Rochas sedimentares

Origem das rochas sedimentares

As rochas são associações de minerais que se formaram em determinadas condições de pressão e de temperatura.

O ciclo das rochas é um modelo teórico da constante reciclagem das rochas à medida que estas se formam, se destroem e se transformam.

Para além do seu interesse prático, as rochas têm importante interesse geológico, na medida que permitem investigar a história da Terra.

Alteração das rochas

As rochas, quando expostas na superfície terrestre, são continuamente alteradas por diversos fenómenos ambientais.

A meteorização é o conjunto de fenómenos que leva à alteração das características iniciais das rochas, por acção de processos físicos e químicos que ocorrem à superfície da Terra.

A meteorização e a erosão são conceitos diferentes: a meteorização provoca a alteração das características primárias das rochas, enquanto que  a erosão é o conjunto de processos físicos que permite remover os materiais resultantes da meteorização.

Meteorização mecânica

Inclui os diversos processos que fragmentam a rocha em pedaços cada vez mais pequenos, sem que ocorram transformações químicas que alterem a sua composição. Neste tipo de meteorização incluem-se processos como a acção da água, a acção do gelo, a acção dos seres vivos, a acção do calor, o crescimento de minerais e o alívio de pressão.

Acção da água

A alternância de períodos secos com períodos de forte humidade, resultantes da variação cíclica dos teores em água das rochas, originam aumentos de volume e retracções, gerando tensões que levam à fracturação do material rochoso.

Acção do gelo ou crioclastia

A água que penetra nas fracturas das rochas pode gelar, por acção da temperatura. Quando esta muda do estado líquido para o estado sólido ocorre um aumento do seu volume. Este aumento de volume exerce forças que aumentam as fissuras existentes ou originam novas fissuras.

Acção dos seres vivos

A implantação de raízes nas fracturas de rochas porosas e com fraca resistência estrutural pode contribuir para a desagregação das mesmas. As suas raízes são responsáveis pelo alargamento das fendas pré-existentes. Também, por vezes, certos animais são responsáveis pelo aumento do grau de degradação das rochas ou por expor ainda mais as rochas a outros agentes de meteorização.

Acção da temperatura ou termoclastia

Todos os corpos sofrem variações no seu volume provocadas por variações da temperatura. As rochas são constituídas por minerais diferentes, que se comportam de modo diferenciado quando expostos a variações de temperatura. Em regiões de grande amplitude térmica as rochas contraem e dilatam sistematicamente. Este movimento leva a uma grande fracturação das rochas com formação de materiais soltos.

Crescimento de minerais ou haloclastia

Por vezes a água contida nas fracturas e nos poros das rochas contém sais dissolvidos, que podem precipitar e iniciar o seu crescimento. Assim, exercem uma força expansiva que contribui para uma maior desagregação das rochas.

Alívio de pressão

A redução da pressão sobre uma massa rochosa pode causar a sua expansão e posterior fragmentação, podendo, por vezes, formar diáclases.

Meteorização química

O processo de meteorização química transforma os minerais das rochas em novos produtos químicos e a sua acção é tanto mais intensa quanto maior for o estado de desagregação física das rochas.

Esta meteorização pode ocorrer de duas maneiras diferentes:

• os minerais são dissolvidos completamente (exemplo da calcite ou da halite) e, posteriormente, podem precipitar, formando os mesmos minerais;
• os minerais são alterados (exemplo dos feldspatos e das micas) e, posteriormente, formam novos minerais, como, por exemplo, minerais de argila.

Dissolução

Os minerais reagem com a água ou com um ácido. A ligação entre os iões é quebrada e os iões livres ficam dissolvidos numa solução.

Hidratação/Desidratação

Este processo de meteorização envolve a combinação química de minerais com a água (hidratação) ou a sua remoção de outros (desidratação).

Hidrólise

A hidrólise é definida como sendo a substituição dos catiões da estrutura de um mineral pelos iões de hidrogénio. Estes iões podem vir da água ou de um ácido. Assim formam-se novos e diferentes minerais ou desintegra-se o mineral original.

Oxidação, redução

A oxidação é o processo pelo qual um átomo ou um ião perde electrões; na redução ocorre um ganho de electrões. A oxidação não ocorre sem a redução e a redução não ocorre sem a oxidação.

Erosão

Na erosão, que se segue à meteorização, os agentes erosivos, principalmente a água e o vento, arrancam e separam fragmentos da rocha-mãe.

Acção erosiva da água

As águas das chuvas são responsáveis pela formação de sulcos profundos nos solos, que se designam ravinas, principalmente quando existe pouca ou nenhuma vegetação.

Acção erosiva do vento

O vento tem a capacidade de remover particulas sedimentares, deixando a descoberto a rocha sã que, desta forma, fica sujeita à acção da meteorização.

Ao transportar partículas, o vento desgasta as rochas, como se fosse uma lixa.

Transporte

Geralmente, os materiais resultantes da meteorização não permanecem no seu local de formação. A força exercida pelos agentes erosivos é, na maioria dos casos, suficiente para iniciar o transporte desses materiais. Os três agentes de transporte mais importantes são a gravidade terrestre, o vento e a água.

Transporte pela gravidade terrestre

A força exercida pela aceleração da gravidade faz com que muitos dos materiais se soltem e deslizem, ao longo das encostas.

Transporte pelo vento

O poder de transporte do vento depende da sua intensidade e do tamanho das partículas a transportar. O transporte pelo vento pode realizar-se por suspensão, saltação e deslizamento.

