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Transformações metamórficas Apresentação Ao analisar um bloco de rocha rolado, um afloramento em qualquer barranco de estrada, um grande morro ou mesmo uma imensa cadeia de montanhas, é possível ter uma breve ilusão da imutabilidade. Tanto a rocha coletada solta no solo quanto a grandiosa paisagem que se está vislumbrando parecem terem sido geradas daquela forma, permanecendo para o todo e sempre iguais. Mas isso não é verdade. Por trás da aparência imodificável das rochas, podem existir inúmeros processos que as modificaram enormemente (inclusive no exato momento em que você está observando, alguns estão em plena atuação). Todos os tipos de rochas existentes, sejam elas duras ou moles, claras ou escuras, profundas ou em altitude, em pequenos fragmentos ou na forma de grandes afloramentos, simplesmente todas elas, podem ser transformadas de alguma forma. Seja uma alteração em sua química, em sua forma, em sua textura ou estrutura, ou mesmo uma mudança brusca de mineralogia, todas as rochas estão aptas a serem modificadas. Muitas vezes, os processos que as modificam são visíveis e passíveis de serem acompanhados, como é o caso do intemperismo e da erosão, que também podem modificá- las enormemente. Porém, outras inúmeras vezes, essas modificações ocorrem em pontos inacessíveis à observação e ainda em uma escala de tempo diferente da nossa, por assim dizer "humana", sendo realizadas na escala do tempo geológico. Transformações metamórficas ocorrem, de forma dominante, e com mais frequência, em pressões e temperaturas muito superiores às praticadas em superfície. Essas transformações acontecem longe da capacidade de observação e em escala de tempo infinitamente superior à humana. O metamorfismo, portanto, apresenta normalmente o seu produto final na forma de uma rocha metamorfizada, que, tal qual um mapa, tem registrado os diversos caminhos percorridos até ela, permitindo chegar até o seu ponto inicial, a rocha de origem, ou, no termo geológico, protólito. A palavra metamorfose vem do grego (μεταμόρφωσις - metamórṗhosis) e significa mudança (meta) de forma (morfo), sendo perfeitamente habitual para a formação desse tipo de rochas. Na geologia, todos os três tipos de rocha podem sofrer os processos do metamorfismo: ígneas, sedimentares e até mesmo as metamórficas. Os fatores determinantes que irão ocasionar mudanças nas rochas, dessa forma, podem estar relacionados a mudanças de temperaturas, pressão e ocorrência de reações hidrotermais, todos estes podendo estar relacionados aos mais diversos processos geológicos. Nesta Unidade de Aprendizagem, você irá compreender como ocorrem os processos metamórficos, as variáveis envolvidas e seus diferentes graus. Também aprenderá o conceito das fácies metamórficas, conhecendo os minerais que podem ser utilizados como índice para identificar ambientes metamórficos. Ao final da Unidade, você será capaz de identificar a provável "rocha- fonte", o protólito que originou a rocha metamórfica em questão. Bons estudos. Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes aprendizados: Identificar o protólito de uma rocha metamórfica a partir de sua paragênese.• Comparar as características do metamorfismo de baixo, médio e alto grau. • Definir as diferentes fácies metamórficas e seus minerais-índice. • Desafio Para a confecção de um mapa metamórfico fidedigno, completo em informações, uma série de análises precisa ser realizada nas rochas da região de interesse: descrição de afloramentos, petrografia e análises químicas. Com base em informações já consagradas acerca de mineralogia- índice, paragêneses e fácies metamórficas, é possível propor a forma como o metamorfismo atuou no ambiente, delimitando diversas isógradas que separam, no terreno, zonas com diferentes intensidades de processos metamórficos. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. https://statics-marketplace.plataforma.grupoa.education/sagah/8cfbf263-ccf5-4a4a-9f17-2efc59417cdd/4d7fda4b-4a74-400b-b5d6-cb586bda44fd.jpg Com essas informações, você toma a frente das caracterizações minerais, passando a ser o responsável por definir a mineralogia-índice, indicar o grau e o ambiente metamórfico e gerar as zonas e fácies metamórficas para serem incluídas no mapa da área. Para tanto, devem ser respondidas as seguintes indagações: a) Qual é o tipo de metamorfismo imposto à região? Justifique. b) Com base nas associações minerais descritas, indique as prováveis fácies metamórficas para cada grupo de amostras (I a V). Quais minerais e variações químicas as análises petrográficas e geoquímicas provavelmente irão identificar dentro das famílias minerais já citadas? c) Quantas fácies podem ser geradas no mapa final e como ficaria a divisão dos graus metamórficos? Como seria a disposição das fácies metamórficas no mapa? d) Defina o provável protólito. Infográfico Durante a atuação dos processos metamórficos, diversos fatores são importantes para se obter uma caracterização ampla e completa do ambiente. Porém, alguns fatores têm maior importância do que outros, sendo responsáveis pelas principais e mais extensivas transformações estudadas nas rochas metamórficas. Veja, no Infográfico a seguir, as três principais variáveis envolvidas nesses processos, fornecendo informações de como atuam e dos resultados de suas oscilações nas rochas estudadas. