Rochas Metamórficas

Profa. Aracy Sousa Senra

UFS/NUGEO

2008/1

As rochas metamórficas perfazem ~15% do volume da crosta

METAMORFISMO é o processo por meio do qual as rochas (ígneas, sedimentares ou mesmo metamórficas) sofrem transformação de sua composição mineralógica, textura e estrutura:

Processos magmáticos ↔ processos metamórficos↔ processos sedimentares

Rochas MetamórficasMETAMORFISMO - processo por meio do qual as rochas (ígneas,

sedimentares ou mesmo metamórficas) sofrem transformação

• composição mineralógica,

• textura e estrutura

com a finalidade de atingir uma melhor estabilidade às condiçõesfisico-químicas do entorno

As rochas originais são chamadas de protólitos

As transformações ocorrem em estado sólido (não há fusão de rocha!)

Associação principalmente com processos tectônicos convergentes com a ocorrência nas partes centrais centrais dos orógenos (cinturões móveis ou

faixas móveis)

Fatores Condicionantes do Metamorfismo

Natureza do Protólito

Temperatura

Pressão

Presença de Fluidos

Tempo (geológico)

Temperatura:

• calor residual do manto e núcleo, desintegração radioativa e ascençãode material aquecido de regiões profundas (convecções)

• Provoca reações quimicas para obtenção de equilíbrio

• Limite entre diagênese (200 oC) e fusão parcial (geração de migmatitos)

• Gradiente geotérmico variavel (média de 30 oC por km)

Rochas Metamórficas

O campo do metamorfismo em diagrama P x T. O asterisco indica as condições de pressão mais elevada registradas em rochas atualmente expostas à superfície da crosta terrestre. A – curva de fusão para granitos sob condições hidratadas; B –curva de fusão para granitos sob condições anidras.

Fatores Condicionantes do MetamorfismoPressão:

Litostática e dirigida (esforços com intensidades e direções diferentes)

• Pressão Litostática

causada pela coluna de rocha sobrejascente

Atua com a mesma intensidade em todas as direções

Não causa deformação durante o metamorfismo

• Pressão Dirigida

Intensidade diferenciada em uma direção específica

Produzida pela movimentação das placas tectônicas

Produção de estruturas deformacionais junto com metamorfismo

(orientação de minerais alongados e planares)

• Foliation – foliação = when platy, lamellar or flaky minerals (eg. sheet silicate minerals the micas: biotite and muscovite, chlorite, talc, and serpentine), occurring in rock orient themselves parallel to one another (i.e. perpendicular to the direction of maximum pressure or stress).

Preferred orientationOf minerals

Random orientationOf minerals

SLATY CLEAVAGE – clivagem ardosiana- usually formed during the early stage of Low-grade Metamorphism due to lithostatic stress.

- New sheet-structure minerals tends to be parallel to the bedding planes during metamorphism.

Shale - pelito Slate - ardósia

• Schistosity - Xistosidade– Platy minerals are discernible with the unaided eye and exhibit a planar or layered structure

– Rocks having this texture are referred to as schist

Fatores Condicionantes do MetamorfismoFluidos:

• Fase fluida em sistemas metamórficos (H2O, CO2)

• Fluidos provenientes da desidratação de minerais hidratados (micas, anfibólios, etc.)

• Interferências nos processos termodinâmicos do sistema (temperatura de equilíbrio de reações)

• Alteração na composição química do protólito (afeta na mineralogia)

• Acelera as reações metamórficas (facilita trocas iônicas entre os minerais)

Tempo:

• Reações metamórficas são lentas

• Condições metamórficas tb são lentas permitindo reações completas

• É possível preservar vestígios de toda a evolução metamórfica ou as condições de metamorfismo mais elevado

Evolução Metamórfica

Exemplos de possíveis caminhos P-T-t para metamorfismo regional de alta, média e baixa pressão.

Associação de Minerais e Reações

• Associação de minerais em equilíbrio: Paragênese Mineral

• Rochas com composição semelhante pode ter mineralogia distinta

• Reações Metamórficas: Reações iônicas entre os minerais para a obtenção do equilíbrio frente as condições fisico-químicas.

Formação de novos minerais em detrimento de outros que ficaram instáveis

Tipos de Metamorfismo

• Metamorfismo Regional

Extensas regiões e níveis variados na crosta

Cinturões orogênicos (zonas de subducção ou colisão de placas)

Protólitos fortemente deformados

Zonamento mineralógico reflete condições PT crescentes com a profundidade (metamorfismo progressivo)

Tipos de Metamorfismo

• Metamorfismo de Contato

Devido à intrusões de corpos ígneos (calor proveniente do magma)

Não tem deformação associada

Intensidade depende das dimensões do corpo intrusivo

Rocha gerada é chamada genericamente de Hornfels

Tipos de Metamorfismo

• Metamorfismo Cataclástico ou dinâmico

Desenvolve-se em falhamentos ou zonas de cisalhamento

Faixas longas e estreitas

comportamento dúctil ou rúptil varia de acordo com a profundidade

Geração de rochas chamadas milonitos ou cataclasitos

Tipos de MetamorfismoOutros Tipos de Metamorfismo

Metamorfismo de soterramento Metamorfismo de Fundo Oceânico

Metassomatismo ou hidrotermal Metamorfismo de impacto

Fácies Metamórficas

Distribuição das fácies metamórficas no grafico P T

Zonas Metamórficas• Chlorite zone. Pelitic rocks are slates or phyllites and typically contain

chlorite, muscovite, quartz and albite• Biotite zone. Slates give way to phyllites and schists, with biotite, chlorite,

muscovite, quartz, and albite• Garnet zone. Schists with conspicuous red almandine garnet, usually with

biotite, chlorite, muscovite, quartz, and albite or oligoclase• Staurolite zone. Schists with staurolite, biotite, muscovite, quartz, garnet,

and plagioclase. Some chlorite may persist• Kyanite zone. Schists with kyanite, biotite, muscovite, quartz, plagioclase,

and usually garnet and staurolite• Sillimanite zone. Schists and gneisses with sillimanite, biotite, muscovite,

quartz, plagioclase, garnet, and perhaps staurolite. Some kyanite may also be present (although kyanite and sillimanite are both polymorphs of Al2SiO5)

Nome das Rochas Metamórficas

Ardósias e filitos Xistos

Ortognaisses: derivados do metamorfismo de rochas ígneas

Paragnaisses: derivados do metamorfismo de rochas sedimentares

Gnaisses

Nome das Rochas Metamórficas

Quartzitos Mármores

Quartzitos: metamorfismo de arenitos ricos em quartzo

Mármores: metamorfismo de rochas calcárias

Anfibolito: Metamorfismo de rochas básicas

Anfibolitos

Relação com a Tectônica Global

Relação com a Tectônica Global