Geologia

1º Questionário (2007/1)

1) O que são minerais?

Minerais são compostos inorgânicos sólidos que ocorrem naturalmente. Possuem estrutura molecular interna ordenada, estrutura

cristalina definida e composição química definida.

2) Cite três minerais importantes dentre o grupo dos chamados "minerais formadores de rochas". A que grupo de minerais eles pertencem?

Calcita ( CaCO3 ) - Grupo dos Carbonatos

Quartzo ( SiO2 ) - Grupo dos Silicatos (Tectossilicatos)

Topázio ( Al2[(F,OH)2SiO4] ) - Grupo dos Silicatos (Neossilicatos)

3) Quais são as propriedades físicas utilizadas para a caracterização macroscópica dos minerais?

As propriedades físicas são: Hábito, cor, brilho, traço, dureza, clivagem, fratura, transparência, forma cristalina, peso específico e outras propriedades (como: sabor, cheiro, refração dupla, elasticidade, magnetismo, reação com o ácido clorídrico e maleabilidade) .

4) Discorra sobre o ciclo dos materiais na crosta terrestre e sobre os principais grupos de rochas. Cite exemplos.

O ciclo das rochas representa as diversas possibilidades de transformação de um tipo de rocha em outro. As setas que interligam as rochas ígneas, sedimentares e metamórficas indicam processos relacionados à dinâmica geológica da crosta terrestre. Os continentes se originaram ao longo do tempo geológico pela transferência de materiais menos densos do manto para a superfície terrestre. As rochas, uma vez expostas à atmosfera e à biosfera passam a sofrer a ação do intemperismo, através de reações de oxidação, hidratação, solubilização, ataques por substâncias orgânicas, variações diárias e sazonais de temperatura, entre outras. O intemperismo faz com que as rochas percam sua coesão, sendo erodidas, transportadas e depositadas em depressões onde, após a diagênese, passam a constituir as rochas sedimentares. A cadeia de processos de formação de rochas sedimentares pode atuar sobre qualquer rocha (ígnea, metamórfica, sedimentar) exposta à superfície da Terra. Devido à deriva dos continentes, as rochas podem ser levadas a ambientes muito diferentes daqueles onde elas se formaram. Qualquer tipo de rocha (ígnea, sedimentar, metamórfica) que sofra a ação de, por exemplo, altas pressões e temperaturas, sofre as transformações mineralógicas e texturais, tornando-se uma rocha metamórfica. Se as condições de metamorfismo forem muito intensas, as rochas podem se fundir, gerando magmas que, ao se solidificar, darão origem a novas rochas ígneas. O ciclo das rochas existe desde os primórdios da história geológica da Terra e, através dele, a crosta de nosso planeta está em constante transformação e evolução.

Rochas Magmáticas, Eruptivas ou Ígneas - São aquelas resultantes da consolidação do magma (material ígneo que está no interior do globo terrestre). Quando a consolidação do magma ocorre em subsuperfície formam-se rochas plutônicas. As rochas ígneas escuras são mais ricas em minerais contendo magnésio e ferro (daí o nome máfico), enquanto que as rochas ígneas claras são mais ricas em silício e alumínio. Ex.: Granito, Basalto. Rochas Sedimentares - Resultam da deposição de detritos de outras rochas (magmáticas ou metamórficas), ou do acúmulo de detritos orgânicos ou ainda, da precipitação química. Ex.: Arenito, Calcário, etc.

Quando a rocha sedimentar é constituída de partículas preexistentes, pode ser classificada como clástica. O processo geológico que une as parículas é denominado litificação ou diagênese, e compreende uma combinação entre os processos de compactação e cimentação.

Rochas Metamórficas - Resultam da transformação de outras rochas preexistentes, agora, sob novas condições de temperatura e pressão. Ex.: Mármore, Gnaisse.

5) Quais os processos que causam a formação de rochas ígneas de composição diferente?

O magma, ao solidificar-se, dependendo das condições, principalmente da pressão e temperatura, pode originar uma grande variedade de rochas. Magmas cristalizados a grandes profundidades no interior da crosta esfriam lentamente, possibilitando que seus cristais se desenvolvam até atingir tamanhos visíveis a olho nu (>> 1 mm). Rochas ígneas deste tipo são denominadas rochas plutônicas ou intrusivas,como por exemplo o granito. Nos vulcões, o magma atinge a superfície da crosta e entra em contato com a temperatura ambiente, resfriando-se muito rapidamente, como a solificação é praticamente instantânea, os cristais não têm tempo para se desenvolver, sendo portanto muito pequenos, invisíveis a olho nu (<<1mm), style="">

6) Quais as principais diferenças composicionais e texturais entre as rochas ígneas intrusivas e extrusivas. Cite exemplos.

