“É mais difícil vencer hábitos ruins do que despedaçar rochas” Textos Judaicos

1

E S C O L A S E C U N D Á R I A / 3 A N T Ó N I O S É R G I O – V . N . G a i a

BIOLOGIA E GEOLOGIA – Módulo 6– 11º CTec

CURSO CIENTÍFICO-HUMANÍSTICO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIAS

PROCESSOS E MATERIAIS GEOLÓGICOS IMPORTANTES EM AMBIENTES TERRESTRES

NOME: ___________________________________________ Nº______ D A T A 1 4 - 0 5 - 202 0

Rochas biogénicas

São rochas formadas, essencialmente, por sedimentos de origem orgânica, ou seja, que resultam, directa ou indirectamente, da intervenção de organismos. De entre as rochas com esta origem, podemos considerar alguns tipos de calcários, os carvões e os petróleos. Os calcários biogénicos podem ser formados, essencialmente, pela acumulação de conchas de seres vivos marinhos. Estes seres vivos fixam o carbonato de cálcio, formando peças esqueléticas, como é o caso das conchas. Quando estes organismos morrem, as conchas acumulam-se no fundo do oceano, onde podem ser cimentadas por carbonato de cálcio. Os calcários assim formados são designados por calcários conquíferos. Nos locais em que existem corais podem formar-se calcários como resultado da acumulação de polipeiros, carapaças de ouriços-do-mar, conchas e fragmentos de algas. Estes calcários são designados por calcários recifais. Os carvões e o petróleo (hidrocarbonetos naturais) são exemplos de materiais carbonáceos, ou seja, são rochas sedimentares que possuem uma origem directamente relacionada com a acumulação de sedimentos orgânicos. No processo que levou à sua formação houve intervenção directa da matéria orgânica resultante dos seres vivos, animais ou vegetais, que sofreram transformações químicas por acção de bactérias anaeróbias. A génese dos petróleos e dos carvões está relacionada com a fossilização de matéria orgânica proveniente, essencialmente, do plâncton e da flora continental para o petróleo e para os carvões, respectivamente. A evolução dessa matéria orgânica requer a existência de um conjunto de condições favoráveis, tais como:

o meios em que se verificam condições anaeróbias; o ambientes costeiros lagunares ou meios lacustres; o afundimento progressivo dos sedimentos nas bacias de sedimentação como consequência de

fenómenos tectónicos; o como consequência da subsidência anterior, os sedimentos deslocam-se para meios em que se

verifica ausência total de oxigénio; o nestas condições, os sedimentos orgânicos são transformados devido à acção de organismos

anaeróbios e às novas condições de temperatura e pressão. O carvão resulta da transformação de restos de vegetais acumulados no fundo de pântanos, lagunas e deltas fluviais, através da acção de bactérias anaeróbias que provocam a decomposição dos hidratos de carbono e do enriquecimento progressivo em carbono. A turfa é um produto carbonoso rico em matérias voláteis e pobre em carbono que resulta da transformação superficial, por bactérias anaeróbias, de musgos e de plantas herbáceas em ambientes continentais pantanosos ou em zonas de difícil drenagem. Os carvões húmicos (verdadeiros carvões minerais) resultam da acumulação de detritos vegetais de origem continental, rica em celulose e lenhina, em bacias costeiras lagunares ou em bacias lacustres. Através de uma rápida subsidência, estes sedimentos orgânicos, recobertos por sedimentos terrígenos, são transformados, primeiro por decomposição e depois por diagénese, em carvões húmicos. O processo de evolução dos resíduos vegetais para carvões deve-se a transformações bioquímicas e a transformações geoquímicas. De acordo com o grau de evolução dos detritos vegetais, formam-se diferentes tipos de carvões, tais como as lignites, as hulhas e a antracite. Um carvão é caracterizado pelas suas propriedades físico-químicas, como cor, brilho, densidade e dureza. Para além destas propriedades, um carvão pode ser caracterizado pela relação entre a quantidade de substâncias voláteis e a quantidade de carbono total (Figura 1).

“É mais difícil vencer hábitos ruins do que despedaçar rochas” Textos Judaicos

2

Da análise do gráfico podem retirar-se as seguintes conclusões:

o O processo de evolução dos detritos vegetais varia com a profundidade. Assim, esta relação traduz-se por uma perda progressiva de compostos voláteis e água e um enriquecimento em carbono com o aumento da profundidade. Este processo evolutivo é designado por incarbonização.

o O potencial calorífico dos carvões é tanto maior quanto maior for a percentagem de carbo- no e menor for a percentagem de voláteis e água.

