Concretagem - Concretion

Para outros usos, consulte Cálculo (medicina) , Enterólito e Nódulo (geologia) .
As concreções na praia de Bowling Ball (condado de Mendocino, Califórnia) desgastaram-se com lamas cenozóicas fortemente inclinadas.
Concretions em Torysh , Cazaquistão Ocidental .
Concretions com forma de lente da ilha no rio Vltava, Praga, República Tcheca.
Concreção de agregados de Marlstone , Sault Ste. Marie, Michigan .

Uma concreção é uma massa dura e compacta de matéria formada pela precipitação de cimento mineral nos espaços entre as partículas e é encontrada em rochas sedimentares ou solo . As concreções são freqüentemente ovóides ou esféricas, embora também ocorram formas irregulares. A palavra 'concreção' é derivada do latim concretio "(ato de) compactar, condensar, congelar, unir", ela mesma de con que significa 'junto' e crescente que significa "crescer". As concreções se formam em camadas de estratos sedimentares já depositados. Eles geralmente se formam no início da história de soterramento do sedimento, antes que o resto do sedimento seja endurecido e transformado em rocha. Este cimento concrecionário freqüentemente torna a concreção mais dura e mais resistente ao intemperismo do que o estrato hospedeiro .

Há uma distinção importante a ser traçada entre concreções e nódulos . As concreções são formadas a partir da precipitação mineral em torno de algum tipo de núcleo, enquanto um nódulo é um corpo substituto.

As descrições que datam do século XVIII atestam o fato de que as concreções há muito são consideradas curiosidades geológicas. Devido à variedade de formas, tamanhos e composições incomuns, as concreções foram interpretadas como ovos de dinossauros , fósseis de animais e plantas (chamados de pseudofósseis ), detritos extraterrestres ou artefatos humanos .

Origens

Estudos detalhados demonstraram que as concreções se formam depois que os sedimentos são enterrados, mas antes que o sedimento seja totalmente litificado durante a diagênese . Eles normalmente se formam quando um mineral precipita e cimenta o sedimento ao redor de um núcleo, que geralmente é orgânico, como uma folha, dente, pedaço de casca ou fóssil . Por esta razão, os coletores de fósseis comumente quebram concreções abertas em sua busca por espécimes fósseis de animais e plantas. Alguns dos núcleos de concreção mais incomuns são os projéteis militares , bombas e estilhaços da Segunda Guerra Mundial , que são encontrados dentro de concreções de siderita encontradas em um pântano salgado da costa inglesa .

Dependendo das condições ambientais presentes no momento de sua formação, as concreções podem ser criadas por crescimento concêntrico ou difuso. No crescimento concêntrico, a concreção cresce à medida que camadas sucessivas de precipitado mineral em torno de um núcleo central. Esse processo resulta em concreções quase esféricas que crescem com o tempo. No caso de crescimento invasivo, a cimentação dos sedimentos hospedeiros , pelo preenchimento do seu espaço poroso por minerais precipitados, ocorre simultaneamente em todo o volume da área, que com o tempo se torna uma concreção. As concreções são frequentemente expostas na superfície por erosão subsequente que remove o material mais fraco não cimentado.

Aparência

Amostras de pequenas concreções rochosas encontradas no McConnells Mill State Park, na Pensilvânia.

As concreções variam em forma, dureza e tamanho, variando de objetos que requerem uma lente de aumento para serem claramente visíveis a corpos enormes de três metros de diâmetro e pesando vários milhares de libras. As concreções vermelhas gigantes que ocorrem no Parque Nacional Theodore Roosevelt , em Dakota do Norte , têm quase 3 m de diâmetro. As concreções esferoidais, com até 9 m (30 pés) de diâmetro, foram encontradas erodindo da Formação Qasr el Sagha dentro da depressão Faiyum do Egito. As concreções ocorrem em uma ampla variedade de formas, incluindo esferas, discos, tubos e agregados semelhantes a uvas ou bolhas de sabão .

Composição

As concreções são comumente compostas de um mineral presente como um componente secundário da rocha hospedeira. Por exemplo, concreções em arenitos ou folhelhos são comumente formados por um mineral carbonato , como calcita ; os calcários são comumente uma forma amorfa ou microcristalina de sílica , como sílex , sílex ou jaspe ; enquanto aqueles em xisto preto podem ser compostos de pirita . Outros minerais que formam concreções incluem óxidos ou hidróxidos de ferro (como goethita e hematita ), dolomita , siderita , ankerita , marcassita , barita e gesso .

