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Metamorfismo e rochas
metamórficasPrincípio fundamental:
• Os minerais e as rochas são estáveis nas condições de pressão e temperatura em que se formaram.
• A modificação dessas condições gera, nas rochas, alterações no sentido de estas se adaptarem ao novo meio.
• Metamorfismo = Mudar de Forma
Definição de metamorfismo
• As rochas metamórficas resultam da transformação
por reajustamento mineralógico e textural, realizada no estado sólido, de rochas ígneas, sedimentares e metamórficas, quando sujeitas a novos parâmetros
termodinâmicos, diferentes dos que presidiram à sua génese => os minerais ficam instáveis, recombinam-se, adquirindo características compatíveis com o novo ambiente.
• As modificações representam a adaptação da rocha original às novas condições e serão tanto mais pronunciadas quanto maior for o contraste entre aquelas condições e as do seu ambiente de formação.
Causas do aumento da P e T
• O aumento da pressão e temperatura pode ser consequência de três circunstâncias:
1. Calor interno da Terra
2. Peso das camadas suprajacentes
3. Tensões horizontais da litosfera
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Domínio do metamorfismo
• O Metamorfismo ocorre dentro do intervalo que tem por limite inferior a diagénese e limite superior o magmatismo: quando as condições de P e T ultrapassam as da diagénese e antes do início da fusão total (magmatismo).
• Pressão e temperatura baixa (até 200°C)
• Pressão e temperatura alta
(200°- 700°C)
• Pressão alta e temperatura muito alta (700°- 800°C)
• Fusão do granito (800°- 900°C)
• Fusão total (1000°-1200°C)
• Diagénese
• Metamorfismo
• Ultrametamorfismo
• Anatexia
• Magmatismo
Ultrametamorfismo
• Ocorre na fronteira entre o metamorfismo e o magmatismo, quando são ultrapassadas certas condições de temperatura (700/800°C)
• Inicia-se a fusão parcial dos minerais com o ponto de fusão mais baixo, quartzo e feldspatos alcalinos => formação de um fluido silicatado com mobilidade, o Migma
• Migmatito: rocha formada por uma parte original, refractária, e outra recém formada a partir da cristalização do migma nela injectado. Textura fluidal.
Anatexia
• Início da fusão total do granito. Ocorre em condições de temperatura superiores às do ultrametamorfismo (800 a 900°C)
• Produzem-se granitos de anatexia
• Formação de magmas secundários, graníticos
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Agentes de metamorfismo
1. Calor
2. Pressão
3. Fluidos
4. Tempo
1. Calor
Gradiente
geotérmico superficial:
25 a 30°C/km
Gradiente
geotérmico profundo:
0,5°C/km
Intrusão de um corpo magmático
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2. Pressão
• Litostática: exercida pelas rochas suprajacentes, é igual em todas as direcções.
• Dirigida: pressões orientadas, relacionadas com movimentos tangenciais da litosfera (compressões associadas a limites convergentes de placas). 1 bar = pressão de 1 atmosfera
Gradiente geobárico médio da crosta
3. Fluidos
• Os fluidos contidos na estrutura cristalina dos minerais constituintes da rochas, normalmente água (argilas e outros minerais hidratados) e dióxido de carbono (calcários e dolomitos) participam e facilitam as trocas químicas entre os minerais, fazendo baixar o ponto de fusão das rochas.
4. Tempo
• Trata-se do tempo de duração do processo
• Quanto mais tempo demorar, maiores serão os efeitos produzidos nas rochas
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Tipos de metamorfismo
Metamorfismo Regional
• Resulta de acções simultâneas de calor e
pressões elevadas 400-600°C e 2 a 6kb)
• Ocorre em regiões vastas, em relação com os limites convergentes de placas
• As rochas resultantes apresentam texturas específicas: foliação
Metamorfismo de contacto
• O factor principal é o calor produzido por uma intrusão magmática (400/800°C e <2 kb)
• A zona metamorfizada situa-se à volta da intrusão, os efeitos decrescem com a distância
• As rochas produzidas chamam-se corneanas: muito duras, de grão equidimensional e, em geral, fractura conchoidal
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Dinamometamorfismo
- O factor principal é a pressão dirigida (2 a 6 kb e 200°C)
- Ocorre ao longo de falhas e em cadeias de montanha deformadas
- Produz a rotura e pulverização das rochas, rochas cataclásticas – brechas de falha e milonitos
Grau de metamorfismo
Intensidade das transformações:
• quanto mais próximo da fonte de calor;
• quanto mais elevadas as condições de P e T;
• quanto mais tempo os agentes actuarem;
=> maiores serão as modificações
mineralógicas e texturais da rocha
Sequência metamórfica
• É o conjunto de rochas derivadas de um mesmo tipo de rocha original, correspondentes a sucessivos graus crescentes de metamorfismo
• Sequência metamórfica derivada de um argilito: xisto argiloso ardósia filito micaxisto, gnaisse.
Séries
metamórficasRocha original Sequências evolutivas
Quartzo-feldspática Granitos e riolitos Gnaisse
Argilosa
ou pelíticaArgilitos
Xisto argiloso, ardósia, xisto
luzente ou filito, micaxisto,
gnaisse
Básica Basaltos e gabrosXisto verde, anfibolito, gnaisse
anfibólico, eclogito
Carbonatada Calcários e dolomitos Mármores
QuartzíticaArenitos quartzicos e sílica de precipitação
Quartzitos
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Texturas
• Foliada ou folheada
• Não foliada
Texturas Foliadas
• Típicas das rochas resultantes de metamorfismo regional
• Há uma orientação preferencial dos constituintes, perpendicular à direcção de compressão máxima
• Subdivide-se em: clivagem xistenta (ardósia), xistosidade (xisto luzente, micaxisto) e bandado
(gnaisse)
Estruturas anisotrópicas com foliação
• Parte ou a quase totalidade dos minerais estão orientados espacialmente, como resposta às tensões aplicadas durante o processo de formação ou deformação da rocha.
• As propriedades mecânicas destas rochas variam significativamente consoante a direcção considerada. Os minerais, com forma lamelar, dispõem-se em leitos ou camadas conferindo à rocha uma orientação preferencial (direcção de
fraqueza mecânica).
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Textura não foliada ou granular:
• Típicas das rochas formadas a partir de metamorfismo de contacto
• Minerais sem orientação preferencial, em geral equidimensionais
• Ex: mármore, corneana e quartzito
Estruturas isotrópicas sem foliação
• Os minerais apresentam distribuição e orientação aleatória na rocha.
• Típica de rochas monominerais que sofreram recristalização, os minerais desenvolvem-se, crescem.
• As propriedades mecânicas destas rochas não variam significativamente consoante a direcção considerada.
O tipo de rocha metamórfica gerada depende:
1. da composição da rocha que lhe deu origem
2. do tipo de metamorfismo
3. do grau de metamorfismo
O ciclo das rochas
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