aula classificação das rochas

Prof. Massimo Matteini

Instituto de GeociênciasInstituto de GeociênciasUniversidade de BrasíliaUniversidade de Brasília

Aula 2:

CLASSIFICAÇÃO DAS ROCHAS IGNEAS

Petrologia Ígnea

A classificação das rochas ígneas é uma ferramenta indispensável aos fins de sistematizar as informações , comparar rochas de diferentes regiões da Terra e para facilitar a comunicação entre os científicos.

Existem diferentes critérios para a classificação das rochas ígneas:

-Classificação baseada nas relações de campo

-Classificação baseada na textura

-Classificação baseada na mineralogia e na composição modal

-Classificação baseada na composição química

Classificação baseada na relações do campo

Existem três diferentes categorias de rochas:

-Rochas intrusivas o plutônicas: o magma se solidifica na crosta profunda (tipicamente faneríticas)

-Rochas extrusiva o vulcânicas: o magma se solidifica na superfície (tipicamente afaníticas)

-Rochas hipoabissais o subvulcânicas: o magma se solidifica na crosta rasa (faneríticas a afaníticas)

As rochas intrusivas podem formar distintos tipos de corpos:

Corpos intrusivos rasos

Pescoços vulcânicos: São condutos vulcânicos circulares o eliptcos preenchidos de lava que geralmente apresentam-se expostos após da erosão diferencial do edifico vulcânico circundante

Soleiras (sills): corpos rasos, intrusivos, tabulares concordantes com disposição horizontal no momento do emprazamento.

Diques: corpos rasos, intrusivos, tabulares discordantes com disposição subvertical a vertical no momento do emprazamento.

Lopólitos: corpos intrusivos rasos, concordante subtabulares com forma de taça e que podem atingir até dezenas de quilômetros de diâmetros.

Lacólitos: corpos intrusivos rasos, concordante subtabulares com forma de quarda-chuva e dimensões menoresque as dos lopólitos

Corpos intrusivos de media a grandes profundidade

Stocks, plugs, plutons e intrusões circulares: são corpos intrusivos geralmente com área inferior a 100 km2. Genericamente são denominados plútons o maciços. São corpos discordantes que em planta apresentam formas arredondadas, elipticas, irregulares ou poligonais (contatos por falhas)

Batólitos: são gigantescas massas rochosas magmáticas formadas por coalescência de numerosas intrusões, que podem atingir centenas de quilômetros de comprimentos e dezenas de largo

A textura das rochas magmáticas é controlada por processos cinéticos dependentes do tempo (t) que acontecem no magma, como a ração da perdida do calor, o esfriamento.

Esfriamento rápido: textura fanerítica

Esfriamento lento: textura afanítica

O tipo de textura es função do tipo de esfriamento do magma e porém da profundidade de consolidação do mesmo magma na crosta terrestre

Classificação baseada na texturas das rochas

Rochas faneríticas

Rochas afaníticas

Rochas porfiríticas

Rochas vidrosas

Rochas vulcaniclasticas

Classificação baseada na texturas das rochas

Granito Granito Tonalito

Diorito Peridotito

Rochas faneríticas

Gabbro

Rochas faneríticas porfiríticas

Rochas afaníticas

Riolito AndesitoTraquito

Andesito Basalto Basalto

Rochas afaníticas porfirítica

Classificação baseada na mineralogía e na composição modal

-Rochas félsicas (feldspato e silice): rochas que contem grandes proporção de feldspatos, quartzo o feldspatoides

-Rochas máficas (magnesio e ferro): rochas que contem grandes proporção de minerais ferromagnesianos como olivino, piroxênios, anfibólios, biotita e Fe-Ti oxides

-Rochas ultramáficas: extremamente ricas em Mg e Fe, contem sô minerais ferromagnesianos e no tem feldspatos

Indice de color: Proporção modal de mineral máfico numa rocha

X

Y Z

X=50

Y=20

Z=30

X=50

Y=20

Z=30

moda: porcentagem (%) em volume dos minerais constituintes uma rocha

Exemplo:uma rocha è constituída por 5 fases minerales• A = 20 vol%• B = 40 vol%• C = 10 vol%• D = 10 vol%• E = 20 vol%• qual è o ponto representativo da sua moda no

diagrama ternário A-B-C?