O petróleo (significa óleo de pedra) bruto é um líquido oleaginoso, menos denso que a água, de cor geralmente escura e odor

acre. O petróleo é constituído, para além dos hidrocarbonetos, por azoto, enxofre e oxigénio. A formação do petróleo a partir de matéria orgânica acumulada nos sedimentos é o resultado de uma série de factores que, ao actuarem conjuntamente, originam os hidrocarbonetos. Estes factores pertencem a três categorias: biológicos, físico-químicos e geológicos. 1º Factores biológicos - A matéria orgânica acumulada nos sedimentos pode ter duas origens distintas: por um lado, o húmus e os organismos mortos nas áreas continentais são transportados pelos rios até às bacias de sedimentação; por outro lado, a morte de organismo marinhos, como plâncton, que, ao acumularem-se no fundo. integram os sedimentos. Esta origem é geralmente a mais importante. A transformação da matéria orgânica (proteínas e lípidos) em petróleo consiste num aumento da relação C/N, isto é, enriquecimento em carbono (C) e em hidrogénio, e empobrecimento em oxigénio e azoto (N). Este fenómeno ocorre em ambientes redutores, nos quais sobrevivem bactérias anaeróbias que iniciam as transformações da matéria orgânica. 2º Factores físico-químicos - Para a formação do petróleo não são necessárias temperaturas e pressões elevadas. Calculou-se que a pressão necessária não excede os 175 kg/cm2 e que o intervalo de temperaturas se situa entre os 80 °C e os 120 °C. Acima desta temperatura formam-se apenas hidrocarbonetos gasosos. 3º Factores geológicos - São vários os factores geológicos que condicionam a formação do petróleo, sendo talvez o mais importante a existência de armadilhas petrolíferas (Figura 2), isto é, estruturas geológicas favoráveis à acumulação de petróleo que impedem a sua migração até à superfície. Assim, o petróleo não é perdido e pode ser explorado de forma rentável. As armadilhas petrolíferas podem ser estruturais ou estratigráficas. As primeiras são o resultado de movimentos de origem tectónica, como dobras ou falhas. As segundas resultam de variações litológicas existentes em determinado meio sedimentar.

Figura 1 - Gráfico de classificação dos carvões de acordo com a sua riqueza em carbono e sua relação com a quantidade de voláteis. O gráfico também evidencia a relação entre a riqueza em carbono e o potencial calorlfico de um carvão.

Figura 2 - Exemplo de uma armadilha petrolífera.

“É mais difícil vencer hábitos ruins do que despedaçar rochas” Textos Judaicos

3

Num jazigo petrolífero é possível distinguir as seguintes formações geológicas (Tabela 1 e Figura 3):

Tabela 1 Formações geológicas associadas a um jazigo petrolífero

Designação Descrição

Rocha-mãe É a rocha na qual ocorre todo o processo evolutivo que leva à transformação dos detritos orgânicos em hidrocarbonetos.

Rocha-armazem ou

rocha reservatório

São formações geológicas (arenitos, conglomerados, rochas carbonatadas) porosas e permeáveis que recebem e armazenam o petróleo que migra da rocha-mãe.

Rocha-cobertura São formações geológicas impermeáveis, geralmente constituídas por rochas argilosas, que impedem a migração e a dispersão do petróleo até á superfície.

A figura 4 ilustra uma armadilha petrolífera.

1 Defina armadilha petrolífera. 2 As letras A, B e C do esquema representam, respectivamente"

a) a rocha-mãe, a rocha-armazém e a rocha-cobertura, b) a rocha-cobertura, a rocha-mãe e a rocha-armazém. c) a rocha-cobertura, a rocha-armazém e a rocha-mãe. d) a rocha-armazém, a rocha-cobertura e a rocha-mãe. (Assinale a opção correcta.)

3 Refira quais as características da rocha-cobertura. 4 Explique a posição relativa do petróleo, do gás natural e da água na armadilha petrolífera.

Figura 3 – Jazigo petrolífero.

Figura 4 – Armadilha petrolífera.

“É mais difícil vencer hábitos ruins do que despedaçar rochas” Textos Judaicos

4

1 Uma armadilha petrolífera é uma estrutura geológica que permite a acumulação de petróleo e que evita que este atinja a superfície da Terra (porque é menos denso do que as rochas que atravessa) e se perca. É a acumulação do petróleo em armadilhas petrolíferas que possibilita a sua exploração de forma rentável. 2 c) a rocha-cobertura, a rocha-armazém e a rocha-mãe. 3 A rocha-cobertura é uma rocha impermeável, normalmente de natureza argilosa ou salina, que retém o petróleo, impedindo a sua migração até à superfície. 4 A posição relativa do petróleo, do gás natural e da água deve-se à diferença de densidade destas três substâncias. Assim, a água é mais densa e fica no fundo da rocha-armazém, o petróleo tem densidade intermédia e localiza-se por cima da água e o gás natural, como é o menos denso de todos, fica no cimo da armadilha petrolífera.