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1 Fácies Metamórficas ISÓGRADA MINERAL Tilley (1924) criou o termo ISÓGRADA para designar um grau definido de metamorfismo pela primeira aparição do chamado MINERAL ÍNDICE Uma ISÓGRADA é uma linha em um mapa ligando pontos de aparição de um certo Índice Mineral Isto é, Onde ocorreu uma modificação específica na associação mineral que reflete uma reação metamórfica Portanto, Sempre que a reação é conhecida, o termo ISÓGRADA deve ser substituído por GRAU DE ISORREAÇÃO GRAU DE ISORREAÇÃO é uma isógrada baseada em uma reação específica Deve-se sempre que possível designar ISÓGRADA NÃO SÓ por um MINERAL ÍNDICE e SIM por uma ASSOCIAÇÃO MINERAL que se acredita ou se sabe ser PETROGENETICAMENTE SIGNIFICATIVA Barrow (1893,1912, in Spear,1993), estudando o cinturão Dalradiano nas terras altas da Escócia, verificou a existência de zonas de metamorfismo progressivo identificadas pelo aparecimento de minerais-índices de grau metamórfico em rochas aluminosas clorita=>biotita=>granada=>estaurolita=> cianita=>sillimanita 2 ÍNDICE MINERAL, GRAU E FÁCIES METAMÓRFICAS FÁCIES METAMÓRFICA O conceito de fácies metamórfica corresponde a uma ampliação do conceito de zonas metamórficas. Foi proposto por Eskola (1914,1915, in Spear,1993) que, ao comparar auréolas metamórficas de duas intrusões distintas da Finlândia e da Noruega, verificou que diversas rochas apresentavam associações minerais típicas iguais em zonas metamórficas correlatas. Eskola atribuiu às fácies assim determinadas o nome de rochas típicas para caracterizar cada fácies, tais como como fácies albita epidoto hornfels, fácies honblenda hornfels, fácies anfibolito… Eskola (1915 e trabalhos subsequentes) “Designa um grupo de rochas caracterizadas por um conjunto definido de minerais que, nas condições prevalecentes durante sua formação, estavam em equílibrio perfeito entre si” Turner(1981) "Fácies metamórfica é um conjunto de associações minerais, repetidamente associado no espaço e no tempo, de tal maneira que há uma relação constante e previsível entre composição mineral e composição química total da rocha“ O conceito de fácies metamórficas relaciona-se, assim, a determinadas condições de metamorfismo realizadas dentro de faixas de P e T próprias de determinados ambientes geotectônicos e que propiciam a cristalização de minerais metamórficos em várias paragêneses que são características de cada tipo de rocha original metamorfisada. Diagrama P-T ilustrando os limites (graduais) para as diferentes fácies geotérmicas continental (Brown and Mussett , 1993). Adaptado de Winter (2001): An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology. 3 As três principais séries propostas por Miyashiro (1973, 1994). Adaptado de Winter (2001): An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology. Eskola propôs um esquema de 4 grupos de fácies metamórficas: • 1- Fácies de P moderada e T moderada a alta: As fácies xisto verde, anfibolito e granulito provavelmente abrangem a maior parte das rochas metamórficas Xisto Verde Anfibolito Granulito 2- Fácies de grau baixo: são as fácies zeólita e prehnita-pumpellyita Zeólita P re h n it a P u m p e ly it a 3- Fácies de metamorfismo de contato: sob as baixas pressões e elevadas temperaturas das auréolas de metamorfismo de contato, associações bastantes distintas são produzidas 4-Fácies de alta pressão: fácies xisto azul e eclogito representam condições distintas assinaladas pela produção de fases relativamente densas, sob condições de pressão elevada. Xisto Azul Eclogito 4 FÁCIES DO METAMORFISMO REGIONAL Fácies Zeólita Fáceis Prehnita- Pumpelyita Fácies Xisto Verde Fácies