Upload
sharleneicm
View
83
Download
9
Embed Size (px)
Citation preview
CAMPUS BRASÍLIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
MECÂNICA DOS SOLOS E DAS ROCHAS Aula 04
MINERAIS / ROCHAS
1
MINERAIS
MINERAIS
MINERAL – substância sólida natural, inorgânica e homogênea, que possui composição química definida e estrutura atômica característica e organizada.
Quartzo: Si02
Turmalina
Diamante
Grafite
MINERAIS
MINERAIS
INORGÂNICO
COMPOSIÇÃO QUÍMICA DEFINIDA
ESTRUTURA CRISTALINA
MINERAIS
Mineralogia
Gênese
Formas
Cristalinas
Propriedades
Físicas
Propriedades
Químicas
Ocorrência
Geologia de
Engenharia
MINERAIS
Gênese
Cristalização a partir de uma fusão
Cristalização a partir do vapor
Cristalização a partir de soluções
MINERAIS
Gênese
Classificação
2000 espécies
MINERAIS
Gênese
Classificação
Silicatos
Carbonatos
Óxidos
Sulfatos
Sulfetos
MINERAIS
Gênese
Classificação
Silicatos
Carbonatos
Óxidos
Sulfatos
Sulfetos
93%
Litosfera
MINERAIS
SILICATOS CARBONATOS
Quartzo Calcita
Ortoclásio Dolomita
Plágioclásio ÓXIDOS
Muscovita (mica) Magnetita
Biotita (mica) Hematita
Argilominerais SULFATOS
Anfibólio Anidrita
Piroxênio Gipso
Olivina SULFETOS
Clorita Pirita
Granada Pirrotita
MINERAIS
Gênese
Classificação
Propriedades
Físicas
Químicas
Composição / Arranjo
Propriedades
Ópticas
Reflexão / Refração
MINERAIS
Gênese
Classificação
Propriedades
Físicas
Peso Específico
Dureza
Clivagem
Brilho
Cor
Traço
Forma ou Hábito
MINERAIS
Peso Específico
Dureza
Clivagem
Brilho
Cor
Traço
Forma ou Hábito
2,5 a 9,0 g/cm3
MINERAIS
Peso Específico
Dureza
Clivagem
Brilho
Cor
Traço
Forma ou Hábito
TALCO GIPSO CALCITA FLUORITA APATITA ORTOCLÁSIO QUARTZO TOPÁZIO CORINDON DIAMANTE
MINERAIS
Peso Específico
Dureza
Clivagem
Brilho
Cor
Traço
Forma ou Hábito
1 Direção
2 Direções
3 Direções
MINERAIS
Peso Específico
Dureza
Clivagem
Brilho
Cor
Traço
Forma ou Hábito
Metálico
Não Metálico
MINERAIS
Peso Específico
Dureza
Clivagem
Brilho
Cor
Traço
Forma ou Hábito
MINERAIS
Peso Específico
Dureza
Clivagem
Brilho
Cor
Traço
Forma ou Hábito
Porcelana
MINERAIS
Peso Específico
Dureza
Clivagem
Brilho
Cor
Traço
Forma ou Hábito
Prismático, lamelar,
fibroso, coloidal,
dendríticos e maciço
Prismático (dravita)
Acicular (millerita)
Fibroso (crocidolita) Lamelar (biotita)
Geódico (ametista) Dendrítico (Pirolusita)
MINERAIS
Peso Específico
Dureza
Clivagem
Brilho
Cor
Traço
Forma ou Hábito
MINERAIS
MINERAIS
MINERAIS
Feldspatos: Ortoclásio
Plagioclásio
Cor: clara
2 clivagens
MINERAIS
Feldspatos: Ortoclásio
Plagioclásio
Quartzo
Piroxênio
Anfibólios
Micas
Olivinas
Argilas
Isolante térmico e elétrico.
Compactação Ruim
MINERAIS
Feldspatos: Ortoclásio
Plagioclásio
Quartzo
Piroxênio
Anfibólios
Micas
Olivinas
Argilas
Calcita
Dolomita
Hematita
Magnetita
Pirita
Limonita
Apatita
Ilmetita
MINERAIS E ROCHAS
ROCHAS
ROCHAS
São agregados naturais e multigranulares formados por um ou mais espécies minerais. Geralmente as rochas apresentam como corpos maciços que constituem partes importantes da crosta terrestre
IMPORTÂNCIA DAS ROCHAS NA ENEGENHARIA
Suporte para obras
Meio físico que abriga construções
Material de construção
TIPOS DE ROCHAS
Ígneas
Sedimentares
Metamórficas
METODOLOGIA DE ESTUDO
• Gênese
• Composição
• Cor
• Textura
• Estrutura
• Granulometria
• Classificação
METODOLOGIA DE ESTUDO
A COR apesar de ser um parâmetro subjetivo e, muitas
vezes, variável num mesmo tipo de rocha, é característico
para um determinado corpo rochoso, servindo para
qualificá-lo, em conjunto com os demais aspectos aqui
mostrados. Apresenta maior importância no estudo das
rochas cristalinas, uma vez que tem estreita relação com
os componentes minerais.
