Metamorfismo 11º Geologia PDF

Preview

Summary

Ao nível da geosfera, devido aos agentes de geodinâmica interna e externa, pode ocorrer reciclagem dos materiais rochosos. Esta reciclagem pode ser ilustrada através do ciclo litológico ou ciclo das rochas.Neste ciclo está integrado o conjunto de transformações relacionadas com o ambiente metamórfic...

Description

Ao nível da geosfera, devido aos agentes de geodinâmica interna e externa, pode ocorrer reciclagem dos materiais rochosos. Esta reciclagem pode ser ilustrada através do ciclo litológico ou ciclo das rochas. Neste ciclo está integrado o conjunto de transformações relacionadas com o ambiente metamórfico que se pode considerar intermédio entre o ambiente sedimentar (externo) e o ambiente magmático (interno).

Ciclo litológico Ultrapassadas as condições de pressão e temperatura que definem o final da diagénese – formação de rochas sedimentares, inicia-se o metamorfismo – formação de rochas metamórficas. Se a rocha for aprofundando mais e se o aumento de temperatura determinar a sua fusão, ocorre o magmatismo – formação de rochas magmáticas.

O metamorfismo: – corresponde ao conjunto de adaptações mineralógicas, químicas e texturais que as rochas pré-existentes sofrem quando estão sujeitas a condições de pressão e temperatura diferentes das que presidiram à sua génese; – ocorre normalmente sem que haja fusão das rochas e, por vezes, verifica-se em estados de deformação dúctil, pois é frequente o metamorfismo estar associado a dobras; – é característico de determinados contextos tectónicos, como, por exemplo, ao nível das zonas de subducção e em zonas de formação de cadeias montanhosas; – pode ser mais ou menos acentuado, consoante a diferenciação que uma rocha metamórfica apresenta relativamente à rocha que lhe deu origem, definindo assim o grau de metamorfismo; – origina rochas metamórficas: 

são um dos tipos de rochas mais abundantes na crusta continental;



resultam de rochas sedimentares, magmáticas e metamórficas;



formam-se no estado sólido, em profundidade e tornam-se acessíveis quando afloram, devido aos processos tectónicos e à remoção de camadas suprajacentes;



permitem estudar indiretamente os processos geológicos que se verificam no interior da Terra.

Fatores de metamorfismo A grande diversidade de rochas metamórficas é devida às condições em que estas se formaram. A predominância ou intensidade de um fator relativamente a outro pode determinar a formação de diferentes rochas. Os fatores de metamorfismo são a temperatura, a tensão, o tempo geológico e a presença de fluidos: 

Temperatura:



afeta de forma significativa a composição mineralógica e a textura das rochas;



altera ou quebra as ligações químicas que definem a estrutura cristalina dos minerais levando à recristalização, que origina novos minerais estáveis nas novas condições;



para que ocorra metamorfismo, varia de 200 a 800 ºC;



o calor provem do interior da terra: o choques de meteoritos; o tensões geradas por movimentos tectónicos; o calor emanado dos corpos magmáticos



aumenta com o aumento de profundidade – calor geotérmico;



pode ser elevada em zonas mais superficiais da Terra devido a: – convergência de placas – nestas zonas, os sedimentos e as rochas, durante o processo de subducção, vão aprofundando. A temperatura aumenta, provocando instabilidade no arranjo dos minerais. A rocha ajusta-se às novas condições, formam-se novos minerais que resultam de novas ligações entre os átomos presentes nas redes cristalinas; – intrusões magmáticas – um magma pode ascender e instalar-se em rochas da crusta. Essas rochas vão sobreaquecer originando um processo metamórfico provocado pelo contacto com a massa magmática.



