TECTÔNICA DE PLACAS. Ajuste Geométrico dos Continentes. eologia e Paleontologia Combinadas em Lados Opostos do Atlantico

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2 TECTÔNICA DE PLACAS Podemos simplificar três hipóteses, que deram origem efetivamente, a Teoria da Tectônica de Placas: Primeira hipótese: Deriva Continental: Em 1915 Wegener ao publicar o livro Origin of Continentes and Oceans, supôs que os continentes migram uns em relação aos outros, baseado em informações como: paleoclima: reconstrução de antigas zonas climáticas; ajuste geométrico das margens dos continentes; correspondência estratigráfica, litológica e estrutural. Ajuste Geométrico dos Continentes eologia e Paleontologia Combinadas em Lados Opostos do Atlantico

3 WEGENER PARTIU DA HIPÓTESE DE QUE EXISTIA UM ÚNICO CONTINENTE, DENOMINADO PANGÉIA. ONDE HÁ 200 MILHÕES DE ANOS, NO INÍCIO DA ERA MESOZÓICA, O PLANETA TERRA COMEÇOU A SE FRAGMENTAR E CONSEQUENTEMENTE FORMAR OS CONTINENTES COM AS DISPOSIÇÕES ATUAIS.

4 A FRAGMENTAÇÃO DO PANGÉIA OCORREU NO INÍCIO DA ERA MESOZÓICA.

5 O PANGÉIA, AO SE FRAGMENTAR, FORMA DOIS SUPER CONTINENTES: GONDWANA, AO SUL E, LAURÁSIA AO NORTE.

6 DO GONDWANA E DA LAURÁSIA SURGIRAM OS CONTINENTES ATUAIS.

7 NO FINAL DO MESOZÓICO SURGEM A FORMAÇÃO DO ATLÂNTICO E A ÍNDIA COMEÇA O SEU DESLOCAMENTO PARA O NORTE.

8 NO INÍCIO DO PERÍODO TERCIÁRIO COMEÇA A FORMAÇÃO DAS ATUAIS CADEIAS MONTANHOSAS.

9 EM MEADOS DO TERCIÁRIO SURGE A AMÉRICA CENTRAL E O MAR MEDITERRÂNEO COMEÇA A SE ESTREITAR.

10 ASSIM É A CONFIGURAÇÃO CONTINENTAL ATUAL, PORÉM INSTÁVEL E EM DERIVA.

11 POSIÇÃO DOS CONTINENTES DAQUI A 150 MILHÕES DE ANOS.

12 POSIÇÃO DOS CONTINENTES DAQUI A 250 MILHÕES DE ANOS.

13 Segunda hipótese: Expansão do Fundo Oceânico e as Anomalias Magnéticas: Batimetria do fundo oceânico realizadas para a 2ª Guerra Mundial revelaram ausência de rochas oceânicas antigas e pouca espessura dos sedimentos no assoalho oceânico. J.Tuzo Wilson (1965), comprovou a hipótese da expansão do assoalho oceânico, e propôs um ciclo denominado de Ciclo de Wilson. F.J. Vine e D.H. Matthews (1963 ) Elaboraram um modelo que explica a alternância de polaridade que fica impressa na crosta oceânica como um gravador conforme ocorre a expansão do fundo oceânico, produzindo anomalias em bandas paralelas ao centro de emissão. Indicação da inversão magnética

14 Idade da Crosta Oceânica

15 Terceira hipótese: Distribuição dos Hipocentros e Zonas de Sismos: As pesquisas sismológicas ao longe do tempo descobriram a concentração dos epicentros e sismos naturais nas placas litosféricas. A distribuição dos epicentros define os limites das placas. Distribuição mundial de epicentros de sismos com magnitude 5,0 na escala Richter no periodo entre 1964 e 1995.

