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Geologia Aplicada à Engenharia – Aula 08 Rochas Metamórficas Metamorfismo Transformações sofridas pelas rochas sem ocorrer fusão das mesmas. Transformações puramente mecânicas Quando ocorre a deformação dos minerais constituintes das rochas e a consequente mudança de sua estrutura e de sua textura. Metamorfismo normal Quando as transformações da rocha ocorrem sem adição ou perda de novo material e sem mudança de sua composição química inicial, embora a rocha seja outra, após a transformação; Ocorre apenas uma mudança estrutural da rocha, verificada pela sua dureza e pela orientação de seus minerais. Alguns exemplos de metamorfismo normal são a transformação de: Arenito em quartzito; Calcário em mármore; Granito em gnaisse; Folhelho ou xisto em ardósia. Metamorfismo do calcário em mármore Vocabulário Arenito Rocha mole e com camadas horizontais Quartzo Rocha dura e com camadas inclinadas ou com estrutura maciça ou dobrada ou fraturada Metamorfismo metassomático Quando as transformações da rocha ocorrem com mudança de sua composição química inicial, com a formação de novos minerais. Metamorfismo termal ou de contato Quando as transformações da rocha ocorrem com o aumento de temperatura, devido à aproximação e ao contato com o magma; Metamorfismo cataclástico Quando as transformações da rocha ocorrem devido ao aumento de pressão, seguido de deslocamentos; Nesse caso, a rocha metamórfica chama-se milonito; Ocorre, também, em áreas restritas e localizadas. Características das rochas metamórficas 1) Os minerais são orientados em linhas e normalmente alongados; 2) Possuem dobras e fraturas; 3) Possuem dureza média a elevada. Agentes do metamorfismo 1) Aumento de temperatura devido à aproximação e contato com o magma; 2) Aumento de pressão seguido de deslocamentos; 3) Aumento de pressão e temperatura em regiõe muito extensas. Verificada nas regiões orogênicas, isto é, de geossinclinais, onde ocorrem os dobramentos da crosta, com a formação de montanhas. Vocabulário Orogênese Formação ou o rejuvenescimento de montanhas ou cordilheiras, causados pela deformação compressiva de uma região mais ou menos extensa da litosfera continental. Daí resulta uma camada mais expessa da crosta terrestre e os materiais envolvidos sofrem diversas deformações tectônicas, como dobras, falhas geológicas, e também o derrame do manto. Ocorre, quando há colisão de placas tectônicas, que tem como consequência a formação de dobramentos, cordilheiras ou fossas. Sua área de atuação é marcada pela ocorrência frequente de sismos e pela presença abundante de vulcões. Fatores que provocam o metamorfismo das rochas 1) Temperatura Principal condição responsável pelas associações mineralógicas encontradas nas rochas metamórficas; 2) Pressão Fator responsável por determinadas associações minerais, pois pode permtir ou impedir certas reações; 3) Atividade química das soluções aquosas e gases que circulam nos espaços existentes nas rochas. Tipos de metamorfismos 1. Metamorfismos de temperatura predominante São oriundos das altas temperaturas no interior da Terra. 1) Metamorfismo termal São todas as transformações que as rochas sofrem, em que o calor é o fator dominante. 2) Pirometamorfismo São transformações que acontecem em uma rocha, pelo contato imediato com o magma; Ocorre, quando a lava se esparrama pela superficie, modificando a natureza física e química da superfície das rochas por onde passa. 3) Metamorfismo de contato São as alterações térmicas que as rochas encaixantes sofrem, devido ao calor proveniente de uma rocha magmática intrusiva ou intrusão magmática, aumentando a mobilidade da rocha encaixante e favorecendo o aparecimento de minerais novos e de fenômenos de recristalização. Ocorre ao redor de grandes massas magmáticas internas, porém com uma temperatura inferior à do pirometamorfismo; Metamorfismo de contato 2. Metamorfismos de pressão dirigida e temperaturas predominantes São oriundos de pressão não uniforme associada ao aumento de temperatura, nas regiões superiores da crosta terrestre. 