AA

BB CC

• Recalculam- se a 100 A, B, C:– AABC = A/(A+B+C)*100 = 20/70*100=29

– BABC = B/(A+B+C) *100 = 40/70*100=57

– CABC = C/(A+B+C) *100 = 10/70*100=14

• Desenhai no diagrama ternário A-B-C os valores de AABC , BABC , CABC

Classificação modal

Subcommission on the Systematics of Igneous rocks da International Union of Geological Sciences (IUGS)

Classificação das rochas plutonicas faneríticas

Quartz-richGranitoid

9090

6060

2020Alkali Fs.Quarzo Sienite Quarzo

SienitoQuarzo

MonzonitoQuarzo

Monzodiorito

Sienito Monzonito Monzodiorito

(Foid)-bearingSyenite

5

10 35 65

(Foid)-bearingMonzonito

(Foid)-bearingMonzodiorito

90

Alkali Fs.Sienito

(Foid)-bearingAlkali Fs. Sienito

10

(Foide)Monzosienito

(Foide) Sienito

(Foide)Monzodiorito

(Foi

d) G

abbr

o

Qtz. Diorito/Qtz. Gabbro

5

10

Diorite/Gabbro/Anortosito

(Foid)-bearingDiorito/Gabbro

60

Foiditos

Quartzolite

Granitos Grano-diorito

Tonalito

Alka

li Feld

spar

Gra

nite

Q

A P

F

60

Diagrama de classificação de Streckeisen para as rochas ígneas intrusivas faneríticas com porcentagem modal de Q (quarzo) + P (plagioclásio) + A (feldspato alcalino) + F (feldspatoides) > 10% (IUGS)

Q: quartzo

A: feldspato potássico, albite (An0-An5)

P: plagioclásio (An5-An100)