Embora as concreções geralmente consistam em um único mineral dominante, outros minerais podem estar presentes, dependendo das condições ambientais que os criaram. Por exemplo, concreções de carbonato, que se formam em resposta à redução de sulfatos por bactérias , geralmente contêm porcentagens menores de pirita. Outras concreções, que se formaram como resultado da redução do sulfato microbiano, consistem em uma mistura de calcita, barita e pirita.

Ocorrência

Um mosaico de imagens mostrando esférulas, algumas parcialmente embutidas, espalhadas sobre grãos de solo (menores) na superfície marciana.

As concreções são encontradas em uma variedade de rochas, mas são particularmente comuns em xistos , siltitos e arenitos . Freqüentemente, externamente se assemelham a fósseis ou rochas que parecem não pertencer ao estrato em que foram encontrados. Ocasionalmente, as concreções contêm um fóssil, como seu núcleo ou como um componente que foi incorporado durante seu crescimento, mas as concreções não são fósseis em si. Eles aparecem em manchas nodulares, concentradas ao longo dos planos de estratificação ou projetando-se nas encostas de penhascos desgastadas pelo tempo.

Pequenas concreções de hematita ou esférulas marcianas foram observadas pelo rover Opportunity na cratera Eagle em Marte.

Tipos de concreção

As concreções variam consideravelmente em suas composições, formas, tamanhos e modos de origem.

Concreções septárias

"Septaria" redireciona aqui. Para o gênero de caracol gastrópode, consulte Septaria (gastrópode) .
Moeraki Boulders , Nova Zelândia.
Uma fatia de um nódulo septário rico em carbonato típico.

Concreções septarian (ou nódulos septarian ) são carbonato de concreções ricas em cavidades contendo angulares ou fissuras ( septaria ; . Sg septarium , do latim septo "partição, elemento de separação", referindo-se as fendas ou cavidades que separam os blocos poligonais de material endurecido). Nódulos septarianos são caracteristicamente encontrados em mudrock rico em carbonato. Eles tipicamente mostram uma estrutura interna de blocos poliédricos (a matriz ) separados por fissuras radiantes cheias de minerais (a septária) que se estreitam em direção à borda da concreção. As rachaduras radiantes às vezes cruzam um segundo conjunto de rachaduras concêntricas. No entanto, as fissuras podem ser altamente variáveis ​​em forma e volume, bem como no grau de encolhimento que indicam. A matriz é tipicamente composta de carbonato argiloso, como argila ironstone, enquanto o preenchimento da trinca é geralmente calcita. A calcita geralmente contém ferro significativo (calcita ferroana) e pode ter inclusões de pirita e minerais de argila. A calcita marrom comum na septária também pode ser colorida por compostos orgânicos produzidos pela decomposição bacteriana da matéria orgânica nos sedimentos originais.

As concreções septárias são encontradas em muitos tipos de lamito, incluindo siltitos lacustres , como o Grupo Beaufort do noroeste de Moçambique, mas são mais comumente encontradas em xistos marinhos , como a Formação de Xisto Staffin de Skye , a Argila Kimmeridge da Inglaterra ou o Grupo Mancos da América do Norte.

É comumente pensado que as concreções cresceram gradativamente de dentro para fora. O zoneamento químico e textural em muitas concreções são consistentes com este modelo concêntrico de formação. No entanto, a evidência é ambígua, e muitas ou a maioria das concreções podem ter se formado por cimentação generalizada de todo o volume da concreção ao mesmo tempo. Por exemplo, se a porosidade após a cimentação inicial varia ao longo da concreção, então a cimentação posterior preenchendo essa porosidade produziria um zoneamento composicional, mesmo com uma composição uniforme de água de poro. Se a cimentação inicial foi concêntrica ou penetrante, há evidências consideráveis ​​de que ela ocorreu rapidamente e em uma profundidade rasa de sepultamento. Em muitos casos, há evidências claras de que a concreção inicial se formou em torno de algum tipo de núcleo orgânico.

A origem dos septários ricos em carbonatos ainda é debatida. Uma possibilidade é que a desidratação endureça a camada externa da concreção, enquanto faz com que a matriz interna encolha até que se quebre. O encolhimento de uma matriz ainda úmida também pode ocorrer por meio de sinérese , em que as partículas de material coloidal no interior da concreção tornam-se gradualmente mais fortemente ligadas ao expulsar a água. Outra possibilidade é que a cimentação precoce reduza a permeabilidade da concreção, prendendo os fluidos dos poros e criando pressão excessiva dos poros durante o soterramento contínuo. Isso pode rachar o interior em profundidades tão rasas quanto 10 metros (33 pés). Uma teoria mais especulativa é que os septários se formam por fratura frágil resultante de terremotos . Independentemente do mecanismo de formação de fissuras, a septária, como a concreção em si, provavelmente se forma em uma profundidade de soterramento relativamente rasa de menos de 50 metros (160 pés) e possivelmente tão pouco quanto 12 metros (39 pés). As concreções geologicamente jovens de Errol Beds da Escócia apresentam textura consistente com a formação de sedimentos floculados contendo matéria orgânica, cuja decomposição deixou pequenas bolhas de gás (30 a 35 mícrons de diâmetro) e um sabão de sais de ácidos graxos de cálcio. A conversão desses ácidos graxos em carbonato de cálcio pode ter promovido encolhimento e fratura da matriz.

