CAPÍTULO 4: ROCHAS SEDIMENTARES 4.1. INTRODUÇÃO:

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1 CAPÍTULO 4: ROCHAS SEDIMENTARES 4.1. INTRODUÇÃO: As rochas sedimentos podem ser definidas como tipo rochoso derivado de outras rochas, depositado na forma de fragmentos ou precipitado quimicamente, que devido a seu lento processo de deposição pode apresentar estruturas planares horizontais. Estas rochas têm sua origem baseada na fragmentação ou dissolução de outros tipos rochosos, transporte destes fragmentos ou íons por meio de soluções, e sua deposição ou precipitação em ambientes favoráveis. Assim como as rochas magmáticas, as rochas sedimentares necessitam de condições especificas para sua formação. Estes ambientes normalmente incluem a existência de água e de condições fisioquímicas particulares. Grosseiramente podem-se dividir os ambientes de posicionais (de formação) das rochas sedimentares em: fluvial, lacustre, marinho, litorâneo, lagunar, desértico, deltaico, de talus e de plataforma PROCESSOS SEDIMENTARES: Os processos de gênese das rochas sedimentares estão intimamente ligados aos processos de dinâmica externa do planeta, ao contrário das atividades ígneas e metamórficas que estão associadas aos processos de dinâmica interna da terra. O conjunto de processos que tem lugar quando da origem das rochas sedimentares são: (1) processos de intemperismo (fragmentação das rochas e alteração de sua composição química); (2) processos de retirada destes materiais alterados; (3) processos de transporte destes materiais; (4) processos de deposição dos mesmos sob condições fisioquímicas favoráveis; (5) processos de litificação (transformação destes materiais soltos em rochas) MINERALOGIA DAS ROCHAS SEDIMENTARES: Como as rochas sedimentares são, na maioria dos casos formados a partir de fragmentos de outras rochas, seria de se esperar que elas apresentassem uma mineralogia bastante variada, porém os minerais essenciais das rochas sedimentares são em numero bastante reduzidos. Como os minerais presentes nas rochas sedimentares passam por processos de fragmentação e alteração química, apenas os mais resistentes escapam da destruição total, daí o pequeno número de espécies minerais presentes nas rochas sedimentares. Desta forma o número de minerais que resistem com sua estrutura e composição química intactas é bastante pequeno. Os outros minerais quando sujeitos a estes processos se modificam e passam a constituir novos minerais denominados neoformados, os quais são estáveis sob as novas condições reinantes.

2 I N T E M P R E T I R Desintegração Fragmentos Rocha Pré-existente Decomposição Soluções Transporte e Distribuição dos Materiais D E P O S Sedimentos Detríticos Precipitados Quimicos L I T I F Compactação e Cimentação Recristalização Rocha Sedimentar Pode-se diferenciar a mineralogia das rochas sedimentares de acordo com os processos que lhes deram origem. Se a rocha tem sua gênese associada à deposição de fragmentos transportados podemos ter duas possibilidades: (1) se o transporte se deu por tração em meio fluido a rocha deve apresentar grãos maiores e uma mineralogia rica em minerais primários (vindos da rocha original e que resistiram aos processos de alteração); (2) se o transporte predominante for a suspensão em meio fluido a rocha deve apresentar grão de menor tamanho e riqueza em minerais neoformados (secundários criados durante o processo de alteração). Por outro lado, se a rocha foi formada pela precipitação de soluções químicas ela deve apresentar uma estrutura maciça (onde é praticamente impossível a diferenciação entre grãos) e uma composição rica em carbonatos e/ou fosfatos.

