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GMG2201 - Elementos de Mineralogia e Geologia 1
GMG 2201 ELEMENTOS DE MINERALOGIA E GEOLOGIA
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PROGRAMA
UNIVERSIDADE DE SÃO PAULOINSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS
DEPART. DE MINERALOGIA E GEOTECTÔNICA
GMG2201 ELEMENTOS DE MINERALOGIA E GEOLOGIA
PROGRAMA GERAL – 1º Semestre 2010
• Aplicação da geologia na engenharia civil• Planeta Terra• Materiais terrestres• Rochas ígneas• Intemperismo e solos• Rochas sedimentares• Rochas metamórficas• Estruturas geológicas• Estratigrafia e Tempo geológico• Geologia do Estado de São Paulo
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BIBLIOGRAFIA
Bibliografia recomendada
Chiossi N.J. – Geologia Aplicada àEngenharia. Grêmio Politécnico,
Ernst G. – Minerais e Rochas. Cia.E.Blucher, EDUSP.
Kehew, A.E. – General Geology for Engineers. Prentice Hall, Englewood Cliffs, N.Jersy.
Leinz V. e Amaral S.E. - Geologia Geral. Cia.Ed.Nacional.
Oliveira, A.M.S. e Brito, S.N.A. (ed.) –Geologia de Engenharia. Assoc. Bras. de Geologia e Engenharia.
Teixeira W. et al (ed.) – Decifrando a Terra. 2ª. Ed. Oficina de Textos.
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AVISOS
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05. Síntese das aulas teóricas estarão no endereço eletrônico da disciplina: http://www.igc.usp.br/disciplinasweb
07. Professores:
Eliane Aparecida Del Lama
Gaston E. E. Rojas
Horstpeter H. G. J. Ulbrich
Lucelene Martins
AVISOS
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GEOLOGIA E ENGENHARIA
• O objetivo do curso é familiarizar os estudantes de Engenharia Civil com a nomenclatura e os conceitos básicos de Mineralogia, Petrologia e Geologia.
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GEOLOGIA E ENGENHARIA
• Conceitos geológicos são aplicados nos seguintes trabalhos de engenharia:
• fundações, construções de estradas, túneis, portos, aeroportos e barragens;
• escorregamentos e estabilização de taludes, contensão de enchentes reabilitação de boçorocas, colapso e subsidência de terrenos, erosão e assoreamento, etc.
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GEOLOGIA E ENGENHARIAExemplos do livro “Geologia da Engenharia” de A.R. dos Santos - 2002
• Condicionamento geológico-geotécnico na escolha do eixo e no tratamento das fundações de barragens
• Geologia da Engenharia na definição do método de lavra e do sistema de estabilização do maciço na mina de zinco Morro da Usina, MG
• Plano preventivo de defesa civil (PPDC) para escorregamentos no trecho paulista da Serra do Mar
• Escorregamentos de taludes em rodovias, SP
• Reabilitação de uma boçoroca, SP
• Alterabilidade de basaltos em obras de engenharia
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GEOLOGIA E ENGENHARIA
• Colapso e subsidência de origem cárstica na área urbana de Cajamar, SP
• A escolha de agregado para concreto na construção barragem de Jupiá, SP/MS
• Erosão e assoreamento por enchentes na região metropolitana de São Paulo
• Túneis em maciços rochosos com tensões residuais elevadas: Usina Hidroelétrica Ita, SC
• Alteração do traçado da Rodovia dos Imigrantes na Serra do Mar devido a corpos de tálus
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GEOLOGIA E ENGENHARIA
• Elevação do lençol freático em área urbana como conseqüência do enchimento do reservatório da Barragem de Três Irmão, SP
• Carta geotécnica dos morros de Santos e São Vicente, SP
• A análise da Geologia de Engenharia na avaliação de impacto ambiental do aterro sanitário de Santos, SP
• Problemas geotécnicos na exploração do aqüífero tipo “karst” para abastecimento na região metropolitana de Curitiba, PR
• Instalibilização no talude de corte da FEPAS sob o viaduto da Rodovia Porto Ferrão, Ribeirão Preto, SP-333
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Exemplo: escorregamento em Campos do Jordão
Foto: arquivo IPT
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Exemplo: deslizamento na Via Anchieta
Foto: arquivo IPT
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Exemplo: colapso em Cajamar (set/86)
Foto: arquivo IPT
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Exemplo: colapso em Cajamar (out/86)
Foto: arquivo IPT
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Exemplo: colapso em Cajamar (jan/87)
Foto: arquivo IPT
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Exemplo: cratera do metrô- SP (jan/07)
