Geologia sedimentar

Geologia Sedimentar
Prof. Mateus Manharage
UNIVERISIDADE LICUNGO
EXTENSÃO DA BEIRA

Conteúdos da disciplina
• INTRODUÇÃO À SEDIMENTOLOGIA
• CLASSIFICAÇÃO DOS SEDIMENTOS
• PROPRIEDADES DOS SEDIMENTOS
• PRINCIPAIS AMBIENTES DE SEDIMENTAÇÃO
• PETROLOGIA SEDIMENTAR

INTRODUÇÃO À SEDIMENTOLOGIA
ORIGEM E NATUREZ A DAS ROCHAS SEDIMETARES
1 - Rochas detríticas, clásticas, siliciclásticas.

2 – Rochas químicas / bioquímicas

Rochas biogénicas
• Estromatolitos e trombolitos

IMPORTÂNCIA DAS ROCHAS SEDIMENTARES
• 1- Recursos minerais energéticos:
• Petróleo, carvão, gás.
• 2-Argilominerais (caolinita, ilita, bentonita, montmorilonita):
• Tijolos, telhas, cerâmica, lama de perfuração.
• 3- Rocha de revestimento e construção civil, como rocha
ornamental:
• Arenitos, calcários.
• 4- Produção de cimentos (concreto):
• calcário + gipsita + argilomineral.

IMPORTÂNCIA DAS ROCHAS SEDIMENTARES
• 5- Areia:
• Construção civil, indústria do vidro.
• 6- Ouro, diamante, gemas (pedras semi-preciosas):
• Cascalhos de rios e conglomerados.
• 7- Minerais químicos e fertilizantes:
• Evaporitos (NaCl, sulfatos, KCl, S) para produção de remédios e produtos
químicos.
• Fosforito (apatita sedimentar) → Fósforo (P) para fertilizantes
• 8- Extração de ferro (jaspilito/itabirito) e manganês sedimentares;
• 9- Extração (lavra) de sulfetos (Pb-Zn) em arenitos/calcários.

3. INTEMPERISMO E O CICLO SEDIMENTAR
• Conceito: intemperismo é um conjunto de modificações
de ordem física (desagregação) e química (decomposição)
que as rochas sofrem ao aflorarem na superfície da Terra.
Intemperismo:
-Rocha alterada
-Solo
Produtos do Ciclo Sedimentar:
Erosão
Transporte
Sedimentação
Aplainamrnto
do relevo

Fatores que influem no intemperismo
• Clima – variação de temperatura e distribuição das
chuvas;
• Relevo – regime de infiltração das águas;
• Cobertura vegetal – matéria orgânica para reações
químicas;
• Tipo de rocha;
• Tempo geológico;

Tipos de Intemperismo
• Físico – desagregação da rocha em partículas. Variações
de temperatura, congelamento de água em fissuras,
cristalização de sais, formação de juntas de alívio, raiz.
• Químico – ação de água da chuva (pH ácido) que
infiltra nas rochas. Provoca reações de hidratação,
dissolução, hidrólise e oxidação dos minerais das rochas.
H2O + CO2→H2CO3 (reduz o pH das águas subterrâneas – SOLVENTE)

Intemperismo físico
• Três são os principais
mecanismos de
intemperismo físico:
• Alívio de pressão;
• Cristalização ou
congelamento em
poros e fracturas e;
• Expansão térmica

• Principal agente de intemperismo químico: água
• Principais tipos de reações químicas que ocorrem durante o
intemperismo químico das rochas:
• Dissolução;
• Oxidação ou redução
• Hidratação ou hidrólise
• Carbonatação e quelação.
Intemperismo Químico

Dissolução
• É geralmente o primeiro estágio de intemperismo químico.
• O volume de material dissolvido depende da quantidade e qualidade da
água envolvida e da solubilidade do mineral. Ex. Halita (NaCl) é muito
solúvel mesmo em água pura.
• A gipsita (CaSO4·2H2O) e os carbonatos seguem a halita entre os
materiais solúveis mais comuns na natureza.
• Uma análise da água dos cursos → pode dar-nos volume de material
dissolvido durante o intemperismo químico.
• A calcita dissolve-se muito lentamente em água pura
• CaCO3 �� Ca2+ + CO3
2-
• Porém se a calcita for colocada em água contendo algum CO2, esta
reação se torna mais rápida devido a presença do ião bicarbonato:
• CaCO3 + H2O + CO2 → Ca2+ + HCO3
-