3 A mineralogia básica das rochas sedimentares pode ser assim descrita: quartzo, fragmentos de rochas, feldspato, micas, argilominerais, clorita, hematita, magnetita, calcita, apatita e dolomita ESTRUTURAS SEDIMENTARES: Uma característica diagnostica das rochas sedimentares é a existência de estruturas típicas deste grupo de rochas. Estas estruturas podem ser geradas tanto durante o processo de diagênese (conjunto de processos responsáveis pela origem das rochas sedimentares) como posteriormente. Os estudos da sedimentologia (ramo da geologia que estudas os processos sedimentares) possibilitam o reconhecimento e descrição de um numero muito grande de estruturas sedimentares, porém muitas delas ocorrem apenas raramente, as mais freqüentes são em número muito pequeno. Desta forma nosso estudo ficará restritas à apenas aquelas estruturas mais comum. Estratificação arranjo dos grãos em camadas superpostas de acordo com o ritmo de deposição, podendo ser de diversas formas de acordo com a posição das camadas (plano-paralelas, acanalada, e cruzada, entre outras). A presença destas estruturas se deve ao fato dos sedimentos (fragmentos que dão origem as rochas sedimentares) se depositarem em camadas. Gradação Granulométrica arranjo dos grãos minerais em camadas de acordo com sua dimensão, normalmente é função da diferença de peso ou de massa especifica entre os diversos grãos e das condições de deposição. A gradação pode ser normal (grãos maiores ou mais densos embaixo) inversa (quando os grãos menores ou menos densos se encontram nas camadas inferiores do pacote de sedimentos). Estruturas de Ressecamento comuns nos sedimentos mais finos (raramente sendo preservada nas rochas), constituiu-se de estruturas retas de caráter vertical mostrando fragmentação e deslocamento entre os grãos vizinhos quando da perda d água por parte do sedimento CLASSIFICAÇÃO DAS ROCHAS SEDIMENTARES: Um primeiro critério de classificação das rochas sedimentares diz respeito à sua origem. Segundo este critério as rochas sedimentares são classificadas em: Clásticas ou Detríticas quando são provenientes do transporte e deposição dos sedimentos na forma sólida, incluindo minerais primários; Química originadas à partir da cristalização de sais transportados em solução no seu estado dissociado e precipitante em condições fisicoquímicas favoráveis; Orgânicas formadas a partir da acumulação de restos vegetais e animais. Com relação às rochas químicas e orgânicas a classificação é relativamente fácil uma vez que elas apresentam características mineralógicas facilmente distinguíveis. As rochas clásticas ou detríticas porém, devido ao caráter de alteração e transporte intensos dos minerais, apresentam uma mineralogia bastante semelhante entre os diversos tipos, o que faz com que para as mesmas se necessite de outro critério de classificação. Nestes casos o critério utilizado é o tamanho dos grãos componentes da rocha. Esta caracterização, denomina granulométrica (medida de tamanho dos grãos) é feita a partir da definição de classes de tamanho de grãos presentes na rocha e de suas proporções.

4 O conceito de granulometria diz respeito ao estabelecimento de classes de tamanho baseado em intervalos de diâmetro das partículas. Para a utilização deste conceito de diâmetro de partícula consideram-se os fragmentos presentes nas rochas como esféricos, definindo assim o diâmetro equivalente àquela classe de tamanho. As classes granulométricas assim definidas são: CLASSE DIÂMETRO (mm) Matação > 256 Bloco Seixo 4-64 Grânulo 2-4 Areia Grossa 1/4-2 Areia Fina 1/16 1/4 Silte 1/256 1/16 Argila < 1/256 Com base nesta escala granulométrica foi possível a definição dos tipos rochosos apresentados na tabela da página seguinte: GRUPO CLASSES GRANUL. ROCHAS SESIM. CARACTERISTICAS Granulação Grosseira Matações, Blocos Seixos e Grânulos Conglomerados Frag. de Rocha numa matriz arenosa ou fina Granulação Média Areia Grossa à Fina Arenitos Predominância de quartzo Granulação Fina Silte Siltito = Arenitos Argila Argilito ou folhelho Argilo - minerais Obs a distinção entre argilito e folhelho pode ser feita com base em estruturas, enquanto os argilitos apresentam estruturas maciças, os folhelhos apresentam estratificação IDENTIFICAÇÃO DAS ROCHAS SEDIMENTARES: Além das estruturas anteriormente citadas uma outra característica das rochas sedimentares comumente utilizada em suas identificação é a textura. As texturas mais comuns presentes nas rochas sedimentares são: (1) detrítica existe a possibilidade de identificação e individualização dos grãos presentes na rocha, é característica das rochas clásticas; (2) cristalina textura típica das rochas sedimentos químicas, se caracteriza pelo aspecto brilhante pelo aspecto brilhante e pela dificuldade em se individualizar os grãos minerais; (3) oolítica ou eferiodal presença de partículas de formas circulares resultantes da cristalização de substâncias num forma radial, é característica das rochas químicas; (4) orgânica textura caracterizada pela presença de restos vegetais ou animais. Ao contrário das rochas ígneas, o estabelecimento de quadros de classificação para as rochas sedimentares é bastante difícil, porém isto não dificulta a sua identificação uma

