7 metamorfismo de rochas pelíticas 2012

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  • METAMORFISMO DE SEDIMENTOS PELTICOS

    Argilitos e folhelhos: sedimentos clsticos maturos derivados da crosta continental, geralmente ricos em argilominerais.

    Caracteristicamente acumulados nas pores distais da plataforma continental.

    Nas pores mais proximais ocorrem sedimentos mais imaturo como turbiditos, grauvacas e arenitos.

    Os metapelitos representam uma distinta famlia de rochas metamrficas que apresentam mudanas extensivas na mineralogia durante o metamorfismo progressivo.

    A mineralogia dos sedimentos pelticos dominada por filossilicatos ricos em K e Al (montimorilonita, caolinita ou esmectita), mica branca fina (sericita, paragonita ou fengita) eclorita (ocorre como gros dentrticos ou autignicos).

    Sedimentos Pelticos

  • Sedimentos PelticosOs filossificatos podem compor mais de 50% e os gos finos de quartzo em torno de 10 a 30%.

    Outros constituintes so o feldspato (albita e K-feldspato), xido e hidroxido de Fe, zelita, carbonatos, sulfetos e matria orgnica.

    Como normalmente os argilos minerais so ricos em alumnio, as rochas metapelticas tambm apresentam minerais aluminosos (muscovita, aluminossilicatos, cordierita, estaurolita etc.)

    Desenvolve rochas foliadas (alta proporo de mica) como ardsia, filito e micaxistos.

    So importante nos estudos de metamorfismo, porque desenvolvem ampla gama de minerais distintos em todas as fcies metamrficas.

    Composio qumica de ardsia e metapelitos

    1 2 3 4 5SiO2 64.7 64.0 61.5 65.9 56.3TiO2 0.80 0.81 0.87 0.92 1.05Al2O3 17.0 18.1 18.6 19.1 20.2MgO 2.82 2.85 3.81 2.30 3.23FeO 5.69 7.03 10.0 6.86 8.38MnO 0.25 0.10 0.18CaO 3.50 1.54 0.81 0.17 1.59Na2O 1.13 1.64 1.46 0.85 1.86K2O 3.96 3.86 3.02 3.88 4.15P2O5 0.15 0.15Total 100.00 100.08 100.07 99.98 96.94 * Reported on a volatile-free basis (normalized to 100%) to aid comparison.

    Table 28-1. Chemical Compositions* of Shalesand Metapelites

    1. "North American Shale Composite". Gromet et al. (1984). 2. Average of~100 published shale and slate analyses (Ague, 1991). 3. Ave. pelite-pelagic clay (Carmichael, 1989). 4. Ave. of low-grade pelitic rocks, LittletonFm, N.H. (Shaw, 1956). 5. Ave. of

  • Representao das associaes pelticas em diagramas de fase

    Em termos quEm termos qumicos, reamicos, reaes em rochas es em rochas pelpelticasticas envolvem envolvem principalmente os componentes SiOprincipalmente os componentes SiO22, Al, Al22OO33, , FeOFeO, , MgOMgO, K, K22O e O e HH22O. O.

    Outros componentes, especialmente FeOutros componentes, especialmente Fe22OO33, TiO, TiO22, , MnOMnO, , CaOCaO, , NaNa22O e C, podem estar presentes, mas em raras exceO e C, podem estar presentes, mas em raras excees no es no desempenham papel importante nas readesempenham papel importante nas reaes que produzem os es que produzem os minerais minerais ndices no metamorfismo.ndices no metamorfismo.

    Estudos teEstudos tericos e experimentais tentaram modelar as rochas ricos e experimentais tentaram modelar as rochas naturais utilizando esse sistema simplificado naturais utilizando esse sistema simplificado conhecido como conhecido como KMFASH KMFASH -- K2O-FeO-MgO-Al2O3-SiO2-H2O.

    Representao das associaes pelticas em diagramas de faseConsiderando a Considerando a gua como mgua como mvel, avel, a petrologia de rochas petrologia de rochas pelpelticas ticas bem representada nos diagramas AKF e A(K)FM.bem representada nos diagramas AKF e A(K)FM.

    Quase todos os Quase todos os metapelitosmetapelitos contm quartzo.contm quartzo.

    AssumeAssume--se a presense a presena de uma fase flua de uma fase fluda aquosa, uma vez que, da aquosa, uma vez que, durante o aquecimento progressivo, a maioria das readurante o aquecimento progressivo, a maioria das reaes libera es libera HH22O.O.

    Minerais restantes da associaMinerais restantes da associao so o so plotadosplotados em um tetraedro em um tetraedro tridimensional, cujos vtridimensional, cujos vrtices correspondem aos componentes rtices correspondem aos componentes AlAl22OO33, , FeOFeO, , MgOMgO, K, K22O.O.

    ProjeProjeo AFM de J. B. Thompson (1957) o AFM de J. B. Thompson (1957) baseiabaseia--se no fato de se no fato de que a maioria do que a maioria do metapelitosmetapelitos contcontm m muscovitamuscovita e envolve a e envolve a projeprojeo da biotita face Alo da biotita face Al22OO33-- FeOFeO -- MgOMgO, a partir da , a partir da muscovitamuscovita..

