segunda-feira, 8 de julho de 2013

ROCHA SEDIMENTARES - Processos diagenéticos, Nomenclatura e Estrutura das Rochas Sedimentares

Qualquer que seja a natureza de uma rocha, magmática, metamórfica ou sedimentar, ela passará por diferentes processos de intemperismo que irão originar diversos tipos de sedimentos. Intemperismo é o conjunto de transformações de origem física (desagregação) ou química (decomposição), atuantes nas rochas. Os fatores que controlam a ação do intemperismo são o clima, como por exemplo, a variação sazonal da chuva e da temperatura, e ainda o relevo, este último influindo no regime de infiltração e drenagem das águas.
Os detritos são retirados da rocha matriz pela ação do intemperismo e levados para regiões mais baixas, por meio de agentes transportadores como água, vento e até mesmo geleiras, sendo depositados por fim, em bacias sedimentares. Uma vez depositado, o material sedimentar passa a responder às condições de um novo ambiente, o da diagênese.
Diagênese é o nome dado ao conjunto de transformações que o depósito sedimentar sofre após a deposição, consistindo em mudanças nas condições de pressão, temperatura, Eh, pH e pressão de água, ocorrendo dissoluções e precipitações a partir das soluções aquosas existentes nos poros. O processo termina na transformação do depósito sedimentar inconsolidado em rocha, ou litificação.
  Processos diagenéticos
Os processos mais conhecidos que levam à litificação de sedimentos são:
  Compactação
A compactação diagenética pode apresentar-se sob dois aspectos: o químico e o mecânico. A compactação química engloba a dissolução de minerais sob pressão. Já a compactação mecânica não engloba processos químicos, mas sim aspectos físicos, como mudança no empacotamento intergranular e a deformação ou quebra de grãos individuais, como mostra a figura ao lado modificada de Giannini (2000).
  Dissolução
A dissolução diagenética tem como fator principal o efeito ou não de pressão. Se houver ausência de pressão, ocorre somente a percolação de fluidos no material depositado, podendo ocorrer reações químicas entre a solução e os minerais depositados. Quando ocorre dissolução sob pressão, também chamada de compactação química, podem ocorrer vários tipos de feições, as quais dependem da escala do material analisado. Em escala granulométrica, conforme aumenta o grau de soterramento, os grãos passam (figura ao lado de Giannini, 2000) a ter contatos pontuais(1º figura do lado esquerdo), planares, côncavo-convexos e suturados. A geração de poros ocorre devido à dissolução e fragmentação dos agregados sedimentares durante a diagênese, constituindo uma feição muito importante para o acúmulo de óleo e gás.
  Cimentação
Trata-se da cristalização de minerais formados a partir dos íons dissolvidos na solução intersticial. Ocorre em conjunto com a dissolução diagenética.
Os tipos mais comuns de cimentos em rochas sedimentares são os compostos por minerais como quartzo, calcita, pirita e argilominerais.
  Recristalização diagenética
Neste processo, sob condições de soterramento, ocorrem mudanças na mineralogia e na textura cristalina do material sedimentar. Dois exemplos são comuns (figura ao lado, de Giannini, 2000). O primeiro é a transformação de aragonita em calcita, ambos compostos por carbonato de cálcio, porém de estruturas cristalinas distintas. Neste caso, também chamado de neomorfismo, há mudanças apenas no retículo cristalino, sendo mantida a composição original. O segundo é a mudança na composição química, denominada substituição, na qual ocorre a troca da calcita ou aragonita por sílica.
recristalizacao.jpg (45332 bytes)
  Os componentes do arcabouço de uma rocha sedimentar são quatro:

Grão ou partícula Corresponde à fração clástica principal, que dará o nome à rocha;
Matriz Trata-se do material clástico fino entre os grãos de um arenito, como silte e/ou argila;
Cimento Corresponde à parte da rocha que une os grãos. Trata-se de uma massa de quartzo ou calcita;
Porosidade primária
É uma feição efêmera, modificável pelo soterramento, correspondendo ao volume da distribuição dos poros que o agregado sedimentar tinha no momento da deposição.
Genericamenete, podemos representar uma rocha sedimentar da seguinte forma:


