ROCHAS E MINERAIS

MINERAIS E ROCHAS

O ramo de conhecimento que se ocupa com o estudo sistemático de rochas é a petrologia. Ela inclui a descrição e a identificação das rochas (petrografia) bem como a explicação de suas origens (petrogênese).

Uma rocha é constituída de um mineral ou da associação de dois ou mais minerais que mantêm certa uniformidade de composição e de características na crosta terrestre. Portanto, a associação de dois ou mais minerais forma uma rocha. Entretanto, podem ocorrer rochas constituídas, essencialmente, de um só mineral, como no caso do calcário e do mármore, os dois formados pelo mineral calcita (carbonato de cálcio, CaCO3).

Rochas são, então, as substâncias mais abundantes da Terra. Elas são compostas das mesmas partículas, como toda a matéria no universo, entretanto, nas rochas, as partículas estão agregadas e arranjadas de forma distintas formando unidades muito amplas. Corpos de rochas individuais comumente constituem centenas ou milhares de quilômetros cúbicos do volume da Terra. 

Mapa das rochas de Porto Alegre (researchgate)

(researchgate, cprm)

Mesmo assim, as rochas diferem muito de um lugar para outro, por causa dos diferentes processos pelos quais são formadas.

As rochas próximas da superfície vêm sendo estudadas há muito tempo e suas características são bem conhecidas. 

Em geral, as rochas são classificadas em três grandes grupos, de acordo com o principal processo que lhes deu origem. Esses três grupos são as rochas ígneas, sedimentares e metamórficas. Qualquer um que pretenda iniciar-se em geologia deve ser capaz de conhecer as características e inter-relações existentes entre esses três grandes grupos de rochas.

Por causa da diversidade dos tipos de rochas, dos vários modos que elas são formadas e da enorme variação dos tamanhos das unidades que elas formam (do tamanho de batólitos até cristalitos submicroscópicos), a petrologia utiliza alguns métodos contrastantes de investigação. Esses métodos incluem técnicas de geologia de campo, análises químicas e estudos experimentais e petrográficos (macro e microscópicos). 

Aqui, em nossas aulas a abordagem geral visa levarnos a reconhecer macroscopicamente os três tipos de rocha por análise de suas características visíveis a vista desarmada. 

De acordo com a natureza de seu conteúdo mineral, as rochas podem ser agrupadas em quarto categorias diferentes:

1) rocha monominerálica

2) vidro natural 

3) matéria orgânica 

4) rocha poliminerálica

1) Rocha monominerálica

A rocha monominerálica consiste, essencialmente, em um só mineral que ocorre em escala bastante grande, tanto que é considerada uma parte integrante da estrutura da Terra; são exemplos o calcário, o mármore e o dunito. O calcário é uma rocha sedimentar, o mármore é de natureza metamórfica e o dunito é de origem ígnea.

2) Vidro natural

O vidro natural, que, embora com frequência, seja quase homogêneo, não tem uma composição que possa ser expressa por uma fórmula química, porque varia de um lugar para outro na mesma massa rochosa. O vidro natural é conhecido como obsidiana ou vidro dos vulcões. Sua cor é verde-escura, algumas vezes tendendo ao negro; fratura conchoidal lisa e extremamente brilhante, como o vidro. A textura da obsidiana é vítrea. Geralmente, ao microscópio, não mostra nenhum elemento cristalino, ou seja, trata-se de material amorfo de origem ígnea.

A obsidiana é um vidro natural de origem vulcânica com característica fratura conchoidal ou concoide. Muitos minerais e rochas apresentam esse tipo de fratura

3) Matéria orgânica

A matéria orgânica, que é um produto de origem animal ou vegetal, também pode formar corpos de rochas. O fosfato de cálcio proveniente do excremento de aves, em geral acumulado em certas ilhas oceânicas, recebe o nome de guano. É uma rocha de origem animal. Turfa, linhito (carvão marrom), hulha (carvão betuminoso) e antracito são nomes dados às várias transformações pelas quais passa a matéria vegetal ao ser transformada em carvão mineral. Esses materiais são estudados com as rochas sedimentares.

4) Rocha poliminerálica

A rocha poliminerálica é um agregado de dois ou mais minerais, com ou sem massa fundamental de vidro natural; muitas dessas rochas contêm uma dúzia de minerais diferentes observáveis principalmente sob lente de grande aumento. A maioria das rochas pertence à esse grupo. São exemplos: o granito, que é uma rocha ígnea; o gnaisse, que é uma rocha metamórfica; e o arcóseo, que é uma rocha sedimentar. (Menezes, 2013)

Por definição uma rocha é um agregado de um ou mais minerais, vamos então iniciar estudando os minerais.

O QUE É UM MINERAL?

Denominam-se minerais as substâncias inorgânicas naturais de composição química definida, com estrutura sólida cristalina determinada, com arranjo atômico ordenado, que às vezes se apresentam em formas geométricas mais ou menos regulares.

As principais características dos minerais são:

Origem inorgânica natural

Estrutura sólida cristalina

Composição química definida

Arranjo atômico ordenado

Substância química inorgânica natural, homogênea, sólida, cristalina, com fórmula química definida e arranjo atômico ordenado.

Minerais podem ser íons que são espécies químicas carregadas eletricamente e são formados por átomos que perderam ou receberam elétrons. Os cátions são íons positivos derivados da perda de elétrons por átomos neutros. Já os ânions são íons negativos formados pelo recebimento de elétrons por átomos neutros.

Os minerais são compostos químicos inorgânicos formados naturalmente e que apresentam uma estrutura molecular bem definida.

Exemplos de minerais (studiokids)

Granada (Ca3Al2Si3O12) 

(clubedosminerais)

Os minerais podem ser formados no próprio planeta Terra ou chegar na Terra através de meteoritos e demais corpos espaciais extraterrestres.

Atualmente, existem catalogados mais de cinco mil minerais e, à medida que os estudos geológicos avançam, mais e mais minerais vão sendo descobertos, alguns deles de origem extraterrestre.

Nosso planeta possui cerca de 5.800 minerais conhecidos, ao passo que apenas cerca de 480 foram encontrados em meteoritos (minerais extraterrestres) (Wei-Haas,2022).

Ao estudar o material do meteorito rochoso, El Ali, encontrado na Somália, em 2019, os pesquisadores notaram vários cristais com composições inusitadas. Análises posteriores, incluindo uma comparação com minerais desenvolvidos sinteticamente em laboratório, confirmaram uma suspeita: a composição e a estrutura dos minerais não tinham precedentes na natureza terrestre.

Chris Herd, curador da coleção de meteoritos da Universidade de Alberta, no Canadá batizou um dos minerais de Elaliita, em homenagem ao próprio meteorito, o segundo de Elkinstantonita, em homenagem a Lindy Elkins-Tanton, cientista planetária da Arizona State University, nos Estados Unidos, e investigadora principal da próxima missão Psyche, pela NASA, que irá explorar um asteróide metálico.

O Instituto de Tecnologia da Califórnia, que já havia descoberto dezenas de novos minerais, identificou o terceiro mineral, batizando-o de Olsenito em homenagem ao falecido Edward Olsen, ex-curador do Museu Field de História Natural de Chicago, nos Estados Unidos, que havia teorizou a existência deste mineral que agora leva seu nome.

Outro exemplo de mineral extraterrestre é a Wassonita, mineral descoberto em um meteorito coletado na Antártica na década de 1960.

Amostra do meteorito El Ali, descoberto em 2019, na Somália.

(Fonte: ign)

Minerais extraterrestres

Os átomos nas substâncias inorgânicas, em geral, possuem uma estrutura cristalizada com uma cadeia química estabelecida, responsável por conferir aos minerais as suas propriedades físicas. Como já mencionamos, os minerais são sempre de origem inorgânica.

Mineraloide é a designação dada a materiais de origem geológica que possuem características semelhantes às dos minerais, mas não são cristalinos ou, quando o são, não possuem composição química suficientemente uniforme para serem considerados como um mineral específico.

As substâncias produzidas pelo homem ou qualquer outro ser vivo que possuam características de minerais também são chamadas de mineraloides, como o gelo que criamos em geladeiras ou o material da concha de moluscos, o nácar e a pérola, por exemplo.

Pérola e o nácar encontrados em conchas são exemplos de mineraloide.

Entre os mineraloides encontramos substâncias de interesse econômico e gemológico, como a obsidiana, que é um vidro e não um cristal e portanto não é um mineral, o azeviche que é uma forma densa de carvão, a opala, devido à sua natureza não cristalina. O mesmo acontece com o âmbar, uma substância orgânica não cristalina de origem biológica (resina de árvores, geralmente pinheiros).

As pérolas são por vezes consideradas como um mineral, devido à presença de cristais de carbonato de cálcio na sua estrutura, mas são melhor classificadas como mineralóides, devido à sua origem biológica sem transformação geológica e por conterem um aglutinante orgânico que lhes confere uma composição não uniforme.

O Azeviche no mundo antigo era chamado de succinum nigrum, âmbar negro, equiparando-o ao âmbar ou succino, com o qual é freqüentemente associado. Era também chamada lapis gagates, nome usado entre outros pelo naturalista Plínio, o Velho e por Santo Isidoro de Sevilha, autor da obra Etimologias, onde esclarece a razão: “Gagates é uma pedra encontrada pela primeira vez na Lícia, Ásia Menor (hoje Turquia) que é lançada à margem pelo rio Gagas, e daí vem o seu nome; há muito na Bretanha. É uma pedra preta, plana e lisa que queima quando colocads no fogo. O azeviche é uma gema fóssil formada pela ação da pressão oceânica sobre uma rocha sedimentar constituída de restos fósseis de plantas. Trata-se de uma variedade fibrosa e dura de lignito (linhito), de coloração negra luminosa, que se pode cortar e polir para confeccionar joias.

O azeviche teve um uso muito difundido entre os antigos romanos, que transportavam o produto da Inglaterra para Roma. Seu uso era associado ao luto. Era também empregado na confecção de objetos esotéricos, tais como a figa de azeviche, cujo propósito era afastar serpentes. No século XX, o azeviche também foi muito usado na joalheria de luto.

Cristais de calcita azul (CaCO3) (ribeirãopretocristais)

Cristal de Calcita

Mineral de chumbo, Galena (PbS).

Galena (coleção privada)

sal gema (NaCl)

Ouro nativo (Au)

Como vimos os minerais são elementos naturais, e a grande maioria deles é sólida. Eles possuem uma composição química definida, sendo formados por processos inorgânicos.

Alguns minerais da coleção do prof. Paim.

1) Quartzo turmalinado, SiO2

2) Apatita

A apatita mineral do grupo dos fosfatos, variantes: hidroxiapatita, fluorapatita, e clorapatita, assim nomeados por causa de altas concentrações de íons Hidróxido(OH-), Fluoreto(F-), e Cloreto(Cl-), respectivamente, em sua estrutura cristalina. Sua fórmula geral é Ca5(PO4)3(OH, F, Cl). Fosforita é o nome dado à apatita impura.

3) Granadas, são um grupo mineral de nesossilicatos isoestrutrais, do sistema isómetrico e classe hexaoctaédrica, que apresentam hábito cristalino característico de uma grande variedade de rochas metamórficas, bem como de alguns granitos e pegmatitos, rochas vulcânicas ácidas e kimberlitos. Este mineral cristaliza-se no sistema cúbico, possui como fórmula geral A3B2Si3O12, no qual: A=Fe, Ca, Mn ou Mg; e B=Al, Fe, Ti ou Cr.

