Magmatismo e rochas magmáticas. Hélder Giroto Paiva - Escola Portuguesa do Lubango

Transcrição

1 Magmatismo e rochas magmáticas Hélder Giroto Paiva - Escola Portuguesa do Lubango

2 O ciclo litológico

3 Definição de magma Material de origem profunda formado por uma mistura complexa de silicatos fundidos, entre 800 e 1500 º C, com uma percentagem variável de gases dissolvidos podendo ainda conter substâncias sólidas.

4 Localização das zonas onde ocorrem rochas ígneas Os magmas ocorrem em geral, em locais onde se verifica uma grande actividade tectónica: Cristas médio-oceânicas (locais de divergência de placas) Zonas de subducção (locais de convergência de placas) Hot-spots (existentes no interior das placas)

5 Magmas

6 Ambientes tectónicos que levam à ocorrência de magmas Cristas médio oceânicas (Limites divergentes)

7 Ambientes tectónicos que levam à ocorrência de magmas Convergência entre uma placa oceânica e uma placa oceânica (exemplo: Filipinas). Convergência entre uma placa continental e uma placa continental (exemplo: Himalaias). Convergência entre uma placa oceânica e uma placa continental (exemplo: Andes).

8 Ambientes tectónicos que levam à ocorrência de magmas Hot spots

9 Composição e classificação de magmas

10 Constituição química dos magmas Silício; Alumínio; Ferro; Magnésio; Cálcio; Potássio; Que vêm expressos sob a forma de óxidos

11 Tipos de magmas

12 Magmas basálticos Originam-se a partir das rochas do manto (peridotito); O periodotito tem uma composição semelhante à do basalto, mas com maior riqueza em minerais ferromagnesianos; São expelidos principalmente nos riftes e pontos quentes; Ao nível dos riftes, a subida dos magmas relaciona-se com correntes ascendentes de materiais provenientes do periodotito; Nos pontos quentes, ascendem plumas quentes oriundas do manto profundo, mesmo da zona de separação entre o manto e o núcleo; Os pontos quentes são fontes de magma responsáveis pela extrusão de grande quantidade de basalto, podendo constituir ilhas como as do Hawai. Intrusão de um magma de composição basáltica Ascensão de magma a temperaturas elevadas Fusão dos minerais ferromagnesianos do peridotito do manto

13 Magmas andesíticos Formam-se em especial nas zonas de subducção de uma placa oceânica sob uma placa continental; Relacionam-se com zonas altamente vulcânicas, tais como os Andes; A composição destes magmas depende da quantidade e da qualidade do material do fundo oceânico subductado; Este material inclui água que a temperaturas elevadas e sob pressões variáveis facilita a fusão dos materiais, originando magmas com composições diversas.

14 Magmas riolíticos Formam-se a partir da fusão parcial das rochas constituintes da crosta continental; Durante a fusão das rochas continentais, os gases concentram-se no magma; A água faz baixar o ponto de fusão dos minerais, no entanto a baixas pressões esse efeito deixa de se verificar, isto é, em zonas próximas da superfície. Estes tendem a ser muito ricos em gases, resultando da fusão das rochas da crosta continental ricas em água e dióxido de carbono.

15 Tipos de magmas

16 Ambientes tectónicos com diferentes tipos de magmas

17 Cristalização e diferenciação dos magmas

18 Exemplo: Magmas basálticos Origina 2 tipos de rochas Basaltos Gabros Como é que a partir do mesmo magma se formam diferentes tipos de rochas?

19 Então: Durante o processo de arrefecimento do magma, quer a temperatura quer a pressão vão diminuir, ocorrendo um processo de cristalização da matéria mineral. Junto à superfície ou perto dela o arrefecimento é mais rápido devido às elevadas diferenças de temperatura e pressão. Muitas substâncias não chegam a cristalizar.

20 Assim: Em profundidade o arrefecimento é mais lento devido às poucas diferenças de temperatura e pressão. Ocorre a formação sequencial de minerais, com composição química definida.

21 Concluindo

22 Verifica-se ainda A matéria magmática residual, isto é, a parte do magma que não cristalizou, possui composição química diferente do magma original. Quais os processos que levam a este fenómeno de diferenciação magmática?

