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Foliação e clivagem Apresentação O desenvolvimento da clivagem, da xistosidade e da foliação depende de vários fatores, sendo possível destacar a litologia, a isotropia e a anisotropia, o campo de tensões, os domínios magmático e metamórfico, o tempo e a posição no cinturão orogênico. A experiência, a observação cuidadosa e a familiaridade com diversos tipos de rochas magmáticas e metamórficas constituem, em termos práticos, a melhor escola para o bom reconhecimento e aplicação da clivagem da xistosidade e da foliação. Nesta Unidade de Aprendizagem, você vai estudar foliação e clivagem, importantes estruturas que podem compor rochas, no caso, rochas ditas foliadas. Você verá, também, como a clivagem se desenvolve e os seus principais tipos. Bons estudos. Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes aprendizados: Conceituar foliação e clivagem.• Definir as características e a classificação das rochas foliadas.• Determinar o desenvolvimento e os tipos de clivagem.• Desafio As principais diferenças entre rochas metamórficas foliadas e não foliadas estão nas áreas de textura, na aparência e no tipo de pressão aplicada durante a recristalização. A pressão aplicada à rocha em reforma causa diferenças na aparência da rocha, uma vez recristalizada, e determina se esta será foliada ou não. Rochas foliadas e não foliadas começam o seu desenvolvimento como rochas sedimentares, ígneas ou outras rochas metamórficas. De acordo com as alterações geológicas, uma rocha metamórfica foliada ou não foliada será gerada. Essas mudanças geológicas podem ocorrer devido ao calor e à temperatura da rocha recristalizadora encontrada nas profundezas da crosta terrestre. Se a pressão aplicada à rocha recristalizada for desigual, uma rocha foliada se formará. A força sobre a rocha em processo de nova formação deve ser forte e unidirecional. No entanto, se a pressão aplicada à rocha recristalizadora for igual em todo o seu volume, uma rocha não foliada será criada. Você trabalha na empresa como engenheiro de minas e o seu coordenador solicitou que você avalie qual alternativa seria a melhor em termos de competência, ou seja, qual opção faria com que a empresa evitasse problemas maiores devido à existência de planos de foliação. Desconsidere a técnica de escavação para a realização desta análise. Infográfico A foliação é o resultado do arranjo paralelo de grãos minerais (micas, por exemplo) em um plano perpendicular à tensão máxima aplicada principal. A clivagem é a forma como os minerais se fragmentam ao longo de planos paralelos e bem-definidos. Cabe ressaltar que existe divergência sobre o uso genérico da foliação ou sobre a divisão entre foliação e clivagem, tendo em vista que podem ocorrer dobramentos sem que ocorra metamorfismo. Neste Infográfico, veja os tipos de foliação e de clivagem, bem como as suas definições. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. https://statics-marketplace.plataforma.grupoa.education/sagah/68da49fa-0847-43a7-848e-ec9c7ceae9af/4b8dd500-df6d-4445-8fbd-d74552248a68.png Conteúdo do livro Tanto a foliação quanto a clivagem podem se originar dentro de uma gama variada de condições de temperatura, pressão e composição. A competência das litologias e o grau de uniformidade litológica no âmbito de um domínio são fatores criticos na determinação do tipo de clivagem e de foliação. No capítulo Foliação e clivagem, parte da obra Geologia estrutural, veja os conceitos de clivagem e de foliação, bem como as rochas que apresentam essas estruturas. Compreenda, ao final da leitura, como as clivagens são formadas e quais são as suas variedades existentes. Boa leitura. GEOLOGIA ESTRUTURAL Márcio Fernandes Leão Foliação e clivagem Objetivos de aprendizagem Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados: Definir foliação e clivagem. Descrever as características e a classificação das rochas foliadas. Determinar o desenvolvimento e os tipos de clivagens. Introdução Clivagem e foliação são termos amplamente utilizados para definir es- truturas planares associadas ao processo de deformação. Apesar de essas duas estruturas serem planares, existe diferença entre elas: a primeira é de natureza essencialmente mecânica e a segunda é textural. Entretanto, podem ser utilizadas para uma mesma finalidade, nas situações em que as superfícies de menor resistência da rocha sejam também superfícies de orientação mineralógica. Durante um tempo, existiu divergência quanto ao uso dos termos “foliação” e “clivagem” — alguns autores faziam distin- ção entre clivagem (origem mecânica) e foliação (origem textural), mas, hoje, esse conceito não é mais utilizado, pois passou-se a usar “foliação” como um termo genérico para definir qualquer feição planar penetrativa em um corpo rochoso (PASSCHIER; TROUW, 1996). Neste capítulo, você vai estudar sobre os conceitos de foliação e cliva- gem, definir suas características e certas rochas. Além disso, vai determinar o modo como essas estruturas se desenvolvem, bem como seus tipos. 