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. https://statics-marketplace.plataforma.grupoa.education/sagah/f4ecdc3a-b83d-4147-8a38-529ac0987118/cd58cb85-95ec-4e53-a8fa-f7f8e5b25c86.jpg Conteúdo do livro Hoje, quase tudo é rastreável. Seu celular, sua conta bancária, os caminhos que realizou utilizando o GPS do carro, suas idas aos restaurantes, etc. Assim como em sua vida, muitos dos históricos evolutivos das rochas podem ser acessados e rastreados. As transformações metamórficas fazem parte desse histórico das rochas. Como é possível para um geólogo descrever a rocha que originou a que ele se encontra descrevendo, mesmo sabendo que ela tem 3, 4 ou 10 milhões de anos? Esta é apenas uma das diversas facetas da petrologia metamórfica: identificar o provável protólito. Mas, muito mais do que isso, as transformações metamórficas informam sobre zonas no planeta, zonas que sofrem ou sofreram, em algum momento do tempo geológico, mudanças de pressão, temperatura, movimentos orogênicos, choque entre placas, queda de meteoritos, etc. Todos esses eventos geodinâmicos são sentidos pelas rochas, que, por sua vez, se modificam para estabelecer um novo equilíbrio com o meio. Este é o metamorfismo, um evento de mudança em busca do equilíbrio. No capítulo Transformações metamórficas, da obra Petrologia, base teórica desta Unidade de Aprendizagem, você aprenderá onde, como, por que e com que intensidade os processos metamórficos ocorrem. Aprenderá a identificar diferentes zonas metamórficas por meio de alguns minerais e estruturas, podendo até mesmo descrever a rocha parental ou protólito de origem com base nos minerais constituintes das rochas. Boa leitura. PETROLOGIA OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM > Identificar o protólito de uma rocha metamórfica a partir de sua paragênese. > Comparar as características do metamorfismo de baixo, médio e alto grau. > Definir as diferentes fácies metamórficas e seus minerais-índice. Introdução A rocha é formada a partir de determinadas condições de temperatura, pressão, fluidos, química, entre outros parâmetros. Quando cristalizadas (rochas ígneas), sedimentadas (rochas sedimentares) ou até mesmo transformadas (rochas me- tamórficas), a associação mineral, a textura e as estruturas desses materiais são formadas em resposta às condições do meio naquele determinado momento. Tendo em vista que a dinâmica dos processos terrestres modifica essas condições, transformações podem ocorrer nas rochas como resultado de uma tentativa de seestabelecer um equilíbrio com as novas características do meio. Quando essas transformações são mais penetrantes, modificando os minerais, a geoquímica e as estruturas primárias das rochas, tem-se transformações metamórficas. O aumento e a diminuição da temperatura, da pressão, da adição ou da extração de fluidos hidrotermais, o aumento da pressão desses fluidos, o impacto de corpos celestes e os movimentos tectônicos são alguns dos processos reconhecidamente causadores dessas transformações nos materiais rochosos. O tempo, em escala geológica, também é um fator muito importante para que o metamorfismo ocorra, uma vez que a cinética de algumas reações químicas e físicas pode ser bastante Transformações metamórficas Fernando Rodrigues da Luz lenta. A ocorrência, portanto, de modificação nos padrões do meio, aliada ao tempo correto para que as reações ocorram, pode modificar todo e qualquer material rochoso de nosso planeta. Neste capítulo, você será introduzido a uma descrição ampla do que são as transformações metamórficas, em que locais elas atuam, como agem nos materiais rochosos e quais são os resultados práticos passíveis de serem analisados nas mais variadas litologias. Ao final deste capítulo, você poderá encontrar o protólito de uma rocha metamórfica a partir de sua paragênese mineral, conseguirá comparar as principais características dos metamorfismos de baixo, médio e alto grau e será capaz de definir as diferentes fácies metamórficas e seus respectivos minerais- -índice. Para isso, você conhecerá os mais diversos processos geodinâmicos, compreendendo que, em se tratando de metamorfismo, a escala dos estudos pode ser bastante variável. Como identificar os protólitos com base na paragênese metamórfica