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São definidas como quaisquer agregados naturaissólidos, compostos de um ou mais minerais, e constituemparte essencial da crosta terrestre.
O que são rochas ?
O que são minerais ?
Os geólogos definem os minerais como corpos sólidos homogéneos, deocorrência natural, inorgânicos que apresentam uma estrutura internacristalina e que possuem uma composição química específica. Esteúltimo aspecto leva a que, por um lado a sua composição química sópossa variar dentro de certos limites, e por outro, que eles possamassumir formas poliédricas, os denominados cristais.
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As rochas terrestres não constituem massas estáticas. As rochasformadas num determinado ambiente permanecem estáveis ereflectem as características desse mesmo ambiente. Ao mudar delocal as rochas podem sofrer transformações. Assim, as rochasformadas em profundidade alteram-se quando afloram à superfície,dando origem a materiais que vão participar na formação das rochassedimentares. Estas ao atingirem zonas profundas sofrem novasmodificações, podendo originar rochas metamórficas e mesmorochas magmáticas.
Denomina-se Ciclo das Rochas um diagrama que procura de umaforma esquemática, representar todo o dinamismo existente naTerra, que leva às mudanças das rochas de uma classe genética aoutra.
...na natureza nada se perde nada se ganha e tudo se transforma.
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Ciclo das Rochas (litográfico)
Os motores deste ciclo são asforças que actuam ao nível dasuperfície terrestre, dinâmicaexterna, meteorização e erosão,e as forças internas, forçastectónicas.
Este conjunto de fenómenos levaa uma permanente reciclagemdas rochas, e de seusrespectivos minerais, sendoresponsável pelo facto de que aaparência da Terra hoje ésignificativamente diferente doque foi no passado e do que seráno futuro.
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Quanto à sua origem, podemos considerar três tipos básicos de rochas:
Rochas Magmáticas - formadas por solidificação de rochas
fundidas (magma);
Rochas Sedimentares -formadas à superfície pordeposição de materiais embacias de sedimentação
Rochas Metamórficas -formadas pela transformação derochas pré-existentes no estadosólido devido ao aumento dapressão e/ou da temperatura
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• As rochas sedimentares são formadas à superfície por acumulaçãode sedimentos resultantes da desagregação de rochas pré-existentes que ao aflorar à superfície - afloramentos - ficamsujeitos a condições de pressão, temperatura e ambiente químicomuito diferentes daqueles em que foram gerados.
• Cerca de 3/4 da Terra são cobertos por rochas sedimentares querevestem partes dos continentes e dos fundos oceânicos.
Rochas Sedimentares
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O esquema a seguir representa as etapas da génese das rochas sedimentares.
Meteorização
erosão
Transporte
Sedimentação
Diagénese
Rocha Sedimentar
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1- Meteorização
As rochas expostas à superfície da crosta terrestre ficam sujeitasàs acções físicas e químicas exercidas pelo contacto com aatmosfera (temperatura e vento), hidrosfera (água) e biosfera(seres vivos). Assim a meteorização não é mais que o resultado dasacções físicas e químicas sobre as rochas. Como consequência, asrochas são gradualmente alteradas e desagregadas.
Os agentes de meteorização podem ser reunidos em dois grupos principais:
• Físicos ou Mecânicos, pelos quais os materiais são desintegrados,principalmente por acção de:
• 1. Variação de temperatura (termoclastia)• 2. Congelamento da água (crioclastia)• 3. Cristalização de sais (haloclastia)• 4. Acção física de seres vivos
• Químicos, pelos quais os materiais são decompostos por acção decompostos químicos (produzidos por seres vivos ou não):
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A desagregação ou desintegração acontece pela contracção eexpansão provocadas pelas variações de temperatura, facilitadapela existência de fendas, as diáclases, resultantes quer dascondições de arrefecimento das rochas ígneas, quer do relaxamentoda pressão durante a acção das forças tectónicas.
Meteorização Física
A meteorização física gera a fragmentação das rochas emfragmentos cada vez menores, mas que retém as características domaterial original.