1 Conceitos de foliação e clivagem O surgimento de certas estruturas é comum durante o metamorfi smo regional a baixas e médias temperaturas, quando a geração de novos minerais orien- tados no campo das tensões internas desenvolvidas pela orogênese, motiva o aparecimento de nítidas superfícies penetrativas, de foliação metamórfi ca (ou secundária) ou de clivagem de fl uxo, também conhecida como xistosidade (esse termo implica a existência tanto da clivagem quanto da foliação). A clivagem ocorre quando certas rochas se partem em fatias, em lâminas paralelas ou subparalelas ou em superfícies planares designadas superfícies ou planos de clivagem, sem depender diretamente dos processos ígneos e sedimenta- res. Já a foliação é qualquer tipo de paralelismo de minerais e/ou massas minerais em uma rocha ígnea e metamórfica, fugindo da contextualização genética do material. A foliação estabelecida em uma rocha ígnea durante a época de sua geração é denominada foliação primária; a foliação secundária ou metamórfica é o resultado do metamorfismo sob a ação de tensões tangenciais (DAVIS, 1984). Por serem estruturas planares, a atitude da clivagem, da xistosidade e da foliação é medida com a bússola, mesma medição utilizada para saber a atitude de um acama- mento ou uma junta. A direção de uma clivagem (xistosidade ou foliação) é o ângulo entre a direção do norte e a de sua linha horizontal situada na superfície de clivagem. O mergulho é o ângulo entre a superfície de clivagem e um plano horizontal imaginário, medido em um plano perpendicular à direção da clivagem. A clivagem ardosiana e a xistosidade são superfícies penetrativas da rocha, que são definidas pelo arranjo paralelo de folhas de mica. A distância entre as superfícies é microscópica e limitada apenas pelo tamanho dos grãos constituídos da rocha (Figura 1). Figura 1. (a) Presença de clivagem em mineral de quartzo. (b) Exemplo de xistosidade em rocha, em que se notam os traços com tendência de serem inclinados da esquerda para a direita da imagem. Fonte: Adaptada de (a) Geneamichaud (2006) e (b) USGS (1929). Foliação e clivagem2 A diferença entre clivagem ardosiana e xistosidade reside, portanto, apenas no grau de recristalização e na melhor ou na pior expressão dos minerais micáceos recristalizados. Na xistosidade, as micas são mais recristalizadas e facilmente visíveis a olho nu; na clivagem, são desenvolvidas de modo inci- piente a olho nu. Assim, a clivagem ardosiana é formada por uma infinidade de superfícies que penetram na rocha e nas quais existem palhetas (placas), em geral, submilimétricas de mica (ou outros filossilicatos) formadas por recristalização incipiente (GHOSH, 1993). A clivagem é chamada clivagem de fluxo ou xistosidade quando ocorre o aparecimento de outros minerais, além de mica, nas superfícies. Isso ocorro em virtudede um processo de recristalização mais avançado, de modo que o acamamento original da rocha desapareça ou seja mascarado pelo desenvol- vimento generalizado dessas novas superfícies. Na xistosidade verdadeira, suas superfícies penetram estendendo-se por todas as camadas constitutivas da unidade rochosa, atributo chamado de propriedade penetrativa. Quando a xistosidade exibe um desenvolvimento avançado, considerando metassedimentos, o acamamento original pode desaparecer por completo ou ser extremamente obliterado pela recristalização de minerais, tais como quartzo, filossilicatos, etc. Um olho bem treinado poderá perceber o acamamento, pois podem ser notadas faixas ou listras irregulares, até mesmo difusas, oblíquas à xistosidade. Se inspecionadas com atenção e, no caso de serem constatadas diferenças composicionais, essas características indicarão, com segurança, tratar-se de estratos, o que evidencia o acamamento. Em circunstancias mais favoráveis, é possível encontrar, de modo even- tual, alguns afloramentos da formação metassedimentar e de acamamento obliterado pela xistosidade, nos quais níveis conglomeráticos, microcon- glomeráticos ou com acamamentos gradacionais podem ser observados de maneira relativa à xistosidade, o que permite observar justamente o acamamento (KULLBERG, 1995). Se a clivagem ardosiana e a xistosidade constituem uma questão que de- manda certa complexidade, a foliação, além disso, torna-se mais complicada por ser uma estrutura planar que pode ser observada tanto em rochas ígneas quanto em metamórficas, ao passo que a clivagem ardosiana e a xistosidade só ocorrem em rochas metamórficas. 3Foliação e clivagem As diferentes estruturas megascópicas, como clivagem, xistosidade e foliação, podem ser claramente diferenciadas nos afloramentos e nas amostras de mão, não havendo razão para considerar essas estruturas sinônimas de uma mesma definição. Assim, podemos dizer que a foliação é a estrutura planar em rochas ígneas e me- tamórficas formada pelo arranjo de minerais tabulares, platiformes ou prismáticos, como micas, cloritas, anfibólios, piroxênios, feldspatos, etc., que se orientam seguindo planos paralelos penetrativos por toda a rocha. Esse arranjo pode ser conferido pelo agrupamento, mais ou menos pronunciado, de certos minerais que compõem a rocha em lentículas coplanares, em listras ou em bandas bem definidas ou difusas, com frequência muito ricas em algum mineral e contrastando, em geral, pela cor, por exemplo. O contraste de cor entre os agrupamentos minerais, como a biotita e o feldspato, tende a sublinhar a estrutura, especialmente quando forma bandas claras (quartzo-feldspáticas) alternadas com bandas escuras (biotíticas), como acontece com os gnaisses. Pode haver deformação sem haver metamorfismo, trazendo o uso da foliação como termo genérico e não exclusivamente genético. A foliação pode ter dois tipos, os quais (KULLBERG, 1995): foliação primária: forma-se durante a cristalização de um magma (formação da rocha), sendo pré-consolidada e ocorrendo apenas em rochas ígneas; foliação secundária: é de caráter deformacional, como, por exemplo, o bandamento em gnaisses, que se origina por metamorfismo de rochas preexistentes, como rochas ígneas já cristalizadas, sedimentares e metamórficas. As foliações são chamadas de estruturas tipo S, diferentemente das line- ações conhecidas como estruturas tipo L. Na Figura 2, são apresentados os padrões formados para a foliação do tipo L em comparação com a lineação do tipo S. Observe que a foliação exibe um padrão de superfície aleatório de grãos e de forma não estirada, mas o arranjo de camadas paralelas (horizon- tal) prevalece de forma lateral. Também é possível observar na Figura 2, a foliação e a lineação, que são duas terminologias distintas, mas, em geral, são encontradas se complementando nas mesmas rochas metamórficas, como veremos mais a frente. Foliação e clivagem4 Figura 2. Exemplos de (a) lineação e (b) foliação. A estratificação horizontal em toda a amostra é clara (c) e os minerais lineares alongados em toda a amostra se apresentam de maneira unidirecional (d). Fonte: Adaptada de Rubilar (1999). 