4) Aragonita: 

CaCO3, origem magmática ou orgânica, Rocha sedimentar química.

5) Galema: PbS, sulfeto de Chumbo.

6) Hematita: Fe2O3

7) Bornita: Cu5FeS4 contendo 63,3% de cobre; 11,1% de ferro.

8) Sepentinita: é uma rocha metamórfica formada pelo metamorfismo dos peridotitos, são filossilicatos hidratados de magnésio e ferro (Mg,Fe)3Si2O5(OH)4.

9) Drusa de Quartzo tangerina: SiO2.

Turmalina negra (classe dos ciclossilicatos) 

(Na,Ca)(Li,Mg,Al)3(Al,Fe,Mn)6(BO3)3(Si6O18)(OH)4(Na,Ca(Fe2+,Fe3+,Mg,Al,Li)3(Al,Fe3+,Cr3+,Mg)6(BO3)3Si6O18

A “turmalina” é um mineral muito comum (a turmalina mais comum é a schorlita). É comum em rochas metamórficas (metamorfismo regional), ocorrendo em metassedimentos (xistos, filitos, paragnaisses, etc.), em turmalinitos, ortognaisses, migmatitos, etc. Também é comum em rochas ígneas (granitos, pegmatitos, em alguns riolitos, etc.) e em sedimentos como mineral detrítico; em veios hidrotermais de alta temperatura e greisens; filões de quartzo; em skarnitos, etc. Altera-se para muscovita, biotita, lepidolita; clorita, sericita e caulinita pela ação de soluções pneumatolíticas e/ou hidrotermais. Pode aparecer também em placeres. É um mineral acessório muito comum em rochas metapelíticas e outros sedimentos aluminosos ricos em boro (sedimentos marinhos). Minerais com os quais ocorre associado: ocorre associada as micas, clorita, feldspatos, quartzo, anfibólios, piroxênios, etc.

Forma cristalográfica (museuhe)

Turmalina negra 

(Na,Ca)(Li,Mg,Al)3(Al,Fe,Mn)6(BO3)3(Si6O18)(OH)4

O nome “turmalina” abrange um diverso grupo de borossilicatos de Na-Ca-Al-Mg-Fe-Mn. A rede cristalina da turmalina é, em geral, complexa e é uma consequência da interação dos diferentes grupos que interveem nas ligações. Uma forma de se-aproximar à compreensão desta é relacionar a posição relativa dos diferentes grupos e suas ligações: o primeiro bloco estrutural da turmalina são os anéis de seis tetraedros de sílica, que se dispõem como camadas (um anel sob o outro) com centro alternado de Na+ e (OH)–; o seguinte bloco, são camadas de triângulos de BO3 que se intercalam com as dos anéis de sílica. Os grupos octaédricos de (Li,Mg,Al)O4(OH)2 ligam estas camadas entre si formando colunas. A sua vez, finalmente, as colunas são ligadas pelo grupo (Al,Fe,Mn)O5(OH), formando a rede cristalina da turmalina. Nestas ligações, além dos diferentes grupos presentes, é de destaque a variedade de substituições possíveis no arranjo que, pelo geral, ocorrem de forma acoplada para manter o balanço de cargas no mesmo. A estrutura neste grupo de silicatos é polar, o que gera as propriedades piro e piezoelétricas, visíveis também nas propriedades óticas dos cristais.

Mica (biotita); Grupo: Silicato (filossilicato). 

Composição química: K2(Mg,Fe2+)6-4(Fe3+,Al,Ti)0-2Si6-5Al2-3O20(OH,F)4

(Foto: meteorlogiaenred)

O QUE É UM MINERAL?

Um mineral é um sólido homogêneo de ocorrência natural, formado inorgânico, com uma composição química definida e um arranjo atômico ordenado (Mason et al. 1968).

Cristal

Os cristais são formados quando há um ambiente favorável (lento resfriamento e lento aquecimento). Os grupos de átomos (moléculas) se juntam em forma ordenada. É definido numa geometria em que as faces são planas.

“Toda formação em Cristal é identificado como matéria mineral, mas nem todo mineral se apresenta em forma de cristais”.

Os minerais se formam por cristalização, a partir de líquidos magmáticos ou soluções termais, pela recristalização em estado sólido e ainda, como produto de reações químicas entre sólidos e líquidos.

Como vimos:

“Um mineral é um composto químico homogêneo de ocorrência natural, de origem inorgânica, com uma composição química definida e um arranjo atômico ordenado e com estrutura sólida cristalinas.” (Mason et al. 1968) (ufpel).

O conceito mais aceto, é o citado a seguir:

Um mineral é um sólido, homogêneo, natural, com uma composição química definida (mas geralmente não fixa) e um arranjo atômico altamente ordenado. É geralmente formado por processos inorgânicos. (Klein & Hurlbut, 1999).

Simplificando:

Substância química inorgânica natural, homogênea, sólida, cristalina, com formula química definida e arranjo atômico ordenado.

Pelos conceitos que vimos as principais características dos minerais são:

Substância química homogênea natural sólida

Origem inorgânica

Composição química definida

Arranjo atômico ordenado

Estrutura cristalina

Ao contrário das substâncias amorfas, como madeira, plásticos, cimento e vidros, as substâncias cristalinas possuem um arranjo ordenado dos átomos, íons ou moléculas que a constituem. Esse empilhamento regular dos átomos é que explica as faces planas dos cristais.

Algumas implicações do conceito:

Substância química inorgânica natural

Uma substância química inorgânica é uma substância composta pela combinação de dois ou mais elementos que não contém carbono como elemento principal, ou não provém de origem orgânica (seres vivos).

Sólido

As substâncias gasosas ou líquidas são excluídas do conceito de mineral.

Assim, o gelo nas calotas polares é um mineral, mas a água não. Algumas substâncias que fogem a esta definição ainda assim são objeto de estudo do mineralogista. É o caso do mercúrio líquido, que pode ser encontrado na natureza, em determinadas situações. Nestes casos, a substância é chamada de mineralóide.

Homogêneo

Algo que não pode ser fisicamente dividido em componentes químicos mais simples. Este conceito é obviamente dependente da escala de observação, uma vez que algo que é aparentemente homogêneo a olho nu pode ser constituído de mais de uma substância, quando observado em escala microscópica.

Natural: exclui as substâncias geradas em laboratório ou por uma ação consciente do homem. Quando estas substâncias são idênticas em composição e propriedades a um mineral conhecido, o nome deste mineral pode ser usado, acrescido do adjetivo “sintético” (por exemplo, esmeralda sintética). Acima, consideramos o gelo das calotas polares como um mineral. Entretanto, para seguir o conceito de mineral à risca, o gelo que fabricamos na geladeira não constitui um mineral.

Composição química definida 

Significa que um mineral é uma substância que pode ser expressa por uma fórmula química. Por exemplo, a composição do ouro nativo é Au, a do quartzo é SiO2, a da calcita é CaCO3, e assim por diante. Entretanto em muitos minerais é possível a substituição de um ou mais elementos da fórmula original por outros. Assim, a dolomita CaMg(CO3)2 admite a substituição de Mg por quantidades variáveis de Fe e Mn, e a esfalerita ZnS admite a substituição de Zn por quantidades variáveis de Fe. Em muitos casos, a composição química dos minerais pode variar dentro de certos limites, sem que seja necessário alterar o nome do mineral. Em outros casos as variações são tão grandes que caracterizam uma espécie mineral distinta.

Arranjo atômico ordenado (estrutura cristalina)

Implica na existência de uma estrutura interna, onde os átomos, íons ou moléculas estão dispostos em um padrão geométrico regular. Este padrão obedece às regras de simetria que se estua em cristalografia, e os sólidos assim constituídos pertencem a um dos sistemas cristalinos: triclínico, monoclínico, ortorrômbico, tetragonal, hexagonal (trigonal) e isométrico.

Sólidos que possuem tal arranjo interno ordenado são chamados de cristalinos. Os que não o possuem são chamados de amorfos, e fogem á classificação estrita de mineral, compondo o grupo dos mineralóides.

A obsidiana não é considerado um mineral por não apresentar estrutura cristalina. 

MINERALOGIA

A Mineralogia é um ramo da geologia dedicado ao estudo da composição química, propriedades físicas, estrutura, aparência, estabilidade, ocorrência e associações e gênese dos minerais na litosfera. Do latin: mineralis, relativo a mina, minério.

Cristal

Os cristais são formados quando há um ambiente favorável (resfriamento muito lento do magma). Quando isso ocorre os grupos de átomos (moléculas) se juntam de forma ordenada. O cristal é definido numa geometria em que suas faces são planas.

“Toda formação em Cristal é identificado como matéria mineral, mas nem todo mineral se apresenta em forma de cristais”. (Todo cristal é um mineral, mas nem todo mineral é um cristal).

COMO SE FORMAM OS MINERAIS

Os minerais se formam por cristalização, a partir de líquidos magmáticos ou soluções termais, pela recristalização em estado sólido e ainda, como produto de reações químicas entre sólidos e líquidos.

As rochas podem ser identificadas pelo tipo de mineral que as integram

Mineral essencial

O mineral caracteriza um tipo de rocha, como por exemplo, o granito que é constituído pelo quartzo, micas e feldspatos;

Minerais acessórios

Minerais acessórios são aqueles que aparecem na rocha em quantidades pequenas e por isso não afetam sua classificação, podendo servir para definir uma variedade daquela rocha. Um basalto costuma ter magnetita, mas se ela não estiver presente a rocha continuará sendo um basalto.

Minerais secundários

São minerais que aparecem na rocha depois de sua formação, ou seja, são formados pela alteração de outros minerais.

MINÉRIO

Minério é um agregado de minerais rico em um determinado mineral ou elemento químico que é economicamente e tecnologicamente viável para extração ou exploração.

Pode ser uma rocha, sedimento ou solo. O minério é constituído de minerais de minério e ganga. Ex. O minério de ferro, muito abundante na região de Minas Gerais, é encontrado normalmente em formações ferríferas bandadas.

Essas formações são rochas sedimentares constituídas de camadas de hematita e magnetita, alternadas com cherte (silicosas). Sendo assim, a hematita e a magnetita são minerais de minério e o cherte é a ganga.

Cherte é uma rocha sedimentar formada por precipitação química ou variação da concentração do soluto em relação ao solvente, tanto por evaporação como por mudanças de temperatura ou pH, também pode ser formada por biólitos, rochas sedimentares que tem a gênese ligada à ação de organismos, como as bactérias dos estromatólitos do pré-cambriano. É uma rocha constituída por sílica (SiO2) microcristalina (grãos de quartzo invisíveis a olho nu), criptocristalina (grãos não visíveis ao microscópio petrográfico) ou mesmo amorfa (não cristalina). Cor: O Cherte varia muito de cor indo do branco ao preto, mas na maioria das vezes se manifesta como cinza, marrom, marrom acinzentado e assim como do verde claro para o vermelho enferrujado (ocasionalmente verde escuro); sua cor é uma expressão de traços de elementos presentes na rocha, e tanto vermelho quanto verde estão mais frequentemente relacionados a traços de ferro (em suas formas oxidadas e reduzidas, respectivamente).