13Diáclases
Crioclastia
TermoclastiaAcção seres vivos
Acção seres vivos
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A decomposição das rochas por meios químicos é traduzida pelaalteração da estrutura interna, podendo ocorrer remoção ouoriginando outros minerais mais estáveis ou uma série de produtossolúveis, que são transportados pelos rios e mar. Quase sempre, aágua actua, particularmente, como dissolvente.
Meteorização Química
Rochas com aparecimento de minerais de ferro oxidado
Maciço Calcário com diáclases
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Em Portugal continental, os maciços calcários da região centro (Fátima,Minde, Ourém), são bons exemplos de locais onde ocorre a formação degrutas e galerias subterrâneas por meteorização química. Por esteprocesso, as fendas dos calcários vão-se alargando e coalescendo umas comas outras, o que, em casos extremos pode levar à formação de longos elargos canais subterrâneos, por onde se dá uma intensa circulação da água.
Grutas da Moeda - Fátima
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2- Erosão
É a remoção pelos agentes erosivos (água, vento ou pelo gelo) de materiais resultantes da meteorização das rochas.
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3- Transporte
Os materiais resultantes da meteorização e da erosão,normalmente, não ficam no seu local de origem. São deslocadospara outros locais pelos ventos, gravidade, águas (estado líquido esólido), o que caracteriza o transporte.
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Quando o agente transportador perde a força de arraste edeposita os detritos que transportava, segundo a dimensão edensidade dos detritos, ocorre a sedimentação dos minerais.
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4- Sedimentação
A deposição dos sedimentos ocorre, em vários ambientes (deltaico,lagunar, marinho, fluvial, etc.), sobretudo por acção da gravidade.
Os ambientes e a formação das rochas sedimentares
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Para além dos detritos, também se podem depositar novos mineraisresultantes da meteorização química, minerais de precipitação dassubstâncias em solução e matéria orgânica, como por exemplo, vegetaismortos, esqueletos de animais,etc.
Como resultado de sucessivos transportes e deposições formam-se camadas ou estratos de sedimentos, disposição característicada grande maioria das rochas sedimentares.
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Estratificação cruzada - derivada da variação na intensidade e/ou na direcção do agente de transporte
Estratificação
O estrato é a unidade estratigráficaelementar; o seu limite superior édenominado tecto e o inferior, muro.
Meteorização/erosão + transporte + Sedimentação = Sedimentogénese
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5- Diagénese
Após a sedimentogénese, ocorre a diagénese que consiste nas mudançasou transformações, químicas, físicas e biológicas, sofridas pelossedimentos após a sua deposição, até se tornarem rochas sedimentares.
A diagénese inclui os seguintes processos:
• Compactação/desidratação
• Cimentação
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Compactação
Compressão dos sedimentos por acção da estratificação, que assim, ficam sujeitos a um
aumento da pressão crescente. A compactação determina a
expulsão de água (desidratação).
Cimentação
Agregação dos sedimentos pelos minerais derivados da precipitação
de substâncias químicas dissolvidas na água.
Esquema da compactação dossedimentos detríticos e circulaçãodos fluidos entre os poros.
24antracitoLenhito
Carvões
Rochas sedimentares quimiogénicas e biogénicas (consolidadas)
calcário conquífero
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Magma
Recorda:
O Magma é um material que se encontra no interior da Terra e queresulta da fusão dos materiais que o constituem.
A sua composição varia e vai influenciar o tipo de rocha que
origina.
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Classificação Genéticadas Rochas Magmáticas –
(quanto ao local da sua génese)
• INTRUSIVAS (ou plutónicas = grãos variam de 1mm a 1cm)
• EXTRUSIVAS (ou vulcânicas = grãos < 1mm).
Extrusivas
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Rochas vulcánicas(extrusivas)
Rochas plutónicas(intrusivas)
Resfriamento rápido Cristais de pequenas
dimensões e pouco visíveis p.ex. basalto
Resfriamento lentoCristais de grandes dimensões bem visíveis
p.ex. granito
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As rochas metamórficas são o produto da transformação, noestado sólido, de qualquer tipo de rocha levada a um ambienteonde as condições físicas (pressão, temperatura) são muitodistintas daquelas onde a rocha se formou.
Nestas novas condições, as rochas podem experimentar umreajustamento químico, mineralógico, textural e estrutural, noestado sólido fenómeno denominado – Metamorfismo.
