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Magmatismo – rochas magmáticas

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Magmatismo – rochas magmáticas

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Magma

UmaUma definiçãodefinição dede magmamagma::Material de origem profunda formado por umaMaterial de origem profunda, formado por umamistura complexa de silicatos em fusão, entre 800e 1500ºC, com uma percentagem variável de gases, p g gdissolvidos, podendo conter ainda cristais emsuspensão.

Em regra, nos limites convergentes e divergentesdas placas litosféricas, em certas condições de

ã t t f ã d hpressão e temperatura, ocorre a fusão das rochasda crosta e do manto superior originando magmas.

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Rochas magmáticas em Portugal

Portugal continental:Granitos (sobretudo a norte do rio Tejo)Granitos (sobretudo a norte do rio Tejo)

Outras rochas magmáticas (em pequenosafloramentos dispersos pelo país)afloramentos dispersos pelo país)

Madeira e AçoresBasaltos (rocha abundante atendendo à origemvulcânica das ilhas)

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Formação de rochas magmáticas

A formação de rochas magmáticas está relacionada com a

Actividade 19 pág. 107

mobilidade da litosfera e ocorre, em regra, nos limitesconvergentes e divergentes das placas. Estes limitescorrespondem a regiões onde as condições de pressão ecorrespondem a regiões onde as condições de pressão ede temperatura permitem a fusão das rochas, originandomagmas.g

Consolidação do magmaConsolidação do magma

ÀÀ superfíciesuperfícierochas extrusivas vulcânicas ourochas extrusivas, vulcânicas ouvulcanitos.

EmEm profundidadeprofundidaderochas intrusivas, plutónicas ouplutonitos.

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Condições ambientais que favorecem a formação de magmas

Em regiões tectonicamente activas o aumento de

Actividade 20 pág. 108

Em regiões tectonicamente activas, o aumento detemperatura com a profundidade é muito rápido o quefavorece a formação de magmas.

Se a temperatura se mantiver e a pressão diminuir, osmateriais fundem. Nos limites divergentes e nas plumastérmicas verifica se também a descompressão dostérmicas, verifica‐se também a descompressão dosmateriais que ascendem o que se traduz na fusão dosmesmos.

Quando os materiais são hidratados, a temperatura defusão da rocha baixa. Assim, os materiais fundem a umatemperatura inferior àquela que fundiria num ambientetemperatura inferior àquela que fundiria num ambienteanidro (sem água).

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Diversidade de magmasHá diferentes tipos de rochas magmáticas (diferentetextura, diferente composição); no entanto, todasl ê d t ê ti f d t i delas provêm de três tipos fundamentais de magmas:Magma basáltico

Magma andesíticoMagma andesítico

Magma riolítico

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Magma basáltico

Cerca de 50% de sílica (SiO2)

Pequena quantidade de gasesd l ddissolvidos

Origina o basalto e o gabro

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Expelido ao longo dos riftes e dos pontos quentes,com origem nas rochas do manto (peridotitos);

h l b álSe houver acumulação de magma basáltico emcâmaras magmáticas (em profundidade), a suaconsolidação origina rochas plutónicas, os gabros;ç g p , g ;Se o magma basáltico for expelido em erupções delava, a sua consolidação (à superfície) origina rochasvulcânicas os basaltos (com texturas poucovulcânicas, os basaltos (com texturas poucocristalinas ou mesmo vítreas, dependendo davelocidade de arrefecimento).

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Magma andesítico

Cerca de 60% de sílica (SiO2)

Bastantes gases dissolvidos

Origina o andesito e o diorito

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A sua designação advém do facto de seremcaracterísticos das cadeias montanhosas dos Andes;F d bd ã lFormam‐se nas zonas de subducção, altamentevulcânicas;Composição complexa, dependente da quantidade ep ç p , p qqualidade do material do fundo oceânico subductado(incluindo água e sedimentos diversos);Em profundidade a consolidação de magmasEm profundidade, a consolidação de magmasandesíticos origina rochas plutónicas, os dioritos;Se a consolidação ocorre à superfície ou próximo delaf h l â i d itformam‐se rochas vulcânicas, os andesitos.