É uma rocha formada quando esqueletos silicosos de organismos marinhos são acumulados e consolidados, e durante a diagênese a sílica é dissolvida e então precipitada da solução resultante. O Cherte é tipicamente composto pelos restos petrificados de “siliceous ooze” (lodo silicoso; compostos dos esqueletos à base de sílica de organismos marinhos microscópicos), o sedimento biogênico que cobre grandes áreas do fundo do oceano, Chertes pré-cambrianos são notáveis pela presença de cianobactérias fósseis.

O chert é um material muito duro, cujas extremidades se quebram formando arestas afiadas, por isso é utilizada para fazer flechas, facas e anzóis. É uma rocha que produz faíscas quando um fragmento é batido contra outro, por isso, também é conhecida como “pederneira” (sílex capaz de produzir centelhas quando percutido ou atritado por peças de metal, esp. ferro. variedade criptocristalina do quartzo, também conhecida por sílex. Pedra fixada no cão da espingarda e peças de artilharia, que comunicava o lume à pólvora para disparar o tiro. (WP,USP, didatico).

Minério é um mineral ou uma associação de minerais (rocha) que pode ser explorado economicamente. Assim, um mineral pode, durante uma certa época e em função de circunstâncias culturais e econômicas, tornar-se um minério, podendo em seguida, desde que substituído por outros produtos naturais ou sintéticos, perder a sua importância econômica e voltar a ser um simples mineral (dnpm).

Podemos citar o cobre, o ferro, como exemplo de minerais que ocorrem naturalmente em alguns tipos de rochas. Contudo, só é possível ser um minério quando é encontrado em quantidades elevadas e com viabilidade econômica para a extração.

O minério é um mineral ou uma associação de minerais. Sendo assim, podemos dizer que são minerais ou rochas que podem ser exploradas de forma econômica.

Os depósitos minerais são economicamente aproveitáveis porque possuem teor do mineral de interesse acima da média da crosta terrestre. Estas concentrações anômalas são formadas por processos geológicos do passado. Esses processos são estudados na área de conhecimento da geologia, que investiga os eventos envolvidos na gênese de depósitos minerais (modificado de dnpm).

Minério de ferro

O principal minério de ferro do Brasil provém de uma rocha sedimentar, conhecidas como formações ferríferas bandadas são mundialmente chamadas de BIFs (Banded Iron Formations), e geralmente contém pelo menos 50% de óxidos de ferro (hematite: Fe2O3 e magnetite: Fe3O4). Por sua alta concentração de ferro, os BIFs são uma das fontes mais importantes de minério de ferro existentes. Além do ferro, estas rochas são acompanhadas de ocorrências de outros recursos minerais valiosos, como cobre e ouro.

Sobre a origem desta rocha, a teoria mais aceita é a de que são rochas de origem sedimentar.

Mas, como seria possível haver sedimentação de Ferro?

Estas rochas são encontradas em terrenos pré-cambrianos (antes de 540 milhões de anos atrás). Os BIFs teriam sido formados em épocas que houve um aumento significativo do oxigênio na atmosfera da Terra, provavelmente pela ação de cianobactérias. Isso tornou a superfície o fundo do oceano, rico em ferro, e, por isso, parte do ferro dissolvido na água do mar foi oxidado e transformado em minerais ricos em ferro.

As mais recentes descobertas sugerem que a vida passava por uma tremenda transformação antes da “Grande Oxidação”. Um salto evolucionário que ajuda a explicar o que conhecemos hoje. Formada há 4,5 bilhões de anos, a Terra, na época da Grande Oxidação, já era habitada. Todavia, seus habitantes eram apenas organismos unicelulares. Não está exatamente claro quando a vida começou no planeta, mas os fósseis mais antigos desses microrganismos datam de pelo menos 3,5 bilhões de anos atrás. Isso sugere que a vida já existia na terra há quase 1 bilhão de anos antes da “Grande Oxidação”. Essas formas de vida simples são as grandes suspeitas do surgimento do oxigênio. Um grupo em particular se destaca: as cianobactérias. Suas ancestrais inventaram um truque que foi adotado por muitas outras espécies. Desenvolveram uma forma de tirar energia da luz do sol e usá-la para produzir açúcares a partir do diaxido de carbono e da água. O processo é conhecido como fotossíntese e hoje é a forma como todas as plantas do mundo de alimentam. Todos as plantas usam o mesmo processo químico desenvolvido por cianobactérias há bilhões de anos. A diferença das cianobactérias para as plantas é que as bactérias usam uma bacterioclorofila, chamada se clorofila-A.

Esses microrganismos, as cianobactérias, hoje em dia são conhecidos por formar “tapetes verde-azulados” em lagos e oceanos rasos. A coloração das cianobactérias pode ser explicada através da presença dos pigmentos clorofila-A (verde), carotenóides (amarelo-laranja), ficocianina (azul) e a ficoeritrina (vermelho). Todos estes pigmentos atuam na captação de luz para a fotossíntese. (Unesp, s/d).

Do ponto de vista das bactérias, fotossínteses têm uma inconveniência: produzem oxigênio como dejeto. O gás em nada serve para elas, que então o liberam para o ar. Sendo assim, a explicação para a “Grande Oxidação” é simples: cianobactérias bombearam oxigênio que é um produto rejeitado de seu metabolismo, para a atmosfera, transformando a Terra.

O oxigênio não é uma substância rara. É o terceiro elemento mais abundante do universo, após o hidrogênio e o hélio, mas é tremendamente “reativo” e pode formar compostos com quase todos os elementos da tabela periódica. Durante milhões de anos, o interior da Terra manteve uma temperatura elevada atingida durante sua formação, mas o esfriamento progressivo do planeta, reduziu a quantidade de gases vulcânicos que surgiam em seu interior. Esses gases foram os que, ao reagir com o oxigênio, o retiravam da atmosfera. Essa mudança no equilíbrio permitiu que o oxigênio produzido pelas cianobactérias começasse a gerar um superávit que foi sendo acumulado. Esse modelo explicaria o intrigante intervalo entre a aparição dos organismos que produziam oxigênio e o aumento desse gás na atmosfera.

Cianobactérias

Cianobactérias. Existem muitos tipos de cianobactérias. As cianobactérias podem ser encontradas na forma unicelular, como nos gêneros Synechococcus e Aphanothece ou em colônias de seres unicelulares como Microcystis, Gomphospheria, Merispmopedium ou, ainda, apresentarem as células organizadas em forma de filamentos, como Oscillatoria, Planktothrix, Anabaena, Cylindrospermopsis, Nostoc. (Unesp, s/d)

Estes óxidos foram cristalizados em camadas, intercaladas por sedimentos de minerais de sílica. No Brasil, encontramos BIFs na região do Quadrilátero Ferrífero, em Minas Gerais. Esta é uma das maiores regiões produtoras de minério de ferro do mundo, e é responsável por uma parte significativa das exportações de minério de ferro nacionais. Aqui, temos a ocorrência da rocha itabirito, mundialmente conhecida por ser um minério de ferro altamente concentrado.

Na região do Quadrilátero Ferrífero, o símbolo mais conhecido é um cume de rocha ferrífera, onde no entorno se desenvolveu a Mina do Pico, mas outras paisagens incríveis são encontradas na região, como, por exemplo, cachoeiras que cortam a formação ferrífera bandada. (Tainã, 2023)

As formações ferríferas bandadas (BIFs) (Banded Iron Formation) podem conter siderita, silicatos de ferro, magnetita e hematita. Em geral, as Formações Ferríferas Bandadas apresentam 4 fácies distintos:

I. O Fácies Óxido: é o mais importante e pode ser dividido em dois subfácies: o subfácies hematítico e o subfácies magnético, de acordo com o óxido dominante.

II. O Fácies Carbonato: consiste em chert intercalado com siderita em igual proporção.

III. O Fácies Silicático: é constituído de silicatos de ferro geralmente associados com magnetita, siderita e chert que forma camadas também alternantes entre eles.

IV. O Fácies Sulfeto: consiste de argilito carbonosos piritoso representado por rochas finamente bandada com matéria orgânica consistindo de 7-8%.

Banded Iron Formation (Source unknown)

Jaspilite banded iron formation (Soudan Iron-Formation, Soudan, Minnesota, USA

(Crédito da Imagem: James St. John).

Banded iron-formation (10 cm), Northern Cape, South Africa.

(Specimen and photograph: A. Fraser).

Em função da presença desses fácies, idade e associações litológicas, os BIFs podem ser conhecidos pelos tipos Algoma, Superior e Rapitan. A maior parte das BIFs se formou antes da oxigenação da atmosfera, i.e., antes da liberação do oxigênio das rochas para a atmosfera (Arqueano/Paleoproterozóico), onde tiveram seu apogeu, ocorrendo muito subordinadamente no Fanerozóico.

Jaspilite banded iron formation (BIF) (Negaunee Iron-Formation, Paleoproterozoic, 1.874 or 2.11 Ga; Jasper Knob, Ishpeming, Michigan, USA).

Contendo portanto 4 períodos de formação, sendo eles:

1. Meso-arqueano (3.500-3.000Ba)

2. Neo-Arqueano (2.900-2.600Ba)

3. Paleoproterozóico (2.500-1.900Ba)

4. Neoproterozóico-Fanerozóico (750-450Ma)

Coluna geológica; na coluna da esquerda principais eventos relacionados à vida no planeta e a direita as idades e as divisões das eras geológicas.

Mineral de Pirita

Fósseis de Moluscos

Quartzo com turmalina negra

Turmalina rosa no quartzo

Granito rosa de Itapuã/PoA

Fósseis de trilobita

Vidro vulcânico (Obsidiana)

Quartzo com turmalina negra

Sodalita (Na 8(Al 6Si 6O 24)Cl 2)

Classe: Silicato, Grupo: Tectosilicato, subgrupo dos feldspatoides

Mineral encontrado em nefelina sienitos, fonólitos e outras rochas alcalinas. Em rochas calcárias metassomatizadas no contato com rochas eruptivas alcalinas. Também pode ocorrer em cavidades em rochas vulcânicas.

Algumas propriedade da Sodalita (Na8Al6Si6O24Cl2)

Dureza: moderada: 5,5 6,0

Densidade: Leve 2,27g/cm3 2,33g/cm3

(museuhe)

Quartzo com turmalina negra

A turmalina é um grupo de minerais que possuem a mesma estrutura cristalina, mas variam em composição química, cor e outras propriedades. Nas turmalinas, considera-se a fórmula química geral XY3Z6B3Si6(O,OH)30(OH,F). Os íons na posição Y (Boro) estão rodeados por íons de oxigénio e dispostos octaedricamente; os três octaedros envolvem o eixo ternário e cada tetraedro compartilha uma aresta com cada um dos outros dois tetraedros vizinhos equivalentes. Jazidas deste grupo mineral são encontradas especialmente em pegmatitos e depósitos aluvionares. (Oliveira e cols.2022). As Turmalinas compõem um dos grupos mais complexos de silicatos, sendo todos ciclossilicatos. A composição química é sempre variável levando a diversas variações de cores. As Turmalinas Melancias, por sua vez, são bicolores e, como o próprio nome diz, se parecem muito com uma melancia, sendo que o mineral possui coloração esverdeada por fora e róseo por dentro. Essa característica bicolor ocorre devido a uma variação química do fluido gerador do mineral no momento de solidificação do magma que o origina. No Brasil, a Turmalina Melancia é encontrada nas regiões cratônicas de Minas Gerais (norte do estado) e Bahia (interior do estado).(7flechasejurema)

Pirita cúbica

Fóssil de molusco gastrópode

Ouro nativo

Cobre nativo

COMO SE FORMAM AS ROCHAS

CLASSIFICAÇÃO DAS ROCHAS

O que é uma rocha?

