METAMORFISMO | biologia-e-geologia

Processos e materiais geológicos - Rochas metamorficas

As rochas preexistentes, quando sujeitas a um ambiente diferente daquele em que foram formadas sofrem alterações que restabelecem o equilíbrio com o novo ambiente. Por exemplo, qualquer rocha, quando deslocada para regiões profundas, pode ser mais ou menos alterada a nível da composição mineralógica e/ou textura, sem que ocorra fusão. Este processo designa-se por metamorfismo e situa-se no meio-termo entre a diagénese e o magmatismo.

Este fenómeno ocorre em locais com características termodinâmicas (temperatura e pressão) específicas caracterizando o ambiente metamórfico, designando-se como metamórficas as rochas que assim se formam.

Na maioria dos casos as rochas metamórficas formam-se a partir de outras

rochas, que são submetidas a pressões intensas ou elevadas temperaturas.

Tal processo ocorre naturalmente devido ao movimento intenso e constante

do núcleo terrestre, provocando o movimento períódico da crosta do planeta

(a cobertura de terra e rochas que compôem a região externa do planeta). O

movimento da crosta, por sua vez, dá início a um rearranjo nas rochas

localizadas na parte superior, sendo, que quando as rochas magmáticas e as

sedimentares são empurradas a níveis inferiores, dando origem assim ao

processo de formação da rocha metamórfica.

Na maioria dos casos as rochas metamórficas formam-se a partir de outras

rochas, que são submetidas a pressões intensas ou elevadas temperaturas

(ver fig 1).

Bibliografia

Fig. 1: Rochas Metamórficas - Gnaisse, Quartzito e Mármore.

Fatores de metamorfismo

Existem quatro tipos de fatores de metamorfismo que, conjugando-se com diferentes graus de intensidade nos diversos locais da Terra, conduzem à formação de uma grande variedade de rochas metamórficas:

- Tensão;

- Calor;

- Fluidos;

- Tempo.

Tensão

Quando se aplica uma força numa determinada área, diz-se que um material fica sujeito a um estado de tensão. Os materiais geológicos no decurso da sua evolução em profundidade são sujeitos à atuação de diferentes tipos de tensão:

Bibliografia

Fig. 2: Diferentes tipos de força a que as rochas estão sujeitas.

Tensão Litostática ou confinante: A ação da tensão litostática é, pelo menos, para profundidades superiores a 3 km, exercida de igual modo em todas as direções, o que origina a diminuição do volume dos materiais rochosos quando sujeitos a este tipo de tensão, aumentando, por conseguinte, a sua densidade.

Tensão não litostática ou dirigida: Este tipo de tensão tem implicações ao nível do aspeto macroscópico e microscópico de uma rocha metamórfica, uma vez que produz uma orientação preferencial de certos minerais, que tendem a ficar alinhados perpendicularmente à direção da força.

Calor

O calor afeta de forma significativa a mineralogia e a textura de uma rocha, tendo uma grande importância o processo de formação das rochas metamórficas. Existe, assim, um aumento da temperatura com a profundidade. Os materiais geológicos, à medida que aprofundam no interior da litosfera, ficam assim sujeitos a emperaturas elevadas, que, mesmo não sendo suficientes para os fundir, provocam 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.

Fluidos

Muitas das alteraçoes químicas e mineralógicas que ocorrem durante o processo de metamorfismo devem-se a fluidos que circulam nas rochas que estão sujeitas a estes processos. Entre os fluidos, pode considerar-se a água aquecida e a elevadas pressões, que pode transportar vários iões em solução. No decurso do processo metamórfico, a água que existe em certos minerais hidratados pode também ser libertada, constituindo assim um fluido capaz de induzir transformações nas rochas.

Tempo

Os fenómenos relacionados com o metamorfismo são extremamente lentos, sendo, por isso, também considerar o tempo como um dos fatores relevantes para a formação de rochas metamórficas.

Em todos os continentes existem extensas áreas onde afloram rochas metamórficas. Este tipo de rohas constitui, geralmente, o núcleo de muitas cadeias montanhosas recentes, por exemplo: Alpes e Himalaias (ver fig. 3 e 4).

Fig. 3: Himalaias.

Fig. 4: Alpes italianos.

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Mineralogia das rochas metamórficas

Os minerais qua constituem as 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.

Bibliografia

Fig. 5: Formação de várias rochas a várias profundidades (com o aumento da temperatura).

A composição mineralógica e o arranjo dos minerais rochosos preexistentes, quando sujeitos a novas condições termodinâmicas, os materiais rochosos podem ser transformados, originando-se diferentes associações minerais, e/ou diferentes texturas, devido a novos arranjos de partículas, ocorrendo, desta forma, processos de recristalização.