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Magma riolítico

Cerca de 70% de sílica (SiO )Cerca de 70% de sílica (SiO2)

Elevada quantidade de gasesdissolvidosdissolvidos

Origina o riólito e o granito

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Formam‐se por fusão parcial de rochas da crostacontinental, ricas em água e dióxido de carbono;O d h d lOcorrem em zonas de choque de placas, comdeformação, onde surgem cadeias montanhosas;Em profundidade, a consolidação de magmas riolíticosp , ç gorigina rochas plutónicas, os granitos;Se a consolidação ocorre à superfície ou próximo delaformam‐se rochas vulcânicas os riólitosformam‐se rochas vulcânicas, os riólitos.

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Formação de minerais

Numa rocha magmática os mineraisnão se formam todos ao mesmotempotempo.A cristalização é condicionada porfactores externos como a agitaçãoagitação do

d í lmeio, o tempotempo, o espaçoespaço disponível ea temperaturatemperatura.A forma dos cristais tambémA forma dos cristais tambémdepende de factores internos como aestruturaestrutura cristalinacristalina, que implica umadisposição ordenada de átomos oudisposição ordenada de átomos ouiões (rede tridimensional que segueum modelo geométrico regular ecaracterístico de cada mineral)característico de cada mineral).

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Deve‐se a Bravais (1850) a teoriateoria reticularreticularsegundo a qual a rede cristalina é formada porfi d d tí l d d d dif tfiadas de partículas ordenadas segundo diferentesdirecções do espaço, tendo a unidade estruturaldessa rede forma paralelepipédica (malhamalhap p p (elementarelementar oumotivomotivo cristalinocristalino).O arranjo interno pode traduzir‐se externamenteno aparecimento de uma forma poliédricapoliédrica comno aparecimento de uma forma poliédricapoliédrica comfaces, arestas e vértices. Mas, em grande partedos cristais, essa forma poliédrica não é visíveld d à d õ ã d d l ãdevido às condições não ideais de cristalização.

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Sistema reticular ou rede tridimensional

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Se as partículas não ocuparem posições de umarranjo regular não se atinge o estado cristalino,j g g ,sendo a textura desordenada (como nos líquidos) –texturatextura amorfaamorfa ou vítreavítrea.

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SilicatosSilicatosprincipais constituintes das rochas

Os silicatos constituem cerca de 95%do peso e do volume da crostaterrestreterrestre.A estrutura básica mais comum dossilicatos é o tetraedro (SiO4)4‐ que,( 4) q ,por não ser electricamente neutro,tende a polimerizar formandoconjuntos complexosconjuntos complexos.Em cada tetraedro, o Si4+, localizadona região central está rodeado porna região central, está rodeado por4 átomos de oxigénio ocupando osvértices do tetraedro.Em certas condições, o ião de sílicapode ser substituído por alumínio.

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Diferentes arranjos dos tetraedros nos silicatos

Os tetraedros têm tendência para se polimerizarformando conjuntos complexos, caracterizando assimdiferentes tipos de silicatosdiferentes tipos de silicatos.

VerVer fig. fig. 93 93 pág. pág. 120120

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Isomorfismo

Ocorrência de substâncias mineraiscom composição química diferente

i li lhe textura cristalina semelhante(substânciassubstâncias isomorfasisomorfas).É o caso de um grupo de feldspatosÉ o caso de um grupo de feldspatosdesignados por plagioclases , quesão silicatos em que os iões Na+ eCa2+ se podem intersubstituir dadoCa2+ se podem intersubstituir dadoserem muito semelhantes (raiosiónicos semelhantes). O mesmo

d õ 4 l3sucede entre os iões Si4+ e Al3+.

VV fifi 94 d á94 d á 122122VerVer fig. fig. 94 e quadro pág94 e quadro pág. . 122122

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SérieSérie isomorfaisomorfa ou soluçãosolução sólidasólida: conjuntode minerais que mantendo constante a suade minerais que, mantendo constante a suaestrutura interna, variam de composição.