2 Características das rochas foliadas As aplicações práticas da foliação são inúmeras, a foliação primária fornece excelentes dados sobre o modo de posicionamento de corpos magmáticos plutônicos e a sua forma além disso, permite que sejam obtidas informações sobre a estrutura de rochas efusivas e a direção de fl uxo de lavas. A foliação secundária, por exemplo, desenvolvida em metassedimentos dobrados, pode ter uma relação geométrica com as dobras, de maneira análoga às mantidas pela clivagem ardosiana e pela xistosidade. A foliação pode se originar por vários processos, um deles ocorre pela di- ferenciação e da precipitação gravitacional e da compactação dos minerais em uma câmara magmática (LEYSHON; LISLE, 1996). Durante o resfriamento do magma, os minerais que se cristalizam tendem a se acumular na parte inferior da câmara magmática, de acordo com a sua densidade (como olivina, piroxênio, feldspato) constituindo materiais de composição distinta. Os minerais tabulares e prismáticos têm a propensão de se precipitar e de serem compactados com suas faces planas orientadas segundo superfícies sucessivamente paralelas. Como resultado, podem se originar rochas com estrutura bandeada, exibindo uma foliação primária, tais como peridotitos, gabros, piroxenitos, anortositos, etc. 5Foliação e clivagem Em linhas gerais, em virtude de sua viscosidade, o escoamento de um magma obedece as leis de f luxo laminar dos líquidos, isto é, partículas elementares movem-se segundo lâminas paralelas que deslizam umas sobre as outras. Assim, durante o escoamento de um magma parcialmente cristalizado, seja em grandes profundidades, como em câmaras magmáticas, seja na superfície, sob a forma de lava, os cristais formados de maneira precoce, individualmente ou segregados, como os ferromagnesianos, os feldspatos, etc., podem se orientar durante o f luxo da massa líquida, tal como plaquetas retangulares de madeira se orientam quando lançadas em uma correnteza. Dessa maneira, os minerais planares e os prismáticos precocemente formados na massa magmática, terão sua posição deter- minada, segundo lâminas de f luxo, paralelamente uma às outras. Tal processo originará, após a consolidação da rocha, uma estrutura foliada. Inclusões de fragmentos de rochas preexistentes, como sedimentares, ígneas ou metamórficas, serão orientadas, de forma paralela entre si, o mesmo acontecendo com as segregações de minerais pré-formados. Se um setor da crosta é atingido por movimentos orogênicos, após a consolidação parcial de um magma, este poderá ser expelido de seu reservatório e injetado nas litologias encaixantes. Uma estrutura foliada pode ser estabelecida durante esse processo, mas os minerais orientados se mostrarão afetados pelos movimentos, exibindo alongamento e outros sinais de deformação. Assim, minerais como quartzo, feldspatos, piroxênicos, etc. podem se mostrar elipsoidais, cisalhados, granulados e parcialmente recristalizados. Durante o metamorfismo regional, pode-se desenvolver foliação resultante do processo deformacional da rocha preexistente associado a fenômenos de recristalização. Os minerais tendem a se orientar segundo o eixo principal máximo de deformação, seja por deformação plástica, seja em virtude do crescimento segundo essa direção, enquanto se recristalizam. Metamorfismo cataclástico gera estrutura marcadamente foliada nas rochas, resultando em milonitos, ultramilonitos, etc. Processos de segregação metamórfica, tais como o descrito para xistosidade, podem também imprimir uma estrutura foliada durante o metamorfismo. A foliação pode ser uma herança de rochas preexistentes, por exemplo, xistos que se transformaram em um gnaisse por extensiva feldspatização ocorrida durante o metamorfismo regional ao longo das superfíciesda Foliação e clivagem6 xistosidade. Por outro lado, durante a injeção de um magma em rochas encaixantes, as inclusões envolvidas podem ser parcialmente transformadas e recristalizadas e, por deformação, produzir faixas cisalhadas que se dispõem em bandas alternadas ricas e pobres em minerais escuros, como a biotita, por exemplo. De modo geral, uma rocha foliada não precisa se desplacar segundo os planos de foliação, ocorrendo comumente rochas foliadas que se mostram compactas (PASSCHIER; TROUW, 1996). Uma rocha desprovida de foliação, sem estrutura planar ou pouco perceptível, é designada como maciça (isótropa, homófona ou não foliada). Do ponto de vista prático, as rochas foliadas podem representar um grande problema do ponto de vista da engenharia. Esse problema é menos crítico em rochas ígneas e metamórficas de alto grau, considerando que as estruturas dessas rochas não governam tanto as propriedades de resistência da rocha; entretanto, a situação é mais crítica em rochas cuja foliação seja muito proeminente, como é o caso de ardósias, de filitos e de xistos finos. Muitas foliações têm uma estrutura caracterizada por domínios laminar a lenticular, que são volumes restritos e uniformes em relação a uma estrutura específica e que diferem quanto a volumes adjacentes. Os domínios de foliação são diferenciados por mudanças na orientação preferencial dos grãos minerais, na estrutura ou na composição. As foliações espaçadas são definidas por domínios com espaçamento de 10 μm ou mais. São categorizadas com base em quatro características: formato do domínio, espaçamento do domínio, características distintivas de domínios individuais, como composição mineral ou orientação preferida de grãos minerais e a proporção da rocha ocupada pelos diferentes tipos de domínios. Reconhecemos três categorias de foliação espaçada: foliações composicionais, disjuntivas e de crenulação. As foliações contínuas exibem uma estrutura mais fina, ou nenhuma estrutura pertencente a um domínio. O Quadro 1 apresenta a classificação morfológica esquemática das folia- ções e das clivagens. 