O que são Rochas metamórficas
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Os processos metamorfismo ocorrem, normalmente, em ambientes endógenos (no interior da Terra) induzido por
factores como a temperatura, pressão, fluidos e tempo. É um processo lento, pois é necessário muito tempo para que as rochas fiquem suficientemente profundas, quentes e sob pressão para
que as modificações se comecem a operar.
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Condições de pressão temperatura de formação de rochas ígneas, metamórficas e sedimentares.
A classificação de primeira ordem é genética: rochas ígneas (plutónicas e vulcânicas), metamórficas e sedimentares
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0 200 400 600 800 1000 1200 1400
Temperatura
Pressão
(°C)
(GPa)
Rochas
Sedimentares
Rochas
Metamórficas
Rochas Ígneas Extrusivas
Rochas
Ígneas
Intrusivas
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Metamorfismo de ContactoA transformação da rocha ocorre
na vizinhança de uma intrusão magmática. A temperatura e os
fluidos deverão ser os factores de metamorfismo dominantes.
Metamorfismo RegionalMetamorfismo de carácter
regional e normalmente associada à orogénese (formação de
montanhas) nos limites de placas convergentes,
De acordo com as condições em que decorrem existem diferentes tipos de
metamorfismo
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Metamorfismode Contacto Regional
Principal factor de metamorfismo:
TEMPERATURA
O calor libertado pelo magma irá metamorfosear as rochas que o cercam.
Este tipo de metamorfismo está limitado a algumas centenas de metros em torno do magma
Exemplos: Calcário Mármore
Principais factores de metamorfismo:
PRESSÃO E TEMPERATURA
Qd o metamorfismo afecta uma vasta extensão (dezenas KM)
Nas zonas de subducção o afundamento das rochas transporta-as para profundidades onde a pressão aumenta e a temperatura são bastante elevadas
Exemplos: Granito Gnaisse
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O calor e a pressão são importantes factores de metamorfismo,que podem actuar conjuntamente, mas não necessariamente. Podeocorrer também metamorfismo em condições de altastemperaturas e baixas pressões e de altas pressões etemperaturas relativamente baixas.
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• Metamorfismo RegionalÉ aquele que ocorre quando uma sequência de rochas por efeitodo aumento da profundidade a que estes sucessivamente vãoestando e, consequente aumento de P e T. As rochas vão sofrertransformações mineralógicas, em estado sólido, originando novosminerais, até ao limite em que se dá fusão parcial da rocha comgénese de migmatitos (rochas que sofreram fusão parcial).
Argilito (protólito)T e P-
+
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• Metamorfismo de ContactoNeste caso ocorrem modificações mineralógicas devido a umaintrusão magmática e aos fluidos emanados pelo magma. A intrusãovai provocar um contraste térmico com as rochas encaixantes.Desta forma essas rochas vão sofrer recristalização devidoessencialmente a um aumento de temperatura. As rochasformadas são normalmente endurecidas pela recristalização edesignam-se de corneanas.
Argila
Calcário
Arenito
Intrusão magmática
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Ardósia - Rocha metamórficade grau muito baixocaracterizada pela granulaçãomuito fina, pouco brilho,cristalinidade baixa.
Xisto - Caracteriza-se por apresentaruma textura formada por uma série deplanos. Distinguem-se das Ardósias poros planos de xistosidade terem maiorbrilho. Resultam essencialmente datransformação de rochas argilosas.
Rochas Metamórficas
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Gnaisse - Frequentemente derivado de rochas ricas em
quartzo e feldspato (granito). Os minerais encontram-se todos recristalizados e dispostos
segundo faixas mais ou menos paralelas, formando bandas alternadas, claras e escuras.
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Mármore - Rocha resultante da recristalização de calcários ou dolomias.
Distinguindo-se destas rochas pela dimensão dos grãos de calcite, visíveis à
vista desarmada, e pelo seu brilho.
Quartizito - Rocha essencialmente constituída
por grãos de quartzo resultantes da
recristalização de arenitos siliciosos. Por norma
apresenta tonalidades claras.
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Utilização de rochas metamórficas na arquitectura e arte
Moisés
David
Taj Mahal
La PietáPantheon
Panteão Nacional-Lisboa.