Oxidação ou redução
• As reações de oxidação e redução são muito comuns, estas
muitas vezes envolvem a presença ou não de oxigénio ou
simplesmente variação do número de electrões.
• As reações de oxidação e de redução dependem do
potencial de oxirredução (Eh).
(Pirita ou marcassita) Água Oxigênio Sulfato de ferro
• 2FeS2 + 2H20 + 702 → 2FeS04 + 2H2S04
Ácido sulfúrico

Hidratação e hidrólise
• Hidratação
• Consiste na adição de água a um mineral sem que ocorra
qualquer reação química.
• Transformação da anidrita em gipsita (hidratação)
• CaSO4 + 2H2O → CaSO4 · 2H2O
• Hidrólise
• É uma reação química entre o mineral e a água, isto é, entre
os íons H+ e OH- da água e os íons do mineral.
• MgSiO4 + 4H- + 4OH- → 2Mg2+ + 4OH- + H4SiO4
• É a mais comum das reações de intemperismo químico de minerais silicatados
Olivina
4 moléculas
ionizadas de água iões em solução
Ácido silícico

Carbonatação
O gás carbônico dissolvido na água dá origem a uma
solução ácida referida hipoteticamente como se fosse de
ácido carbônico (H2CO3). A reação entre esta solução e
os minerais é designada de carbonatação. Toda água
em contato com o ar contém gás carbônico dissolvido.
CO2 + H2O ⇔ H2CO3

Intemperismo e o ciclo sedimentar
Intemperismo químico
(lixiviação)
Sedimentos químicos
em
bacias marinhas
Estabilidade tectónica
+
Cobertura vegetal
Mudança climática
e/ou tectônica (sem
cobertura vegetal)
Intemperismo físico
(erosão física)
Sedimentos clásticos,
conglomerados e
arenitos em bacias
sedimentares

Agentes geológicos que operam na
superfície da Terra
• Rios;
• Ventos;
• Geleiras;
• águas superficial e
• subterrânea;
• Ondas;
• marés e;
• correntes oceânicas

Ciclo sedimentar: erosão, transporte e
sedimentação

Erosão
• Erosão - desgaste da superfície da terra por
processos físicos, químicos e biológicos. Remoção
de detritos.
• Tipos de erosão:
• Pluvial, fluvial, marinha, eólica, glacial.
• Transporte
• Carreamento ou remoção dos produtos do
intemperismo e da erosão.
• Movimentos de massa (fluxos gravitacionais), ação
da água (chuva e rios), ação do vento, geleiras,
ondas, marés, correntes marítimas.

Transporte
• Carreamento ou remoção dos produtos do
intemperismo e da erosão.
• Movimentos de massa (fluxos gravitacionais), ação
da água (chuva e rios), ação do vento, geleiras,
ondas, marés, correntes marítimas.

Transporte
Tipos de transporte
Mecânico
(Grãos)
Químico (soluto)
Iões em solução
Fluxo fluído
(baixa viscosidade)
Fluxo denso
(alta viscosidade)
• Competência - quando o agente de transporte consegue deslocar partículas com
granulometrias diversas e geralmente sedimentos maiores (quanto maior a
partícula transportada, mais competente é o transporte).
• Capacidade - quando o agente de transporte consegue selecionar partículas de
granulometria homogênea (quanto mais homogênea for a granulometria, mais
capaz é o transporte).
Carreamento ou remoção dos produtos do intemperismo e da erosão.
Movimentos de massa (fluxos gravitacionais), ação da água (chuva e rios), ação do
vento, geleiras, ondas, marés, correntes marítimas.

• Tração - pode ocorrer em meios subaéreos e subaquosos e refere-se à carga de
fundo ou de base, composta por partículas de granulometria a partir de seixo,
que são arrastadas ou roladas pelo agente transportador.
• Saltação - refere-se às partículas arenosas e granulosas que deslizam e saltam
ao longo do fluxo, podendo ocorrer em meios subaéreos e subaquosos, tocando
ciclicamente a superfície de fundo ou de base.
• Suspensão - refere-se às partículas de tamanho silte e argila, que são
carreadas pelos agentes, podendo ocorrer em meios subaéreos e subaquosos,
sem tocar na superfície de fundo ou de base, permanecendo em suspensão
pelo turbilhonamento da corrente.
• Dissolução - ocorre quando a carga sedimentar entra em solução química com o
agente aquoso, tornando-se parte constituinte dos fluxos em meios subaquosos.
• Queda - refere-se a partícula que se desprende da matriz por forçante
externa (gravidade), ocasionando as correntes de turbidez, quedas de blocos e
avalanches. Quando a queda da partícula ocorre em meio aquoso, denomina-se
decantação.
Transporte

