PRINCIPAIS TIPOS DE ROCHAS

(1)

1

PRINCIPAIS TIPOS DE ROCHAS

(CONT…)

(2)

Ciclo das rochas (Petrogenético)

Sedimentos

Meteorização, transporte e

deposição

Cementação e compactação

(litificação- diagénese) Levantamento,

meteorização, transporte e deposição

Calor e

pressão Calor e pressão

(metamorfismo)

Pressão Arrefecimento

e solidifação (cristalização)

Rochas Magmáticas

Rochas Sedimentares

Rochas Metamórficas Fusão

Magma Fusão

Adaptado de: Lutgens & Tarbuck, 2003

(3)

3

(4)

O metamorfismo é caracterizado por:

-mudanças mineralógicas: crescimento de novos minerais sem adição de novo material (processos isoquímico)

-mudanças texturais: recristalização, alinhamento e/ou mudança na granulometria, normalmente como resultado de uma aplicação desigual da tensão

(5)

Metamorfismo

Compreende todas as transformações químicas, mineralógicas e/ou estruturais que ocorrem nas rochas, após terem estado submetidas a temperaturas, pressões, ou ambas, diferentes daquelas sob as quais se formaram

Etimologia: do grego meta (mudança) + morphe (forma) Rochas sedimentares sob pressão

Novas rochas metamórficas

Aumento da Pressão: 1Kbar/3km

Aumento da Temperatura: 20-30

⁰

C/km

(6)

Metamorfismo. Agentes de metamorfismo.

Rochas metamórficas

(7)

Diferentes tipos de forças a que as rochas estão sujeitas

Tensão*

No interior da Terra, as rochas sofrem os efeitos da tensão litostática e da tensão não litostática.

A tensão litostáticaé o resultado do peso da massa de rocha suprajacente e é aplicada igualmente em todas as direcções. Tem como consequência a redução do volume e o aumento da densidade das rochas, pela redução do espaço entre as partículas que constituem os minerais.

A tensão não litostática, ou dirigida, caracteriza-se por ter diferente intensidade em diferentes direcções. Pode ser compressiva, distensivaou de cisalhamentoe está, geralmente, associada aos movimentos tectónicos. Este tipo de tensão causa a deformação das rochas e o alinhamento dos minerais ou foliação.

*Tensão= força exercida por unidade de área

(8)

As rochas metamórficas distinguem-se das originais por terem sofrido recristalizações e passam a ser cristalinas e modificações texturais e estruturais pelo que podem ser foliadas ou bandadas

 Metamorfismo é um processo petrogenético de reajustamento mineralógico e textural de rochas sólidas, sob condições de T (50 a 700ºC) e P superiores às da zona de sedimentação e diagénese dos sedimentos mas inferiores às da passagem ao estado de magma, não implica fusão (quando se atinge designa-se de anatexia).

(9)

Estratos deformados Estratos não deformados

As rochas são sujeitas a forças desiguais em direções diferentes (stress

diferencial)

(10)

ROCHAS METAMÓRFICAS

Ocorre metamorfismo quando as rochas ficam sujeitas a condições de pressão e a temperatura diferentes das que caracterizam o ambiente em que se formaram, mas inferiores às que determinam a sua fusão. O reajustamento às novas condições traduz-se em alterações texturais e de composição mineralógica que acontecem essencialmente no estado sólido.

Anatexia Metamorfismo

>

300 Mpa, 200 ºC Diagénese

A natureza e extensão do reajustamento depende da temperatura, da intensidade e modo de actuação da pressão, da presença ou não de fluídos activos, e do tempo a que a rocha fica sujeita a tais condições.

Se as rochas metamórficas continuarem o seu "percurso" descendente pela

litosfera, devido às pressões litostáticas, as pressões e temperaturas são tão

elevadas que se chega ao domínio de transição com as rochas magmáticas, o

Ultrametamorfismo, e as rochas aí formadas designam-se por migmatitos (são

constituídos por uma parte clara que resulta da fusão da rocha e uma parte escura

que não chegou a fundir). Depois de ultrapassar o ultrametamorfismo os

migmatitos são fundidos e originam rochas magmáticas de segunda geração,

magmatismo secundário.