Profeta
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ROCHAS
Ciclo das
Rochas
Rochas
magmáticasRochas
Sedimentares Metamorfismo
TransporteErosão
Processos
Internos
Metamorfismo
Regional
Metamorfismo
de contacto
FusãoMetamorfismoDiagénese
Processos
Externos
Sedimentação
Caracterizado por
Tempo
Factores de
Metamorfismo
Fluídos
Rochas
metamórficas
que incluem que pode
ser
Pressão
(Profundidade)
Temperatura
tais como
causado por
que
originam
provenientes de
MAPA DE CONCEITOS
A unidade de Tempo utilizada em Geologia é o Milhão de anos (M. a.)
“O número de anos em que nós, sereshumanos, temos observado o nascer doSol não é nada, virtualmente nada, nahistoria de nosso planeta.”
WEINER, Jonathan. 1988. p. 14.
Escala do Tempo Geológico
EraCenozóica
Período Época Idade Características
QuaternárioHoloceno (Recente) 0,01 Aparecimento do homem /
Glaciação no hemisfério norte
Idade dos mamíferos
Pleistoceno 1,6
Terciária
Plioceno 5,3
Mioceno 23,7
Oligoceno 36,6 Proliferação dos primatas
Eoceno 57,8
Paleoceno 65,4 Primeiros cavalos
EraMesozóica
Cretáceo 144Plantas com
flores
Extinção dos dinossauros
Idade dos répteis
Jurássico 208 Primeiros pássaros e mamíferos
Triássico 245 Primeiros dinossauros
Era Paleozóica
Permiano 286 Extinção dos trilobitasIdade dos anfíbiosCarbonífero 360
Primeiros répteis
Grandes árvores primitivas
Devoniano 408 Primeiros anfíbios Idade dos peixesSiluriano 438 Primeiras plantas terrestres
Ordovicano 505 Primeiros peixesIdade dos
invertebradosCambriano 570Primeiras conchas / Trilobitas
dominantes
Pré câmbrico
Proterozóico 2.500Primeiros organismos
multicelulares
Arqueano 3.800Primeiros organismos
unicelulares
Idades das rochas mais
antigas
Haddeano 4.500
50
Agora com a ajuda dos Fósseisvamos ordenar no Tempo os grandes acontecimentos da
História da Terra
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A formação da Terra
● A Terra formou-se há 4600 M.a.
● Ainda não havia condições para a existência de
vida
52
● As primeiras formas de
vida surgiram há 3800 M.a.
● Eram formas de vida
muito simples (Bactérias, seres unicelulares)
Precâmbrico
Primeiro registo fóssil –
Os Estromatólitos
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Paleozóico
● Primeiros peixes
● Primeiras plantas terrestres
● Os fósseis característicos desta época são as Trilobites
● Extinção das Trilobites
e de grande parte de outros animais marinhos
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Mesozóico● Os Fósseis característicos são as
Amonites
● Os dinossauros “dominaram” oPlaneta Terra
● Primeiras Aves e Mamíferos
● No final desta Era dá-se a extinção
dos dinossauros e das amonites
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Cenozóico
● Primeiros primatas
● Plantas semelhantes às
existentes actualmente
● Primeiros Hominídeos
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Mas afinal o que é um fóssil?
São vestígios, marcas ou restos de seres vivos que viveram há muito tempo no nosso planeta, tendo a
mesma idade da rocha que os contém.
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Mas como é que se dá a formação de um fóssil?
A partir de um conjunto de processos que se designa por fossilização. Este fenómeno permitiu a preservação dos
vestígios de seres vivos que existiram no passado.
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1 - Morte do ser vivo
2 – Deposição de sedimentos sobre os seus restos mortais
(como consequência estes deixam de estar em contacto com os agentes atmosféricos e com ooxigénio, decompondo-se por isso, mais lentamente)
4 – Após milhões de anos, e através dodesgaste das rochas, o fóssil ficaexposto novamente à superfície.