C i t iC i t i dd i ti t i ti t ólidólidCristaisCristais dede misturamistura, misturasmisturas sólidassólidas oumisturasmisturas isomorfasisomorfas: cristais constituídos

l é i i fpelas séries isomorfas.

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Polimorfismo

Ocorrência de substâncias minerais com a mesmacomposição química e redes cristalinas diferentes.p ç q

São os casos do carbonato de cálcio (CaCo3) quepode formar dois minerais diferentes, a calcite e ap ,aragonite, e do carbono que pode cristalizar naforma de diamante ou de grafite.

Actividade 25 págActividade 25 pág. . 124124

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Diferenciação magmática

Ummagma, diferentes rochas

UmUm sósó tipotipo dede magmamagma podepode originaroriginar diferentesdiferentesUmUm sósó tipotipo dede magmamagma podepode originaroriginar diferentesdiferentestipostipos dede rochasrochas porqueporque::

O magma é uma mistura complexa de substânciasg pminerais;

A cristalização desses minerais ocorre a temperaturasdif t d d dif t t ddiferentes dado serem diferentes os seus pontos desolidificação;

Com o arrefecimento, do contínuo processo de, pcristalização resulta um magma residual de composiçãocontinuamente alterada.

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A génese dos minerais ocorre segundo uma ordemdefinida da qual resulta uma diferenciaçãomagmática por cristalização fraccionada (isto é emmagmática, por cristalização fraccionada (isto é, emtempos diferentes).

A fracção cristalina separa‐se do restante líquido porA fracção cristalina separa‐se do restante líquido, pordiferenças de densidade ou pelo efeito da pressão,deixando um magma residual diferente do magmag goriginal. Assim, um mesmo magma pode originardiferentes rochas.

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Série ou Sequência Reaccional de Bowen

Normam Bowen (1887‐1956) foi o primeiropetrólogo a estabelecer a sequência depetrólogo a estabelecer a sequência dereacções que ocorrem no magma durante adiferenciaçãodiferenciação.

Segundo Bowen existem duas séries dereacções:reacções:

SérieSérie dosdos mineraisminerais ferromagnesianosferromagnesianos ouou sériesériedescontínuadescontínuadescontínuadescontínua

SérieSérie dasdas plagioclasesplagioclases ouou sériesérie contínuacontínua..

Actividade 26 págActividade 26 pág. . 126126

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Primeiro cristalizam os minerais de ponto de fusãomais elevado (olivinas, piroxenas e plagioclasescálcicas) e, seguidamente, os de ponto de fusãomais baixo (anfíbolas, biotite, plagioclases sódicas,feldspatos potássicos moscovite e quartzo)feldspatos potássicos, moscovite e quartzo).Os minerais formados a altas temperaturas(olivinas, piroxenas,…) são mais instáveis quando( , p , ) qsujeitos a meteorização à superfície, ao contrário doquartzo que é mais resistente.

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Diferenciação gravítica

A compressãocompressão da câmaraA compressãocompressão da câmaramagmática e a diferenciaçãodiferenciaçãogravíticagravítica (acumulação de cristaisgravíticagravítica (acumulação de cristaispor ordem da sua formação e porordem das suas densidades) sãoprocessos pelos quais os cristaisoriginados podem ser separados dolíquido residual.

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Soluções hidrotermais

A úl i f õ dAs últimas fracções do magma(água, voláteis, sílica e outrossolutos minerais) soluçõessoluçõessolutos minerais) – soluçõessoluçõeshidrotermaishidrotermais – podem preencherfendas das rochas e solidificarfendas das rochas e solidificarformando filões de um só mineralou de vários minerais associados.

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Actualmente pensa‐se que o processo dediferenciação é bem mais complexo do queanteriormente se admitia:anteriormente se admitia:

Os magmas não arrefecem uniformemente. Podem existirtransitoriamente diferenças de temperatura dentro daç pcâmara magmática, podendo causar variações locais dacomposição do magma.