O ramo de conhecimento que se ocupa com o estudo sistemático de rochas é a petrologia. A petrologia inclui a descrição e a identificação das rochas (petrografia) e uma explicação de suas origens (petrogênese).

Uma rocha é constituída de um mineral ou da associação de dois ou mais minerais que mantêm certa uniformidade de composição e de características na crosta terrestre. Portanto, a associação de dois ou mais minerais forma uma rocha. 

Todavia, podem ocorrer rochas constituídas, essencialmente, de um só mineral, como no caso do calcário e do mármore, os dois formados pelo mineral calcita (carbonato de cálcio).

Rocha é uma associação natural de um ou mais minerais (geralmente dois ou mais), em proporções definidas e que ocorre em uma extensão geográfica considerável. O granito, por exemplo, é formado por quartzo, feldspato e também mica, já o basalto é constituído basicamente por minerais de silício, alumínio e ferro, na forma de piroxênios (augita), plagioclásios (labradorita) e magnetita.

Algumas rochas são constituídas por um único mineral, mas são consideradas rocha e não mineral porque ocorrem em grandes volumes na natureza, formando, por exemplo, um morro inteiro, uma montanha ou camadas que podem se estender por dezenas de quilômetros. Essas rochas são chamadas de rochas monominerálicas. São exemplos de rochas monominerálicas o calcário (formado de calcita) em Caçapava do Sul/RS e o jazidas de quartzito (formado de quartzo) em Diamantina/MG.

Quartzito, Diamantina, MG. 

(acayacamineração)

Quartzito, Diamantina, MG. 

(acayacamineração)

Quartzito, Diamantina, MG. 

(acayacamineração)

Quartzito, Diamantina, MG. 

(acayacamineração)

Quartzito, Diamantina, MG. 

(acayacamineração)

Quartzito, Diamantina, MG. 

(acayacamineração)

Quartzito, Diamantina, MG. 

(acayacamineração)

https://youtu.be/DPR2nC6Feas

Como se formam as rochas. 

Os minerais presentes em uma rocha podem ser minerais essenciais ou minerais acessórios. 

Minerais essenciais são aqueles que definem a natureza da rocha onde se encontram. São eles que dizem que uma rocha vulcânica é um basalto e não um riolito. 

Minerais acessórios são aqueles que aparecem na rocha em quantidades pequenas e que não afetam a classificação da rocha, podendo servir para definir uma variedade de rocha. Um basalto costuma ter magnetita, mas se ela não estiver presente ele continuará sendo um basalto. 

Um sienito não precisa ter nefelina para ser sienito, mas se tiver será uma variedade chamada sienito nefelínico.

As rochas podem ser divididas em três grandes grupos, conforme seu processo de formação: 

Rochas magmáticas ou ígneas

Rochas sedimentares 

Rochas metamórficas 

ROCHAS ÍGNEAS OU MAGMÁTICAS  

1) São as rochas mais antigas.

2) São as rochas mais resistentes.

3) Perfazem aproximadamente 65% da rochas da crosta terrestre.

4) São formadas a partir do resfriamento e solidificação (cristalização) do magma, com estrutura geralmente maciça. 

5) O resfriamento do magma pode se dar de dois modos: no interior ou na superfície da crosta terrestre. 

6) Se o magma esfriar no interior da litosfera a rocha resultante será uma Rocha Magmática Intrusiva ou Plutônica. Se o magma esfriar na superfície da crosta terrestre teremos uma Rocha Magmática Extrusiva ou Vulcânica. 

7) As rochas ígnea não apresentam nenhum depósito fóssil. Se houver alguma chance de um fóssil no fundo da crosta, ele irrompe da superfície da Terra e é destruído devido à temperatura muito elevada na qual essas essas rochas são formadas.

8) A maioria das rochas ígneas inclui mais de um depósito mineral.

9) Os depósitos minerais estão disponíveis na forma de manchas com tamanhos distintos dentro da rocha.

10) As rochas ígneas geralmente não reagem com ácidos.

11) As rochas ígneas ou magmáticas podem ser vítreas (vidro vulcânico) ou apresentar cristais de tamanhos distintos (granitos).

12) Apresentam grãos (cristais) irregulares ou geométricos. 

O tamanho dos cristais minerais em uma rocha ígnea pode indicar a taxa na qual a lava ou magma resfriou (cristalizou) para formar uma rocha. O tamanho do cristal também pode ser afetado pelo quantidade de gases ou pela disponibilidade dos produtos químicos na rocha fundida necessários para formar os cristais. Cristais maiores geralmente indicam rochas ígneas intrusivas, cujo resfriamento foi lento. Cristais menores ou ausência de cristais, geralmente indicam resfriamento mais rápido associado a rochas ígneas extrusivas.

Exemplo de rochas Ígneas ou Magmáticas

Gabro (geology)

Granito (geology)

Composição do granito (geology)

Granito, Diabásio, Basalto e Pedra pomes (todamateria)

Pedra pomes (rockidentifier)

Amostras cubicas de granito. Usos do granito: revestimento exteriores e interiores de prédios, fabricação de pias e cubas, esculturas, monumentos, memoriais, obeliscos, pavimentação de ruas, e paisagismo. É uma rocha muito apreciada e cara, resistente e dura.

A abundância de cada um dos três tipos de rochas no planeta Terra.

(1)

Assim, de acordo com o modo de sua formação, as rochas magmáticas dividem-se em dois tipos: rochas ígneas intrusivas ou platônicas e rochas ígneas extrusivas ou vulcânicas.

Rochas Magmáticas Intrusivas ou Plutônicas

• Originam-se da solidificação do magma no interior da crosta. 
• Esfriam lentamente em geral em grandes profundidades e em grandes massas (volume) do interior da terra. 
• Se formam sob pressão e temperaturas elevadas. 
• O resfriamento lento favorece a cristalização e a diferenciação dos minerais. 
• Por estarem isoladas da atmosfera e da hidrosfera favorece a manutenção da composição química do magna.

Três modos de formação de rochas magmáticas 

(vascodagama).

Magma e lava. A distinção entre magma e lava resume-se à sua localização, uma vez que não há diferença significante na composição química. Quando geólogos falam sobre magma, eles estão se referindo à rocha fundida ainda presa no subterrâneo ou no manto. Se esta rocha fundida chegar à superfície e continuar fluindo como um líquido, ela é então chamada de lava.

O tipo de magma e as rochas derivadas (Fonte: vascodagama).

Rochas Magmáticas Extrusivas ou Vulcânicas

• Se formam pelo extravasamento do magma para o exterior da crosta (i.e., para a superfície da terra). 
• Se formam em temperaturas e em pressões mais baixas.
• O magma esfria rapidamente, por isso os minerais não tem tempo de formarem cristais, apresentando uma textura ou granulação fina, ou aparência vítrea. 
• Como o magma extravasa: através de erupções vulcânicas e fendas na crosta (diques). 
• Exemplos de rochas ígneas extrusivas: obsidiana e basalto (o basalto forma solos muito férteis chamado terra roxa (italianos chamavam “terra rossa”, i.e., terra vermelha).

Esquema geral que mostra a formação de rochas intrusivas ou plutonicas e extrusivas ou vulcânicas a partir do magma. (geolodiaavila).

Rochas ígneas representam 65% da crosta, e são muito diversas. Tomemos o exemplo da pedra-pomes e da obsidiana; a pedra pomes é altamente porosa com buracos, tanto na superfície quanto internamente, semelhante a uma esponja sólida, enquanto a obsidiana é vítreo sem cristais distintos. A pedra-pomes é formada quando a lava com muitos gases explodiu e é lançada a uma grande altura e esfria, e a rocha obsidiana é resultante da solidificação instantânea da lava rica em silicato após cair sobre superfícies frias. A seguir são listadas algumas características importantes das rochas ígneas.

1. As rochas ígneas são o tipo de rocha mais antigo da Terra. Os dois tipos de rochas restantes (sedimentares e metamórficas) são modificações de rochas ígneas. As rochas ígneas são as rochas sobre as quais o intemperismo vai atuar, ocasionando o desenvolvimento dos diferentes tipos de rochas que vemos na crosta e ao nosso redor.

2. As rochas ígneas são muito duras (mais duras do que as rochas sedimentares) e muito resistentes a condições de temperaturas elevadas. A resistência ao calor extremo é compreensível pelo fato de que essas rochas são formadas a partir do magma quente e derretido cuja temperatura vai de 625-1200° C, que ocorre abaixo da superfície da litosfera.

3. A característica importante que diferencia as rochas ígneas das rochas sedimentares e metamórficas é a ausência de fósseis. Como eles são formados em um ritmo relativamente rápido, não há chance de aprisionamento de vestígios de plantas e animais.

4. Rochas ígneas são compostos de diferentes tipos de minerais, dependendo da temperatura real em que ocorre o resfriamento do magma (abaixo ou acima da superfície terrestre). E os minerais constituintes são levados em consideração ao classificar diferentes tipos de rochas ígneas.

5. Se a temperatura de resfriamento for baixa, as rochas ígneas resultantes contêm basicamente minerais tendo silício, alumínio e potássio como elementos constituintes. Caso o resfriamento do magma ocorra em alta temperatura, os minerais componentes são ricos em sódio, cálcio, ferro e magnésio.

6. A cor é outro atributo utilizado para classificação de rochas ígneas. Novamente depende da composição química do magma. Quimicamente, o magma é agrupado em: magma félsico, magma intermediário (entre félsico e máfico), magma máfico e magma ultramáfico.

7. As rochas ígneas félsicas são de cor clara e contêm cerca de 65% de sílica; por exemplo, riolito. Enquanto que, as rochas ígneas máficas contêm menor quantidade de sílica (até 52%) e são geralmente mais escuras, por exemplo, gabro e basalto. Por último, em rochas ígneas ultramáficas  o teor de sílica é menor (menos de 45%) e são de ocorrência mais rara, por exemplo, peridotito.

8. A taxa de cristalização influencia muito na definição da textura das rochas ígneas. 

Resfriamento rápido do magma: Quanto mais rápido uma rocha esfria e solidifica, há menos tempo para a cristalização ocorrer.

Resfriamento lento do magma: Quando o processo de resfriamento do magma for lento há o crescimento de grandes cristais que são arranjados de maneira compacta, ex: O granito, o gabro, o sienito, o diorito, o peridotito e o tonalito são exemplos de rochas plutónicas.

9. Isso quer dizer que o tamanho do cristal individual de rochas ígneas é inversamente proporcional à velocidade de resfriamento. Uma rocha com cristais muito pequenos ou discretos, textura fina, é formada por processo de resfriamento rápido, enquanto num resfriamento lento ocorre a formação de grandes cristais, textura grosseira.

