GEOLOGIA APLICADA A OBRAS CIVIS AULA 2 ROCHAS

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1 Centro Universitário Luterano de Palmas CEULP / ULBRA Departamento de Engenharia Civil - DEC Engenharia Civil GEOLOGIA APLICADA A OBRAS CIVIS AULA 2 ROCHAS Prof. Msc. Roberta Mara

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4 NÃO CONFUNDA ROCHA COM MINERAL!! Os minerais possuem uma estrutura homogênea e propriedades físico-químicas constantes. As rochas, por sua vez, não possuem uma composição unitária nem tampouco uma fórmula química definida.

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6 Rochas As rochas são associações compatíveis e estáveis de um ou mais minerais. O estudo das rochas pode ter vários fins, pode fazer-se um estudo das rochas como fontes ou reservatórios de matérias-primas (minérios, materiais de construção, combustíveis fósseis, águas subterrâneas, etc.), ou podem estudar-se com fins científicos, com vista a conhecer melhor o nosso planeta, já que as rochas são o testemunho mais importante da história da Terra e dãonos ainda bases para conhecer a história do Sistema Solar

7 Ambientes de Formação das Rochas Os três grandes ambientes geológicos geradores de rochas, também ditos petrogênicos são: Ambiente magmático; Ambiente sedimentar; Ambiente metamórfico. Tipos de Rochas As principais diferenças entre eles são definidas em termos de: Pressão; Temperatura; Composição química. A estes ambientes correspondem respectivamente, as rochas magmáticas, as rochas sedimentares e as rochas metamórficas.

8 a) Ambiente Magmático O ambiente magmático caracteriza-se geralmente por: i. Temperaturas elevadas (acima dos 800ºC); ii. Pressões muito variadas, desde muito baixas, no caso do Vulcanismo, a muito altas, no caso do Plutonismo, ocorrido no interior da Litosfera, variando num intervalo que reflete as diferentes profundidades a que pode ocorrer; iii. Variações de composição química, considerada restrita em comparação com ou outros ambientes.

9 b) Ambiente Sedimentar É praticamente o ambiente existente à superfície da Terra, caracteriza-se por: i. Baixos valores de temperatura e pressão; ii. Grande variabilidade na composição química dos materiais; iii. Proporcionar grandes transformações químicas, tais como a oxidação, carbonatação, hidrólise e a hidratação.

10 c) Ambiente Metamórfico. É caracterizada por um grande intervalo de pressões e temperaturas. Consoante o valor relativo de cada um destes dois parâmetros, o metamorfismo pode ser essencialmente térmico - Metamorfismo de Contato, ou essencialmente dinâmico - Metamorfismo Regional estreitamente ligado com a formação das cadeias montanhosas. Quanto à temperatura os valores não excedem, em regra, os 800ºC (valor que marca o início da fusão de parte dos minerais, isto é o começo do magmatismo). O ambiente metamórfico tem assim lugar em meio essencialmente sólido.

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14 Ciclo das Rochas 1. Os sedimentos são sujeitos a processos físico-químicos que conduzem à formação de rochas sedimentares. À medida que estas rochas ou os sedimentos, vão atingindo zonas mais profundas da litosfera, a temperatura e a pressão aumentam dando-se então inicio a processos metamórficos com geração de rochas metamórficas. 2. Com a continuação do aumento de pressão e temperatura, as rochas podem fundir dando origem a um magma, completando assim o ciclo. Dentro deste ciclo existem ciclos menores, como se pode ver na figura abaixo, já que uma rocha magmática ou uma rocha sedimentar podem sofrer processos metamórficos e mesmo voltar a fundir originando um magma.

15 Rochas magmáticas ou ígneas Formam-se a partir da cristalização de um magma, podendo também ser designadas por ígneas. O ambiente em que se formam as rochas magmáticas é caracterizado por temperaturas muito elevadas, o que permite a existência de materiais rochosos em fusão (magma). O magma gera-se a grandes profundidades, durante a sua ascensão pode estacionar em câmaras magmáticas aonde vai arrefecendo, consoante o arrefecimento se processa de uma forma lenta ou rápida, as rochas que se vão formar apresentam características texturais diferentes. O magma poderá ainda subir para níveis mais superficiais, sob a forma de filões, diques, soleiras, etc, ou poderá mesmo sair diretamente para o exterior por processos de vulcanismo.

