Formação das rochas sedimentares

A formação das rochas sedimentares ocorre à superfície do Globo ou próximo dela a partir de detritos ou clastos de diferentes dimensões, de materiais orgânicos ou restos de seres vivos, ou da precipitação de substância dissolvidas na água (ver tabela).

Implica duas etapas fundamentais:
· Sedimentogénese: formação, transporte e deposição dos materiais provenientes da rocha-mãe.
· Diagénese: responsável pela consolidação dos sedimentos e a sua transformação numa rocha consolidada.

Etapas da sedimentogénese

Meteorização: processo de alteração e desagregação das rochas em resultado da acção de agentes da geodinâmica externa (água, vento, ar, mudanças de temperatura e seres vivos).
Alguns aspectos estruturais das rochas podem favorecer a meteorização como a existência de diaclases ou superfícies de fractura, uma vez que as zonas da bordadura da rocha tornam-se mais frágeis. A fragmentação resultante aumenta a superfície exposta aos agentes de meteorização.
· Meteorização física ou mecânica provoca desagregação das rochas em fragmentos de dimensões cada vez menores, mas retém as características do material original. Resulta:

- do congelamento da água retida no interior das rochas – a água congelada aumenta de volume e exerce uma pressão sobre as rochas que provoca a expansão das fendas e a desagregação das rochas (crioclastia-ver animação);

- de dilatações e contracções dos minerais duma rocha quando submetidos a grandes variações de temperatura (ex. no deserto), provocando a desagregação da rocha (termoclastia-ver animação); - da descompressão resultante da erosão das camadas que recobriam a rocha, o que provoca a fractura da rocha. Isto acontece admitindo-se que as rochas formadas em profundidade, quando aliviadas da carga suprajacente, expandem-se à superfície, enquanto a parte profunda continua sob pressão. Essa expansão produz diaclases que favorecem a desagregação do maciço rochoso (esfoliação); - da acção mecânica da água e do vento, que transportam detritos que chocam com as rochas, acelerando o desgaste, ou, no caso da água de escorrência, desloca os sedimentos mais finos formando chaminés-de-fada.

- da actividade biológica resultante de animais que escavam galerias e das plantas que com as raízes ocupam as fendas das rochas, alargando-as, facilitando o seu desgaste (ex. líquenes, toupeiras, etc.);

- da haloclastia que resulta do crescimento de cristais dentro das fendas. Este fenómeno é muito comum em regiões secas, onde as substâncias dissolvidas, derivadas da alteração química, cristalizam como evaporitos. Os cristais desenvolvidos exercem forças expansivas que contribuem para a desagregação da rocha.
Este tipo de meteorização desagrega as rochas em porções cada vez menores, designadas por clastos ou sedimentos detríticos.

· Meteorização química consiste na transformação química dos minerais existentes numa rocha devido à acção da água e dos gases atmosféricos (oxigénio e dióxido de carbono), e por produtos da actividade dos seres vivos. A temperatura também é importante na alteração química, pois influencia a velocidade das reacções. Muitos dos minerais constituintes das rochas são estáveis no ambiente em que se formaram, mas tornam-se instáveis nas novas condições superficiais. Nessas condições os minerais transformam-se noutros mais estáveis, e noutros casos, são dissolvidos completamente deixando de fazer parte da constituição da rocha. A alteração química das rochas ocorre principalmente em resultado de reacções de hidrólise, oxidação e dissolução.

• Hidrólise: reacção química onde intervém a água que ao reagir com CO2 atmosférico, ou o existente nos solos, forma o ácido carbónico, que se dissocia e pode reagir com minerais de feldspatos, como a ortóclase, frequente no granito, originando a formação de um novo mineral, a caulinite. Esta reacção é conhecida como caulinização. Neste tipo de reacções ocorre a substituição de catiões do mineral por iões de hidrogénio provenientes da água ou de um ácido, resultando um novo mineral. Na reacção considerada, o ião H+ substitui o K+ na estrutura do feldspato, e forma o mineral de argila caulinite.
  

