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GEO-042. Rochas Metamórficas - texto http://geomarco.com/htm/temas/4.htm A palavra metamorfismo vem do grego meta = mudança e morfos = forma. Trata-se de um processo de transformação da composição mineral e/ou da sua textura da rocha com a simultânea manutenção da composição química original do protólito. Protólito (do grego: protos; "inicial, primeiro" + lithos; "rocha"), também grafado protolito, é a designação dada em petrologia e geologia à rocha a partir da qual, por processos geológicos variados (metamorfismo, metassomatismo, retrometamorfismo ou anatexia), ocorreu a formação de uma nova rocha. Um fato interessante sobre as rochas metamórficas é que elas eram rochas diferentes antes de serem aquecidas e comprimidas. Em muitos casos, podemos inferir a litologia da rocha que foi metamorfoseada (o protólito) para produzir a rocha metamórfica. As principais rochas metamórficas não foliadas são facilmente interpretadas. O mármore é composto de calcita (ou algum outro carbonato) e este mineral é comum em apenas um possível protolito: a rocha calcária (ou alguma outra rocha de carbonato). http://geomarco.com/htm/temas/4.htm https://pt.wikipedia.org/wiki/Grego_cl%C3%A1ssico https://pt.wikipedia.org/wiki/Petrologia https://pt.wikipedia.org/wiki/Geologia https://pt.wikipedia.org/wiki/Rocha https://pt.wikipedia.org/wiki/Metamorfismo https://pt.wikipedia.org/wiki/Metassomatismo https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Anatexia&action=edit&redlink=1 Podemos então definir Metamorfismo como sendo um processo por meio do qual as rochas (ígneas, sedimentares ou mesmo metamórficas) sofrem transformação de sua composição mineralógica, textura e estrutura. Adaptação a um novo ambiente interno-endógeno. Paralelamente pode ocorrer a perda de componentes voláteis. É um processo que ocorre fundamentalmente isoquímico em estado sólido. No entanto, os fluidos ocupam um papel de primeira importância como meio de difusão iônica. 1. Principais Fatores do Metamorfismo Os principais fatores que determinam o resultado final da transformação, isto é, a composição mineral e a textura da rocha metamórfica são: a) Temperatura; b) Pressão; c) Tempo; d) Movimentação Mecânica e) Voláteis Não há fusão (as fases permanecem sólidas). As rochas metamórficas atingem aproximadamente 15% do volume da crosta. 2. Tipos de Metamorfismo Os tipos de metamorfismo podem ser classificados de acordo com a ação de pressão, temperatura e deformação que afetam as rochas. Os mais comuns são metamorfismo regional e metamorfismo de contato. a) Decorrente da Tectônica e/ou ação de corpos ígneos - Metamorfismo Regional - Metamorfismo Dinâmico ou Cataclástico - Metamorfismo de Contato ou Termal O metamorfismo regional ocorre em grande escala na formação de cadeias de montanhas (orogênese), onde as rochas são sujeitas as pressões e temperaturas elevadas e deformação intensa. As rochas regionalmente metamorfizadas ocupam faixas de centenas de quilômetros, sendo típicas de terrenos pré-cambrianos (mas não somente), e constituem uma grande variedade de rochas metamórficas, ardósias, filitos, xistos e gnaisses, de diversas composições. Metamorfismo regional: transformação ocorre devido a mudança de P e T. O metamorfismo de contato ou termal é resultado de aquecimento através de intrusão de um corpo ígneo que aumenta a temperatura das rochas encaixantes. As rochas mais próximas à intrusão sofrem efeitos de temperatura maior que decresce com a distância relativa ao corpo. Sem um efeito de pressão e deformação, e somente da temperatura, há cristalização e crescimento dos minerais metamórficos num arranjo aleatório, ou seja, sem foliação. A rocha típica do metamorfismo de contato é denominada hornfels. Metamorfismo Dinâmico ou Cataclástico Metamorfismo de contato: transformação da mineralogia ocorre devido a mudança de T. b) Metamorfismo Independente da Tectônica 1) Metamorfismo de Impacto Exemplo: Queda de meteoro na superfície da Terra (meteorito). 