Tensão e Pressão:



as rochas metamórficas são formadas a diferentes profundidades e, à medida que aumenta a profundidade, são sujeitas a tensões e temperaturas cada vez mais elevadas; resulta do peso exercido pela coluna de rochas suprajacentes e pelos movimentos tectónicos; modifica a composição mineralógica e o arranjo dos minerais; pode ser litostática ou não litostática:

  

o tensão litostática: – deve-se ao peso das camadas rochosas suprajacentes; – é aplicada de igual modo em todas as direções diminuindo o volume da rocha porque os seus minerais passam a ocupar menos espaço; – induz a formação de minerais com estrutura cristalina mais compacta, originando rochas mais densas, logo altera a estrutura cristalina das rochas; – as rochas sedimentares à medida que vão aprofundando ficam sujeitas a um aumento progressivo deste tipo de tensões, logo é típica das bacias sedemientares;

– não gera uma orientação preferencial dos minerais da rocha. o tensão não litostática: – é uma tensão dirigida ou orientada em que as forças em atuação não são iguais em todas as direções; – pode originar deformações como falhas e dobras; – as rochas podem sofrer compressão, estiramento ou cisalhamento se a tensão atuante for do tipo compressivo, de tração ou de cisalhamento, respetivamente; – altera a textura das rochas metamórficas pois alinha paralelamente os minerais constituintes, desenvolvendo foliação; – produz uma orientação preferencial em certos minerais. 

Tempo: – é um dos fatores relevantes para a formação de rochas metamórficas; – os fenómenos metamórficos ocorrem de forma muito lenta; – possibilita a reorganização mineralógica e os reajustamentos texturais e estruturais das rochas; – pode estabelecer-se uma relação direta entre o tempo decorrido e o grau de metamorfismo; – por vezes, os efeitos do metamorfismo só são atingidos ao fim de dezenas de milhões de anos.



Fluidos: – circulam no interior das rochas – circulação intra-rochosa –, e são responsáveis por muitas das alterações químicas e mineralógicas que ocorrem durante o metamorfismo; – podem ser libertados por um magma e são, normalmente, ricos em iões; ou podem ser formados durante o metamorfismo devido, por exemplo, à evaporação de água presente nas rochas; – um exemplo é a água aquecida a elevadas pressões que transporta diversas substâncias dissolvidas; – reagem com as rochas em que penetram trocando átomos e/ou iões e podem levar à substituição completa de um mineral por outro, alterando a composição e o arranjo original da rocha;

– alguns possuem a capacidade de acelerar os processos metamórficos, ajudando a romper ou a estabelecer novas ligações químicas; – podem encontrar-se em minúsculos poros existentes nas rochas, embora aparentemente as rochas pareçam secas.

Mineralogia do metamorfismo Quando as rochas sofrem metamorfismo, experimentam condições diferentes daquelas em que foram originadas e, como tal, os seus minerais tornam-se instáveis. Nas novas condições ocorre recombinação dos constituintes químicos das rochas que por recristalização, formam novas associações minerais compatíveis com as condições termodinâmicas do novo ambiente.

Transformações ocorridas durante o processo metamórfico. Nas rochas metamórficas existem minerais comuns às rochas magmáticas, como o quartzo e os feldspatos e às rochas sedimentares, como a calcite e a dolomite; mas também existem minerais exclusivos deste tipo de rocha. Estes minerais, indicadores de metamorfismo, só se formam em condições bem definidas de pressão e temperatura, variáveis dentro de limites muito

restritos. Então, as rochas metamórficas podem distinguir-se pela sua mineralogia típica. Exemplos de minerais metamórficos são: cordierite, andaluzite, epídoto, granada, estaurolite, silimanite, talco, distena e grafite. As transformações mineralógicas que ocorrem por recristalização durante os processos metamórficos, podem resultar de: – alteração da composição química dos minerais por circulação de fluidos; – instabilidade entre dois ou mais minerais, levando à formação de novos minerais sem que ocorra variação na composição química global da rocha; – alteração da estrutura cristalina do mineral sem variação da composição química através de uma transformação polimórfica:

A presença de determinado mineral metamórfico numa rocha pode fornecer informações sobre as condições em que a rocha se formou e, de igual modo, permite identificar diferentes graus de metamorfismo.

Estes minerais são designados minerais-índice, uma vez que definem os limites de pressão e de temperatura em que a rocha foi gerada, funcionando como paleobarómetros ou paleotermómetros. Grau de metamorfismo: 

é definido de acordo com as condições de pressão e temperatura:



Metamorfismo de baixo grau



Metamorfismo de médio grau



Metamorfismo de alto grau

Alguns minerais indicadores do grau de metamorfismo.



à medida que aumenta, aumenta também a granularidade da rocha devido aos intensos fenómenos de recristalização;



as diversas zonas metamórficas são delimitadas por superfícies de igual grau de metamorfismo – as isógradas:



definem-se pelos pontos onde ocorrem pela primeira vez determinados minerais-índice;



nas cartas, representam-se por linhas curvas.