Águas pluviais e fluviais
Partículas grandes
e pesados
(areias e os cascalhos)
Comumente a metade da carga total em águas correntes é representada pela carga de
solução composta por substâncias provenientes da dissolução química dos minerais, que
são transportadas na forma iônica.
arrastamento,
rolamento ou saltação
(carga de fundo)
Partículas menores e leves
(argila e silte)
Constituem os agentes mais importantes que atuam sobre as áreas
continentais.
suspensão

Correntes costeiras
• Entre as correntes costeiras ou litorâneas, muito
ativas no transporte de sedimentos, merecem ser
destacadas:
• As correntes longitudinais (ou de deriva litorânea);
• As correntes de retorno (rip currents) ou sagitais
• As correntes de marés e;
• As correntes de ondas (de costa adentro ou de
costa afora).

Deposição
• A deposição corresponde à fase de sedimentação e/ou acumulação de
partículas essencialmente minerais, em meios subaquoso ou subaéreo
móveis, sob condições físicas e químicas normais.
Deposição
Diminuição da velocidade da corrente e ação
da gravidade sobre sólidos granulares (areia,
silte, etc.)
Variação de parâmetros químicos (pH, Eh,
solubilidade) e atividade orgânica sobre íons,
em meio aquoso.
A deposição é a mais detalhadamente
estudada, pois nesta fase são formados os
registros dos eventos geológicos sedimentares.

• Para melhor compreensão da deposição em geologia
sedimentar é fundamental o conhecimento dos
conceitos:
• Subsidência;
• Níveis de base;
• Taxa de sedimentação;
• Ambientes deposicionais.
Deposição

Subsidência
• Refere-se ao afundamento (ou abaixamento) sofrido
por uma região da superfície terrestre, que pode ser
como consequência da:
• Dinâmica interna da crosta - subsidência tectônica;
• Abatimento da litosfera por perda de calor e
consequente contração que ocorre durante a
restauração da estrutura térmica original de região
previamente aquecida - subsidência térmica;
• Abaixamento gradual de camadas não-solúveis de
rochas sobrejacentes a camadas solúveis-subsidência
por dissolução;

Nível de base
• O limite topográfico, abaixo do qual uma drenagem não consegue erodir
o continente representando, (equilíbrio entre a deposição e erosão).
Abaixo desse nível não ocorre erosão pelas águas superficiais, é
também conhecido como nível de base de erosão.
• Para um rio que desemboca num lago, a superfície lacustre representa o
seu nível de base e, desta maneira, a erosão abaixo desse nível torna-se
possível, com o rebaixamento da superfície do lago ou pelo seu
desaparecimento.
• Além dos lagos, ao longo do percurso fluvial, funcionam também como
níveis de base locais, soleiras de rochas mais resistentes e os rios
principais, que controlam os seus tributários.
• Nível de base locais temporário todos os níveis de base situados acima
do nível do mar.
• Nível de base final é o nível do mar, obtido pela projeção continente
adentro de uma superfície imaginária abaixo de todas as drenagens.

Taxa de sedimentação
• Representa a velocidade de acumulação de
sedimentos em um ambiente, comumente
subaquático, medida pela espessura depositada em
um determinado intervalo de tempo.

Diagênese
• Diagênese ou litificação, corresponde aos processos físicos e
químicos que transformam os sedimentos móveis livres em
rochas sedimentares compactas.
• Constitui um conjunto de fenômenos físicos e químicos que
transformam os sedimentos móveis livres em rochas
sedimentares compactas.
• Existem três principais processos diagenéticos (podem ocorrer
sozinhos ou em conjunto):
• Compactação;
• Cimentação e;
• Recristalização.

• Compactação: os sedimentos vão sendo
comprimidos por ação dos sedimentos que
sobre eles vão se depositando.
• Cimentação: entre os espaços, poros ou
interstícios dos diferentes sedimentos pode
ocorrer a precipitação de substâncias
químicas dissolvidas nos líquidos. Este
processo resulta na agregação de
sedimentos, com a ajuda da substância
precipitada.
• Tipos de cimento: silicosos, carbonáticos,
ferruginosos, fosfáticos, evaporíticos, etc.
• Recristalização: os minerais alteram as suas
estruturas cristalinas. Este processo ocorre
devido a alterações das condições de
pressão, temperatura, circulação de
líquidos, onde estão dissolvidos certos
minerais.
A diagênese precede o metamorfismo
Diagênese

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