Introdução

No âmbito da disciplina de Biologia e Geologia do 10ºano, foi-nos proposta pôr em prática uma actividade laboratorial, com os objectivos de se observar, caracterizar, classificar e descrever várias rochas que se classificam em três grandes grupos: rochas sedimentares, magmáticas e metamórficas.

Foi-nos proposta esta actividade, visto que iniciamos um novo capítulo “As Rochas”, cuja sua história é, muitas vezes, rica e variada. Na verdade, a Terra, ao contrário do que se possa julgar, é um planeta “vivo”, pois encontra-se em constantes transformações, quer internas quer externas. Algumas destas transformações são perceptíveis à escala humana, por exemplo a actividade de um vulcão. Outras, por serem tão lentas, como a erosão, apenas provocam modificações tão pequenas que são assinaláveis passados alguns anos ou mesmo milhões de anos.

Geologia, é a ciência que estuda a Terra, a sua composição, estrutura, propriedades físicas, história e os processos que lhe dão forma.

Em geologia, Rocha é um agregado sólido que ocorre naturalmente e é constituído por um ou mais minerais ou mineralóides. A camada externa sólida da Terra, conhecida por litosfera é constituída por rochas. O estudo científico das rochas é chamado de petrologia, um ramo da geologia. Os termos populares pedra e calhau referem-se a pedaços soltos de rochas, ou fragmentos.

Para ser considerada como uma rocha esse agregado tem que ter representatividade à escala cartográfica (ter volume suficiente) e ocorrer repetidamente no espaço e no tempo, ou seja o fenómeno geológico que forma a rocha ser suficientemente importante na história geológica para se dizer que faz parte da dinâmica da Terra.

As rochas podem ser classificadas de acordo com sua composição química, forma estrutural, ou textura, sendo mais comum classificá-las de acordo com os processos da sua formação. Pelas suas origens ou maneiras como foram formadas, as rochas são classificadas como magmáticas, sedimentares, e rochas metamórficas.

A história que as rochas contêm é, muitas vezes, rica e variada. Na verdade, a Terra, ao contrário do que se possa julgar, é um planeta “vivo”, pois encontra-se em constantes transformações, quer internas quer externas. Algumas destas transformações são perceptíveis à escala humana, por exemplo a actividade de um vulcão. Outras, por serem tão lentas, como a erosão, apenas provocam modificações tão pequenas que são assinaláveis passados alguns anos ou mesmo milhões de anos.

As rochas dividem-se em três grandes grupos:

. Rochas Magmáticas

. Rochas Sedimentares

. Rochas Metamórficas

Rochas Magmáticas

As rochas magmáticas são originadas a partir da consolidação do magma, sendo que através de sua textura pode-se determinar as condições geológicas em que estas rochas se formaram. Ao saber a textura, consegue-se determinar o tamanho e a disposição dos minerais que compõem a rocha.

Quando a consolidação do magma ocorre dentro da crosta terrestre, de modo a que o arrefecimento seja lento dando condições para que os cristais se desenvolvam sucessivamente, as rochas originadas deste processo são denominadas rochas plutônicas. A textura deste tipo de rocha é geralmente equigranular fanerítica, significando que os minerais que a constituem possuem uma boa formação e um tamanho considerável.  

Em condições onde ocorra o extravasamento do magma na superfície, passando do estado líquido para o gasoso num pequeno intervalo de tempo, as rochas originadas serão denominadas rochas vulcânicas ou extrusivas, cuja textura será vítrea, como consequência do pequeno intervalo de tempo que impossibilita a cristalização dos minerais

As rochas podem ser consideradas ácidas, básicas ou neutras. Isto esta directamente relacionado com o teor de silício que a rocha apresenta em sua composição. Falamos em rochas ácidas quando os teores de silício forem superiores a 65%, havendo a formação de silicatos e de cristais de quartzo. As rochas neutras são aquelas cujo teor de silício vai de 52 a 65%. E por fim temos as rochas básicas onde o teor de silício vai de 45 a 52%, não havendo a formação de quartzo.

Figura 1 Texturas das rochas magmáticas (retirado de
http://www.algosobre.com.br/geografia/rochas-magmaticas.html)

Os magmas encontram-se na crosta terrestre a diferentes profundidades, em câmaras ou bolsadas magmáticas, a diferentes temperaturas de fusão as quais dependem da composição química do magma, da pressão a que está sujeito e da temperatura da rocha confinante.

Figura 2 Corte esquemático das câmaras magmáticas (Retirado de
http://domingos.home.sapo.pt/Camaras_magmaticas.jpg

Arrefecimento do magma

Estas rochas resultam do arrefecimento do magma.

