"Um homem deveria examinar por si mesmo a grande pilha de estratos superpostos ever os riachos carregando argila e as ondas desgastando as falsias marinhas parapoder compreender algo sobre a durao do tempo passado, cujos monumentosvemos em todo o nosso redor."

Amaior parte da superfcie terrestre, incluindo oassoalho ocenico, coberta de sedimentos. Dis-postos em camadas de partculas soltas, eles tmdiversas origens, reunidas em trs grupos. O primeirogrande grupo de sedimentos gerado pelo intemperismodos continentes. O segundo resulta dos restos de organis-mos que secretaram conchas minerais. Por fim, o terceiroconsiste em cristais inorgnicos que se precipitaram quan-do elementos qumicos dissolvidos nos oceanos e lagos secombinaram para formar novos minerais.

As rochas sedimentares foram uma vez sedimentos e,por isso, so o registro das condies da superficie terres-tre da poca e do lugar onde eles foram depositados. Osgelogos podem reconstruir o caminho de volta dessas ro-chas para inferir as reas-fonte dos sedimentos e os tiposde ambientes onde eles foram originalmente depositados.Por exemplo, o topo do Monte Everest composto de cal-crios fossilferos. Essa evidncia indica que muito antes

de ele ter sido soerguido, esse lugar - que agora o mais alto do mundo - fez parte doassoalho de um oceano.

O tipo de anlise utilizada para se fazer inferncias sobre as formaes rochosas dotopo do Monte Everest aplica-se exatamente da mesma forma para antigas linhas decosta, montanhas, plancies, desertos e pntanos de outras regies. Numa certa rea,por exemplo, o arenito pode registrar um tempo pretrito no qual as areias acumula-ram-se nas praias de um litoral que, desde muito, j no existe mais. J na rea vizinhadesse litoral, recifes de carbonato podem ter se acumulado ao longo do permetro deuma ilha tropical. Num local mais adiante, pode ter havido uma rea marinha de guarasa, na qual se depositaram sedimentos como lamas carbonticas, que, posteriormen-te, se tomaram estratos delgados de calcrios. Ao reconstrurmos tais ambientes, po-demos mapear continentes e oceanos de muito tempo atrs.

A partir do estudo das rochas sedimentares, inferncias complementares tambmso possveis. Pode-se reconstruir o passado para entender o posicionamento antigodas placas tectnicas e seus ulteriores movimentos, que podem revelar se os sedimen-tos se originaram em arcos vulcnicos, vales em rifte ou em montanhas em limites co-lisionais. Em alguns casos, onde os constituintes dos sedimentos e das rochas sedimen-

Rochas sedimentares e cielodas rochas 196

Ambientes de sedimentao 200

Estruturas sedimentares 203

Soterramento e diagnese: dosedimento rocha 206

Classificao das rochas sedimentares edos sedimentos elsticos 208

Classificao das rochas sedimentares e dossedimentos qumicos e bioqumicos 211

A tednica de placas e as baciassedimentares 219

CHARLES DARWIN

1961 Para Entender a Terra

tares so derivados da alterao de rochas preexistentes, po-dem-se formular hipteses sobre o clima antigo e o regime dointemperismo. Tambm podemos utilizar as rochas sedimenta-res formadas pela precipitao na gua do mar para ler a hist-ria da mudana do clima e da qumica dos oceanos da Terra.

O estudo dos sedimentos e das rochas sedimentares tem, damesma forma, grande valor prtico. O petrleo e o gs, nossasmais importantes fontes de energia, so encontrados nessas ro-chas. Do mesmo modo, elas contm grande parte do urnio uti-lizado na produo de energia nuclear. O carvo, um tipo parti-cular de rocha sedimentar, tambm utilizado para gerar ener-gia. As rochas fosfticas utilizadas para fabrico de fertilizantesso sedimentares, da mesma forma que grande parte do min-rio de ferro do mundo. O conhecimento sobre a formao des-ses tipos de sedimentos ajuda-nos a encontrar e utilizar essesrecursos limitados.

Por fim, devido ao fato de que praticamente todos os pro-cessos sedimentares acontecem prximo superfcie terrestre,onde a humanidade vive, eles fornecem os fundamentos para oentendimento dos problemas ambientais. Antigamente, estud-vamos as rochas sedimentares sobretudo para melhor exploraros recursos naturais citados antes. Cada vez mais, entretanto,estudamos essas rochas para melhorar nosso conhecimento so-bre o meio ambiente da Terra.

Neste captulo, veremos como os processos geolgicos, taiscomo o intemperismo, o transporte, a sedimentao e a dia-gnese, produzem sedimentos e rochas sedimentares. Des-

A eroso carrega as partculasproduzidas pelo intemperismo.

creveremos as composies, texturas e estruturas dos sedimentos e das rochas sedimentares e examinaremos comucorrelacion-los com os vrios tipos de ambientes em queso gerados. Ao longo do captulo, aplicaremos nosso conlecimento das origens dos sedimentos para o estudo dos prlrblemas ambientais humanos e para a explorao dos recursos energticos e minerais.

chas sedimentares e ciclo das~chas

Os sedimentos e as rochas sedimentares formadas a partir dele,so produzidos durante os estgios de superfcie do ciclo dillrochas (abordado no Captulo 4). Em outras palavras, ambosseformam depois que as rochas formadas no interior da crostaficam expostas na superfcie devido tectnica e antes de reternarem para nveis mais profundos, devido ao soterramento. O,processos que estruturam os estgios sedimentares do ciclodillrochas esto revistos na Figura 8.1.

lntemperismo O intemperismo fsico desagrega as rochas;ointemperismo qumico transforma minerais e rochas em slidaalterados, solues e precipitados.

Eroso A eroso mobiliza as partculas produzidas pelo internoperismo.

A deposio (ou sedimentao)ocorre quando as partculas se assentamou os minerais dissolvidos se precipitam.

o transporte por gua, geleiras evento move as partculas morro abaixo.

o soterramento ocorre medida que camadas de sedimentos acumulam-se e cornpac-tam as camadas depositadas anteriormente.

A diagnese - presso, calor e reaesqumicas - litifica os sedimentos, trans-formando-os em rochas sedimentares.

Figura 8.1 Os estgios sedimentares do ciclo das rochas compreendem vrios processos sobrepostos:intemperismo qumico e fsico, eroso, transporte, deposio, soterramento e diagnese.

I TransporteAs correntes de vento e de gua e o deslocamentodasgeleirastransportam partculas para novos lugares morroabaixooua jusante.

I Deposio (tambm chamada de sedimentao) As partcu-lassedimentares depositam-se quando o vento se aquieta, ascorrentesde gua se desaceleram, ou os bordos das geleiras sefundem.Essas partculas formam camadas de sedimentos noscontinentesou no leito marinho. No oceano ou nos ambientesaquticoscontinentais, formam-se precipitados qumicos quesdepositam,e conchas de organismos mortos so quebradas edepositadas.

I Soterramento medida que as camadas de sedimentos seacumulam,o material anteriormente depositado compactadoe,ento,soterrado na crosta terrestre.

I Diagnese A diagnese refere-se s mudanas fsicas e qu-micas- ineluindo presso, calor e reaes qumicas - pelasquaisos sedimentos soterrados so litificados e adquirem umanovaidentidade como rochas sedimentares.

Ossedimentos no sistema TerraPodemosver os estgios sedimentares do cielo das rochas co-mointeraesdos geossistemas da tectnica de placas e do cli-maquegovernam a superfcie terrestre e as pores rasas dacrosta.Por exemplo, o intemperismo e a eroso resultam das in-teraesda crosta slida e dos oceanos e atmosfera. Numa in-teraotpica, o intemperismo e o transporte podem aumentarcoma intensificao da chuva. O transporte leva os materiaisparaos stios de deposio. Quando os sedimentos so soterra-dos,comeam a sofrer a diagnese, Neste captulo e nos se-guintes,veremos como processos especficos, a exemplo dofluxode uma corrente aquosa, tm um papel nessas interaesdossistemas.

Amatria-prima do intemperismo e daeroso: partculas e substncias dissolvidasComovimos no Captulo 7, o intemperismo qumico e a frag-mentaomecnica das rochas na superfcie produzem tantoprodutosslidos como dissolvidos, e a eroso carrega esses ma-teriaisadiante. Os produtos finais so agrupados ou como sedi-mentoselsticos ou como sedimentos qumicos e bioqumicos .

CAPTULO 8 Sedimentos e Rochas Sedimentares 1197

Sedimentos elsticos As partculas elsticas so fragmentosde rocha fisicamente transportados e produzidos pelo intempe-rismo de rochas preexistentes. Os sedimentos elsticos soacumulaes de partculas elsticas. Essas partculas variam emtamanho, desde mataco e seixo at areia, silte e argila. Elastambm variam muito na forma. A ruptura ao longo de juntas,planos de acamamento e outras fraturas na rocha-matriz deter-mina a forma dos mataces, calhaus e seixos. Os gros de areiatendem a herdar suas formas dos cristais individuais da rocha-matriz, na qual eram anteriormente encaixados uns nos outros.

Os sedimentos elsticos so tambm chamados de silici-elsticos porque so produzidos pelo intemperismo de rochascompostas predominantemente por silicatos. A mistura de mi-nerais nos sedimentos elsticos varia. Minerais como o quartzoso resistentes ao intemperismo e, assim, so encontrados inal-terados nos sedimentos elsticos. Podem existir fragmentosparcialmente alterados de minerais, como o feldspato, que somenos resistentes ao intemperismo e, portanto, menos estveis.Alm disso, outros minerais dos sedimentos elsticos podemser neoformados, como os argilominerais. Onde o internperis-mo pouco intenso, muitos minerais que so instveis em con-dies superficiais sobrevivem como partculas elsticas. OQuadro 8.1 mostra trs conjuntos de minerais num afloramen-to tpico de granito.

Sedimentos qumicos e bioqumicos Os produtos dissolvidospelo intemperismo so ons ou molculas em soluo nas guasdos solos, rios, lagos e oceanos. Essas substncias dissolvidas soprecipitadas como reaes qumicas e bioqumicas. Os sedimen-tos qumicos formam-se no ou prximo ao local de deposio,geralmente na gua do mar. Os sedimentos bioqumicos consti-tuem-se de minerais no-dissolvidos de restos de organismos,bem como de minerais precipitados pelos processos biolgicos.Fazemos a distino entre esses dois tipos de sedimentos somen-te por convenincia, pois, na prtica, muitos sedimentos qumicose bioqumicos sobrepem-se. Na maior parte do mundo, a frag-mentao de rochas pelo intemperismo fsico muito maior que adissoluo causada pelo intemperismo qumico. Assim, os sedi-mentos elsticos so cerca de 10 vezes mais abundantes na crostaterrestre do que os qumicos e bioqumicos.

Os sedimentos bioqumicos em ambientes marinhos rasosconsistem em camadas de partculas sedimentares precipitadasbiologicamente, tais como conchas inteiras ou quebradas. svezes, as conchas podem ser transportadas e, posteriormente,

.Quadro 8.1 Minerais que permanecem nos sedimentos elsticos derivados de um aflora-

mento mdio de granito sob diferentes intensidades de intemperismo_'"

Intensidade do intemperismo

Baixa Mdia Alta

Quartzo Quartzo Quartzo

Feldspato Feldspato Argilominerais

Mica Mica

Piroxnio Argilominerais

Anfiblio

198 Para Entender a Terra---'

quebradas e depositadas como sedimentos biocIsticos. Essessedimentos de guas rasas consistem, predominantemente, emdois minerais de carbonato de clcio - calcita e aragonita - empropores variveis. Outros minerais, como fosfatos e sulfa-tos, so abundantes apenas em certos locais.

