Identificação macroscópica de Rochas Metamórficas

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1 Identificação macroscópica de Rochas Metamórficas

2 Revisão Revisão Revisão Revisão Revisão Revisão Revisão Revisão Revisão Revisão Revisão Revisão Revisão Revisão Revisão Revisão Revisão Revisão Revisão Revisão Revisão Revisão Revisão Revisão Revisão Revisão Revisão

3 O que é o metamorfismo?

4 Metamorfismo Meta = mudança Morfos = forma (língua grega) O metamorfismo corresponde à transformação de uma rocha pré-existente através da acção do calor, da pressão e/ou de fluidos quentes. Ma O tempo potencia as variáveis anteriores Quanto mais tempo a rocha estiver nas mesmas condições (P,T) maiores serão as transformações que sofrerá.

5 Metamorfismo As Modificações texturais e mineralógicas 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. P1, T1, X P2, T1, X T temperatura P pressão X - composição P1, T2, X P2, T2, X T3> T2 >T1 P3> P2 >P1 Transformações Isoquímicas X 0 Rocha original = Protólito P3, T3, X

6 Temperatura Pressão Fluidos Tempo O que é o gradiente geotérmico? O que é o gradiente geobárico?

7 FACTORES DE METAMORFISMO PORTUGAL FERREIRA (1972)

8 Isotérmicas na crosta e manto superior ZONAS DE SUBDUÇÃO RIFTES Qual é o gradiente geotérmico médio na crosta?

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10 FACTORES DE METAMORFISMO PORTUGAL FERREIRA (1972) Qual é o gradiente geobárico médio na crosta?

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12 FACTORES DE METAMORFISMO PORTUGAL FERREIRA (1972)

13 GIBBS (1874) F + L = C +2 L = 2 TEMPERATURA PRESSÃO FASES MINERAIS F=C COMPONENTES

14 Diagénese - Metamorfismo Fusão parcial A DIAGÉNESE é uma modificação da forma, ocorrente no domínio sedimentar. Designam-se por processos diagenéticos aqueles que ocorrem a temperaturas inferiores a 200ºC e a pressões inferiores a cerca de 300 MPa (equivalentes a cerca de 3000 atmosferas). O METAMORFISMO ocorre a temperaturas e pressões superiores a 200ºC e 300 MPa, respectivamente. Estas condições dependem do domínio crustal considerado e estão dependentes dos processos tetónicos, nomeadamente da colisão continental e de fenómenos de subducção. DOMÍNIO SEDIMENTAR DOMÍNIO METAMÓRFICO DOMÍNIO MAGMÁTICO O limite superior do metamorfismo corresponde ao domínio da FUSÃO PARCIAL HÚMIDA da rocha em questão. A partir do momento em que a rocha começa a fundir (ULTRAMETAMORFISMO ou ANATEXIA) o processo aproxima-se dos processos ígneos e as estruturas geradas são mais complexas.

15 Que processos intervêm no metamorfismo?

16 Principais processos actuantes no Metamorfismo Recristalização Aumento da dimensão dos cristais, relativamente à rocha original; reporta-se essencialmente a rochas de composição monomineral (ex. siliciosas, calcárias). Neomorfismo - Aparecimento de novas espécies minerais*, adaptadas a condições de pressão e de temperatura superiores; reporta-se a rochas com mineralogia diversificada ou com minerais de composição química complexa. * ex. moscovite, clorite, talco, granada, turmalina, serpentina Metassomatismo - Modificações da composição química das rochas promovidas pelo contacto com fluidos hidrotermais, que são responsáveis pela remoção de alguns componentes da rocha e pelo fornecimento de novos componentes. Cataclase Esmagamento dos componentes da rocha devido a movimentos tectónicos compressivos repetidos; estas rochas, de ocorrência mais limitada, são designadas por milonitos.

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19 Quais os grandes tipos de metamorfismo?

20 Metamorfismo

21 Onde se formam as rochas metamórficas?

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24 Metamorfismo e Tectónica de Placas Fundos oceânicos (riftes médio-oceânicos) T muito alta/ P baixa Zonas de subducção Arcos vulcânicos Elevada P/ Baixa T Baixa P / Elevada T Colisão Continente Continente P intermédia/ T intermédia Riftes continentais P intermédia / Elevada T

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26 FÁCIES DE METAMORFISMO O QUE É? Designa o conjunto de ROCHAS METAMÓRFICAS, independente da sua natureza (origem), que se formaram sob as MESMAS CONDIÇÕES de P e T e é definida pela associação de minerais tipomorfos* presentes numa dessas rochas escolhidas para o efeito. * MINERAIS TIPOMORFOS Termómetros e Barómetros das rochas Ex. polimorfos de Al 2 SiO 5 cianite (P elevada) andaluzite (P e T menores) silimanite (T elevada)

27 Fácies de metamorfismo

28 a temperaturas e pressões mais elevadas inicia-se a fusão húmida

29 Sequências de metamorfismo Diferentes composições de rochas originais (protólitos) Argilosas, siliciosas, quartzo-feldspáticas, ígneas básicas, ígneas ultrabásicas,, carbonatadas Diferentes sequências evolutivas Menor grau metamorfismo Maior grau Que tipo de rocha se obtém pelo metamorfismo de? Diferentes rochas metamórficas

30 deixando para trás toda esta conversa Como reconhecer uma rocha ou formação metamórfica?