Anfibolito Fácies Granulito Fácies Xisto Azul Fácies Eclogito Presença de minerais do GRUPO DA ZEÓLITA heulandita, analcima, laumontita…. São minerais raros que se encontram em ambientes geológicos específicos. Lawsonita FÁCIES ZEÓLITA (T 200oC; P 2-3 Kbar) Zeólita FÁCIES PREHNITA-PUMPELIITA T 200-250oC, P 3-5 Kbar Minerais típicos da fácies: Prehnita, pumpelyita, clorita, sericita, lawsonita, estilpnomelano, actinolita, epidoto P re h n it a P u m p e ly it a É caracterizado: Desaparecimento da pumpelyita e APARECIMENTO do EPIDOTO e da ACTINOLITA-ALBITA- EPIDOTO Ausência da prehnita, lawsonita e minerais do grupo da zeólita Muitas rochas da fácies xisto verde (baixo grau) possuem coloração verde, pois apresentam frequentemente a presença de clorita. Outros minerais típicos dessa fácies: moscovita, biotita, aluminossilicatos… FÁCIES XISTO VERDE T 300-400oC; P 2-8 Kbar Xisto Verde 5 Com aumento de temperatura para o grau baixo, ou facies xisto verde, os minerais de mais baixa T desaparecem através de reações: 1. pumpellyita + clorita + quartzo = clinozoisita + actinolita + H2O 2. lawsonita + clorita = clinozoisita + Al-clorita + quartzo + H2O Nota-se que pela primeira vez se forma clinozoisita - um membro do grupo de epidoto pobre em ferro. FÁCIES XISTO VERDE T 300-400oC; P 2-8 Kbar FÁCIES ANFIBOLITO T 450-650oC; P 2-10Kbar Caracteriza-se: Primeira aparição do par HORNBLENDA- PLAGIOCLÁSIO (An>25) em rochas básicas Primeira aparição de ESTAUROLITA em rochas pelíticas Os minerais que desaparecem com aumento do grau são cloritoide e clorita Anfibolito FÁCIES GRANULITO T 650-850oC; P 3-10Kbar (Ptotal média a alta; PH2O<<Ptotal) MINERALOGIA PRINCIPAL: K-Feldspato pertítico, plagioclásio, quartzo, granada (piropo-almandina), opx (hiperstênio), cpx (diopsídio- hedembergita-augita), silimanita ou cianita, cordierita, forsterita, wolastonita, calcita Granulito FÁCIES XISTO AZUL T 250-300oC; P 5-12 Kbar Os xistos azuis se formam sob temperaturas baixas e pressões elevadas, condições típicas de zonas de subducção onde o gradiente termal é muito baixo. Nesses ambientes rochas como basaltos e grauvacas são transformadas em xistos azuis. Glaucofana pode se formar nas seguintes reações: Ab + Chl = Gln + H2O Act +Chl + Ab = Gln + Zo + Qtz + H2O Act + Chl + Ab + Qtz = Gln + Lws + H2O Xisto Azul PARAGÊNESES Rochas Pelíticas: Moscovita-clorita –glaucofana-granada Moscovita-glaucofana-lawsonita Rochas Qzo-Feldspáticas: Jadeíta-lawsonita-glaucofana Lawsonita-glaucofana-paragonita Rochas Básicas: Glaucofana-lawsonita-almandina Jadeíta-lawsonita-glaucofana-aragonita FÁCIES XISTO AZUL T 250-300oC; P 5-12 Kbar Xisto Azul FÁCIES ECLOGITO T variável; P acima de 10Kbar Hauy (1938) definiu ECLOGITOS como rochas compostas basicamente por granada (piropo, almandina e grossularita) e onfacita. Podem conter fases menores de cianita, glaucofana, quartzo No caso de pressão e temperatura altas, rochas basálticas podem se transformar em eclogito no qual o plagioclásio não é mais estável. A reação é : Pl + Px = Omp + Grt + Qtz Eclogito 6 Fonte: Winter (2001) An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology. Prentice Hall. MUDANÇAS MINERALÓGICAS DEFINIDORAS DAS FÁCIES https://www.alexstrekeisen.it/meta/index.php https://www.alexstrekeisen.it/meta/index.php Fácies Minerais resultantes de um protólito pelítico Minerais resultantes de um protólito basáltico Zeólita Argilas de camadas mistas Laumontita, analcima, heulandita, wairakita Prehnita- Pumpelyita Moscovita, clorita, albita, quartzo, pirofilita Prehnita, pumpelyita, clorita, albita, epidoto (baixa T) Pumpeliita, actinolita (média T) Lawsonita, albita (P elevada) Xisto Verde