No oceano profundo, os sedimentos bioqurnicos so cons-titudos de conchas de poucos tipos de organismos. Elas socompostas predominantemente de calcita, um mineral de car-bonato de clcio, mas a slica tambm pode estar consideravel-mente precipitada em algumas partes das profundezas mari-nhas. Como essas partculas bioqumicas acumulam-se emguas muito profundas, onde a agitao por correntes que trans-portam sedimentos rara, as conchas dificilmente formam se-dimentos bioclsticos.

Outros sedimentos qumicos formam-se por processos inor-gnicos. Por exemplo, a evaporao da gua do mar freqente-mente leva precipitao de camadas compostas por gipsita ouhalita. Esses sedimentos formam-se em climas ridos, em lo-cais onde um brao do mar ficou suficientemente isolado paraque a evaporao pudesse concentrar os elementos qumicosdissolvidos na gua at o ponto de precipitao.

Transporte e deposio: a viagem at o stiodeposicionalDepois de se formarem pelo internperismo e pela eroso, aspartculas elsticas e os ons dissolvidos comeam uma viagemat o local de sedimentao. Essa viagem pode ser muito longa;por exemplo, ela pode estender-se por milhares de quilmetrosdesde os tributrios do rio Mississipi, nos contrafortes dasMontanhas Rochosas, at os pntanos da Louisiana.

A maioria dos agentes de transporte carrega material morroabaixo. Uma rocha que cai de um penhasco, a areia que carre-gada por um rio que desgua no mar e as geleiras que vagarosa-mente deslizam morro abaixo so, todas elas, respostas forada gravidade. Embora os ventos possam levar materiais de lo-cais mais baixos para mais elevados, no longo percurso em quetransportam areia e p, a gravidade acaba sendo inexorvel, eessas partculas depositam-se em resposta a sua atrao. Quan-do uma partcula soprada pelo vento cai no oceano e sedirnenta-se atravs da gua, ela "presa". Ela pode ser movimentada denovo somente por uma corrente ocenica, a qual transporta ape-nas para outro stio deposicional do prprio fundo marinho.

os ambientes marinhos, as partculas produzidas porpecessos qumicos ou bioqurnicos podem ser transportadas dei.de a rea onde foram formadas at locais prximos ao stiodedeposio. As correntes marinhas que transportam sedirnenncomo as correntes de mar (ver Captulo 18), atuam em percasos mais curtos que os dos grandes rios continentais. O peqeno percurso de transporte dos sedimentos qumicos ou bioqumicos contrasta com as grandes distncias de deslocamentcdssedimentos siliciclsticos.

As correntes como agentes de transporte de partculas els-ticas A maioria dos sedimentos transportada por corrente dear ou de gua. A enorme quantidade de todos os tipos de sedimentos encontrada nos oceanos resulta, principalmente, daupacidade de transporte dos rios, que anualmente carregam UI1llcarga de sedimentos slidos e dissolvidos de cerca de 25 bilhes de toneladas (250 x 10 14 g).

As correntes de ar tambm movem materiais, mas em qutidade muito menor que a dos rios e correntes ocenicas. Qudo as partculas so levantadas por fluidos como o ar ou a gas correntes carregam-nas adiante na direo do vento ourio. Quanto mais forte a corrente - isto , quanto mais rpiela flui -, maiores so as partculas que ela transporta.

Fora da corrente, tamanho da partcula e seleo A sementao comea onde o transporte termina. Para partculelsticas, a fora que controla a sedimentao predominantemente resultante do efeito da gravidade. As partculas tendemassentar-se sob a atrao gravitacional. Essa tendncia ope-s capacidade de uma corrente carregar uma partcula. Emborseja uma lei bsica da fsica que, no vcuo, as partculas dqualquer tamanho e densidade caem no solo com mesma vekcidade, essa lei no se aplica a partculas num fluido. ele,(gros maiores assentam-se mais rpido que os menores. A ~locidade de assentamento proporcional densidade e aotrnanho da partcula. Os minerais mais comuns nos sedimenttm, aproximadamente, a mesma densidade (cerca de 2,6 a2g/cm '), Portanto, utilizamos o tamanho, que mais convenietemente medido que a densidade, como indicador da velocilde de assentamento de minerais na sedimentao.

Quando uma corrente que est carregando partculas de 1rios tamanhos se desacelera, ela no pode mais continuar lev;do as partculas maiores suspensas, que, ento, se depositaQuando a corrente se desacelera ainda mais, as partculas n

Figura 8.2 Quando as correntesdiminuem a velocidade, os sedimentossegregados de acordo com o tamanhopartcula. O grupo relativamentehomogneo de gros de areia da esque bem selecionado; o grupo da direita Ipobremente selecionado. [Bill Lyons]Areia bem selecionada Areia pobremente selecionada

norestambmse assentam. Por fim, quando a corrente pra porcompleto,mesmo as menores partculas se depositam. Mais es-pecificamente,as correntes segregam as partculas nos seguin-tesmodos:

I Correntesfortes (mais velozes que 50 crn/s) carregam casca-lhocomum abundante suprimento de detritos grossos e finos.Taiscorrentesso comuns em riachos que fluem velozmente emterrenosmontanhosos, onde a eroso rpida. O cascalho de-positadona praia, em locais onde as ondas erodem costas rocho-sas.Asgeleirasproduzem e depositam detritos elsticos de todosostamanhosquando se movem para jusante.

I Correntes moderadamente fortes (velocidade entre 20-50em/s)depositam camadas de areia. As correntes de fora mode-radasocomuns na maioria dos rios, que carregam e depositamareiaemseus canais. Inundaes que fluem rapidamente podemespalharareia na plancie do vale fluvial. Os ventos tambmtransportame depositam areia, especialmente nos desertos; asondase as correntes depositam areia em praias e oceanos.

I Correntes fracas (velocidade menor que 20 crn/s) carregamlama,composta pelas menores partculas elsticas. Essas cor-rentessoencontradas na plancie de um vale fluvial quando asinundaesrecuam vagarosamente ou param de escoar. Em ge-ral,as lamas so depositadas no oceano a alguma distncia dapraia,onde as correntes so muito lentas para carregar at mes-moasfinas partculas em suspenso. Grande parte do fundo domaraberto coberto por partculas de lama originalmentetransportadaspelas ondas superficiais e correntes ou pelo ven-to.Todasessas partculas assentam-se vagarosamente em pro-fundidadesonde as correntes e ondas no atuam, at alcana-rem,por fim, o assoalho ocenico.Comovemos, as correntes podem comear carregando par-

tculasde tamanhos muito diversos e, medida que variam avelocidade,essas partculas vo se separando. Uma correntefortee rpida pode depositar uma camada de cascalho, enquan-tomantmareias e lamas em suspenso. Se a corrente enfra-quecee desacelera, depositar uma camada de areia sobre a decascalho.Se parar completamente, ento depositar uma cama-dade lama no topo da camada de areia. Essa tendncia de se-gregarsedimentos de acordo com o tamanho, medida que va-riaa velocidade da corrente, chamada de seleo. Um sedi-mentobem selecionado consiste em partculas de tamanho pre-dominantementeuniforme. Um sedimento pobremente selecio-nadocontm partculas de muitos tamanhos (Figura 8.2).

O transporte das partculas no contnuo, mas intermiten-te.Ascorrentes rpidas transformam-se em fluxos fracos ou pa-raminteiramente. Um rio pode transportar grandes quantidadesdeareia e cascalho quando suas margens extravasam, mas eleabandonaessa carga assim que a inundao recua e somentevoltaa apanh-Ia e carreg-Ia para locais ainda mais distantesquandoda prxima cheia. Ventos fortes podem carregar grandesquantidadesde p por poucos dias para, ento, aquietar-se e de-positaro material como uma camada de sedimentos. Da mesmaforma,as mars fortes ou outras correntes de gua rasa nos lito-raispodem transportar partculas erodidas de sedimentos de car-bonatode clcio, depositados anteriormente, para lugares maisdistantescosta afora e abandon-Ias l. Os processos de intem-perismoqumico e fsico continuam durante o transporte. Esses

CAPTULO 8 Sedimentos e Rochas Sedimentares 11 99

CurtaDistncia do transporte

Moderada Longa

Maior,mais anguloso

Menor,mais arredondado

Figura 8.3 O transporte reduz o tamanho e a angularidade daspartculas elsticas. Os gros tornam-se arredondados e umpouco menores medida que so transportados, embora suaforma geral possa no mudar significativamente.

processos, assim como os agentes de transporte, que so maisrpidos, tendem a operar de forma intermitente.

Enquanto as correntes de gua e vento esto transportandopartculas, o intemperismo fsico continua. Seus processos afe-tam as partculas de dois modos: reduzindo o tamanho delas earredondando os fragmentos originalmente angulosos (Figura8.3). medida que vo sendo transportadas, as partculas tom-bam e chocam-se umas com as outras ou friccionam-se contra osubstrato rochoso. Os seixos ou gros maiores que colidemenergicamente podem quebrar-se em dois ou mais pedaos me-nores. Choques mais fracos podem lascar pequenos pedaos dasbordas e dos cantos. A abraso causada pelo substrato rochoso,associada aos impactos entre os gros, tambm arredonda aspartculas, desgastando-as e suavizando as arestas e as pontas.Esses efeitos aplicam-se maioria das partculas grandes, ha-vendo pouca abraso na areia e no silte causada por impacto.

o intemperismo qumico intermitente Embora o materialelstico ainda esteja em contato com os principais agentes dointemperismo qumico - gua mais oxignio e dixido de car-bono da atmosfera -, as reaes lentas do intemperismo notm muito efeito durante os breves perodos em que o materialest sendo de fato transportado por uma corrente. A maior par-te do intemperismo qumico ocorre durante um longo perodointermitente, quando o sedimento est temporariamente depo-sitado antes de ser apanhado de novo pela corrente. Por exem-plo, quando um rio inunda seu vale por poucos dias, depositaareia, silte e argila. Depois que a inundao recua, o intempe-rismo qumico dos depsitos recomea e prossegue at a prxi-ma cheia, que pode carregar o sedimento da inundao anterior,redepositando-o mais longe a jusante, onde novamente come-ar a sofrer intemperismo qumico.

Dessa maneira, os episdios de transporte e deposio po-dem alternar-se com os de intemperismo qumico. A deposiopode ser intermitente e o tempo total entre a formao dos de-tritos elsticos e sua deposio final pode ser de muitas cente-

200' Para Entender a Terra

nas ou milhares de anos, dependendo da distncia at a rea dedeposio final e do nmero de paradas ao longo do caminho.As partculas c1sticas erodidas nas cabeceiras do rio Mississi-pi, situadas nas montanhas no oeste de Montana (EUA), porexemplo, levam centenas de anos para viajar os 3.200 km dosrios Missouri e Mississipi at o Golfo do Mxico. Durante essalonga jornada, os intemperismos fsico e qumico podem afetaras partculas que esses rios carregam.

Oceanos e lagos: tanques de mistura qumica O fator de con-trole da sedimentao qumica e bioqumica mais qumico doque gravitacional. Substncias qumicas dissolvidas na guadurante o intemperismo so carregadas por ela como uma solu-o homognea. Materiais como os ons de clcio dissolvidosformam a prpria soluo aquosa, de modo que a gravidade notem como atuar para a deposio isolada dos mesmos. Como osmateriais dissolvidos fluem rio abaixo, eles entram definitiva-mente nas guas de lagos ou oceanos.

