leva milhões de anos.
Os hidrocarbonetos ao serem formados, ao ascenderem até serem armazenados
passam por uma série de armadilhas petrolíferas que dependem do tipo de
rocha (permeáveis e impermeáveis) e das estruturas existentes (falhas, domas
salinos, dobras...). As armadilhas petrolíferas são, geralmente,
constituídas por uma rocha porosa coberta por uma rocha impermeável: a
superfície que separa as duas rochas deve ter, no seu conjunto, uma forma
convexa (há mais tipos) para a parte superior.
Sempre que uma armadilha fica preenchida por hidrocarbonetos passa-se a
chamar um jazigo petrolífero ou jazida petrolífera.
http://cpgf.ufpa.br/write_pagina_cpgf.asp?pagina=geofisica
http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=w9Vj0jjd4ms
ver http://ansatte.uit.no/webgeology/webgeology_files/portuguese/oil_gas_pt.html
Formação do carvão
O carvão mineral foi formado pelos restos soterrados de plantas tropicais e subtropicais, especialmente durante períodos Carbónico e Pérmico (há cerca de 300 milhões de anos) em zonas pantanosas.
A argila dos pântanos impede o apodrecimento da matérias orgânica (vegetal), subterrada. Ao longo do tempo, com a sedimentação de mais argilas, os materiais orgânicos ficam comprimidos com o peso dos sedimentos e sujeitos a uma maior pressão e temperatura e vai sofrendo transformações progressivas levando à génese do carvão.
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O carvão mineral ou carvão natural é um produto da fossilização da matéria orgânica que é constituída essencialmente por oxigénio, azoto, carbono e hidrogénio, ao longo de milhões de anos. Vai empobrecendo em oxigénio, azoto e hidrogénio, aumentando, relativamente, a quantidade de carbono. Este processo é um tipo de fossilização que se designa por Incarbonização. Quanto maior o teor de carbono, mais puro se considera e mais potencial energético tem.. Existem quatro tipos principais de carvão mineral: turfa, lenhito, hulha e antracite (em ordem crescente do teor de carbono). Dependendo do tempo decorrido do processo de fossilização, pode ser:
- do tipo turfa ........................... com aprox. 60% de carbono.
À medida que se dá um enriquecimento relativo de carbono, o carvão tem cada vez menos água e voláteis na sua composição. O mais puro dos carvões, a antracite, é considerada rocha metamórfica. |
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http://cgq-qgc.ca/sites/cgq-qgc.ca/files/pdf/liens_utiles_public.pdf
Rocha sedimentar coerente - experiência: http://www.prof2000.pt/users/sandraest/tcasco/exeperiencia.htm
http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=rc3da3-znK4#t=211 estatrigrafia
Exercício:http://www.netxplica.com/manual.virtual/exercicios/geo11/rochas.sedimentares.1/11.GEO.diagenese.htm