(11)

(12)

(13)

13

Temperatura

Tem um papel determinante na natureza dos minerais que ocorrem em rochas metamórficas: (1) promove a recristalização de alguns minerais (p.e., argilas) ou o crescimento de outros pré-existentes, e (2) provoca a formação de novos minerais por reorganização da estrutura cristalina de minerais pré-existentes e instáveis nas novas condições.

O aumento da temperatura está geralmente associado ao soterramento, à proximidade de intrusões ígneas ou à subducção.

FATORES DE METAMORFISMO

(14)

FATORES DE METAMORFISMO

(15)

Temperatura: pode ter várias causas:

• grau geotérmico e radioactividade natural

• intrusões magmáticas

• deformação crustal

Pressão: pode ter duas origens:

• resultar do peso dos sedimentos sobrejacentes: pressão estática ou uniforme (pressão litostática)

• provocadas por deformações crustais: pressão orientada

pressão litostática pressão diferencial

FATORES DE METAMORFISMO

(16)

Tempo geológico: é um elemento fundamental para o desenrolar dos agentes anteriores

Geofluidos – “ águas ” (s.l.) e voláteis

As “ águas ” (metamórficas, magmáticas, metassomáticas) podem:

• derivar do magma

• resultar de infiltração da precipitação atmosférica (ciclo hidrológico)

• Os voláteis (agentes mineralizadores) são originados nas massas ígneas intrusivas

FATORES DE METAMORFISMO

(17)

(18)

MINERAIS ÍNDICE CARACTERÍSTICOS DE DIFERENTES GRAUS METAMÓRFICOS

Transições mineralógicas típicas resultantes do metamorfismo progressivo a partir de argilitos

(19)

Textura das rochas metamórficas

xistosidade Formação de texturas foliadas (deformação mecânica, recristalização)

Estratificação

(20)

Este tipo de metamorfismo é caracterizado pela existência de orientação paralela ou sub-paralela de grãos minerais de diferentes dimensões a que se dá o nome de xistosidade, para metamorfismo de grau médio a alto e diz-se que as rochas apresentam uma textura foliada.

magmática -GRANITO metamórfica - GNAISSE

A figura mostra o granito (quartzo e feldspato dispostos aleatoriamente) e o gnaisse (quartzo e feldspato dispostos em bandas)

(21)

Granito Gnaisse

(22)

Modificações texturais produzidas nas rochas (pelíticas)

pelo efeito da pressão: noção de foliação

(23)

23

Texturas não foliadas

Caracterizam rochas formadas em ambientes em que a deformação é mínima e aquelas que derivam de protólitos cujos constituintes minerais são equidimensionais (calcite, quartzo…)

bandado gnáissico

(24)

(25)

(26)

Diversos minerais que se encontram nas rochas metamórficas são usados para estudar o metamorfismo, sendo usados para classificar o grau de metamorfismo. Os minerais tornam-se instáveis, quando sujeitos a metamorfismo, pelo que se recombinam

formando, por recristalização, novas associações minerais compatíveis com as condições termodinâmicas do novo ambiente.

À medida que as rochas vão sofrendo o progressivo aumento de pressão e temperatura a rocha original vai sofrendo diferentes graus de transformações (metamorfismo) e uma dada rocha inicial pode dar origem a outros tipos de rochas metamórficas. Estas

transformações graduais que originam novas recristalizações formam assim certos tipos de minerais que são exclusivos destas rochas e por essa razão caracterizam as rochas onde se formam, são os minerais -índice ou minerais indicadores, considerados

termómetros e barómetros geológicos. Exemplos: estaurolite, epídoto, granada, cordierite, clorite, etc.