Os oceanos podem ser pensados como imensos tanques demistura qumica. Os rios, a chuva, o vento e as geleiras constan-temente levam materiais dissolvidos para eles. Alm disso, pe-quenas quantidades de materiais dissolvidos entram no oceanopelas reaes qumicas entre a gua e o basalto quente das dor-sais mesocenicas. O oceano est continuamente perdendogua, que evapora de sua superfcie. Todavia, os volumes de en-trada e sada de gua dos oceanos so to exatamente equilibra-dos que eles permanecem constantes por curtos intervalos dotempo geolgico, como anos, dcadas ou mesmo sculos. Emgrandes escalas de milhares a milhes de anos, entretanto, oequilbrio pode mudar. Durante as Idades do Gelo, por exemplo,quantidades significativas de gua do mar foram convertidas emgelo glacial e o nvel do mar foi rebaixado por mais de 100 m.

A entrada e a sada de materiais dissolvidos so, da mesmaforma, equilibradas. Cada um dos vrios componentes da guado mar participa de alguma reao qumica ou bioqumica que,por fim, se precipita da gua e se deposita no assoalho marinho.Como resultado, a salinidade do oceano - a quantidade total desubstncias dissolvidas num dado volume de gua do mar -mantm-se constante. Considerando todos os oceanos do mun-do, a precipitao equilibra o influxo total de materiais dissol-vidos pelo intemperismo continental e pela atividade hidroter-mal das dorsais mesocenicas - que outra maneira, ainda, pe-la qual o sistema Terra mantm seu equilbrio.

Podemos entender alguns dos mecanismos que sustentamesse balano qumico ao analisarmos o balano do clcio. Es-se elemento um importante componente do mais abundanteprecipitado bioqumico formado nos oceanos: o carbonato declcio (CaCO)). O clcio dissolvido quando o calcrio e ossilicatos que o contm - como certos feldspatos e piroxnios -alteram-se nos continentes, liberando-o como ons (Ca2+) queso levados para os oceanos. A, vrios organismos marinhoscombinam, por meio de processos bioqumicos, ons de clciocom ons de bicarbonato (HC03 -), tambm presentes na guado mar, para formar conchas de carbonato de clcio. O clcio,que entra no oceano como on dissolvido, sai dele como sedi-mento slido quando os organismos morrem e suas conchassedimentam-se e acumulam-se como sedimento de carbonatode clcio sobre o fundo marinho. Por fim, processos ps-depo-sicionais transformam o carbonato de clcio em calcrio. Des-sa forma, o balano qumico que mantm constante o nvel de

clcio dissolvido no oceano , em parte, regulado pelasatilldades dos organismos.

Mecanismos no-biolgicos tambm mantm o balanoquimico nos oceanos. Por exemplo, ons de sdio (Na") levadopa-ra os oceanos reagem quimicamente com ons de cloro (C1-)pa-ra formar o precipitado de c1oreto de sdio (NaCI). Issoacenece quando a evaporao eleva a quantidade de ons de sdioecloro para alm do ponto de saturao. Como vimos noCaptu103, as solues cristalizam minerais quando se tomam tosaturadas com os materiais dis olvidos que no podem maiscont-los, A intensa evaporao necessria para a cristalizaosal ocorre nas guas rasas e quentes dos braos de mar.

A sedimentao orgnica , tambm, outro tipo de precipltao bioqumica. A vegetao pode ser preservada durantetcadas em pntanos e se acumular como matria orgnicaconcentrada, turfa, a qual contm mais de 50% de carbono.A turfa , por fim, soterrada e transformada pela diagnese emcarovo. Tanto em guas de lagos como de oceanos, os restosdea)gas, bactrias e outros organismos microscpicos podemacumular-se em sedimentos como matria orgnica que, porsuavez, pode ser transformada em petrleo e gs.

UkDlt>ientesde sedimentaoDentre as vrias maneiras pelas quais a sedimentao podeserclassificada, os gelogos estabeleceram o conceito de ambiente de sedimentao como o mais til. Um ambiente de sedlmentao um Iugar geogrfico caracterizado por uma combinao particular de processos geolgicos e condies arnbieatais (Figura panormica 8.4). Os ambientes de sedimentaoso freqentemente agrupados por sua localizao, seja noscontinentes, em regies costeiras ou, ainda, nos oceanos. Acondies ambientais incluem:

O tipo e a quantidade de gua (oceano, lago, rio e terra rida);

O relevo (terras baixas, montanha, plancie costeira, oceanoraso e oceano profundo);

A atividade biolgica.

Os processos geolgicos incluem as correntes que transportam e depositam os sedimentos (gua, vento e gelo), o posicionamento na placa tectnica, que pode afetar a sedimentao eosoterramento dos sedimentos, e a atividade vulcnica. Assim,um ambiente praial considera conjuntamente as dinmicas dasondas aproximando-se e arrebentando no litoral, as correntesresultantes e a distribuio dos sedimentos na praia.

Os ambientes de sedimentao esto relacionados com seuposicionamento na placa tectnica. Por exemplo, o ambiente deuma trincheira ocenica profunda encontrado numa zonadesubduco, enquanto espessos depsitos aluviais (fluviais) es-to tipicamente associados a montanhas formadas pela colisode continentes. Os ambientes de sedimentao podem ser afe-tados ou determinados tanto pelo clima como pela tectnicaPor exemplo, um ambiente desrtico tem um clima rido; umambiente glacial, frio.

CAPTULO 8 Sedimentos e Rochas Sedimentares 1201

o SISTEMA TERRA

OS AMBIENTES DE SEDIMENTAO RESULTAM DA INTERAO DE MLTIPLOS FATORES

Atmosfera, hidrosfera,litosfera e biosferainteragem ...

o...e suas interaes espec-ficas criam ambientes desedimentao comsedimentos especficos.

Deserto

GAmbientes continentais lago

Agente de trans- Correntes lacustres,DOs ambientes continentais porte ondas

mostram uma grande variao Sedimentos Areia e lama,

de temperatura e precipitao preci~itados salinosem c imas ridosde chuva.

Clima rido a mido

Processos orgnicos Organismos de guadoce e precipitados

5Ambientes costei ros Delta

Agente de trans- Correntes fluviais, ondas11Os ambientes costeiros so porte

dominados pela ao de ondas, Sedimentos Areia e lama

mars e correntes. Clima rido a mido

Processos orgnicos Soterramento dedetritos vegetais

QAmbientes marinhos Mar profundo

Agente de trans-porte

Sedimentos

Correntes ocenicasCorrentes de turbidez

Lama e areia

DOs ambientes marinhos soinfluenciados principalmentepelas correntes.____________ ~Processos orgnicos Deposio de restos

de organismos

Processosorgnicos eorganismosque modificamos sedimentos

localizaogeogrfica eposicionamentona placa tectnica

Sedimentos depositados I

\4D Recife orgnico

AluvialQ

Desrtico Glacial

Correntes fluviais Vento Gelo, gua de degelo

Areia, lama e cascalho Areia e p Areia, lama e cascalho

rido a mido

Matria orgnica em dep-sitos lamosos de inundao

rido

Pouca atividadeorgnica

Frio

Pouca atividadeorgnica

6 7t_~-Praia Plancies de mar

Ondas, correntes de mar Correntes de mar

Areia e cascalho Areia e lama

rido a mido rido a mido

Pouca atividade orgnica Organismos misturadosaos sedimentos

Plataforma continental Margem continentalRecifes orgnicos

Ondas e mars Ondas e mars Correntes ocenicase ondas

Lama e areia

Deposio de restosde organismos

Areia e lama

Deposio de restosde organismos

Organismos calcificados

Secreo de carbonatospor corais e outrosorganismos

Figurapanormica 8.4 Um ambiente de sedimentao caracterizado por um conjunto particular de condies ambientais eprocessosgeolgicos.

Os ambientes de sedimentao elsticos so aqueles constitudos predominantemente por sedimentos elsticos. Exemplsdesses so os ambientes aluviais (correntes fluviais) contine.tais, desrticos, lacustres e glaciais, bem como os ambienscosteiros, transicionais entre os continentais e os marinhos:deitas, praias e plancies de mar. Nessa categoria, esto tambmincludos os ambientes ocenicos da plataforma continental,damargem continental e do assoalho ocenico profundo, onde

A dinmica das ondas, das mars e das correntes em praias are- areias e lamas so depositadas. Os sedimentos desses ambieanosas domina os ambientes costeiros (ver Figura panormica tes elsticos so freqentemente chamados de sedimentos ter.8.4). ~s ?rganismos pod~m ser a?undant:s ne,ss~s guas rasas, rgenos, para indicar sua origem do continente.mas nao influenciam muito a sedimentao elstica, exceto on- r Ambientes de sedimentao qumicos e bioqumicossode os ~~dimentos c.arbon~cos tan:bm so abundantes. Entre aqueles caracterizados principalmente pela precipitao qumi.os am lentes costeiros, po emos citar: ca e bioqumica (Quadro 8.2). De longe, os mais abundans

so os ambientes carbonticos -locais marinhos onde o cartonato de clcio, principalmente de origem bioqumica, o principal sedimento. Centenas de espcies de moluscos e outrosorganismos invertebrados, bem como algas calcrias (contendoclcio), secretam materiais e conchas carbonticas. Vriaspopulaes desses organismos vivem em diferentes profundidades da gua, tanto em reas calmas como em lugares ondeasondas e as correntes so fortes. Quando eles morrem, suasconchas se acumulam para formar o sedimento.

Os ambientes carbonticos, com exceo daqueles demarprofundo, so encontrados predominantemente nas regiesocenicas tropicais ou subtropicais mais quentes, onde ascoadies qumicas favorecem a precipitao de carbonato declcio. Essas regies contm recifes orgnicos, praias de areiacarobontica, plancies de mar e margens carbonticas rasas. Empoucos lugares, os sedimentos carbonticos podem formar-se

202 [Para Entender a Terra

Ambientes continentais_ \J Os ambientes de sedimentao em continentes so diversos, de-

vido ao grande intervalo de variao de temperatura e precipi-tao de chuva na superfcie. Esses ambientes so estruturadosno entorno de rios, desertos, lagos e geleiras (ver Figura pano-rmica 8.4).

..-~ Um ambiente aluvial inclui um canal fluvial, as margens docanal e o fundo plano do vale, em ambas as margens do canal,que inundado quando o rio transborda. Os rios esto presen-tes em todos os continentes, exceto na Antrtida, de modo queos depsitos aluviais esto amplamente distribudos. Os orga-nismos so abundantes nos depsitos de inundao lamacentose so responsveis pelos sedimentos orgnicos. O clima variade rido a mido.

Um ambiente desrtico rido. Os sedimentos num desertoformam-se pela combinao da ao do vento com o trabalhodos rios (na maioria intermitentes) que correm nele. A aridez ini-be o crescimento orgnico, de modo que os organismos tm pou-co efeito nos sedimentos. As dunas de areia do deserto propor-cionam um ambiente arenoso especial.

_ V Um ambiente lacustre controlado pelas ondas relativamentepequenas e pelas correntes moderadas dos corpos interiores degua doce ou salina. A sedimentao qumica de matria orgni-ca ou de carbonatos pode ocorrer em lagos de gua doce. Os la-gos salinos, como aqueles encontrados em desertos, evaporam eprecipitam diversos minerais evaporticos, como a halita. OGrande Lago Salgado! (EUA) um exemplo.

Um ambiente glacial dominado pela dinmica das massas degelo em movimento e caracterizado pelo clima frio. A vegeta-o est presente, mas tem pouco efeito no sedimento. Nas bor-das de derretimento de uma geleira, as correntes da gua do de-gelo formam um ambiente aluvial transicional.

