Rochas metamórficas

1 - Fatores condicionantes e processos físico-químicos do metamorfismo;

2 - Tipos de metamorfismo;

3 - Nomenclatura, mineralogia, textura e estrutura de rochas metamórficas.

Metamorfismo, em Geologia, define o conjunto de processos pelos quais uma determinada rocha é transformada, através de reações que se processam no estado sólido, em outra rocha, com características distintas daquelas que elas apresentavam antes da atuação do metamorfismo.

Exemplo: com aumento de P e T, argilominerais transformam-se em micas e os arenitos porosos são recristalizados para uma textura onde os poros desaparecem.

Os processos metamórficos ocorrem, em geral, associados aos processos tectônicos. Os locais mais importantes são as margens continentais convergentes, onde se desenvolvem as grandes cadeias de montanhas, como os Alpes, Andes, Rochosas e Himalaia, ou os arcos de ilha, como o arquipélago do Japão.

A intensidade do metamorfismo é referida como grau metamórfico: alto grau implica condições de altas T e P, enquanto baixo grau define condições brandas de T e P.

Minerais que se desenvolvem de forma seqüenciada são denominados de minerais-índice: clorita, biotita, granada, estaurolita, cianita, sillimanita. A linha definida pelos locais do primeiro aparecimento de cada um deles é chamada de isógrada, que separa faixas de disposição mais ou menos paralelas, as zonas metamórficas

Fácies metamórficas são assembléias minerais características que definem as variações do grau metamórfico.

a) Fácies de Grau Incipiente (baixo grau metamórfico/zona das zeólitas)

b)Fácies Xisto-Verde (baixo grau metamórfico/zona da clorita e biotita)

c) Fácies Anfibolito (médio grau metamórfico/zona da granada e

estaurolita)d) Fácies Granulito

(alto grau metamórfico/zona da cianita e sillimanita)

Paragênese minerais = Assembléia mineral em equilíbrio de uma rocha. Essa paragênese mineral permite a identificação dos processos metamórficos ocorridos com os protolitos e indicam as condições de P e T durante o metamorfismo.

Reações metamórficas = A transformação de protolito no seu equivalente metamórfico acontece através de reações metamórficas, que ocorrem para reduzir a energia livre do sistema frente às condições físico-químicas modificadas. Vários tipos de reações são possíveis:

a) envolvendo apenas a fase sólida;

b) entre minerais e uma fase fluida;

c) assembléias previamente hidratadas e/ou carbonatadas.

FATORES CONDICIONANTES DO METAMORFISMO

NATUREZA DO PROTÓLITO

(rocha a ser metamorfizada)

Esse material protolito pode ser as rochas sedimentares ou as rochas ígneas.

TEMPERATURA

As reações metamórficas iniciam-se a temperaturas superiores a 200ºC. Em temperaturas muito elevadas o metamorfismo se desenvolve no limite da transição para o campo de geração das rochas ígneas, quando então ocorrem processos de fusão parcial.

Em geral, os gradientes geotérmicos na crosta variam entre 15 e 30ºC/km, podendo ocorres gradientes anômalos entre 5 e 60ºC/km.

PRESSÃOAs pressões atuantes na crosta podem ser dos tipos litostática (ou confinante) e dirigida. A intensidade da pressão litostática é função da coluna de rochas sobrejacentes e da densidade destas rochas, dendo definida pela equação:

P = dghOnde, P = pressão litostática, d = densidade das rochas, g = aceleração da gravidade e h = profundidade considerada. Em regiões profundas (35-40 km) da crosta as rochas são submetidas a pressões confinantes da ordem de 10 a 12 kbar, ou seja, cerca de 10000 a 12000 vezes a pressão atmosférica na superfície.

Os principais parâmetros físicos envolvidos no metamorfismo são a temperatura e pressão.

Diagrama mostrando o campo metamórfico. A, B = campo de fusão de granitos sob condições hidratadas e anidras.