O termo protólito se origina dos termos gregos protos e lithos, que significam, respectivamente, inicial e rocha. Trata-se, portanto, da designação dada à ro- cha primordial que, depois de sofrer transformações metamórficas, resulta em outra nova rocha com novos minerais, estruturas e/ou texturas. Os protólitos podem ter origem ígnea, sedimentar e até mesmo metamórfica (WING, 1996). É impossível compreender as transformações metamórficas sem antes ser introduzido ao conceito de mineral-índice. Primeiramente proposto por George Barrow, em 1893, em um estudo realizado sobre rochas metamórficas derivadas de protólitos pelíticos, nas Highlands escocesas, o conceito de mineral-índice, ou mineral index, refere-se a um mineral que permite o esta- belecimento de zonas metamórficas com determinadas condições térmicas e de pressão ao considerarmos um protólito análogo (Figura 1) (WING, 1996). Em outras palavras, um mineral-índice representa uma variação restrita nos parâmetros termobáricos do metamorfismo. Em campo, minerais como a clorita, a biotita, a granada e a estaurolita, por exemplo, definem essas zonas específicas de metamorfismo em pelitos, representando um aumento progressivo no grau metamórfico. Portanto, como esses minerais represen- tam um intervalo termobárico preciso, podemos subdividir o terreno nas suas respectivas zonas, sendo elas: zona da clorita, zona da biotita, zona da granada e zona da estaurolita (aumento do grau metamórfico da clorita para a estaurolita). Mas como podemos delimitar essas zonas que são representa- Transformações metamórficas2 das em mapas por meio de áreas utilizando apenas os minerais-índices? Em campo, o geólogo deve descrever inúmeras rochas em diversos afloramentos que são distribuídos por toda a área de interesse, definindo, dessa forma, as suas mineralogias e indicando os minerais-índices do metamorfismo. Com essas informações, é possível correlacionar os diferentes pontos analisados aos minerais-índices semelhantes, gerando, portanto, linhas que separam as diferentes zonas. Essas linhas recebem o nome de isógradas, que nada mais são do que linhas traçadas em campo e que conectam os lugares onde aparecem os primeiros minerais indicadores dos graus metamórficos. Essas linhas tendem a seguir o padrão estrutural de uma região, coincidindo com dobras e falhas geológicas (GROTZINGER; JORDAN, 2013). Figura 1. Zonas metamórficas identificadas por Barrow nas Highlands escocesas (detalhe para a orientação tectônica NE-SW das estruturas). Fonte: Adaptada de Barrow (1893). Transformações metamórficas 3 O avanço das pesquisas laboratoriais em determinados minerais-índices possibilitou um incremento considerável na exatidão dos padrões termo- báricos envolvidos na formação desses constituintes, o que permitiu que as zonas metamórficas pudessem ser demarcadas com cada vez mais pre- cisão. Constantes avanços nos estudos geoquímicos e petrográficos, além de uma fonte de consulta cada vez mais coesa sobre as rochas, possibilitam determinar os corretos protólitos envolvidos, fazendo o caminho reverso da transformação. A rocha metamórfica que irá resultar de um determinado tipo e grau de metamorfismo depende do tipo de rocha parental (protólito) envolvida. Via de regra, os protólitos reconhecidos podem ser subdivididos composicionalmente em (TURNER; VERHOOGEN, 1960; YARDLEY, 1989): � ultramáficos (p. ex., peridotitos e piroxenitos); � máficos (p. ex., basaltos); � pelíticos (p. ex., folhelhos e argilitos); � carbonáticos (p. ex., calcários); � quartzosos (p. ex., arenitos); � quartzo-feldspáticos (p. ex., granitos). Os protólitos ultrabásicos são rochas aluminossilicáticas com altos teores de magnésio, ferro, níquel e cobre. Trata-se de rochas normalmente com ori- gem mantélica que são formadas a dezenas de quilômetros de profundidade sob pressões e temperaturas muito elevadas. O metamorfismo imposto a esse tipo de protólito pode gerar serpentinitos e talco-xistos, por exemplo. Os basaltos constituem o mais frequente exemplar de protólitos derivados de rochas máficas. Estas são rochas também aluminossilicáticas, ricas em elementos como ferro, magnésio (quanto menos evoluído, maior a porcen- tagem de Mg) e cálcio. O metamorfismo regional, por exemplo, atua sobre os basaltos, formando rochas metamórficas como anfibolitos, eclogitos e granulitos quanto maior for o grau do evento. Essas rochas começam a série metamórfica com o aparecimento de zeólitas, aumentando gradualmente o grau até as fácies xisto verde, nas quais a clorita é abundante como mineral- -índice. Com a transição até a fácies anfibolito, os minerais-índices passam a ser os anfibólios, primeiramente não aluminosos (actinolita) e posteriormente, nas fácies xisto verde superior/anfibolito, aluminosos (hornblenda). O me- tamorfismo de alto grau sobre