Rochas metamórficas

Rochas metamórficas

1. Formação: metamorfismo é a mudança de uma forma para outra. Em geologia, é o processo de transformação de uma rocha pré-existente ígneas, sedimentares ou mesmo metamórficas). Ocorre com a variação de pressão, temperatura e ação de fluidos sobre a rocha. Ou seja, qualquer rocha que, no estado sólido, sofreu mudanças na textura, composição mineralógica e/ou química no tempo geológico.

2. Classificação

   • Foliadas: foliação, um conjunto de superfícies paralelas, planas ou onduladas, produzidas pela deformação. A principal causa da foliação é a presença de minerais placóides, principalmente micas e a clorita. São classificadas de acordo com quatro critérios principais: o tamanho de seus cristais, a natureza de sua foliação, a intensidade com que seus minerias são segregados em bandas mais claras e mais escuras, seu grau metamórfico.
     • Em geral, a foliação progride de uma textura para outra, refletindo o aumento na temperatura e na pressão. Nessa progressão, um folheto pode ser metamorfizado primeiramente para uma ardósia, passando para um filito , depois para um xisto, em seguida, para um gnaisse e, finalmente, para um migmatito.
       • Ardósia: é um plano de partição paralelo perfeito, penetrativo, típico de ardósia, com recristalizações de baixo grau metamórfico em muito baixa temperatura. Elas são comumente produzidas pelo metamorfismo de folhelos ou, com menos frequência, de depósitos de cinzas vulcânicas. Variam de cinza-escuro a preto, sendo coloridas por pequenas quantidades de matéria orgânica originalmente presentes no folheto parental.
       • Filito: são de grau levemente mais alto que as ardósias, mas são similares em suas características e origem. Eles tendem a ter um brilho mais ou menos lustroso, resultante de cristais de mica e clorita que cresceram um pouco maiores que os da ardósia.
       • Xisto: em baixos graus de metamorfismo, os cristais de minerais placóides são geralmente muito pequenos para serem vistos, a foliação é pouco espaçada e as camadas são muito delgadas. Quando as rochas metamórficas são mais intensamente metamorfizadas, os critais crescem o suficiente para serem visíveis a olho nu, e os minerais tendem a segregar-se em bandas mais claras e mais escuras. Esse arranjo paralelo dos minerais em folhas rpoduz a foliação penetrativa, espessa e ondulada, chamada xistosidade.
       • Gnaisse: ossuem uma foliação ainda mais espessa, de alto grau. São rochas de coloração clara, com bandas espessas de minerais claros e escuros segregados na rocha. Os gnaisses são rochas de grão grosso e a razão entre os minerais granulares e os placóides é maior do que nas ardósias ou nos xistos.
       • Migmatito: Em temperaturas mais altas que as necessárias para produzir gnaisses, a rocha encaixante pode começar a se fundir. Nesse caso, como nas rochas ígneas, os primeiros minerias a se fundir serão os de menor temperatura de fusão. Portanto, apenas parte da rocha encaixante se fundirá, e a fusão pode migrar apenas por uma pequena distância antes de resfriar-se novamente. As rochas produzidas desse modo são muito deformadas e contorcidas e são penetradas por muitos veios e pequenas lentes, algumas com navetas, de rochas fundidas. O resultado é uma mistura de rochas ígneas e metamórficas.
   • Não foliadas: rochas granoblásticas, são compostos principalmente por cristais que cresceram em formas equidimensionais, como cubos e esferas, em vez de formas de placóides ou alongadas. Essas rochas podem resultar de um metamorfismo em que a deformação estava ausente, como o metamorfismo de contato.
     • Entre as rochas granoblásticas estão: cornubianito, o quartzito, o mármore, o greenstone, o anfibolito e o granulito. Todas as rochas não foliadas, exceto pelo cornubianito, são definidas por sua composição mineral porque são de aparância maciça.
       • Cornubianito: é uma rocha metamórfica de contato de alta temperatura, com tamanho de grão uniforme, que sofreu pouca ou nenhuma deformação. Seus cristais placóides ou alongados são orientados aleatoriamente e não têm textura foliada.
       • Quartzito: são rochas muito duras, não-foliadas e, geralmente, brancas, derivadas de arenitos ricos em quartzo. Alguns quartzitos são maciços, sem preservação de acamamento ou foliação.
       • Mármore: são os produtos metamórficos da ação do calor e da pressão sobre os calcários e dolimitos. Alguns mármores brancos e puros mostram uma textura lisa, homogênea, de cristais intercrescidos de calcita com tamanho uniforme. Outros mostram um bandamento irregular.
       • Greenstone: são rochas vulcânicas máficas metamorfizadas. Muitas dessas rochas de baixo grau são formadas quando as lavas máficas e os depósitos de cinzas reagem com a água do mar e outras soluções percoladoras. Uma abundância de cloritas confere a essas rochas seu aspecto esverdeado.
       • Anfibolito: é uma rocha não-foliada, formada de anfibólio e plagioclásio. São produzidos quando ocorre deformação.
       • Granulito: são rochas metamórficas de alto grau, têm textura granoblástica. O granito de mais baixo grau é muitas vezes chamado de granofels (são rochas de gão médio a grosso, com cristais equidimensionais, e mostram apenas foliação fraca).

