Este documento discute a história e os conceitos fundamentais da geoquímica, incluindo suas divisões e aplicações. A geoquímica estuda a distribuição química dos elementos na Terra através do tempo geológico utilizando princípios da química e geologia. Sua importância inclui a prospecção mineral e monitoramento ambiental.

1. Geoquímica de Baixa
TemperaturaTemperatura
4º Período de Geologia – FINOM
Prof. Márcio Santos

2. Ementa da Disciplina
• Conceito e fundamentos da geoquímica.
• Abundância geoquímica dos elementos.
• Ciclos biogeoquímicos.
• Geoquímica dos processos exógenos.• Geoquímica dos processos exógenos.
• Intemperismo: minerais, reações e
caracterização na zona tropical.
• Argilominerais.
• Metais poluentes.

3. Livros
• Geoquímica – uma introdução, de autoria
de Francis Albarède - Tradução: Fábio R. D. de
Andrade.
– O preço nas livrarias varia de R$108,00 a R$118,00.
• Geoquímica da Interação: água - rocha - solo, de
autoria de Raphael Hypolito, Sandra Andrade eautoria de Raphael Hypolito, Sandra Andrade e
Sibele Ezaki.
– O preço nas livrarias está em torno de R$130,00.
• LICHT, O.A.B. Prospecção geoquímica: princípios
técnicas e métodos. Rio de Janeiro: CPRM, 1998.
216 p.

4. Conceitos de Geoquímica
• Geoquímica é um ramo da Geologia e da Química, que
envolve a aplicação de princípios da química para
solucionar problemas de geologia, permitindo um
conhecimento mais exato dos fenômenos químicos que
tem lugar na natureza.
• É o ramo da ciência geológica que estuda a química do• É o ramo da ciência geológica que estuda a química do
planeta e utiliza as leis da química para entender os
processos que governam a abundância e distribuição
dos elementos nas diversas partes da Terra e nos
corpos celestes (cosmoquímica), assim como nos
diversos materiais que compõem o interior e a
superfície da Terra: magmas, rochas, solos, minerais,
minérios, água, ar, etc.

5. • Geoquímica é a ciência que estuda de forma
qualitativa e quantitativa as geosferas internas
(núcleo e manto) e externas (litosfera,
atmosfera, hidrosfera e biosfera) que formam
a Terra, e as leis que controlam a distribuição
dos elementos químicos e seus isótopos em
cada uma dessas partes e entre elas.cada uma dessas partes e entre elas.
• O que é Geoquímica de Baixa Temperatura?
– É a parte da geoquímica que estuda os processos
exógenos (litosfera, atmosfera, hidrosfera e
biosfera).

6. • A distribuição dos elementos químicos
controlada por parâmetros físico-químicos;
• A natureza dos produtos formados nas
reações endógenas e exógenas depende do
comportamento geoquímico dos elementos;
• As reações químicas que ocorrem na natureza• As reações químicas que ocorrem na natureza
têm uma escala diferente das reações
químicas realizadas em laboratório (tempo
geológico).

7. História da Geoquímica
• Alguns sugerem que os trabalhos de George Bauer
(Agrícola), conhecido como pai da Mineralogia, no século
16, podem ser considerados como o início desse ramo da
geologia.
• Bauer nasceu na cidade mineira de Freiberg (Saxônia), na
Alemanha. Trabalhou como químico no laboratório da
mina.
• Observando as minas, sugeriu que as rochas eram• Observando as minas, sugeriu que as rochas eram
decompostas na superfície da Terra pela água da chuva.
Posteriormente, a circulação da água subterrânea formava
novas rochas em grandes cavernas subterrâneas.
• Bauer não tentou quantificar as reações químicas
envolvidas, mas observou que a solução e deposição por
fluidos circulantes tinham um papel fundamental na
formação do minério. Seus trabalhos estão documentados
no primeiro livro-texto de geologia e mineração: De Re
Metallica.

8. • Os trabalhos de James Hutton (1726-1797),
pai da Geologia, e Abraham Werner (1750-
1817) baseavam-se fortemente no
conhecimento de química que ambos
possuíam. Hutton defendia a tese da
formação de todas as rochas por processosformação de todas as rochas por processos
magmáticos – cristalização, a partir de um
fundido seco (plutonismo), enquanto Werner
acreditava que todas as rochas eram formadas
pela precipitação de material dissolvido na
água do mar (netunismo).

