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Identificação macroscópica de Rochas Metamórficas

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Revisão

O que é o metamorfismo ? O que é o metamorfismo ?

MetamorfismoMetamorfismo

Meta = mudança Morfos = forma

(língua grega)

O metamorfismo corresponde à transformação de uma rocha pré-existente através da acção do calor, da pressão e/ou de fluidos quentes.

O tempo potencia as variáveis anteriores

Quanto mais tempo a rocha estiver nas mesmas condições (P,T) maiores serão as transformações que sofrerá.

Ma


As As ModificaçõesModificações texturais e texturais e mineralógicasmineralógicas representamrepresentam a a adaptaçãoadaptação dada rocharocha original original àsàs novas novas condiçõescondições e e serãoserão tantotantomaismais pronunciadaspronunciadas quantoquanto maiormaior for o for o contrastecontraste entreentre aquelasaquelascondiçõescondições e as do e as do seuseu ambienteambiente de de formaçãoformação..

P1, T1, X

P1, T2, X

P3, T3, X

T3> T2 >T1P3> P2 >P1

P2, T1, X

P2, T2, X

T – temperaturaP – pressãoX - composição

Transformações Isoquímicas∆X ≈ 0 Rocha original = Protólito

Temperatura FluidosPressão Tempo

O que é o gradiente geotérmico ?

O que é o gradiente geobárico ?

POR

TUG

AL

FER

REI

RA

(197

2)

FACTORES DE METAMORFISMO

Isotérmicas na crosta e manto superior

ZONAS DE SUBDUÇÃO RIFTES

Qual é o gradiente geotérmico médio na crosta ?


POR

TUG

AL

FER

REI

RA

(197

2)

Qual é o gradiente geobárico médio na crosta ?


POR

TUG

AL

FER

REI

RA

(197

2)

GIBBS (1874)

F + L = C +2

L = 2 TEMPERATURAPRESSÃO

F=CFASESMINERAIS COMPONENTES

DiagéneseDiagénese -- Metamorfismo Metamorfismo –– Fusão parcial Fusão parcial

A DIAGÉNESE é uma modificação da forma, ocorrente no domínio sedimentar. Designam-se porprocessos diagenéticos aqueles que ocorrem a temperaturas inferiores a 200ºC e a pressões inferiores a cerca de 300 MPa (equivalentes a cerca de 3000 atmosferas).

O METAMORFISMO ocorre a temperaturas e pressões superiores a 200ºC e 300 MPa, respectivamente. Estas condições dependem do domíniocrustal considerado e estão dependentes dos processostetónicos, nomeadamente da colisão continental e de fenómenos de subducção.

O limite superior do metamorfismo corresponde aodomínio da FUSÃO PARCIAL HÚMIDA da rocha emquestão. A partir do momento em que a rocha começa a fundir (ULTRAMETAMORFISMO ou ANATEXIA) o processo aproxima-se dos processos ígneos e as estruturas geradas são mais complexas.

DOMÍNIO SEDIMENTAR

DOMÍNIO METAMÓRFICO

DOMÍNIO MAGMÁTICO

Que processos intervêm no Que processos intervêm no metamorfismo ? metamorfismo ?

Principais processos actuantes Principais processos actuantes no Metamorfismono Metamorfismo

Recristalização – Aumento da dimensão dos cristais, relativamente àrocha original; reporta-se essencialmente a rochas de composição monomineral (ex. siliciosas, calcárias).

Neomorfismo - Aparecimento de novas espécies minerais*, adaptadas a condições de pressão e de temperatura superiores; reporta-se a rochas com mineralogia diversificada ou com minerais de composição químicacomplexa.

* ex. moscovite, clorite, talco, granada, turmalina, serpentina

Metassomatismo - Modificações da composição química das rochaspromovidas pelo contacto com fluidos hidrotermais, que são responsáveis pelaremoção de alguns componentes da rocha e pelo fornecimento de novoscomponentes.

Cataclase – Esmagamento dos componentes da rocha devido a movimentos tectónicos compressivos repetidos; estas rochas, de ocorrência maislimitada, são designadas por milonitos.

Quais os grandes tipos de Quais os grandes tipos de metamorfismo ? metamorfismo ?

Metamorfismo

Onde se formam as rochas Onde se formam as rochas metamórficas ?metamórficas ?

Metamorfismo e Tectónica de Placas

• Fundos oceânicos (riftes médio-oceânicos)T muito alta/ P baixa

• Zonas de subducção Elevada P/ Baixa T

• Arcos vulcânicos Baixa P / Elevada T

• Colisão Continente–ContinenteP intermédia/ T intermédia

• Riftes continentais P intermédia / Elevada T

FÁCIES DE METAMORFISMOO QUE É ?

Designa o conjunto de ROCHAS METAMÓRFICAS, independente da sua natureza (origem), que se formaram sob as MESMAS CONDIÇÕES de P e T e é definida pela associação de minerais tipomorfos*presentes numa dessas rochas escolhidas para o efeito.