3. Mineralogia: a composição mineralógica de uma rocha metamórfica depende da natureza do seu protolito e das condições metamórficas sob as quais foi gerada. Elas podem ser: monominerálicas, como muitos quartzitos e mármores; rochas metapelíticas, que apresentam grandes quantidades de micas em sua composição, além de minerais ricos em alumínio; rochas metabásicas, sua riqueza em anfibólios caracteriza as paragêneses sob condições de baixo a médio grau metamórfixo, sendo substituídos pelos piroxênios no alto grau; rochas carbonáticas magnesianas, com argilominerais e quartzo na sua constituição; rochas ultramáficas, ricas em MgO, as assembléias mionerais mais hidratadas, de baixo grau, são dominadas por minerais do grupo das serpentinas, talco e clorita, enquanto os anfibpolios tremolita e antofilita, os piroxênios diopsídio e enstatita, e olivina dominam as paragêneses de médio e alto grau metamórfico.

4. Tipos

   • Metamorfismo de contato, ou termal: ocorre como resultado de altas temperaturas, com transferência de calor, nas proximidades de intrusões ígneas.
   • Metamorfismo dinâmico, ou cataclástico: é resultado de tensões dirigidas em zonas de falhas transformantes, zonas de cisalhamento; onde o atrito ao longo da falha tende a pulverizar os grãos da rocha e recristalizá-los em grãos menores.
   • Metamorfismo regional, ou dinamotermal: abrange áreas extensas, é resultado de altas pressões, acompanhada de temperaturas moderadas a altas; ocorre em zonas de subducção, resultando em deformação e formação de cadeias de montanhas.
   • Metamorfismo de soterramento: ocorre pela sobreposição (soterramento) de estratos sedimentares em uma bacia sedimentar, onde os estratos da base podem atingir condições metamórficas de baixo grau, porém sem deformação apreciável.
   • Metamorfismo hidrotermal: ocorre onde enormes quantidades de gases e fluidos (elementos voláteis) viajam por longas distâncias através das rochas e são quimicamente ativos reagindo com os minerais que encontram pelo caminho, modificando-os e promovendo mudanças químicas ou recristalizações.
   • Metamorfismo de impacto ou de choque: ocorre quando meteoritos atingem a superfície da Terra, provocando condições extremas que transformam e até mesmo fundem as rochas na região do impacto.

5. Textura: desenvolvem-se por blastese, que implica nucleação e crescimento mineral no estado sólido. Por esta razão, o radical “blasto” é utilizado para designar texturas metamórficas. Texturas granulares isótropas, sem predomínio de uma ou outra dimensão nos minerais, são denominadas granoblásticas. Essa textura pode desenvolver-se na forma de mosaicos, caracterizando a textura granoblástica poligonizada. Rochas com predomínio de minerais micáceos orientados, como muscovita, biotita ou clorita, apresentam textura lepidoblástica. Quando os minerais orientados forem prismáticos, como anfibólios e piroxênios, a textura é referida como nematoblástica. Algumas espécies minerais podem destacar-se no tamanho por pelo menos uma ordem de grandezas; neste caso, são denominadas porfiroblastos e o conjunto de granulação mais fina que os cerca, de matriz. Os vários tipos de textura podem ocorrer combinados.

6. Estrutura: fornecem importantes informações sobre o processo metamórfico. Rochas geradas sem a atuação de pressão dirigida apresentam estruturas maciça, ou preservam vestígios das estruturas primárias dos protolitos. Quando as paragêneses metamórficas são formadas durante a atuação de pressão rígida, as rochas adquirem estruturas orientadas e desenvolvem foliações de diversos tipos. Rochas com foliação definida pela orientação de minerais placóides ou prismáticos apresentam estrutura xistosa. Quando a foliação é incipiente, definida pela orientação de minerais micáceos finos, a rocha apresenta uma fissilidade denominada clivagem ardosiana. Por sua vez, gnaisses desenvolvem orientação dos feldspatos e quartzo, seus constituintes fundamentais, definido a foliação ou estrutura gnáissica.

7. A temperatura é o agente mais importante do metamorfismo, e seu aumento promove: a agitação térmica dos átomos no retículo cristalino ao ponto de quebrar as ligações químicas e promover as reações metamórficas; a recristalização dos minerais, que resulta na formação de (novos) minerais estáveis; reações metamórficas, pois modifica os campos de estabilidade mineral, onde fases em desequilíbrio são consumidas, e novas fases em equilíbrio são produzidas. As principais fontes de calor na litosfera são: calor do residual do manto e núcleo; fluxo de calor do manto para a base da crosta (convecção + condução); calor gerado por decaimento radioativo; calor fornecido por intrusões magmáticas e fluídos hidrotermais (fluido aquoso quentes combinado com outras fases fluidas). As reações metamórficas propriamente ditas iniciam-se a temperaturas superiores a 200°C. Existem oscilações térmicas na crosta terrestre e, geralemente, o gradiente geotérmico é de 25-30 ºC por km de profundidade.

8. Já o aumento da pressão promove deformação e a diminuição do espaço disponível para crescimento de minerais. Os minerais metamórficos tendem a ser mais densos. Existem dois tipos de pressão atuantes na crosta: pressão litostática (confinante): não apresenta direção preferencial; é decorrente do peso da coluna de rochas suprajacente; atua semelhante à pressão hidrostática. Pressão dirigida (tensão ou esforço): é causada por esforços tectônicos; promove a deformação nas rochas e orientação de minerais segundo direção perpendicular à de máxima pressão; atua de forma vetorial. A pressão aumenta com a profundidade aproximadamente 1 kbar para cada 3 km.