16 TECTÔNICA DE PLACAS É a teoria que estuda Astenosfera e descreve os movimentos Litosfera em grandes escalas que ocorrem na Litosfera terrestre. Litosfera inclui a crosta e a parte mais externa do manto; Astenosfera corresponde a parte mais interior e viscosa do manto. A litosfera encontra-se fragmentada em várias placas tectônicas que se deslocam sobre a astenosfera.

17 PLACAS TECTÔNICAS As Placas Tectônicas podem ser compostas por crosta oceânica e continental ou apenas por um tipo único de crosta;

18 ESTRUTURA INTERNA DA TERRA A crosta terrestre é camada exterior mas fina do planeta, constituída pela crosta continental e oceânica. O manto é a camada que se segue a crosta e é dividido em manto inferior e superior. Núcleo formado por núcleo externo e interno. Estrutura interna da Terra: em camadas concêntricas, obtido a partir das velocidades das ondas sísmicas.

19 LIMITES DE PLACAS TECTÔNICAS Divergentes formação de nova crosta oceânica. Convergentes a placa mais densa mergulha sob a outra. Transformates movimento lateral, sem destruição.

20 Convergente - as placas movem se uma em direção a outra, provocando choques que originam tremores, podem ocorrer zonas de subducção, nas quais uma mergulha sob a outra, gerando a formação de cadeias de montanhas como a Cadeia do Andes e dos Alpes; ou ainda nas colisões continentais, formando grandes sistemas de cadeias de montanhas, como a Cadeia do Himalaia. Divergentes - ocorre a movimentação das placas em direções opostas, nestas regiões há formação de novas rochas litosféricas que empurram as antigas, em processo denominado de expansão do assoalho oceânico, estes locais são chamados Dorsais meso-oceânicas pois também formam cadeias montanhosas no fundo dos oceanos. Transformante - na qual duas porções de uma mesma placa movimentam-se com velocidades diferentes, ocasionando uma falha, como a Falha de San Andreas, na California.

21 ÁREAS INSTÁVEIS COM TERREMOTOS NOS CONTATOS ENTRE PLACAS TECTÔNICAS.

22 Pode-se observar, que as montanhas têm origem como consequência do movimento convergente.

23 A formação da Península do Sinai está ligada ao movimento divergente entre placas.

24 A Falha de Santo André, localizada no contato entre as placas Juan de Fuca e Norte-americana, é o principal exemplo de movimento tangencial ou transformante.

25 AS MAIORES AÇÕES VULCÂNICAS DA TERRA OCORREM NO CINTURÃO DO FOGO DO PACÍFICO.

26 Conforme a placa se afasta da cadeia meso-oceânica ela se torna mas fria e densa, com isso a placa tende a ser puxada para o interior do manto em direção Motor = Convecção do manto; MOTOR DAS PLACAS TECTÔNICAS Energia vem do calor interno da terra; As placas tectônicas são empurradas para os lados pela criação de nova litosfera nas cadeias mesooceânicas;

27 ROCHAS: Corpo sólido, natural, resultante de um processo geológico determinado, formado por agregados de um ou mais minerais, arranjados segundo as condições detemperatura e pressão existentes durante sua formação.

28 Quanto a gênese, as rochas formam três grandes grupos:

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30 Rochas ígneas ou magmáticas: formam-se pelo resfriamento e conseqüente solidificação de material rochoso fundido (magma = rochas ígneas, sedimentares ou metamórficas fundidas).

31 ROCHAS MAGMÁTICAS OU ÍGNEAS Resultam do arrefecimento e solidificação do magma ROCHAS PLUTÓNICAS OU INTRUSIVAS Consolidação do magma ocorre em profundidade, no interior da Terra ROCHAS VULCÂNICAS OU EXTRUSIVAS Consolidação ocorre à superfície terrestre depois do magma ascender do interior

32 MAGMA -Mistura de material rochoso (silicatos) fundido com uma % variável de gases dissolvidos -Forma-se a elevada temperatura e pressão -Por vezes possui algumas substâncias sólidas o que é explicado pelas diferentes temperaturas de fusão e consolidação dos seus constituintes Aparelho vulcânico vulgar

