3 a formaçãorochassedimentares

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3 a formaçãorochassedimentares

  1. 1. Margarida Barbosa Teixeira FORMAÇÃO DE ROCHAS SEDIMENTARES
  2. 2. <ul><li>Rocha é a unidade estrutural da crosta e do manto, que possui características próprias, formada, geralmente, por um ou mais minerais associados </li></ul><ul><li>As rochas  podem sofrer alterações que as transformam em materiais rochosos de natureza diferente. </li></ul><ul><li>Ciclo das rochas ou ciclo litológico é o conjunto de transformações do material rochoso no decurso do qual as rochas são geradas, destruídas e alteradas por processos que ocorrem no interior e na superfície da Terra. </li></ul>Ciclo das rochas
  3. 3. Ciclo das rochas
  4. 4. Ciclo das rochas
  5. 5. <ul><li>Percentagem relativa de rochas sedimentares e magmáticas </li></ul><ul><li>na crusta terrestre </li></ul>Ciclo das rochas
  6. 6. <ul><li>Rochas Sedimentares: </li></ul><ul><li>Representam 5 % do volume da crosta terrestre; </li></ul><ul><li>Ocupam mais de 75 % da superfície da crusta . </li></ul><ul><li>A formação ocorre na superfície terrestre, ou perto dela. </li></ul><ul><li>(interação com a hidrosfera, a atmosfera e a biosfera) </li></ul>Ciclo das rochas
  7. 7. Etapas de formação das rochas sedimentares Etapas de formação Sedimentogénese Diagénese Meteorização Erosão Transporte Sedimentação Compactação Desidratação Cimentação
  8. 8. Etapas de formação das rochas sedimentares
  9. 9. <ul><li>Sedimentogénese </li></ul><ul><li>conjunto de processos que intervêm na formação de sedimentos; inclui a formação de sedimentos a partir de rochas preexistentes, ou de restos de seres vivos, o seu transporte e a sua deposição. </li></ul><ul><li>Diagénese </li></ul><ul><li>evolução posterior dos sedimentos (englobando a compacção e desidratação, seguida da cimentação) conduzindo à formação de rochas consolidadas. </li></ul>Etapas de formação das rochas sedimentares
  10. 10. Sedimentogénese Diagénese Etapas de formação das rochas sedimentares
  11. 11. Tipos de sedimentos Tipos de sedimentos Detríticos ou clastos De origem química De origem biológica Características <ul><li>Fragmentos de dimensões variadas, desde partículas de pequeníssimas dimensões até grandes blocos, resultantes da alteração de outras rochas. </li></ul><ul><li>Resultantes da precipitação de substâncias dissolvidas ou em suspensão na água. </li></ul><ul><li>Constituídos por detritos orgânicos ou por materiais resultantes da ação bioquímica, nomeadamente conchas, fragmentos de peças esqueléticas, … </li></ul>Rochas resultantes <ul><li>Argilas  argilitos </li></ul><ul><li>Areias  arenitos </li></ul><ul><li>Balastros  brechas ou conglomerados </li></ul><ul><li>Rochas carbonatadas como certos calcários. </li></ul><ul><li>Calcários biogénicos como o calcário conquífero, </li></ul><ul><li>Carvões, … </li></ul>Rochas sedimentares detríticas Rochas sedimentares quimiogénicas Rochas sedimentares biogénicas
  12. 12. <ul><li>As rochas formadas em profundidade, são soerguidas por movimentos tectónicos e aliviadas da carga suprajacente por erosão superficial. </li></ul><ul><li>A parte exposta expande-se e fratura-se , enquanto a parte profunda contínua sob pressão. </li></ul><ul><li>A fracturação forma: </li></ul><ul><li>rede diáclases que divide o maciço em blocos grosseiramente paralelepipédicos </li></ul><ul><li>diáclases paralelas à superfície dividindo o maciço em camadas concêntricas (disjunção esferoidal), </li></ul>Diáclases <ul><li>Aspetos estruturais do granito, que podem favorecer a meteorização - Diáclases </li></ul>
  13. 13. Meteorização do granito <ul><li>As diáclases favorecem a meteorização pois as zonas da bordadura são mais frágeis. </li></ul>Diáclases
  14. 14. Caos de blocos Arenização e caos de blocos <ul><li>As zonas de bordadura dos blocos transformam-se em areias – arenização . </li></ul><ul><li>Os blocos tornam-se arredondados, formando bolas amontoadas – caos de blocos. </li></ul>Diáclases
