resumo - 11º ano - rochas metamórficas

13
______________________________________________________________________________________________ Página 1 de 13 Agrupamento de Escolas de Proença-a-Nova Biologia e Geologia 11º Ano Resumo ROCHAS METAMÓRFICAS: GÉNESE E TIPOS As rochas são encaradas como algo estável e imutável, no entanto isso se verifica quando comparado com a escala de tempo humana. Na realidade, as rochas são algo bastante dinâmico em que actuam diversos e contínuos processos, cuja duração é muito prolongada, ao nível dos milhões de anos, e que levam a que as rochas sofram alterações e transformações significativas muitas vezes com resultados espectaculares. Desde há milhões de anos que a energia interna da Terra leva a profundas deformações da litosfera, como consequência desta dinâmica tendem a originar-se forças tectónicas que deformam em grande escala os materiais rochosos. Estas deformações traduzem-se no aparecimento de estruturas geológicas como as e as . falhas dobras Quando um corpo é sujeito a forças externas, ocorrem alterações ao nível da estrutura interna nomeadamente pelo desenvolvimento de forças internas que tendem a manter ou a restaurar a forma original do objecto. Quando esta situação se verifica dizemos que o corpo se encontra sobre . Denomina-se tensão à força exercida por unidade de área, assim se a tensão mesma força for aplicada em duas superfícies distintas, cada uma delas com áreas diferentes, a tensão aplicada será maior quando menor for a área. A tensão, enquanto força, pode decompor-se em duas componentes, a , orientada perpendicularmente ao tensão normal plano em que a força se aplica; e ou , cuja orientação é paralela ao tensão cisalhante de corte plano em que a tensão se aplica.

Upload: hugo-martins

Post on 05-Jul-2015

860 views

Category:

Documents


5 download

TRANSCRIPT

Page 1: Resumo - 11º Ano - Rochas Metamórficas

______________________________________________________________________________________________Página 1 de 13

Agrupamento de Escolas de Proença-a-Nova

Biologia e Geologia

11º Ano

Resumo

ROCHAS METAMÓRFICAS: GÉNESE E TIPOS

As rochas são encaradas como algo estável e

imutável, no entanto isso só se verifica quando

comparado com a escala de tempo humana. Na

realidade, as rochas são algo bastante dinâmico em que

actuam diversos e contínuos processos, cuja duração é

muito prolongada, ao nível dos milhões de anos, e que

levam a que as rochas sofram alterações e

transformações significativas muitas

vezes com resultados espectaculares.

Desde há milhões de anos que a

energia interna da Terra leva a

profundas deformações da litosfera,

como consequência desta dinâmica

tendem a originar-se forças tectónicas

que deformam em grande escala os

materiais rochosos. Estas deformações

traduzem-se no aparecimento de

estruturas geológicas como as e as . falhas dobras

Quando um corpo é sujeito a forças externas, ocorrem alterações ao nível da estrutura

interna nomeadamente pelo desenvolvimento de forças internas que tendem a manter ou a

restaurar a forma original do objecto. Quando esta situação se verifica dizemos que o corpo se

encontra sobre . Denomina-se tensão à força exercida por unidade de área, assim se a tensão

mesma força for aplicada em duas superfícies distintas, cada uma delas com áreas diferentes,

a tensão aplicada será maior quando menor for a área. A tensão, enquanto força, pode

decompor-se em duas componentes, a , orientada perpendicularmente ao tensão normal

plano em que a força se aplica; e ou , cuja orientação é paralela ao tensão cisalhante de corte

plano em que a tensão se aplica.

Page 2: Resumo - 11º Ano - Rochas Metamórficas

______________________________________________________________________________________________Página 2 de 13

A tensão normal pode ser considerada como:

– quando a resultante das forças actuantes é convergente. Compressivas

– quando a resultante das forças actuantes é divergente. Distensivas

Dependendo do tipo de forças, as transformações nas rochas vão ser distintos. A

deformação pode corresponder a alterações no volume ou da forma, sendo que na maior

parte dos casos o que ocorre é uma mistura das duas situações. Assim a cada tipo de tensão,

as rochas vão sofrer transformações de volume e forma que são característicos, como se pode

verificar no esquema seguinte.

Temos no entanto que compreender que por vezes uma dada zona não está sujeita

apenas a um tipo de tensões, mas sim, ao longo dos milhões de anos, pode ser sujeito a um

conjunto diferente de tensões que levam a que as deformações sejam uma mistura de todas

as forças aplicadas.