Podem ser:

. Intrusivas ou plutónicas – como se formam no interior da crosta, são rochas que arrefecem lentamente. O granito é um exemplo, possuindo cristais bem visíveis. Esta rocha é constituída por três minerais: feldspato, mica e quartzo.

. Extrusivas ou vulcânicas – formam-se na superfície do planeta e o seu arrefecimento é rápido. Uma destas rochas é o basalto, este apresenta uma cor escura, é compacto e muito duro.

Exemplo de rochas magmáticas

Granito

O granito é uma rocha ígnea de grão fino, médio ou grosseiro, composta essencialmente por quartzo e feldspatos, tendo como minerais característicos frequentes moscovite, biotite e/ou anfíbolas.

A cor negra variavelmente impregnada na matriz das rochas silicatadas é conferida pelos minerais máficos (silicatos ferro-magnesianos), sobretudo anfíbolas (hornblenda) e micas (biotite), chamados vulgarmente de "carvão".

A textura das rochas silicatadas é determinada pela granulometria e hábito dos cristais, sendo a estrutura definida pela distribuição desses cristais. Composição, textura e estrutura representam assim parâmetros de grande importância para caracterização de granitos.

Figura 3 Granito (Retirado de http://pt.wikipedia.org/wiki/Granito

Basalto

O basalto é uma rocha ígnea eruptiva, de granulação fina, afanítica, isto é, os cristais não são vistos à vista desarmada, podendo, ainda, conter grandes quantidades ou ser constituído integralmente de vidro.

Esta rocha é constituída principalmente de plagioclásio e piroxénio e, em muitos casos, de olivina. Como minerais acessórios encontram-se, principalmente, óxidos de ferro e titânio. A rocha basáltica geralmente possui cor escura acentuada (rocha máfica), sendo muito explorada para a construção civil.

Figura 4 Basalto (retirado de http://pt.wikipedia.org/wiki/Basalto )

Rochas Sedimentares

Rochas sedimentares são compostas por sedimentos carregados pela água e pelo vento, acumulados em áreas deprimidas. Correspondem a 80% da área dos continentes e é nelas que foi encontrada a maior parte do material fóssil.

As rochas sedimentares são um dos três principais grupos de rochas (os outros dois são as rochas ígneas e as metamórficas) e formam-se por três processos principais:

. Pela deposição (sedimentação) das partículas originadas pela erosão de outras rochas (conhecidas como rochas sedimentares clásticas);

. Pela precipitação de substâncias em solução;

. Pela deposição dos materiais de origem biogénica (de materiais produzidos pelos seres vivos, quer de origem química ou detrítica).

Figura 5 Processos Sedimentares (Retirado de http://fossil.uc.pt/pags/sedime.dwt)

Figura  6 Ambientes sedimentares mais comuns (Retirado de
http://fossil.uc.pt/pags/sedime.dwt)

Os sedimentos e as rochas sedimentares são caracterizados pela presença de estratificação - que resulta da formação de camadas paralelas e horizontais, pela deposição contínua de partículas no fundo de um oceano, de um lago, de um rio ou numa superfície continental.

Uma outra característica das rochas sedimentares é a sua ordenação temporal. Assim numa sequência de estratos que não tenha sido modificada da sua posição original, um estrato é mais antigo do que aquele que está por cima, e mais recente do que o que está por baixo - Princípio da sobreposição.

Figura 7 Estratificação das rochas sedimentares e o princípio da sobreposição (Retirado de
http://fossil.uc.pt/pags/sedime.dwt)

É quando se dá a deposição de sedimentos que ocorre o enterramento de organismos que poderão originar fósseis. Nos casos em que ocorre boa preservação das evidências orgânicas, reúnem-se geralmente quatro condições:

. Enterramento rápido;

. Com sedimentos finos;

. Em ambiente marinho;

. O organismo contém partes duras.

Na génese das rochas sedimentares ocorrem, fundamentalmente, duas fases:    

. Sedimentogénese

. Diagénese.

Sedimentogénese à compreende os processos que intervêm desde a elaboração dos materiais que vão constituir as rochas sedimentares até à deposição desses materiais.

As rochas que afloram na superfície terrestre, principalmente as rochas magmáticas e metamórficas, ficam expostas a condições muito diferentes daquelas em que foram geradas. Consequentemente, essas rochas alteram-se quimicamente e fisicamente por processos que fazem parte da meteorização.

Os materiais resultantes da meteorização são removidos por acção da gravidade, pela água no estado líquido ou sólido e pelo vento, designando-se este processo por erosão.     Frequentemente, os materiais são transportados para locais por vezes bem longínquos. Podem ser partículas ou fragmentos de dimensões variadas, designados, em ambos os casos, por detritos ou clastos, ou podem ser substâncias dissolvidas na água.