7Foliação e clivagem Fonte: Adaptado de Twiss e Moores (1992). Foliação e clivagem Espaçada Composicional Difusa Bandada Disjuntiva Estiolítica Anastomosada Rugosa Suavizada Crenulação Zonal Discreta Contínua Fina Microcrenulação Microdisjuntiva Microcontínua Granular Quadro 1. Classificação morfológica esquemática das foliações e das clivagens Entre as rochas que mais se destacam por apresentarem boa foliação em ter- mos de observação, citam-se diversas variedades de gnaisses. Outras litologias que também exibem foliação são migmatitos, granitos, granodioritos, rochas máfica-ultramáficas (gabro, peridotitos, piroxenitos, rochas alcalinas, etc.). A foliação nos gnaisses (também chamada de bandamento) e nos grani- tos pode se manifestar de diversas maneiras, variando desde perfeitamente distinta até extremamente difusa ou esmaecida. Para rochas exclusivamente metamórficas, as rochas foliadas variam conforme o grau de metamorfismo. A foliação gnáissica ocorre em rochas de alto grau que são definidas por camadas composicionais metamórficas. São formadas a partir de condições de alta pressão e de alta temperatura (na forma original era uma rocha ígnea de granito). As camadas composicionais originais de uma rocha também podem ser direcionadas para uma nova orientação durante o metamorfismo. Nos estágios iniciais, uma nova foliação começa a se desenvolver na rocha como resultado do estresse de compressão em algum ângulo em relação ao fundamento original (MATTAUER, 1973). Foliação e clivagem8 A foliação gnáissica é caracterizada por seu aspecto de fitas difusas e irregulares, de riscos ou traços de material escuro que se destacam pelo contraste com a massa rochosa em que estão presentes, apresentando cor mais clara e quartzo-feldspática dominante. Um gnaisse desse tipo recebe o nome de gnaisse riscado (streaky gneiss). Outra variedade é quando a foliação é proporcionada pela alternância de camadas definidas de composição quartzo-feldspáticas dife- rentes, de cores claras, e biotíticas-anfibolíticas, originando um gnaisse listrado ou bandado, em que as listras podem variar de menos de 1 mm até quase 1 m de espessura. Quando a foliação na rocha é ressaltada por veios subparalelos ou ramificados de material pegmatítico, de forma descontínua ou irregular, injetados em um xisto preexistente, temos o chamado gnaisse venulado. Certos gnaisses revelam, entre os componentes estruturais, uma diferença em litologia e, como consequência, em cor praticamente imperceptível, resultando em um gnaisse nebulítico. Além desses exemplos, há ainda os granitos maciços, desprovidos de orientação planar de seus constituintes minerais e granodioritos, cujos minerais que os compõem encontram-se de maneira orientada pouco perceptível segundo um plano ideal, o que confere aos granitos uma foliação relativamente visível (Figura 3f) (PARK, 1997). Observe a Figura 3. Figura 3. (a) Gnaisse com estrutura planar conferida pelo arranjo dos constituintes minerais em listras alternadas, bastante difusas. (b) Gnaisse bandeado com foliação grosseiramente coincidente com o bandeamento. (c) Gnaisse kinzigítico com estrutura complexa. (d) Granito nebulítico em avançado estágio de homogeneização. (e) Tonalito com estrutura homófona porfiroide, com biotita. (f) Granodiorito discretamente foliado. Fonte: Adaptada de (a) Breck P. Kent/Shutterstock.com; (b) Gerry Bishop/Shutterstock.com; (c) Michael Chatt/Shutterstock.com; (d) Sunghorn/Shutterstock.com; (e) www.sandatlas.org/Shutterstock.com; (f) encikmohdfirdaus/Shutterstock.com. 9Foliação e clivagem O xisto (Figura 4a) é caracterizado por apresentar uma foliação tipica- mente de rochas de grau médio definida pelo alinhamento da mica meta- mórfica (minerais planares). Exibe lineações e foliações de forma conjunta. Pode apresentar alinhamento de cristais pretos (turmalina, por exemplo) paralelos um ao outro. Já a ardósia (Figura 4b) é uma rocha metamórfica foliada e granulada, que tem constituição física e química alterada (os grãos minerais mudam de direção) por meio da alteração do xisto ou da rocha a que deu origem (ígnea ou sedimentar) e pelo metamorfismo regional de baixo grau. Essa textura é causada pela orientação paralela dos grãos microscópicos. A rocha que possui essa textura é caracterizada por uma tendência à separação ao longo de planos paralelos. Esse recurso é uma propriedade conhecida como clivagem ardosiana e não deve ser confundida com a clivagem de um mineral, que está relacionada à estrutura atômica interna do mineral (PARK, 1997). A foliação milonítica (Figura 4c) está relacionada a camadas transpostas e a bandas gnáissicas, mas a distância entre os domínios de foliação é menor (em geral, na escala milimétrica ou centimétrica) relacionada às altas deformações envolvidas, como, por exemplo, o achatamento de elementos e de camadas finas. Essas foliações estão relacionadas às altas tensões envolvidas, que achatam os objetos e afinam as camadas. Pequenos boudins (Figura 4d) são estruturas que indicam deformação e podem estar presentes nessas rochas formadas durante o alongamento das camadas, que causou a sua separação. O filito (Figura 4e) é um tipo de rocha metamórfica foliada originada da ardósia que foi mais metamorfoseada, de modo que a mica de grão muito fino (não visível na ardósia) encontra uma orientação preferencial. Em um filito, as