33 ORIGEM DO MAGMA Fusão das rochas da crosta e manto superior Ascensão devido a menor densidade Formação de câmaras magmáticas a menores profundidades Ascensão do magma Aumento de pressão na câmara magmática Erupção vulcânica LAVA à superfície

34 AMBIENTES TECTÓNICOS DE FORMAÇÃO DE MAGMAS

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36 FORMAÇÃO DE MAGMAS OCORRE EM: ZONAS DE AFASTAMENTO DE PLACAS (limites divergentes) vulcanismo de vale de rifte ou das dorsais ZONAS DE COLISÃO DE PLACAS (limites convergentes) vulcanismo de subducção ZONAS INTRAPLACAS vulcanismo dos pontos quentes ( hot spots )

37 Classificação dos magmas BASÁLTICO ANDESÍTICO RIOLÍTICO SiO 2 < 52% Pobre em sílica Básico Temperatura alta 1000º ºC Pouco viscoso 52% < SiO 2 < 65% Composição intermédia Temperatura média 800º ºC Viscosidade intermédia SiO 2 > 65% Rico em sílica Ácido Temperatura baixa 600º - 800ºC Alta viscosidade Pobre em gases Intermédio Rico em gases

38 O magma é uma mistura complexa de silicatos e ao solidificar forma diferentes associações de minerais. Como a cristalização destes minerais ocorre a temperaturas diferentes, durante o processo de solidificação formam-se diferentes associações de cristais e um magma residual (cuja composição vai variando) Existe DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA por CRISTALIZAÇÃO FRACCIONADA (realizada em tempos diferentes)

39 BOWEN investigou a formação de cristais e a ordem pela qual eles cristalizam em magmas em arrefecimento (esses magmas vão variando a sua composição) estabeleceu a sequência de reacções que ocorrem no magma durante a diferenciação SÉRIE REACCIONAL DE BOWEN -Série de reacção descontínua ou dos minerais ferromagnesianos -Série de reacção contínua ou das plagioclases

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41 SEPARAÇÃO DOS CRISTAIS DO MAGMA Durante a consolidação o líquido pode ser separado dos cristais formados e dar origem a rochas com composição mineralógica diferente

42 MAGMA BASÁLTICO -origina-se a partir da fusão parcial das rochas do manto (astenosfera) PERIDOTITO - a fusão de minerais ferromagnesianos do peridotito, devido à diminuição de P quando ascende, leva à formação de um magma basáltico

43 Derrame basáltico

44 MAGMA BASÁLTICO -Por ser menos denso, ascende à superfície nas zonas de: riftes ascensão de magma basáltico em zonas de divergência de placas litosféricas para formar nova crosta pontos quentes zonas no interior das placas onde ascendem plumas térmicas oriundas do manto profundo. Quando a pluma atinge a litosfera diverge formando bolsas magmáticas que expelem magma

45 BASALTOS E GABROS - Se o magma proveniente do manto se acumular em câmaras magmáticas próximas da superfície e aí consolidar formam-se rochas plutónicas GABROS - Se o velocidade de ascensão for superior à velocidade de arrefecimento, o magma pode chegar à superfície e só aí consolidar formando-se rochas vulcânicas - BASALTOS

46 MAGMA ANDESÍTICO -Formado em zonas de subdução de uma placa oceânica sob uma placa continental - a placa oceânica (mais densa) afunda e transporta com ela água e sedimentos - os sedimentos arrastados contém também geralmente água retida nos poros - a água ao aprofundar vai ser aquecida facilitando a fusão dos materiais, originando-se magma

47 MAGMA ANDESÍTICO

48 ANDESITOS E DIORITOS Se o magma consolidar no interior da Terra forma-se uma rocha plutónica DIORITO Se o magma consolidar à superfície ou perto dela forma-se uma rocha vulcânica - ANDESITO

