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Rochas Sedimentares

Intr. Eng. Geotécnica

Rochas Sedimentares


Rochas que resultam da desintegração e decomposição de rochas preexistentes (magmáticas, metamórficas ou sedimentares), graças a ação de intemperismo (conjunto de processos mecânicos, químicos e biológicos que ocasionam a transformação das rochas em sedimentos)

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Formação de rochas sedimentares

Formação de rochas sedimentares


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- Pré-existência de rochas- Presença de agentes móveis ou imóveis que desagreguem ou desintegrem aquelas rochas- Presença de agente transportador dos sedimentos- Deposição deste material em uma bacia de acumulação continental ou marinha- Consolidação desses sedimentos- Litificação (Diagênese): transformação do sedimento em rochas definitivas (bacias sedimentares). Último processo de formação das rochas sedimentares. É dividido em:

Condições para a formação de rochas sedimentares

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-CIMENTAÇÃO: Cristalização de material carreado pela água que percola pelos vazios do sedimento (espaço de vazios deixados pelas partículas sólidas), preenchendo-os e dando coesão ao material

- COMPACTAÇÃO: Compressão dos sedimentos devido ao peso daqueles sobrepostos, havendo gradual diminuição da porosidade (redução de vazios)

- AUTIGÊNESE: Formação de novos minerais in situ (por cristalização)


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- Conjunto de processos que ocasionam a desintegração (ação física) e a decomposição (ação química) das rochas e dos minerais, por ação de agentes atmosféricos e biológicos.

- Importância geológica: destruição das rochas para originar:* Sedimentos (arenoso, argiloso... , granulometria e

composição uniformes)* Solos (mistura ou não de sedimentos)* Rochas sedimentares (sedimentos cimentados)

Intemperismo ou meteorização

Intemperismo ou meteorização- BENFÍCIOS ECONÔMICOS:· Concentração de minerais úteis ou minérios (ouro, platina, pedras preciosas, etc);· Formação de depósitos enriquecidos de Cu, Mn, Ni, etc.

- DIFERENÇA ENTRE INTEMPERISMO E EROSÃO:· INTEMPERISMO: fenômeno de alteração das rochas executado por agentes essencialmente imóveis;

· EROSÃO: remoção e transporte dos materiais por meio de agentes móveis (água, vento).


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Intemperismo ou meteorização


Intemperismo físico


- Desintegração das rochas, que é a ruptura das rochas inicialmente em fendas (fraturas), progredindo para partículas de tamanhos menores sem, no entanto, haver mudança na composição, constituindo apenas em fraturamento da rocha.

- Agentes: - VARIAÇÃO DA TEMPERATURA- CONGELAMENTO DA ÁGUA- AÇÃO FÍSICA DE VEGETAIS- CRISTALIZAÇÃO DE SAIS

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Variação da temperatura: contração e expansão

Intemperismo x Clima


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Congelamento da água: aumento de volume



Ação física dos vegetais

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Intemperismo químico


- Decomposição das rochas: a presença de trincas (fendas) permite a circulação da água e de agentes químicos, que em contato direto com os diversos minerais existentes contribui para a sua decomposição (alteração da composição).

- Agentes- HIDRÓLISE- HIDRATAÇÃO- OXIDAÇÃO- CARBONATAÇÃO- AÇÃO QUÍMICA DOS ORGANISMOS E MATERIAIS ORGÂNICOS

Intemperismo químico: Hidrólise


Combinação de íons da água com os compostos: formação de novas substâncias.

Ex: FELDSPATO ORTOCLÁSIO

2K(AlSi3O8)+ 2H+ +H2O 2K+ + 4SiO2 + Al2Si2O5(OH)4Ortoclásio sílica caulinita

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Intemperismo químico: Hidratação


Adição de moléculas de água aos minerais formando novos compostos

Ex: CaSO4 + H2O CaSO4 . 2H2O

Provoca também o aumento de volume: desintegraçãomuito variada

Intemperismo químico: Carbonatação


- Decomposição por CO2.

Ex: CO2 + H2O H2CO3

O CO2 contido na água forma ácido carbônico

CaCO3 + H2CO3 Ca(HCO3)2

(calcita) + (ác. carb.) (bicarbonato de cálcio)

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Intemperismo químico: Oxidação


Decomposição dos minerais pela ação oxidante de O2 e CO2

dissolvidos na água: hidratos, óxidos, carbonatos, etc.

Minerais contendo Fe, Mn, S, Cu: + susceptíveis à oxidação

Exemplo: Fe++ Fe+++

Decomposição da rocha


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Decomposição da rocha


Classificação das rochas sedimentares


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Rochas de origem mecânica


- Rochas grosseiras> 2 mm, originadas por depósitos de aluvião.