camadas são tão finas que são chama- das de laminações, assim como nas ardósias. Essa textura (filítica) é formada pelo arranjo paralelo de minerais planares, geralmente micas, que são pouco visíveis a olho nu. O paralelismo, com frequência, é sedoso ou crenulado. A predominância de minerais micáceos confere brilho às amostras de mão (PASSCHIER; TROUW, 1996). Foliação e clivagem10 Figura 4. Exemplos de rochas foliadas em função do tipo de estrutura. (a) Xisto,(b) ardósia, (c) foliação milonítica, (d) boudins, (e) filito. Fonte: Adaptada de (a) Rattachon Angmanee/Shutterstock.com; (b) Sakdinon Kadchiangsaen/Shutterstock.com; (c) www.sanda- tlas.org/Shutterstock.com; (d) Tyler Boyers/Shutterstock.com; (e) Woudloper (2008). Um protomilonito significa que a rocha só experimentou uma redução no tamanho do grão em menos de 50%. Além disso, é uma rocha milonítica produzida a partir de rochas metamorfoseadas por contato, com granulação devida a sobreposições que seguem as superfícies de contato entre a intrusão e a rocha. Os ultramilonitos são um tipo de milonito definido por porcentagem modal de grãos da matriz acima de 90%. Essa rocha é, em geral, dura, escura, de aparência muito fina a fina e, às vezes se assemelha à obsidiana. Já os blastomilonitos apresentam textura grosseira sem bandas tectônicas definidas e apresentam um aumento no tamanho de grão por recristalização (PARK, 1997). 11Foliação e clivagem 3 Desenvolvimento das clivagens Existem diversos tipos de clivagens, mas muitas delas podem ser simplifi cadas, a depender da aplicação que se deseja. Entre os principais tipos, podemos citar as clivagens de crenulação. Elas são formadas por marcas que se assemelham a rugas harmônicas ou a dobras, que se desenvolvem em uma foliação preexis- tente. A nova foliação atravessa a antiga e é defi nida por ambas as crenulações simétricas ou pelas crenulações assimétricas. A foliação antiga é preservada nos micrólitos, como charneiras de crenulações simétricas ou como um dos fl ancos das crenulações assimétricas. A largura do micrólito é comparável ao meio comprimento de onda ou ao comprimento de onda das crenulações. O padrão de orientação dos minerais planares no domínio da clivagem é a base para a subdivisão adicional das crenulações, que é a seguinte: Foliação de crenulação zonal — os minerais planares no novo domínio de clivagem são orientados em um pequeno ângulo em relação ao domínio e formam uma variação contínua de orientações dos minerais planares nos micrólitos. Os limites do micrólito são gradacionais. Em muitos casos, há uma diferença de composição entre domínios de clivagem e micrólitos, caracterizada por uma proporção maior de minerais planares nos domínios de clivagem do que nos micrólitos. Foliação de crenulação discreta — a orientação dos minerais planares nos novos domínios de clivagem é paralela aos domínios e discordante com as orientações dos minerais planares nos micrólitos. As crenulações são preservadas nos micrólitos. Os domínios de clivagem são geralmente estreitos e podem ou não corresponder a flancos de crenulações nos micrólitos. As diferenças na mineralogia entre os dois domínios são semelhantes às das foliações zonais. Todas as variações entre esses dois "extremos" da foliação da crenulação podem ser observadas. De fato, não é incomum encontrar as duas morfologias na mesma amostra. Vamos considerar uma amostra de ardósia (Figura 5a) e observar as diver- sas superfícies que ela apresenta. Repare que a maior parte das superfícies é relativamente lisa, e não se vê a olho nu, via de regra, a presença de minerais micáceos orientados. Essas superfícies lisas que dividem a rocha em que não há minerais visíveis a olho nu, são as juntas. Ao realizar uma fratura fresca na ardósia de modo a cortar alguns dos planos de juntas de forma mais ou menos transversal, é possível constatar que a fratura corta numerosas e minús- Foliação e clivagem12 culas superfícies (ou planos) de estreito espaçamento, em geral, milimétrico a submilimétrico, nas quais se verifica a presença de placas milimétricas de mica. Essas superfícies que penetram toda a rocha constituem as superfícies de clivagem ardosiana. A Figura 5b apresenta uma amostra de ardósia dobrada, em que a espessura da camada dobrada não se mantém a mesma, pelo contrário, ela é menor nos flancos e maior na charneira. Por que será que acontece esse fenômeno? O adelgaçamento da ardósia é provocado por movimento diferencial ao longo de um número infinito de superfícies de cisalhamento paralelas. Nas superfícies S1, nos flancos, elas cortam as superfícies de acamamento (S0) formando com elas um ângulo agudo, ao passo que, na charneira, ambos os conjuntos de superfície são aproximadamente perpendiculares entre si. Além disso, elas se dispõem sensivelmente paralelas ao plano axial das dobras. Entretanto, as superfícies S1 não se manifestam com a mesma nitidez em todos os estratos ou lâminas; naqueles de composição pelítico-arenosa, por exemplo, essas superfícies são claramente distinguíveis e nos estratos arenosos são pouco nítidas (PRICE; COSGROVE, 1990). Na parte superior da Figura 5c, podemos ver estratos arenosos dobrados por meio de um deslizamento flexural concêntrico, isto é, paralelo aos planos de acamamento. Esse fato é evidenciado pela presença tênue de níveis con- cêntricos de películas de material argiloso, no interior da camada arenosa, ao longo dos quais ocorreu o deslizamento. Quando o contato entre os dois estratos é nítido, percebe-se que o estrato arenoso deslizou ao longo dele, cortando de forma aguda as superfícies paralelas de cisalhamento que penetram nos estratos argilosos. Considere agora uma amostra de mica xisto semelhante à Figura 5d. Re- pare que, de forma diferente da ardósia, o xisto exibe uma granulação mais grosseira e se constitui predominantemente por minerais micáceos, o que pode ser distinguido facilmente a olho nu, assim como os demais constituintes. Verifique que existe um grau de orientação mineral preferencial, identificável por microscópio, estando as placas de mica dispostas com suas faces para- lelas definindo superfícies ou planos que são penetrativos por toda a rocha e paralelamente aos quais dispõem-se também os grãos de quartzo. Essas superfícies que contém as placas de mica de granulação bastante grosseira e que permitem a sua identificação a olho nu são as superfícies ou os planos de xistosidade (PRICE; COSGROVE, 1990). No xisto dobrado, as relações existentes entre o plano axial das dobras e a xistosidade são, não só quanto ao paralelismo, mas em todo o restante, semelhantes às observadas nas amostras de ardósia anteriormente descritas. 