Page 3: Resumo - 11º Ano - Rochas Metamórficas

______________________________________________________________________________________________Página 3 de 13

Comportamento mecânico das rochas

As rochas embora sólidas à temperatura ambiente, já passaram, a sua maioria, por

condições termodinâmicas que as colocaram próximas do estado de fusão. O comportamento

dos materiais quando submetidos a estados de tensão por ser ou . elástico plástico

– a deformação é reversível e proporcional ao estado de Comportamento elástico

tensão aplicado. O material suporta esta situação desde que não se ultrapasse o

seu limite de elasticidade.

– uma vez ultrapassado o limite elástico (ponto de Comportamento plástico

cedência) a alteração do volume e/ou forma do material mantém-se

permanentemente, mesmo que a situação de tensão termine. Por vezes devido a

acção contínua da tensão as rochas atingem o limite de resistência máxima (limite

de plasticidade) entrando em ruptura, isto é, partem.

De uma forma geral, os materiais geológicos em condições de baixa profundidade,

entre os 15 e os 20km, apresentam comportamento elástico, seguido de ruptura, pelo que se

diz que a deformação ocorreu em . A profundidade mais elevada, caracterizadas regime frágil

por pressões crescentes, as rochas não entram em ruptura tão facilmente, logo apresentam

comportamento plástico, pelo que se diz que a deformação ocorreu em . regime dúctil

O comportamento dos materiais geológicos depende muitas vezes das condições de

temperatura e pressão, que por sua vez dependem normalmente da profundidade. No entanto

outros parâmetros influenciam este comportamento, tal como a composição

química/mineralógica, a temperatura e pressão dos fluídos intersticiais (como a água).

O aumento da temperatura e da pressão (confinante) origina condições em que se

torna difícil alcançar a ruptura dos materiais, isto é, a deformação vai-se tornando

progressivamente dúctil. Já à superfície o material tende a ser mais poroso, o que permite a

entrada de água que leva a que o material entre em ruptura facilmente, logo cria-se um

regime frágil.

As deformações patentes nas rochas são então registos, dos mais variados, no material

geológico (rochas, cristais e sedimentos) em resposta às tensões a que as rochas são sujeitas.

Simular condições necessárias à formação de falhas e dobras é impossível em

laboratório, primeiro porque as pressões e temperaturas necessárias são tão altas que é

Page 4: Resumo - 11º Ano - Rochas Metamórficas

______________________________________________________________________________________________Página 4 de 13

impossível recreá-las em laboratório, segundo as rochas são uma mistura complexa de

minerais, cada uma única, mesmo dois granitos, embora sejam o mesmo tipo de rocha, podem

ser completamente diferentes em comportamento por terem proporções de minerais

diferentes, logo apresentar comportamentos distintos. Assim os resultados em laboratório não

se podem generalizar a todas as rochas.

No entanto, e dada a dificuldade do estudo do comportamento das rochas, podemos

generalizar que as principais deformações das rochas são as dobras e as falhas.

Falhas

As falhas são superfícies de fracturas onde ocorreu um movimento relativo entre dois

blocos. Estas estruturas podem ir desde formações microscópicas até zonas de falha de

milhares de quilómetros.

Ao analisar uma falha devemos ter em conta os seguintes elementos:

Plano de Falha

(A)

Superfície de fractura ao

longo da qual ocorreu

movimento dos blocos.

(DD’) Rejecto

Distância entre dois pontos

que anteriormente à

actuação da falha estavam

em contacto.

(E) TectoBloco que se encontra acima

do plano de falha.

(F) MuroBloco que está situado abaixo

do plano de falha.

Atitude

Qualquer plano pode ser

referenciado através da sua

direcção e inclinação.

De acordo com o movimento relativo entre os dois blocos, isto é, entre tecto e muro as

falhas podem ser classificadas como , ou de . normais inversas desligamento

Em muitas zonas de falha a superfície de fractura apresenta-se polida e estriada ou

com sulcos, testemunhos do movimento de um bloco relativamente ao outro. Estas marcas

são de extrema importância pois permitem determinar a direcção do movimento.

Page 5: Resumo - 11º Ano - Rochas Metamórficas

______________________________________________________________________________________________Página 5 de 13

Tipos de falhas Fa

lha

No

rmal

Falha em que o tecto (bloco

superior) desce relativamente ao

bloco inferior (muro). Resulta de

forças distensivas, como as que

existem em zonas divergentes.

Falh

a In

vers

a

Neste tipo de falhas o tecto sobe

relativamente ao muro. Resultam

da actuação de forças

compressivas, como as que

existem nas zonas de colisão de

placas.

Falh

a d

e d

eslig

amen

to São falhas resultantes da acção de

tensões cisalhantes, os blocos

apresentam movimentos laterais

ao longo do plano de falha. São

frequentes nos limites

conservativos.