Tipos:a) Conglomerados: fragmentos arredondados, transportados

e depositados. O tamanho varia de seixos até matacões.

b) Brechas: fragmentos angulosos e cimentados por sílica, carbonato de cálcio, etc; o que demonstra que o transporte não foi muito grande.



- Rochas arenosasSão as mais representativas e comuns, com diâmetros entre 0,01 e 2 mm.a)Arenitos: constituídas substancialmente de partículas ou grânulos de quartzo detrítico, sub-angulares ou angulares. O cimento pode ser sílica, carbonato e cálcio, substâncias ferruginosas, etc.b) Siltito: granulação finíssima ~ 0,01 mm, formados por erosão fluvial, lacustre ou glacial. Apresentam camadas muito finas identificadas por diferentes faixas coloridas (películas de óxido de Fe).

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- Rochas argilosasRepresentadas pelos mais finos sedimentos mecanicamente formados, com < 0,01 mm até dimensões coloidais. São divididos em três grupos:a) Grupo do caulimb) Grupo da montmorillonitac) Grupo das illitas (hidrômicas)

Ex: folhelhos (camadas horizontais bem destacadas em planos) e argilito (planos horizontais são menos comuns).



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Rochas de origem química


a) Calcárias: precipitados em bacias através de mudanças físico-químicas do meio.Ex. mármore travertino, crescimento de estalactites e estalagmites, dolomitos, etc.

b) Ferruginosas: origem inorgânica e química.

c) Silicosas: precipitação de soluções cujo constituinte predominante é a sílica. Ex. sílex de origem química.

d) Salinas: produto da precipitação química das bacias.Ex. cloretos, sulfatos, boratos, nitratos, etc.

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Rochas de origem química


Calcário

Rochas de origem orgânica


a) Calcárias: acúmulo de conchas ou carapaças de composição carbonatada.

b) Carbonosas: acúmulo de matéria vegetal com posterior carbonização, total ou parcial, e consolidada. Compreende as turfas e carvões (lignito, carvão betuminoso e antracito)

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Rochas de origem orgânica


Calcário coquífero Carvão mineral (turfa)

Aplicações práticas de rochas sedimentares


1. CONSTRUÇÃO CIVIL – EDIFICAÇÕES- Bem cimentadas: blocos de fundação e de alvenaria,

calçadas, meio fio, etc.- Pouco cimentadas: areias para concreto, lamitos para

tijolos e cerâmicas

2. ATERROS- Solos argilo-arenosos, que combinam o atrito das

areias com a coesão das argilas- Se forem predominantemente arenosos ficam

vulneráveis à erosão da chuva e vento

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3. TALUDES e TÚNEIS- Estabilidade depende da direção do plano de

estratificação da rocha

Túneis



- 1: túnel sempre nas mesmas camadas horizontais: risco de desplacamento do teto por flexão.

- 2: túnel corta camadas diferentes, mergulhantes: a escavação descalça as placas de rochas, causando desmoronamentos.

- 3: túnel corta camadas verticais diferentes: favorável, não há descalçamento das placas de rocha na escavação.

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4: túnel corta as mesmas camadas mergulhantes: desfavorável no pé-direito do lado direito e favorável do lado esquerdo. Exigido espessura assimétrica da abóbada de CA

5: túnel atravessa as mesmas camadas verticais: as lajes são descalças durante a escavação. O desmoronamento é < do que quando são encontradas camadas horizontais

6: túnel atravessa camadas mergulhantes 2 vezes: desfavorável no teto do pé-direito esquerdo e favorável do lado direito.


4) BARRAGENS:


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5) PROBLEMAS DE EROSÃO:


- EROSÃO INTERNA: percolação de águas ácidas através das camadas, dissolvendo o CaCO3 e deixando nas camadas vizinhas que irão progressivamente aumentando até atingirem cavernas de gdes dimensões

- EROSÃO EXTERNA: provocadas pelas águas que saem da barragem, via estruturas hidráulicas, como o vertedouro, a descarga de fundo, etc. Estas correntes podem ser dotadas de gde velocidade, carreando volumes enormes de rochas sedimentares pouco ou medianamente cimentadas.


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6) FUNDAÇÕES:


- Os sedimentos recentes concentrados nas planícies de inundação dos cursos d´água (em pleno processo de erosão-transporte-deposição e que ainda não sofreram mais diagênese), mostram caract. que influem nos projetos de fundações: presença de água muito próxima da superfície e a presença de camadas lenticulares de argila (argila mole).

- Problemas associados à rochas calcárias em contato com águas ácidas, provocando erosão interna, e arenitos pouco cimentados que estão sujeitos à erosão externa.


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6) CARVÃO MINERAL:


- Rocha sedimentar combustível, de cor preta

- Importância: indústria, usinas termelétricas, siderurgia, matéria-prima para fabricação de plásticos e compostos químicos

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