13Foliação e clivagem Figura 5. Exemplos de clivagens em rochas. Fonte: Adaptada de (a) tezzstock/Shutterstock.com; (b) Guillermo Guerao Serra/Shutterstock.com; (c) francesco de marco/Shutterstock.com; (d) Aninna/Shutterstock.com. Com base nas características descritas anteriormente, podemos concluir que, em virtude do plano axial de toda dobra ser sempre perpendicular à direção de esforço máximo e devido às superfícies de clivagem serem paralelas ao plano axial, elas se originaram pelo mesmo esforço que ocasionou aquele dobramento. Também, é possível concluir que a clivagem é independente da superfície de acamamento e da litologia envolvida e que as superfícies de clivagem contêm entre si delgadas lâminas (micrólitos) ou microfatias de rocha que se dispõem de forma paralela àquelas (RAMSAY; HUBER, 1983). A origem da clivagem e/ou da xistosidade é um tema sobre o qual existe muita polêmica, que advém sobretudo do fato de essas estruturas planares não constituírem um fenômeno simples e nem terem origem a partir de um único processo. Ao contrário, podem ser derivadas de numerosos processos e de espécies de movimentos combinados entre si de modalidades diversas (TWISS; MOORES, 1992). Quanto ao seu caráter cinemático, vários tipos de clivagem e de xisto- sidade análogos ou distintos podem comumente ser reconhecidos em uma única amostra ou afloramento. Esse fato impossibilita a elaboração de uma Foliação e clivagem14 teoria genética universal sobre tais estruturas planares assim como sobre seu significado tectônico. O que é certo, e os fatos de observação demonstram isso, é que a clivagem e a xistosidade constituem, nos terrenos metamórficos, estruturas de rumos conspícuos e persistentes mostrando seuvínculo íntimo com o campo tensional e o quadro de movimento prevalecente durante o metamorfismo. Existem ainda outros tipos de clivagem, apresentados a seguir. Clivagem de fratura — Desenvolve-se a partir de um processo de cisalhamento e dispõe-se segundo planos que se interceptam e fazem um ângulo teórico de 60° entre si, tendo como bissetriz o eixo máximo principal de tensão. Esse tipo de clivagem refere-se a uma variedade de foliações disjuntivas ou foliações de crenulação discretas. O termo tem sido aplicado com mais frequência a foliações disjuntivas nas quais o micrólito tem pouco ou nenhuma textura e os domínios de clivagem são fi nos e podem ter o aspecto superfi cial de um conjunto penetrante de fraturas, especialmente em superfícies intemperizadas. A expressão gera dúvidas porque as fraturas observadas são, em geral, estruturas secundárias que se formam ao longo de planos de foliação desenvolvidos anteriormente. Clivagem de transposição — É um fenômeno de cisalhamento, conhecido há anos como clivagem de cisalhamento. Desenvolve-se segundo as fraturas de cisalhamento relacionadas ao elipsoide de tensão, mas ocorrem diminutos deslocamentos ao longo dos seus planos. É consenso geral que os fatores que governam a orientação dos minerais são os seguintes: rotação dos grãos minerais planares e elipsoidais — quanto maior for a deformação, maior será a tendência dos minerais se disporem de forma perpendicular ao eixo mínimo de deformação; achatamento e alongamento dos grãos minerais — um grão de quartzo, por exemplo, originalmente esférico durante o metamorfismo, irá ser achatado e alongado sob condições de temperatura e pressão, em parte por recristalização e em parte por granulação; outro processo de modifi- cação de forma em cristais individuais ocorre por meio de deslocamentos nas malhas da rede cristalina; cristalização com faces cristalinas particulares normais ao eixo maior de tensão — os minerais, especialmente os placares ou os planares e prismáticos como micas, tendem a se comportar dessa forma. 15Foliação e clivagem Clivagem de acamamento (ou xistosidade) — Comum em alguns terrenos metamórfi cos, é desenvolvida a partir de várias causas, entre elas: dobramento isoclinal, falhamentos de empurrão, fl uxo paralelo ao acamamento, recrista- lização mimética e metamorfi smo de carga. O profissional que busca entender as características estruturais deve ter muito cuidado ao observar a xistosidade na sua medida, e ao concluir pelo paralelismo do acamamento e da xistosidade em vista de algumas razões (WILSON, 1982). Quando pelitos e psamitos interestratificados, como folhelhos e arenitos, são afetados por metamorfismo, pode ocorrer, de forma eventual, que os folhelhos, menos competentes e plásticos, sejam espremidos entre as superfícies de clivagem que interceptam obliquamente os arenitos. Como resultado, temos o bandamento ou o listramento de clivagem, em que as bandas variam de poucos milímetros a alguns centímetros. Em rochas sedimentares, há a clivagem disjuntiva, desenvolvida em rochas que foram submetidas à tensão diferencial tectônica sob condições metamórficas das fácies xisto-verde. É definida por uma matriz de elementos sub-paralelos de textura, chamados domínios de clivagem, nos