os basaltos forma os piroxênios-granulitos, rochas em que ocorrem as variedades cálcicas e sódicas do mineral piroxênio, além de granadas e plagioclásios ricos em cálcio (TURNER; VERHOOGEN, 1960; YARDLEY, 1989). Transformações metamórficas4 Em protólitos pelíticos, que são rochas ricas em argilominerais e micas (altos teores de alumínio, potássio e sílica), o aumento do grau metamórfico irá gerar a seguinte variação de minerais-índices: clorita-muscovita-biotita- -granada/estaurolita-cianita-silimanita. Paragêneses comuns em metapelitos são constituídas por argilas transformadas em clorita/ilita/caolinita, com o aumento progressivo do grau metamórfico formando muscovita e pirofilita (TURNER; VERHOOGEN, 1960; YARDLEY, 1989). Em protólitos carbonáticos, temos comumente uma variação entre por- centagens de calcita e dolomita, que irão gerar rochas, como mármores, por exemplo. Sob altas temperaturas, essas rochas carbonáticas podem sofrer um processo de descarbonatação e formação do mineral-índice wollastonita. Uma variação clássica com o aumento da temperatura e grau metamórfico é representada pelos minerais-índices talco-tremolita-diopsídio-wollastonita. Protólitos quartzosos irão formar quartzitos, ao passo que os quartzo- -feldspáticos, rochas ricas em alumínio, sódio e potássio, irão formar, em alto grau, os gnaisses (TURNER; VERHOOGEN, 1960; YARDLEY,1989; META- MORFISMO..., [2012]; UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO, c2020). Os protólitos mais característicos de diversas rochas metamórficas estão expostos de forma resumida no Quadro 1. Quadro 1. Paragênese mineral típica de protólitos distintos sob diferentes fácies metamórficas Fácies Minerais produzidos a partir de um folhelho parental Minerais produzidos a partir de um basalto parental Xisto verde Moscovita, clorita, quartzo e plagioclásio sódico Albita, epídoto e clorita Anfibolito Moscovita, biotita, granada, quartzo e feldspato plagioclásio Anfibólio e plagioclásio Granulito Granada, sillimanita, plagioclásio e quartzo Piroxênio cálcico e plagioclásio cálcico Eclogito Granada, piroxênio sódico e quartzo Piroxênio sódico e granada Fonte: Adaptado de Grotzinger e Jordan (2013). Transformações metamórficas 5 O estudo das paragêneses minerais relacionadas aos mais diversos graus metamórficos e protólitos é uma ciência em eterna evolução, ao passo que mais minerais e variedades são descobertas. Para saber mais sobre as paragêneses clássicas ou sobre o desenvolvimento do metamorfismo sobre protólitos específicos, consulte Rochas metamórficas: classificação e glossário, de Fettes e Desmons (2014) e Petrogênese das rochas metamórficas, de Winkler (1977). Graduação do metamorfismo O metamorfismo pode ser dividido em três graduações que se baseiam em índices de pressão e temperatura: baixo, médio e alto (YARDLEY, 1989). Baixo grau — É definido como o metamorfismo ocorrente entre as temperaturas 200 e 320°C e pressões baixas ( 12 kbar). Conforme Figura 3, as linhas pontilhadas separam os graus metamórficos, sendo o campo mais à direita o considerado como alto grau. O aumento da temperatura causa a quebra dos minerais hidra- tados, que se transformam em formas mais desidratadas. Uma transformação típica desse tipo ocorre entre a biotita, que libera suas moléculas de água e se transforma em anfibólio que, mesmo contendo porcentagens de água em sua estrutura, é mais estável sob altas temperaturas. Um incremento nessas temperaturas transformará até mesmo os anfibólios, originando piroxênios (quanto mais alta a temperatura, mais cálcico esse mineral se apresenta) e granadas. Os granulitos são as rochas típicas desses graus elevados de metamorfismo. O eclogito também é considerado uma rocha de alto grau, mas com temperaturas normalmente inferiores aos granulitos e pressões ainda superiores. As fácies anfibolito superior, granulito e eclogito podem ser citadas para metamorfismos de alto grau (TURNER; VERHOOGEN, 1960; YARDLEY, 1989; MIYASHIRO, 1979; UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO, c2020). Algumas feições e exemplos podem ser observados na Figura 2. Figura 2. Texturas e exemplos de rochas formadas com o aumento do grau metamórfico. Fonte: Grotzinger e Jordan (2013, p. 161). Em zonas de subducção, é possível que ocorram o que chamamos de metamorfismo retrogressivo (Figura 3). Na região da frente do arco subduc- Transformações metamórficas 7 tado, em grandes profundidades, fica localizada a área referente às fácies xisto azuis. Essa fácie se forma sob influência de altas pressões, porém, há temperaturas relativamente baixas quando sedimentos são carregados juntamente à porção litosférica subducatada. Se fôssemos analisar um grá- fico de trajetórias P-T desse ambiente, teríamos traçado apenas a trajetória progressiva nesse momento. Com a evolução da zona