  • Muscovita K2Al6Si6O2(OH,F)4

    Granada (Mg,Fe2+)3Al2Si3O12

    Aluminossilicato Al2SiO5 K-feldspato - KAlSi3O8

    Biotita K2(Mg,Fe2+)6-4(Fe3+,Al,Ti)0-2(Si6-5Al3-2O20) (OH,F)4

    Estaurolita (Fe2+,Mg)2(Al,Fe3+)9O6(SiO4)4(O,OH)2

    Diagrama A KFA' = (Al2O3 + Fe2O3)- (K2O + CaO + Na2O). K = K2O F = (FeO + MgO)

  • O procedimento numrico para calcular a composio de uma rocha ou mineral dado por:

    FeOMgO

    MgOM

    FeOMgOOKOAlOKOAlA

    232

    232

    33

    Diagrama AFM

    Diagrama AFM

  • Rochas pelticas em condies de baixo grau Durante os estDurante os estgios avangios avanados da ados da diagnesediagnese, muitas argilas , muitas argilas

    tornamtornam--se instse instveis e os sedimentos veis e os sedimentos pelpelticosticos so so convertidos em mistura de clorita e convertidos em mistura de clorita e ilitailita, com alguns , com alguns minerais do grupo da minerais do grupo da caolinitacaolinita

    Requer tRequer tcnicas bastante especializadas, porque o tamanho cnicas bastante especializadas, porque o tamanho do gro muito fino impede a fdo gro muito fino impede a fcil identificacil identificao das fases. o das fases.

    DifraDifrao de raioso de raios--X, medeX, mede--se a cristalinidade da se a cristalinidade da ilitailita. A . A medida que a medida que a ilitailita recristaliza, os gro crescem, passam recristaliza, os gro crescem, passam para para fengitafengita, resultando em picos no , resultando em picos no difratogramadifratograma em graus em graus mais elevados. mais elevados.

    Medida da Medida da reflectnciareflectncia da matda matria orgnica original em ria orgnica original em superfsuperfcies polidas cies polidas -- cresce a medida que se recristaliza cresce a medida que se recristaliza para grafita.para grafita.

    Srie de fcies denominada de srie de presso mdia ou srie

    Barroviana.

    Metamorfismo de pelitos no esquena zonalbarroviano

  • As zonas metamrficas barrowianas so definidas por reaes que resultam no aparecimento ou desaparecimento de minerais e podem ser mapeadas como isgradas.

    Clssico esquema encontrado nos Highlands da Esccia excelente exemplo de como a mineralogia de pelitos pode variar com a temperatura e presso crescentes.

    clor > biot > gran > est > ky > sill > sill + opx.

    Metamorfismo de pelitosesquema zonal barroviano

    Zona Barroviana assemblia mineral

    Z. clorita clorita + mus feng. + qtz + alb calc estilpnomelano paragonita

    Z. Biotita biotita + clorita + mus fengtica + qtz + albita calcita

    Z. granada granada + clorita + biotita + mus + qtz + albita + epidoto

    Z. estaurolita estaurolita + granada + biotita + mus + qtz + plagioclsio

    Z. cianita cianita estaurolita + granada + biotita + muscovita + qtz + plagioclsio

    Z. silimanita silimanita est + gra + biot + mus + qtz + plag. cianita reliquiar

    Acessrios: ilmenita, magnetita, hematita, rutilo (principalmente na zona da cianita), pirita, turmalina, apatita, zico e grafita.

  • Zona da clorita Na Esccia, as rochas pelticas so ardsias de granulometria fina,

    frequentemente com matria carbontica.

    A granulometria fina dificulta o estudo dessas rochas ao microscpio; tipicamente elas contm clorita e muscovita fengtica, com propores variveis de quartzo, albita e acessrios como pirita. Alguns pelitos e semi-pelitos associados podem conter K-feldspato, estilplomelano e alguma calcita.

    Em outras regies, rochas da zona da clorita so xistos de granulometriamais grossa.

    Clorita

    Fengita

    Fengita

  • Zona da biotita

    Matcher (1970) assinalou que as rochas em que primeiramente se desenvolve a biotita no so estritamentes pelitosmas grauvacas com feldspato K detrtico, nas quais a biotita forma pela reao:

    Feldspato K + clorita biotita + muscovita + quartzo + H2O

    Embora seja uma reao contnua a associao fedspato K + clorita + biotita rara (exceto em rochas parcialmente retrogressivas).

    Pelitos verdadeiros no contm fedspato K e neles a biotita formada em temperaturas mais elevadas, por meio de outra reao contnua:

    Fengita + clorita biotita + muscovita pobre em fengita + quartzo + H2O

    Apesar da fengita e muscovita aparecerem em lados opostos da reao, apenas uma fase de mica branca potssica est presente e muda em composio de fengita para muscovita a medida que a reao progride.

    A T de incio da reao depende da quantidade da molcula de fengitapresente na mica inicial e dos valores de XMg da clorita. Contedo elevado de fengita e baixo XMg favore o crescimento de biotita a T mais baixa.

    Associao clorita + muscovita + biotita estvel num amplo intervalo de T natureza contnua da reao

  • Fengita + clorita biotita + muscovita pobre em fengita + quartzo + H2O

    Figure 28-4. A series of AKF diagrams (using the Spear, 1993, formulation) illustrating the migration of the Ms-Bt-Chl and Ms-Kfs-Chl sub-triangles to more Al-rich compositions via continuous reactions in the biotite zone of the greenschist facies above the biotite isograd. Winter (2001) An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology. Prentice Hall.

    Zona da granada

    Nesse grau rochas pelticas so tipicamente xistos e seus minerais suficientemente desenvolvidos para serem facilmente identificados em seo delgada.

    Mineralogia tpica granada + bio

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