As rochas extrusivas são de textura afaníticas, o que significa que possuem cristais de dimensão microscópica, por isso, indistinguíveis a olho nu. Elas se consolidaram na superfície da crosta a partir da matéria expelida pelos vulcões. São encontradas tipicamente como fluxos de lava solidificada. A pequena dimensão dos seus cristais deve-se ao arrefecimento abrupto, que não permite o pleno desenvolvimento cristalino. Este arrefecimento abrupto ocorre devido à enorme diferença de temperaturas entre o ambiente superficial e o ambiente da intrusão magmática. ( Exemplos: andesito, basalto, obsidiana, perlita, riólito, tefrito e traquito ). Rocha ígnea intrusiva é o tipo de rocha que cristalizou de um magma derretido sob a superfície da Terra. As rochas intrusivas abrangem toda a sequência de tipos de rochas ígneas desde os densos e escuros peridotitos ultramáficos até aos muito claros e pouco densos granitos alcalinos e sienitos. As rochas intrusivas ocorrem também numa grande variedade de formas, desde batólitos do tamanho de montanhas, a enchimentos de fracturas de pequena espessura.

7) Comente sobre os principais tipos de metamorfismo responsáveis pela formação das rochas metamórficas.

As rochas metamórficas são aquelas formadas por transformações físicas e químicas sofridas por outras rochas, quando submetidas ao calor e à pressão do interior da Terra, num processo denominado metamorfismo. As rochas metamórficas são o produto da transformação de qualquer tipo de rocha levada a um ambiente onde as condições físicas (pressão, temperatura) são muito distintas daquelas onde a rocha se formou. Nestes ambientes, os minerais podem se tornar instáveis e reagir formando outros minerais, estáveis nas condições vigentes. Não apenas as rochas sedimentares ou ígneas podem sofrer metamorfismo, as próprias rochas metamórficas também podem, gerando uma nova rocha metamorfizada com diferente composição química e/ou física da rocha inicial. O metamorfismo pode ocorrer também em outras situações, ao longo de planos de deslocamentos de grandes blocos de rocha (alta pressão) ou nas imediações de grandes volumes de magmas, devido à dissipação de calor (alta temperatura).

8) O que é intemperismo? Quais os principais tipos de intemperismo e os processos envolvidos? Qual a influência do clima no intemperismo?

Denomina-se intemperismo ao conjunto de processos que ocasionam a desintegração e decomposição das rochas, por agentes atmosféricos e biológicos. O intemperismo provoca a formação dos solos, a partir de rochas sujeitas a sua ação. O Intemperismo é dividido em:

*Intemperismo físico (desintegração) é a forma mais comum de intemperismo, sendo causada pela aplicação de várias forças físicas, que causam a desintegração de rochas em pedaços menores. A característica principal deste tipo de intemperismo, é que nenhum dos componentes da rocha é decomposto quimicamente, não havendo, assim, decomposição. Cujos agentes são:

- Variação da temperatura: expansões e contrações da rocha produzidas por variações de temperatura, e repetidas seguidamente, provocam fraturas, que vão se alargando com o tempo e acabam por desintegrar a rocha;

- Congelamento: a água ao se congelar aumenta 10% em volume; assim, se as fendas da rocha estiverem preenchidas com água, esta, ao se congelar, exercerá pressão sobre as paredes da rocha. O processo é mais eficiente quanto maior o número de vezes que é repetido. -? - Cristalização de sais: a água que circula pela rocha pode conter sais dissolvidos. Com a evaporação, os sais se precipitam, cristalizando-se e podem exercer pressão sobre a parede da rocha, desagregando-a. Este é um fenômeno comum nas regiões costeiras, onde as aberturas das rochas são preenchidas pela água do mar, rica em sais.

- Ação física dos vegetais: as rochas podem sofrer desagregação causada pelo crescimento de raízes ao longo de suas fraturas. * *Intemperismo químico (decomposição) ocorre quando extratos geológicos são expostos a águas correntes com compostos que reagem com os componentes minerais das rochas e alteram significativamente sua constituição. Esse fenômeno é o intemperismo químico, que provoca o acréscimo de hidrogênio (hidratação), oxigênio (oxigenação) ou carbono e oxigênio (carbonatação) em minerais que antes não continham nenhum desses elementos. Muitos minerais secundários formaram-se por esses processos. Este tipo de intemperismo é mais comum em climas tropicais úmidos.

