Millook Haven - Cornwell - UK. Portas de Moura, Évora. Pt. Rochas Metamórficas. Prof: Marcel Sena Campos

Transcrição

1 Portas de Moura, Évora. Pt Millook Haven - Cornwell - UK Rochas Metamórficas Prof: Marcel Sena Campos

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3 CICLO LITOLÓGICO ROCHAS SEDIMENTARES (formadas por diagénese de sedimentos em baixas condições P e T) ROCHAS MAGMÁTICAS (arrefecimento e consolidação de magma em elevadas condições P e T) Como reagem as rochas quando submetidas a condições P e T diferentes das que presidiram à sua formação??? DEFORMAÇÃO (Falhas e dobras) METAMORFISMO Rochas Metamórficas

4 As rochas metamórficas formamse no interior da crusta terrestre a partir de outras pré-existentes.

5 O metamorfismo consiste na transformação de uma rocha pré-existente. Ocorre com a variação de pressão e temperatura, e ação de fluídos sobre a rocha pré-existente. Rochas metamórficas: Qualquer rocha que no estado sólido sofreu mudanças na temperatura, composição mineralógica e/ou química no tempo geológico.

6 Quando uma rocha é sujeita a condições de pressão e temperatura diferentes das que presidiram à sua formação, sofre um conjunto de adaptações mineralógicas e texturais que ocorrem, geralmente, no estado sólido, isto é, sem que ocorra fusão total da rocha que lhe deu origem.

7 FACTORES DE METAMORFISMO Vários factores provocam a instabilidade das rochas pré-existentes levando à alteração da composição mineralógica e/ou textura TEMPERATURA TENSÃO FLUIDOS TEMPO

8 TEMPERATURA Aumenta com a profundidade (excepto no caso de intrusões magmáticas a baixas profundidades). Por acção do calor (sem fundir), certos minerais podem tornar-se instáveis nas novas condições: ocorre quebra de ligações químicas na estrutura cristalina e formação de novas ligações originando estruturas cristalinas diferentes e, consequentemente, novos minerais. Surgem assim novas combinações de minerais mais estáveis que formam rochas metamórficas.

9 TENSÃO No interior da Terra a pressão que se faz sentir provoca TENSÃO sobre as massas rochosas.

10 TENSÃO LITOSTÁTICA Resulta do peso das camadas suprajacentes e a força (intensidade) aplicada é igual em todas as direcções Diminui o volume e aumenta a densidade da rocha (os minerais tendem a ocupar menos espaço tornando-se mais densos

11 TENSÃO NÃO LITOSTÁTICA (ou DIRIGIDA) A intensidade das forças aplicadas não é igual em todas as direcções (tensões compressivas, distensivas e cisalhantes). A rocha sofre deformação (dobra ou falha) e estas tensões produzem uma orientação preferencial de certos minerais, ou seja, modifica o arranjo dos minerais.

12 FLUIDOS Fluidos que circulam nos poros das rochas (ex. água quente com substâncias dissolvidas) podem reagir com os minerais da rocha levando à alteração da sua estrutura cristalina ou mesmo transportá-los para outros locais onde podem reagir com minerais diferentes Fluidos podem ter origem na desidratação de certas rochas durante o metamorfismo ou ser libertados por magmas próximos

13 TEMPO O metamorfismo é um processo extremamente lento sendo por isso de considerar o tempo como factor determinante para a formação de uma rocha metamórfica

14 A nova rocha, rocha metamórfica, adquire uma nova textura e, por vezes, uma composição mineralógica diferente

15 MINERALOGIA DO METAMORFISMO

16 MINERALOGIA DO METAMORFISMO Factores de metamorfismo influenciam RECRISTALIZAÇÃO dos minerais: reorganização dos elementos de um mineral original numa combinação mais estável, nas novas condições P e T - alteração da composição química dos minerais originais formando-se novos minerais ou - alteração da estrutura cristalina de um mineral sem variação da composição química (polimorfismo).

17 alguns minerais são estáveis numa gama ampla de condições P e T, pelo que permanecem ou reaparecem durante o processo de metamorfismo e são comuns a rochas metamórficas, magmáticas e sedimentares Quartzo e calcite Feldspatos (minerais de argila, comuns nas rochas sedimentares, formam-se por transformação dos feldspatos que são pouco estáveis à superfície. No entanto, quando os minerais de argila são levados para grandes profundidades, a elevadas P e T, transformam-se de novo em feldspatos, mais estáveis nas novas condições).