5 vez que as rochas sedimentares costumam apresentar características diagnósticas que tornam bastante fácil a identificação dos diversos tipos ROCHAS SEDIMENTARES MAIS COMUNS: Argilito e Folhelho rochas sedimentares detríticas nas quais predomina a fração argila, apresentando normalmente colorações escuras devido à presença de matérias orgânica. A diferenciação entre os dois tipos pode ser feitas através de estruturas, enquanto o argilito apresenta estrutura maciça (designação utilizada para a ausência de estrutura), o folhelho apresenta estratificação. Sua mineralogia é rica em micas, clorita e argilominerias. Siltito rochas clástica que apresenta predominância da fração silte em sua composição, os grãos podem ser observados apenas com a ajuda de uma lupa, apresentado uma mineralogia rica em argilominerais e fragmentos diminutos de quartzo e feldspato. Arenito rocha sedimentar detrítica na qual predomina a fração areia, comumente apresenta estratificação ou gradação granulométrica, apresentando uma composição rica em quartzo, micas, feldspato e pequenos fragmentos de rocha. Conglomerado rochas sedimentar clástica que apresenta alta percentagem de grão de tamanho grosseiro (maior que grânulo) e uma mineralogia rica em fragmentos de rochas. Brecha apresenta as mesmas características básicas do conglomerado, porém difere-se deste por apresentar grãos angulosos (enquanto no conglomerado eles são arredondados). Calcário rochas sedimentar química de textura cristalina e granulação fina, rica em minerais CaCO3 e MgCO3 podendo conter quantidades apreciáveis de argila. Evaporito rochas sedimentar química de textura comumente esferoidal ou cristalina, rica em minerais halóides, proveniente da cristalização de sais marinhos. Sílex rochas sedimentar química, de textura cristalina, proveniente da precipitação de sílica coloidal IMPORTÂNCIA PARA A ENGENHARIA CIVIL: Com relação à estabilidade dos terrenos as rochas sedimentares só representam problema quando se trata de sedimentos com forte contribuição de matéria orgânica. Por apresentar uma mineralogia quase toda composta por minerais estáveis e resistentes à alteração, estas rochas podem representar problemas apenas quando se trata de argilominerais expansíveis. Com relação às estruturas sedimentares é preciso que se tenha cuidado principalmente com aquelas de comportamento planar (como a estratificação) que podem ser planos de menor resistência da rocha e, por isso mesmo, planos potenciais de ruptura. Um aspecto interessante com relação as rochas sedimentares diz respeito as rochas químicas carbonáticas que quando sujeitas à ação de águas aciduladas podem desenvolver grutas e cavernas cujas instabilidade natural pode vir a comprometer obras situadas na superfície. Dois exemplos interessantes destes fenômenos são as cidades de Cajamar (SP) e Sete Lagoas (MG).

6 Outro aspecto interessante das rochas sedimentares para a engenharia civil diz respeito a materiais de construção (agregados, cimento, cal e pedra para revestimento), dos quais as rochas sedimentares são boa fonte.