F: nefelina, leucita, sodalita

M = minerali femici

olivino

piroxenios

anfibolios

Biotita

accessorios

se M ≥ 90 roccia ultrafémica

Granito

Granito


9090

6060


SienitoQuarzo

MonzonitoQuarzo

Monzodiorito



5

10 35 65



90

Alkali Fs.Sienito


10

(Foide)Monzosienito

(Foide) Sienito

(Foide)Monzodiorito

(Foi

d) G

abbr

o


5

10



60

Foiditos

Quartzolite

Grano-diorito

Tonalito

Alka

li Feld

spar

Gra

nite

Q

A P

F

60

Granitos


9090

6060


SienitoQuarzo

MonzonitoQuarzo

Monzodiorito



5

10 35 65



90

Alkali Fs.Sienito


10

(Foide)Monzosienito

(Foide) Sienito

(Foide)Monzodiorito

(Foi

d) G

abbr

o


5

10



60

Foiditos

Quartzolite

Alka

li Feld

spar

Gra

nite

Q

A P

F

60


Tonalito

Granodiorito


9090

6060


SienitoQuarzo

MonzonitoQuarzo

Monzodiorito



5

10 35 65



90

Alkali Fs.Sienito


10

(Foide)Monzosienito

(Foide) Sienito

(Foide)Monzodiorito

(Foi

d) G

abbr

o


5

10



60

Foiditos

Quartzolite

Grano-diorito

Alka

li Feld

spar

Gra

nite

Q

A P

F

60

Granitos

Tonalito

Tonalito


9090

6060


SienitoQuarzo

MonzonitoQuarzo

Monzodiorito



5

10 35 65



90

Alkali Fs.Sienito


10

(Foide)Monzosienito

(Foide) Sienito

(Foide)Monzodiorito

(Foi

d) G

abbr

o


5

10



60

Foiditos

Quartzolite

Grano-diorito

Alka

li Feld

spar

Gra

nite

Q

A P

F

60

Granitos

Tonalito

Diorito

Gabbro


9090

6060


Sienito

Sienito


5

10 35



90

Alkali Fs.Sienito


10

(Foide)Monzosienito

(Foide) Sienito

(Foide)Monzodiorito

(Foi

d) G

abbr

o


5

10



60

Foiditos

Quartzolite

Grano-

Alka

li Feld

spar

Gra

nite

Q

A P

F

60

Granitos

Tonalito

Monzonito

QuarzoMonzonito

QuarzoMonzodiorito

Monzonito Monzodiorito65

diorito


9090

6060


SienitoQuarzo

MonzonitoQuarzo

Monzodiorito



5

10 35 65



90

Alkali Fs.Sienito


10

(Foide)Monzosienito

(Foide) Sienito

(Foide)Monzodiorito

(Foi

d) G

abbr

o


5

10



60

Foiditos

Quartzolite

Grano-diorito

Tonalito

Alka

li Feld

spar

Gra

nite

Q

A P

F

60

Granitos

Sienito

Sienito


9090

6060


SienitoQuarzo

MonzonitoQuarzo

Monzodiorito



5

10 35 65



90

Alkali Fs.Sienito

(Foid)-bearingAlkali Fs.

(Foide)Monzosienito

(Foide)Monzodiorito

(Foi

d) G

abbr

o


5

10



60

Foiditos

Quartzolite

Grano-diorito

Tonalito

Alka

li Feld

spar

Gra

nite

Q

A P

F

Granitos

Sienito

10

(Foide) Sienito

60

Sienitos com fedspatóides

Plagioclásio

OlivinoPiroxênio

Gab

bro

Troctolite

Olivin-gabbro(Norito)

Rochas ultramaficas com Plagioclásio

90

Anortosito

Diagrama de classificação para as rochas ígneas faneríticas gabbrica, composta por Plagioclásio + Piroxênio + Olivino (IUGS)

Rochas gabbricas


9090

6060


SienitoQuarzo

MonzonitoQuarzo

Monzodiorito



510 35 65



90

Alkali Fs.Sienito


10

(Foide)Monzosienito

(Foide) Sienito

(Foide)Monzodiorito

(Foi

d) G

abbr

o


5

10



60

Foiditos

Quartzolite


Tonalito

Alka

li Feld

spar

Gra

nite

Q

A P

F

60

Norito

Plagioclásio

OlivinoPiroxênio

Gab

bro Troctolite

Olivin-gabbro(Norito)

Rochas ultramaficas com Plagioclásio

90

Anortosito

Diagrama de classificação para as rochas ígneas faneríticas ultramáficas com porcentagem modal de Q (Quarzo) + P (Plagioclásio) + A (Feldspato alcalino) + F (Feldspatoides) < 10% (IUGS)

OlivinoOlivino

ClinopiroxenioClinopiroxenioOrthopiroxenioOrthopiroxenio

LherzolitoLherzolito

Har

zbur

gito

Wehrlito

Websterito

OrthopiroxenitosOrthopiroxenitos

ClinopyroxenitoClinopyroxenito

Olivin - Websterito

PeridotitosPeridotitos

PiroxenitosPiroxenitos

90

40

1010

DunitosDunitos

Diagrama de classificação para as rochas ígneas faneríticas ultramáficas com porcentagem modal de Q (Quarzo) + P (Plagioclásio) + A (Feldspato alcalino) + F (Feldspatoides) < 10% (IUGS)

OlivinoOlivino

ClinopiroxenioClinopiroxenioOrthopiroxenioOrthopiroxenio

LherzolitoLherzolito

Har

zbur

gito

Wehrlito

Websterito

Olivin - Websterito

90

40

1010

DunitosDunitos

Peridotito

Classificação baseada na composição geoquímica

Importância da classificação geoquímica para as rochas de granulação fina (afaníticas o vidrosas)para as quais não es possível uma classificação mineralógica

A classificação geoquímica não daí informação sobre os processos de formação (condições de P, T) que controlaram a composição mineralógica da rocha