  15. 15. <ul><li>Remoção de camadas suprajacentes </li></ul><ul><li>Movimentos tectónicos </li></ul>Granito em profundidade Afloramento do granito Alteração do granito <ul><li>Diáclases </li></ul><ul><li>Alteração dos minerais primários </li></ul><ul><li>Arenização </li></ul><ul><li>Caos de blocos </li></ul>Meteorização do granito
  16. 16. Meteorização do granito
  17. 17. <ul><li>Ação conjunta de processos físicos e químicos que levam à alteração das características iniciais das rochas que se encontram à superfície terrestre. </li></ul><ul><li>Meteorização física ou mecânica </li></ul><ul><li>desagregação mecânica da rocha em fragmentos de dimensões cada vez menores (designados de clastos ou fragmentos detríticos) sem que ocorram transformações químicas. </li></ul><ul><li>Meteorização química </li></ul><ul><li>alteração química com alteração mineralógica; </li></ul><ul><li>transformação de minerais noutros mais estáveis nas novas condições ambientais (à superfície)… </li></ul>Meteorização
  18. 18. Meteorização física <ul><li>Meteorização física ou mecânica </li></ul><ul><li>Ação da água </li></ul><ul><li>Ação da água e do vento </li></ul><ul><li>Ação do gelo ou crioclastia </li></ul><ul><li>Ação do calor ou termoclastia </li></ul><ul><li>Ação dos seres vivos </li></ul><ul><li>Crescimento de minerais </li></ul><ul><li>Alívio de pressão </li></ul>
  19. 19. Ação da água <ul><li>As águas correntes transportam detritos que exercem ação abrasiva sobre as rochas acelerando o desgaste e a fragmentação. </li></ul><ul><li>A alternância de períodos secos com períodos de forte humidade, originam dilatações e retrações alternadas o que leva à desagregação do material rochoso. </li></ul>Meteorização física
  20. 20. Ação da água e do vento <ul><li>Os ventos transportam detritos que exercem ação abrasiva sobre as rochas acelerando o desgaste e a fragmentação. </li></ul>Meteorização física Chaminés de fadas Capadócia - Turquia
  21. 21. Ação da água e do vento <ul><li>A água e o vento deslocam os sedimentos mais finos formando colunas que ficam protegidas por detritos maiores e de maior dureza </li></ul>Meteorização física
  22. 22. <ul><li>A água que penetra nas fraturas (diáclases) e poros da rocha pode congelar aumentando de volume. </li></ul><ul><li>Exerce uma pressão que provoca o alargamento de fissuras e a desagregação da rocha. </li></ul>Ação do gelo - crioclastia Meteorização física
  23. 23. Ação dos seres vivos <ul><li>As sementes germinam em fendas das rochas e originam plantas cujas raízes se instalam nessas fendas, contribuindo para o alargamento das fraturas e fragmentação da rocha em blocos. </li></ul><ul><li>Alguns animais cavam galerias nas rochas, favorecendo a desagregação. </li></ul>Meteorização física
  24. 24. Ação da temperatura - termoclastia <ul><li>As variações de temperatura provocam contrações e dilatações alternadas dos minerais o que leva à fragmentação da rocha. </li></ul>Meteorização física
  25. 25. Crescimento de minerais <ul><li>A cristalização de minerais de soluções dentro de fendas, gera forças que expandem as fendas. </li></ul><ul><li>Os minerais que cristalizam são, geralmente, o carbonato de cálcio, o gesso e a halite. </li></ul><ul><li>Quando se trata da fragmentação por cristalização da halite designa-se de haloclastia. </li></ul>Meteorização física
  26. 26. Alívio de pressão – descompressão à superfície <ul><li>As rochas formadas em profundidade, são soerguidas por movimentos tectónicos e aliviadas da carga suprajacente por erosão superficial. </li></ul><ul><li>A parte exposta expande-se e fratura-se, enquanto a parte profunda contínua sob pressão. </li></ul><ul><li>A fracturação forma: </li></ul><ul><li>rede diáclases que divide o maciço em blocos grosseiramente paralelepipédicos, </li></ul><ul><li>diáclases paralelas à superfície dividindo o maciço em camadas concêntricas (disjunção esferoidal). </li></ul>Meteorização física