de subducção, essa porção de sedimentos metamorfizados sob altas pressões tende a ascender na coluna litosférica em um movimento conhecido como exumação. Esse processo se dá pelo empuxo do material em relação ao entorno. Com essa ascensão, a temperatura do material aumenta por determinado período até ir progressivamente diminuindo juntamente com a pressão em uma trajetória contrária à progressiva, que é chamada de retrogressiva. Nessas novas condi- ções de pressão e temperatura a que a rocha metamorfizada nas fácies xisto azuis é submetida, tem-se a formação de paragêneses condizentes, que são formadas por lawsonita + aragonita + clorita + albita + glaucofânio/crossita + zoisita/epidoto (MUSEU DE MINERAIS, MINÉRIOS E ROCHAS HEINZ EBERT, c2020). Os pacotes exumados de rocha em zonas de subducção podem apresentar uma paragênese mineral que indique mais de uma fácie e grau metamórfico. A velocidade de exumação é um ponto-chave para que isso ocorra, pois, se esta for muito lenta no tempo geológico, o material terá o tempo necessário para substituir toda ou grande parte da paragênese de alta pressão. Figura 3. Trajetória progressiva e retrogressiva em zona de subducção. Fonte: Adaptada de Grotzinger e Jordan (2013). AA EE GGRR SSSSIIVAA st Xi o it 2 o 1 Fil Grau Grau baixo Grau alto intermediário JJ TTRR EETTÓÓRRIIAA OO PPRR V TRAJETÓRIA TR RE OG S RE SIVA Ar sdó ia Gn sai se 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 2000 400 0 5 10 15 20 25 30 40 35 600 800 1000 Pr of un di da de (k m ) Pr es sã o (k ilo ba r) Temperatura (°C) Quando a rocha é levada para zonas mais profundas da crosta e submetida a temperaturas e pressões maiores (a trajetória progressiva), o cristal de granada cresce em um xisto, porém termina crescendo em um gnaisse, à medida que o metamorfismo progride. A trajetória retrogressiva indica a diminuição da temperatura e da pressão quando as rochas são levadas para a superfície terrestre. Transformações metamórficas8 Um único tipo de metamorfismo pode ser subdividido em diferentes graus metamórficos e fácies distintas. Um grande exemplo dessa feição metamórfica são as áreas com metamorfismo regional atuante, nas quais é possível delimitar áreas com alto grau separadas por alguns quilômetros de áreas de baixo grau metamórfico. Para ter um vislumbre sobre o assunto de uma forma prática e de fácil entendimento, consulte o artigo científico sobre metamorfismo em região granulítica na Bahia/Brasil “Síntese sobre o metamor- fismo da região granulítica do sul da Bahia – Brasil”, de Barbosa e Fonteilles. Fácies metamórficas e seus respectivos minerais-índices O termo fácies foi cunhado por Pentti Skola em 1939 com o intuito de descre- ver associaçõesminerais de ocorrência em rochas metabásicas. Portanto, utilizando o mesmo conceito, fácies metamórficas identificam intervalos de pressão e temperatura em que ocorre a formação de determinada associação mineral metamórfica. Sob a influência de um gradiente geotérmico normal (25°C/km), as rochas metamorfizadas podem ser demarcadas em até sete fácies distintas, sendo que cinco são conhecidas como zeólita, xisto verde, anfibolito, granulito e eclogito e as outras duas as fácies se dividem em de alta pressão e baixa temperatura (xisto azul) e de alta temperatura e baixa pressão (hornfels) (YARDLEY, 1989). Cada protólito, seja ele ultrabásico, básico, pelítico ou quartzoso, irá resultar em minerais-índices específicos para as diferentes fácies do meta- morfismo. As rochas pelíticas e básicas, por exemplo, seguem a sequência apresentada no Quadro 2. Transformações metamórficas 9 Quadro 2. Sequência das rochas pelíticas e básicas Pelíticas Básicas/ultrabásicas Xisto verde Clorita — Mica branca Zeolita — Clorita Xisto verde superior Mica branca — Biotita Actinolita — Epidoto Anfibolito Mica branca — Biotita Actinolita/Hornblenda — Epidoto Anfibolito superior Granada — Estaurolita — Cianita Hornblenda — Granada Granulito Sillimanita Piroxênio e Ca-Plagioclásio Fonte: Adaptado de Yardley (1989). Existem inúmeros estudos focados em um tipo único de protólito, no qual há um enorme detalhamento dos minerais-índices e de outros que podem ser utilizados para propor limites entre fácies metamórficas e entre rochas análogas. Esses estudos, por vezes, trazem uma grande quantidade de análises experimentais retratadas na forma de gráficos de estabilidade dos elementos e as transições destes ao longo do aumento ou da diminuição dos graus metamórficos. Caso queira aprofundar ainda mais os seus conhecimentos sobre as varia- ções minerais nas diferentes zonas e fácies metamórficas, a busca por artigos científicos e a leitura da bibliografia clássica do tema são os melhores caminhos. Toda a fácie metamórfica tem um mineral-índice que lhe caracteriza e evidencia o grau e o tipo metamórfico