• SiO2 35-78 %

• TiO2 0,01-2 %

• Al2O3 8-20 %

• FeOtot 0,1-15 %

• MnO 0,01-0,5 %

• MgO 0,01-20%

• CaO 0,01-15 %

• Na2O 0,01-10 %

• K2O 0,01- 10 %

• P2O5 0,01-1,5 %

conteúdo de SiO2 em peso %

Ultrabásica< 45

Básica45 - 52

Intermediária52 - 63

Ácida>63

Sílice (SiO2) é o principal óxido entre os constituintes das rochas magmáticas. Por isso representa o parâmetro mas comumente usado para a classificação das rochas magmáticas

Em geral as rochas ultrabásicas correspondem ás ultramáficas, as básicas ás máficas, as intermediaria e ácida ás félsicas

Norma CIPWIdeada a començo de 1900 por tres petrologos (Croos, Iddings, Pirsson) e um geoquimico (Washington)

Calculo teorico, a partir da composição química duma rocha, da paragenesis hipotetica de minerales anidros representativos da rocha mesma

Os minerais normativos estandard são indicados com letras italicas Q, An, Ol, etc...e representam os términos extremos de soluções solidas mais complexas (ex. Plagioclasa é representada na norma por An (anortita) e Ab (albita).

Quais são os beneficios da norma CIPW?

Pequenas variações na composição química das rochas no reflexam mudanças na composição mineralógica o modal.

Porem uma mesma composição modal (ex. Cpx + Plag + Ol + Fe-Ti óxidos) podem representar distintos tipos de rochas (ex. basanito, traquibasalto, basalto)

Os cálculos normativos modelizam a cristalição dum magma e ilustr bem o concepto de grau de saturação em sílice

•Rochas sobresaturada em sílice: contem Q + Hy na norma (ex. granitos)

•Rochas saturada em sílice: contem Hy, mais não Q nem Ne na norma (ex. diorítos, andesitos)

•Rochas subsaturada em sílice: contem Ol e possivelmente Ne na norma (ex. Basaltos, basanitos, nefelinitos)

O grau de saturação em sílice depende da relativa concentração da silice (SiO2) e os outros óxidos.

2NaAlSiO4 + 4SiO2 2NaAlSi3O8

Nefelina quartzo albita

Mg2SiO4 + SiO2 2MgSiO3

olivino quartzo piroxénio

A formula da nefelina (NaAlSiO4) pode ser escrita como

Na2O – Al2O3 – 2SiO2

com uma razão SiO2/Na2O = 2

mientras que a formula da albita (NaAlSi3O8) pode ser escrita como

Na2O – Al2O3 – 6SiO2

com uma razão SiO2/Na2O = 6

No caso de um magma teorico constituido por Si, Al, Na e O

•Se a razão SiO2/Na2O > 6 o magma tem sufficiente SiO2 para a albita e quartzo cristalizar e define-se supersaturado em silice

•Se a razão SiO2/Na2O = 6 o magma tem sufficiente SiO2 para a albita cristalizar e define-se saturado em silice

•Se a razão SiO2/Na2O < 6 o magma não tem sufficiente SiO2 para a albita cristalizar e cristaliza nefelina. Este magma define-se sub saturado em silice

IAS= (Al203) molecular

(CaO + K2O + Na2O) molecular

Índice de Alumina Saturação (IAS)

Equivale a 1 nos feldspatos e feldspatoides, uns dos minerais mais abundantes nas rochas magmáticas

IAS > 1 rochas peraluminosas com minerais ricos em Al como muscovita, cordierita, andalusita, sillimanita, coríndon; coríndon (C) na norma CIPW

IAS < 1 rochas metaluminosas com piroxénio, hornblenda, biotita

Al2O3 representa o secundo constituintes mais abundantes nas rochas magmáticas e porem um bom parametro de classificação

(Al203) molecular

K2O + Na2O) molecular

Quando a relação < 1 rochas peralcalinas com Na-piroxénios (egirina), Na-anfibólio (riebequita)