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Exemplo: tragédia rara – Caraíbas, MG (dez/07)
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Exemplo: tragédia rara – Caraíbas, MG (dez/07)
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MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
• RESUMO INFORMATIVO
(Dados da disciplina GMG 0498 Mineralogia Industrial)
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• RESUMO INFORMATIVO
TERRA E PLANETAS
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TERRA E PLANETAS
• O sistema solar é composto pelo Sol, 8 planetas, 61 satélites, asteróides, cometas, além de poeira e gás
• A massa de todo sistema concentra-se no Sol (99,8%)
• As características geométricas, cinemáticas e dinâmicas desses planetas sugerem uma origem comum a aproximadamente 4,5 bilhões de anos
• A idade do Universo é estimada em 15 bilhões de anos, quando toda matéria e energia do Universo explodiu de um único ponto (BIG BANG)
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TERRA E PLANETAS
• Os planetas do sistema solar são em ordem de distância a partir do Sol:
• Mercúrio, Vênus, Terra, Marte (terrosos/ telúricos)
• Júpiter, Saturno, Urano, Netuno (gasosos/jovianos)
• Plutão (24/agosto/2006 – foi rebaixado para Planeta Anão)
• Entre os planetas terrosos e gasosos está o Cinturão de Asteróides
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PLANETAS TERRESTRES
• Pequenos• Rochosos• Densos (> 3 g/cm3)• Similares na composição
• Núcleo metálico
• Fusão parcial que formou magma basáltico
• Modificados por impactos
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PLANETAS JOVIANOS
• Maiores
• Menos densos (densidade ~ Sol)
• Gigantes gasosos
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METEORITOS
• Corpos metálicos ou rochosos caídos na superfície terrestre
• Corpos pequenos que atingem a atmosfera com alta velocidade, sendo freados com o atrito com o ar
• Calor produzido pelo atrito chega a fundir parcialmente as partes externas do meteorito, formando uma crosta de material vitrificado
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• Região provável de origem: cinturão de asteróides
• Próximo a cidade de SP (Colônia): cratera meteorítica de 3,6 km de diâmetro
• Classificação– rochosos 95% (condritos e acondritos)– siderólitos 1%– sideritos 4%
METEORITOS
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PLANETOLOGIA COMPARADASol Mercúrio Vênus Terra (Lua) Marte Júpiter Saturno Urano Netuno
Distância do Sol (x 106 km) 58 108 150 228 778 1427 2870 4497
Massa da Terra = 1 343.000 0,055 0,815 1 0,012 0,108 318 9,5 14,6 17,2
Densidade (dágua= 1) 1,4 5,4 5,2 5,5 3,3 3,9 1,3 0,7 1,2 1,7
Raio (km) 2440 6052 6378 1738 3394 71400 60000 25900 24750
Período de revolução (anos
terrestre)0,24 0,62 1 1,88 11,9 29,5 84 164
Nº de satélites conhecidos 0 0 1 2 17 21 15 2
Principais constituintes da
atmosferaH2, He CO2 N2, O2 CO2 H2, He H2, He
H2, He, CH4
H2, He, CH4
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CARACTERISTÍCAS GERAIS DA TERRA
• 4 domínios:– Hidrosfera– Atmosfera– Biosfera– Litosfera
• Forma e dimensão: elipsóide de rotação– Raio equatorial: 6.378 km– Raio polar: 6.356 km
• Estrutura concêntrica:– Crosta: 0 – 60 km– Manto: 60 – 2.900 km– Núcleo: 2.900 – 6.370 km
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CARACTERISTÍCAS GERAIS DA TERRA
• Massa: 6,5 x 1021 t– Núcleo + manto = 99,6%– Litosfera = 0,375%– Hidrosfera = 0,025%– Atmosfera = 0,001%
• Densidades (g/cm3):– Oceano: 1,0– Crosta terrestre: 2,8– Manto: 4,6– Núcleo: 10,6– Terra: 5,5
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Fonte: John D. Winter, 2001
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CROSTA TERRESTRE
• Crosta Continental: – maior espessura– composição granítica
• Crosta Oceânica: – menor espessura– composição basáltica
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ABUNDÂNCIA DOS ELEMENTOS QUÍMICOS NA CROSTA
% em peso ppmO 46,6 Ti 4.400Si 27,7 P 1.000Al 8,1 Mn 900Fe 5,0 Ni 75Ca 3,6 Zn 70Na 2,8 Cu 55K 2,6 U 1,8
Mg 2,1 Ag 0,04Au 0,04
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COMPOSIÇÃO MINERALÓGICA DA CROSTA TERRESTRE
Essencialmente silicática (*)% em volume
* feldspatos 58* piroxênios e anfibólios 13* quartzo 11* micas, cloritas, argilominerais 10* olivina 3* aluminossilicatos 2carbonatos, óxidos, sulfetos, halóides 3