Exercícios: A classificação das rochas

Quais são os três grandes grupos de rochas e que processo forma cada um? Indica em que parte do planeta ocorre principalmente cada processo.

O que é a textura de uma rocha e em que se distingue da sua estrutura? Apresenta um exemplo de textura vítrea e outro de textura fanerítica (cristais visíveis).

Uma rocha com fósseis não pode ser magmática. Explica porquê e indica a que grupo pertence normalmente uma rocha fossilífera.

O que é o ciclo litológico? Refere os seus processos principais e explica por que razão se afirma que nenhuma rocha é permanente.

O que é a textura porfírica e que história de arrefecimento em duas etapas revela numa rocha magmática?

O que são os clastos de uma rocha detrítica e que textura definem? Distingue entre clastos, matriz e cimento.

Que diferença existe entre um sedimento solto e uma rocha sedimentar consolidada? Que conjunto de processos converte o primeiro na segunda?

Enumera cinco caracteres observáveis a olho nu ou com lupa que te ajudariam a classificar uma amostra de rocha.

Apresentam-se a seguir cinco amostras de rochas numeradas a partir dos seus traços observáveis:

1. Amostra com textura granular de cristais visíveis e entrelaçados.

2. Amostra disposta em camadas com presença de clastos e restos fossilíferos.

3. Amostra com foliação marcada pela alternância de bandas claras e escuras.

4. Amostra escura de grão muito fino com presença de vesículas ou vacúolos.

5. Amostra com foliação planar fina que se divide facilmente em lâminas.

Associa cada número ao seu grupo (ígnea, sedimentar ou metamórfica) e justifica-o com o carácter observado (cristais entrelaçados, camadas, foliação, etc.).

Na imagem, localiza o granito e o arenito. Compara como cada um se formou a partir de minerais semelhantes (quartzo, feldspato) e explica por que razão o arenito é poroso e o granito não.

Uma rocha negra, de grão muito fino e com numerosas vesículas (vacúolos) aflora num cone vulcânico. Identifica-a e explica o que indicam as vesículas sobre o magma que lhe deu origem.

Compara as texturas afanítica e fanerítica: que aspeto tem cada uma, em que ambiente de arrefecimento se formam e indica um exemplo de rocha de cada tipo.

Uma rocha vulcânica apresenta grandes cristais de feldspato englobados numa matriz de grão finíssimo. Interpreta a sua história de arrefecimento e explica por que razão os fenocristais e a matriz têm dimensões tão distintas.

Um conglomerado de calhaus arredondados e uma brecha de clastos angulosos podem ter a mesma composição. Explica que história diferente de transporte e sedimentação conta cada textura.

Num xisto, as micas orientam-se em planos paralelos. Explica que tensões originam essa foliação e por que razão a rocha se fende facilmente ao longo desses planos.

Um calcário com fósseis de corais e outro formado por oólitos são ambos rochas carbonatadas. Compara os ambientes de formação que cada um indica (recife calmo face a plataforma pouco profunda e agitada).

Durante uma saída de campo, um aluno observa a amostra da imagem (um gnaisse bandado) e anota no seu caderno: «Trata-se de uma rocha sedimentar com laminação rítmica (varvitos), onde as bandas escuras são níveis de argila rica em matéria orgânica e as claras são areias quartzíticas depositadas no verão».

1. a) Rebate a interpretação do aluno analisando a fábrica visível na imagem: que critérios texturais e mineralógicos permitem descartar que essas bandas sejam lâminas sedimentares primárias e confirmar um bandamento gnáissico?
2. b) Prevê que microestruturas esperas observar numa lâmina delgada desta rocha (em relação aos contactos intergranulares e à orientação preferencial dos filossilicatos) que seriam impossíveis de encontrar na rocha sedimentar proposta.
3. c) Se encontrasses este afloramento cortado por diques graníticos deformados e dobrados de forma concordante com o bandamento, que história tectónica e térmica deduzirias para a região?