Ambientes costeiros

ambientes deltaicos, onde os rios desembocam em lagos ouno mar;

;t> ambientes de plancie de mar, onde extensas reas expostasna mar baixa so dominadas por correntes de mar;

"- ambientes praiais, onde as ondas fortes que se aproximam earrebentam no litoral distribuem os sedimentos na praia, deposi-tando faixas de areia ou cascalho.

Ambientes marinhosOs ambientes marinhos geralmente so subdivididos de acordocom a profundidade da gua, que determina os tipos de corren-tes encontrados nos locais ocenicos (ver Figura panormica8.4). Alternativamente, eles podem ser classificados com basena distncia at a margem continental:

Ambientes de plataforma continental esto localizadoselguas rasas distantes das praias continentais, onde a sedirreno controlada por correntes relativamente calmas. A sedinetao pode ser elstica ou qumica, dependendo da fonteded>ticos e da intensidade da produo de carbonato por organismou das condies de formao de evaporitos.

Recifes orgnicos so compostos por estruturas carboncsformadas de material secretado por organismos, construfdassbre as plataformas continentais ou em ilhas vulcnicas ocencs

Ambientes de margem continental so encontrados nasguIDmais profundas das margens continentais, onde o sedimentoidepositado por correntes de turbidez. Uma corrente de turbideziuma avalancha submarina turbulenta de sedimento e gua qesmove vertente abaixo .

Ambientes marinhos profundos compreendem todos osassoolhos do oceano profundo, distante dos continentes, onde asgu~calmas so perturbadas apenas ocasionalmente por corrensocenicas. Entre esses ambientes, pode-se citar o talude continental, que construdo por correntes de turbidez deslocandospara longe das margens continentais; as plancies abissais,~quais acumulam sedimentos supridos predominantemente poresqueletos de plncton, provenientes de guas mais superficiais;e as dorsais mesocenicas.

Ambientes de sedimentao elsticos versusqumicos e bioqumicos

CAPTULO 8 Sedimentos e Rochas Sedimentares 1203

Ambiente Agente de precipitao Sedimentos

Quadro8.2 Principais ambientes de sedimentao qumicos e bioqumicos

COSTEIRO E MARINHO

Carbontico(inclusiverecifes,mar profundo, etc.)

Evaporito

Silicosos:mar profundo

Organismos conquferos, algumas algas,precipitao inorgnica da gua do mar

Evaporao da gua do mar

Organismos conquferos

CONTINENTAL

Evaporito Evaporao da gua lacustre

Pntano Vegetao Turfa

emguasmais frias, que so supersaturadas em carbonato -guasque geralmente esto abaixo de 20C, tais como algumasregiesdo Oceano ndico no sul da Austrlia. Os sedimentoscarbontlcosde guas frias so predominantemente materiaisconquferosde calcita.

Umambiente evaportico forma-se numa enseada ou braodemar,onde a taxa de evaporao da gua quente maior queamisturacom a gua do mar aberto com a qual est conectada.Ataxae o tempo de evaporao controlam a salinidade da guadomar submetida a esse processo e, assim, os tipos de sedi-mentosformados. Ambientes evaporticos tambm se formamemlagossem rios emissrios. Tais lagos podem produzir sedi-mentosde halita, borato, nitratos e outros sais.

Ambientes silicosos so ambientes marinhos profundos es-peciais,cujo nome se refere aos restos de carapaas silicosasnelesdepositados. Os organismos que secretam slica desenvol-vem-sena superfcie das guas, onde os nutrientes so abun-dantes.Suas carapaas assentam-se no assoalho do oceano eacumulam-seem camadas de sedimentos silicosos.

~m-uturas sedimentaresTodosos tipos de acamamento e muitas outras superfcies for-madasdurante a deposio so chamados de estruturas sedi-mentares.O acamamento, ou estratijicao, uma feio co-mumdos sedimentos e das rochas sedimentares. As camadasparalelasde diferentes tamanhos de gro ou composio indi-camsucessivas superfcies deposicionais. O acamamento podeserdelgado, com espessura da ordem de centmetros ou mesmomilmetros.No extremo oposto, o acamamento pode ter espes-surade metros ou mesmo muitos metros. Grande parte do aca-mamento horizontal, ou prximo a isso, no tempo de deposi-o.Alguns tipos de acamamento, entretanto, formam-se comaltosngulos em relao horizontal.

Areias e lamas carbonticas, recifes

Gipsita, halita, outros sais

Slica

Halita, boratos, nitratos, carbonatos eoutros sais

Estratificao cruzadaA estratificao cruzada consiste em conjuntos de materialestratificado, depositado pelo vento ou pela gua, nos quais aslminas inclinam-se em relao horizontal segundo ngulosde at 35 (Figura 8.5). Os estratos cruzados formam-se quan-do os gros so depositados sobre os planos mais inclinados, nosentido da corrente (ajusante), das dunas de areia sobre o solo,ou das barras arenosas em rios e sob o mar. A estratificao cru-zada em dunas arenosas depositadas pelo vento pode ser com-plexa, como resultado da rpida mudana das direes do agen-

Figura 8.5 Estratificao cruzada num ambiente desrtico. Avariao nas direes da estratificao cruzada deste arenitodeve-se s mudanas na direo do vento no tempo em que asdunas foram depositadas. Arenito Navajo, Parque Nacional Zion,sudoeste de Utah (EUA). [Peter Kresan]

2041 Para Entender a Terra

te de transporte. A estratificao cruzada comum em arenitos(Figura 8.6) e tambm encontrada em cascalhos e alguns se-dimentos carbonticos. Ela mais fcil de ser observada emarenitos do que em areias, nas quais, geralmente, deve ser aber-ta uma trincheira ou, de outro modo, ser escavadas para ver-seuma seco transversal das mesmas.

Estratificao gradacionalA estratificao gradacional- muito comum em sedimentosdo talude continental e marinho profundo depositados por umavariedade especial de corrente de fundo chamada corrente deturbidez (ver Captulo l7). Cada camada numa estratificaogradacional progride desde gros grossos na base at gros fi-nos no topo. A gradao indica uma diminuio da corrente quedepositou os gros. Um acamamento gradacional ' consiste emuma srie de camadas de gros grossos a finos, cuja espessuravaria, normalmente, desde poucos centmetros a muitos metros,as quais formavam leitos horizontais, ou prximos a isso, aotempo de deposio. As acumulaes de muitas camadas gra-dacionais individuais podem alcanar uma espessura total decentenas de metros. Um pacote de camadas formado como re-sultado da deposio de uma corrente de turbidez chamado deturbidito.

Marcas onduladasAs marcas onduladas ou ondulaes so dunas de areia ou sil-te muito pequenas cuja dimenso mais longa est em ngulo re-to com a corrente. Elas formam cristas, ou corrugaes, peque-nas e estreitas, geralmente de apenas um ou dois centmetros dealtura, separadas por calhas mais largas. Essas estruturas sedi-mentares so comuns tanto em areias modernas como em areni-tos antigos (Figura 8.7). As ondulaes podem ser observadasnas superfcies das dunas expostas ao vento, em barras arenosas

Desertos Praias~~"t-Ir: " , > ---.s--:Lado montante,de onde vem acorrente (barlavento)-.

lado jusante.para ondeva i a corren~(sotavento)

/

Estratificao cruzada

Figura 8.6 A estratificao cruzada forma-se quando os grosso depositados sobre o plano mais ngreme e inclinado nosentido da corrente (para jusante) de uma duna ou marcaondulada.

subaquticas de correntes rasas e sob as ondas nas praias.0,gelogos podem distinguir ondulaes simtricas feitas pelovaivm das ondas numa praia de ondulaes assimtricasformadas por correntes movendo-se numa nica direo sobrebarras arenosas fluviais ou dunas elicas (Figura 8.8).

Figura 8.7 (Esquerda) Marcas onduladas em areias de uma praia atual. [RaymondSiever] (Direita) Marcas onduladas em um arenito antigo. [Reg Morrison/Auscape]

Ondulaes simtricas(praia)

Ondas

\~

~

Inclinaes iguais

CAPTULO 8 Sedimentos e Rochas Sedimentares 1205

Ondulaes assimtricas(duna e barra arenosafluvial)

Inclinaosuave

Inclinaongreme

/Vento ou gua

/

Figura8.8 As formas das ondulaes na areia de uma praia, produzidas pelo vaivm das ondas,sosimtricas. J as ondulaes em dunas elicas e barras arenosas de rios, produzidas pelomovimentoda corrente numa nica direo, so assimtricas.

Estruturasde bioturbaoA estratificao em muitas rochas sedimentares apresenta-sequebradaou rompida por tubos aproximadamente cilndricos,depoucoscentmetros de dimetro, que se estendem vertical-menteatravs de muitas camadas. Essas estruturas sedimenta-ressoremanescentes de furos e tneis escavados por molus-cos,vermes e muitos outros organismos marinhos que vivemnofundodo mar. Tais organismos retrabalham os sedimentosexistentesescavando atravs das lamas e areias - um processochamadode bioturbao. Eles ingerem os sedimentos em bus-cadaspequenas quantidades de material orgnico que contm

Figura 8.9 Estruturas de bioturbao. Pensa-se que estesrastrosforam feitos por trilobitas que viveram em sedimentoslamososdo Cambriano Mdio, em Montana (EUA), h cerca de500 milhes de anos. Esta rocha est entrecruzada por traos etneisfossilizados, ancestralmente escavados na lama pororganismos. [Chip Clark]

e deixam para trs sedimentos retrabalhados, que preenchem osfuros (Figura 8.9). A partir das estruturas de bioturbao, osgelogos podem deduzir o comportamento dos organismos queescavaram os sedimentos e, assim, reconstruir os ambientes desedimentao.

Ciclos sedimentaresou seqncias de camadasOs ciclos sedimentares so estruturados por camadas interca-ladas e verticalmente empilhadas de arenito, folhelho e outrostipos de rochas sedimentares. Uma seqncia pode consistir emarenito com estratificao cruzada, sobreposto por siltito bio-turbado, e este, por sua vez, superposto por arenito com marcasonduladas - em qualquer combinao de espessuras para cadatipo de rocha da seqncia. Os ciclos de camadas fornecem aosgelogos idias sobre a histria dos eventos antigos que ocorre-ram na superfcie terrestre.

Os ciclos sedimentares ajudam os gelogos a reconstruircomo ocorreu toda a seqncia de deposio dos sedimentos.A Figura 8.10 mostra um ciclo de camadas tipicamente for-mado por rios. Um rio deposita seqncias repetitivas que seformam quando o canal migra lateralmente no fundo do vale.A parte inferior de cada seqncia representa os sedimentosdepositados na poro mais profunda do canal, onde as corren-tes so mais fortes. A parte superior representa os sedimentosdepositados nas pores mais rasas, onde as correntes so maisfracas. Um tpico ciclo formado dessa maneira consistir emsedimentos que gradam, em direo ao topo, desde grossos atfinos. Camadas com estratificao cruzada de grande porte se-ro encontradas na base, seguidas por estratificao cruzada depequeno porte e, no topo, por laminao horizontal. Na cama-da de topo com laminao horizontal, os sedimentos finos acu-mulam-se na parte mais rasa do canal, onde as correntes maisfracas permitem que o material em suspenso seja decantado,depositando-se em camadas horizontais. Atualmente, existem

2061 Para Entender a Terra

1 m

Figura 8.10 Areias e cascalhos de um cicloaluvial tpico. Esse tipo de ciclo formado pelamigrao de uma barra de pontal num riomeandrante (ver Captulo 14). [USA-NRCS,foto de Jim R. Fortner]

Ciclo superior

tPlancie de inundao: I

lama e silte

Canal raso:areia de gro fino,

estratificao cruzadade pequeno porte

Canal profundo:sedimentos degro grosso,estratificao

de grandeporte

o~n.,~,

'"n3'oa.