Dobras

Por definição uma dobra é uma deformação que se caracteriza pelo encurvamento de

camadas inicialmente planas. Estas estruturas

encontram-se a diferentes escalas, desde

microscópicas até macroscópicas de tal forma

que apenas afastando-nos muito nos

apercebemos que realmente as rochas estão

dobradas.

As dobras são descritas tendo em conta

certos elementos caracterizadores da sua

geometria. Quando se analisa uma dobra é necessário determinar, dependendo da secção

estudada, as linhas de e as de . máxima curvatura mínima curvatura

Page 6: Resumo - 11º Ano - Rochas Metamórficas

______________________________________________________________________________________________Página 6 de 13

Elementos de um Dobra

Para que a descrição das dobras seja ainda mais correcta é normal classificar as dobras

tendo em consideração a sua orientação no espaço e a idade relativa da sequência de estratos.

Relativamente a orientação espacial, estas podem apresentar a abertura virada para

baixo – ; abertura voltada para cima – ; ou uma abertura orientada antiforma sinforma

lateralmente, nem para cima nem para baixo, pelo que se denominam de . dobras neutras

Page 7: Resumo - 11º Ano - Rochas Metamórficas

______________________________________________________________________________________________Página 7 de 13

Sempre que se consiga determinar a

idade das camadas e se verificar que o

núcleo, ou seja, as camadas mais internas da

dobra de uma antiforma é ocupado pelas

formações mais antigas, trata-se de uma

. Se por seu lado o núcleo de dobra anticlinal

uma sinforma for constituído camadas mais

recentes, trata-se de uma . A dobra sinclinal

utilização destes termos implica que seja

conhecida a sequência de deposição de estratos, além disso estes termos apenas podem ser

utilizados em séries de rochas sedimentares ou sequências vulcânicas, dado que apenas estas

podem apresentar sequências temporais inalteradas.

Outro parâmetro essencial no estudo das dobras é a determinação da atitude da

dobra, que representa a posição geométrica da dobra, que por sua vez é definida por outros

dois parâmetros: a direcção e inclinação.

Metamorfismo

As rochas quando submetidas a condições termodinâmicas substancialmente

diferentes das existentes aquando da sua origem, tornam-se instáveis e, por isso,

experimentam transformações mais ou mesmo acentuadas, reajustando-se às novas condições

ambientais.

O

processo

geológico que

consiste num

conjunto de

transformaçõ

es

mineralógicas

, químicas e

estruturais

que ocorrem

no estado

Dobra anticlinal

Page 8: Resumo - 11º Ano - Rochas Metamórficas

______________________________________________________________________________________________Página 8 de 13

sólido, em rochas sujeitas a estados de tensão, a temperatura e pressão diferentes da sua

génese, denominam-se . metamorfismo

Os fenómenos de metamorfismo são frequentes em contextos tectónicos das zonas de

subducção, cadeias orogénicas ou na proximidade da instalação de magma no seio de rochas

existentes.

A maioria das modificações induzidas durante o processo metamórfico depende da

actuação de um conjunto de . As tensões (pressões), o calor e a factores de metamorfismo

composição dos fluídos actuando em enormes intervalos de tempo são factores que

condicionam o metamorfismo.

As rochas metamórficas são formadas a diferentes profundidade, Tensão -

à medida que as rochas aumentam a profundidade na crusta terrestre, são sujeitas a campos

de tensões quer devido ao peso exercido pela coluna de material suprajacente, que devido aos

movimentos tectónicos. Essa pressão denomina-se de .tensão litostática

A profundidade de 3km a pressão litostática é exercida de igual modo em todas as

direcções, o que origina a diminuição do volume dos materiais rochosos, aumentando por isso

a sua densidade.

A maioria das rochas metamórficas exibe, contudo, o efeito de um outro tipo de

tensão, uma vez que as forças não são exercidas de igual modo em todas as direcções. Esta

tensão é designada por ou . Como consequência desta tensão os tensão não litostática dirigida

minerais são

orientados

segundo um

plano

preferencial,

que tendem

a ficar

alinhados

perpendicula

rmente à

direcção da

força. As

rochas,

Page 9: Resumo - 11º Ano - Rochas Metamórficas

______________________________________________________________________________________________Página 9 de 13

quando sujeitas à acção de tensões dirigidas, podem ser comprimidas ou estriadas consoante a

tensão actuante seja do tipo compressivo, respectivamente.