Alguns minerais como a calcite, o quartzo e o feldspato são estáveis com as variações de pressão e temperatura, outros são exclusivos das rochas metamórficas.

As diferentes zonas metamórficas são delimitadas por superfícies de igual grau de metamorfismo, chamadas isógradas, sendo definidas pelos pontos onde ocorrem pela primeira vez determinados minerais-índice.

(27)

PRINCIPAIS TIPOS DE METAMORFISMO

Metamorfismo dinâmico (dinamometamorfismo):

Associado a zonas de falha e esmagamento e por isso designa-se também por cataclástico; áreas de intensa deformação prevalecendo o efeito da pressão originando milonitos e brechas de falha (ou b. tectónicas / de fricção)

Metamorfismo de contacto (térmico ou termometamorfismo):

ocorre a baixa profundidade, resulta de intrusões magmáticas que afetam as rochas encaixantes próximas formando auréolas ou orlas de corneanas e xistos mosqueados, por ordem decrescente de metamorfismo. Rochas onde surgem / desaparecem minerais e novas texturas e estruturas. Ocorre por aumento de T e fluidos, sendo as condições termodinâmicas mais comuns de T 400 -800ºC e de P 150-2000atm

Metamorfismo regional (termodinâmico):

afecta grandes extensões das áreas continentais.

Relacionado com os orógenos e zonas de tectónica intensa (limites de placas convergentes)  acções simultâneas de T e P (litostática e stresse) e dos fluidos

http://4.bp.blogspot.com/_mBGeAYDHcnA/S_l6I2tBBaI/AAAAAAAAA3c/gktPU 9Yy0eI/s400/h1.jpg

Brecha de falha

Milonito

(28)

Metamorfismo de contacto

(29)

Auréola de metamorfismo de contacto

(30)

PRINCIPAIS TIPOS DE METAMORFISMO

Metamorfismo de contacto

Maciço intrusivo de Sines

Maciço intrusivo de Monchique Serra de Monchique

Serra de Sintra

(31)

(32)

Metamorfismo de contacto (= térmico): Tem como agentes fundamentais a temperatura e os geofluidos. Ocorre em áreas adjacentes a intrusões

magmáticas, por aquecimento significativo das rochas encaixantes provocando as auréolas ou orlas de metamorfismo de contacto

? Tipos de metamorfismo

(33)

Metamorfismo regional (= dinamotérmico):

Tem como agentes fundamentais a pressão e a temperatura. Está associado a

processos de orogénese (formação de cadeias de montanhas); ocorre em vastas áreas da crusta terrestre, em grandes profundidades, devido ao enterramento das rochas; a pressão e a temperatura são ambas elevadas

Exemplo de um mapa geológico esquemático exibindo metamorfismo regional

? Tipos de metamorfismo

(34)

Metamorfismo regional

(35)

Metamorfismo cataclástico (=

dinâmico): ocorre em faixas estreitas de rochas, na

proximidade de zonas de elevada deformação (ex: na proximidade de falhas); prevalece o efeito da pressão

Caso especial: metamorfismo de impacto [“shock metamorphism”]

Pseudotaquilito, África do Sul

? Tipos de metamorfismo

(36)

Textura – orientação dos grãos

Não Foliada

Cristalofílica: grãos cristalinos evidentes e sem orientação Foliada

Foliação Fina: folhas, em geral, com composição mineralógica semelhante Estrutura Xistosa ou Xistenta

Foliação Grosseira: folhas, em geral, com composição mineralógica diferente  Estrutura Gnáissica (alinhamento dos minerais dá à rocha foliação grosseira designada por bandado)

TEXTURA DAS ROCHAS METAMÓRFICAS

ROCHA MAGMÁTICA

Horneblenda ROCHA METAMÓRFICA FOLIADA

Stresse Stresse

Adaptado de: Lutgens & Tarbuck, 2003

Textura – dimensão dos grãos

Granoblástica: grãos ± equidimensionais

Porfiroblástica: grãos de dimensões diferentes, sendo os maiores designados por ganoblastos