Um ~ciclo 3

'":l:roa.oaqao

Fotografia doperfil do ciclo aluvial Ciclo inferior

avanados modelos computadorizados que relacionam os ci-elos de areias depositadas em ambientes aluviais a seus fatorescausais. Outras caractersticas de seqncias deposicionais po-dem ser utilizadas para reconhecer a deposio em litorais emares profundos. (Essas seqncias sero abordadas maisadiante, no Captulo 17.)

~mJ~rramento e diagnese: dolimento rocha

As partculas elsticas produzidas pelo intemperismo e pela ero-so do solo geralmente terminam como sedimentos marinhosdepositados em vrias partes dos oceanos, levados at eles porrios, ventos e geleiras. Uma pequena quantidade de sedimentoselsticos fica depositada nos terrenos continentais.

De forma similar, a maioria dos sedimentos qumicos e bio-qumicos depositada nos assoalhos dos oceanos, embora tam-bm se depositem em lagos e pntanos. Uma vez que os sedi-mentos elsticos, qumicos ou bioqumicos cheguem at o as-soalho dos oceanos, eles so ali aprisionados. Uma correnteocenica pode carreg-los novamente e transport-los para umstio deposicional diferente do assoalho marinho. Na maioriadas regies profundas do oceano, entretanto, as correntes defundo no so fortes o suficiente para erodir os sedimentos de-pois que eles se depositaram. Portanto, em comparao com ossedimentos que se acumulam em regies continentais, umagrande frao de sedimentos depositada no fundo ocenico soterrada e preservada por um longo perodo de tempo.

Desenho interpretativo

Diagnese: calor, presso e reaes qumicastransformam os sedimentos em rochaDepois que os sedimentos so depositados e soterrados, elesesto sujeitos diagnese - as vrias mudanas fsicas e qum-cas que continuam at que os sedimentos ou rochas sedimemares sejam novamente expostos ao intemperismo ou metamorfizados pelo calor e pela presso (Figura 8.11). O soterramentopromove essas mudanas porque os sedimentos enterrados esto sujeitos ao crescente aumento de temperatura e pressonointerior da Terra.

A temperatura aumenta com a profundidade na crosta terrestre numa taxa mdia de 30C para cada quilmetro. Numaprofundidade de 4 km, os sedimentos soterrados podem alcanar 120C ou mais, temperatura em que certos tipos de matriaorgnica enterrada com os sedimentos podem ser convertidosem leo ou gs. A presso tambm aumenta com a profundidade - numa mdia aproximada de I atmosfera para cada 4,4 fi.Esse aumento de presso responsvel pela compactao dossedimentos soterrados. Tanto a cimentao como a compactao resultam na litificao, o endurecimento de sedimentosmoles em rocha.

A cimentao a principal mudana da diagnese qumica, naqual os minerais so precipitados nos poros dos sedimentos,formando o cimento que liga os sedimentos elsticos e as re-chas. A cimentao diminui a porosidade, que a percentagemdo volume de uma rocha que consiste em poros abertos entreosgros. A cimentao tambm resulta na litificao, que o en-durecimento de sedimentos moles em rocha. Em algumasareias, por exemplo, o carbonato de clcio precipitado como

CAPTULO 8 Sedimentos e Rochas Sedimentares 1207

oOs sedimentos so soterrados, com-pactados e litificados em profundi-dades rasas da crosta da Terra...

o...ou podem ser empurrados na zo-na de subduco, onde esto sujei-tos a altas presses e temperaturas.

DA compactao por soter-ramentoespreme a gua.

Compactao

5060'70de gua

1

DA diagnese o processo - fsico equmico - que transforma ossedimentos em rochas sedimentares.

nSedimentos diferentes resultamem rochas sedimentares diversas.

Fino ---------..,.~ Grosso

10-20% de gua~,--:. __ --'-_

I litificao I

oA precipitao ou adiode novos minerais cimentaas partculas sedimentares.

CimentaoLama Cascalho Matria orgnicaAreia

Folhelho Arenito Conglomerado Petrleo e gs Carvo

Figura 8.11 Os processos diagenticos produzem mudanas na composio e na textura. A maioria das mudanas tende atransformaros sedimentos moles e soltos em rochas sedimentares duras e litificadas. [Folhelho: D. Cavagnaro/Visuals Unlimited.Arenito e conglomerado: Breck P.Kent. Petrleo e gs e carvo: John Woolsey]

caleita,a qual atua como um cimento que liga os gros e solidi-ficaa massa resultante num arenito (Figura 8.12). Outros mi-nerais,como o quartzo, podem cimentar areias, lamas e casca-lhosem arenitos, lamitos e conglomerados.

gros de areia, ao serem depositados, contm relativamentepoucos espaos vazios entre si, de modo que no se cornpac-tam muito mais. Entretanto, as lamas depositadas recente-mente, inclusive aquelas carbonticas, so altamente porosas. comum esse sedimento conter mais de 60% de gua emseus espaos porosos. Como resultado, as argilas compactammuito depois do soterramento, perdendo mais da metade desua gua.

Compactao A principal mudana da diagnese fsica acompactao, um decrscimo no volume e na porosidadedo edimentos. A compactao ocorre quando os gros socomprimidos pelo peso dos sedimentos sobrepostos. Os

2081 Para Entender a Terra

Figura 8.12 Esta micrografiade um arenito mostra gros dequartzo (branco e cinza) cimentados por caleita (cores vivasevariadas)introduzidas depois da deposio.

~sificao das rochastilfQ!imentares e dos sedimentosc sticos

Podemos, agora, utilizar nosso conhecimento em sedimentaopara classificar os sedimentos e seus equivalentes litificados,que so as rochas sedimentares. As principais elasses existentesso, novamente, a elstica e a qumica e bioqumica. Os sedi-mentos e rochas sedimentares clsticos constituem mais de trsquartos da massa total de sedimentos e rochas sedimentares dacrosta terrestre. Comearemos, portanto, por eles.

Classificao pelo tamanho das partculasOs sedimentos e as rochas sedimentares elsticos so classificados, primeiramente, pelo tamanho dos gros, resultando nastrs categorias gerais abaixo relacionadas (Quadro 8.3):

Grossa: cascalho e conglomerado;

Mdia: areia e arenito;

Fina: silte e siltito; lama, larnito e folhelho; argila e argilito.

A classificao das vrias rochas e sedimentos elsticos pe10tamanho de suas partculas pe em evidncia um importantecondicionante da sedimentao: a intensidade da corrente. Como j vimos, quanto maior a partcula, mais forte se faz necessria a corrente para carreg-Ia e deposit-Ia. Essa relao entrea intensidade da corrente e o tamanho da partcula a razo pe-Ia qual partculas de mesmo tamanho tendem a se acumular emcamadas diferentes. Isto , geralmente as camadas de areia nocontm seixos ou lama e, na maioria dos casos, as lamas tmapenas partculas mais finas que areia.

Dentre os vrios tipos de sedimentos e rochas sedimentares,os elsticos de gros finos, que contm maiores quantidades deargilominerais, so, de longe, os mais abundantes - cerca detrs vezes mais comuns que os elsticos mais grossos (Figura8.13). Essa abundncia deve-se alterao qumica para argilominerais de grandes quantidades de feldspato e outros silicatosda crosta da Terra. A seguir, voltaremos a abordar mais detalhadamente cada um dos trs grandes grupos de rochas e sedimentos elsticos.

Clsticos de gro grosso: cascalho econglomerado"Cascalho o sedimento mais grosso, consistindo em partculascom mais de 2 mm de dimetro, incluindo seixos, calhaus emataces (ver Quadro 8.3). Conglomerado o equivalente li-

Rocha

Quadro 8.3 Principais elasses de rochas sedimentares e sedimentos elsticos Jf

Tamanho da partcula Sedimento

GROSSO CASCALHO

Maior que 256 mm Mataco

)256-64 mm Calhau64-2 mm SeixoMDIO

2-0,062 mm AREIA

FINO LAMA

0,062-0,0039 mm Silte

Menor que 0,0039 mm Argila

Conglomerado

Arenito

Siltito

1Lamito (fratura em bloco)Folhelho (quebra ao longo do acamamento)Argilito

Arenito econglomerado 11 '70

Rochascarbonticas 14'70

Siltito, lamitoe folhelho 75'70

Figura 8.13 A abundncia relativa dos principais tipos derochassedimentares. Em comparao com estes trs tipos, todososdemais - evaporitos, slex e outras rochas sedimentaresqumicas- existem somente em pequenas quantidades.

tificadodo cascalho (Figura 8.14). Seixos, calhaus e matacessofceis de se estudar devido aos grandes tamanhos, que po-demnos informar a velocidade das correntes que os transporta-ram,sendo muito importantes. Ademais, a composio dessesc1astosnos conta sobre a natureza das reas-fonte onde foramproduzidos.

Em poucos ambientes, como rios de montanhas, praias ro-chosascom ondas altas e guas de degelo de geleiras, existemcorrentesfortes o suficiente para transportar seixos. Correntesfortestambm transportam areia e quase sempre ela encontra-daentreos seixos. Uma parte dela foi depositada com o casca-lhoe outra parte infiltrou-se nos espaos entre os fragmentosdepoisque o cascalho foi depositado. Os seixos e os calhaus fi-camarredondados rapidamente, devido abraso durante otransporteno solo ou na gua.

elsticos de gro mdio: areia e arenito 'Asareias consistem em partculas de tamanho mdio, cujo di-metrovaria desde 0,062 at 2 mm (ver Quadro 8.3). Esses sedi-

CAPTULO 8 Sedimentos e Rochas Sedimentares 1209

mentos so movidos at mesmo por correntes moderadas, comoaquelas dos rios, ondas nos litorais e ventos que sopram a areianas dunas. As partculas de areia so grandes o suficiente paraserem vistas a olho nu e muitas de suas caractersticas so facil-mente reconhecidas com o uso de uma simples lupa de mo. Oequivalente litificado da areia o arenito (ver Figura 8.14).

Tamanhos e formas dos gros de areia As partculas elsti-cas de tamanho mdio - areias - so subdivididas em finas m-dias e grossas. O tamanho mdio dos gros de qualquer arenitopode ser um importante indcio tanto da fora da corrente queos transportou como do tamanho dos cristais erodidos da rocha-matriz. A variedade e a abundncia relativa dos diversos tama-nhos tambm so significativas. Se todosos gros so prximosdo tamanho mdio, diz-se que a areia bem selecionada. Semuitos gros so maiores ou menores que a mdia, a areia po-bremente selecionada. O grau de seleo pode ajudar a distin-guir, por exemplo, entre areias de praias (bem selecionadas) eareias lamosas depositadas por geleiras (pobremente seleciona-das). As formas dos gros de areia tambm podem ser impor-tantes indicadores de sua origem. Assim como os seixos, osgros de areia so arredondados durante o transporte. A exis-tncia de gros angulosos indica que percorreram distncias pe-quenas, enquanto gros arredondados indicam um longo cami-nho percorrido, como ocorre em um grande sistema fluvial.