Uma empresa de construção civil adquire lajes de «granito negro» para o revestimento exterior de um edifício. Ao analisá-las no laboratório, determina-se uma massa volúmica de 3,0 g/cm³, uma ausência total de quartzo livre e de feldspato alcalino, e um teor de plagioclase cálcica (labradorite) e clinopiroxena superior a 85 % em volume. A construtora apresenta uma reclamação alegando que o material não é granito.

1. a) Como perito geólogo, justifica petrologicamente por que razão a amostra não é um granito, situando a sua composição modal no diagrama QAPF de Streckeisen e deduzindo de que rocha plutónica se trata.
2. b) Rebate o argumento do fornecedor comercial de que «em geologia tudo o que tem textura granular cristalina é um tipo de granito», explicando a diferença entre textura fanerítica e classificação mineralógica modal.
3. c) Prevê e justifica como responderá quimicamente este revestimento face à meteorização por chuva ácida urbana rica em SO₂ em comparação com um autêntico granitoide rico em quartzo e feldspato potássico.

Numa série estratigráfica marinha formada por calcários micríticos fossilíferos instala-se um plutão granítico. A 600 m do contacto, a rocha é um calcário cinzento com foraminíferos bem preservados; a 80 m do contacto converte-se numa rocha branca de aspeto sacaróide sem vestígios de fósseis e de grão fino; e no contacto líquido com o granito surge uma rocha com cristais de calcite com mais de 3 mm juntamente com silicatos cálcicos (wollastonite e grossulária).

1. a) Justifica as alterações texturais observadas à medida que nos aproximamos do plutão: por que razão desaparecem os fósseis e aumenta progressivamente o tamanho de grão da calcite?
2. b) Concebe um teste simples de campo que permita demonstrar que tanto o calcário original como o mármore conservam a mesma fase mineral maioritária, e explica por que razão a sua resistência mecânica e a sua porosidade são visivelmente distintas.
3. c) Deduz que reação mineralógica explica a formação de wollastonite (CaSiO₃) no contacto e que componente químico teve de ser fornecido pelo protólito ou pelo fluido magmático hidrotermal para que ocorresse.

Para a fundação de uma barragem e o fornecimento de balastro ferroviário, uma empresa geotécnica analisa duas rochas siliciosas macroscopicamente semelhantes (amostras A e B), ambas constituídas por mais de 95 % de SiO₂.

Os ensaios fornecem os seguintes resultados:

• Amostra A: Ao ser golpeada com a marreta, a superfície de fratura apresenta brilho baço e tato rugoso («de lixa»); a sua porosidade efetiva é de 4,2 % e ao microscópio observam-se contactos pontuais entre clastos arredondados com cimento de sílica microcristalina.

• Amostra B: Apresenta fratura concoidal limpa que corta indistintamente grãos e matriz com brilho vítreo contínuo; a sua porosidade efetiva é de 0,3 % e ao microscópio mostra uma textura granoblástica com contactos suturados e interdigitados.

1. a) Identifica fundamentadamente qual das amostras corresponde a um ortoquartzito (arenito quartzoso sedimentar) e qual a um metaquartzito metamórfico, justificando a diferença mecânica na superfície de rotura a partir da fábrica cristalina de cada uma.
2. b) Justifica qual das duas rochas se revela mais adequada como balastro face aos ciclos de gelo-degelo (gelivação) e à abrasão mecânica contínua.
3. c) Se submeteres a amostra A a um metamorfismo regional em fácies dos xistos verdes, prevê como evoluirão a sua porosidade, a forma dos grãos e os seus limites intercristalinos.

Numa sondagem profunda na raiz de uma cordilheira colisional extrai-se uma rocha bandada com morfologia heterogénea: bandas félsicas tortuosas e dobradas (leucossomas) de quartzo e feldspato com textura fanerítica granular, intimamente entrelaçadas com bandas máficas ricas em biotite e silimanite (melanossomas) com intensa foliação.