FLUÍDOS

As transformações mineralógicas que ocorrem durante o metamorfismo se desenvolvem no estado sólido. No entanto, sistemas metamórficos contêm uma fase fluida, constituída sobretudo por H2O e/ou CO2. Esta existência pode gerar minerais hidratados (micas, anfibólios, cloritas, etc...) e/ou de carbonatos ma maioria das rochas metamórficas. Além disso, a presença de fluidos acelera as reações metamórficas, facilitando a migração dos elementos.

TEMPO

As condições metamórficas variam de forma suficientemente lenta para que as reações metamórficas se completem.

Estudos geocronológicos e modelagens teóricas baseadas em regimes termais atuantes na crosta mostram, para terrenos metamórficos, eventos de 10 a 50 Ma de duração.

Metamorfismo isoquímico = A rocha se comporta como um sistema fechado, sem ganho ou perda de constituintes químicos.

Metassomatismo = A rocha é submetida a variações composicionais intensas.

PROCESSOS FÍSICO-QUÍMICOS DO METAMORFISMO

TIPOS DE METAMORFISMO

O metamorfismo desenvolve-se em diversos ambientes na crosta, com extensões variáveis: desde restrito a pequenas áreas, de dimensões da ordem de poucos centímetros, até abrangendo grandes faixas, com centenas de quilômetros de extensão, em profundidades que vão de níveis crustais mais rasos até os mais profundos.

Os tipos de metamorfismo podem ser divididos em:

a) metamorfismo regional ou dinamotermal = extensas regiões e alcança níveis profundos da crosta, relacionado geralmente a cinturões orogênicos nos limites de placas

convergentes.

b) metamorfismo de contato ou termal = desenvolve-se nas rochas encaixantes de intrusões magmáticas, formando as

auréolas de metamorfismo de contato.

c) metamorfismo dinâmico ou cataclástico = desenvolve-se em faixas longas e estreitas nas adjacências de falhas ou

zonas de cisalhamento.

d) metamorfismo de soterramento = resulta do soterramento de espessas seqüências de rochas sedimentares e

vulcânicas a profundidade onde a T pode chegar a 300ºC.

e) metamorfismo hidrotermal = resulta da percolação de águas quentes ao longo de fraturas e espaços

intergranulares das rochas.

f) metamorfismo de fundo oceânico = ocorre nas vizinhanças dos rifts das cadeias meso-oceânicas, onde a crosta recém-

formada e quente interage com a água fria do mar.

g) metamorfismo de impacto = desenvolve-se em locais submetidos ao impacto de grandes meteoritos.

MINERALOGIA DE ROCHAS METAMÓRFICAS

A composição mineralógica de uma rocha metamórfica depende da natureza do seu protolito e das condições metamórficas sob as quais foi gerada.

TEXTURA DE ROCHAS METAMÓRFICAS

As texturas das rochas metamórficas desenvolvem-se por blastese, que implica no crescimento mineral em estado sólido. As texturas podem ser divididas em:

Granoblásticas = sem predomínio de uma ou outra dimensão de minerai

Lepidoblásticas = rochas com predomínio de minerais micáceos, com muscovita, biotita, etc.

Porfiroblastos = minerais maiores que se destacam em sua matriz (minerais de granulação mais fina).

ESTRUTURA DE ROCHAS METAMÓRFICAS

Rochas com foliação definida pela orientação de minerais placóides (micas, cloritas, talco) ou prismáticos (anfibólios) apresentam

estrutura xistosa.

Rochas com foliação definida pela orientação de feldspatos e quartzos definem a estrutura gnáissica.

NOMECLATURA DE ROCHAS METAMÓRFICAS

Ardósia = é uma rocha metassedimentar de grau metamórfico;Filito = rocha com grau metamórfico um pouco maior;Xistos = rochas metamórficas com minerais placóides (micas, cloritas, talco) ou prismáticos (anfibólios);Gnaisse = rochas metamórficas com minerais de feldspatos e quartzos;Quartzito, mármore, serpentinito e anfibolito = rochas com composição mineralógica;Cataclasitos (não orientados) e milomitos (orientados) = são formadas pela atuação combinada de fragmentação e recristalização.