9. • Na primeira metade do século 20, a geoquímica ganha
destaque como um ramo da geologia, principalmente com os
trabalhos de N. L. Bowen, V. M. Goldschmidt e S. S. Goldich.
• Bowen era um cientista respeitado e trabalhou no Carnegie
Geophysical Laboratory, em Washington, D. C. (1910-
1930). Apesar do nome, boa parte dos trabalhos realizados
no laboratório tratava da geoquímica de altas
temperaturas. Bowen realizou o primeiro experimento
sistemático de laboratório sobre a cristalização das rochas
ígneas e desenvolveu importantes diagramas de faseígneas e desenvolveu importantes diagramas de fase
geológica.
• Goldschmidt é lembrado como o pai da Geoquímica
Quantitativa. Ele publicou o primeiro estudo geoquímico dos
elementos e o primeiro livro-texto abrangente de geoquímica
quantitativa (1920-1945).
• Goldich, (1930-1940), publicou numerosos artigos sobre a
geoquímica das reações de intemperismo e estudos sobre
equilíbrio mineral em baixa temperatura.

10. • Na segunda metade do século 20 importantes
trabalhos de diversos cientistas alargaram o
campo da geoquímica, valendo citar, entre os
principais:
– H.L. Barnes - Geoquímica dos Depósitos Hidrotermais;
– H.C. Helgeson - Geoquímica das Soluções Aquosas de
Baixa Temperatura;Baixa Temperatura;
– H. D. Holland -- Geoquímica da Água do Mar;
– F.D. Bloss - Cristaloquímica;
– Konrad Krauskopf - Termodinâmica Geoquímica; Brian
Mason -- Cristaloquímica; e
– R.M. Garrels and C. Christ – Geoquímica das Soluções
Aquosas.

11. Divisão da Geoquímica
• Nascida como um ramo da geologia, a partir do
casamento desta com a química, a geoquímica
hoje pode, por sua vez, ser dividida em diversas
subdisciplinas:
– Geoquímica de Alta Temperatura,
– Geoquímica de Baixa Temperatura (geoquímica dos
processos exógenos),
– Geoquímica de Baixa Temperatura (geoquímica dos
processos exógenos),
– Geoquímica Oceânica,
– Geoquímica Orgânica,
– Geoquímica dos Isótopos,
– Geoquímica Ambiental,
– Geoquímica de Exploração Mineral ou Prospecção
Geoquímica e
– Geoquímica Médica.

12. Geoquímica de Exploração Mineral, ou Prospecção
Geoquímica
• Utiliza os princípios da distribuição dos elementos na natureza
na busca de indicações para a localização de depósitos minerais
de valor econômico.
• Seu uso intensificou-se na década de 1940, com o emprego de
técnicas crescentemente sofisticadas nos trabalhos de
exploração mineral.
• A descoberta, em 1955, por Sir Alan Walsh, da Austrália, do uso• A descoberta, em 1955, por Sir Alan Walsh, da Austrália, do uso
da absorção atômica para a medição do teor de elementos
químicos nos materiais analisados, levou à criação do
espectrômetro de absorção atômica, permitindo a realização de
análises químicas de minerais e rochas a baixo custo e com
grande rapidez.
• O desenvolvimento de modelos portáteis, para uso no campo,
levou a um incremento muito rápido da prospecção
geoquímica, principalmente na Austrália, EUA, Canadá, na
antiga URSS, Países Escandinavos e África do Sul.

13. Geoquímica no Brasil
• No Brasil, na década de 1970, ocorreu um intenso
movimento de exploração mineral com a criação
de uma empresa federal de pesquisa mineral, a
CPRM, diversas empresas estaduais, entre elas a
CBPM, a METAMIG, a METAGO, e a chegada deCBPM, a METAMIG, a METAGO, e a chegada de
diversas empresas multinacionais.
• Todas as regiões do país foram palco de trabalhos
de exploração mineral que envolvia mapeamento
geológico, prospecção geofísica e prospecção
geoquímica.