31 Metamorfismo O metamorfismo reconhece-se pelas transformações minerais, estruturais e texturais Estruturas deformadas Orientação dos minerais Minerais típicos (novos minerais) Texturas típicas

32 Rochas Metamórficas Relatório macroscópico

33 RELATÓRIO DE PETROGRAFIA Quais os parâmetros a considerar na descrição/classificação de uma rocha metamórfica? A. Estrutura B. Textura C. Descrição D. Nome Minerais constituintes Abundância relativa Estado de alteração e outros aspectos gerais

34 Estrutura No Campo Morfologia e organização interna das formações [muitas estruturas são herdadas de outras pré-existentes destacando-se, geralmente, pela existência de deformação (tectónica) e/ou de recristalização] Em Amostra de mão (relatório) Orientação preferencial dos constituintes da rocha - depende do processo evolutivo e da mineralogia presente Como avaliar este aspecto? A rocha apresenta orientação preferencial? A rocha tem clivagem fácil? Os constituintes minerais estão dispostos em bandas?

35 ESTRUTURAS ESTRUTURAS ISOTRÓPICAS Os minerais apresentam distribuição e orientação aleatória na rocha. Típica de rochas monominerais que sofreram recristalização. As propriedades mecânicas destas rochas não variam significativamente consoante a direcção considerada. ESTRUTURAS ANISOTRÓPICAS 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.

36 ESTRUTURAS ISOTRÓPICAS ESTRUTURAS SEM FOLIAÇÃO OU LINEAÇÃO Quartzito

37 ESTRUTURAS ANISOTRÓPICAS ESTRUTURAS COM FOLIAÇÃO Os minerais, com forma lamelar, dispõem-se em leitos ou camadas conferindo à rocha uma orientação preferencial (direcção de fraqueza mecânica) ESTRUTURAS COM LINEAÇÃO (não se estudam na aula prática) Os minerais, fibrosos ou prismáticos alongados, dispõem-se segundo uma direcção preferencial formando alinhamentos

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39 ESTRUTURAS COM FOLIAÇÃO XISTOSAS LISTRADAS GNAISSICAS PLISSADAS

40 ESTRUTURAS COM FOLIAÇÃO ESTRUTURAS XISTOSAS Com foliação muito fina (clivagem xistenta) típica de rochas constituídas por minerais filitosos de pequena dimensão (minerais argilosos, sericite, clorite, talco) Sericitoxisto

41 ESTRUTURAS COM FOLIAÇÃO ESTRUTURAS LISTRADAS Foliação fácil típica de rochas com grande conteúdo em micas (moscovite e biotite). Minerais lamelares e granulares (finos) alternam em leitos. Micaxisto biotítico

42 ESTRUTURAS COM FOLIAÇÃO ESTRUTURAS GNAISSICAS Foliação muito grosseira, conferida pelas micas, que conferem à rocha uma orientação também grosseira. As micas formam bandas, interrompidas pelos cristais granulares (quartzo, feldspato,..) bem desenvolvidos Gnaisse biotítico

43 ESTRUTURAS COM FOLIAÇÃO ESTRUTURAS PLISSADAS Para além da foliação, sobrepõem-se microdobras. Aplicável a qualquer dos tipos anteriores Xisto grafitoso

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45 Factores Geológicos e Engenharia ESTRUTURAS GEOLÓGICAS Estruturas geológicas e problemas geotécnicos Estruturas geológicas Falhas e fracturas Planos de estratificação Diaclases Dobras Propriedades típicas Superfícies muito contínuas; espessura variável Superfícies contínuas; pequena separação Superfícies pouco contínuas, fechadas ou pouco separadas Superfícies de grande continuidade Problemas geotécnicos Roturas, instabilidades, acumulação de tensões, infiltrações e alterações Roturas, instabilidades e infiltrações Roturas, instabilidades, infiltrações e alterações Instabilidade, infiltrações e tensões condicionadas pela orientação O que é uma estrutura? Foliação, xistosidade Superfícies pouco contínuas e fechadas Anisotropia em função da orientação