2) Metamorfismo de Soterramento ou Enterramento Zonas de subsidência onde ocorre o acúmulo de sedimentos. Principais causas: - Decorrente da subsidência prolongada do terreno - Pressão exercida pelos sedimentos - Calor decorrente da alta profundidade 3. Metassomatismo Trata-se de um caso especial de metamorfismo. Ocorre quando o sistema rochoso está aberto a passagem de grandes quantidades de fluidos. Nesse processo há perda ou ganho de elementos de uma rocha devido o fluxo de fluidos, sendo que a razão fluido-rocha é grande. Em geral, quando isso não ocorre, a perda é apenas de H2O (desidratação) ou de CO2 (descarbonatação), sem que haja uma mudança significativa na composição química da rocha original. O melhor critério de metassomatismo é a preservação de texturas originais da rocha, preservando as formas e tamanho dos minerais originais. Um bom exemplo desse é de serpentinização da olivina com perda de Mg e Si e ganho de H2O, que pode ser ilustrado com a reação: 5Mg2SiO4 + 4H2O + 6H+ → 2Mg3Si2O5(OH)4 + 4Mg2+ + Si4+ + 6OH − olivina serpentina Há mudanças de composição (às vezes intensas) ao longo do processo, pela permuta de elementos do protólito e das fases fluidas (hidratação, carbonatação). O sistema é aberto. Tipo de Metamorfismo Fatores Ambiente Geológico Processos Minerais / Tipos CONTATO TºC Alta/ média P baixa invasão de emanações Ígneas. Vizinhança de intrusões Ígneas (auréolas de contato) Recristalização e substituição (metassomatismo) Hornfels e mármores REGIONAL DINÂMICO TºC baixa P dirigida Faixas de; dobramentos Planos de falhas Trituração e rotação de minerais Micas (Clorita / muscovita) Brechas e milonitos DÍNAMO-TERMAL TºC alta P fortemente dirigida. Faixas tectônicas; Grandes áreas de Dobramentos. Recristalização progressiva com aumenta da TºC Talco, clorita, anfibólios, estaurolita, cianita, granada. filitos, xistos, naisses, quartzitos, migmatitos. PLUTÔNICO TºC alta P alta. Níveis inferiores das faixas tectônicas. Recristalização e anatexia Fedspatos,piroxênios, granadas, olivinas. Granulitos, gnaisses, Eclogitos. RETROMETAMORFISMO TºC baixa H2O Movimentação Falhas Profundidade Moderada. Hidratação Recristalização Trituração. Muscovita, clorita, talco. Milonitos. 4. Mudanças provocadas pelo metamorfismo a) Texturais: Os grãos de minerais sofrem recristalização, mudando sua forma externa e, ou adquirem orientação preferencial em uma direção; b) Estruturais: As feições macroscópicas da rocha inicial (protólito) também se orientam e/ou se deformam, e/ou demonstram sinais de rupturas e fraturamento, como resposta a forças intensas que atuam sobre ela. 5. Zonas de metamorfismo A identificação de áreas de ocorrência de minerais metamórficos formados em temperaturas e pressões diferentes serviu para definição das zonas de metamorfismo. Entende-se por essa zona, uma área delimitada pelas linhas isógradas definidas pelo aparecimento de um mineral representativo de grau mais baixo de metamorfismo e aparecimento do mineral representativo de grau mais elevado. Exemplo: clorita → biotita → almandina → estaurolita → cianita → silimanita. Clorita (Mg,Fe)3(Si,Al)4O10(OH)2·(Mg,Fe)3(OH)6, é geralmente encontrada em rochas ígneas comoproduto da alteração de minerais máficos como piroxênio, anfibólio e biotita. Trata-se de um mineral associado a depósitos minerais hidrotermais e ocorre muitas vezes associada a epídoto, sericita, adulária e minerais de sulfureto. Neste tipo de ambiente a clorite pode ser um mineral produzido por alteração metamórfica retrógrada de minerais ferromagnesianos, ou pode estar presente como produto de metassomatismo através da adição de Fe, Mg ou outros compostos à massa rochosa. A clorita também é um mineral metamórfico comum, geralmente indicativo de metamorfismo de baixa intensidade. É a espécie-diagnóstico da fácies zeolítica e da fácies inferior dos xistos verdes. Biotita (K(Mg,Fe)3(OH,F)2(Al,Fe)Si3O10), é um mineral comum da classe dos silicatos, subclasse dos filossilicatos, grupo das micas, formando uma série com o mineral flogopita, que contém na sua composição potássio, magnésio, ferro e alumínio. É encontrada, ocasionalmente, como grandes cristais, especialmente em veios de pegmatitos, ocorrendo também em rochas de metamorfismo de contato ou produtos de alteração da hornblenda e augita. A biotita é encontrada em rochas vulcânicas básicas (Vesúvio), assim como em granitos. Almandina (Fe3Al2(Si3O12), é o mineral mais comum de seu grupo (granadas), estando frequentemente associada aos micaxistos, em geral é resultado do metamorfismo regional de sedimentos argilosos. https://pt.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1fico https://pt.wikipedia.org/wiki/Piroxena https://pt.wikipedia.org/wiki/Anf%C3%ADbola https://pt.wikipedia.org/wiki/Biotite https://pt.wikipedia.org/wiki/Dep%C3%B3sito_mineral https://pt.wikipedia.org/wiki/Hidrotermal https://pt.wikipedia.org/wiki/Ep%C3%ADdoto https://pt.wikipedia.org/wiki/Sericite https://pt.wikipedia.org/wiki/Adul%C3%A1ria https://pt.wikipedia.org/wiki/Metassomatismo https://pt.wikipedia.org/wiki/Rocha_metam%C3%B3rfica https://pt.wikipedia.org/wiki/Ze%C3%B3lito https://pt.wikipedia.org/wiki/Xisto_verde https://pt.wikipedia.org/wiki/Mineral https://pt.wikipedia.org/wiki/Silicato https://pt.wikipedia.org/wiki/Filossilicato https://pt.wikipedia.org/wiki/Mica https://pt.wikipedia.org/wiki/Flogopita https://pt.wikipedia.org/wiki/Pot%C3%A1ssio https://pt.wikipedia.org/wiki/Magn%C3%A9sio https://pt.wikipedia.org/wiki/Ferro https://pt.wikipedia.org/wiki/Alum%C3%ADnio https://pt.wikipedia.org/wiki/Pegmatita https://pt.wikipedia.org/wiki/Hornblenda https://pt.wikipedia.org/wiki/Augite Estaurolita (Fe,Mg,Zn)2Al9(Si,Al)4O22OH2), é um mineral de metamorfismo regional, de intensidade média a elevada. Ocorre associada à almandina, micas, cianita e outros minerais metamórficos. Al2SiO5 Diagrama de fase para os polimorfos de Al2O3 A andaluzita é um mineral comum em zonas de metamorfismo regional e se forma com baixas pressões e/ou temperaturas. Os minerais cianita e sillimanita são polimorfos da andaluzita, cada qual ocorrendo em regimes diferentes de temperatura-pressão, não ocorrendo pois em simultâneo na mesma rocha. 