10. As rochas ígneas podem ser intrusivas ou extrusivas, dependendo do local onde  são formadas. Rochas intrusivas ou plutônicas, por exemplo, granito, são formadas diretamente a partir do magma e o processo de resfriamento ocorre, lentamente, abaixo da superfície da Terra, possibilitando a formação de cristais de seus minerais constitutivos. Rochas extrusivas ou vulcânicas, por exemplo, basalto, são formadas quando a lava se solidifica na superfície ou muito próxima a ela e a solidificação  é rápida, impossibilitando a formação de cristais de seus minerais.

Magmas máficos, intermediários e félsicos. Dependendo da rapidez do resfriamento do magma, lento ou rápido, produzirão rochas diferentes. 

Através do estudo químico pormenorizado dos diferentes tipos de rochas ígneas e das suas associações mútuas, os diferentes tipos de magmas podem ser classificados em quatro tipos químicos principais.

1) Ácidos: ricos em SiO2, Na2O e K2O. As rochas geradas a partir deste tipo de magmas podem ter mais de 77% em peso de SiO2. O granito é um exemplo de uma rocha ácida, e a maioria dos magmas ácidos são designados por “graníticos”;

2) Intermediários: ricos em SiO2, Na2O e K2O, assim como CaO e Al2O3. As rochas geradas por este tipo de magmas têm valores de SiO2, em porcentagem peso, compreendidos entre 55 e 65%. O andesito é um exemplo de uma rocha intermediária;

3) Básicos: ricos em CaO, MgO e FeO. As rochas deste tipo têm valores de SiO2, em peso, compreendidos entre 45 e 55%. O basalto é um exemplo de uma rocha básica, e muitos magmas básicos são genericamente chamados de magma basálticos;

4) Ultrabásicos: são magmas pobres em SiO2, mas com grande quantidade de FeO e MgO. As rochas ultrabásicas podem apresentar valores de SiO2 muito baixos, inferiores a 38% em porcetagem peso. O peridotito é um exemplo de uma rocha ultrabásica. (Damasceno,2017).

As rochas ígneas podem ser classificadas em função de sua composição mineralógica e química. Com base na proporção de minerais máficos ou escuros (silicatos ricos em ferro e magnésio ou ferromagnesianos) e minerais félsicos ou claros (silicatos pobres em ferro e magnésio) elas podem ser classificadas em: Rocha félsica, intermediária, máfica e ultramáfica (usp).

Rocha félsica

Rocha com menos de 15% de minerais máficos (piroxênio, anfibólio e biotita), e rica em minerais félsicos (feldspato e quartzo); também denominadas de hololeucocráticas-leucocráticas. Exemplos: granito e riolito

Rocha intermediária 

Rocha de composição intermediária, com 15 a 35% de minerais máficos (piroxênio, anfibólio e biotita); também denominadas de mesocráticas. Exemplos: diorito e andesito.

Rocha máfica

Rocha com 35 a 90% de minerais máficos (olivina, piroxênio e biotita); também denominadas de mesocráticas-melanocráticas. Exemplos: basalto e gabro

Rocha ultramáfica

Rocha com mais de 90% de minerais máficos (olivina e piroxênio), e com pouco ou nenhum mineral félsico; também denominadas de ultramelanocráticas. Exemplos: peridotito, piroxenito e komatiito.

As rochas ultramáficas são também descritas como mais primitivas, uma vez que apresentam composições mais próximas dos materiais originais que deram origem ao nosso planeta, similar aos meteoritos condríticos. 

Enquanto que as rochas félsicas são descritas como mais evoluídas, uma vez que resultam da reciclagem contínua das rochas originais. (usp)

As rochas ígneas são predominantemente de composição silicática, ou seja, com predomínio de minerais silicáticos, e assim podendo serem classificadas por seu conteúdo de sílica (SiO2):

Rocha ácida

Rocha com teores de SiO2 superiores a 65%, são rochas ricas em quartzo, como por exemplo o granito.

Rocha intermediária

Rocha com teores de SiO2 entre 65 e 52%, como por exemplo o diorito.

Rocha básica

Rocha com teores de SiO2 entre 45 e 52%, com quartzo em quantidades diminutas ou ausente, como por exemplo o basalto.

Rocha ultrabásica

Rocha com teores de SiO2 inferiores a 45%; ou onde quartzo é ausente, como por exemplo o peridotito. 

Muito raros são os magmas de composição carbonática, ricos em CO2, considerados ultrabásicos, que dão origem aos carbonáticos (rochas que contém mais de 50% de minerais carbonáticos em sua composição).

Os termos básica, ácida e intermediária aqui utilizados não tem equivalência com os termos de igual nome utilizados em química (usp).

ROCHAS SEDIMENTARES

Camadas de rochas sedimentares

1) São rochas formadas por fragmentos de outras rochas, pelo intemperismo ou meteorização, i.e., pela fragmentação e decomposição de rochas preexistentes.

2) São rochas mais recentes. 

3) São rochas menos resistentes e moles ou friáveis.

4) São rochas que normalmente contém fósseis e/ou combustíveis fósseis. 

5)  São rochas que apresentam camadas ou lâminas.

6)  São rochas porosas.

7) São rochas que formam aquíferos, ex.: Aquífero Guaraní. 

8) As rochas sedimentares constituem apenas 5% da crosta terrestre, os restantes 95% são de rochas ígneas ou metamórficas.

Exemplos de rochas sedimentares

Areia.
Arenito.
Argila.
Sal-Gema.
Calcário.
Gesso.
Carvão Mineral.

Rochas sedimentares (ciencias)

Intemperismo 

O intemperismo ou meteorização em síntese é o conjunto de processos mecânicos (físicos), químicos e biológicos, que ocorrem na superfície terrestre, que ocasionam a fragmentação e degradação das rochas e são responsáveis pelos pacotes de materiais inconsolidados que recobrem o substrato superficial da crosta terrestre, desde a rocha sã até as camadas mais expostas, que pode ser denominado de alterito residual, regolito, capa de alteração ou manto de intemperismo.

Trata-se do processo de que fragmenta a rocha; o intemperismo atua sobre a rocha sã na superfície da crosta, e é responsável por formar as capas de material inconsolidado decomposto in situ. (Felix e Horn Filho, 2020).

De acordo com o tipo de agente atuante, em geral, os processos de intemperismo ou meteorização, podem ser classificados nos seguintes tipos: intemperismo físico, físico-químico, químico, e químico-biológico. 

Conjunto de processos físicos, químicos e biológicos, que promove o desgaste das rochas transformando-as em fragmentos menores, e solubilizando alguns de seus componentes (Lepsh, 2012). 

Intemperismo é o processo de transformação das rochas por desagregação (física) ou decomposição (química) de suas estruturas, dando origem aos sedimentos e interferindo em processos sedimentares, como a erosão, a diagênese e a pedogênese (formação dos solos).

A ação do intemperismo sobre as rochas causa o desgaste nas rochas

(modificado de Couto, 2022)

Intemperismo físico

O intemperismo físico está ligado à variação da dilatação dos minerais produzida pelo aquecimento e resfriamento das rochas, promovendo sua desagregação mecânica. A variação de temperatura e o congelamento são os fatores predominantes, onde a cristalização de sais e o congelamento são exemplos deste tipo de intemperismo.

Intemperismo físico 

(educação)

(educação)

(2)

Intemperismo físico-biológico

O intemperismo físico-biológico é o processo de desagregação mecânica das rochas pela atividade, entre outras, do crescimento das raízes nas suas fraturas, por exemplo.

Intemperismo biológico (escolakids)

Intemperismo químico 

O intemperismo químico está ligado às reações químicas entre os minerais existentes e os fluídos (soluções líquidas diversas ou oxigênio), destacando-se os fenômenos de oxidação, redução, carbonatação, hidrólise, hidratação e dissolução, que decompõem a rocha.

(educação)

Intemperismo químico é o processo de transformação que acontece na composição química das rochas, o que se dá principalmente pela reação da água entrando em contato com os minerais que formam essas estruturas. Como resultado, há a dissolução total ou parcial da rocha (escolakids).

Intemperismo químico-biológico

O intemperismo químico-biológico se desenvolve pela ação das atividades orgânicas que contribuem para o processo de decomposição química das rochas. Ou seja, consiste na atuação de processos químicos desencadeados por atores biológicos, tais como decomposição da matéria orgânica e liberação de ácidos (ácido carbônico e ac. húmico). Decomposição de carcaças animais e vegetais e excrementos de aves e demais animais marinhos acumuladas sobre rochas na zona costeira, por exemplo. (Felix e Horn Filho, 2020).

https://youtu.be/0rgirUEJXVQ

Meteorização ou intemperismo 

Processo de formação das rochas sedimentares.

Rochas sedimentares 

São rochas resultantes da consolidação de material desagregado, derivado de rochas preexistentes, transportado e acumulado em camadas (clásticas, químicas biogênicas), nas bacias sedimentares ou de deposição (continentais, litorâneas ou marinhas).

Meteorização ou intemperismo

Alteração e desagregação da superfície rochosa exposta aos agentes erosivos ambientais: variação de temperatura; água (rios, mar, gelo, glaciares, chuva...), vento e seres vivos. 

Erosão e Transporte

As partículas, fragmentos, “arrancadas” das rochas são transportadas pela ação do vento e/ou água, rios e glaciares. Ao longo de uma corrente fluvial (rio) os sedimentos vão se depositando devido à ação da gravidade, por isso, os fragmentos maiores depositam-se primeiro e os mais pequenos e leves alcançam maiores distâncias.

Soterramento

Os fragmentos após serem transportados são depositados no fundo de bacias de sedimentação, camada sobre camada, aumentando a pressão sobre as camadas mais profundas. 

Erosão, transporte e sedimentação.

Diagênese ou litificação

Diagênese ou litificação ou solidificação é o último processo do subciclo exógeno de transformação do depósito sedimentar em rochas sedimentar. Constitui um conjunto de fenômenos físicos e químicos que transformam os sedimentos móveis livres (não consolidados) em rochas sedimentares compactas. Existem três principais processos diagenéticos: compactação, cimentação e recristalização, que podem ocorrer sozinhos ou em conjunto. (Felix e Horn Filho, 2020). Até 1,0 a 4,0 km de profundidade ocorre diagênese; de 5,0 km de profundidade em diante inicia o metamorfismo. 

Como vimos a diagênese, também chamada de litificação é o processo pelo qual os sedimentos não consolidados são transformados em rochas sedimentares consolidadas. 

Compactação

os sedimentos vão sendo comprimidos por ação dos sedimentos que sobre eles vão se depositando. Assim, os materiais que se encontram por baixo são sujeitos a um aumento de pressão, o que vai provocar a expulsão de líquidos que existem entre eles. A compactação reduz porosidade argilas e lamas perdem mais da metade da água retida, que é maior nas argilas que nos arenitos.

Uma das ações que afeta os sedimentos é a compactação. Nos sedimentos acumulados ao longo do tempo, o peso do material suprajacente comprime os sedimentos situados a maior profundidade. Os grãos são pressionados, juntando-se uns aos outros, havendo uma significativa redução dos espaços entre eles. Por exemplo, quando minerais de argila estão situados por baixo de centenas de metros de material, o volume dos minerais de argila, no seu conjunto, pode ser reduzido em mais de 40%. Para as argilas e outros sedimentos detríticos que são fracamente compressíveis, a compactação é mais significativa como processo de litificação, originando rochas sedimentares de grão fino, como os xistos argilosos. A cimentação tem um importante significado na litificação, na medida em que os sedimentos são convertidos em rochas sedimentares consolidadas. Os materiais de cimentação são arrastados em solução na água através dos espaços entre as partículas. O cimento, precipitando entre os grãos, preenche os espaços e liga as partículas. Os cimentos mais comuns são a calcita (carbonato de calcio), a sílica (SiO2) e óxidos de ferro (Fe2O3). A identificação do tipo de cimento é relativamente fácil. O cimento de carbonato de cálcio (calcita) faz efervescência com os ácidos. A sílica é um cimento muito duro, o que confere grande dureza às rochas sedimentares.