A cartografia dos diferentes tipos de rocha que se encontram à superfície e a determinação da sua composição mineralógica são fundamentais para se determinar o grau de metamorfismo que afeta uma determinada região Tipos de metamorfismo Consideram-se diferentes tipos de metamorfismo de acordo com os seguintes critérios de classificação: – o tipo ambiente tectónico em que ocorre; – a predominância e a intensidade de um ou mais fatores de metamorfismo relativamente a outros; – a extensão da área afetada. Definem-se, assim, dois tipos principais de metamorfismo: o metamorfismo regional e o metamorfismo de contacto:

Ambientes tectónicos em que decorre o metamorfismo regional e o metamorfismo de contacto. Metamorfismo regional – afeta grandes áreas da crusta terrestre; – é originado por processos que envolvem elevadas temperaturas e forças tectónicas que geram tensões não litostáticas altas que modificam as rochas em profundidade; – está geralmente associado a processos tectónicos relacionados com a formação de cadeias montanhosas, quer em zonas de colisão de placas, quer em zonas de subducção;

– pode formar diferentes tipos de rochas como a ardósia, o filito, o micaxisto e o gnaisse:

– algumas rochas formadas podem possuir xistosidade, devido à conjugação da deformação com a recristalização; – se forem ultrapassados determinados valores de tensão e temperatura (superior a 800 °C) inicia-se o magmatismo e a rocha entra em fusão parcial – anatexia.

Metamorfismo de contacto – é um tipo de metamorfismo local; – ocorre em zonas próximas de intrusões magmáticas; – a elevada temperatura do magma e os fluidos que se libertam propagam-se às rochas encaixantes da intrusão e alteram os seus minerais; – forma uma zona denominada auréola de metamorfismo, que é a orla de rochas próximas da intrusão que foram fortemente aquecidas e sofreram metamorfismo. A extensão da auréola depende do tamanho da massa magmática, da sua temperatura, da quantidade de água existente nas rochas e da profundidade a que ocorre o contacto;

– o grau de metamorfismo das rochas da auréola é tanto menor, quanto maior for a distância à intrusão magmática; – a variedade de rochas resultantes depende do tipo de rocha que é intruída, da quantidade de fluidos circulantes e da temperatura da intrusão; – quando afeta calcários, arenitos ricos em quartzo e rochas argilosas origina, respetivamente, mármore, quartzito e corneanas*:

Auréola de metamorfismo originada por uma intrusão magmática

*A designação corneanas pode ser atribuída a qualquer rocha que se forme nas zonas mais próximas da intrusão magmática.

Texturas características das rochas metamórficas A textura das rochas metamórficas é determinada pelo tamanho, forma e arranjo dos minerais que as constituem. O tamanho dos grãos é também importante na determinação da textura. Podem distinguir-se dois grandes grupos de rochas metamórficas: as rochas foliadas e as rochas não foliadas ou granoblásticas. A foliação: – é qualquer estrutura planar de uma rocha que pode ser originada durante os processos de metamorfismo e resulta, quer de um alinhamento preferencial de certos minerais anteriores ao metamorfismo, quer da orientação de novos minerais formados durante os processos de recristalização; – está relacionada com a presença de minerais com hábito tabular, como as micas e a clorite, que tendem a ficar orientados numa posição perpendicular à da tensão compressiva que afetou a rocha;

Orientação de minerais tabulares em rochas metamórficas – pode ser muito evidente ou apenas observável ao microscópio. À medida que o grau de metamorfismo aumenta, a propriedade de certas rochas metamórficas se dividirem em lâminas – fissilidade – segundo os planos de foliação, torna-se menos evidente.

Existem três tipos de foliação muito característicos em rochas de baixo, médio e alto grau de metamorfismo, que são respetivamente, a clivagem xistenta, a xistosidade e o bandado gnaissico:

As rochas com textura não foliada ou granoblástica: – são constituídas, essencialmente, por minerais com dimensões semelhantes a grânulos, não sendo tabulares nem alongados; – a orientação dos minerais não é preferencial; – resultam de um tipo de metamorfismo como o de contacto, em que a deformação não é relevante; – são, por exemplo, as corneanas, os quartzitos e os mármores....