18 outros minerais formam-se num intervalo muito restrito de P e T e são exclusivos de rochas metamórficas MINERAIS-ÍNDICE Esta mineralogia típica permite: - distinguir rochas metamórficas de outro tipo de rochas; - caracterizar as condições de P e T presentes quando a rocha se formou (paleobarómetros e paleotermómetros); - identificar diferentes graus de metamorfismo.

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22 Pela textura e composição mineralógica sabe-se o grau de metamorfismo. Aumento das condições de P e T relaciona-se com o grau de metamorfismo Aumento da intensidade do metamorfismo é acompanhado por maior granularidade da rocha (intensa recristalização) e pelo aparecimento de determinados tipos de minerais-índice.

23 Caracteristicas do Metamorfismo Quanto maior o grau metamórfico, maior é a transformação; menos se preserva da rocha original. Há um aumento na densidade da rocha. Estruturas anteriores e fósseis serão destruídos com o aumento de P e T.

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26 TIPOS DE METAMORFISMO METAMORFISMO REGIONAL E DINÂMICO METAMORFISMO LOCAL OU DE CONTACTO

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28 METAMORFISMO REGIONAL afecta extensas áreas ocorre em profundidade associado a fenómenos tectónicos (colisão de placas) elevadas temperaturas e tensões são factores dominantes as rochas formadas apresentam foliação como resultado da actuação de tensões dirigidas durante a recristalização

29 METAMORFISMO REGIONAL rochas típicas

30 METAMORFISMO LOCAL OU DE CONTACTO tem carácter localizado ocorre a baixas pressões numa zona de contacto com intrusão magmática, que aquece e liberta fluidos para as rochas adjacentes (alterando a sua composição mineralógica) a região de rochas alteradas junto à intrusão magmática AURÉOLA DE METAMORFISMO o grau de metamorfismo diminui com a distância à intrusão temperatura elevada e fluidos são factores dominantes não tendo a tensão um papel significativo rochas não apresentam foliação

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33 METAMORFISMO DE CONTACTO rochas típicas

34 Hornfels

35 Metamorfismo Dinâmico ou Cataclástico

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38 Cataclasito

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40 Ultrametamorfismo fronteira metamorfismo / magmatismo Anatexia rochas metamorficas iniciam processo de fusão parcial quando ultrapassados certos limites de P e T

41 Metamorfismo de impacto

42 impactito

43 Metamorfismo Isoquímico x Metassomatismo No metamorfismo ocorrem duas situações extremas em termos de processos: 1) Metamorfismo Isoquímico: as rochas se comportam como um sistema fechado, sem ganhos/perdas de constituintes químicos; 2) Metassomatismo: as rochas são submetidas à variações composicionais. Caso geral: os processos metamórficos ocorrem em sistema parcialmente aberto com trocas livres fluido-rocha, porém com variações químicas desprezíveis. Processo importante: reação química

44 Paragêneses Minerais x Fácies Metamórficas Uma assembléia mineral em equilíbrio de uma rocha é denominada Paragênese Mineral. Para uma assembléia mineral em equilíbrio em uma rocha metamórfica diz-se que esta pertence a uma Fácies Metamórfica. Para cada fácies é assumida uma determinada condição de P e T de formação. O conhecimento da mineralogia de uma rocha metamórfica permite a interpretação das condições fisico-químicas de formação da rocha bem como o seu protólito. Uma vez que o metamorfismo está em andamento, novas assembléias minerais (paragêneses minerais) vão se formando a partir das anteriores e de reações fluido-rocha.

45 Fácies Metamórficas Assembléias minerais características que definem as variações do grau metamórfico, essencialmente em função de P e T. 1) Fácies Sub-Xisto Verde (Zeolita e Prehnita-Pumpellyta) 2) Fácies Xisto Verde = Baixo grau metamórfico 3) Fácies Anfibolito = Grau médio 4) Fácies Granulito = Alto grau metamórfico 5) Fácies Xisto Azul = Alta pressão e baixa temperatura 6) Fácies Eclogito = Elevadissimas pressões e temperaturas 7) Fácies Hornfels = Alta temperatura e baixa pressão

46 Estruturas Estrutura maciça: ocorre quando o metamorfismo ocorre sem atuação de pressão dirigida. Estrutura orientada: ocorre com a atuação de pressão dirigida. Tipos: a) Foliação: estrutura planar formada em função das tensões e constituída por minerais planares (sheet) tipo muscovita, clorita b) Clivagem ardosiana: estrutura planar fina característica de metapelitos de baixo grau metamórfico; c) Xistosidade: Foliação grosseira característica de baixo a médio grau metamórfico. d) Estrutura Gnáissica: Estrutura bandada composta por faixas claras e escuras alternadas e característica de grau metamórfico alto.