Cimentação

Entre os espaços, poros ou interstícios dos diferentes sedimentos pode ocorrer a precipitação de substâncias químicas dissolvidas nos líquidos. Este processo resulta na agregação de sedimentos, com a ajuda da substância precipitada. Entre os vários tipos de cimento destacam-se os materiais silicosos, carbonáticos, ferruginosos, fosfáticos, evaporíticos, dentre outros. Cimentação é a precipitação química de material mineral entre grãos (SiO2, CaCO3, Fe2O3) que solidifica a rocha. (Felix e Horn Filho, 2020).

Recristalização

Os minerais alteram as suas estruturas cristalinas. Este processo ocorre devido a alterações das condições de pressão, temperatura, circulação de líquidos, onde estão dissolvidos certos minerais. A recristalização ocorre com aumento de pressão e temperatura após soterramento (30°C/km ou 1°C/33m). (Felix e Horn Filho, 2020)

Diagênese ou litificação 

Dissolução

Poderíamos acrescentar uma etapa q ocorre com o tempo: a dissolução que ocorre pelo efeito da percolação de soluções aquosas com sais ou hidróxidos pós-deposicionais, sobre os estratos.

Nicholas Steno estabeleceu a bases teóricas da estratigrafia quando introduziu o princípio da superposição e introduziu o princípio da horizontalidade original dos sedimentos (este princípio estabelece que camadas de sedimentos são originalmente depositados horizontalmente), e o princípio da continuidade lateral em sua obra de 1669 sobre a fossilização de restos orgânicos em camadas de sedimentos.

A primeira aplicação prática em grande escala da estratigrafia foi feita por William Smith, no século XIX. Smith, conhecido como o “pai da geologia inglesa”, criou o primeiro mapa geológico de Inglaterra e entendeu o significado de camadas de estratos bem como a importância de marcadores de fósseis para correlacionar os estratos de locais distantes.

Outra aplicação da estratigrafia importante no início do século XIX foi um estudo realizado por Georges Cuvier e Alexandre Brongniart (1770-1840) da geologia da região em torno de Paris.

Alexandre Brongniart foi químico, mineralogista, geólogo, paleontólogo e zoólogo francês, que colaborou com Georges Cuvier no estudo da geologia da região de Paris. Observando o conteúdo fóssil presente nas rochas, bem como a litologia em sequências, ele classificou as formações terciárias e foi responsável por definir os estudos geológicos do século XIX como um assunto da ciência, reunindo observações acuradas e classificações tanto dos fósseis quanto das rochas.

Brongniart foi também o fundador do Musée National de Céramique-Sèvres (Museu Nacional de Cerâmica), tendo sido diretor da Fábrica de Porcelana de Sèvres de 1800 a 1847.

AQUÍFEROS BRASILEIROS 

Águas subterrâneas

As águas que ocorrem natural ou artificialmente no subsolo.

• Aquífero 

Formação geológica com capacidade de armazenar e transmitir água em quantidades que possam ser aproveitadas como fonte de abastecimento para diferentes usos (ex: arenitos, calcários carstificados).

• Aquitarde

Formação geológica que permite a acumulação da água, mas o transporte é lento (ex: argila arenosa).

• Aquiclude 

Material impermeável, com certa capacidade de armazenar água, mas sem capacidade de transmitir (ex: argilas).

• Aquífugo 

Rochas impermeáveis que não armazenam e não transmitem água (ex: granito não fraturado).

Mapa dos aquíferos aflorantes (Almeida, 2016)

Então o que é um aquífero? Como vimos acima, basicamente, podemos conceituar aquíferos como uma formação geológica capaz de armazenar e transportar (transmitir) água através do subsolo, em quantidades possíveis de ser aproveitada para diferentes usos.

Segundo Nowatzki (s/d), aquífero é toda formação geológica em que a água pode ser armazenada e que possua permeabilidade suficiente para permitir que esta se movimente. Vê-se, portanto, que para ser um aquífero, uma rocha ou sedimento tem que ter porosidade suficiente para armazenar água, e que estes poros ou espaços vazios tenham dimensões suficientes para permitir que a água possa passar de um lugar a outro, sob a ação de um diferencial de pressão hidrostática.

Existem dois tipos de Aquíferos:

1) Aquífero livre ou freático 

Aquífero livre ou freático é um extrato permeável, parcialmente saturado de água, cuja base é uma camada impermeável ou semipermeável. O topo é limitado pela própria superfície livre da água também chamado de superfície freática, sobre pressão atmosférica. Ele tende a ter um perfil mais ou menos semelhante ao perfil da superfície do terreno. O lençol freático está geralmente perto da superfície, em vales de rios e a maiores profundidades em altos topográficos.

2) Aquífero confinado ou artesiano

Aquífero confinado ou artesiano é um aquífero completamente saturado de águas, cujo limite superior (teto) e inferior (piso) são extratos impermeáveis. A água desse aquífero chama–se artesiana ou confinada e sua pressão é, geralmente, mais alta que a pressão atmosférica. Por isso quando se perfura o aquífero, a água sobe para um nível bem superior, podendo até jorrar. O poço do município de Ibiporã, norte do Estado do Paraná, projetado e perfurado pela SUDERHSA em parceria com a Prefeitura Municipal/Sistema Autônomo é um exemplo, o qual a água jorra a metros com vazão de surgência de 750 m3/h. Nesse aquífero a contaminação quando ocorre, é muito mais lenta e os custos para recuperação do aquífero podem ser proibitivos.

A fonte de recarga natural para a maioria dos aquíferos é a precipitação (chuva), onde a infiltração ocorre nas regiões denominadas de áreas de recarga (sedimentos permeáveis). Além da precipitação superficial, outros fatores são considerados, como: constituição geológica e natureza das camadas, declividades das camadas e área da seção de contribuição (extensão). Um aquífero passa a ser confinado quando está situado entre dois aquiclude (camada de baixa permeabilidade)

Uma das maneiras de caracterizar os aquíferos é pela porosidade de suas rochas, assim, teremos aquífero poroso, fissural e cárstico.

Tipos de aquíferos (Modif. minasjr, 2022).

Aquífero Poroso ou Granular

Quando a água é armazenada nos espaços entre os grãos da rocha ou solo. Ocorre em rochas sedimentares clásticas.

Aquífero Fissural ou Fraturado

Quando a água é armazenada nas fraturas interconectadas da rocha. Ocorre em ígneas e metamórficas onde as fraturas são localizadas em regiões de fraqueza preferencial.

Aquífero Cárstico

Quando a água é armazenada nos condutos e canais de rochas carbonáticas.

Classificação dos aquíferos quanto a porosidade (Almeida, 2016).

Mapa dos principais aquíferos brasileiros; reservas subterrâneas abastecem mais da metade das cidades do país.(Fonte: Serviço Geológico do Brasil). 

SAGA

Sistema Aquífero Grande Amazônia

Além das riquezas naturais já conhecidas, a região amazônica conta com um tesouro subterrâneo. Trata-se do SAGA, o Sistema Aquífero Grande Amazônia. O maior de que se tem conhecimento no planeta. São mais de 162 mil quilômetros cúbicos de água.

Chamado pelos geólogos de Sistema Aquífero Grande Amazônia, a magnitude deste “oceano subterrâneo” só foi percebida em meados de 2013. Para se ter ideia, o SAGA pode ser dito como sendo quatro vezes maior do que o Aquífero Guarani, outro importante abastecedor e água para o Brasil.

Ainda que faça parte da hidrogeologia de Alter do Chão, vale salientar que o SAGA não está 100% dentro do Brasil, abrangendo outros países da América do Sul como Bolívia, Colômbia, Equador, Peru e Venezuela. Todavia, dos 162.520 km³ de água disponíveis nele, 124.500 km³ estão dentro do território nacional. Para se ter uma ideia de sua extensão, o aquífero Guarani, considerado, agora, o segundo maior do planeta, possui uma reserva hídrica de 39 mil quilômetros cúbicos de água. Levando em conta uma população mundial de cerca de sete bilhões de pessoas, um consumo individual médio de 150 litros de água por dia e uma expectativa de vida de 60 anos, o SAGA poderia abastecer a população por nada menos do que 250 anos. Hoje, o aquífero SAGA, fornece água apenas para duas cidades, Manaus e Santarém. 

A descoberta foi feita pelo Instituto de Geociências da UFPA, (Universidade Federal do Pará). Segundo Matos (2015), atenção deve ser dada ao uso responsável do SAGA, uma vez que esse aquífero integra o ciclo hidrológico da região, ou seja, o movimento contínuo da água presente nos rios, continente e atmosfera; além de sua relação com a floresta amazônica.

As vegetação (árvores, arvoreta, as algas e a vegetação aquática) através da avapotranspiração, enviam a água na forma de vapor para atmosfera, os ventos e a rotação da terra levam esta água (nuvens) para o interior da Amazônia até que chegam nos Andes. Quando este spray da atmosfera bate nos Andes, ele desce para o centro-sul do Brasil e esta descida transmite umidade (chuvas) sendo responsável em grande medida pelas chuvas que caem no centro-sul do Brasil (Matos, 2015).

É importante que saibamos que esse altíssimo volume é formado pela união de quatro bacias sedimentares diferentes, como ilustrado no quadro abaixo.

Análises litoestratigráficas e geológicas, mostraram que o SAGA teve sua formação durante o Período Cretáceo, há cerca de 135 milhões de anos atrás. Como já mostrado pelo ciclo hidrológico, a relação do SAGA para com a vegetação amazônica é essencialmente de interdependência. Sem um, o outro não existe. E mais, é esta relação entre aquífero e floresta que gera e mantém todo o regime de chuvas que chegam às regiões Sudeste, Centro-Oeste e Sul do Brasil. Portanto, podemos dizer sem sombra de dúvida que sem o SAGA, mais de 75% de todo agronegócio brasileiro estará comprometido (Modif. minasjr, 2022).

Formação das rochas sedimentares. 

Exemplos de rochas sedimentares 

Arenito, argilito, calcário. 

FORMAÇÃO DAS ROCHAS SEDIMENTARES 

Tipos de rochas sedimentares

1) Rochas sedimentares detríticas 

São formadas por fragmentos de outras rochas que sofreram intemperismo.

a) Não consolidadas, exemplo: areia, argila

b) Consolidadas, exemplo: conglomerados, arenito, argilito

2) Rochas sedimentares quimiogênicas

São formadas pela precipitação de substâncias dissolvidas na água, exemplo: calcário, gesso, ferro.

3) Rochas sedimentares biogênicas

São formadas pela acumulação de restos de seres vivos, exemplo: carvão, calcário conquífero, petróleo.

Os produtos petrolíferos naturais incluem materiais gasosos, líquidos e sólidos nas condições normais de pressão e temperatura. 

