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