6. Metamorfismo Hidrotermal O metamorfismo hidrotermal, também chamado de alteração hidrotermal, é a alteração provocada nas rochas pela água quente que migra na crosta terrestre e pelos íons nela dissolvidos. Muitas das alterações hidrotermais são causadas pela circulação da água subterrânea. A água fria subterrânea circula nas fraturas das rochas até profundidades de alguns quilómetros, onde é aquecida pelo calor das rochas. A água é quimicamente um fluido ativo que reage e dissolve muitos minerais. Se a água está aquecida, dissolve minerais muito mais rapidamente. Em alguns ambientes hidrotermais, a água reage com sulfuretos minerais que se encontram nas rochas originando ácido sulfúrico, tornando a solução muito mais corrosiva. https://pt.wikipedia.org/wiki/Metamorfismo https://pt.wikipedia.org/wiki/Granada_(mineralogia) https://pt.wikipedia.org/wiki/Mica https://pt.wikipedia.org/wiki/Mica https://pt.wikipedia.org/wiki/Cianita https://pt.wikipedia.org/wiki/Mineral https://pt.wikipedia.org/wiki/Metamorfismo https://pt.wikipedia.org/wiki/Temperatura https://pt.wikipedia.org/wiki/Cianita https://pt.wikipedia.org/wiki/Sillimanita A água aquecida ascendendo expande-se e atinge a superfície através de outras fraturas, metamorfizando a porção de rocha com que está em contacto. As soluções hidrotermais chegam a ser tão corrosivas que podem dissolver metais como o cobre, o zinco, o chumbo e a prata, existentes numa rocha ou no magma. Os metais, quando presentes nas rochas, apresentam, em geral, baixa concentração. As soluções hidrotermais arrastam lentamente grandes volumes de rochas. Desta maneira dissolvem e acumulam grandes quantidades de metais, que são depositados quando ocorrem alterações de temperatura, de pressão ou da composição química do meio, podendo formar-se jazigos minerais. 7. Texturas das Rochas Metamórficas. a) Textura granoblástica (exemplo do mármore) – presença de junções triplas de 120º entre os blastos equigranulares da calcita. Usa-se também o termo textura de mosaico ou textura poligonal. b) Textura lepidoblástica (exemplo do xisto quartzo-moscovítico – apresenta foliação que é provocada pelo crescimento da mica (moscovita) na direção perpendicular a maior tensão. c) Textura nematoblástica (devida aos anfibólios) – própria situação de crescimento unidirecional dos cristais aciculares, neste caso anfibólios. d) Textura porfiroblástica - este termo refere-se aos grandes porfiroblastos de anadalusita, repletos de pequenas inclusões de quartzo. 8. Conceito de fácies e grau metamórfico Entre os limites inferior e superior de temperaturas de metamorfismo, numa faixa de 150-200° C e 700-900°C, as rochas metamórficas são submetidas a transformações mineralógicas e texturais, em função da estabilidade dos minerais que contém e sua composição química. Assim, achou- se conveniente dividir essa faixa em campos designados fácies metamórficas. As fácies metamórficas incluem diversas rochas metamorfizadas sob condições idênticas (em geral, no que diz respeito a pressão e temperatura). Rochas com composições químicas iguais desenvolvem a mesma mineralogia (paragênese de vários minerais) em uma mesma fácies metamórfica. É evidente que rochas de composições diferentes vão ter mineralogias diferentes na mesma fácies. Variações de pressão e temperatura caracterizam a subdivisão em fácies. As mais comuns são: a) Fácies zeólita - temperaturas do início de metamorfismo entre 200 - 400°C; b) Fácies xisto verde - temperaturas baixas < 500° C; c) Fácies anfibolito - temperatura média 500 até 700° C; d) Fácies xisto azul - pressão elevada e temperatura baixa P > 6 kb/ T < 400° C; e) Fácies granulito - pressão e temperatura elevadas T entre 700 a 900° C. Segundo Winkler (1977), um outro conceito conveniente é o de grau metamórfico, que corresponde aproximadamente as fácies metamórficas supramencionadas. São eles: a) Grau incipiente; b) Grau fraco; c) Grau médio; d) Grau forte.