1) Metamorfismo cataclástico ou dinâmico São transformações de rochas que sofrem esforços direcionados e tornam-se fraturadas, adquirindo estrutura e textura próprias; As novas rochas formadas chamam-se cataclásticas e exibem estruturas paralelas, fitadas, lenticulares e brechóides Ocorre devido à ação do atrito de rochas, em longas faixas, e na adjacência de falhas, onde pressões de grande intensidade causam movimentações e rupturas na crosta. Movimentos tectônicos horizontais, como a colisão de continentes, dão origem a cinturões orogenéticos onde as rochas são submetidas a grandes deformações, em decorrência das altas temperaturas e pressões. Vocabulário Brechóide Rocha composta por fragmentos angulosos de duas ou mais rochas diferentes entre si, ou fragmentos de uma só rocha, aglutinados por material cimentante. Lenticular De forma similar a uma lente dupla convexa. 2) Metamorfismos dinamotermal São transformações oriundas da ação conjunta de pressão e temperatura, produzindo modificações importantes sobre rochas encontradas a certa profundidade da crosta terrestre; Provoca a recristalização da rocha e possibilita o aparecimento de novas estruturas; Ocorre, principalmente, nas regiões de dobramentos da crosta terrestre, com consequente formação de montanhas; 3) Metamorfismo plutônico São as transformações produzidas em rochas, por influência de temperatura elevada e sob grande pressão uniforme ou pressão litostática; A pressão dirigida ou pressão orientada ou pressão não litostática é praticamente desprezível, no metamorfismo plutônico; por isto, as rochas originadas não apresentam estruturas paralelas, exibindo estruturas granulares e sem direções predominantes; A temperatura elevada é mantida pelo aumento de temperatura em função da profundidade do calor magmático; Vocabulário Pressão uniforme ou litostática As forças são idênticas em todas direções, comprimindo as rochas em todas as direções; Pressão dirigida ou pressão orientada ou pressão não litostática As forças são diferentes nas diversas direções. Está associada às forças de cisalhamento, compressão e tração. A pressão dirigida está relacionada com movimentos tangenciais da litosfera; É consequência da deformação por compressão, em geral, como as que ocorrem nos domínios orogenéticos; Da pressão dirigida resultam os aspectos orientados de muitas rochas metamórficas como a foliação, a xistosidade e a lineação. Como exemplo, cita-se a orientação dos micaxistos e gneisses. Tensão litostática e tensão não litostática Minerais metamórficos As transformações minerais que ocorrem nos procesos de metamorfismo dependem, primeiro, da composição da rocha original, e, segundo, da natureza ou do tipo de metamorfismo a que foi submetida. Sob o ponto de vista da composição da rocha inicial, as rochas podem ser associadas a quatro tipos diferentes: 1) Rochas argilosas; 2) Rochas arenosas, ígneas ácidas e tufos; xistos ácidos e gnaisses; 3) Calcários e outras rochas carbonatadas; 4) Rochas ígneas intermediárias, básicas e seus tufosPropriedades das Rochas As propriedades mais importantes das rochas metamórficas, para sua caracterização são: 1) Propriedades químicas das rochas: Composição química, reatividade, durabilidade; 2) Propriedades físicas das rochas: Cor, densidade, porosidade, permeabilidade, absorção, dureza, módulo de elasticidade, coeficiente de Poisson; 3) Propriedades geológicas: composição mineralógica, textura, estrutura, estado de alteração, fraturas, gênese; 4) Propriedades mecânicas: resistência à compressão, resistência ao choque, resistência ao desgaste, resistência ao corte, resistência à britagem; 5) Proprieddes geotécnicas: grau de alteração, grau de resistência à compressão simples, grau de consistência, grau de fraturamento;