Produtos sólidos – asfaltos ou betumes;  

Produtos líquidos – petróleo bruto ou nafta; 

Produtos gasosos – gás natural.

RESUMO DAS ROCHAS SEDIMENTARES 

As rochas sedimentares são constituídas por fragmentos que são originados pelo intemperismo (físico, químico e biológico) sobre rochas pre-existentes, que são transportados e depositados, no fundo do mar ou de lagos ou rios. Esses sedimentos são compactados cimentados e recristalizados. Esses sedimentos geralmente contem restos de seres vivos ou da precipitação de substâncias dissolvidas na água.

A formação de uma rocha sedimentar ocorre segundo diversas etapas:

1) Intemperismo ou meteorização: alteração das rochas preexistentes, expostas na superfície terrestre.

2) Erosão: remoção dos fragmentos resultantes do intemperismo ou meteorização.

3) Transporte: deslocação dos fragmentos erodidos. O transporte é feito pela água e pelo vento. 

4) Sedimentação: deposição dos sedimentos em bacias de sedimentação (no fundo de lagos ou do mar).

5) Diagénese ou litificacão: transformação dos sedimentos soltos (não consolidados) em sedimentos consolidados. A diagênese se dá pela compactação, dissolução, cimentação, recristalização e litificação. 

ROCHAS METAMÓRFICAS

1) São rochas sedimentares ou magmáticas que sofreram transformações físico- químicas em sua estrutura original, i.e., sofreram metamorfismo. 

Metamorfismo (ulisboa).

Graus de metamorfismo que podem ser submetidas as rochas.

(ulisboa).

2) Metamorfismo: conjunto de processos pelos quais uma rocha é transformada em outra, por reações que acontecem no estado sólido. Reações devidas ao aumento da pressão e da temperatura, no interior da crosta terrestre. 

3) São agentes do metamorfismo, i.e., que produzem mudanças na estrutura morfológica da rocha: Temperatura, Pressão, Fluidos e o Tempo

Agentes do metamorfismo

A) Temperatura: ao aprofundarem-se progressivamente sob um crescente número de camadas de sedimentos as rochas vão sofrendo temperaturas cada vez mais elevadas. Temperaturas elevadas alteram os minerais dessas rochas.

B) Pressão: a simples elevação de temperatura não é um fator determinante do metamorfismo, mas é principalmente a pressão em combinação com a temperatura que mais contribui para as profundas modificações das rochas, tanto na textura quanto em sua composição química.

C) Fluidos: os fluidos, tais como água, gás carbono, oxigênio, flúor, etc. desempenham a função de facilitar as reações e transformações mineralógicas e a atividade química. A circulação de fluidos que ascendem na crosta passando pelas rochas é denominada de “alteração hidrotermal”.

Esses fatores conjuntamente alteram a textura e a 

composição mineralógica ou química das rochas

a) Textura

Aspectos microscópicos como: tamanho, forma, disposição, contatos e arranjo ou organização de seus componentes minerais. Ex.: granoblastica (minerais equidimensionais sem orientação preferencial), porfirítica (cristais grandes em meio a uma matriz de cristais menores), microcristalina (cristais muito pequenos visíveis ao microscópio ótico), perlítica (formadas por camadas concêntricas).

Alteração na textura da rocha preexistentes devido a pressão e temperatura.

(ulisboa)

b) Composição mineralógica e/ou composição química 

Novos cristais de formam pela presença de fluidos que carregam minerais e os depositam espalhados pela rocha. 

Alteração na composição mineralógica das rochas pelo metamorfismo (ulisboa)

3) fatores que podem desencadear transformações físico-químicas: 

Pressão: aumenta com a profundidade, ocorre o colapso dos poros, a rocha fica mais densa.

Temperatura: aumenta com a profundidade.

Presença de fluídos (água, ácidos, sais e CO2)

Tempo: o processo metamórfico exige tempo, são reações lentas que duram milhões de anos. 

5) Quanto ao tipo o metamorfismo pode ser regional ou de contato. Existem outros tipos de metamorfismo que não abordaremos em nossas aulas.

Características gerais das rochas metamórficas  

1) São rochas duras

2) Apresentam grãos (cristais) irregulares ou geométricos.

3) Distribuição heterogênea dos componentes, formando bandas claras  escuras.

Metamorfismo regional 

Metamorfismo regional é aquele que surge em grandes massas de rocha (grandes regiões) que são enterradas e submetidas a determinadas condições de pressão e temperatura.

Metamorfismo regional (ulisboa)

Metamorfismo regional (ulisboa)

Metamorfismo regional (ulisboa)

Metamorfismo regional (ulisboa)

Metamorfismo de contato 

Metamorfismo que acontece pela ação de um magma sobre as rochas vizinhas. Ocorre principalmente nas proximidades de magmas. A temperatura muito alta do magma e a pressão em grande profundidades rearranja os minerais no interior da rocha, transformando-a. 

Metamorfismo de contato (ulisboa)

Metamorfismo de contato

Metamorfismo de contato (ulisboa)

Formação de rochas metamórficas

(ulisboa)

Os principais tipos de metamorfismo são:

metamorfismo de contato, ou termal: ocorre como resultado de altas temperaturas, com transferência de calor, nas proximidades de intrusões ígneas;

metamorfismo regional, ou dinamotermal: abrange áreas extensas, é resultado de altas pressões, acompanhada de temperaturas moderadas a altas; ocorre em zonas de subducção, resultando em deformação e formação de cadeias de montanhas;

metamorfismo dinâmico, ou cataclástico: é resultado de tensões dirigidas em zonas de falhas transformantes, zonas de cisalhamento; onde o atrito ao longo da falha tende a pulverizar os grãos da rocha e recristalizá-los em grãos menores; 

metamorfismo de soterramento: ocorre pela sobreposição (soterramento) de estratos sedimentares em uma bacia sedimentar, onde os estratos da base podem atingir condições metamórficas de baixo grau, porém sem deformação apreciável.

metamorfismo hidrotermal: ocorre onde enormes quantidades de gases e fluidos (elementos voláteis) viajam por longas distâncias através das rochas e são quimicamente ativos reagindo com os minerais que encontram pelo caminho, modificando-os e promovendo mudanças químicas ou recristalizações.

metamorfismo de impacto ou de choque: ocorre quando meteoritos atingem a superfície da Terra, provocando condições extremas que transformam e até mesmo fundem as rochas na região do impacto.(usp)

Formação das rochas metamórficas de acordo com a pressão, profundidade e temperatura. (aia)

Grau de metamorfismo (politecnica)

O que acontece durante o metamorfismo 

• Os minerais reagem para formar novos minerais mais estáveis (paragênese), por exemplo: Quartzo (2SiO2) + Dolomita (CaMg(CO3)2) → Piroxênio (CaMgSi2O6) + 2CO2.

• Minerais mudam de forma, por exemplo, os polimorfos (mesma composição, estrutura interna diferente): Andalusita (Al2SiO5) → Sillimanita (Al2SiO5) → Cianita (Al2SiO5).

• Novos elementos podem ser adicionados ao processo (metassomatismo), por exemplo: Piroxênio (CaMg(SiO2)2) + 2CO2 → Dolomita (CaMg(CO3)2) + Quartzo (2SiO2)

• Elementos em soluções podem precipitar e formar veios mineralizados.

• Minerais são recristalizados, mudando apenas a textura da rocha, ou seja, o arranjo e tamanho dos minerais mudam.

• As mudanças metamórficas ocorrem em resposta ao aumento (metamorfismo progressivo) ou diminuição (metamorfismo retrógrado) das condições de pressão e temperatura. (usp)

Exemplos de rochas metamórficas

Gnaisse, mármore, ardósia, quartzito

Tipos de rochas que ocorrem naturalmente na crosta terrestre (USP).

Características dos principais tipos de rochas 

CICLO DAS ROCHAS

ou 

CICLO PETROGENÉTICO

As rochas são geradas por processos naturais, desde a formação do nosso planeta, em épocas remotas, e teste­munham as condições em que se originaram. 

As rochas são verdadeiros "livros" repletos de informações, cujas páginas nós e os pesquisadores podemos ler e interpretar. Cada rocha tem, uma grande e longa história para contar. Uma história que conta também parte da história do nosso planeta.

Toda e qualquer rocha é a expressão das condições em que é gerada. Quando a rocha é submetida  a condições diferentes daquelas que existiam em sua formação, a sua textura e/ou os seus minerais transformam-se por modificações no estado sólido, por fusão parcial ou total ou por intemperismo (meteorização) física e/ou química. Portanto, rochas sedimentares, rochas metamórficas e rochas magmáticas estão profundamente relacionadas, pois a mesma matéria pode integrar diferentes tipos litológicos.(modif. de: cienciasdavidaedaterra25).

Para que possamos entender o ciclo das rochas, é necessário primeiro, como vimos acima, entender como cada tipo se origina.

Rochas magmáticas ou ígneas

Essas rochas, como já vimos em aula, surgem do processo de resfriamento e solidificação do magma (cristalização), que pode ocorrer na superfície terrestre (rochas magmáticas extrusivas ou vulcânicas) ou dentro da crosta (rochas magmáticas intrusivas ou plutônicas). 

Rochas sedimentares

As rochas sedimentares surgem a partir da fragmentação de rochas preexistentes (magmáticas, sedimentares ou metamórficas). Esses fragmentos são transportadas pelo vento e pela água, formando camadas no fundo de mares. Um exemplo de rocha sedimentar é o arenito. O arenito se forma quando rochas como o granito se desintegram lentamente pela ação dos ventos e das chuvas, temperaturas altas e baixas (ação do intemperismo). Os grãos de quartzo dessas rochas formam a areia. Areias e dunas de areia, não são rochas: são fragmentos de rochas. A areia é transportada (pelo vento e água) e deposita-se geralmente no fundo do mar, onde é submetida a um aumento de pressão e/ou temperatura. Desta forma os arenitos tornam-se compactos devido ao efeito de fenômenos diagenéticos, i.e., processos que convertem o sedimento em uma rocha consolidada (soterrados, cimentados e endurecidos) formando o arenito, um tipo de rocha sedimentar. Junto com argilitos e folhelhos, os arenitos são as rochas mais comuns entre as rochas sedimentares.

Rochas metamórficas

As rochas metamórficas surgem quando rochas preexistentes que podem ser magmáticas, sedimentares ou até mesmo outras rochas metamórficas, passam por alterações em sua estrutura, textura e composição devido a elevação da temperatura e pressão (metamorfismo), originando rochas metamórficas, i.é., metamorfismo. Metamorfismo é um processo que envolve mudanças na composição mineralógica, na textura e estrutura de uma rocha, predominantemente no estado sólido. O metamorfismo ocorre em condições de temperatura superiores às da diagênese (entre 150 – 200 ºC e 3 Kbar), processo sedimentar, e inferiores a da fusão (700 – 1000- 1200 ºC), processo ígneo. As rochas originais (protólitos) devem ser soterradas profundamente para estarem sujeitas a estas altas condições de pressão e temperatura. Os agentes do metamorfismo são: calor, pressão e fluidos (catalisadores de reações). O tempo também é um importante componente no processo de metamorfismo, já que este está intimamente associado à dinâmica da tectônica de placas que demanda longos períodos de tempo (milhões de anos).

Um exemplo de rocha metamórfica é o calcário, uma rocha sedimentar, que se transforma em mármore pela elevada pressão e temperatura.