Os seres vivos podem também contribuir com diferentes materiais, nomeadamente conchas e outras peças esqueléticas, fragmentos de plantas, pólen, etc. para a formação de rochas sedimentares.

Em condições propícias, os materiais transportados depositam-se, constituindo sedimentos. O processo de deposição designa-se por sedimentação e é determinado pela força gravítica, sobre os materiais, quando a velocidade do agente transportado o permite.

De acordo com a natureza e origem da fracção predominante dos sedimentos, podem considerar-se: rochas sedimentares detríticas, rochas sedimentares de origem química e rochas sedimentares biogénicas.

A ordem de sedimentação dos detritos é condicionada pelas dimensões e pela densidade desses materiais. Primeiro, depositam-se os detritos de maiores dimensões e mais densos e, posteriormente, os mais pequenos e leves.

 Se não houver nenhuma perturbação, a sedimentação realiza-se regularmente, formando-se camadas geralmente paralelas e horizontais que se distinguem pela diferente espessura, pelas dimensões e pela coloração dos materiais.

Cada uma dessas camadas, individualmente, designa-se por estrato e é delimitada por duas superfícies. A formação de cada estrato corresponde à sedimentação que ocorre num período de tempo em que as condições de material disponível e de deposição se mantêm constantes.

Diagénese à um sedimento não é ainda uma rocha sedimentar consolidada. Após a deposição, os sedimentos experimentam uma evolução mais ou menos complexa, em que intervêm processos físico-químicos diversos que os transformam em rochas sedimentares. O conjunto desses processos constitui a diagénese.

 No decurso da diagénese os sedimentos perdem água, são compactados e cimentados. A compactação é devida à pressão das camadas superiores e, em consequência da compressão, certos minerais podem ficar orientados.

Rocha sedimentar detrítica

Rocha sedimentar, também designada por rocha detrítica, que se forma a partir de fragmentos sólidos ou por detritos obtidos pela meteorização e erosão de rochas pré-existentes - os sedimentos detríticos.
Nas rochas detríticas distinguem-se três componentes: os clastos, que são os elementos de maior tamanho; a matriz, constituída por elementos finos que envolvem os anteriores; e o cimento, constituído por material precipitado entre os clastos e a matriz. Qualquer destes componentes pode não se formar e, se a proporção do cimento for superior a vinte e cinco por cento, as rochas são consideradas de precipitação e não detríticas. Se não existir cimento nem matriz, a rocha é constituída por materiais soltos.
As rochas sedimentares detríticas não consolidadas correspondem a depósitos de sedimentos que não sofrem diagénese.

O grupo das rochas sedimentares detríticas consolidadas engloba:
- Rochas conglomeráticas, que resultam da cimentação de calhaus rolados que formam rochas consolidadas; a matriz inclui elementos de menores dimensões aglutinados pelo cimento (ex.: brechas).
- Arenitos, também designados por grés, que resultam da consolidação de areias. Possuem, geralmente, apenas um tipo de mineral, sendo o quartzo o mais abundante. Tendo em conta a natureza do cimento, os arenitos são chamados arenitos siliciosos, arenitos argilosos, arenitos calcários e arenitos ferruginosos.
- Siltitos, que resultam da consolidação de siltes, apresentando uma composição mineralógica variável.
- Argilitos, com origem na consolidação de argilas formadas pela meteorização química de vários silicatos. Quando puros, os argilitos são bancos e designam-se por caulino.

Figura 8 Rocha Sedimentar Detrítica (Retirado de
http://miguelcorreia25.terapad.com/resources/13312/assets/images/Rochas%
20Sedimentares/Arenito.jpg)

Rocha quimiogénica

Rocha sedimentar formada a partir de um processo de precipitação de substâncias químicas dissolvidas numa solução aquosa - sedimentos quimiogénicos. A precipitação destas subst âncias pode dever-se à evaporação da água, formando-se cristais que se acumulam e que constituem os evaporitos. Também se pode dever a outras reacções químicas desencadeadas pela alteração das condições do meio.
Alguns exemplos importantes de rochas de origem química são os calcários de precipitação e as rochas salinas (evaporitos como o gesso e o sal-gema).

Figura 9 Rocha Quimiogénica (Retirado de http://6500229692864201501-a-
1802744773732722657-s-sites.googlegroups.com/site/geologiaebiologia/s%C3%A9timo-
ano/dinamica-externa-da-terra/Sal%2520gema.jpg)

Rocha biogénica

Rocha sedimentar formada por restos de seres vivos ou por substâncias provenientes da sua decomposição - sedimentos biogénicos. As rochas biogénicas podem, também, ser designadas quimiobiogénicas, uma vez que é difícil distinguir, em determinadas situações, os processos inorgânicos dos bioquímicos.
Os calcários biogénicos e as rochas carbonáceas, como os carvões e os petróleos, constituem exemplos deste tipo de rochas:

- Os calcários biogénicos formam-se, essencialmente, pela acumulação de partes esqueléticas de seres vivos, ricas em carbonato de cálcio, ou por reacções de precipitação, mas iniciadas pela acção dos seres vivos. Os depósitos de carbonato de cálcio sofrem diagénese, originando rochas consolidadas.

