Metamorfismo e rochas metamórficas Princípio 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, recombinamse, 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
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) Diagénese Metamorfismo Ultrametamorfismo Anatexia Fusão total (1000-1200 C) 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
Agentes de metamorfismo 1. Calor 2. Pressão 3. Fluidos 4. Tempo 1. Calor Intrusão de um corpo magmático Gradiente geotérmico superficial: 25 a 30 C/km Gradiente geotérmico profundo: 0,5 C/km
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
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
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 metamórficas Rocha original Sequências evolutivas Quartzo-feldspática Granitos e riolitos Gnaisse Argilosa ou pelítica Básica Argilitos Basaltos e gabros Xisto argiloso, ardósia, xisto luzente ou filito, micaxisto, gnaisse Xisto verde, anfibolito, gnaisse anfibólico, eclogito Carbonatada Calcários e dolomitos Mármores Quartzítica Arenitos quartzicos e sílica de precipitação Quartzitos
Texturas Texturas Foliadas Foliada ou folheada Típicas das rochas resultantes de metamorfismo regional Não foliada 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).
Textura não foliada ou granular: Estruturas isotrópicas sem foliação Típicas das rochas formadas a partir de metamorfismo de contacto Minerais sem orientação preferencial, em geral equidimensionais Ex: mármore, corneana e quartzito 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: O ciclo das rochas 1. da composição da rocha que lhe deu origem 2. do tipo de metamorfismo 3. do grau de metamorfismo