CICLO PETROGENÉTICO

Ou CICLO DAS ROCHAS

Ciclo petrogênico (Rodrigues, 2018)

O Ciclo Petrogenético, assim como a maioria dos processos terrestres em que se evidenciam o funcionamento de sistemas em larga escala, não ocorre de forma independente ou isolada. Pelo contrário, apresenta estrita interdependência de outros sistemas, que podem ser explicados em seus próprios ciclos, como o ciclo climático, o ciclo biológico, o ciclo tectônico e o ciclo hidrológico, por exemplo. 

Da mesma forma, pode-se isolar ciclos de processos (como o ciclo do intemperismo, ou, o ciclo de transporte e deposição), bem como, subdividi-lo em dois subciclos ou etapas: subciclo endógeno e exógeno. O processo de deposição de sedimentos ocorre no subciclo exógeno e se constitui na etapa de topo da Sedimentogênese. 

A Sedimentogênese pode ser entendida como o conjunto dos processos subaéreos e subaquosos que corresponde ao subciclo exógeno do Ciclo Petrogenético, sendo atuantes na transformação das rochas expostas em superfície (intemperismo, provocando fragmentação através da desintegração, dissolução, oxidação, carbonatação, etc.), originando partículas cada vez menores e produzindo uma assembleia de minerais secundários que formarão um pacote de material que poderá ser erodido, transportado e depositado.

Os depósitos formados, ao sofrerem diagênese ou litificação (por cimentação ou compactação), dão origem à rochas sedimentares, ápice do subciclo exógeno. 

Uma vez exposta em superfície, a rocha sedimentar torna-se passível de Sedimentogênese, em um processo de retroalimentação comum neste ciclo.

Portanto, a deposição de sedimentos se constitui em um dos processos do subciclo exógeno, sendo o fator que ocasiona o acúmulo de materiais inconsolidados ou partículas em condições físico-químicas normais da superfície terrestre. 

No entanto, para se estudar de forma adequada este tópico, deve-se ater aos processos principais ocasionadores de sedimentos, que são os seguintes: intemperismo, erosão, transporte, além da própria deposição.

Representação do Ciclo Petrogenético ou ciclo das rochas, com ênfase ao subciclo exógeno/Sedimentogênese de formação dos sedimentos e rochas sedimentares.

(Modificado de Félix e Horn filho, 2020).

Press et al., (2013) em (Damasceno (2017) afirma que o ciclo das rochas relaciona os processos geológicos para a formação de cada um dos três tipos de rocha a partir dos outros com todos os tipos tendo origem nas rochas ígneas. O processo pode ser analisado a partir de qualquer ponto do ciclo. 

O Ciclo Petrogenético ou petrogênico inicia-se com a formação das rochas ígneas pela cristalização do magma no interior da litosfera/crosta ou na superfície. As rochas ígneas intrusivas, são então, soerguidas para a superfície no processo de formação de montanhas. Desta forma, essas rochas são expostas aos agentes do intemperismo que produzem fragmentos ou sedimentos. A rocha sofre erosão e transporte e os sedimentos são levados (transportados) pela ação da água e do vento, para as bacias sedimentares e através soterramento formam camadas sobrepostas que sofrem diagênese ou litificam para formar uma rocha sedimentar. Quando o soterramento ocorre em ambientes que apresentam elevada temperatura e pressão, ocorre o metamorfismo, transformando a Rocha em uma rocha metamórfica.  Caso o pacote de rocha mergulhe no manto ocorre a fusão desse material, e, nesse ponto, o ciclo pode recomeçar. A tectônica de placas é o mecanismo que faz o ciclo das rochas operar.

Modificado Google images

Ciclo das rochas

1) As rochas sedimentares são produto de processos externos que caracterizam o domínio sedimentar. Intemperismo (meteorização), erosão, sedimentação e diagênese (litificação) são proces­sos característicos deste domínio.

2) Se as rochas sedimentares se aprofundarem na crosta, ficam submetidas ao peso das rochas suprajacentes. Podem ainda ser comprimidas (pela elevada pressão), devido a tensões que se geram no interior da Terra, experimentando simultaneamente um aquecimento progressivo.

3) Quando os valores da pressão e da temperatura ultrapassam os limites supe­riores da diagênese, as rochas entram no domínio do metamorfismo, em que se verificam alterações essencialmente no estado sólido. Formam-se assim novos minerais a partir dos minerais das rochas preexistentes, que assumem nova forma e orientação.

4) Se as condições de temperatura e de pressão são tais que provocam a fusão dos minerais que constituem as rochas, passa-se ao domínio do magmatismo, origi­nando-se magmas. Os magmas, ao movimentarem-se em direção à superfície, por vulcanismo ou falhas (diques) na crosta, podem experi­mentar um arrefecimento rápido ou lento (progressivo), o que leva à consolidação e formação de rochas magmáticas.

5) As rochas geradas em profundidade, quer sejam magmáticas quer sejam metamórficas, podem ser soerguidas devido aos movimentos da crosta. A remoção das rochas suprajacentes pela erosão acaba por expor as rochas que se formaram em profundidade. Assim, expostas na superfície terrestre, o intemperismo pode atuar, fragmentado continuamente a rocha e formando novas rochas (sedimentares). (Modif. de cienciasdavidaedaterra25)

https://youtu.be/y_9fxBA1-OQ

EXERCÍCIOS

Apresente respostas mais completas possíveis 

1) O que são rochas? Dê o conceito completo

2) O que são minerais? Apresente o conceito completo.

3) Como podemos classificar os minerais?

4) Construa a escala dureza de Mohs e explique como podemos usá-la na prática, i.e., como ela funciona? Apresente objetos com dureza conhecida

5) observe a foto e responda 

a) O que está sendo apresentado nesta foto?

b) Que tipo de rocha está se formando nessa foto? 

6) Como podemos dividir o interior do nosso planeta? Que modelos podemos usar para essa divisão e como cada um desses modelos divide as camadas da terra? O que leva em conta cada um dos modelos?

7) A imagem abaixo representa o fóssil de uma libélula. 

O fenômeno da fossilização só pode ocorrer em rochas sedimentares, pois:

a) essas rochas não possuem densidade suficiente para destruir os fósseis.

b) são estruturas geologicamente mais antigas, quando os primeiros animais surgiram.

c) ocorre durante o processo de diagênese, com a formação das rochas sedimentares.

d) são as únicas rochas encontradas abaixo da superfície.

e) originam-se a partir do congelamento dos sedimentos, conservando a estrutura dos restos fósseis.

8) As rochas metamórficas são estruturas sólidas formadas a partir do processo de transformações de outras rochas preexistentes. Essa transformação ocorre graças à alteração das condições de ambiente, temperatura e pressão em relação ao ponto em que essas rochas se originaram.

Com base nessas informações e em seus conhecimentos sobre a formação das rochas e Geografia Física, assinale a alternativa que indica um local onde é mais provável que esteja ocorrendo o fenômeno citado.

a) Chapada Diamantina, Brasil.

b) Parque Nacional de Yellowstone, Estados Unidos.

c) Deserto do Saara, África.

d) Cordilheira dos Andes, América do Sul.

e) Golfo pérsico, Oriente Médio.

9) Como são classificadas as rochas? Explique como se forma cada um dos três tipos de rochas, dê dois exemplo de rochas para cada um deles.   

10) Você é um cientista e te pedem para explicar o que está ocorrendo no ciclo abaixo. O que poderíamos explicar nos números 1 a 4?

 

11) Algumas rochas são formadas pela solidificação (cristalização) do magma, que é um líquido com alta temperatura, em torno de 700 a 1200ºC, proveniente do interior da Terra. As rochas provenientes do magma podem conter jazidas de vários metais (p. ex. ouro, platina, cobre, estanho, ferro, etc.) e trazem à superfície do planeta importantes informações sobre as regiões profundas da crosta e do manto terrestre. Que rochas são estas, explique as maneiras como elas podem se formar. 

12) Sobre as rochas, assinale V quando verdadeiro ou F se falso.

1. (___) as rochas ígneas ou magmáticas formam-se pelo resfriamento e solidificação do magma. 

2. (___) o arenito, utilizado na correção de acidez do solo, é uma rocha dita metamórfica, pois sua formação está ligada à ação da temperatura e da pressão em rochas preexistentes. 

3. (___) as rochas sedimentares são formadas pelo acúmulo de fragmentos de rochas preexistentes que sedimentam e sofrem diagênese ou litificação no fundo do mar. 

4. (___) o basalto, utilizado na construção civil, é um exemplo de rocha ígnea extrusiva, formada com o magma de erupções vulcânicas.

5. (___) as rochas metamórficas podem se formar relativamente próximas à superfície (5km de profundidade), em médias profundidades (20km de profundidade) e em grandes profundidades (40km de profundidade), entretanto a pressão e a temperatura continuam iguais. 

6. (___) as rochas ígneas extrusivas ou vulcânicas sempre apresentam grandes cristais o que nos diz que resfriaram no interior da crosta. 

7. (___) as rochas metamórficas sempre necessitam derreter para sofrerem metamorfismo.

8. (___) o intemperismo atua sobre todas as rochas na superfície terrestre formando fragmentos cada vez menores e desgastando a rocha enquanto o metamorfismo atua sobre todas as rochas em grandes profundidades transformando todas rochas em rochas metamórficas. 

13) Observe a foto abaixo:

 

As colunas que pendem do teto de uma caverna, acima, são as estalactites e as que se formam em seu piso, a partir dos respingos caídos do teto, são as estalagmites. Ambas se originam da precipitação e solidificação de bicarbonato de cálcio que se encontra dissolvido na água, lixiviado das rochas. Assinale a alternativa que indica o tipo de grupo de rochas a que as estalactites e estalagmites estão associadas:

a) Rochas sedimentares detríticas, formadas pela decomposição e deposição de detritos de rochas pré-existentes.

b) Rochas sedimentares de origem orgânica, formadas pelo acúmulo de detritos orgânicos.

c) Rochas sedimentares de origem química, isto é, formadas pela deposição de sedimentos dissolvidos na água por processos químicos.

d) Rochas metamórficas, resultantes da metamorfose de rochas magmáticas e sedimentares quando submetidas a certas condições de temperatura e pressão no interior da Terra.

e) Rochas sedimentares de origem química, formadas pelo acúmulo de detritos orgânicos.

14) usando os minerais, que formam as rochas que estudamos, quais rochas você colocaria na “Manoela do infinito” de Thanos? Relacione cada gema com sua dureza na escala de Mohs?

As seis Joias do Infinito são: Joia do Espaço; Joia da Mente; Joia da Realidade; Joia do Poder; Joia do Tempo e Joia da Alma. Thanos conseguiu inserir todas elas na Manopla do Infinito, um mecanismo que ele usa na mão esquerda e que lhe permite canalizar todo o poder das gemas

R.:

15) Como o ciclo hidrológico, i.e., o ciclo da água, está ligado ao ciclo tectônico? Explique com detalhes, usando todo seu conhecimento de pesquisador do planeta.

16) o que é diagênese ou litificação?

Litificação é um conjunto de processos que convertem sedimentos depositados no fundo do mar ou lagos em rocha consolidada. Graças, principalmente, à pressão exercida pelos sedimentos acumulados e pelo cimento que une os fragmentos.