  Nomenclatura das rochas sedimentares
A nomenclatura de uma rocha sedimentar é feita com base em sua descrição e possível identificação genética. Os termos mais descritivos permitem uma identificação mais completa da rocha, servindo como base nos estudos científicos.
A classificação mais abrangente se baseia em sedimentos alóctones ou autóctones, respectivamente, agregados deposicionais originados fora ou dentro da área de deposição. Como na maioria das vezes o material sedimentado não possui uma única composição mineralógica, o nome da rocha é em função do material predominante.
As rochas sedimentares possuem vários critérios de classificação. Podemos dividí-las em três grupos: texturais, químico-mineralógicos e geométricos, conforme tabela apresentada abaixo (extraída de Teixeira et al., 2000):
Tipo de rocha Caráter do critério Critério Termos
Siliciclástica
Textural
Granulação Rudito (psefito)
Arenito (psamito)
Lutito (pelito)
Proporção de matriz "Arenite", ortoconglomerado
"Wacke",(arenito argiloso) paraconglomerado
Lamito
Arredondamento Conglomerado
Brecha
Mineralógico
Proporção QFL
(quartzo, feldspato, líticos)
Quartzo rudito, quartzo arenito/"wacke"
Rudito feldspático, arenito / "wacke" feldspático (arcósio)
Rudito lítico, arenito / "wacke" lítico
Diversidade ou pureza composicional
Conglomerado oligomítico, conglomerado polimítico
Folhelho, marga, folhelho calcífero, silicoso, porcelanito
Outros
Fissilidade
Folhelho
Ritmicidade
Ritmito
Carbonática
Textural
Granulação
Calcirrudito (dolorrudito)
Calcarenito (doloarenito)
Calcilutito (dololutito)
Tipos de grão / tipo de material intersticial
Ooesparito, oomicrito
Intraesparito, intramicrito
Bioesparito, biomicrito
Pelmicrito, pelsparito
Mineralógico
Relação calcita / dolomita
Calcário, dolomito
Em itálico - granulação areia
Em negrito - granulação cascalho
Sublinhado - granulação lama
  No caso das rochas de origem terrígena, as estruturas estão relacionadas às propriedades físicas das partículas. As três propriedades clássicas da sedimentologia são a granulação, a forma e as feições superficiais. Outras propriedades importantes são: petrotrama (arranjo espacial dos grãos), porosidade (quantidade relativa de poros), permeabilidade (maior ou menor facilidade com que um fluido atravessa um espaço poroso), parâmetros estruturais e as estruturas sedimentares (arranjo de grãos quanto à qualquer uma das demais propriedades).
  Tipos de texturas
Os tipos de texturas para rochas terrígenas são em função de sua granulometria. Assim são utilizados termos como rudito, arenito e lutito ou respectivamente psefito, psamito e pelito. Quando uma rocha possui mais de um tipo de granulação, são utilizados termos compostos, tais como arenito pelítico, referindo-se a uma rocha com mais areia do que argila.
A textura também pode ser identificada pelo tipo de matriz, como arenito, ortoconglomerado e paraconglomerado, resultado direto da deposição de areia ou cascalho onde ocorre uma seleção granulométrica. Ortoconglomerado é quando a rocha é suportada pelo arcabouço, enquanto o  paraconglomerado é suportado pela matriz, como mostra a figura abaixo de Harms et al., 1975 (em Giannini, 2000). Os psamitos terrígenos são classificados como " arenite" quando são limpos, e "subwacke" quando possuem menos de 10% de matriz verdadeira; do contrário, são chamados de wacke, onde o material fino tem caráter de matriz ( mais de 10%).
Existem ainda rochas que são classificadas de acordo com a sua mineralogia, como exemplo, as rochas rudáceas e lutáceas. As rochas rudáceas são classificadas de acordo com dois critérios: o primeiro consiste na sua classificação composicional, sendo o prefixo poli para grande variação composicional, e oligo para pouca. No segundo critério é levada em conta sua mineralogia, como por exemplo quartzo-rudito ou ainda rudito feldspático.
Para as rochas lutáceas é utilizado o diagrama de Alling, 1945 (figura ao lado, extraída de Giannini, 2000), onde é levado em consideração a proporção relativa de três componentes: argilominerais, carbonatos e sílica; não se limitando apenas às rochas terrígenas e nem ao conjunto de rochas alóctones.
O nome porcelanito nada mais é do que um silexito com textura muito fina. Em amarelo estão assinaladas os diferentes tipos de estruturas associadas às diversas rochas sedimentares.

  Estruturas das rochas sedimentares
São consideradas formas de leito (vista em planta) e estruturas deposicionais (vista em corte) de rochas sedimentares:
Marcas onduladas:
São formas de leito originadas durante o transporte de grãos por agentes naturais (água e vento). No caso da fotografia ao lado, é ilustrado um exemplo de marca ondulada assimétrica em ambiente aquoso.
Estratificação cruzada (mod. de Suguio, 1937):
É uma estrutura na qual há angularidade entre o leito e a posição primária da formação, adquirida no momento da deposição. Ocorre em ambiente fluvial, litorâneo, marinho e eólico.
cruzadas.jpg (40744 bytes)
Estratificação plano-paralela:
Trata-se de uma estrutura originada por decantação (angular) ou tração (areia) do material, horizontalmente sobre a superfície deposicional. Ocorre principalmente em ambiente aquoso.
Estas estruturas são importantes para compreensão dos processos de deposição. De modo geral, uma mesma litologia pode apresentar diferentes tipos de estruturas.