quais a textura e a composição originais da rocha foram marcadamente modificados pelo processo de solução sob pressão. Sob condições severas de metamorfismo, os minerais claros e escuros tendem a se segregar em listras de cores respectivas, subcentimétricas a centimétricas, alternadas e dispostas de forma paralela à xistosidade, resultando no listramento ou no bandea- mento de segregação. Com frequência, o intemperismo, que age sobre superfícies de fraturas de cisalhamento ou de clivagem, pode provocar uma descoloração ao longo desses espaços de modo que o efeito geral é a rocha apresentar-se com listras claras (meteorizadas) alternadas com listras mais escuras (rocha não descorada), simulando um acamamento. Conclui-se que somente o exame cuidadoso, a experiência e a análise final de cada caso permitirão decidir, com segurança, a respeito da estrutura planar observada. É notória a aplicação das relações puramente geométricas da clivagem, da xistosidade e da foliação, especialmente das duas primeiras, no mapeamento e na resolução de problemas de geologia estrutural e de estratigrafia. Entretanto, existem limitações que se referem principalmente ao fato de ocorrerem diversos tipos dessas estruturas planares, que podem conduzir a erros o observador menos avisado. Foliação e clivagem16 DAVIS, G. H. Structural geology of rocks and regions. New York: Wiley, 1984. GENEAMICHAUD. Quartz clivé de Saint-Paul-la-Roche. 2006. Disponível em: https:// commons.wikimedia.org/wiki/File:Quartz_cliv%C3%A9_de_Saint-Paul-la-Roche.jpg. Acesso em: 27 maio 2020. GHOSH, S. K. Structural geology: fundamentals and modern developments. Oxford: Pergamon, 1993. KULLBERG, M. C. Geologia estrutural: apontamentos. Lisboa: Universidade de Lisboa, 1995. LEYSHON, P. R.; LISLE, R. J. Stereographic projection techniques in structural geology. Oxford: Butterworth/Heinemann, 1996. 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Acesso em: 27 maio 2020. Os links para sites da web fornecidos neste capítulo foram todos testados, e seu fun- cionamento foi comprovado no momento da publicação do material. No entanto, a rede é extremamente dinâmica; suas páginas estão constantemente mudando de local e conteúdo. Assim, os editores declaram não ter qualquer responsabilidade sobre qualidade, precisão ou integralidade das informações referidas em tais links. 17Foliação e clivagem Dica do professor Uma foliação é qualquer tipo de estrutura geológica plana ou curva de formação da textura de uma rocha metamórfica, mas também pode incluir camadas sedimentares ou camadas magmáticas. Uma rocha foliada mantém um alinhamento paralelo de certos minerais que são repetidamente dispostos em camadas. Nesta Dica do Professor, veja o processo de formação da foliação ao longo de distintos litotipos. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. https://fast.player.liquidplatform.com/pApiv2/embed/cee29914fad5b594d8f5918df1e801fd/acd55f0f420c367be05d833aebf0761a Exercícios 1) A textura de qualquer objeto é a relação geométrica entre partes constituintes regularmente repetitivas e distribuídas homogeneamente (forma e tamanho do grão, clastos, etc. nas rochas) em qualquer escala. Assim, as texturas da rocha refletem a composição, a mineralogia e vários processos pelos quais as rochas passaram. Com base no contexto apresentado, é possível dizer que a distinção entre clivagem e foliação é: A) A primeira está relacionada a processos ígneos e a segunda é exclusiva das rochas sedimentares. B) A primeira está relacionada a processos metamórficos e a segunda é exclusiva das mesmas rochas. C) A primeira está relacionada à possibilidade das rochas se partirem e a segunda a um paralelismo mineral.D) A primeira está relacionada a estruturas sedimentares e a segunda a processos metamórficos e ígneos. E) A primeira está relacionada ao comportamento mecânico das rochas e a segunda ao processo deformacional destas. 2) A textura primária é uma configuração de grão desenvolvida durante a deposição de sedimentos ou a formação de uma rocha magmática. Os materiais que envolvem grãos minerais e a orientação preferencial da forma dos seixos dos fenocristais de feldspato são exemplos de texturas primárias. Já as texturas secundárias refletem as condições de tensão e de deformação. Com base no contexto apresentado, é possível dizer que a diferença entre clivagem ardosiana e xistosidade é: A) a diferença no grau de recristalização e na melhor ou na pior expressão dos minerais micáceos recristalizados. B) que a clivagem ardosiana ocorre em rochas foliadas, como as ardósias, e a xistosidade é exclusiva de rochas xistosas. Carlos Henrique Realce Carlos Henrique Realce C) a diferença no grau de recristalização e na melhor ou na pior expressão dos minerais quartzosos recristalizados. D) que a clivagem ardosiana é proveniente da quebra mecânica em ardósias e filitos e a xistosidade é oriunda de deformação. E) a diferença no grau de metamorfismo e na melhor expressão dos minerais micáceos e quartzosos recristalizados. 3) Em rochas gnáissicas, os minerais são organizados em camadas que aparecem como faixas na seção transversal. A aparência de camadas denominadas faixas composicionais ocorre porque as camadas, ou faixas, são de composições diferentes. As bandas mais escuras têm relativamente mais minerais máficos (aqueles que contêm mais magnésio e ferro). As bandas mais leves contêm minerais relativamente mais félsicos. Com base no contexto apresentado, pode-se dizer que a melhor relação entre a foliação e o gnaisse, bem como suas características, pode ser assim descrita: A) O gnaisse é caracterizado por apresentar uma foliação tipicamente de rochas de grau médio definida pelo alinhamento da mica metamórfica (minerais planares). B) A foliação nos gnaisses e nos granitos pode se manifestar de diversas maneiras, variando de perfeitamente distinta a extremamente difusa ou esmaecida. C) O gnaisse é uma rocha metamórfica foliada e granulada que é fisicamente e quimicamente alterada (os grãos minerais mudam de direção) por meio da rocha original. D) O gnaisse é uma rocha metamórfica cujas foliações são relacionadas a camadas transpostas e bandas gnaíssicas, principalmente, sendo rochas de baixo grau. E) O gnaisse é um tipo de rocha metamórfica foliada originada da ardósia que foi mais metamorfoseada, rica em minerais micáceos, predominantemente, e de pouco quartzo. 