  27. 27. Meteorização química <ul><li>Meteorização química </li></ul><ul><li>Hidrólise </li></ul><ul><li>Dissolução - Carbonatação </li></ul><ul><li>Hidratação / desidratação </li></ul><ul><li>Oxidação </li></ul>
  28. 28. <ul><li>A meteorização química pode ocorrer de dois modos diferentes : </li></ul><ul><li>os minerais são dissolvidos completamente e posteriormente pode ocorrer precipitação formando os mesmos minerais. </li></ul><ul><li>Ex.: calcite, halite </li></ul><ul><li>a estrutura interna dos minerais é alterada, formando-se novos minerais , podendo ocorrer remoção ou introdução de elementos. </li></ul><ul><li>Agentes da meteorização : </li></ul><ul><li>água com substâncias dissolvidas, </li></ul><ul><li>O 2 e CO 2 atmosféricos, </li></ul><ul><li>substâncias produzidas pelos seres vivos (meteorização bioquímica), </li></ul><ul><li>temperatura (influencia a velocidade das reações). </li></ul>Meteorização química
  29. 29. <ul><li>Na natureza a acidificação da água é frequente pois o CO 2 atmosférico ou o existente nos solos pode reagir com a água formando ácido carbónico, que tem tendência a ionizar-se. </li></ul>H 2 O + CO 2  H 2 CO 3  H + + HCO 3 - (ácido carbónico) (ião hidrogenocarbonato <ul><li>Estas águas acidificadas reagem com os minerais, provocando a sua alteração. </li></ul>Meteorização química
  30. 30. <ul><li>As águas acidificadas reagem com os minerais, provocando a sua alteração. </li></ul>Meteorização química
  31. 31. Caulinização – hidrólise do feldspato em caulinite Meteorização química - Hidrólise
  32. 32. Hidrólise 2 K AlSi 3 O 8 (feldspato) + 4 SiO 2 + K 2 CO 3 (sílica) Al 2 Si 2 O 5 (O H ) 4 (caulinite) H 2 CO 3 + H 2 O (ác. carbónico)  O feldspato por hidrólise (caulinização) transforma-se em caulinite (mineral de argila) e sílica. Meteorização química - Hidrólise
  33. 33. <ul><li>Substituição dos catiões do mineral por iões H + , provenientes da água ou de um ácido, originando: </li></ul><ul><li>a total desintegração do mineral original, </li></ul><ul><li>a formação de novos minerais (como ocorre na caulinização, fenómeno comum nas rochas graníticas) </li></ul>Meteorização química - Hidrólise Hidrólise Mg 2 SiO 4 + 4H +  2 Mg 2+ + H 4 S iO 4 (olivina) 2 K AlSi 3 O 8 + H 2 CO 3 + H 2 O  Al 2 Si 2 O 5 (O H ) 4 + 4 SiO 2 + K 2 CO 3 (feldspato) (ác. carbónico) (caulinite) (sílica)
  34. 34. Meteorização química - Dissolução Carbonatação – dissolução da calcite por reação com o ácido carbónico
  35. 35. Halite (NaCl) NaCl (halite) + <ul><li>Na + + Cl - </li></ul><ul><li>(dissolvidos na água) </li></ul>H 2 O Dissolução Meteorização química - Dissolução
  36. 36. <ul><li>Reação do mineral com a água ou com um ácido - a ligação entre os iões do mineral é quebrada e os iões livres ficam dissolvidos numa solução. </li></ul><ul><li>Carbonatação - reação do mineral com o ácido carbónico (H 2 CO 3 ) proveniente das águas ácidas. </li></ul><ul><li>Ocorre: </li></ul><ul><li>nas regiões calcárias, onde as águas ácidas se infiltram nas diáclases provocando a dissolução do calcário e formando grutas; </li></ul><ul><li>nos edifícios de calcário ou mármore. </li></ul>Meteorização química - Dissolução Dissolução NaCl + H 2 O  Na + + Cl - (dissolvidos na água) (halite) CaCO 3 + H 2 CO 3  HCO 3 - + Ca 2+ (removido em solução) (calcite) (ião hidrogenocarbonato)
  37. 37. <ul><li>A Calcário impuro = calcite + sílica + argila </li></ul><ul><li>B A calcite é dissolvido; a sílica e a argila, insolúveis, formam um depósito avermelhado – terra rossa </li></ul>CaCO 3 + H 2 CO 3  HCO 3 - + Ca 2+ (removido em solução) (calcite) (ião hidrogenocarbonato) Meteorização química - Dissolução
  38. 38. Meteorização química Mosteiro dos Jerónimos CaCO 3 + H 2 CO 3  HCO 3 - + Ca 2+ (removido em solução) (calcite) (ião hidrogenocarbonato) <ul><li>Dissolução do calcário – carbonatação. </li></ul>Meteorização química - Dissolução