Total Alkali Silice (TAS)Diagrama de classificação para as rochas vulcânicas

Pecc & Taylor

Diagrama AFM

Classificação dos basaltosTetraedro basáltico normativo de Yoder & Tilley, 1962

Classificação tectónica dos granitos

Classificação baseada na composição mineralógica e modal

Description*: Diorite is a phaneritic intrusive igneous rock composed primarily of intermediate-composition plagioclase feldspar (which is commonly white), amphibole and various minor minerals such as pyroxene, biotite, a white alkalai feldspar, and perhaps a very smal l amount of quartz. Diorites and andesites (their extrusive equivalent) commonly have a grayish to salt-and-pepper appearance. Lighter-toned diorites may be mistaken for granite; however, granite commonly has pink potassium feldspar and always has a su bstantial amount of quartz. Darker diorites may be mistaken for gabbro, but diorites are associated with granites while gabbros are associated with basalts. The feldspar in diorite is generally white, while the calcium-rich plagioclase in gabbro is gray . The dark minerals in diorite are primarily biotite and amphibole, while in gabbro the dark minerals are dominantly pyroxene and olivine and dark Ca-plagioclase. Diorite forms in continental crust above subduction zones, usually along with granite.

Description*: Gabbro is an intrusive igneous rock composed primarily of calcium-rich plagioclase feldspar (which is commonly gray), olivine and various pyroxenes (dark minerals). Gabbro and basalt (its extrusive equivalent) are said to be mafic rocks because of their dark tone, in contrast to the light tone of the felsic/sialic rocks granite and rhyolite, and intermediate tone of diorite/andesite. The coarse size of the dark mineral grains in gabbro can be discerned by rotating a fresh specimen in the light to look for flashes of light reflecting off of cleavage faces in the plagioclase feldspar and pyroxene grains. Basalt and gabbro form from the partial mentling of the upper mantle, and constitute the dominant rock types in the oceanic crust

Description*: Rhyolite is an extrusive igneous rock composed primarily of alkalai feldspar (e.g., the potassium-rich feldspar orthoclase, which commonly has a salmon pink color), sodium-rich plagioclase feldspar (which is commonly white to gray), and quartz (which is commonly colorless). Rhyolite commonly has a aphanitic (fine-grained) to aphanitic-porphyritic (with some large crystals) texture. Rhyolites and granites (their intrusive equivalents) commonly have a pinkish tone due to the pink potassium feldspar. Granite and rhyolite are said to be felsic (or sialic) rocks because of their light tone, in contrast to the dark tone of the mafic rocks basalt and gabbro. Rhyolitic-andesitic volcanoes like Mt. St. Helens are found on continental crust above subduction zones, and generally erupt explosively.

Description*: Basalt is an extrusive igneous rock composed primarily of calcium-rich plagioclase feldspar (which is commonly gray), olivine and various pyroxenes (dark minerals). Basalts can have a vesicular (with gas bubbles), scoriaceous (with LOTS of small gas bubbles), porphyritic (with included large mineral grains called phenocrysts) or massively aphanitic (fine-grained) texture. Basalt and gabbro (its intrusive equivalent) are said to be mafic rocks because of their dark tone, in contrast to the light tone of the felsic/sialic rocks granite and rhyolite, and intermediate tone of diorite/andesite. Basalt and gabbro form from the partial mentling of the upper mantle, and constitute the dominant rock types in the oceanic crust.

Description*: Andesite is an aphanitic to aphanitic-porphyritic extrusive igneous rock composed primarily of intermediate-composition plagioclase feldspar (which is commonly white), amphibole and various minor minerals such as pyroxene, biotite, a white alkalai feldspar, and perhaps a very small amount of quartz. Andesites and diorites (their intrusive equivalent) commonly have a grayish to salt-and-pepper appearance. Lighter-toned andesites may be mistaken for rhyolite; however, rhyolite commonly has pink potassium feldspar and always has quartz. As with many aphanitic rocks, precise identification often requires microscopic or chemical analysis. Andesitic-rhyolitic volcanoes are found on continental crust above subduction zones.

Description*: Granite is an intrusive igneous rock composed primarily of alkalai feldspar (e.g., the potassium-rich feldspar orthoclase, which commonly has a salmon pink color), sodium-rich plagioclase feldspar (which is commonly white to gray), and quartz (which is commonly colorless). Granite commonly has a phaneritic (medium- to coarse-grained) to phaneritic-porphyritic (with some large crystals) texture. Granites and rhyolites commonly have a pinkish tone due to the pink potassium feldspar. Granite and rhyolite are said to be felsic (or sialic) rocks because of their light tone, in contrast to the dark tone of the mafic rocks basalt and gabbro. Granite forms in continental crust above subduction zones, commonly along with diorite.