3 – Substituição da matéria orgânica (existente nos restos mortais) pormatéria mineral
Factores que influenciam o processo de fossilização
• Existência de partes duras (ossos, dentes, carapaças) na constituição dosseres vivos – as partes moles são rapidamente decompostas;
• Rapidez no soterramento dos restos mortais por sedimentos;
• Tipo de sedimentos que cobrem os restos mortais (devem ser finos eimpermeáveis)
• Habitat (a fossilização ocorre mais frequentemente em ambientes aquáticos) –há maior protecção contra os agentes atmosféricos;
• Condições ambientais: temperaturas e humidade baixas dificultam adecomposição;
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Permitem estudar a evolução da vida na Terra
Permitem datar as rochas e determinar ambientes antigos.
Fóssil de IdadeFóssil de Fácies ou de
ambiente
Coral
500 M.a. – actualidade
Vivem apenas em ambientes de águas calmas, quentes e
pouco profundas
Amonite
248 M.a. – 66 M.a.
Importância dos fósseis
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Os fósseis de fácies ou de ambiente são de particular importânciapara ajudar a reconstituir os paleoambientes porque são fósseisque viveram apenas em condições do meio muito restritas.
Os fósseis de idade são de particular importância como indicadoresda idade geológica dos estratos que os contém, porque são fósseisque viveram apenas durante intervalos de tempo muito curtos, comgrande distribuição geológica.
70
Grande distribuição estratigráfica
Pequena distribuição estratigráfica
Pequena distribuição geográfica
Grande distribuição geográfica
Indicadores dos paleoambientes
Indicadores da idade dos estratos
Fósseis de fáciesFósseis de idade
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STENO formulou as bases da reconstrução da história geológica por datações relativas
A datação relativa é baseada no estudo dos fósseis e dos princípios daestratigrafia.
A datação relativa permite estabelecer a correlacção entre os estratos edeterminar a ordem cronológica em que se constituíram no lugar onde seencontram.
1669 Prodromus (Nils Stensen/ Nicolas Steno)
Reconheceu uma sequência de eventos históricos na ilha de Malta, em afloramento de rochas sedimentares
DATAÇÃO RELATIVA
Sequência cronoestratigráfica
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PRINCÍPIOS DA ESTRATIGRAFIA
Princípio da sobreposição dos estratos
Princípio da horizontalidade original
Princípio da continuidade lateral
Princípio da identidade paleontológica
Princípio das relações de intersecção
Princípio da inclusão
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Os sedimentos são depositados em camadas sucessivas horizontais ou quase-horizontais
Princípio da horizontalidade original
Rochas (camadas) sedimentares não-deformadas Rochas (camadas) sedimentares deformadas
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Em uma sequência não-deformada de rochas sedimentares, cada camada é mais antiga que a sobrejacente ( a que está acima) e mais jovem que a subjacente ( a que está abaixo)
Princípio da sobreposição dos estratos
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A velocidade e as condições de sedimentação variam ao longo dotempo e pode mesmo haver períodos de interrupção da sedimentação.Se as rochas afloram durante essa interrupção, podem ser emersas eerodidas. Se, posteriormente, a sedimentação, devido a nova imersão,prosseguir, forma-se um estrato que assenta numa superfície erodida.Essa superfície representa uma superfície de descontinuidade.As grandes descontinuidades no registo geológico, marcadas pelaausência de camadas mais ou menos espessas, designam-se pordiscordâncias estratigráficas ou lacunas que podem ser explicadaspor ausência de sedimentações no local ou por erosão de camadas queexistiam.
O estrato D foi erodido e posteriormente formou-se o estrato E.
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Princípio da continuidade lateral
As camadas sedimentares podem ter grande desenvolvimento, emextensão lateral, sobretudo em águas profundas. Noutras situações,porém, têm reduzidas dimensões, correspondendo a fenómenoslocalizados e de curta duração. Mesmo nestas circunstâncias, épossível, por vezes, estabelecer correlações de idade entre camadaslocalizadas em lugares eventualmente muito distanciados.
Se as rochas que sequerem datar estãointercaladas em camadasque se reconhecem comoidênticas, então podeestabelecer-se umacorrelação entre asrochas intercaladas,mesmo que, de umafloramento para o outro,a natureza da rocha varie.
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Frequentemente, verifica-se que também pode ocorrer variaçãohorizontal, isto é, lateral, das características da sedimentação.Assim, o mesmo período de sedimentação pode ocorrer emdiferentes ambientes, originando estratos, ou sequências deestratos, onde se verifica uma passagem gradual de litologias. É que,num dado momento, as condições de sedimentação podem diferir deum local para outro.