16 Rochas magmáticas ou ígneas De acordo com a profundidade a que o magma solidifica classificam-se as rochas em: i. Rochas Plutônicas ou Intrusivas Resultam do arrefecimento e cristalização lenta do magma em profundidade, os minerais que se vão formar apresentam dimensões consideráveis, sendo facilmente visíveis à vista desarmada. Um exemplo deste tipo de rochas são os granitos. ii. Rochas Vulcânicas ou Extrusivas Quando a consolidação do magma é feito à superfície ou muito perto dela, as rochas designam-se vulcânicas. Estas rochas resultam do arrefecimento muito rápido do magma, visto a temperatura da superfície ser bastante inferior à temperatura a que se encontrava o magma, assim, os minerais não têm tempo suficiente para se desenvolver e por esta razão vão apresentar dimensões muito reduzidas por vezes até microscópicas. Os basaltos são as rochas vulcânicas mais comuns.

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19 Rochas magmáticas ou ígneas Os minerais mais comuns nas rochas magmáticas são: quartzo, feldspatos e plagioclases, feldspatóides (nefelina, leucite), micas (moscovite, biotite), piroxenas, anfíbolas e olivina. Estes podem ser em cada caso caracterizam a rocha que os contém, ou podem ser minerais acessórios, que existindo numa rocha não afetam as características da mesma. Quadro classificativo das principais rochas magmáticas em função dos minerais presentes:

20 Rochas magmáticas ou ígneas Aplicações Construção Civil - Edificações O granito é a rocha mais empregada na construção civil. Usos do granito: blocos p/pedestal de monumentos, alicerce, muros e meiofios, paralelepípedos e pedras irregulares p/ pavimentação, brita p/concreto e pavimentação, placas p/revestimentos. Depósitos de areia em regiões graníticas. O basalto tem utilização maior como brita. Porque não há depósitos de areia em regiões de basalto?

21 Rochas magmáticas ou ígneas Aplicações Aterros Solos graníticos são constituídos de grãos de quartzo e argila. Com isso, são excelentes materiais para construção de aterros pois aliam as duas componentes de resistência dos solos: ângulo de atrito devido aos grãos e coesão derivada das argilas. Esses solos tem pouca deformabilidade e média permeabilidade. Solos basálticos são mais argilosos e não oferecem as mesmas características de resistência embora tenham baixa permeabilidade. Isso origina a execução de aterros com paredes de menor verticalidade, taludes mais inclinados aumentando seu custo. SOLOS PROVENIENTES DE BASALTO POSSUEM GRÃOS PURAMENTE ARGILOSOS, RESISITINDO SOMENTE À COESÃO

22 Rochas magmáticas ou ígneas Aplicações Estradas Rochas graníticas fornecem brita de forma cubóide, ideal para uso em base de estradas devido a sua elevada resistência a compressão e ao desgaste. As restrições ficam por conta da pouca adesividade do asfalto em relação ao quartzo (uso de aditivos químicos). Basaltos fornecem britas de formato lamelar devido ao intenso diaclasamento dessas rochas diminuindo sua resistência.

23 ROCHAS ÌGNEAS USADAS NA ENGENHARIA ESTRADAS: AS ROCHAS GRANÍTICAS TÊM A GRANDE VANTAGEM DE FORNECER FRAGMENTOS DE BRITA DE FORMA CUBÓIDE, IDEAIS PARA O EMPREGO EM BASES DE ESTRADAS, FACE À ELEVADA RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO E AO DESGASTE QUE A ELAS CONFERE O PAVIMENTO É UMA ESTRUTURA CONSTRUÍDA APÓS A TERRAPLENAGEM E DESTINADA, ECONÔMICA E SIMULTANEAMENTE, EM SEU CONJUNTO A: - RESISTIR E DISTRIBUIR AO SUBLEITO OS ESFORÇOS VERTICAIS E HORIZONTAIS PRODUZIDOS PELO TRÁFEGO; - MELHORAR AS CONDIÇÕES DE ROLAMENTO E SEGURANÇA