Um modelo para a formação de concreções septárias em Staffin Shales sugere que as concreções começaram como massas remirígidas de argila floculada. As partículas individuais de argila coloidal foram ligadas por substâncias poliméricas extracelulares ou EPS produzidos por bactérias colonizadoras. A decomposição dessas substâncias, junto com a sinérese da lama hospedeira, produziu tensões que fraturaram o interior das concreções ainda em profundidade rasa de soterramento. Isso só foi possível com a colonização bacteriana e a taxa de sedimentação certa. Fraturas adicionais formadas durante episódios subsequentes de sepultamento superficial (durante o Cretáceo) ou levantamento (durante o Paleógeno). Água derivada da chuva e da neve (água meteórica) posteriormente infiltrou-se nos leitos e depositou calcita ferroana nas fendas.

As concreções septares freqüentemente registram uma história complexa de formação que fornece aos geólogos informações sobre a diagênese inicial , os estágios iniciais da formação de rocha sedimentar a partir de sedimentos não consolidados. A maioria das concreções parece ter se formado nas profundezas do soterramento, onde microorganismos redutores de sulfato estão ativos. Isso corresponde a profundidades de soterramento de 15 a 150 metros (49 a 492 pés) e é caracterizado pela geração de dióxido de carbono, aumento da alcalinidade e precipitação de carbonato de cálcio. No entanto, há alguma evidência de que a formação continua bem na zona metanogênica abaixo da zona de redução de sulfato.

Um exemplo espetacular de concreções septárias de pedra , que têm até 3 metros (9,8 pés) de diâmetro, são as pedras de Moeraki . Essas concreções são encontradas erodindo de lamito do Paleoceno da Formação Moeraki exposta ao longo da costa perto de Moeraki , Ilha do Sul , Nova Zelândia . Eles são compostos de lama cimentada com calcita com veios septários de calcita e quartzo de estágio tardio raro e dolomita ferrosa . As concreções septárias muito menores encontradas em Kimmeridge Clay expostas em penhascos ao longo da costa de Wessex , na Inglaterra, são exemplos mais típicos de concreções septárias.

Concreções de bala de canhão

As concreções de bala de canhão são grandes concreções esféricas, que se assemelham a balas de canhão. Estes são encontrados ao longo do Rio Cannonball nos condados de Morton e Sioux, Dakota do Norte , e podem atingir 3 m de diâmetro. Eles foram criados pela cimentação inicial de areia e silte por calcita . Concreções semelhantes em forma de bala de canhão, que têm até 4 a 6 m (13 a 20 pés) de diâmetro, são encontradas associadas a afloramentos de arenito da Formação Frontier no nordeste de Utah e no centro de Wyoming . Eles se formaram pela cimentação precoce da areia pela calcita. As concreções de balas de canhão gigantes um pouco desgastadas e erodidas, com até 6 metros (20 pés) de diâmetro, ocorrem em abundância em " Rock City " no Condado de Ottawa, Kansas . Pedregulhos grandes e esféricos também são encontrados ao longo da praia de Koekohe, perto de Moeraki, na costa leste da Ilha do Sul da Nova Zelândia . Os pedregulhos de Moeraki , os pedregulhos de Ward Beach e os pedregulhos de Koutu da Nova Zelândia são exemplos de concreções septárias, que também são concreções de bala de canhão. Grandes rochas esféricas, que são encontradas nas margens do Lago Huron perto de Kettle Point, Ontário , e localmente conhecidas como "chaleiras", são concreções típicas de bala de canhão. As concreções de balas de canhão também foram relatadas em Van Mijenfjorden , Spitsbergen ; perto de Haines Junction , Território de Yukon , Canadá ; Jameson Land , Leste da Groenlândia ; perto de Mecevici, Ozimici e Zavidovici na Bósnia-Herzegovina; no Alasca, no Parque Estadual Capitão Cook da Península de Kenai, ao norte da praia Cook Inlet e na Ilha Kodiak a nordeste de Fossil Beach;

Hiato concreções

Concreção de hiato incrustada por briozoários (formas finas e ramificadas) e um edrioasteróide ; Formação Kope (Ordoviciano Superior), norte do Kentucky .
As concreções de hiato na base da Formação Menuha (Cretáceo Superior), Negev , sul de Israel .