23 Diferenciação magmática Diferenciação magmática Cristalização fraccionada Diferenciação gravítica Assimilação magmática Mistura de magmas

24 Cristalização fraccionada

25 Formação de minerais

26 Diferenciação Gravítica Durante a consolidação do magma, os cristais podem-se separar do líquido remanescente Podendo um mesmo magma original formar rochas diferentes Por diferenças de densidade.

27 Diferenciação Gravítica Os minerais vão-se depositando mais acima ou na base da câmara magmática, dependendo da densidade dos mesmos. Se os cristais são mais densos ou menos densos do que o líquido residual, deslocam-se para o fundo ou para o cimo da câmara magmática, respectivamente. Essa separação ocorre por acção da gravidade.

28 Assimilação magmática Um magma pode reagir com as rochas encaixantes por onde vai passando, provocando a fusão dessas rochas. O material rochoso fundido vai ser adicionado ao magma ocorre a assimilação, pelo que a composição química do magma inicial pode ser alterada. As rochas resultantes da consolidação deste magma vão reflectir a assimilação verificada.

29 Mistura de magmas O magma basáltico pode ascender e ao encontrar magmas graníticos ocorre mistura dos dois, resultando um magma de características intermédias. Este processo ocorre junto às cinturas orogénicas e resulta da contaminação entre magmas diferentes

30 Minerais

31 Minerais Numa rocha magmática existem diversos minerais

32 Os minerais A formação dos minerais está relacionada com o arrefecimento e solidificação do magma: Se for lento, formam-se cristais observáveis macroscopicamente. Se for rápido, os cristais que se formam normalmente apenas podem ser observados microscopicamente.

33 Cristalização Factores que condicionam a cristalização: A presença de água A agitação do meio em que se encontram os componentes do magma O tempo O espaço disponível A temperatura e pressão De acordo com as condições, podem desenvolver-se ou não cristais, mais ou menos desenvolvidos.

34 Os cristais O que são cristais? Cristal - Sólido homogéneo de matéria mineral que, sob condições favoráveis de formação, pode apresentar superfícies planas e lisas, assumindo formas geometricamente regulares. Tipos de cristais Euédricos - quando o mineral é totalmente limitado por faces bem desenvolvidas. Subédricos - quando o mineral apresenta faces parcialmente bem desenvolvidas. Anédricos - quando o mineral não apresenta qualquer tipo de faces. Matéria amorfa ou vítrea - Sólido caracterizado pela ausência de ordenação interna (as unidades básicas encontram-se dispostas de forma aleatória).

35 Isomorfismo e Polimorfismo Isomorfismo Minerais com a mesma estrutura cristalina e diferente constituição química : Os átomos podem substituir-se uns aos outros (Ex. as plagioclases da Série de Bowen) Polimorfismo Minerais que apresentam a mesma constituição química e diferente estrutura cristalina (Ex. diamante e a grafite)

36 Características das rochas magmáticas

37 Características das rochas magmáticas Classificação das rochas magmáticas Cor Composição química e mineralógica Textura

38 Cor A cor de uma rocha está relacionada com a existência de minerais mais abundantes na sua composição. Minerais félsicos Minerais máficos Minerais félsicos. Minerais máficos.

39 Minerais Félsicos Minerais como quartzo, feldspatos (ortoclase e plagióclase) e moscovite são minerais de cores claras e pouco densos, chamando-se minerais félsicos (feldspato + sílica). Moscovite Moscovite Quartzo Ortóclase

40 Minerais Máficos A biotite, as piroxenas, as anfíbolas e a olivina, pelo facto de serem ricas em ferro e em magnésio, apresentam cores escuras e são designadas por minerias máficos (magnésio e ferro) Olivina Piroxena Biotite

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42 Cor Tendo em conta as proporções relativas em cada um destes grupos de minerais, é possível classificar as rochas quanto à sua cor. Rochas claras, ricas em minerais félsicos e pobres em minerais máficos. Rochas de cor intermédia, nas quais os minerais félsicos e máficos ocorrem em proporções idênticas Rochas escuras, ricas em minerais ferromagnesianos.