49 MAGMA RIOLÍTICO -origina-se a partir da fusão parcial de rochas da crosta continental, quando da colisão entre duas placas continentais - quando 2 placas continentais colidem verifica-se o cavalgamento de um sobre outra formando-se cadeias montanhosas - o forte atrito aumenta a P e T provocando fusão parcial das rochas continentais

50 RIOLITO E GRANITO Se a consolidação desse magma ocorrer em profundidade forma-se uma rocha plutónica GRANITO (Os granitos constituem a base das cadeias montanhosas que mais tarde podem ser postas a descoberto pela erosão. Admite-se que a crosta continental é basicamente constituída por granito.) Se a consolidação ocorrer à superfície terrestre forma-se uma rocha vulcânica - RIOLITO

51 FORMAS DE OCORRÊNCIA DAS ROCHAS ÍGNEAS: - As principais formas de ocorrência das rochas ígneas na crosta terrestre são: Batólito = massa ígnea plutônica de grande volume (> 100km² de afloramento); corpo irregular e topo dômico. Stock = massa ígnea plutônica de volume menor (< 100km²). Dique = forma-se preenchendo fraturas, com larguras centimétricas a centenas de metros. Sill = corpo ígneo de forma tabular, preenchendo planos de estratificação de depósitos sedimentares.

52 Rochas ígneas apresentam, em geral, melhor comportamento geomecânico do que as rochas sedimentares ou metamórficas. Rochas plutônias, em geral, tem resistências mecânicas altas devido à relativa homogeneidade dos corpos rochosos, forte coesão dos constituintes minerais (textura) e granulação mais grossa. Rochas vulcânicas compactas apresentam maiores resistências mecânicas que as plutônicas, porém, a presença de vesículas ou amígdalas, bem como de disjunções colunares, tendem a diminuí-las. Rocha com amígdalas Basalto vesicular Disjunção colunar

53 CARACTERÍSTICAS DAS ROCHAS MAGMÁTICAS

54 Classificação das Rochas Ígneas As rochas ígneas são classificadas com base nos volumes modais de seus minerais essenciais, como o quartzo, feldspatos e minerais ferromagnesianos. Olivina: (Mg, Fe)2SiO4 A classificação química utilizada em especial para rochas vulcânicas, está baseada no conteúdo de sílica, incorporado na estrutura dos minerais.

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56 GRANITOS - Rochas ácidas, plutônicas, de cores rosa e avermelhada quando predomina feldspato potássico, e cinza quando predominam os plagioclásios - Comercialmente a denominação granito é utilizada para qualquer rocha plutônica - Constituição mineralógica: quartzo (20-30%); feldspatos (50-70%); minerais ferromagnesianos, principalmente a biotita e/ou hornblenda (5-25%). Minerais acessórios: magnetita, titanita, zircão, apatita e granada.

57 GRANODIORITO Parentes dos granitos com larga predominância de plagioclásio (65-90%)

58 RIOLITOS - Equivalente extrusivo dos granitos

59 DIORITOS Rocha ígnea, intermediária, composta essencialmente por plagioclásio sódicocálcico e minerias máficos como biotita, hornblenda e/piroxênio

60 SIENITOS - Rochas plutônicas, intermediárias, com alto conteúdo de álcalis (K e Na). São faneríticas, granulares, compostas essencialmente por feldspato potássico e no máximo 10% de quartzo.

61 TEXTURAS Rocha ígnea plutônica (granito) com textura porfirítica (cristais grandes em uma matriz mais fina). Os cristais de coloração branca são feldspatos potássicos. A rocha é composta por megacristais de feldspatos potássicos e matriz composta por plagioclásio, feldspato potássico, quartzo, biotita e anfibólio. Textura inequigranular, porfirítica com megacristais poiquilíticos de microclina

62 ESTRUTURAS E TEXTURAS DAS ROCHAS ÍGNEAS: - Estrutura : feições arquitetônicas do corpo rochoso, melhor observáveis no campo. - Textura: aspectos meso e microscópicos, tais como tamanho de cristais, grau de cristalização e outros. Estrutura maciça: minerais não apresentam orientações preferenciais; apresenta aspecto compacto.