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32 PRINCIPAIS ZONAS DE METAMORFISMOS

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39 Geralmente estas rochas são deformadas, apresentando foliação e xistosidade. A xistosidade é evidenciada pela facilidade com que a rocha se destaca em lâminas, como é exemplo o xisto. A foliação é evidenciada por bandas alternadas de minerais claros e minerais escuros e/ou pela orientação preferencial dos minerais que as constituem. O metamorfismo encontra-se freqüentemente associado à formação de cadeias montanhosas e diz-se que o metamorfismo é do tipo "regional", pois afeta grandes quantidades de rochas com espessura e superfície consideráveis. Mas as rochas metamórficas também poderão resultar das alterações térmicas que as rochas encaixantes sofrem quando se dão as intrusões de maciços magmáticos. Fala-se então de metamorfismo de contacto, afetando apenas as rochas envolventes do maciço.

40 Resumindo A rocha metamórfica é a rocha resultante de um processo de alteração das condições originais que presidiram à sua gênese. Esta alteração das condições do meio vai ter como conseqüência uma resposta da rocha que terá que se adaptar às novas condições, podendo alterar a sua textura e os seus minerais constituintes passando a possuir outros mais estáveis nas condições actuais. Alguns destes novos minerais permitem avaliar as condições de pressão e temperatura a que as rochas estiveram sujeitas e designam-se por minerais-índice ou tipomorfos, como por exemplo, a estaurolite e silimanite e dizem-se também minerais característicos do ambiente metamórfico.

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42 Rochas sedimentares As rochas sedimentares resultam do transporte, acumulação e consolidação dos sedimentos, provenientes, quer da erosão de rochas preexistentes, quer da precipitação química de substâncias, quer de material correspondente a conchas, esqueletos, espículas de organismos mortos. Estas, constituem uma fina película, cuja espessura raramente ultrapassa os 2Km, cobrindo no entanto cerca de 80% da superfície do planeta, constituindo a maioria das suas paisagens. As rochas sedimentares sofrem um longo processo de transformações, que se inicia com a alteração e termina na diagénese ou litificação.

43 LITIFICAÇÃO LITIFICAÇÃO (DIAGÊNESE): ÚLTIMO PROCESSO QUE OCORRE NA FORMAÇÃO DAS ROCHAS SEDIMENTARES. O PROCESSO É DIVIDO EM: CIMENTAÇÃO: CRISTALIZAÇÃO DE MATERIAL CARREADO PELA ÁGUA QUE PERCOLA PELOS VAZIOS DO SEDIMENTO (ESPAÇO DE VAZIOS DEIXADOS PELAS PARTÍCULAS SÓLIDAS), PREENCHENDO-OS E DANDO COESÃO AO MATERIAL; COMPACTAÇÃO: COMPRESSÃO DOS SEDIMENTOS DEVIDO AO PESO DAQUELES SOBREPOSTOS, HAVENDO GRADUAL DIMINUIÇÃO DA POROSIDADE (REDUÇÃO DOS VAZIOS);

44 CONDIÇÕES NECESSÁRIAS PARA A FORMAÇÃO DE UMA ROCHA SEDIMENTAR 1. PRÉ-EXISTÊNCIA DE ROCHAS; 2. PRESENÇA DE AGENTES MÓVEIS OU IMÓVEIS QUE DESAGREGUEM OU DESINTEGREM AQUELAS ROCHAS; 3. PRESENÇA DE AGENTE TRANSPORTADOR DOS SEDIMENTOS; 4. DEPOSIÇÃO DESSE MATERIAL EM UMA BACIA DE ACUMULAÇÃO, 5. CONSOLIDAÇÃO DESSES SEDIMENTOS; -DIAGÊNESE TRANSFORMAÇÃO DO SEDIMENTO EM ROCHAS DEFINITIVAS. 6. AS ÁREAS DE OCORRÊNCIA SÃO DENOMINADAS BACIAS SEDIMENTARES. EXEMPLOS: BACIA SEDIMENTAR DO PARANÁ, BACIA SEDIMENTAR DE SÃO PAULO...