1. a) Justifica por que razão esta rocha (um migmatito) se situa na fronteira genética entre o metamorfismo e o magmatismo, deduzindo o estado físico do leucossoma e do melanossoma durante o pico térmico.
2. b) Apoiando-te no conceito de anatexia e na curva do solidus da crusta continental hidratada, prevê o que teria acontecido à rocha se a temperatura tivesse aumentado mais 150 °C e como teria mudado o aspeto do corpo rochoso resultante ao arrefecer.
3. c) Um estudante afirma: «Se o leucossoma chegou a fundir, a rocha deve ter superado os 1700 °C, que é o ponto de fusão do quartzo puro». Rebate esta afirmação justificando o comportamento das misturas eutéticas e a influência da água na fusão crustal.

Durante uma campanha de cartografia geológica numa zona estruturalmente complexa, a tua equipa recolhe três pares de amostras difíceis de discriminar visualmente no campo:

• Par 1: Duas rochas escuras, afaníticas e duras (um basalto e um quartzito negro rico em turmalina).

• Par 2: Duas rochas pelíticas escuras de grão fino (um lutito compactado e uma ardósia metamórfica).

• Par 3: Duas rochas carbonatadas claras (um calcário micrítico puro e um mármore branco sacaróide).

1. a) Concebe para cada par um protocolo de testes simples de campo (utilizando unicamente lupa de 10 aumentos, navalha de aço, riscador de quartzo e HCl a 10 %) que permita diferenciá-las inequivocamente in situ.
2. b) Se o par 2 não se resolver com segurança no campo, que ensaio físico simples relacionado com a imersão em água ou a secagem conceberias antes de recorrer à lâmina delgada?
3. c) Para o par 1, descreve que critérios diagnósticos microtexturais definitivos esperarias observar ao microscópio petrográfico de polarização para certificar a origem vulcânica de uma e a metamórfica da outra.

Três relatórios geológicos independentes descrevem a mesma formação rochosa de uma bacia sedimentar com três denominações distintas:

• Relatório A (litoestratigráfico): «Calcário micrítico com fósseis».

• Relatório B (petrológico de laboratório segundo Folk/Dunham): «Biomicrito» ou «Wackestone de foraminíferos e bivalves».

• Relatório C (paleoambiental): «Depósito carbonatado de planície de maré protegida ou laguna costeira pouco profunda».

1. a) Interpreta os dados fornecidos por cada nomenclatura e justifica a partir deles a proporção relativa de clastos face à lama micrítica e o nível de energia hidrodinâmica do meio no momento da deposição.
2. b) Num projeto hidrogeológico regional para avaliar o potencial de aquíferos cársticos, fundamenta qual das classificações se revela mais operacional e que inconvenientes acarreta basear a cartografia exclusivamente na interpretação ambiental do relatório C.
3. c) Se na camada imediatamente sobrejacente a rocha passar a ser um «Grainstone ou bioesparito» com oólitos, bioclastos bem calibrados e cimento esparítico sem matriz de lama, deduz que alteração no nível relativo do mar ou na hidrodinâmica da bacia teve lugar.

Numa bancada de trabalho geológico analisa-se uma série de amostras e surgem três discrepâncias entre os membros da equipa:

1. Um técnico afirma que certas lavas riolíticas e depósitos de escoadas piroclásticas apresentam estratificação sedimentar autêntica.

2. Numa amostra com bandas milimétricas alternadas de quartzo-feldspato e de biotite, um aluno defende que se trata de um arenito com laminação cruzada primária que conservou intactas as suas camadas de sedimentação.

3. Uma amostra argilosa mostra planos paralelos de fratura que se confundem com a xistosidade.

1. a) Julga a validade da afirmação 1 distinguindo entre estratificação por sedimentação em meios fluidos e bandamento de fluxo lávico por viscosidade ou depósitos piroclásticos de queda/fluxo.
2. b) Rebate a afirmação 2 explicando o mecanismo de diferenciação metamórfica que gera o bandamento gnáissico a partir de um protólito homogéneo submetido a tensões dirigidas, e indica que fábrica intergranular denunciaria ao microscópio a sua natureza metamórfica face a uma detrítica.
3. c) Concebe um critério estrutural para diferenciar no campo ou em laboratório a fissilidade diagenética do lutito (afirmação 3) face à clivagem ardosiana metamórfica, relacionando a orientação dos planos de rutura com a tensão tectónica e a estratificação original.