Description*: Obsidian is volcanic glass, so fresh obsidian looks like a broken piece of black or brown glass. Volcanic glass forms naturally when magma is cooled so rapidly that the atoms do not have time to connect with one another in regular lattice structures. As a result of its irregular structure, glass is unstable and eventually breaks down (devitrifies) to form a variety of minerals that are stable at Earth's surface temperature and pressure. This process is usually completed within ~20 million years.Older obsidian may include round blebs of light-color minerals that are growing at the expense of the glass. These devitrifying specimens are sometimes called "snowflake" obsidian.

Description*: Pumice is a frothy, gas-filled volcanic rock in which the walls of the gas bubbles and gas tubes are composed primarily of volcanic glass. Pumice is typically a light-toned rock (white, gray, tan) whose very low density (due to the gas bubbles) allows it to float in water, at least until the bubble structure fills with water. Volcanic glass forms naturally when magma is cooled so rapidly that the atoms do not have time to connect with one another in regular lattice structures. As a result of its irregular structure, glass is unstable and eventually breaks down (devitrifies) to form a variety of minerals that are stable at Earth's surface temperature and pressure. This process is usually completed within ~20 million years.

Classificazione IUGS delle rocce ignee• M = minerali femici

– olivina

– pirosseni

– anfiboli

– biotite

• se M ≥ 90 roccia ultrafemica

• se M < 90 roccia QAPF

OlOl

CpxCpx

dunitedunite

clinopirossenite clinopirossenite olivinicaolivinica

ortopirosseniteortopirossenite olivinica olivinica

websteritewebsteriteolivinicaolivinica

OpxOpx

lherzolitelherzolite wehrlitewehrliteharzburgiteharzburgite

websteritewebsterite clinopirosseniteclinopirossenite

rocce ultrafemicherocce ultrafemicheM ≥ 90M ≥ 90

ortopirosseniteortopirossenite

Classificazione IUGSdelle rocce intrusive• Q

– quarzo

• A– feldspato potassico– albite (An0-An5)

• P– plagioclasio (An5-An100)

• F– nefelina– leucite– gruppo sodalite

QQ

PPAA

FF

sienogranito

monzogranito

granodiorite

tonalitetonalite

granitogranitoa feldspatoa feldspato alcalinoalcalino

quarzosienite

quarzomonzonite

qmdqmg

monzonite md/mgsienitefoid-sienitefoid-monz. fmd/fmg

gabbrodioriteanortosite

quarzosienite a felds.

alc.

foid-monzo sienite

foid-monzo diorite

foid-monzo gabbro

foid-sienite foid-dioritefoid-gabbro

foidolite

granitoidiricchi in quarzo

silexite

quarzodioritequarzogabbroquarzoanortosite

foid-dioritefoid-gabbrofoid-anortosite

rocce intrusiverocce intrusiveM < 90M < 90

foidsienite a felds.

alc.

sienitea felds.

alc.

Classificazione IUGSdelle rocce vulcaniche

QQ

PPAA

riolite dacite rioliteriolitea feldspatoa feldspato alcalinoalcalino

quarzotrachite

quarzolatitelatitetrachite

foid-trachite foid-latite

foid-trachitefoid-trachite a felds. alc.a felds. alc.

basalto

fonolitefonolitetefriticatefritica

basanitebasanitefonoliticafonolitica(ol>10%)(ol>10%)

tefritetefritefonoliticafonolitica(ol<10%)(ol<10%)

fonolitefonolite

foiditefoiditefonoliticafonolitica

foiditefoiditetefriticatefritica

foiditefoidite

andesite

quarzoquarzotrachite a f.a. trachite a f.a.

rocce vulcanicherocce vulcanicheM ≥ 90M ≥ 90

tefritetefrite

trachitetrachite a felds. alc.a felds. alc.

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