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58 ROCHAS SEDIMENTARES

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61 1. Como surgiu a areia utilizada na construção de casas e prédios? Em quais lugares da natureza mais encontramos a areia? Deve se levar em consideração o conceito de rocha sedimentar detrítica e que ao sofrer a ação dos ventos, da água e do sol, foi se desmanchando, dando origem ao solo arenoso. Os próprios solos por onde pisamos são resultado do intemperismo existente sobre os diversos tipos de rochas, dando oriem a diferentes tipos de solos, desde o arenoso até o argiloso.

62 2. Como surgiram os cascalhos utilizados em construções, em estradas? Em quais lugares da natureza mais encontramos o cascalho(seixos)? Cascalho de origem sedimentar, comuns em cursos de água: o conceito de rocha sedimentar detrítica e que ao sofrer forte ação das águas, foi desgastando a rocha original com a passagem da água seja em correnteza ou rolando as pedras, gerando um formato um pouco arredondado ao cascalho, dando origem à cascalheira.

63 Uma outra formação de cascalho se dá pela forte variação da temperatura entre o frio e o quente, gerando cascalhos com formas mais angulares do que arredondados.

64 3. Como surgiu a argila utilizada para artesanatos e fabricação de tijolos? Em quais lugares da natureza mais encontramos a argila? o conceito de rocha sedimentar detrítica e que a areia/solos ao sofrerem a ação intensa de ambiente aquoso foi dando origem ao solo argiloso. As argilas podem ter texturas e colorações diferentes, conforme a origem das rochas advindas.

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66 4. Você conhece algum tipo de rocha (pedra) que se parece com grãos de areias ou camadas de areia? Elas são utilizadas para alguma coisa? o conceito de rocha sedimentar resultante da acumulação de solos durante milhares de anos. Estas rochas, como os arenitos, são muito utilizadas em revestimentos de paredes e calçadas.

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69 5. Como surgiram a cal e o cimento utilizados nas construções e acabamentos e o calcário utilizado na agricultura? Em quais lugares da natureza são encontrados estes minerais? Mostra de rocha sedimentar utilizada na produção de cimento o conceito de rocha sedimentar química ou orgânica e que os calcários são rochas resultantes da decomposição de minerais e matérias orgânicas que se mineralizaram ao longo de milhares de anos, os calcários possuem diversas colorações e propriedades minerais, conforme a formação rochosa a que pertencem.

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72 FATORES CONDICIONANTES DA OCORRÊNCIA DE PETRÓLEO EM BACIAS SEDIMENTARES A FORMAÇÃO DE UMA ACUMULAÇÃO DE PETRÓLEO EM UMA BACIA SEDIMENTAR REQUER A ASSOCIAÇÃO DE UMA SÉRIE DE FATORES: 1. A EXISTÊNCIA DE ROCHAS RICAS EM MATÉRIA ORGÂNICA, DENOMINADA DE ROCHAS GERADORAS; 2. AS ROCHAS GERADORAS DEVEM SER SUBMETIDAS ÀS CONDIÇÕES ADEQUADAS (TEMPO E TEMPERATURA) PARA A GERAÇÃO DO PETRÓLEO; 3. A EXISTÊNCIA DE UMA ROCHA COM POROSIDADE E PERMEABILIDADE NECESSÁRIA À ACUMULÇAO E PRODUÇÃO DO PETRÓLEO, DENOMINADA DE ROCHAS RESERVATÓRIO

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75 CLASSIFICAÇÃO DAS ROCHAS SEDIMENTARES

76 CLASSIFICAÇÃO DAS ROCHAS SEDIMENTARES ROCHAS GROSSEIRAS: ROCHAS ARENOSAS: ROCHAS ARGILOSAS:

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