* MINERAIS TIPOMORFOS

Termómetros e Barómetros das rochas

Ex. polimorfos de Al2SiO5cianite (P elevada) – andaluzite (P e T menores) – silimanite (T elevada)

Fácies de metamorfismo

…a temperaturas e pressões mais elevadas inicia-se a fusão húmida

Sequências de metamorfismo

Diferentes composições de rochas originais (protólitos)

Argilosas, siliciosas, quartzo-feldspáticas, ígneas básicas, ígneas ultrabásicas,…, carbonatadas

Diferentes sequências evolutivas

Menor grau metamorfismo Maior grau

Que tipo de rocha se obtém pelo metamorfismo de…?

Diferentes rochas metamórficas

… deixando para trás toda esta “conversa”

Como Como reconhecerreconhecer umauma rocharochaouou

formaçãoformação metamórficametamórfica ??


O metamorfismo reconhece-se pelas transformações minerais, estruturais e texturais

• Estruturas deformadas

• Orientação dos minerais

• Minerais típicos (novos minerais)

• Texturas típicas

Relatório macroscópico

Rochas Metamórficas

RELATÓRIO DE PETROGRAFIA

Quais os parâmetros a considerar na descrição/classificação de uma rocha metamórfica ?

A. EstruturaB. TexturaC. Descrição

Minerais constituintesAbundância relativaEstado de alteração e outros aspectos gerais

D. Nome

Estrutura

… No Campo

Morfologia e organização interna das formações

[muitas estruturas são herdadas de outras pré-existentesdestacando-se, geralmente, pela existência de deformação

(tectónica) e/ou de recristalização]

… Em Amostra de mão (relatório)

Orientação preferencial dos constituintes da rocha- depende do processo evolutivo e da mineralogia presente

Como avaliar este aspecto ?A rocha apresenta orientação preferencial?

A rocha tem clivagem fácil ?Os constituintes minerais estão dispostos em bandas?

ESTRUTURAS

ESTRUTURAS ISOTRÓPICAS

Os minerais apresentam distribuição e orientação aleatória na rocha. Típica de rochas monominerais que sofreram recristalização. As propriedades mecânicas destas rochas não variam significativamente consoante a direcção considerada.

ESTRUTURAS ANISOTRÓPICAS

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.

ESTRUTURAS ISOTRÓPICAS

ESTRUTURAS SEM FOLIAÇÃO OU LINEAÇÃO

Quartzito

ESTRUTURAS ANISOTRÓPICAS

ESTRUTURAS COM FOLIAÇÃO

Os minerais, com forma lamelar, dispõem-se em leitos ou camadas conferindo à rocha uma orientação preferencial (direcção de fraqueza mecânica)

ESTRUTURAS COM LINEAÇÃO(não se estudam na aula prática)

Os minerais, fibrosos ou prismáticos alongados, dispõem-se segundo uma direcção preferencial formando alinhamentos


XISTOSAS

LISTRADAS

GNAISSICAS

PLISSADAS


ESTRUTURAS XISTOSAS

Com foliação muito fina (clivagem xistenta) – típica de rochas constituídas por minerais filitosos de pequena dimensão (minerais argilosos, sericite, clorite, talco)

Sericitoxisto


ESTRUTURAS LISTRADAS

Foliação fácil – típica de rochas com grande conteúdo em micas (moscovite e biotite). Minerais lamelares e granulares (finos) alternam em leitos.

Micaxisto biotítico


ESTRUTURAS GNAISSICAS

Foliação muito grosseira, conferida pelas micas, que conferem à rocha uma orientação também grosseira. As micas formam bandas, interrompidas pelos cristais granulares (quartzo, feldspato,..) bem desenvolvidos

Gnaisse biotítico


ESTRUTURAS PLISSADAS

Para além da foliação, sobrepõem-se microdobras. Aplicável a qualquer dos tipos anteriores

Xisto grafitoso

Factores Geológicos e Engenharia

ESTRUTURAS GEOLÓGICASEstruturas geológicas e problemas geotécnicos

Estruturas geológicas

Propriedades típicas Problemas geotécnicos

Falhas e fracturas

Superfícies muito contínuas; espessura variável

Roturas, instabilidades, acumulação de tensões, infiltrações e alterações

Planos de estratificação

Superfícies contínuas; pequena separação

Roturas, instabilidades e infiltrações

Diaclases Superfícies pouco contínuas, fechadas ou pouco separadas

Roturas, instabilidades, infiltrações e alterações

DobrasSuperfícies de grande

continuidadeInstabilidade, infiltrações e tensões condicionadas pela

orientação

Foliação, xistosidade

Superfícies pouco contínuas e fechadas

Anisotropia em função da orientação

O q

ue é

um

a es

trutu

ra ?

Linguagem e outros factores distintivosGeologia Engenharia

Devido à independência das terminologias próprias da geologia e da engenharia, cada área dá destaque a aspectos diferentes e os resultados são valorizados de modo distinto, de acordo com as suas especificidades próprias.• Materiais anisotrópicos e heterogéneos, e apresentam propriedades muito variáveis e que sofrem modificações com o tempo.