As concreções de hiato são diferenciadas por sua história estratigráfica de exumação, exposição e enterro. Eles são encontrados onde a erosão submarina concentrou concreções diagenéticas iniciais como superfícies de atraso ao arrastar os sedimentos de granulação fina circundantes. Sua importância para a estratigrafia, sedimentologia e paleontologia foi notada pela primeira vez por Voigt, que se referiu a eles como Hiato-Konkretionen . "Hiato" refere-se à quebra na sedimentação que permitiu essa erosão e exposição. Eles são encontrados em todo o registro fóssil, mas são mais comuns durante os períodos em que prevaleciam as condições do mar de calcita , como o Ordoviciano , o Jurássico e o Cretáceo . A maioria é formada a partir de preenchimentos cimentados de sistemas de escavação em sedimentos siliciclásticos ou carbonáticos.

Uma característica distintiva das concreções de hiato que as separam de outros tipos é que muitas vezes eram incrustadas por organismos marinhos, incluindo briozoários , equinodermos e vermes tubulares no Paleozóico e briozoários, ostras e vermes tubulares no Mesozóico e Cenozóico. As concreções de hiato também costumam ser significativamente entediadas por vermes e bivalves.

Concreções alongadas

As concreções alongadas formam paralelas aos estratos sedimentares e têm sido estudadas extensivamente devido à influência inferida da direção do fluxo das águas subterrâneas da zona freática (saturada) na orientação do eixo de alongamento. Além de fornecer informações sobre a orientação do fluxo de fluido passado na rocha hospedeira, concreções alongadas podem fornecer uma visão sobre as tendências de permeabilidade local (ou seja, estrutura de correlação de permeabilidade; variação na velocidade da água subterrânea e os tipos de características geológicas que influenciam o fluxo.

As concreções alongadas são bem conhecidas na formação Kimmeridge Clay , no noroeste da Europa. Em afloramentos, onde adquiriram o nome de "doggers", eles normalmente têm apenas alguns metros de largura, mas na subsuperfície eles podem ser vistos penetrando até dezenas de metros ao longo do buraco. Ao contrário dos leitos de calcário, no entanto, é impossível correlacioná-los de forma consistente mesmo entre poços próximos.

Mármores Moqui

Mármores de Moqui, hematita, concreções de goethita, do arenito Navajo do sudeste de Utah. O cubo "W" no topo tem um centímetro cúbico de tamanho.

Mármores de Moqui , também chamados de bolas de Moqui ou "mármores de Moki", são concreções de óxido de ferro que podem ser encontradas erodindo em grande abundância de afloramentos do arenito Navajo no centro-sul e sudeste de Utah. Essas concreções variam em forma de esferas a discos, botões, bolas pontiagudas, formas cilíndricas e outras formas estranhas. Eles variam do tamanho de ervilha ao tamanho de beisebol.

As concreções foram criadas pela precipitação do ferro, que se dissolveu nas águas subterrâneas. O ferro estava originalmente presente como uma fina película de óxido de ferro ao redor dos grãos de areia no Arenito Navajo. A água subterrânea contendo metano ou petróleo de leitos rochosos subjacentes reagiu com o óxido de ferro, convertendo-o em ferro solúvel reduzido . Quando as águas subterrâneas contendo ferro entraram em contato com as águas subterrâneas mais ricas em oxigênio, o ferro reduzido foi convertido de volta em óxido de ferro insolúvel, que formou as concreções. É possível que o ferro reduzido tenha formado primeiro concreções de siderita que foram posteriormente oxidadas. Bactérias oxidantes de ferro podem ter desempenhado um papel.

