Aula de Geoquímica para alunos do 4.o Período de Geologia da FINOM. Processos de sedimentação e de intemperismo.

1. Geoquímica
4.o Período de Geologia - FINOM
Aula 4
Prof. Márcio Santos

2. Sedimentação
• A sedimentação é a interação da atmosfera e da
hidrosfera sobre a crosta da Terra.
• Intemperismo, de erosão, de deposição e diagênese:
nenhum destes processos opera isoladamente.
• Os constituintes originais da crosta, os minerais das• Os constituintes originais da crosta, os minerais das
rochas ígneas, são em larga escala instáveis
relativamente à atmosfera e à hidrosfera.
– Eles se formaram em temperaturas elevadas e, por vezes,
também sob pressões altas, e não se pode esperar que
permaneçam estáveis sob as condições muito diferentes
existentes na superfície da Terra.

3. • Dos minerais comuns das rochas ígneas apenas o
quartzo é altamente resistente aos processos do
intemperismo.
• Todos os outros minerais tendem a alterar-se
pela ação do oxigênio, do ácido carbônico e da
água, eles são mais ou menos atacados e
formam-se minerais novos que são mais estáveis
sob as novas condições.sob as novas condições.
• A rocha alterada fragmenta-se rapidamente sob
os efeitos mecânicos da erosão, e seus
constituintes são transportados pelo vento, pela
água, pelo gelo e redepositados como
sedimentos, ou permanecem em solução.

6. Fragmentação de um granito por alívio de tensão

7. • O problema fundamental na geoquímica da
sedimentação é a decomposição química de alguns
minerais e a formação de outros.
• Destes, os silicatos são os mais importantes, pois
constituem mais de 90% da crosta da Terra (incluindo-se
o quartzo).
• Durante o ataque inicial, um mineral silicatado passa
para uma solução iônica e mesmo a sílica e a alumina
ficam, pelo menos por um tempo curto, em solução
verdadeira.
ficam, pelo menos por um tempo curto, em solução
verdadeira.
• Na superfície de um cristal existem valências que não
estão satisfeitas as quais são os lugares de reação com
as moléculas de água.
• Seguem-se a hidratação e a hidrólise, pelas quais as
bases fortes, tais como o potássio, o cálcio e o magnésio,
são removidas e os ânions oxigênio no retículo do cristal
podem ser substituídos parcialmente pelos íons
hidroxila.

8. • Oxidação: Os íons de oxigênio contidos
nas águas de infiltração, provenientes da
atmosfera e da dissociação das moléculas
de água, reagem com os minerais escuros
das rochas liberando óxidos de ferro
hidratados.hidratados.
• mFeS2 + nH2O + pO- = x(Fe2O3 y H2O) + zH2SO4
Pirita óxido de ferro hidratado ác. sulfúrico

9. • Dissolução: O CO2 (dióxido de carbono)
dissolvido nas águas de infiltração, provenientes
da atmosfera e da transpiração, secreção e
putrefação dos organismos, (em geral,
microorganismos) existentes nos poros dos solos,
reagem com os minerais carbonatados das
rochas, dissolvendo-os.
• CaCO3 + H2O + CO2 = Ca(HCO3)2
calcita insolúvel bicarbonato de Ca solúvel
• CaMg(CO3)2 + 2 H2O + 2 CO2 = Ca(HCO3)2 + Mg(HCO3)2
dolomita insolúvel bicarbonatos solúveis

10. • Hidrólise: Os íons de H+ nas águas de infiltração,
provenientes da dissociação das moléculas de
água e dos solutos ácidos, reagem com os
minerais alumino-silicatos das rochas quebrando
a estrutura cristalina da maioria dos minerais,
dando origem a novas espécies minerais, como as
argilas.
Hidrólise dos alumino-silicatos de K, Ca e/ou Na:
mKAlSi3O8 + nH2O + p H+ = ARGILA + x SiO2.2H2O + y K+
feldspato K ou ortoclásio sílica coloidal
Hidrólise dos silicatos de Al, Fe e MgO:
m(Mg,Fe,Al,Ca)Si2O6 + nH2O + pH+ = ARGILA + q(Fe2O3 .H2O) + yFe++ + zMg++ +
wCa++

11. Produtos do intemperismo

12. Resistência ao Intemperismo
• A resistência a
decomposição dos
minerais silicatados é
diretamente
proporcional ao teor de
sílica e inversamente
proporcional ao teor deproporcional ao teor de
cátions presentes
dentro da estrutura
cristalina dos minerais.
Por esta razão, o
quartzo, constituído só
de SiO2, dificilmente se
encontra decomposto
na natureza.

14. Produtos finais do intemperismo químico dos
minerais de rocha
• feldspatos ⇒ argilas + m SiO2 2 H2O + cations (Na+,
Ca++, K+)
• piroxênios ⇒ argilas + m Fe2O3 nH2O + cations (Ca++,
Mg++)
• anfibólios (idem a piroxênios)
⇒
⇒
• anfibólios (idem a piroxênios)
• mica biotita ⇒ argilas + m Fe2O3 n H2O + p SiO2 2H2O +
cations (K+, Mg++)
• mica moscovita ⇒ argilas + m SiO2 2H2O + cations (K+)
• quartzo ⇒ não se decompõe
• calcita (CaCO3) ⇒ se dissolve sem deixar resíduo
• dolomita (CaMgCO3) ⇒ se dissolve sem deixar resíduo

15. • O alumínio e o silício atraem fortemente os íons OH;
• Quando libertados, estes elementos estão em solução
iônica, mas os íons tendem a agregar-se e a formar
aglomerados de tamanho coloidal.
• Quando formados por primeiro estes agregados
coloidais são provavelmente amorfos mas, à medida
que enve-lhecem, ocorre a orientação em retículosque enve-lhecem, ocorre a orientação em retículos
definidos de cristal, tais como os dos minerais da argila.
• Alguns minerais silicatados podem não sofrer
desintegração completa do retículo durante o
intemperismo; por exemplo, a biotita e a moscovita
talvez possam passar diretamente para minerais
argilosos.

16. • O destino final dos diferentes elementos depende
amplamente da estabilidade relativa de seus íons
na água.
• Os mais estáveis são os íons metálicos alcalinos,
seguidos pelos alcalino terrosos, e eles são, em
sua maior parte, transportados em solução.sua maior parte, transportados em solução.
• O silício, o alumínio e o ferro, por outro lado,
redepositam-se logo como compostos insolúveis;
a partir deles formam-se minerais novos em um
estágio precoce do intemperismo.