atuante na rocha analisada. Esses minerais têm uma composição química conhecida, sendo eles formados em condições de pressão e temperatura conhecidos e em ambientes caracte- rísticos já descritos na Literatura, por essa razão, eles servem como ótimos geotermobarômetros para demarcar com precisão as características do metamorfismo imposto às rochas. Transformações metamórficas10 A fácie xisto azul pode ser descrita, por exemplo, com base no meta- morfismo de alta pressão e baixa temperatura de rochas metabásicas característico de um ambiente colisional de crosta oceânica. O nome dessa fácie deriva de minerais azuis e verde azulados presentes em sua paragênese. Entre estes, o mais emblemático é anfibólio sódico glaucofano Na2 (Mg, Fe2+)3 Al2Si8O22 (OH)2. Ainda podem ocorrer soluções de crossita ou riebekita, sendo assim, uma associação mineral clássica de alta pressão para essa fácie seria representada por lawsonita + glaucofano + quartzo ± albita ± jadeíta (Figura 4). Normalmente, as ocorrências de xisto azul em superfície se devem ao metamorfismo retrogressivo de porções eclogíticas (ERNST, 1973; SUPPE; 1978). Figura 4. Diagrama ACF com associação mineral de metabasitos nas fácies xisto azul. A = Al2O3; C = CaO; F = FeO+MgO. Fonte: Adaptada de Winter (2001). Transformações metamórficas 11 Como você aprendeu neste capítulo, o metamorfismo pode ser dividido em diversos tipos de acordo com a forma como atua. Além disso, você conheceu os diferentes graus metamórficos com base nas intensidades de atuação de parâmetros como pressão e temperatura, sendo assim, o conhecimento acerca do metamorfismo dos materiais nos permitiu subdividir as rochas a partir das suas associações minerais para delimitar diferentes fácies metamórficas e, inclusive, fazer o caminho inverso: descrever a rocha-fonte (ou protólito) que gerou a metamórfica que hoje estudamos. Referências BARROW, G. On an intrusion of muscovite–biotite gneiss in the south-eastern Highlands of Scotland, and its accompanying metamorphism. Quarterly Journal of the Geological Society, v. 49, n. 1-4, p. 330–358, 1893. ERNST, W. G. Blueschist metamorphism and P-T regimes in active subduction zones. Tectonophysics, v. 17, n. 3, p. 255–272, 1973. GROTZINGER, J.; JORDAN, T. H. Para entender a Terra. 6. ed. Porto Alegre: Bookman, 2013. METAMORFISMO de rochas magmáticas. [2012]. Material didático de Petrologia Metamór- fica, da Universidade Federal da Amazônia. Disponível em: http://home.ufam.edu.br/ ivaldo/Aulas/Petrologia%20Metamorfica/Metamorfismo%20de%20b%C3%A1sicas,%20 granit%C3%B3ides%20e%20Migmatitos%202012.pdf. Acesso em: 19 nov. 2020. MIYASHIRO, A. Metamorphism and metamorphic belts. London: George Allen & Unwin, 1979. MUSEU DE MINERAIS, MINÉRIOS E ROCHAS HEINZ EBERT. Rochas metamórficas. c2020. Disponível em: https://museuhe.com.br/rochas/rochas-metamorficas/. Acesso em: 19 nov. 2020. SERVIÇO GEOLÓGICO DO BRASIL WING, M. Petrologia metamórfica. 1996. Notas de aula do Instituto de Geociências, da Universidade de Brasília. Disponível em: http://sigep. cprm.gov.br/glossario/textos/met1/index.htm. Acesso em: 19 nov. 2020. SUPPE, J. Blueschist metamorphism. In: LAPEDES, D. N. (ed.). Mcgraw-Hill encyclopedia of geological sciences. New York: McGraw-Hill, 1978. p. 62–64. TURNER, F. J.; VERHOOGEN, J. Igneous and metamorphic petrology. 2nd ed. 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WINKLER, H. G. F. Petrogênese das rochas metamórficas. São Paulo: Edgar Blucher, 1977. Os links para sites da web fornecidos neste capítulo foram todos testados, e seu funcionamento foi comprovado no momento da publicação do material. No entanto, a rede é extremamente dinâmica; suas páginas estão constantemente mudando de local e conteúdo. Assim, os editores declaram não ter qualquer responsabilidade sobre qualidade, precisão ou integralidade das informações referidas em tais links. Transformações metamórficas 13 Dica do professor Conhecer os diferentes tipos de metamorfismo é essencial ao petrólogo para compreender na totalidade o funcionamento de um sistema metamórfico. Saber diferenciar os ambientes e ter na ponta do lápis as principais semelhanças e diferenças entre eles é de suma importância. Portanto, na Dica do Professor, você verá um resumo de cada um dos sete tipos de metamorfismos identificados no planeta, tendo, assim, embasamento para pensar nos ambientes e nas dinâmicas ocorridas nesse processo de transformação das rochas. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. https://fast.player.liquidplatform.com/pApiv2/embed/cee29914fad5b594d8f5918df1e801fd/6bb3563db1a7f36f47115c37e582b66f Exercícios 1) Análises petrográficas, além de fornecerem dados sobre a paragênese mineral das rochas, ainda podem fornecer inúmeras informações acerca dos graus metamórficos a que as rochas foram submetidas.As imagens de lâminas delgadas a seguir se referem a rochas metamórficas de mesma origem, nas quais se encontram destacados seus principais minerais metamórficos (Hbl — hornblenda; Plg — plagioclásio; Ky — cianita; Bt — biotita). Com base nesses minerais e nas texturas visiveis, indique o provável protólito, grau metamórfico e fácies a que essa rocha foi submetida. A) Protólito máfico-ultramáfico; Grau metamórfico alto; Fácies granulito. B) Protólito máfico-ultramáfico; Grau metamórfico médio; Fácies anfibolito. C) Protólito siliciclástico; Grau metamórfico baixo; Fácies xisto-verde superior. D) Protólito sedimentar pelítico; Grau metamórfico médio; Fácies anfibolito. E) Protólito máfico-ultramáfico; Grau metamórfico baixo-médio; Fácies xisto-azul. O metamorfismo pode atuar de diferentes formas sobre os protólitos, gerando paragêneses minerais igualmente díspares entre si. Além disso, o mesmo tipo de metamorfismo, atuando 2) Carlos Henrique Realce sobre diferenciados protólitos, irá gerar mineralogias-índice completamente distintas entre si. Com base nesse conceito, marque a alternativa correta que completa as lacunas do trecho: Os/As _____________apresentam mineralogia dominada por filossilicatos ricos em K e Al, mica branco, clorita, quartzo, feldspato, óxidos e hidróxidos, cabonatos. Quando metamorfizados(as) em uma série de pressão média, ou _____________, resultam na seguinte sequência de zonas/fácies com o aumento do grau metamórfico_____________________. A) basaltos; barroviana; clorita - biotita - granada - estaurolita - cianita, silimanita - silimanita + ortopiroxênio. B) sedimentos pelíticos; barroviana; xisto verde inferior - xisto verde intermediário - anfibolito inferior - anfibolito intermediário - anfibolito superior. C) granitoides; barroviana; clorita - biotita - granada - estaurolita - cianita, silimanita - silimanita + ortopiroxênio. D) sedimentos pelíticos; barroviana; clorita - biotita - estaurolita - kianita - granada - silimanita - silimanita + ortopiroxênio. E) basaltos; barroviana; xisto verde inferior - xisto verde intermediário - anfibolito inferior - anfibolito intermediário - anfibolito superior. 3) As condições de pressão e temperatura são os dois principais parâmetros que definem a intensidade de um evento metamórfico. Com base nesses indicadores, foram definidas três grandes divisões dessa intensidade, denominadas graus metamórficos. Selecione a alternativa que caracteriza precisamente o alto, o médio e o baixo grau metamórfico, indicando os níveis crustais em que ocorrem e as rochas típicas de cada grau. A) Alto grau --> temperaturas superiores a 450ºC e altas pressões (acima de 7 kilobares) / catazona / migmatitos. Médio grau --> temperaturas de 320-450ºC e pressões moderadas (até 8 kilobares) / mesozona / xisto. Baixo grau --> temperaturas entre 200 e 320º e pressões máximas de ~6 kilobares / epizona / filito. Alto grau --> temperaturas superiores a 450ºC e altas pressões (acima de 7 kilobares) / catazona / migmatitos. B) Carlos Henrique Realce Carlos Henrique Realce Médio grau --> temperaturas entre 320-450ºC e pressões moderadas (até 8 kilobares) / mesozona / gnaisse. Baixo grau --> temperaturas entre 200 e 320º e pressões máximas de ~6 kilobares / epizona / filito. C) Alto grau --> temperaturas superiores a 450ºC e altas pressões (acima de 7 kilobares) / epizona/ migmatitos. Médio grau --> temperaturas entre 320-450ºC e pressões moderadas (até 8 kilobares) / mesozona / xisto. Baixo grau --> temperaturas entre 200 e 320º e pressões máximas de ~6 kilobares / catazona/ filito. D) Alto grau --> temperaturas superiores a 450ºC e altas pressões (acima de 7 kilobares) / catazona / migmatitos. Médio grau --> temperaturas entre 200-320ºC e pressões moderadas (até 8 kilobares) / mesozona / xisto. Baixo grau --> temperaturas entre 50 e 180º e pressões máximas de ~6 kilobares / epizona / filito. E) Alto grau --> temperaturas superiores a 450ºC e normalmente altas pressões (acima de 7 kilobares) / catazona / xistos betuminosos. Médio grau --> temperaturas de 320-450ºC e pressões moderadas (até 8 kilobares) / mesozona / granulito. Baixo grau --> temperaturas entre 200 e 320º e pressões máximas de ~6 kilobares / epizona / filito. Marque a alternativa correta que contempla a descrição a seguir: São rochas com, normalmente, baixos teores de sílica (SiO2 18%) e Fe. Sua mineralogia é essencialmente anidra e instável sob qualquer condição metamórfica, composta por piroxênios, olivinas, espinélios, entre outros. Um dos processos mais comuns durante o metamofismo desses protólitos forma filossilicatos hidratatos de magnésio e ferro, além de interação dessas rochas com suas encaixantes. - Em qual tipo de protólito o trecho se baseia? 