Rock pop do Kansas

As rochas pop do Kansas são concreções de sulfeto de ferro, ou seja , pirita e marcassita , ou, em alguns casos , jarosita , que são encontradas em afloramentos do Smoky Hill Chalk Membro da Formação Niobrara no condado de Gove, Kansas . Eles são tipicamente associados a finas camadas de cinzas vulcânicas alteradas, chamadas bentonita , que ocorrem dentro do giz que compreende o Smoky Hill Chalk Member. Algumas dessas concreções envolvem, pelo menos em parte, grandes válvulas achatadas de bivalves inoceramidas . Essas concreções variam em tamanho de alguns milímetros a até 0,7 m (2,3 pés) de comprimento e 12 cm (0,39 pés) de espessura. A maioria dessas concreções são esferóides achatados . Outras "rochas pop" são pequenas concreções de pirita policuboidal, que têm até 7 cm (0,23 pés) de diâmetro. Essas concreções são chamadas de "pedras pop" porque explodem se atiradas no fogo. Além disso, quando são cortados ou martelados, eles produzem faíscas e um cheiro de enxofre queimado. Ao contrário do que foi publicado na Internet, nenhuma das concreções de sulfeto de ferro, que são encontradas no Smoky Hill Chalk Member, foram criadas pela substituição de fósseis ou por processos metamórficos. Na verdade, as rochas metamórficas estão completamente ausentes do Smoky Hill Chalk Member. Em vez disso, todos estes concreções de sulfureto de ferro foram criados pela precipitação de sulfuretos de ferro dentro anóxica marinho exsudado calcário depois de ter acumulado e antes de ter litificados em giz.

Pedra de fada de Marleka de Stensö na Suécia.

As concreções de sulfeto de ferro, como as rochas Kansas Pop, consistindo em pirita e marcassita , são não magnéticas. Por outro lado, as concreções de sulfeto de ferro, que são compostas de ou contêm pirrotita ou smythita , serão magnéticas em vários graus. O aquecimento prolongado de uma concreção de pirita ou marcassita converterá porções de qualquer mineral em pirrotita, fazendo com que a concreção se torne levemente magnética.

Argilas, cães de argila e pedras de fada

Concreções de disco composto por carbonato de cálcio são encontradas frequentemente corroendo de exposições de interlaminated lodo e argila , varved , lago proglacial depósitos. Por exemplo, um grande número de concreções notavelmente simétricas foram encontradas erodindo de afloramentos de sedimentos do lago proglacial quaternário ao longo e nos cascalhos do rio Connecticut e seus afluentes em Massachusetts e Vermont . Dependendo da fonte específica dessas concreções, elas variam em uma variedade infinita de formas que incluem formas de disco; formas crescentes; formas de relógio; formas cilíndricas ou de clube; massas botrioidais; e formas semelhantes a animais. Eles podem variar em comprimento de 2 pol. (5,1 cm) a mais de 22 pol. (56 cm) e freqüentemente exibem ranhuras concêntricas em suas superfícies. No Vale do Rio Connecticut , essas concreções são frequentemente chamadas de "pedras de argila" porque as concreções são mais duras do que a argila que as envolve. Nas olarias locais, eles eram chamados de "cães de argila" por causa de suas formas semelhantes a animais ou porque as concreções eram um incômodo para moldar tijolos. Concreções de carbonato de cálcio em forma de disco semelhantes também foram encontradas no vale do rio Harricana, na região administrativa de Abitibi-Témiscamingue , em Quebec , e no condado de Östergötland , na Suécia. Na Escandinávia , eles são conhecidos como "marlekor" ("pedras de fadas").

Gogotte

Concreção de Gogotte
  • Goggottes são concreções de arenito encontradas em sedimentos envelhecidos do Oligoceno (~ 30 milhões de anos) perto de Fontainebleau , França. Os gogottes conseguiram preços elevados em leilões devido à sua qualidade semelhante à de uma escultura.

Veja também

  • Bowling Ball Beach
  • Caliche , também conhecido como Calcrete - concreção de sedimentos à base de carbonato de cálcio, concreções de CaCO 3 em solos áridos e semi-áridos
  • Ilha Champ  - Ilha em Franz Josef Land, Rússia
  • Diagênese  - Mudanças físico-químicas em sedimentos que ocorrem após sua deposição
  • Dinocóclea  - vestígios de fósseis no Museu de História Natural de Londres
  • Dorodango  - forma de arte japonesa em que a terra e a água são moldadas para criar uma delicada esfera brilhante
  • Gypcrust  - Camada de solo endurecida com alta porcentagem de gesso. Concreções de CaSO 4 em solos áridos e semi-áridos
  • Esfera de Klerksdorp  - Pequenos objetos minerais, geralmente esféricos ou em forma de disco, encontrados em depósitos de pirofilita perto de Ottosdal, África do Sul
  • Esférulas marcianas
  • Moeraki Boulders (Nova Zelândia)
  • Parque Estadual Mushroom Rock , Kansas
  • Nódulo (geologia)  - pequena massa de um mineral com uma composição contrastante com o sedimento ou rocha envolvente, um corpo substituto , não deve ser confundido com uma concreção
  • Rock City
  • Espeleotema  - Estrutura formada em uma caverna pela deposição de minerais da água. Formações de CaCO 3 em cavernas

Referências

links externos