O calor afecta de forma significativa a mineralogia e a textura de uma rocha, Calor -

tendo uma importância muito grande no processo de formação das rochas metamórficas. À

medida que as rochas aprofundam vão sendo sujeitas a temperaturas crescente, que não

sendo suficientes para os fundir, provoca alterações importantes nos seus minerais

constituintes.

Deste modo, a rocha ajusta-se aos novos valores de temperatura, estabelecendo-se

novas ligações atómicas, surgindo novas redes cristalinas e, consequentemente aparecem

outros minerais, mais estáveis segundo as novas condições.

Uma das fontes de calor importante nos processos metamórficos nos processos

metamórficos provém do contacto entre rochas e intrusões magmáticas, formando-se em

volta da intrusão uma auréola de rocha metamórfica que se denomina . auréola metamórfica

Se as temperaturas ultrapassarem, normalmente, os 800°C as rochas fundem

verificando-se então a transição do ambiente metamórfica para o magmático.

Muitas das alterações químicas e mineralógicas que ocorrem durante o Fluídos -

processo de metamorfismo devem-se a fluídos que circulam nas rochas que estão sujeitas a

estes processos. Entre os fluídos destaca-se a água, que em profundidade se encontra a altas

temperaturas e pressões, que podem transportar vários iões em solução. Fluídos libertados

durante a instalação de um corpo magmático podem desencadear e acelerar processos de

metamorfismo. Estas soluções reagem com as rochas, alterando a sua composição química e

mineralógicas, substituindo, por vezes totalmente certos minerais existentes na rocha.

Durante o processo de metamorfismo podem libertar-se fluídos capazes de induzir

transformações nas rochas.

Um dos factores essenciais no metamorfismo é o , dado que todos estes tempo

processos são extremamente lentos.

Page 10: Resumo - 11º Ano - Rochas Metamórficas

______________________________________________________________________________________________Página 10 de 13

Mineralogia das rochas metamórficas

As rochas metamórficas são relativamente abundantes na crusta terrestre, como por

exemplo no núcleo de cadeias montanhosas recentes (Alpes, Himalaias…), bem como em

zonas continentais estáveis (cratões). Normalmente recobertas por rochas sedimentares e

encontram-se frequentemente subjacentes a rochas metamórficas discordantes.

Os minerais das rochas são mais estáveis em ambientes semelhantes àqueles que

estiveram presentes durante a sua formação. Quando essas condições se alteram, os minerais

podem experimentar transformações. Temperaturas e pressões diferentes das iniciais levam a

que os minerais se tornem instáveis pelo que sofrem alterações nomeadamente ao nível das

associações minerais, e/ou diferentes texturas, devido a novos arranjos de partículas,

ocorrendo, desta forma, processos de . recristalização

A recristalização verifica-se pela alteração da estrutura cristalina do mineral, podendo

também ocorrer recristalização induzida pela circulação de fluídos que alteram a composição

química dos minerais pré-existentes.

Uma das formas de distinguir as rochas metamórficas de outro tipo de rochas é

através da sua mineralogia específica. Alguns minerais são mesmo específicos de ambientes

metamórficos e podem caracterizar as condições presentes num determinado contexto

metamórfico. Destacam-se a clorite, a estaurolite, a silimanite, a granada, a cianite, a

andaluzite e o epídoto.

A identificação de determinados grupos de minerais em rochas existentes numa

determinada zona afectada por metamorfismo pode ser utilizada na caracterização das

condições termodinâmicas reinantes durante o processo metamórfico. Assim quando um

determinado mineral permite inferir essas condições, geradoras de rochas metamórficas,

designamo-los de mineral-

. índice

Por exemplo, a

andaluzite, cianite e a

silimanite são polimorfos de

aluminosilicatos, a andaluzite

é indicadora de condições de

baixa pressão e baixa-média

temperatura; por seu lado a

cianite é indicadora de

condições de elevadas

Page 11: Resumo - 11º Ano - Rochas Metamórficas

______________________________________________________________________________________________Página 11 de 13

pressões; já a silimanite indica ambientes de elevadas temperaturas.

Tendo em conta as condições de temperatura e pressão que estiveram presentes na

formação de uma rocha metamórfica podemos distinguir três níveis de metamorfismo: , baixo

e . médio alto grau de metamorfismo

As diferentes zonas metamórficas são delimitadas por superfícies de igual grau de

metamorfismo, chamadas de . Sendo definidas pelos pontos onde ocorrem pela isógradas

primeira vez determinados minerais índice.

Tipos de metamorfismo

Sabemos já que existem basicamente dois tipos de metamorfismo: o regional e o de

contacto.