Mineralogia de areias e arenitos Dentro de cada categoria, oselsticos podem ser, ainda, subdivididos de acordo com a com-posio mineralgica, a qual pode ajudar a identificar a rocha-matriz. Assim, h arenitos que so ricos em quartzo e, outros,em feldspato. Certas areias so bioelsticas e formam-se quan-do materiais como o carbonato, originalmente depositado comoconchas, so quebrados e transportados por correntes. Assim, acomposio mineralgica das areias e arenitos indica a rea-fonte que foi erodida para produzir os gros. A presena de pla-gioelsios sdicos e feldspatos potssicos com bastante quart-zo, por exemplo, pode indicar que os sedimentos foram erodi-dos a partir de um terreno grantico. Outros minerais, como se-r abordado no Captulo 9, seriam indicativos de rochas paren-tais metamrficas.

Conglomerado Arenito Folhelho

Figura 8.14 Rochas sedimentares elsticas. [Conglomerado e arenito: Breck P.Kent. Folhelho:D.Cavagnaro/Visuals Unlimited]

21 O I Para Entender a Terrapactao e deformao mecnica de fragmentos de rocha relativamente moles, tais como folhelhos e algumas rochas vuldnicas, aps soterramento profundo da formao arentica.

A composio mineralgica das rochas-matrizes pode tam-bm ser correlacionada com o posicionamento na placa tectni-ca. Arenitos contendo abundantes fragmentos de rochas vulc-nicas mficas, por exemplo, so derivados de arcos vulcnicosde zonas de subduco. Tanto os hidrogelogos como os gelogos do petrleo tm

um interesse especial pelos arenitos. Os hidrogelogos examinam sua origem para predizer possveis suprimentos de guaem reas com arenitos porosos, tais como aquelas encontradasnas plancies do oeste norte-americano. 10 Os gelogos dopetrleo precisam saber sobre a porosidade e cimentao dosarenitos, pois boa parte do petrleo e do gs descobertos nosltimos 150 anos foi encontrada em reservatrios arenticos.Alm disso, grande parte do urnio utilizado em usinas nucleares e bombas atmicas proveniente do urnio diagenuco de arenitos.

Principais tipos de arenitos Os arenitos so classificados emvrios grupos principais, de acordo com sua mineralogia e tex-tura (Figura 8.15):

O quartzarento? constitudo quase que inteiramente porgros de quartzo, geralmente bem selecionados e arredondados(ver Figura 8.15). Essa areia de puro quartzo resulta de um ex-tenso intemperismo que ocorreu desde antes e, tambm, duran-te o transporte, removendo tudo, exceto o quartzo, que o mi-neral mais estvel.

Clsticos de gro fino: silte e siltitos;lama, lamitos e folhelhos; argila e argilitos TIOs sedimentos e rochas sedimentares elsticos de gro maisfino so os siltes e siltitos; as lamas, lamitos e folhelhos; e asargilas e argilitos. As partculas desses sedimentos variam basunte sua composio mineralgica e dimetro, embora todassejam menores que 0,062 mm.

Os sedimentos de gro fino so depositados pelas correntesmais suaves, as quais permitem que se assentem lentamente ato fundo tranqilo das guas.

O arczio ou arenito feldsptico? contm mais de 25% defeldspato; os gros tendem a ser mal arredondados e menos sele-cionados que os quartzarenitos. Esse arenito rico em feldspatoprovm de terrenos granticos e metamrficos rapidamente ero-didos, onde o intemperismo qumico subordinado ao fsico.

O arenito ltico'' contm muitos fragmentos derivados derochas de textura fina, predominantemente folhelhos, rochasvulcnicas e rochas metamrficas de gro fino.

A grauvaca? uma mistura heterognea de fragmentos ro-chosos e gros angulares de quartzo e feldspato, sendo os grosarenosos envolvidos por uma matriz argilosa de gros finos. Amaior parte dessa matriz formada por alterao qumica, com-

Silte e siltito O siltito o equivalente litificado do silte, umse-dimento c1stico cuja maioria dos gros tem um dimetro entre

Quartzarenito:puro quartzo

Grauvaca:predominncia da matriz

L.......J1 mm Leques aluviais

L.......J1 mm

Figura 8.15 A mineralogia dosquatro principais grupos de arenitos.

0,0039 e 0,062 mm. A aparncia dos siltitos semelhante doslamitosou dos arenitos de gros muito finos.

Lama,lamito e folhelho lamoso A lama um sedimento els-tico,misturado com gua, em que a maioria das partculas menorque 0,062 mm de dimetro (ver o Quadro 8.3). Assim, alamapodeser constituda por sedimentos de tamanho silte ouargilaou tambm por diversas propores de ambos. Esse ter-mogeral muito utilizado no trabalho de campo, pois freqen-temente difcil distinguir-se entre sedimentos de tamanho sil-teouargila sem um estudo detalhado com o uso de microsc-pio.Lamasso depositadas por rios e mars. Depois que um rioinundousua plancie fluvial e a enchente recuou, a corrente di-minuie a argila se deposita, sendo que parte dela contm abun-dantematria orgnica. Essa lama contribui para a fertilidadedasporesmais baixas do vale fluvial. As lamas tambm sofreqentementedeixadas para trs pelas mars vazantes emmuitasplancies de mar, onde a ao das ondas branda.Grandeparte do assoalho do oceano profundo, onde as corren-tessofracas ou ausentes, coberta por lama.Asrochas de gro fino equivalentes da lama so o lamito e

ofolhelho.Os lamitos so macios e, comumente, exibem la-minaoincipiente ou nenhuma. s vezes, a estratificao ficabemmarcadaquando os sedimentos se depositam, mas perdi-dacoma bioturbao (ver Figura 8.9). Os folhelhos (ver Figu-ra8.14)so compostos de silte e de uma quantidade significa-tivadeargila, que causa a facilidade de rompimento dessa ro-chaaolongodos planos de acamamento. Muitas lamas, lamitosefolhelhostm mais de 10% de carbonato, formando depsitos

CAPTULO 8 Sedimentos e Rochas Sedimentares ~

de folhelhos caIcrios. Os folhelhos pretos ou carbonosos con-tm abundante matria orgnica. Alguns so chamados de fo-lhelhos olegenos ou pirobetuminosos, contendo grande quan-tidade de matria orgnica olegena, a qual os torna importan-tes fontes de leo. (Os folhelhos olegenos encontram-se maisdetalhados no Captulo 22.)

Argila e argilito A argila o mais abundante componente dossedimentos de gro fino e das rochas sedimentares e consistepredominantemente em argilominerais. O dimetro das partcu-las de tamanho argila menor que 0,0039 mm (ver Quadro8.3). As rochas que consistem exelusivamente em partculas detamanho argila so chamadas de argilitos.

~aljlfsificao das rochasimentares e dos sedimentos

qumicos e bioqumicos

Temos mostrado como as rochas sedimentares e os sedimentoselsticos fornecem-nos informaes sobre as rochas-matrizescontinentais e o intemperismo. J os sedimentos qumicos ebioqumicos informam-nos sobre as condies qumicas dooceano, o ambiente onde esse tipo de sedimentao predomi-nante (Quadro 8.4). Os ambientes de sedimentao carbon-ticos, de longe os mais abundantes dentre os ambientes qumi-cos e bioqumicos, ocorrem em regies marinhas onde o carbo-

Sedimento Rocha

Quadro 8.4 Classificao de rochas yedimentares e sedimentos qumicos e bioqumicos

Composio qumica

BIOQUMIca

Areiae lama(originalmentebioclsticos)

Sedimentossilicosos

CaIcrio

Slex

Turfa,matria orgnica Orgnicas

QUMICO

Originalmenteno-sedimentar(formadopela diagnese)

Sedimentode xido de ferro

Dolornito

Formao ferrfera

Sedimentoevaportico Evaporito

Originalmenteno-sedimentar(formadopela diagnese)

Fosforito

Minerais

Carbonato de clcio (CaC03) Calcita (aragonita)

Opala, calcednia equartzo

Compostos de carbonoCarbono combinado comoxignio e hidrognio

(carvo), (leo), (gs)

Carbonato de magnsioe clcio (CaMg[C03h)

Silicato de ferro; xido (Fep3);carbonato

Dolomita

Hematita, limonita,siderita

Cloreto de sdio (NaCI);sulfato de clcio (CaS04)

Fosfato de clcio (Ca3[P04]2)

Gipsita, anidrita,halita e outros sais

Apatita

2121 Para Entender a Terra

nato de clcio o sedimento principal. A sedimentao qumi-ca tambm ocorre em alguns lagos, particularmente aqueles deregies ridas onde a evaporao intensa, como o Grande La-go Salgado, em Utah (EUA). Tais sedimentos representam so-mente uma minscula frao em relao quantidade deposita-da nos litorais ocenicos ou plataformas continentais e no ocea-no profundo.

Classificao pela composio qumicaAs rochas sedimentares e os sedimentos qumicos e bioqumi-cos so classificados pela sua composio qumica (ver Quadro8.4). Para os sedimentos marinhos, essa classificao baseadanos elementos qumicos dissolvidos na gua do mar.

Os sedimentos no-elsticos so divididos em qumicos ebioqumicos para enfatizar a importncia dos organismos comoos principais mediadores desse tipo de sedimentao. As con-chas dos organismos, precipitadas bioquimicamente, represen-tam uma grande parte do sedimento carbontico do mundo e ocarbonato de longe o mais abundante sedimento no-elstico.Os sedimentos qumicos so precipitados apenas por processosinorgnicos e so menos abundantes.

Rochas sedimentares e sedimentoscarbonticos: calc rios e dolomitosAs rochas e os sedimentos carbonticos formam-se da acu-mulao de minerais carbonticos precipitados por processosorgnicos ou inorgnicos. A precipitao ocorre tipicamentecomo parte do processo de crescimento dos organismos que se-cretam carbonato. Entretanto, ela tambm pode ocorrer duran-te a sedimentao ou diagnese. Os minerais precipitados socarbonatos de clcio ou de magnsio e clcio. As rochas carbo-nticas so abundantes por causa da grande quantidade de cl-cio e carbonato presente na gua do mar. Este ltimo deriva dodixido de carbono da atmosfera. O clcio e o carbonato pro-vm do intemperismo fcil de calcrios dos continentes. cl-cio tambm suprido pela alterao dos feldspatos e de outrosminerais de rochas gneas e metamrficas.

A maioria dos sedimentos carbonticos de ambientes mari-nhos rasos bioclstica. Eles foram originalmente secretadoscomo conchas por processos bioqumicos de organismos quevivem prximos superfcie ou no fundo dos oceanos. Seus es-queletos constituem peas individuais ou clastos de carbonato.Parte dos depsitos de carbonato formada por detritos bio-elsticos que foram quebrados e transportados por correntes,mas a maioria dos carbonatos simplesmente representa a acu-mulao in situ de diversos esqueletos de carbonato de clcio.Eles so encontrados desde os recifes de coral do Pacfico e doCaribe at os bancos rasos J2 das ilhas Bahamas. Embora a pla-ncie abissal ocenica seja menos acessvel para estudo do queesses espetaculares lugares tursticos, onde a maior quantida-de de carbonato est hoje depositada.

Fontes ocenicas de sedimentos carbonticos A maioria dossedimentos carbonticos depositados nas plancies abissais dosoceanos originada de conchas e esqueletos de foraminferos,minsculos organismos unicelulares que vivem nas superfciesdas guas, e de outros organismos que secretam carbonato declcio. Quando os organismos morrem, suas conchas e esque-

letos assentam-se no fundo do mar e l se acumulam comesdimentos (Figura panormica 8.16). Alm da calcita,Imaioria dos sedimentos carbonticos contm aragonita,umforma menos estvel de carbonato de clcio. Como j foiabOJ'dado neste captulo, parte dos organismos precipita calcita,etra parte, aragonita, e outra, ainda, ambos.