63 Estrutura colunar: prismas colunares devido contração de resfriamento

64 FEIÇÕES MACROSCÓPICAS DE INTRESSE DA GEOLOGIA DE ENGENHARIA: -Descontinuidades: estruturas geológicas que podem instabilizar um maciço rochoso quando submetido a uma carga. Ex: juntas, falhas, fraturas, fissuras; acamamentos e foliações Acamamento Fraturas ou fendas: as paredes se mostram separadas Falhas: há deslocamento no plano de fratura

65 FEIÇÕES MICROSCÓPICAS DE INTRESSE DA GEOLOGIA DE ENGENHARIA: - Determinação e quantificação dos minerais, suas inter-relações, descrição de padrões de alteração, deformações, etc. Minerais primários da rocha = minerais essenciais + minerais acessórios. Minerais secundários da rocha = gerados a partir de modificações dos minerais primários, principalmente por processos intempéricos argilominerais e hidróxidos de ferro e alumínio. Importância: rocha de enrocamento que será submetido a ciclos de saturação e secagem. Quanto maior a presença de minerais secundários, menos estável física e quimicamente é a rocha. A quantificação de minerais secundários fornece o grau de alteração da rocha.

66 FEIÇÕES MACROSCÓPICAS DE INTRESSE DA GEOLOGIA DE ENGENHARIA: -Descontinuidades: estruturas geológicas que podem instabilizar um maciço rochoso quando submetido a uma carga. Ex: juntas, falhas, fraturas, fissuras; acamamentos e foliações Acamamento Fraturas ou fendas: as paredes se mostram separadas Falhas: há deslocamento no plano de fratura

67 CLASSIFICAÇÃO PETROGRÁFICA: - Obtida com base na sua mineralogia, arranjo textural e granulometria, cada qual com maior importância relativa conforme o tipo de rocha. O conjunto destes parâmetros define o comportamento mecânico das rochas.

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71 FEIÇÕES MICROSCÓPICAS DE INTRESSE DA GEOLOGIA DE ENGENHARIA: Minerais deletérios= são minerais que podem provocar efeitos prejudiciais quando da sua aplicação, como em agregado para concreto. Ex: a opala pode reagir com os álcalis do concreto, causando danos às estruturas civis. Textura= é o arranjo microscópico dos minerais. As propriedades mecânicas dependem, em parte, da textura, que reflete o grau de coesão da rocha. Granulometria = refere-se ao tamanho dos grãos. É um dos critérios de classificação das rochas sedimentares. Nas rochas ígneas, a granulação diferencia macroscopicamente as rochas vulcânicas (mais finas) e plutônicas (mais grossas); Microestruturas= são estruturas de dimensões microscópicas (microfraturas, microfalhas, microdobras, etc) que também são determinantes para a maior ou menor resistência mecânica das rochas.

72 Maiores quantidades de quartzo aumentam a resistência mecânica da rocha, mas por outro lado aumentam a sua abrasividade, o que leva a um maior desgaste de equipamentos (britadores, serras diamantadas, etc).

73 Resumindo

74 Questionário O que são placas tectônicas? Explique os limites convergentes, transformantes e divergentes. O que são rochas Ígneas? Diferencie as rochas plutônicas das vulcânicas. Dê exemplos. A que se deve a variação de cores nas rochas Ígneas? Classifique as rochas ígneas utilizando o diagrama QAP Quartzo: 40% K-Feldspato: 35% Plagioclásio: 15% Biotita: 10% Quartzo: 10% K-Feldspato: 55% Plagioclásio: 35% Quartzo: 20% K-Feldspato: 20% Plagioclásio: 50% Biotita: 5% Piroxênio: 5%