• Quantificação numérica e a atribuição precisa das propriedades é difícil, ou às vezes impossível de modo a cumprir os requisitos de um projecto.

• Informação geológico-geotécnica - número limitado de reconhecimentos, ocasionando um factor de incerteza que afecta a maioria dos projectos.

• Materiais cujas propriedades variam muito pouco. Podem ser ensaiados em laboratório (betões, aços, etc.) e não existe variação significativa das propriedades com o tempo.

• Dados quantificáveis e susceptíveis de serem modelizados

• Grau de conhecimento muito preciso sobre os materiais de construção

A utilização do conceito de coeficiente de segurança faz parte também da prática da engenharia geológica

Factores Geológicos e Engenharia

LITOLOGIA – Tipos de rochas

Influência da litologia no comportamento geotécnico dos terrenosLitologia Propriedades típicas Problemas

geotécnicosRochas duras

Minerais duros e abrasivos

AbrasividadeDificuldade de escavação

Rochas brandas

Resistência média a baixaMinerais alteráveis

Roturas em taludesDeformabilidade em túneisAlteração das propriedades com o tempo

Solos duros Resistência média a alta Problemas nas fundações com argilas expansivas e com estruturas instáveis

Solos brandos

Resistência baixa a muito baixa

Assentamentos de fundações Roturas em taludes

Solos orgânicos/ biogénicos

Compressibilidade altaEstruturas meta-estáveis Subsidência e colapsos

Textura

De que falamos

quando falamos de texturas ?

Forma

ConstituintesDimensão

Arranjo Espacial

Texturas

Lepidoblástica

Granoblástica

Porfiroblástica

Mais comuns

Nematoblástica(minerais alongados e estreitos)

Cataclástica e Milonítica(esmagamento dos constituintes)Menos comuns

Textura Textura lepidoblásticalepidoblástica(minerais filitosos)(minerais filitosos)

Micaxisto biotítico(Esmoriz)

Xisto Luzente(Serra da Freita)

Cristalinidade baixa a elevada

Textura Textura granoblásticagranoblástica(minerais granulares)(minerais granulares)

Calcário cristalino fétido(Serra de Sintra)

Mármore rosa(Vila Viçosa)

Quartzito ferruginoso

Grão grosseiro a microgranular (compacta)

Composição simples => recristalização

Lepidogranoblásticaou

Granolepidoblástica

Textura Textura porfiroblásticaporfiroblástica((porfiroblastosporfiroblastos + matriz fina)+ matriz fina)

Meta

mo

rfis

mo

de C

on

tact

o

Xisto Mosqueado (andaluzítico)(Serra da Freita)

Porfiroblastos: andaluzite, estaurolite, granada, micas…

QuadroQuadro--resumoresumo das rochas metamórficas das rochas metamórficas (Colecção das aulas)(Colecção das aulas)

Tipo de metamorfismo

Rocha de origem

Rocha metamórfica Estrutura Textura Componentesessenciais

CalcárioCALCÁRIO CRISTALINO

(MÁRMORE) CALCÁRIO CRISTALINO

FÉTIDO

Calcite + silicatos de metamorfismo

Grés silicioso

QUARTZITO* Quartzo

TTÉÉRMICORMICOXisto

argilosoXISTO MOSQUEADO Anisotrópica

XistosaPorfiroblástica Matriz + Porfiroblastos

ARDÓSIA Minerais filitosos + quartzo +…

SERICITOXISTO Sericite

CLORITOXISTO Clorite

TALCOXISTO Talco

MICAXISTOS AnisotrópicaListrada

Lepido-granoblástica

Moscovite, Biotite + minerais granulares

finos

GNAISSES AnisotrópicaGnaissica

Grano-lepidoblástica

Minerais granulares (quartzo + feldspato) + micas ou anfíbolas

Xisto argiloso

Rochas ígneas básicas

AnisotrópicaXistosa

LepidoblásticaXisto

argiloso

REGIONALREGIONAL

Isotrópica

Granoblástica

* Geralmente grão mais fino

que os calcários cristalinos

TTÉÉRMICORMICOE E

REGIONALREGIONAL

Sem

folia

ção

Com

folia

ção

MineralogiaMineralogia

Minerais comuns nas rochas metamórficas das aulas :

Sericite – moscovite muito fina Clorite – mica fina esverdeadaTalco – silicato de Mg, muito macio, D=1

Moscovite CalciteBiotite DolomiteFeldspatoQuartzo

Silicatos de alumínio – andaluzite e estauroliteGranada – mineral duro de cor avermelhada

Classificação macroscópica de rochas metamórficas

Como atribuir o Nome à rocha ?

1. Definir o Tipo em função da Estrutura e da Textura

2. Definir o Subtipo de acordo com a mineralogia essencial ou com os porfiroblastos

QUARTZITO - Isotrópico e textura granoblástica – composição siliciosa

MICAXISTO BIOTÍTICO - Anisotrópico listrado e textura lepidogranoblástica, com biotite dominante

XISTO MOSQUEADO ANDALUZÍTICO - Anisotrópico xistento e textura porfiroblástica, com porfiroblastos de andaluzite

Bom Trabalho

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