43 Rochas Leucocratas Mesocratas Melanocratas Minerais félsicos e máficos Predominam os minerais félsicos A percentagem de minerais félsicos e máficos é semelhante Predominam os minerais máficos

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45 Textura Aspecto exterior das rochas; Resulta das dimensões, da forma e do arranjo dos minerais constituintes; É determinada pela viscosidade e pelo tempo de arrefecimento do magma.

46 Textura De acordo com o grau de cristalinidade dos constituintes das rochas, pode adoptar-se a seguinte classificação para as diferentes texturas. Textura fanerítica Textura afanítica Vítrea

47 Textura fanerítica As dimensões dos cristais possibilitam a observação a olho nu pois são relativamente desenvolvidos e têm mais de 1 mm de diâmetro. Resulta de um arrefecimento do magma muito lento em que a matéria mineral se organiza formando cristais desenvolvidos. Granito Gabro Diorito

48 Textura fanerítica Textura granulosa Os cristais assemelham-se a grãos. Se o magma consolidar em profundidade, todos os minerais cristalizam em condições semelhantes e o desenvolvimento de uns é condicionado pelo desenvolvimento dos outros.

49 Textura fanerítica Textura porfiróide Vulgarmente chamada de dente de cavalo. Existência de uma fase, durante a subida, em que o magma se encontra mais fluido, permitindo o desenvolvimento de cristais maiores de feldspato que se situam numa massa granulosa constituída pelos restantes minerais

50 Textura fanerítica Textura pegmatítica Com a existência de espaço e cristalização lenta, dá-se o crescimento de todos os cristais que se apresentam bastante desenvolvidos, se no magma houver abundância de gases, este torna-se mais fluido e movimenta-se ao longo das fendas das rochas encaixantes.

51 Textura afanítica Arrefecimento rápido que permite a cristalização de todos os minerais embora de pequeníssimas dimensões ou então forma-se pequenas porções de massa não cristalizada. Riólito Andesito Basalto

52 Textura afanítica Textura pofírica Possui na maior parte das vezes dois tempos de cristalização. Alguns formam-se numa fase inicial e apresentam-se mais desenvolvidos (fenocristais), enquanto o resto forma-se posteriormente adquirindo uma um aspecto de massa cristalina ou mesmo vítrea.

53 Tipos de minerais das rochas magmáticas

54 Tipos de minerais Minerais Essenciais (Minerais cuja presença confere características à rocha e determina a sua designação) Acessórios (Minerais que não afectam o aspecto fundamental da rocha, que ocorrem em quantidades diminutas e que só são observáveis ao microscópio )

55 Minerais essenciais Ortóclase Quartzo Moscovite Plagióclases

56 Minerais essenciais Piroxena Biotite Anfíbola Olivina

57 Minerais acessórios Malaquite Apatite Rútilo Turmalina

58 Composição química e mineralógica

59 Composição química e mineralógica O composto químico que predomina nas rochas magmáticas é o silício, que normalmente, vem expresso em percentagens do respectivo óxido SiO2 É com base na percentagem relativa de SiO2, que se classificam as rochas magmáticas.

60 Composição química e mineralógica

61 Exemplos de rochas ácidas Granito Riólito

62 Exemplos de rochas de composição intermédia Diorito Andesito

63 Exemplos de rochas básicas Basalto

64 Exemplo de rocha ultrabásica Peridotito

65 Diversidade de rochas magmáticas

66 Diversidade de rochas magmáticas

67 Ambientes magmáticos

68 Paisagens graníticas

69 Paisagens Basálticas

70 Bibliografia Hyndman, Donald W. (1985), Petrology of igneous and metamorphic rocks, 2.ª ed, McGraw-Hill. Blatt, Harvey and Robert Tracy, (1996) Petrology, 2.ª ed., Freeman. Grotzinger, J., Siever, R., Jordan, T., Press, F. (2009), Understanding Earth. 5 th Edition. New York: W.H. Freeman and Company. Teixeira,W, Toledo, M., Fairchild, R., Taioli,F. (2001), Decifrando a Terra, USP e Oficina de Textos, São Paulo. Dias, A., Guimarães, P., Rocha, P., (2008), Biologia e Geologia 11º ano, Areal Editores, Porto.

71 Obrigado pela Atenção Hélder Giroto Paiva