Textura – forma dos grãos

Lepidoblástica: predomínio de minerais lamelares ou em escamas (ex. Micas) Nematoblástica: preponderância de minerais aciculares e fibrosos (ex. Anfíbolas)

Cataclástica/Milonítica: esmagamento (catálase) dos minerais, sendo a milonítica a situação extrema

(37)

Textura Composição

mineralógica essencial Designação Material original

Xistosa

Quartzo, micas, minerais argilosos, grafite, matérias carbonosas,

óxidos de Fe, Al, Mn

Ardósia Xistos argilosos, argilitos e outras rochas sedimentares de grão fino

Micas (sericite, biotite, moscovite) clorite, quartzo, minerais argilosos,

óxidos de Fe, Al, Mn, grafite

Filito ou Filádio (Xisto luzente)

Xistos, rochas sedimentares carbonatadas, rochas ricas em minerais máficos

Clorite, epídoto, piroxenas Cloritoxisto Rochas ricas em minerais ferromagnesianos

Talco Talcoxisto Peridotitos e outras rochas ricas em Mg Micas, quartzo, feldspato Micaxisto Xistos argilosos, arenitos, rochas ricas em

minerais félsicos

Anfíbola e quartzo Anfiboloxisto Rochas ricas em minerais máficos Gnaissica Feldspatos, quartzo, micas, clorite,

anfíbola (horneblenda) Gnaisse Rochas ricas em minerais félsicos e arenitos com pouco cimento

Linear

Anfíbola, plagioclase, quartzo Anfibolito Rochas ricas em minerais máficos Serpentina Serpentinito Peridotitos e outras rochas ricas em Mg

ROCHAS METAMÓRFICAS FOLIADAS

(38)

Textura Composição

mineralógica essencial Designação Material original

Cristalofílica

Variada Corneana Xistos, r. sedimentares carbonatadas, r. máficas Calcite e/ou dolomite,

silicatos de Ca, Al, Fe, Mg Calco-siliciosa Calcários ou dolomitos impuros

Calcite ou dolomite Mármore Calcários ou dolomitos Quartzo Quartzito Rochas arenáceas, rochas

siliciosas Cataclástica Variada (quartzo,

feldspato, etc.) Milonito Praticamente qualquer

ROCHAS METAMÓRFICAS NÃO FOLIADAS

No contexto do metamorfismo regional formam-se dois grandes conjuntos de rochas:

Ectinitos –rochas que não sofrem modificações na sua composição química (metamorfismo isoquímico)

Metassomatitos - rochas que sofrem modificações na sua composição química, com importação de iões de uma fonte externa e/ ou exportação de diversas substâncias para o exterior

(39)

(40)

(41)

Temperatura (ºC)

Pressão (MPa) Profundidade (Km)

Graus de metamorfismo

exprime as implicações físicas do zonamento progressivo relativo à temperatura, à pressão e a outras variáveis que intervêm no processo metamórfico

(42)

(43)

No ambiente de metamorfismo regional à medida que aumenta a pressão e a temperatura, distinguimos os graus seguintes: baixo, médio e alto; no seu conjunto, estes três graus passam gradualmente uns aos outros. Entre as rochas mais típicas desses diferentes graus

figuram as indicadas

seguidamente, de acordo com os graus de metamorfismo:

Baixo – ardósias; filádios, xistos cloríticos;

Médio – micaxistos; anfibolitos, gnaisses (parte);

Alto – gnaisses (parte); leptinitos;

granitos de anatexia.

(44)

Composição e grau de metamorfismo das rochas foliadas

(45)

O metamorfismo integrado num modelo geodinâmico...

(46)

Ambientes metamórficos e tectónica de placas

A cada ambiente metamórfico definido por determinadas condições de pressão e temperatura corresponde uma associação de minerais distinta…

(47)

Metamorfismo hidrotermal

(48)

PRINCIPAIS TIPOS DE ROCHAS