- As rochas carbonáceas têm uma origem verdadeiramente orgânica ou biogénica. No seu processo de formação ocorre intervenção directa de matéria orgânica, resultante de seres vivos, sujeita a alterações químicas.

Figura  10 Rocha biogénica (Retirado de http://sites.google.com/site/geologiaebiologia/_/rsrc/1221202417885/s%C3%A9timo-
ano/dinamica-externa-da-terra/Rochas%20sedimentares.jpg)

Rochas Metamórficas

As rochas metamórficas são, essencialmente, o resultado da acção de factores de metamorfismo, como o calor e a pressão, sobre rochas pré-existentes. Por exemplo, após a formação das rochas sedimentares, caso a compactação e o afundamento continuem, o aumento da pressão e da temperatura desencadeia, nestas rochas, alterações naturais, não só ao nível dos seus componentes, mas também ao nível da sua estrutura. É através destes processos que se formam, no estado sólido, as rochas metamórficas.

Em situações extremas, quando a pressão e a temperatura atingem valores elevados, as rochas existentes entram num processo de fusão e, consequentemente, passam para o domínio das rochas magmáticas.

Além deste processo de formação de rochas metamórficas, em que a pressão e a temperatura são os factores dominantes, outros há em que a temperatura prevalece sobre a pressão (caso das rochas pré-existentes que contactam com uma intrusão magmática mais quente), ou pelo contrário, a pressão domina sobre a temperatura (como as rochas pré-existentes que ficam sujeitas a grandes esforços ou que sofrem o impacto de, por exemplo, um asteróide.

As texturas das rochas metamórficas são determinadas a partir do tamanho, forma e arranjos dos seus minerais.

Figura  11 Metamorfismo (Retirado de http://geomarco.com/htm/temas/metamorfismo4.jpg)

As rochas metamórficas têm:

. Estrutura gnassica: A maior parte dos minerais quase sempre não são visíveis a olho nu. Os minerais organizam-se em faixas paralelas, alterando os minerais claros e escuros os quais não se destacam facilmente.

. Estrutura xistosa: A maior parte dos minerais são invisíveis a olho nu. Existem faixas paralelas dos minerais.

Os principais tipos de metamorfismo são o metamorfismo regional e o metamorfismo de contacto.

Figura 12 Estrutura xistosa (Retirado de
http://www.rc.unesp.br/museudpm/rochas/metamorficas/serpentinitolamin.jpg )

Exemplos de rochas metamórficas:

Micaxisto

Tem uma xistosidade acentuada e é uma rocha muito dura, formada essencialmente, por quartzo e mica. Provêm geralmente de rochas argilosas, é formada por metamorfismo regional.

Figura 13 Micaxisto (retirado de
http://www.malhatlantica.pt/tic10_esgm/10C/10CAnaAntonioETiago/gnaisse2.gif)

Mármore

É originada de calcário exposto a altas temperaturas e pressão. Por este motivo as maiores jazidas de mármore são encontradas em regiões de rocha matriz calcária e actividade vulcânica. O mármore é uma rocha explorada para uso em construção civil.

Figura 14 Mármore (Retirado de
http://www.malhatlantica.pt/tic10_esgm/10C/10CAnaAntonioETiago/gnaisse2.gif )

Na nossa escola encontram-se as seguintes rochas:

Rochas magmáticas

. Brecha vulcânica;

. Sienito

. Sienito aplítico

. Sienito nefelínico 

. Pedra pomes

. Granito de textura granulosa

. Tufo vulcânico

. Traquito

. Diorito

. Granito aplítico

. Obsidiana 

. Andesite

. Basalto

. Granito pegmático

. Gabro

. Granito porfiroíde

. Traquito

. Lava vulcânica 

Rochas sedimentares

. Turfa

. Conglomerado

. Xisto argiloso

. Lenhite

. Estalactite

. Quartezito

. Calcário

. Pisolítico

. Argila caulino

. Marga

. Brecha

. Calcário conquífero

. Calcário comum

. Arenito

. Antracito

. Argila comum

. Sal-gema halite

. Travertino

. Arenito ferruginoso

. Calcário olítica

. Hulha

. Gesso

Rochas metamórficas

. Xisto mosqueado

. Corneana

. Ardósia

. Filádio

. Gneiss

. Cloritoxisto

. Talcoxisto

 .Micaxisto

 .Mármore