METODOLOGIA DE ESTUDO
A ESTRUTURA compreende a orientação e as
posições de massas rochosas em uma
determinada área, bem como as feições
resultantes de processos geológicos como
falhamentos, dobramentos, intrusões ígneas e
outros.
METODOLOGIA DE ESTUDO
As rochas ígneas usualmente são maciças o que
pode lhes conferir características físico-
mecânicas constantes em todas as direções, ou
seja, isotropia. A orientação mineral e as
deformações tectônicas de parte das rochas
metamórficas, e algumas estruturas de rochas
sedimentares, confere-lhes anisotropia.
METODOLOGIA DE ESTUDO
A TEXTURA refere-se à organização interna da
rocha quanto à disposição, ao tamanho e à
forma das partículas que a compõem. Assim
sendo, constituem-se em observação de
fundamental importância.
METODOLOGIA DE ESTUDO
A 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).
METODOLOGIA DE ESTUDO
A CLASSIFICAÇÃO tem por finalidade enquadrar
a rocha no grupo mais específico possível, a fim
de orientar o exame das suas propriedades
geotécnicas para avaliação das possibilidades
de seu emprego na Engenharia.
ROCHAS ÍGNEAS
ROCHAS ÍGNEAS
As rochas ígneas, ou magmáticas, resultam da solidificação de material rochoso, parcial a totalmente fundido, denominado magma, gerado no interior da crosta terrestre.
Vulcânicas ou Extrusivas
Basalto
Plutônicas ou Intrusivas
Granito
ROCHAS ÍGNEAS Vulcânicas ou extrusivas – as rochas resultantes do magmatismo extrusivo, decorrentes de um resfriamento rápido que ocorre nas condições de superfície, como acontece com os basaltos, são constituídas por minerais de pequena dimensão, geralmente microscópicos.
Quando o resfriamento é extremamente rápido a rocha resultante pode ser constituída parcial ou totalmente por material não cristalino, denominado vidro vulcânico (obsidiana).
ROCHAS ÍGNEAS
OBSIDIANAS
QUARTZO
BASALTO RIOLITO
ROCHAS ÍGNEAS
Plutônicas ou intrusiva – formadas em
profundidades, no interior da crosta terrestre,
pelos lentos processos de solidificação do magma,
resultando em material cristalino geralmente de
granulação grossa e de formas definidas.
ROCHAS ÍGNEAS
GABRO GRANITO
SIENITO
CLASSIFICAÇÃO • ESTRUTURAS
– Maciça – rochas cujos minerais não exibem orientação preferencial segundo direções determinadas.
– Vesícular – possuem cavidades formadas pela retenção de gases durante o processo de solidificação do magma, podendo ser amigdaloidal, são vesículas preenchidas por minerais secundários.
– Fraturas – são estruturas que compartilham o maciço rochoso, podem se apresentar diferentemente espaçadas e preenchidas ou não por material residual
CLASSIFICAÇÃO • Estruturas
Colunar – estrutura fornecida pela disposição da rocha vulcânica segundo prismas colunares de cinco ou seis lados, como resultado da contração da lava durante o seu resfriamento
Em laje – fornecida pelo arranjo tabular da rocha vulcânica, com fraturas separando blocos de 5 a 10 cm de espessura, resultado do fluxo laminar de lavas, mais viscosas na superfície.
CLASSIFICAÇÃO • Estruturas
Colunar
(Basalto Colunar - RS)
Em laje
(Dique de Dibásio
– Ilha do Mel, Paraná)
CLASSIFICAÇÃO • TEXTURA A textura dessas rochas, a ser considerada, refere-se somente ao tamanho dos minerais componentes.
– Afanítica – quando não se consegue distinguir os minerais a olho nu;
– Fanerítica – quando os minerais são visíveis. Se os minerais forem de tamanhos aproximadamente iguais, a textura será fanerítica e equigranular; se de tamanhos sensivelmente variados, será fanerítica inequigranular.
– Porfiríticas – quando alguns cristais de tamanho maior e bem formados (fenocristais), se sobressaem e relação aos outros minerais.
• TEXTURA
– AFANÍTICA
– FANERÍTICA
– PORFIRÍTICAS
OBSIDIANAS
Equigranular - Basalto Inequigranular - Granito
Granito
QUARTZO
CLASSIFICAÇÃO • Cor
– Escura – mais de 60% dos minerais escuros – Rocha Melanocrática.
(Ex.: Basalto)
– Intermediária – entre 40 e 60% de minerais escuros – Rocha Mesocrática (Ex.: Diorito)
– Clara – menos de 40% de minerais escuros – Rocha Leucocrática
(Ex.: Granitos).