Alguns magmas são imiscíveis (não se misturam) e por issoAlguns magmas são imiscíveis (não se misturam) e por issocada um formará os seus próprios cristais.

Magmas que não se misturam podem dar origem a cristaisdiferentes daqueles que dariam caso se misturassem.

Os magmas, ao consolidarem, podem assimilar materiais dasrochas encaixantes que modificam a sua composição.rochas encaixantes que modificam a sua composição.

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Diversidade de rochas magmáticasAs rochas magmáticas são agregados naturais, coerentes,constituídas por vários minerais, os quais conservamindividualmente as suas propriedades.A observação detalhada de uma rocha exige, muitas vezes,a utilização do microscópio. A observação microscópica irácaracterizar a textura da rocha bem como detalhar a suacaracterizar a textura da rocha bem como detalhar a suacomposição mineralógica.

A. Amostra de mão de onde foi cortada umaesquírola.

B. Esquírola de rocha (cerca de 0.5 cm deB. Esquírola de rocha (cerca de 0.5 cm deespessura) e lâmina de vidro onde vai sercolada a esquírola.

C. Colagem da esquírola à lâmina de vidro.D. Amostra já colada na lâmina de vidro.E Amostra já depois de ser desgastadaE. Amostra já depois de ser desgastada.F. Lâmina delgada já finalizada, depois de

polida e com lamela de vidro já colada.G. Lâmina polida já finalizada.

Microscópio petrográfico

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Classificação

Os critérios utilizados na classificação das rochasmagmáticas são a composiçãocomposição mineralógicamineralógica e ag p çp ç ggtexturatextura.

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Composição mineralógica

O composto mais abundante é o dióxido de silício ousílicasílica (SiO2) sendo ele que condiciona,( 2) q ,fundamentalmente, o tipo de rocha magmática.

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Cor dos minerais

MineraisMinerais félsicosfélsicos (feldspatos + sílica) –apresentam cores claras como quartzoapresentam cores claras, como quartzo,feldspatos e moscovite.

Mi iMi i áfiáfi ( é i f )MineraisMinerais máficosmáficos (magnésio + ferro) –apresentam cores escuras, como a biotite,i fíb l li ipiroxenas, anfíbolas e olivina.

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Cor das rochas

RochasRochas leucocratasleucocratas – ácidas, com tons claros,ricas em minerais félsicosricas em minerais félsicos.

RochasRochas mesocratasmesocratas – com coloraçãointermédia resultado de idênticas proporçõesintermédia, resultado de idênticas proporçõesde minerais félsicos e máficos.

R hR h ll bá iRochasRochas melanocratasmelanocratas – básicas, com tonsescuros, ricas em minerais máficos.

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Textura

Aspecto geral da rocha resultante dasdimensões, forma e arranjo dos minerais, jconstituintes.

TexturaTextura faneríticafanerítica (granular)(granular): os mineraisdistinguem‐se uns dos outros, em cristaisrelativamente desenvolvidos. É característica derochas plutónicas com arrefecimento lento dorochas plutónicas, com arrefecimento lento domagma.TexturaTextura afaníticaafanítica (agranular)(agranular): os minerais não sedistinguem, os cristais são microscópicos. Écaracterística de rochas vulcânicas, com rápidoarrefecimento do magmaarrefecimento do magma.

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NotaNota::

Rochas com a mesma composição mineralógica eRochas com a mesma composição mineralógica equímica podem ter texturas diferentes,reflectindo as condições de solidificação dosreflectindo as condições de solidificação dosmagmas.

Há casos em que existem alguns cristais visíveis àHá casos em que existem alguns cristais visíveis àvista desarmada no seio de uma massamicrocristalina ou até mesmo vítrea. Isto reflectedois tempos de cristalização distintos.

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Famílias de rochas

Tendo em conta a composição mineralógica, podemformar‐se agrupamentos de rochas chamadasg pfamílias.

Actividade 28 págActividade 28 pág. . 132132

VerVer famílias páginas 133/4famílias páginas 133/4