Moscovita, clorita, quartzo, albita, biotita Albita, epidoto, clorita, tremolita-actinolita, albita, estilpnomelano (baixa T) Hornblenda, actinolita,albita, clorita (média T) Anfibolito Estaurolita, cianita ou silimanita, moscovita (baixa T) Silimanita, KFd, moscovita, cordierita ou granada (média T) Silimanita, granada, cordierita (sem KFd) (elevada T) hornblenda, plagioclásio, epidoto, granada Granulito Granada, silimanita, KFd, cordierita (P moderada) Cianita, KFd (alta P) Hy, safirina, quartzo (alta P) Hiperstênio, piroxênio rico em Ca (diopsídio, augita), plagioclásio (baixa P) Granada, cpx, opx, plagioclásio (média P) Xisto Azul Moscovita (fengita), clorita ou talco, granada, glaucofana, sem biotita Glaucofana, lawsonita, granada Eclogito Cianita, granada, ± fengita Granada, onfacita, sem plagioclásio, sem lawsonita https://www.alexstrekeisen.it/meta/index.php https://www.alexstrekeisen.it/meta/index.php 7 P ( K b a r) T (oC) P ro fu n d id a d e ( k m ) 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 2 4 6 8 10 12 14 16 20 30 40 50 10 FÁCIES DE METAMORFISMO DE CONTATO Em condições de baixas pressões e elevadas temperaturas das auréolas de metamorfismo de contato, associações bastantes distintas são produzidas: • Fácies albita-epidoto hornfels correlacionada com fácies xisto verde em baixa P • Fácies hornblenda hornfels correlacionada com fácies anfibolito e a fácies piroxênio hornfels e sanidinita hornfels correlacionada a fácies granulito FÁCIES ALBITA-EPIDOTO HORNFELS Caracterizado pelas partes mais externas nas auréolas de metamorfismo de contato Rochas Pelíticas • Qzo-moscovita-biotita (clorita) • Qzo-moscovita-biotita- andaluzita Rochas Básicas • Albita-epidoto-actinolita- clorita Rochas Calcáreas • Calcita-talco • Calcita-dolomita-talco • Calcita-epidoto P ( K b a r) T (oC) P ro fu n d id a d e ( k m ) 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 2 4 6 8 10 12 14 16 20 30 40 50 10 FÁCIES ALBITA-EPIDOTO HORNFELS Representa o estágio intermediário ou mais interno de metamorfismo de um auréola produzida por uma intrusão básica Parte mais interna de uma intrusão de composição ácida Pode estar ausente se o suprimento de calor for insuficiente para sua formação FÁCIES HORNBLENDA HORNFELS Rochas Pelíticas Biotita-moscovita-qzo- estaurolita-cordierita- andaluzita Rochas Básicas Hornblenda-plagioclásio Rochas calcáreas Diopsídio-forsterita- grossularita P ( K b a r) T (oC) P ro fu n d id a d e ( k m ) 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 2 4 6 8 10 12 14 16 20 30 40 50 10 FÁCIES HORNBLENDA HORNFELS Rochas Pelíticas Silimanita ou andaluzita e cordierita com KFd Rochas Básicas No lugar de anfibólio aparecem diopsídio e hedembergita Rochas Calcáreas Calcita-forsterita-periclásio Calcita-diopsídio-forsterita Calcita-wolastonita-diopsídio FÁCIES PIROXÊNIO HORNFELS P ( K b a r) T (oC) P ro fu n d id a d e ( k m ) 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 2 4 6 8 10 12 14 16 20 30 40 50 10 Ocorre nas zonas mais internas de certas auréolas produzidas por intrusões básicas ou ultramáficas 8 Presença de tridimita, sanidina, vidro ocorre como xenólitos em lavas básicas Em rochas pelíticas a fusão parcial é atingida formando BRUCHITO (presença de cordierita, corindon, mulita ou tridimita mergulhados em vidro) Calcita é o único carbonato presente FÁCIES SANIDINITO P ( K b a r) T (oC) P ro fu n d id a d e ( k m ) 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 2 4 6 8 10 12 14 16 20 30 40 50 10 Sua composição mineralógica reflete as suas condições de origem em Tmáximas e Pmínimas do metamorfismo de contato
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