47 Nuno Correia

48 Nuno Correia

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52 Textura As texturas das rochas metamórficas desenvolvem-se por blastese que é o processo de nucleação e crescimento mineral no estado sólido. A geração de minerais metamórficos pode se dar por: a) Recristalização Calcário = Mármore Arenito = Quartzito Argilas = Mica-xisto ou Clorita-xisto b) Neomineralização Folhelho = Hornfels Basalto = Granulito

53 Texturas Textura Granoblástica: textura isótropa, sem dimensão orientada preferencial dos grãos, pode desenvolver-se na forma de mosaicos, onde os grãos adquirem dimensões similares com interfaces retas e junções tríplices (granoblástica poligonizada). Ocorre c/qzo, kf. Textura Lepidoblástica: quando ocorrem minerais micáceos orientados (muscovita, clorita ). Textura Nematoblástica: quando os minerais orientados são prismáticos(anfibólios, piroxênios). Textura Porfiroblástica: quando ocorrem minerais grosseiros em matriz fina. Textura Milonítica: minerais orientados em rocha gerada por processos tectônicos.

54 Textura nematoblástica

55 Textura lepidoblástica

56 Textura granoblástica

57 Textura porfiroblástica

58 Textura porfiroclástica

59 Exemplos de rochas metamórficas

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62 Por vezes, durante o metamorfismo, as rochas podem ser impregnadas por fluidos, originando-se, frequentemente cristais que, lapidados, constituem as pedras preciosas. O maior rubi descoberto no hemisfério norte até agora foi lapidado em diversas peças, afirma a empresa responsável pela descoberta, a True North Gems. A companhia canadense descobriu o ruby de 440 quilates em 2005 na Groenlândia. A gema foi então reduzida para uma peça de 302 quilates pelo joalheiro Thomas McPhee, que levou 10 meses para completar o trabalho. Pode chegar a 500 mil dólares quando for a leilão.

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64 IMPORTÂNCIA DAS ROCHAS METAMÓRFICAS PARA A ENGENHARIA CIVIL No que diz respeito à mineralogia das rochas metamórficas verifica-se que parte dos minerais que participam de sua composição (típicos do metamorfismo) é estável apenas nas suas condições de formação e quando submetidos a novas condições físico-químicas se alteram facilmente. Dois enfoques distintos: (1) mineralogia das rochas que quando alteradas podem dar origem a produtos altamente plásticos e de baixa resistência, muitas vezes orientados, o que torna o problema maior ainda; (2) mineralogia dos Produtos Residuais como os mineraispresentes nas rochas metamórficas são, na maioria das vezes,silicatos de Al, Ca, Na e Mg, sua alteração pode proporcionar a presença no solo de argilominerais expansíveis.

65 IMPORTÂNCIA DAS ROCHAS METAMÓRFICAS PARA A ENGENHARIA CIVIL Com relação às estruturas, as rochas metamórficas podem apresentar dois tipos básicos de problemas, como decorrência do fato de exibirem uma orientação dos minerais em superfície: (1) estes planos são planos potenciais de instabilidade mesmo quando a rocha não está alternada; (2) estas superfícies podem se tornar caminhos preferências de percolação da água podendo gerar grande perda de resistência

66 Rochas Metamórficas e a Construção Civil Mármores: fabricação de clínquer e cal Mármores, quartzitos orientados (pedra mineira), ardósias, gnaisses: lajes, revestimento a estrutura orientada facilita a exploração Fragmentos de brita devem ser, preferencialmente, equidimensionais, tornando a maioria das rochas metamórficas inadequadas para este fim

67 Rochas Metamórficas e Riscos Ambientais Xistosidade e foliação de muitas rochas metamórficas é plano de debilidade: riscos de deslizamento em construções (pequeno e grande porte) em encostas; pode facilitar o escape de água Presença de rocha moída (zonas de falhas: cataclasito e milonito): zonas de debilidade, infiltração de água (grandes obras, barragens, túneis)

68 Pedra Mineira: Muscovita Quartzito

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