4) Foliação é o termo geral que descreve o arranjo de qualquer tipo de superfície subparalela, com espaçamento estreito e baixa coesão, que não é estrato em rochas deformadas. Essas superfícies, geralmente espaçadas regularmente, conferem às rochas foliadas a facilidade de se dividirem em elementos planares semelhantes a folhas (folia = folha em latim), além de bandamentos. Com base no contexto apresentado, pode-se afirmar, sobre a clivagem de fratura, que: A) se desenvolve a partir de um processo de cisalhamento e se dispõe segundo planos que se interceptam. Carlos Henrique Realce Carlos Henrique Realce B) é simplesmente a clivagem ao longo de superfícies em que ocorreu algum deslocamento diferencial. C) ela corta a clivagem de fluxo ou a xistosidade, a interseção de ambas, provocando uma crenulação. D) é comum em alguns terrenos metamórficos e é desenvolvida a partir de várias causas, entre elas o dobramento isoclinal. E) é clivagem não penetrativa paralela à subparalela em planos axiais de crenulação superimposta a uma folhação metamórfica. 5) A cristalização de minerais metamórficos, a recristalização metamórfica de minerais antigos e a solução sob pressão podem criar de forma independente ou em conjunto uma nova "camada" geralmente áspera, definida por camadas alternadas de composição diferente e/ou tamanho de grão. Com efeito, o metamorfismo reorganiza os componentes químicos da rocha e produz novos minerais em novas orientações governadas pela tensão em evolução. As camadas composicionais e diferenciadas resultantes são visíveis como faixas distintas de cores claras e escuras na amostra manual. Camadas diferenciadas são encontradas em rochas metamórficas granulares de granulação média a grossa de todos os graus. Com base nesse contexto, podemos dizer, sobre a clivagem de fluxo: A) Representa o aparecimento de uma nova superfície devido a processo de recristalização mais avançado; também é conhecida como falsa clivagem. B) Representa o desaparecimento de uma antiga superfície devido a processo de recristalização mais avançado; também é conhecida como lineamento. C) Representa o aparecimento de uma nova superfície devido a processo de recristalização mais avançado; também é conhecida como lineamento. D) Representa o aparecimento de uma nova superfície devido a processo de recristalização mais avançado; também é conhecida como xistosidade. E) Representa o desaparecimento de uma antiga superfície devido a processo de recristalização mais avançado; também é conhecida como xistosidade. Carlos Henrique Realce Na prática A morfologia das foliações reflete os processos de formação dos corpos geológicos. Por exemplo, a foliação paralela ao bandamento pode refletir compactação, isto é, redução de volume devido à expulsão de poros de água de sedimentos frescos sob o peso crescente da carga de sobrecarga. Em níveis crustais mais profundos, a morfologia da foliação varia com o grau metamórfico (as condições de temperatura e de pressão durante o desenvolvimento da foliação), com a posição nas dobras e com o tipo e composição da rocha. A foliação é classificada por mecanismos de formação em dois tipos amplos e vários membros finais. Já a clivagem de rocha permite prontamente termos uma ideia do sentido de inclinação das estruturas de uma região. Assim, se o profissional constata em uma área a presença de uma clivagem vertical, ele imediatamente pode afirmar que as dobras existentes são simétricas ao plano axial vertical. Neste Na Prática, veja como é possível utilizar a presença de clivagens e de xistosidades para reconhecer estruturas, por exemplo, dobramentos. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. https://statics-marketplace.plataforma.grupoa.education/sagah/761feb8d-24e5-4be5-bb6c-0d701b37b008/b288a790-32a5-4842-a958-d9fa922e5fd3.jpg Saiba + Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto, veja abaixo as sugestões do professor: Medição de parâmetros de rocha com a bússola Neste vídeo, aprenda a usar essa importante ferramenta para determinar a direção e o mergulho de estruturas geológicas, entre elas os planos de foliação e de clivagem. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. Geologia de engenharia de rochas xistosas: os xistos negros da EN17 em Coimbra e os filitos de Vila Velha de Ródão Como se sabe, planos estruturais, como foliações, podem fornecer uma resistência menor às rochas que têm essas estruturas. Neste artigo, veja como a foliação da rocha pode representar um grande condicionante geotécnico para uma obra. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. Controle estrutural na lavra do Maciço Capão Bonito, SP, para utilização como rocha ornamental e para revestimento Nem sempre as estruturas, como foliações e clivagens, são elementos negativos. Elas podem auxiliar, por exemplo, o processo de desmonte de maciços rochosos. Neste artigo, observe como a presença de clivagens e foliações pode auxiliar o processo de extração de rochas ornamentais. https://www.youtube.com/embed/4hH7OhhgJN8 https://estudogeral.uc.pt/handle/10316/35231 Aponte a câmera para o código e acesse olink do conteúdo ou clique no código para acessar. http://www2.rc.unesp.br/eventos/geologia/tectonico2011/upload/simpgeo2009-0078-1-A-01.doc