Os recifes so estruturas orgnicas com a forma deummorrote arredondado ou de uma crista alongada, constitunpor esqueletos de carbonato de clcio de milhes de organi,mos. Nos mares quentes atuais, a maioria dos recifes COIltposta por corais e outros organismos calcferos menos conhtcidos, como as algas. Em contraste com o sedimento mols:solto produzido em outros ambientes, o carbonato de clciodos corais e de outros organismos forma uma estrutura rgid!e resistente ao das ondas - um contraforte de calcrioslido cimentado - que construda at um pouco acima donveldo mar (ver Figura panormica 8.16; tambm a Figura 8.1).0calcrio slido do recife produzido diretamente pela ao~organismos; no h nenhum estgio de sedimentos moles.S~bre esses recifes e nas adjacncias deles, vivem centenas dee,pcies de outros organismos que precipitam carbonato, muitOIdos quais semelhantes aos familiares mariscos, algas e caracis de nossos litorais. As algas marinhas tambm precipitamcarbonato. Esses organismos unicelulares so similares aosvegetais primitivos e crescem sobre regies de recifes e emoutros ambientes carbonticos.

(

Precipitao inorgnica de sedimentos carbonticos Um!frao significativa da lama carbontica de lagunas e margemrasas, como aquelas das ilhas Bahamas, diretamente precipitada da gua do mar por processos inorgnicos. Microrgatismos podem ajudar a facilitar esse processo, mas seu papelainda incerto. Os fundamentos qumicos da precipitao carlontica inorgnica consistem na abundncia relativa de onsclcio (Ca2+) e bicarbonato (HC03 -) na gua do mar. As regisquentes e tropicais dos oceanos so supersaturadas de carbomto de clcio e precipitam-no pela seguinte reao qumica:

ons clcio(dissolvidos) +

Ca2+

ons bicarbonato(dissolvidos)2HC0

3-

carbonato de clcio(precipitado) +

CaC03

cido carbnico(dissolvido)H2C03

Quando os organismos multicelulares secretam suas conchas carbonticas, esto efetivamente produzindo a mesmareao qumica, mas, nesse caso, por meios bioqumicas. Areao qumica que precipita o carbonato de clcio o inversodaquela que ocorre no intemperismo qumico dos calcrios(ver Captulo 7).

Sedimentos carbonticos de origem mista Os sedimentoscarbonticos contm algumas lamas finas de origem mista, emparte constitudas de fragmentos microscpicos de conchasealgas calcferas e, em parte, de precipitados inorgnicos (oumiocrobianos). Essas lamas formam-se em lagunas atrs de recifese em extensas plataformas rasas como aquelas das Bahamas.

CAPTULO 8 Sedimentos e Rochas Sedimentares 121 3

o SISTEMA TERRA

OS ORGANISMOS CRIAM SISTEMAS DE PLATAFORMAS CARBONTICAS

SISTEMACLIMTICO

SISTEMA DATECTNICADE PLACAS

SISTEMA DOGEODNAMO

A construo de plataformascarbonticas envolve a interao dahidrosfera, da biosfera e da litosfera.

As Bahamas so um sistema de plata-formas carbonticas no Oceano Atln-tico Norte, a leste da Flrida (EUA).

Plataformas carbonticas so construdasem mares quentes e rasos por organismosconstrutores de recifes, como corais eminsculos foraminferos que precipitamcarbonato de clcio como caleita e aragonita.

Dentro da laguna do recife de coral, o crescimentode organismos que secretam carbonato, incluindoforaminferos, corais, algas e moluscos, rpido eos sedimentos carbonticos formam-se depressa ...

Recifedecoral

Luz

Se o nvel do mar sobe, orecife continua a crescer emdireo luz, acompanhandoo nvel do mar ...

... enquanto na parte externado recife no oceano aberto asedimentao muito mais lenta. Luz Plataforma

carbontica

Por fim, uma plataforma decarbonato cresce, comlaterais abruptas inclinadasem direo ao oceano aberto.

O carbonato inorgnico tambmse precipita na gua supersaturadada laguna e aumenta a plataformade sedimentao.

... e a sedimentao na lagunapassa a acumular sedimentosno oceano aberto.

Figura panormica 8.16 O crescimento de uma plataforma carbontica. No topo, direita, plataformas carbonticas nasBahamas.[NASA] No centro, esquerda, recife de coral da Ilha Largo, Flrida (EUA). [Stephen Frink/lndex Stock Imagery] No centro, direita, micrografia eletrnica de varredura de um foraminfero no centro do buraco de uma agulha. [Chevron Corporation]

2141 Para Entender a Terra

queletos entrelaados de corais e algas calcferas em cont-nuo crescimento, formando um calc rio duro e resistente.ln-ternamente frente recifal h uma plataforma plana que seestende em direo laguna rasa, em cujo centro pode estarsituada uma ilha. Partes do recife, bem como a parte centralda ilha, esto acima do nvel da gua e podem tornar-se vege-tadas. Uma grande quantidade de espcies animais e vegetaispode habitar o recife e a laguna.

Os recifes de corais geralmente so limitados a guas commenos de 20 m de profundidade porque, abaixo disso, agua do mar no transmite luz suficiente para permitir o cres-cimento da estrutura recital, (Excees so alguns tipos decorais individuais - no coloniais - que crescem em guasmuito mais profundas.) Darwin explicou como os recifes decorais poderiam ser construdos desde o assoalho do ocea-

Ato I de Bora Bora, no Oceano Pacfico Sul. Organismos recifais construram umabarreira no entorno de uma ilha vulcnica, formando uma laguna protegida. [lean-Marc Truchet/Stone/Getly Images]

8.1 Os recifes de coraise atis de Oarwin

H mais de 200 anos os recifes de corais tm atrado ex-ploradores e escritores de livros de viagens. Desde queCharles Darwin navegou os oceanos a bordo do Beagle, de1831 a 1836, esses recifes tambm tm sido assunto de dis-cusso cientfica. Darwin foi um dos primeiros a analisar ageologia dos recifes de corais e sua teoria da origem dosmesmos ainda aceita nos dias de hoje.Os recifes de coral que Darwin estudou eram atis, isto ,ilhas no oceano aberto com forma de lagunas circulares. Aparte mais externa de um recife uma frente resistente aodas ondas, ligeiramente submersa, com uma forte inclinaoem direo ao oceano. A frente do recife composta por es-

Tais depsitos so encontrados em margens continentais passi-vas e em franjas de arcos de ilha vulcnicos nas regies quen-tes dos oceanos, nos locais no invadidos por sedimentos cls-ticos.

As plataformas carbonticas, tanto no passado geolgicocomo no presente, constituem outro importante ambiente car-bontico misto. Assim como o Banco das Bahamas, essas pla-taformas so extensas reas planas e rasas, onde tanto os carbo-natos biolgicos como os no-biolgicos so depositados.

Abaixo do nvel da plataforma esto as rampas carbonticas, le-vemente inclinadas em direo s guas mais profundas, quetambm acumulam sedimentos carbonticos, predominante-mente de gro fino. Em tempos passados, as plataformas for-maram plats carbonticos cuja borda era claramente demarca-da por recifes de vrios organismos recifais e pela construode bancos de bioclsticos e outros materiais. Abaixo das coroasesto os taludes ngremes cobertos por detritos derivados dosmateriais que as constituem. O papel desempenhado por orga

CAPTULO 8 Sedimentos e Rochas Sedimentares 121 5

ESTGIO 1Um vulco soerguidoapartirdo assoalho ocenico.

ESTGIO 2Ovulcotorna-se inativoe erodido. Um recifedefranja se forma.

ESTGIO 3Aplacaocenicaentraemsubsidncia, levando-~-"""'-'-',a ilhavulcnica com ela. ~-"-li

Figura 8.17 Rochas sedimentares qumicas e bioqumicas. [Breck P. Kent] (a) Calcrio,litificado a partir de sedimentos carbonticos; (b) gipsita e (c) halita, evaporitos marinhos quese cristalizam em bacias ocenicas de guas rasas; e (d) slex, constitudo de sedimento deslica.

21 6 , Para Entender a Terra

(a) Calcrio

(e) Halita

da deposio. Parte dos ons clcio da calcita ou da aragonita trocada por ons magnsio da gua do mar (ou de guas subter-rneas ricas nesse on) que lentamente passam pelos poros dosedimento. Isso converte o mineral carbonato de clcio, Ca-C03, em dolomita, CaMg(C03)2.

Recifes e processos evolutivos Os recifes atuais so cons-trudos principalmente por corais; mas, em pocas mais anti-gas, outros organismos - tais como uma variedade agora ex-tinta de moluscos (Figura 8.18) - construam estruturas resis-tentes ao de ondas, parte delas como contrafortes cimen-tados de calcrio slido. Os sucessivos pulsos de diversifica-o e extino de organismos construtores de recifes registra-dos ao longo do tempo geolgico ilustram como a mudanaecolgica e ambiental ajuda a regular os processos da evolu-o. Hoje, efeitos naturais e produzidos pela humanidadel 'ameaam o crescimento dos recifes de coral, os quais somuito sensveis s mudanas ambientais. Em 1998, um even-to El Nifio elevou as temperaturas da superfcie do mar at umponto no qual muitos recifes no Oeste do Oceano ndico mor-reram. Os recifes das Ilhas da Flrida esto prximos do fimpor uma razo completamente diferente: eles esto ganhandoalgo bom em quantidades excessivas. Ocorre que as guas

S'

ec

(b) Gipsita

(d) Slex

Figura 8.18 Calcrio recifal feito de moluscos extintos(rudistas) na Formao Shuiba, do Cretceo, localizada em Om.[John Grotzinger]

subterrneasoriginadas nas fazendas da Pennsula da Flridaestose infiltrando prximas aos recifes e expondo-os a con-centraesletais de nutrientes.Os ambientes marinhos onde a sedimentao carbontica

produzestruturas rgidas de calcrio - incluindo recifes, bancosdecarbonato e depsitos de guas profundas no oceano aberto-seroabordados em detalhe no Captulo 17.

Ossedimentos evaporticos: fontes de halita,gipsitae ouros saisAsrochas e os sedimentos evaporticos so precipitados porprocessosinorgnicos pela evaporao da gua do mar e de la-gosde regies ridas nos quais no h vertedouros.

Evaporitos marinhos Os evaporitos marinhos so rochas se-dimentarese sedimentos qumicos formados pela evaporaodagua do mar. Esse ambiente evaportico passa a existirquandoa evaporao da gua quente de uma baa ou de umbraode mar mais rpida que a mistura dessa gua comaquelado mar aberto. O grau de evaporao controla a salini-dadeda gua marinha residual e, assim, os tipos de sedimentosformados.Os sedimentos e as rochas produzidos nesses am-bientescontm minerais formados pela cristalizao de clore-tode sdio (halita), sulfato de clcio (gipsita e anidrita) e ou-ras combinaes de ons comumente encontradas na gua domar. medida que a evaporao avana, a concentrao desaisna gua do mar torna-se mais alta e os minerais passam a

Durante a poca Miocena, oMar Mediterrneo tornou-seuma bacia evaportica rasa.(Neste bloco-diagrama, aprofundidade da bacia foiexagerada.)

A gua salgada entra noMediterrneo atravsde uma estreita barreira.

CAPTULO 8 Sedimentos e Rochas Sedimentares 121 7

se cristalizar em uma srie seqencial. proporo que osons se precipitam para formar cada mineral, a gua do mar re-sidual vai mudando de composio.