  39. 39. CaSO 4 .2H 2 O CaSO 4 + 2H 2 O Hematite Limonite Gesso Hidratação / desidratação Meteorização química Fe 2 O 3 + 3H 2 O 2 Fe (OH) 3 <ul><li>Hidratação - Combinação química do mineral com a água </li></ul><ul><li>Desidratação - Remoção de água do mineral . </li></ul>Anidrite
  40. 40. <ul><li>Combinação química do mineral com a água – hidratação (e consequente aumento de volume). </li></ul><ul><li>Remoção de água do mineral – desidratação. </li></ul>Meteorização química Fe 2 O 3 + 3H 2 O  2 Fe (OH) 3 (hematite) (limonite) CaSO 4 .2H 2 O  CaSO 4 + 2H 2 O (gesso) (anidrite) Hidratação / desidratação
  41. 41. Meteorização química Oxidação <ul><li>Oxidação - Reação do O 2 atmosférico com os iões dos minerais, produzindo óxidos. </li></ul>
  42. 42. <ul><li>Reação do O 2 atmosférico (dissolvido na água) com os iões dos minerais, produzindo óxidos. </li></ul><ul><li>Processo especialmente importante na meteorização de minerais com teores de ferro elevados (minerais ferromagnesianos – olivinas, piroxenas e anfíbolas); O ferro oxidado torna-se insolúvel em água, precipitando-se no meio em que se encontre, formando nas rochas uma película de coloração avermelhada. </li></ul><ul><li>O ferro, que faz parte dos minerais, pode ser facilmente oxidado (passando de ferroso Fe 2+ a férrico Fe 3+ ) pela seguinte reação: </li></ul><ul><li>Por exemplo: </li></ul>Meteorização química Oxidação 4FeS 2 + 3 O 2  2 FeO 3 + 8 S (pirite) (hematite) 4 FeO + O 2  2 FeO 3 (óxido ferroso) (óxido férrico - hematite) Oxidação 42 (Fe 2+ ) 2 Si 2 O 6 + O 2 + 14 H 2 O  4 Fe 3+ (OH) 3 + 4 H 4 SiO 4 (piroxena) (limonite)
  43. 43. Alteração das rochas devido a reações de oxidação de minerais contendo ferro gera a formação de depósitos de óxidos de ferro Meteorização química Oxidação
  44. 44. Erosão <ul><li>Erosão é a remoção dos materiais resultantes da meteorização da rocha-mãe. </li></ul><ul><li>Agentes de erosão </li></ul><ul><li>água, </li></ul><ul><li>vento. </li></ul>
  45. 45. Erosão <ul><li>Erosão é a remoção dos materiais resultantes da meteorização da rocha-mãe. </li></ul><ul><li>Agentes de erosão </li></ul><ul><li>água, </li></ul><ul><li>vento. </li></ul>
  46. 46. Transporte <ul><li>Os materiais resultantes da erosão são geralmente transportados para outros locais. </li></ul><ul><li>Por vezes não ocorre transporte e os materiais acumulam-se, no local de origem, formando depósitos residuais. </li></ul><ul><li>Agentes de transporte: </li></ul><ul><li>água, </li></ul><ul><li>vento, </li></ul><ul><li>ação da gravidade </li></ul>
  47. 47. Transporte <ul><li>O transporte pelo vento </li></ul><ul><li>depende da intensidade do vento e do tamanho das partículas </li></ul><ul><li>tipos de transporte: suspensão, saltação e deslizamento. </li></ul><ul><li>Transporte pela água </li></ul><ul><li>tipos de transporte: em solução e sob a forma de detritos (clastos) de dimensões variáveis </li></ul>
  48. 48. Transporte <ul><li>Diferentes graus de granotriagem </li></ul><ul><li>Diferentes graus de arredondamento </li></ul>Sedimentos mal calibrados Sedimentos moderadamente calibrados Sedimentos bem calibrados Grãos angulosos Grãos sub-arredondados Grãos muito arredondados
  49. 49. Transporte <ul><li>Granotriagem dos materiais ao longo de um curso de água </li></ul>Aumento do arredondamento Aumento da granotriagem
  50. 50. Transporte <ul><li>Modificações dos detritos no transporte </li></ul><ul><li>Arredondamento </li></ul><ul><li>perda de arestas e vértices, origina uma superfície lisa e curva </li></ul><ul><li>Granotriagem </li></ul><ul><li>seleção e separação das partículas de acordo com o seu tamanho, forma e densidade; </li></ul><ul><li>origina sedimentos bem calibrados, ou seja, com os detritos de igual tamanho </li></ul><ul><li>Quanto maior for o transporte maior é o arredondamento e a granotriagem. </li></ul><ul><li>O arredondamento e a granotriagem fornecem informações sobre: </li></ul><ul><li>o tipo de transporte, </li></ul><ul><li>a distância percorrida, </li></ul><ul><li>a duração do transporte. </li></ul>