Recristalização: Formação de novos minerais devido à reorganização espacial das partículas constituindos dos minerais de uma rocha, quando fica submetida a novos parâmetros de pressão e temperatura.

Nota: Mineral-índice: Quando um dado mineral permite inferir das condições em que uma dada rocha metamórfica foi gerada, é designado por minaral-índice.

Tipos de metamorfismo

De vários tipos de metamorfismo são de destacar o metamorfismo regional e metamorfismo de contacto.

Metamorfismo regional

Metamorfismo que afeta grandes extensões da crusta e está, em geral, associado à génese de cadeias montanhosas. ocorre em grande extensões bem como em grandes profundidades na crosta. Suas transformações estão relacionadas à ação combinada da temperatura, pressão litosférica e pressão dirigida sendo aplicadas durante milhões de anos. As rochas são fortemente dobradas e falhadas, sofrem recristalização, apresentando estrutura foliada. São exemplos: ardósias, xistos, gnaisses e anfibolitos (ver fig. 6).

Bibliografia

Fig. 6: Diversidade de rochas originadas por metamorfismo regional.

Metamorfimo de contacto

Resultado apenas da ação da temperatura, através do calor cedido por intrusão magmática que corta uma sequência de rochas sedimentares encaixantes, metamórficas ou magmáticas. Através destes cortes e do constante contato entre as superfícies teremos como resultado o fenómeno metamórfico.

Bibliografia

Fig. 7: Metamorfismo de contacto.

Texturas das rochas metamórficas

A textura de uma rocha é determinada pelo tamanho, forma e arranjo dos minerais que a constituem. Durante o processo metamórfico, alguns minerais, em especial as micas, ou outros com hábito tabular ou lamelar, conferem às metamórficas aspetos peculiares, quando estas resultam da atuação conjunta de tensões orientadas e temperaturas elevadas.

Assim um tipo de característica textural, considerada como importante critério de classificação de uma rocha metamórfica, é a existência ou ausência de foliação. Entende-se por foliação uma estrutura planar originada durante os processos metamórficos e que resulta quer de um alinhamento preferncial de certos minerais anteriores ao processo metamórfico, como, por exemplo, as micas, quer da orientação de novos minerais formados durante o processo de recristalização.

A clivagem, a xistosidade e o bandado gnáissico são três tipos de foliação muito caraterísticos de rochas de baixo, médio e alto grau de metamorfismo, respetivamente.

Clivagem:

Em mineralogia é a forma como muitos minerais se quebram seguindo planos relacionados com a estrutura atómica interna, paralelos às possíveis faces do cristal que formariam.

É uma propriedade física que certos corpos minerais possuem de se quebrarem/dividirem com maior facilidade seguindo planos os quais estão relacionados com suas estruturas atómicas (internas), produzindo superfícies planas reticulares definidas (planos de clivagem/ superfícies de clivagem) e paralelas entre si. A partir desse processo, é possível identificar-se minerais que não estão morfologicamente desenvolvidos. Essa rutura ocorre na região de maior fraqueza da estrutura cristalina, ou seja, na área em que se encontram átomos com o menor número de ligações.

A clivagem é u tipo de foliação frequente em rochas que experimentaram deformação em condições de metamorfismo de baixo grau. A clivagem pode ser reconhecida em rochas metamórficas, como as ardósias e os filitos.

Xistosidade:

Trata-se de um elemento estrutural da rocha, evidenciado pela existência de planos paralelos (foliação) resultantes da existência de uma forte recristalização dos minerais que a constituem. Como resultado a rocha divide-se em finas lâminas paralelas.

As rochas que possuem esta característica estrutural designam-se vulgarmente por xistos.

Bandado gnáissico:

É um tipo de foliação de rochas de alto grau de metamorfismo; tipo de foliação gerada por diferenciação em bandas por efeito de tensões dirigidas, por exemplo em certas rochas como o gnaisse.

Bibliografia

Fig. 8: Formação de rochas a diferentes temperaturas apresentando cada uma um tipo de foliação diferente. Com o aumento da profundidade forma-se a menores temperaturas a ardósia e a altas temperaturas o gnaisse, apresentando, respetivamente, com o aumento da profundidade, clivagem, xistosidade e bandado gnáissico.

Um outro tipo de textura que pode ser identificada em rochas metamórficas é a textura não foliada, também chamada granoblástica. Rochas como, por exemplo, o quartzito, o mármore e as corneanas apresentam textura granolástica e por vezes são o resultado de processos metamórficos relacionados com o metamorfismo de contacto.