A gua do mar tem a mesma composio em todos os ocea-nos, o que explica por que os evaporitos marinhos so to pare-cidos no mundo inteiro. Tambm no importa onde ela evapo-ra, pois sempre se forma a mesma seqncia de minerais. A his-tria dos minerais evaporticos mostra que a composio dosoceanos do mundo permanece mais ou menos constante h 1,8bilho de anos. Antes desse tempo, entretanto, a seqncia deprecipitao pode ter sido diferente, indicando que era outra acomposio da gua do mar.

O grande volume de muitos evaporitos marinhos, que che-gam a ter algumas centenas de metros de espessura, mostra queeles no poderiam ter se formado a partir de pequenas quanti-dades de gua, como aquelas represadas em baas ou lagos ra-sos. Uma imensa quantidade de gua do mar deve ter evapora-do. A maneira como tal quantidade de gua do mar evapora muito clara em baas ou braos de mar onde se verificam as se-guintes condies (Figura 8.19):

O suprimento de gua doce por rios pequeno.

As conexes com o mar aberto so restritas.

O clima rido.

Em tais lugares, a gua evapora constantemente, mas as co-nexes permitem que a gua do mar flua para repor a gua eva-porada na baa. Como resultado, essas guas permanecem com

... do que aquela quefoi reposta peloinfluxo de gua doce.

Influxo de guaEvaporao doce (pequeno)

S,d;meo'o,",,'O'''kol ... formando os sedi-

mentos evaporticos. medida que a baciatorna-se mais salina, a gipsitae a halita precipitam-se, ...

Figura 8.19 Um ambiente evaportico marinho. No momento em que a gua do mar evaporava numa baciarasa,como a do Mar Mediterrneo, onde h uma conexo restrita com o oceano aberto, formou-se a gipsitacomoum sedimento evaportico. O posterior aumento na salinidade levou cristalizao da halita.

21 S/ Para Entender a Terra

volume constante, mas tomam-se mais salinas que as do ocea-no aberto. As guas da baa mantm-se mais ou menos invaria-velmente supersaturadas e os minerais evaporticos depositam-se continuamente no assoalho da bacia evaportica.

medida que a gua do mar evapora, os primeiros precipi-tados que se formam so os carbonatos. A continuidade da eva-porao leva precipitao da gipsita, sulfato de clcio(CaS04 x 2HP) (ver Figura 8.17b). Quando a gipsita se preci-pita,j no resta quase nenhum on carbonato na gua. A gipsi-ta o principal constituinte do gesso e utilizada para fabricarargamassa, que reveste as paredes das habitaes modernas.

Com o avano continuado da evaporao, o mineral halita(NaCl) - um dos sedimentos qumicos mais comuns precipita-dos com a evaporao da gua do mar - comea a se formar(ver Figura 8.17c). A halita, como voc deve estar lembrado doCaptulo 3, o sal de cozinha. O substrato rochoso da cidade deDetroit, Michigan (EUA), composto por camadas de sal quese depositaram pela evaporao de um brao de oceano antigoe que so exploradas comercialmente.

Nos estgios finais da evaporao, depois que o cloreto desdio foi esgotado, os cloretos e sulfatos de magnsio e pots-sio precipitam-se. As minas de sal prximas a Carlsbad, NovoMxico, contm quantidades comercializveis de cloreto de po-tssio. Essa substncia freqentemente utilizada como substi-tuto do sal de cozinha (cloreto de sdio) pelas pessoas que so-frem restries alimentares.

Essa seqncia de precipitao tem sido estudada nos labo-ratrios e equivalente s seqncias sedimentares encontradasem certas formaes salinas naturais. Grande parte dos evapo-ritos do mundo consiste em espessas seqncias de dolomita,gipsita e halita e no contm os precipitados dos estgios finais.Muitos sequer chegam a precipitar a halita. A ausncia dos es-tgios finais indica que a gua no evaporou completamente,mas foi reposta por gua do mar normal enquanto a evaporaocontinuava.

Evaporitos no-marinhos Sedimentos evaporticos tambmse formam em lagos de regies ridas que caracteristicamentetm poucos ou nenhum rio desembocando neles. Em tais lagos,o nvel da gua controlado pela evaporao, e a chegada desais vem do intemperismo qumico acumulado. O Grande LagoSalgado, em Utah (EUA), um dos mais bem conhecidos des-se tipo. As guas dos rios chegam no lago levando sais dissol-vidos no processo de intemperismo. No clima seco de Utah, aevaporao supera o influxo de gua doce dos rios e da chuva.Como resultado, os ons dissolvidos concentrados no lago tor-nam-no em um dos corpos de gua mais salgados do mundo -oito vezes mais que a gua do mar.

Em regies ridas, pequenos lagos podem coletar sais inco-muns, como boratos (compostos do elemento boro), e algunstomam-se alcalinos. A gua desse tipo de lago venenosa. Fon-tes de boratos e nitratos (minerais contendo o elemento nitrog-nio) economicamente viveis so encontradas em sedimentossob alguns desses lagos.

Sedimentos silicosos: fonte de slexUma das primeiras rochas sedimentares utilizadas para finsprticos por nossos ancestrais pr-histricos foi o slex, que feito de slica (Si02) precipitada por processos qumicos ou

bioqumicos (ver Figura 8.17d). Os caadores primitivosuliL orzavam essa rocha para fazer pontas de flecha e outros tipos erinstrumentos, pois ela podia ser lascada e adquirir o formato fi,instrumentos duros e afiados. Um nome comum de sue! tuflint, 14 que utilizado como sinnimo. Na maioria dos sler, eslica encontra-se na forma de quartzo cristalino extremamerfino. Parte do slex de idade geolgica recente consiste nao~1Ia, uma variedade de slicano to bem cristalizada.

Assim como o carbonato de clcio, grande parte dosedimento silicoso precipitada por processos bioqumicas esecretada por organismos que vivem no mar. Esses organismosrrscem na superfcie das guas, onde os nutrientes so abundassQuando morrem, afundam at o assoalho ocenico, ondeSUl.conchas acumulam-se como camadas de sedimentos siliccaPosteriormente, essas camadas so soterradas por sedimemmo material silicoso cimentado durante a diagnese, formaeo slex. Ele tambm pode se formar como ndulos diagentoie massas irregulares em substituio ao carbonato em calcri~e dolomitos.

Sedimentos fosfticosDentre vrios outros tipos de sedimentos depositados porpf\fcessos qumicos ou bioqumicos na gua do mar, podem-sectar os fosfatos. O fosforito, s vezes chamado de rocha fosftica, composto de fosfato de clcio que se precipita da gua~mar rica nesse composto, em margens continentais ondeemergem correntes de gua fria e profunda contendo esse e outrolnutrientes. O fosforito forma-se diageneticamente pela inteso entre sedimentos lamosos ou carbonticos e a gua ricaeafosfato.

Sedimentos ferruginosos: a fonte dasformaes ferrferasFormaes ferrferas so rochas sedimentares que normamente contm mais de l5% de ferro na forma de xidos des~elemento, alm de alguns silicatos e carbonatos de ferro.Amaioria dessas rochas formou-se numa poca remota da hist&ria da Terra, quando havia menos oxignio na atmosfera, e.cemo resultado, o ferro dissolvia-se mais facilmente. Na formasolvel, o ferro foi transportado para o mar e precipitou-se onde o oxignio estava sendo produzido por microrganismos.

Partculas orgnicas: fonte de carvo,leo e gsO carvo uma rocha sedimentar bioquimicamente produzidae composta quase que inteiramente de carbono orgnico formado pela diagnese de restos da vegetao de pntanos. O carvo classificado como rocha sedimentar orgnica, cujo grupoconsiste inteiramente ou parcialmente em depsitos ricosemcarbono orgnico formados pela decomposio de restos devegetais que foram soterrados.

O petrleo e o gs so fluidos que normalmente no soclassificados com as rochas sedimentares. Entretanto, elespodem ser considerados sedimentos orgnicos, pois se formampela diagnese desse material nos poros das rochas sedimenures. O soterramento profundo transforma a matria orgnica

originalmente depositada junto com sedimentos inorgnicosemfluido que, ento, migra para outras formaes porosas e lficaaprisionado. Como j observado anteriormente neste cap-tulo,o leo e o gs so encontrados principalmente em arenitosecalcrios(ver Captulo 22).

"~LIIz:::ctnica de placasas bacias sedimentares

Osambientes de sedimentao, a composio e a textura dossedimentose a geometria das bacias onde estes se acumulamestorelacionados com o lugar em que ocorrem na placa tect-nica.Por exemplo, o ambiente de fossa submarina profunda encontradoem uma zona de subduco, enquanto espessos de-psitosaluviais (fluviais) esto tipicamente associados commontanhasformadas pela coliso de continentes. Os depsitosaluviaistambm so encontrados ao longo de margens de valesemriftels nos continentes.

Os arenitos que se formam em deltas de margens continen-taisestveis tendem a ter gros predominantemente de quartzo,bemarredondados e selecionados. J aqueles depositados emfossassubmarinas profundas, tpicas de zonas de coliso de ar-coinsular e continente, so constitudos por abundantes frag-mentosde rochas gneas e metamrficas, sendo menos arredon-dadose selecionados.

Os sedimentos acumulam-se em depresses formadas pelasubsidncia da crosta terrestre, onde so soterrados e converti-dosem espessas pilhas de rochas sedimentares. Durante a sub-sidncia,uma ampla rea da crosta afunda em relao s eleva-esdas reas adjacentes. A subsidncia parcialmente induzi-dapelo peso adicional dos sedimentos sobre a crosta, mas principalmente controlada pelos mecanismos tectnicos, taiscomoo abatimento de blocos em escala regional.

Mecanismos tectnicosdesubsidncia de baciasAsbacias sedimentares so regies de considervel extenso(pelomenos 10.000 km-), onde a combinao de sedimentaoesubsidncia formou uma espessa acumulao de sedimentose rochas sedimentares. Os estudos foram primeiramente esti-muladospela explorao de petrleo e gs, os quais so abun-dantesem bacias sedimentares. Nosso crescente conhecimentopossibilitou-nos inferir a estrutura mais profunda das bacias e,assim,entender melhor a litosfera continental.

Bacias rifte e bacias de subsidncia trmica Quando umcontinente comea a fragmentar-se, o mecanismo de subsidn-ciada bacia, controlado pelas foras de separao das placas,envolvedeformao, adelgaamento e aquecimento da porodalitosfera sotoposta (Figura 8.20). Uma rachadura alongadaeestreita, conhecida como vale em rifte, desenvolve-se com oafundamento de grandes blocos crustais. O magma quente edctil do manto sobe e preenche o espao criado pela litosferaepeJa crosta adelgaadas, iniciando-se uma erupo vulcnicaderochas baslticas na zona do rifte. As bacias rifte so pro-fundas, estreitas e alongadas, com espessas sucesses de rochas

CAPTULO 8 Sedimentos e Rochas Sedimentares 121 9

sedimentares e tambm de rochas gneas extrusivas e intrusivas.O vale em rifte do Leste da frica." o vale em rifle do RioGrande (EUA) e o Vale do Jordo no Oriente Mdio so exem-plos atuais de bacias rifle (Figura 8.21).

Nos estgios finais, quando os processos de rifteamento sosubstitudos pela expanso do assoalho ocenico, fazendo comque as placas continentais comecem a se afastar uma da outra,o mecanismo de subsidncia da bacia passa a envolver, princi-palmente, o esfriamento da litosfera que foi adelgaada e aque-cida durante os estgios iniciais do processo (Figura 8.20).Nesse momento, o esfriamento leva a um aumento da densida-de da litosfera, o que, por sua vez, leva sua subsidncia e aodesenvolvimento de bacias de subsidncia trmica'? costaafora. Os sedimentos so supridos pela eroso das reas a