4) - Quais são os processos metamórficos descritos? - Em que grau do metamorfismo essas mudanças tendem a ocorrer? A) - Rochas básicas - Serpentinização e metassomatismo - Xisto verde — anfibolito B) - Rochas calcisilicáticas - Serpentinização e metassomatismo - Anfibolito superior — granulito C) - Rochas ultramáficas - Serpentinização e metassomatismo - Xisto verde — anfibolito inferior D) - Rochas ultramáficas - Cimentação e hidrotermalismo - Xisto verde — anfibolito E) - Rochas ácidas - Serpentinização e metassomatismo - Xisto verde inferior e superior Preencha as lacunas corretamente com base em seu conhecimento sobre fácies metamórficas: "A determinação de zonas de baixo, médio e alto grau metamórfico, com maior precisão acerca de intensidades, tempo e formas de atuação, está intimamente relacionada ao conhecimento das características dos ___________. Com base nesses "termômetros" que se referem a temperaturas e pressões conhecidas, podemos delimitar suas zonas de ocorrência em campo, que irão formar, por meio de linhas, as chamadas ___________. O metamorfismo imposto a rochas ___________, por exemplo, irá gerar ___________ baseadas na ocorrência da seguinte ordem de ___________ (do baixo para o mais alto grau metamórfico): clorita/zeolita, epídoto, anfibólios, granada e piroxênios. Com base nesse conhecimento e estudo das caracterírsticas formacionais dos minerais metamórficos, puderam ser traçadas as 5) Carlos Henrique Realce ___________, que são agrupamentos de rochas com composições distintas, formadas sob diferentes condições metamórficas e por meio de variados protólitos." A) minerais estáveis; isógradas; calcisilicáticas; isógradas; minerais-índices; fácies metamórficas. B) minerais-índices; isóbaras; máficas; isóbaras; minerais-índices; fácies metamórficas. C) minerais instáveis; isógradas; máficas; isógradas; minerais-índices; fácies metamórficas. D) minerais-índices; isógradas; máficas; isógradas; minerais-índices; fácies metamórficas. E) minerais-índices; isógradas; sedimentares; isógradas; minerais-índices; fácies metamórficas. Carlos Henrique Realce Na prática As transformações metamórficas ocorrem em diversos ambientes e de formas e graus variáveis. Identificar esse ambiente, sua distribuição, a forma de metamorfismo atuante, suas particularidades, paragêneses encontradas nas rochas, etc., é trabalho árduo e de responsabilidade do petrólogo metamórfico. Acompanhe, neste Na Prática, uma situação em que um bom petrólogo precisa descrever todas as características de um ambiente metamórfico com base em dados resumidos e algumas amostras de referência. Fique por dentro da forma de correlação de dados utilizada e das conclusões estabelecidas para um ambiente impactado por metamorfismo regional. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. https://statics-marketplace.plataforma.grupoa.education/sagah/af5ec321-e1a4-47b2-bfe0-ce5d86cae7c9/2b53bb00-f01a-4ca0-9589-ed9efa8881e7.jpg Saiba mais Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto, veja abaixo as sugestões do professor:Evolução metamórfica e termobarometria das rochas metamáficas/ metabásicas da região de Pontalina — GO Neste artigo, você será apresentado a diversas litologias metamórficas relacionadas a um ambiente de arco magmático, compreendendo suas formações e evoluções. Com detalhamento rico em questões como a pressão e a temperatura relacionadas às transformações metamórficas, este texto engloba quase todo o conteúdo desta Unidade de Aprendizagem. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. Sistema Terra — rochas metamórficas — parte I [legendado] Primeira parte de excelente aula sobre rochas metamórficas ministrada pelo professor Paulo Boggiani para o curso de Ciências Geológicas da USP. Neste vídeo, acompanhe uma introdução aos processos metamórficos. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. Metamorfismo de baixo grau nas rochas metassedimentares terrígenas da formação Capiru — região do Morro Grande, Colombo — PR Neste artigo, você verá um apanhado coeso sobre as características atuantes do metamorfismo de baixo grau sobre rochas sedimentares dispostas conjuntamente com estruturas como falhas e cavalgamentos. https://www.scielo.br/pdf/bjgeo/v41n2/2317-4692-bjgeo-41-02-170.pdf https://www.youtube.com/embed/u-blz7JOMwY Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. Evolução tectônica do Cinturão Dom Feliciano no Sul do Brasil: relações geológicas e geocronologia U-Pb Neste artigo, você compreenderá as etapas envolvidas na evolução tectônica de uma das mais conhecidas faixas móveis de nosso país, sendo introduzido às mais diversas formas de abordagem do tema. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/handle/1884/49489/R%20-%20D%20-%20LARISSA%20DA%20ROCHA%20SANTOS.pdf?sequence=1&isAllowed=y https://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S2317-48892016000700083&lng=en&nrm=iso