  51. 51. Transporte <ul><li>No diagrama de Hjulström estão representadas curvas experimentais que tentam explicar a influência da velocidade da corrente e da dimensão dos materiais nos fenómenos de: </li></ul><ul><li>erosão, </li></ul><ul><li>transporte, </li></ul><ul><li>sedimentação . </li></ul>Transporte no rio – Diagrama de Hjulström
  52. 52. Transporte <ul><li>Erosão </li></ul><ul><li>As partículas mais fáceis de remover são as que  apresentam dimensões compreendidas entre os 0,2 e os 0,3mm , na medida em que basta uma velocidade de cerca de 20cm/s para as deslocar da sua posição de repouso. </li></ul><ul><li>As partículas com dimensões inferiores a 0,01 mm apresentam uma grande força de coesão, pelo que oferecem uma considerável resistência à fricção e, portanto, só são erodidas com velocidades superiores </li></ul>Transporte no rio – Diagrama de Hjulström
  53. 53. Transporte <ul><li>Transporte </li></ul><ul><li>As partículas de menores dimensões (inferiores a 0,01 mm) conseguem ser transportadas a baixos valores de velocidades de fluxo (inferior a 0,001 cm/s). </li></ul><ul><li>As partículas de maiores dimensões (superiores a 1 mmm) só são transportadas quando a velocidade da corrente é elevada (superior a 10cm/s). </li></ul>Transporte no rio – Diagrama de Hjulström
  54. 54. Sedimentação <ul><li>Sedimentação – Processo de deposição dos materiais transportados. </li></ul><ul><li>Ocorre : </li></ul><ul><li>quando o agente transportador perde energia; </li></ul><ul><li>geralmente em ambientes aquáticos (rios, lagoas, mares); </li></ul><ul><li>formando estratos - camadas sobrepostas, geralmente horizontais e paralelas, que diferem umas das outras pela cor, composição e granularidade. </li></ul>
  55. 55. Sedimentação Estratificação cruzada Estratificação paralela <ul><li>Estratificação </li></ul>
  56. 56. Sedimentação <ul><li>Estratificação </li></ul><ul><li>A deposição provoca a compressão da camada que sobrepõe. </li></ul><ul><li>Cada estrato sobrepõe-se a outro – muro - e é recoberto por outro – teto . </li></ul><ul><li>Junta de estratificação – superfície plana que separa dois estratos. </li></ul><ul><li>No mesmo estrato </li></ul><ul><li>os materiais depositados são semelhantes, </li></ul><ul><li>as características ambientais em que decorreu a deposição são as mesmas; </li></ul><ul><li>a deposição foi regular e constante. </li></ul><ul><li>Estratificação entrecruzada – ocorre quando há variação na intensidade e direção do agente transportador (geralmente a água do rio ou o vento). </li></ul>
  57. 57. Diagénese <ul><li>Diagénese - Conjunto de fenómenos físicos e químicos que transformam os sedimentos em rochas sedimentares consolidadas. </li></ul><ul><li>A diagénese engloba: </li></ul><ul><li>compactação e desidratação, </li></ul><ul><li>cimentação </li></ul>
  58. 58. Diagénese <ul><li>Compactação - compressão de sedimentos, pelas camadas superiores que sobre eles se foram depositando. </li></ul><ul><li>Desidratação - expulsão de água dos interstícios e consequente aproximação das partículas e diminuição do volume da rocha. </li></ul><ul><li>Compactação e desidratação ocorrem simultaneamente. </li></ul><ul><li>a rocha fica mais compacta e mais densa. </li></ul>Compactação e desidratação
  59. 59. Diagénese <ul><li>Cimentação </li></ul>
  60. 60. Diagénese <ul><li>Cimentação </li></ul><ul><li>Cimentação - preenchimento dos espaços entre os sedimentos por um cimento ou uma matriz, que ligam as partículas originando uma rocha consolidada . </li></ul><ul><li>O cimento constituído por novos minerais que resultam da precipitação de substâncias químicas dissolvidas na água (sílica, carbonato de cálcio, óxidos de ferro…); </li></ul><ul><li>A matriz é constituída por partículas muito finas transportadas pela água. </li></ul>
  61. 61. Diagénese
  62. 62. Diagénese

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