*O Intemperismo biológico é caracterizado por rochas que perdem alguns de seus nutrientes essenciais para organismos vivos e plantas que crescem em sua superfície. Plantas podem provocar o intemperismo mecânico quando suas raízes penetram, de forma profunda na rocha, provocando fendas.

O Clima (temperatura e pluviosidade) influencia no intemperismo já que em regiões geladas e desertas, há maior predominância de intemperismo físico; por outro lado, em regiões quentes e úmidas predomina o intemperismo químico.

9) O que é diagênese e quais os principais processos envolvidos?

Diagênese é o nome dado ao conjunto de transformações que o depósito sedimentar sofre após a deposição, consistindo em mudanças nas condições de pressão, temperatura, Eh, pH e pressão de água, ocorrendo dissoluções e precipitações a partir das soluções aquosas existentes nos poros. O processo termina na transformação do depósito sedimentar inconsolidado em rocha, ou litificação.

Os principais processos envolvidos são:

- Compactação : A compactação diagenética pode apresentar-se sob dois aspectos: o químico e o mecânico. A compactação química engloba a dissolução de minerais sob pressão. Já a compactação mecânica não engloba processos químicos, mas sim aspectos físicos, como mudança no empacotamento intergranular e a deformação ou quebra de grãos individuais.

- Dissolução : A dissolução diagenética tem como fator principal o efeito ou não de pressão. Se houver ausência de pressão, ocorre somente a percolação de fluidos no material depositado, podendo ocorrer reações químicas entre a solução e os minerais depositados. Quando ocorre dissolução sob pressão, também chamada de compactação química, podem ocorrer vários tipos de feições, as quais dependem da escala do material analisado. Em escala granulométrica, conforme aumenta o grau de soterramento, os grãos passam a ter contatos pontuais, planares, côncavo-convexos e suturados. A geração de poros ocorre devido à dissolução e fragmentação dos agregados sedimentares durante a diagênese, constituindo uma feição muito importante para o acúmulo de óleo e gás.

- Cimentação : Trata-se da cristalização de minerais formados a partir dos íons dissolvidos na solução intersticial. Ocorre em conjunto com a dissolução diagenética. Os tipos mais comuns de cimentos em rochas sedimentares são os compostos por minerais como quartzo, calcita, pirita e argilominerais.

- Recristalização diagenética : Neste processo, sob condições de soterramento, ocorrem mudanças na mineralogia e na textura cristalina do material sedimentar. Dois exemplos são comuns: a transformação de aragonita em calcita, ambos compostos por carbonato de cálcio, porém de estruturas cristalinas distintas. Neste caso, também chamado de neomorfismo, há mudanças apenas no retículo cristalino, sendo mantida a composição original; e a mudança na composição química, denominada substituição, na qual ocorre a troca da calcita ou aragonita por sílica.

10) Que tipo de deformação as rochas podem sofrer e a que tipo de esforço são relacionadas?

Existem três tipos de forças tectônicas que deformam as rochas:

1) Forças compressivas: apertam e encurtam um corpo;

2) Forças extensionais: provocam o estiramento, ou seja, tendem a romper um corpo;

3) Forças de cisalhamento: empurram cada um dos lados do corpo em direções opostas.

As deformações estão dividas entre Fraturas e Dobras

* Tipos de Fraturas:

- Junta: fissura ao longo da qual não houve um movimento apreciável . As rochas frágeis fraturam-se facilmente ao longo de pontos fracos (fósseis, fragmentos, matéria orgânica etc.). Apresentam-se em conjuntos. As juntas podem ter origem não-tectônica, como por exemplo em rochas ígneas que se resfriaram, contraíram e fraturaram. São o início de uma série de mudanças, pois as juntas facilitam a atuação de agentes intempéricos, como o ar, a água etc. (Se fluídos hidrotermais circundarem as juntas, podem-se depositar minerais como o quartzo e a dolomita, formando veios. Boa parte da mineração de ouro está relacionada com este tipo de depósito)

- Falha: fratura com movimento relativo das rochas em ambos os lados paralelos à fratura. São intensas próximas ao limite das

placas, particularmente comuns em cadeias montanhosas (colisão das placas), e em vales de rifte (afastamento das placas).

* Dobras : As dobras também são resultados das forças deformacionais que resultam da tectônica das placas. Dobras são camadas sedimentares encurvadas e estas podem acontecer de variadas formas. As deformações são produzidas por forças horizontais ou verticais na crosta. A intensidade do encurvamento depende de dois fatores, notadamente a magnitude das forças envolvidas, do período de aplicação e até mesmo da habilidade das camadas de resistirem à deformação.