– metamorfismo que afecta extensas áreas da crusta Metamorfismo regional

terrestre, tendo origem em processos que envolvem, por vezes, um sequência de fenómenos

relacionados com a orogenia. Este

tipo de metamorfismo está

relacionado com a tectónica de

placas em limites convergentes,

onde se podem gerar elevadas

temperaturas e condições de

tensão que variam de moderadas

a altas. Quando as condições de

temperatura e pressão atingem

valores muito elevados, como por

exemplo temperaturas de 800°C

pode ocorrer fusão parcial,

fenómeno conhecido como

ultrametamorfismo e que é a fronteira para o magmatismo.

– ocorre em zonas próximas a intrusões magmáticas que Metamorfismo de contacto

antes de consolidar, e devido ao seu calor e fluídos libertados, propagam-se às rochas

encaixantes alterando os minerais existentes nessas rochas. As zonas nas imediações da

intrusão são fortemente aquecidas, logo alteradas; por seu lado as mais distantes são menos

alteradas. Desenvolve-se assim uma zona de alteração, quer mineralógica quer estrutural,

Page 12: Resumo - 11º Ano - Rochas Metamórficas

______________________________________________________________________________________________Página 12 de 13

denominada de auréola de

. Neste tipo de metamorfismo

metamorfismo o principal factor é o

calor, pelo que também se conhece

por . metamorfismo térmico

A extensão da auréola

depende da dimensão da intrusão

magmática, e cada zona dessa

auréola vai ter características

relativas ao modo como o calor e os

fluídos afectaram a rocha encaixante, bem como a sua composição mineralógico.

De uma forma geral as rochas metamórficas mais próximas da intrusão, são

designadas de . Este termo pode também ser utilizado num contexto mais restrito corneanas

para rochas metamórficas de contacto a partir de rochas argilosas. Os calcários por processos

de metamorfismo de contacto podem originar , por sua vez os arenitos podem mármore

originar . quartzitos

Reforça-se a ideia que a variedade de rochas metamórficas depende não só do grau de

calor e pressão actuantes durante o metamorfismo, mas também da composição mineralógica

da rocha-mãe, também conhecida por . protólito

Textura das rochas metamórficas

Durante o processo metamórfico são produzidos novos arranjos mineralógicos,

podendo mesmo existir alterações químicas das rochas iniciais. A textura de uma rocha é

determinada pelo tamanho, forma e arranjo dos minerais que a constituem. A foliação é assim

uma forma de textura, de extrema importância para a classificação das rochas metamórficas.

Entende-se por uma estrutura planar originada durante os processos foliação

metamórficos e que resulta quer de um alinhamento preferencial de certos minerais

anteriores ao processo metamórfico, como, por exemplo, as micas, quer da orientação de

novos minerais formados durante o processo de recristalização.

Muitas vezes a existência de foliação está relacionada com a presença de minerais com

hábito tabular/lamelar, onde se destacam as micas, que sob a acção de tensões dirigidas

tendem a ficar orientados numa posição perpendicular à da tensão que afectou a rocha.

Page 13: Resumo - 11º Ano - Rochas Metamórficas

______________________________________________________________________________________________Página 13 de 13

Existem três tipos de foliação:

– presentes em rochas metamórficas Clivagem

cujo metamorfismo foi de baixo grau. Nestas os

processos metamórficos levam à ocorrência de

orientação paralela dos minerais lamelares, tais como a

moscovite e os minerais de argila. Este tipo de estrutura

conduz ao aparecimento de planos de clivagem

favoráveis à existência de (facilidade das fissilidade

rochas se dividirem em lâminas).

– o aumento do grau de Xistosidade

metamorfismo permite a existência de significativos

fenómenos de recristalização, verificando-se um maior

desenvolvimento dos cristais, nomeadamente de micas,

quartzo e feldspatos. A xistosidade é uma forma de

foliação desenvolvida pela orientação paralela de minerais tabulares e lamelares em rochas

metamórficas de grau grosseiro (visíveis a olho nu).

– é um tipo de foliação Bandado gnáissico

gerada por diferenciação em bandas por efeito de

tensões dirigidas e por ser identificado, por exemplo,

em certas rochas de alto grau de metamorfismo

como o . Face aos intensos fenómenos de gnáisse

recristalização, nomeadamente de minerais não

lamelares, como o quartzo e o feldspato, estes vão

ser separados de outros como a biotite e a anfíbolas, formando-se bandas alternadas destes

minerais que lhe conferem o bandado característico.

Por vezes as rochas metamórficas não apresentam

foliação pelo que se denomina ou textura afoliadas

. É o caso do quartzito, o mármore e as granublástica

corneanas, rochas metamórficas resultantes do

metamorfismo de contacto.

Filito

Micaxisto

Gnáisse

Corneana