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Quando uma estrutura intersecta vários estratos, pode-se dizer se formou depois deles, logo é mais jovens que este.
Princípio das relações de intersecção
Falha
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Princípio da inclusão
Quando fragmentos de rochas são incorporados numa rocha , pode-se dizer que esses se formaram antes dessa, logo são mais antigos
que a rocha que os engloba.
81
Princípio da identidade paleontológica
Estratos pertencentes a colunas estratigráficas diferentes ecom o mesmo conteúdo fossilíferos tem a mesma idade gruposde fósseis aparecem numa ordem definida e que se pode
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Núcleo do isótopo-pai
Núcleo do isótopo-filho
DATAÇÃO ABSOLUTA
O Método de Datação Absoluta utiliza os princípios físicos daradioactividade e fornece a idade da rocha com precisão. Essemétodo está baseado nos princípios da desintegração (oudecaimento) radioactiva.
O que é desintegração radioactiva?
Dentre os elementos químicosexistentes, há alguns que possuem onúcleo do átomo instável. Esteselementos, através da emissãoespontânea de radiação, setransformam em elementos estáveisDessa maneira o isótopo-pai(radioactivo) se desintegra emitindoradiação e se transforma no isótopo-filho.
• as rochas são formadas por minerais, os quais são constituídospor elementos químicos e alguns desses, por sua vez, sãoradioactivos;
• o conceito de decaimento radioactivo envolve uma constantechamada meia-vida, semi-vida ou período de semi-transformação que é o tempo decorrido para que metade damassa do isótopo-pai se transforme no isótopo-filho. Essaconstante é conhecida e diferente para cada isótoporadioactivo existente .
Há dois pontos importantes que permitem o cálculo da idade absoluta de uma rocha ou mineral:
Meia-vida: é o tempo decorrido para que a metade da quantidade originalde átomos instáveis (isótopo-pai) se transforme em átomos estáveis(isótopos-filho)
Assim…………….
Alguns elementos radioactivos têm períodos de semi-transformaçãomuito longos e outros mais curtos, sendo esses valores utilizados nadeterminação da idade das rochas.
Os isótopos radioactivos desintegram-se espontaneamente e a umavelocidade constante. A velocidade varia de elemento para elementomas não é afectada por condições ambientais, como a temperaturaou a pressão.
Zircão10 a 600 M.A.
+ 4500 M.A.
+ 710 M.A.
Chumbo 206
Chumbo 207
Urânio 238
Urânio 235
Moscovite, Biotite, Hornoblenda, rochas
vulcânicas
100000 a 4600 m.A.+ 1300 m.A.Azoto 40
Potássio 40
Substâncias provenientes de seres vivos, ossos, conchas,
madeira, etc.
+ 100 a 40000 m.A
+ 5500 m. A.Azoto 14
Carbono 14
Minerais e materiais datados
Intervalo de tempo
susceptível de medição (anos)
Tempo de meia vida (anos)
Átomo estável em que se transforma
Átomo radioactivos
Sabe-se que um grama de urânio 238U ao fim de 4500 M.A setransformará parcialmente em chumbo 206Pb (que é o isótopoproduzido por decaímento radioactivo de 238U e o seu produto-filho),ficando reduzido a 0,5 gramas e que ao fim de outros 4500 M.A. sórestará 0,25 gramas e, assim sucessivamente, até que deixará dehaver urânio 238U e haverá apenas chumbo 206Pb. Assim sendo, épossível, em qualquer momento, calcular a idade do material pelarelação entre a massa de chumbo 206Pb proveniente da desintegraçãode urânio 238U e a massa que ainda resta deste, que será tantomaior quanto mais recente for o mineral.
Compreendendo a datação radiométrica …
Cada grão mineral é um cronómetro do tempo geológico, assimque ele se forma, tem início o decaimento radioactivo. Sendoassim, determinando-se a quantidade de isótopo-pai e deisótopo-filho em um mineral hoje, é possível saber há quantotempo está acontecendo o decaimento radioactivo e, portantoquando o mineral se formou.
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