46 Linguagem e outros factores distintivos Geologia Engenharia Devido à independência das terminologias próprias da geologia e da engenharia, cada área dá destaque a aspectos diferentes e os resultados são valorizados de modo distinto, de acordo com as suas especificidades próprias. Materiais anisotrópicos e heterogéneos, e apresentam propriedades muito variáveis e que sofrem modificações com o tempo. Quantificação numérica e a atribuição precisa das propriedades é difícil, ou às vezes impossível de modo a cumprir os requisitos de um projecto. Informação geológico-geotécnica - número limitado de reconhecimentos, ocasionando um factor de incerteza que afecta a maioria dos projectos. Materiais cujas propriedades variam muito pouco. Podem ser ensaiados em laboratório (betões, aços, etc.) e não existe variação significativa das propriedades com o tempo. Dados quantificáveis e susceptíveis de serem modelizados Grau de conhecimento muito preciso sobre os materiais de construção A utilização do conceito de coeficiente de segurança faz parte também da prática da engenharia geológica

47 Factores Geológicos e Engenharia LITOLOGIA Tipos de rochas Influência da litologia no comportamento geotécnico dos terrenos Litologia Propriedades típicas Problemas geotécnicos Rochas duras Rochas brandas Minerais duros e abrasivos Resistência média a baixa Minerais alteráveis Abrasividade Dificuldade de escavação Roturas em taludes Deformabilidade em túneis Alteração das propriedades com o tempo Solos duros Resistência média a alta Problemas nas fundações com argilas expansivas e com estruturas instáveis Solos brandos Solos orgânicos/ biogénicos Resistência baixa a muito baixa Compressibilidade alta Estruturas meta-estáveis Assentamentos de fundações Roturas em taludes Subsidência e colapsos

48 Textura quando falamos de texturas? De que falamos Constituintes Forma Dimensão Arranjo Espacial

49 Texturas Lepidoblástica Mais comuns Granoblástica Porfiroblástica Nematoblástica (minerais alongados e estreitos) Menos comuns Cataclástica e Milonítica (esmagamento dos constituintes)

50 Textura lepidoblástica (minerais filitosos) Xisto Luzente (Serra da Freita) Micaxisto biotítico (Esmoriz) Cristalinidade baixa a elevada

51 Textura granoblástica (minerais granulares) Calcário cristalino fétido (Serra de Sintra) Mármore rosa (Vila Viçosa) Quartzito ferruginoso Grão grosseiro a microgranular (compacta) Composição simples => recristalização

52 Lepidogranoblástica ou Granolepidoblástica

53 Textura porfiroblástica (porfiroblastos + matriz fina) Xisto Mosqueado (andaluzítico) (Serra da Freita) Metamorfismo de Contacto Porfiroblastos: andaluzite, estaurolite, granada, micas

54 Quadro-resumo resumo das rochas metamórficas (Colecção das aulas) Tipo de metamorfismo Rocha de origem Rocha metamórfica Estrutura Textura Componentes essenciais Sem foliação TÉRMICO E REGIONAL Calcário Grés silicioso CALCÁRIO CRISTALINO (MÁRMORE) CALCÁRIO CRISTALINO FÉTIDO QUARTZITO* Isotrópica Granoblástica * Geralmente grão mais fino que os calcários cristalinos Calcite + silicatos de metamorfismo Quartzo TÉRMICO Xisto argiloso XISTO MOSQUEADO Anisotrópica Xistosa Porfiroblástica Matriz + Porfiroblastos Com foliação REGIONAL Xisto argiloso Rochas ígneas básicas Xisto argiloso ARDÓSIA Minerais filitosos + quartzo + SERICITOXISTO Anisotrópica Lepidoblástica Xistosa Sericite CLORITOXISTO TALCOXISTO MICAXISTOS GNAISSES Anisotrópica Listrada Anisotrópica Gnaissica Lepidogranoblástica Granolepidoblástica Clorite Talco Moscovite, Biotite + minerais granulares finos Minerais granulares (quartzo + feldspato) + micas ou anfíbolas

55 Mineralogia Minerais comuns nas rochas metamórficas das aulas : Sericite moscovite muito fina Clorite mica fina esverdeada Talco silicato de Mg, muito macio, D=1 Moscovite Biotite Feldspato Quartzo Calcite Dolomite Silicatos de alumínio andaluzite e estaurolite Granada mineral duro de cor avermelhada

56 Classificação macroscópica de rochas metamórficas Como atribuir o Nome à rocha? 1. Definir o Tipo em função da Estrutura e da Textura 2. Definir o Subtipo de acordo com a mineralogia essencial ou com os porfiroblastos QUARTZITO - Isotrópico e textura granoblástica composição siliciosa MICAXISTO BIOTÍTICO - Anisotrópico listrado e textura lepidogranoblástica, com biotite dominante XISTO MOSQUEADO ANDALUZÍTICO - Anisotrópico xistento e textura porfiroblástica, com porfiroblastos de andaluzite

57 Bom Trabalho