14. Importância da Geoquímica
• A grande diversificação e ampliação do espectro de
abrangência da geoquímica nos dias atuais fizeram
desta disciplina uma ferramenta de escolha não só nos
vários campos da pesquisa científica, como também na
solução de problemas em diversas áreas das atividades
humanas.
• No campo da pesquisa científica básica a geoquímica é• No campo da pesquisa científica básica a geoquímica é
fundamental nos estudo da gênese e evolução das
rochas ígneas, metamórficas e sedimentares; no
estudo da distribuição e migração dos elementos e
seus isótopos entre as diversas partes que compõem o
planeta, assim como na gênese e distribuição dos
depósitos minerais na crosta terrestre.

15. • No âmbito das aplicações da geoquímica como disciplina
auxiliar no atendimento das diferentes necessidades da
sociedade contemporânea destacam-se a prospecção
geoquímica e a geoquímica ambiental.
• A prospecção geoquímica, utilizada principalmente na
busca de recursos minerais, tem desempenhado um grande
papel na descoberta de importantes jazidas minerais nos
últimos 50 anos, em todo o mundo.
• Seus grandes usuários têm sido os serviços geológicos
nacionais e estaduais em diversos países do mundo, assimnacionais e estaduais em diversos países do mundo, assim
como as grandes empresas de mineração multinacionais.
• Além da exploração mineral voltada para os depósitos de
minérios metálicos, a prospecção geoquímica também tem
sido utilizada na procura por minerais radioativos e
combustíveis fósseis.
• Dados geoquímicos são úteis no estudo dos ambientes
deposicionais, e a geoquímica de superfície pode ajudar a
determinar a probabilidade de se encontrar óleo ou gás em
profundidade.

16. • A geoquímica ambiental tem uma história mais recente,
porém de grande desenvolvimento nas últimas décadas.
• Seu campo é vasto, abrangendo:
– o estudo da química dos oceanos, desde o fluxo de poluentes
nas zonas costeiras, aos efeitos hidrotermais nas zonas
profundas;
– o estudo da distribuição do dióxido de carbono e outras
substâncias na atmosfera, como, por exemplo, as emissões
industriais que provocam as chuvas ácidas;
– o estudo das águas superficiais de lagos e rios e das águas– o estudo das águas superficiais de lagos e rios e das águas
subterrâneas, importante na determinação da qualidade das
águas para consumo humano; e
– o estudo dos efeitos nocivos à saúde humana dos resíduos
urbanos e dos defensivos agrícolas.
• Técnicas geoquímicas de amostragem, análise e estatística
de águas e sedimentos superficiais permitem separar
anomalias geoquímicas naturais de anomalias oriundas de
atividades humanas e assim auxiliar na prevenção ou
remediação de danos ecológicos.

17. • Como um instrumento de diagnóstico e
monitoramento do meio ambiente, a
geoquímica também inclui entre seus grandes
usuários os governos nacionais, estaduais e
municipais, as organizações não-
governamentais com preocupações ecológicasgovernamentais com preocupações ecológicas
e empresas privadas com grandes projetos
industriais, que necessitam avaliar os
impactos negativos que suas atividades
podem causar ao meio ambiente.

18. • A abordagem moderna da exploração geoquímica tem possibilitado
a execução de projetos de abrangência regional ou nacional em
diversas regiões ou países do mundo, dentre os quais o Brasil.
• Dentre estes, salientam-se os projetos das Cartas Geoquímicas do
Norte da Escandinávia, da Finlândia, da Grã-Bretanha, da Costa
Rica, dos Alaska e da China.
• Todos esses projetos estão sendo coordenados em nível
metodológico pelos projetos IGCP-259 e IGCP-360 (International
Geological Correlation Project) da Organização das Nações Unidas
para a Educação, a Ciência e a Cultura (UNESCO) e Internationalpara a Educação, a Ciência e a Cultura (UNESCO) e International
Union of Geological Sciences (IUGS).
• O primeiro, denominado International Geochemical Mapping,
estabeleceu os padrões metodológicos para o planejamento e
execução de levantamentos geoquímicos regionais;
• o segundo, denominado Global Geochemical Baselines, vem
definindo os padrões para a coleta de dados ao longo de perfis
geoquímicos de escala continental, buscando definir os grandes
padrões de distribuição dos elementos em escala global.