ROCHAS SEDIMENTARES
ROCHAS SEDIMENTARES
As rochas sedimentares são resultantes da consolidação de sedimentos, ou seja, partículas minerais provenientes da desagregação e do transporte de rochas preexistentes, ou da precipitação química, ou, ainda, de ação biogênica.
As rochas sedimentares, em sua maioria, se formam a partir dos processos que compõem o ciclo sedimentar, quais sejam: o intemperismo, a erosão, o transporte e a deposição, e a litificação
CLASSIFICAÇÃO DAS ROCHAS SEDIMENTARES
Rochas Sedimentares
Clásticas Não clásticas
CLASSIFICAÇÃO DAS ROCHAS SEDIMENTARES
Clásticas
Ruditos
Conglomerados Brecha
Arenitos
Lutitos
Siltitos Argilitos
CLASSIFICAÇÃO DAS ROCHAS SEDIMENTARES
Não Clásticas
Calcário e Dolomito
Carvão
Evaporitos
Rochas Sedimentares
CALCÁRIOS TERRENOS CÁRSTICOS
ROCHAS METAMÓRFICAS
ROCHAS METAMÓRFICAS São derivadas de outras preexistentes que, no decorrer
dos processos geológicos, sofreram mudanças
mineralógicas, químicas e estruturais, no estado sólido,
em resposta a alterações das condições físicas e químicas,
impostas em profundidades abaixo das zonas superficiais
de alteração e cimentação, ou seja no domínio das
transformações diagenéticas.
ROCHAS METAMÓRFICAS
200 a 1000 MPa
Temperatura Pressão
800°C
ROCHAS METAMÓRFICAS • ESTRUTURAS
– Maciça – rocha com aspecto compacto, homogêneo e com ausência de minerais com orientações planar ou disposto em leito;
– Foliações – estruturas planares resultantes do achatamento dos constituintes minerais. É usual englobarem diferentes tipos de estruturas, condicionada pela natureza da rocha e deformações posteriores, tais como xistosidade.
– Lineações – engloba qualquer estrutura linear na rocha, como minerais alongados segundo as direções de cisalhamento e outros.
Mármore Filito Gnaisse
Hornfels Milonito Migmatito
TIPOS DE METAMORFISMO
• TERMAL
• PLUTÔNICO
• CATACLÁSTICO (DINÂMICO)
• DINAMOTERMAL (REGIONAL)
TIPOS DE METAMORFISMO
• TERMAL
Temperatura elevada. Mais acentuados os fenômenos de recristalização.
Também conhecido como metamorfismo de contato ou local, ocorre quase que exclusivamente pela ação do aquecimento de rochas ígneas, sedimentares ou metamórficas, ao redor de intrusões ígneas ou abaixo de derrames espessos.
TIPOS DE METAMORFISMO
• PLUTÔNICO
Pressão uniforme (hidrostática) e alta temperatura são predominantes, a rocha se torna plástica e há numerosas mudanças mineralógicas.
TIPOS DE METAMORFISMO
• CATACLÁSTICO (DINÂMICO)
Pressão dirigida (sem variação na temperatura) que produz ruptura e deslocamento do maciço.
TIPOS DE METAMORFISMO
• DINAMOTERMAL (REGIONAL)
Pressão dirigida e temperatura elevada, determinando a reorientação dos minerais causando o dobramento do maciço (formação de montanhas)
METAMORFISMO REGIONAL Desenvolve-se em regiões de intenso tectonismo, com compressões e dobramentos em extensas áreas, com atuação de elevadas pressõs orientadas e temperaturas muito elevada. Em geral, as rochas que sofreram este tipo de metamorfismo ocorrem em áreas onde existem ou existiram grandes cadeias de montanhas.
Ardósia Quartzito
ROCHA ORIGINAL ROCHA METAMÓRFICAGRAU DE
METAMORFISMO
ARGILITO ARDÓSIA
SILTITO FILITO
TODAS XISTO BAIXO GRAU
CALCÁRIO MÁRMORE
ARENITO QUARTZITO
GRANITO GNAISSE
TODASGRANADA OU ESTAUROLITA
OU SILIMANITA XISTO
DUNITO / PIROXENITO SERPENTINITOS
BASALTO / GABRO ANFIBOLITO
GRANITO / GNAISSE GRANULITO ÁCIDO
BASALTO / GABRO GRANULITO BÁSICO
DUNITO / PIROXENITO GRANULITO ULTRABÁSICO
GRAU INCIPIENTE
MÉDIO GRAU
MÉDIO A ALTO GRAU
ALTO GRAU
Ígneas
Sedimentares
Metamórficas Metamorfização
Solo
Basalto Granito Diabásio Riolito Quarzo
Obsidiana
Mármore Ardósia Xistos
Granulitos Gnaisse
Quartzito
Argilito Siltito
Arenito Calcário