Transporte pela água

Os materiais resultantes da meteorização das rochas são transportados pela água em solução ou sob forma de clastos. A água como agente de transporte pode encontrar-se no estado sólido ou líquido.

Deposição

Em locais onde a acção dos agentes de erosão e transporte se anula ou é de expressão muito reduzida ocorre a deposição dos materiais, processo também designado sedimentação.

Quando os sedimentos se depositam, regra geral, vão formando formando superfícies mais ou menos paralelas que se designam por estratos ou camadas.

Diagénese

Após a deposição os sedimentos podem evoluir para a diagénese.

A diagénese é o conjunto de processos físicos e químicos que transforma os sedimentos móveis em rochas sedimentares consolidadas. Nesta intervêm três fenómenos principais: a compactação, a cimentação e a recristalização.

Na compactação, os sedimentos vão sendo sucessivamente comprimidos, provocando assim a expulsão da água.

A cimentação é um fenómeno de agregação de sedimentos, com a ajuda de uma substância precipitada.

Durante a recristalização, alguns minerais alteram a sua estrutura cristalina, devido a alterações das condições de pressão e de temperatura, bem como à circulação de água e outros fluídos, onde estão dissolvidos certos iões.

As rochas sedimentares

As rochas são associações compatíveis de minerais.

Os minerais

Para uma substância ser considerada um mineral terá de:

• ser um sólido (com excepção do mercúrio);
• formar-se sem intervenção do Homem;
• ser inorgânico;
• ter uma estrutura cristalina;
• ter uma composição química definida, fixa ou variável dentro de limites bem definidos, que possa ser representada por uma fórmula química.

Principais propriedades dos minerais

Para identificar os minerais recorre-se a um conjunto de propriedades físicas e químicas.

Composição química

Como referido anteriormente, os minerais têm uma composição química, fixa ou variável dentro de limites bem definidos, passível de ser representada por uma fórmula química.

Clivagem

A clivagem é a propriedade física que traduz a tendência de alguns minerais para fragmentarem, por aplicação de uma força mecânica, segundo superfícies planas e brilhantes, de direcções bem definidas e constantes.

A clivagem pode ser classificada em perfeita, distinta ou boa e indistinta ou pobre.

Brilho

O brilho é a propriedade que se refere à intensidade de luz reflectida por uma superfície de fractura recente do mineral em estudo.

Quanto a esta propriedade, os minerais podem ser subdivididos em minerais de brilho metálico, submetálico e não-metálico.

Cor

A cor é a propriedade que resulta da absorção de radiações da luz branca que incide sobre o mineral. A cor de um mineral deve ser observada numa superfície de fractura recente, à luz natural.

Dureza

A dureza (representada por H) de um mineral é a resistência que ele ofereça que ele oferece ao ser riscado por outro mineral.

Diz-se que um mineral é mais duro do que outro se, e só se, o riscar, sem se deixar riscar por ele; dois minerais têm a mesma dureza se se riscam ou não mutuamente.

Traço

O traço ou a risca é a cor de um mineral quando reduzido a pó.

Densidade

A densidade (d) de um mineral depende da sua estrutura cristalina, nomeadamente da natureza dos seus constituintes e do seu arranjo, mais ou menos compacto.

Caracterização e identificação dos minerais mais comuns nas rochas

Apesar de o número de minerais constituintes das rochas ser geralmente reduzido e de nem todas as associações de minerais serem possíveis nas rochas, a sua diversidade é considerável.

Os minerais mais comuns nas rochas sedimentares são: Calcite, Quartzo, Dolomite, Moscovite e Argilas.

Classificação das rochas sedimentares

Conforme o tipo predominante de sedimentos, formam-se rochas sedimentares detríticas, quimiogénicas ou biogénicas.

Rochas sedimentares detríticas

Estas constituem mais de 75% do total de rochas sedimentares existentes à superfície da Terra. Formam-se a partir de fragmentos sólidos, isto é, de detritos obtidos a partir de outras rochas pré-existentes, por processos de meteorização e erosão. Os depósitos de balastros, areias, siltes e argilas classificam-se como rochas sedimentares detríticas não consolidadas. A consolidação destes sedimentos detríticos, por diagénese, origina as rochas sedimentares detríticas consolidadas. Os balastros consolidados formam conglomerados, as areias originam arenitos, as siltes consolidam-se em siltitos e a argila dá origem a argilitos.

Rochas sedimentares quimiogénicas

Neste caso, os sedimentos resultam da precipitação de substâncias químicas dissolvidas numa solução aquosa. Por exemplo, a calcite, que quimicamente é carbonato de cálcio (CaCO₃), é um mineral que se pode formar a partir de sedimentos químicos, nomeadamente iões de cálcio (Ca²⁺) e bicarbonato (HCO^3-), através da expressão:

Ca₂₊ + 2HCO₃^- --> CaCO₃ + H₂O + CO₂

Este mineral dá origem ao calcário. Outros exemplos de rochas que se formam deste modo são o sal-gema e o gesso.

Rochas sedimentares biogénicas

As rochas sedimentares biogénicas formam-se através da actividade de alguns seres vivos.

É deste modo que surgem várias rochas, como o calcário, o calcário recifal, o calcário conquífero e o carvão.

As rochas sedimentares, arquivos históricos da Terra

Rochas sedimentares, arquivos históricos da Terra.pptx (735,2 kB)