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Metamorfismo e rochas

metamórficasPrincípio 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, recombinam-se, 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

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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)

• Fusão total (1000°-1200°C)

• Diagénese

• Metamorfismo

• Ultrametamorfismo

• Anatexia

• 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

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Agentes de metamorfismo

1. Calor

2. Pressão

3. Fluidos

4. Tempo

1. Calor

Gradiente

geotérmico superficial:

25 a 30°C/km

Gradiente

geotérmico profundo:

0,5°C/km

Intrusão de um corpo magmático

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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

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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

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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

metamórficasRocha original Sequências evolutivas

Quartzo-feldspática Granitos e riolitos Gnaisse

Argilosa

ou pelíticaArgilitos

Xisto argiloso, ardósia, xisto

luzente ou filito, micaxisto,

gnaisse

Básica Basaltos e gabrosXisto verde, anfibolito, gnaisse

anfibólico, eclogito

Carbonatada Calcários e dolomitos Mármores

QuartzíticaArenitos quartzicos e sílica de precipitação

Quartzitos

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Texturas

• Foliada ou folheada

• Não foliada

Texturas Foliadas

• Típicas das rochas resultantes de metamorfismo regional

• 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).

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Textura não foliada ou granular:

• Típicas das rochas formadas a partir de metamorfismo de contacto

• Minerais sem orientação preferencial, em geral equidimensionais

• Ex: mármore, corneana e quartzito

Estruturas isotrópicas sem foliação

• 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:

1. da composição da rocha que lhe deu origem

2. do tipo de metamorfismo

3. do grau de metamorfismo

O ciclo das rochas

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