• Oxidação: Muitos minerais contêm ferro na sua constituição (ex: piroxenas e olivinas) que reage com o oxigénio. Esse ferro é facilmente oxidado passando de ferroso a férrico. Por exemplo, na pirite, mineral que contém ferro, origina por oxidação um novo mineral, a hematite de cor avermelhada. Na presença de água a oxidação é muito rápida.





• Dissolução: Nestas reacções o mineral reage com a água ou com um ácido, quebrando as ligações entre os iões, e estes, uma vez livres, dissolvem-se formando uma solução, sendo desta forma a rocha alterada. Por exemplo, a água da chuva acidificada reage com os minerais de calcite (carbonato de cálcio) que constituem o calcário, sendo a reacção conhecida por carbonatação, que dá origem a produtos solúveis. As regiões calcárias têm uma geomorfologia característica - modelado cársico - onde ocorrem com frequência fenómenos de dissolução.

Nas grandes cidades e zonas industrializadas, em que o ar está poluído, os monumentos e edifícios de mármore e calcário são sujeitos a este tipo de alteração química.

O calcário contém, por vezes, sílica e argila misturadas que, por serem insolúveis, ficam no local, preenchendo bolsas e depressões. Estes depósitos são avermelhados devido à presença de óxidos de ferro, denominando-se terra rossa.

Em consequência da meteorização físico-química pode-se dar a arenização, em que os minerais, sujeitos a meteorização, perdem coesão e desagregam-se gradualmente, convertendo-se numa areia que, arrastada pelas águas de escorrência, vai sendo removida. Os blocos sujeitos à arenização ficam arredondados, constituindo uma paisagem conhecida como caos de blocos.

Erosão: processo em que os materiais resultantes da meteorização podem ser removidos do local, quer por acção da gravidade, quer pela água, pelo vento ou pelo gelo.

Transporte: os materiais resultantes da erosão experimentam um transporte para outras regiões por vezes muito distantes da origem. A água é o principal agente de transporte, tanto no estado sólido (glaciares) como líquido (rios, águas torrenciais e subterrâneas, oceanos e mares), mas o vento e os seres vivos também são importantes transportadores.

Os materiais, ao serem transportados pela água em solução ou sob a forma de clastos, sofrem uma diminuição de tamanho, um arredondamento e uma calibragem dependentes da duração e do agente de transporte (sólido ou liquido). Durante o transporte ocorre também separação dos fragmentos em função do seu peso e tamanho.

Sedimentação ou deposição: Quando o agente transportador perde energia, os materiais, não podendo prosseguir o transporte, depositando-se por acção da gravidade, contribuindo para a formação de sedimentos.

O processo de deposição dos materiais designa-se por sedimentação e é muito importante em ambientes aquáticos, como nos cursos de água, lagos e mares. Ocorre, em regra, em camadas paralelas e horizontais que se designam por estratos, que diferem umas das outras pela cor, composição e granulometria. As superfícies que separam diferentes estratos são as superfícies de estratificação. A superfície superior ao estrato denomina-se tecto e a que fica por baixo é chamada muro.

Em sedimentos fluviais e eólicos são frequentes casos de estratificação entrecruzada: os estratos cruzam-se em consequência da mudança de direcção e/ou da intensidade do agente de transporte.

Etapas da Diagénese

Consiste na transformação dos sedimentos em rochas consolidadas através de diversos fenómenos físicos e químicos. À medida que os sedimentos afundam, a pressão a que ficam sujeitos aumenta, reduzindo os espaços entre as partículas e expulsando uma parte da água que os empapa, o que provoca uma redução do volume dos sedimentos e da porosidade e aumento da densidade - desidratação e compactação. Pode também ocorrer a cimentação dos sedimentos, em que se forma um «cimento» natural resultante da precipitação de substâncias químicas que se encontravam na água de circulação (sílica, carbonato de cálcio, óxidos de ferro, etc.), contribuindo para a união dos sedimentos e formação da rocha consolidada. Poderá também ocorrer a recristalização: transformação dos minerais iniciais noutros minerais, por alteração das suas estruturas cristalinas devido a variações de pressão, temperatura e devido à circulação de água e outros fluidos.