Geologia de Engenharia 1 - Área 2 - Rocha Metamórfica

Prévia do material em texto

Geologia de Engenharia I
Rochas Metamórficas
Sumário
• Principais Conceitos
• Agentes de Metamorfismo
• Tipos
Perguntas que a aula vai responder
• O que é metamorfismo ?
• Quais as causas do metamorfismo ?
• Quais são os diferentes tipos de metamorfismo ?
• Qual é o aspecto da rocha metamórfica ?
• Como os minerais presentes nas rochas metamórficas
podem indicar a que profundidade foram formados ?
Arenito Quartzito
Antigos estratos
Metamorfismo
Meta = mudança
Morfos = forma
Metamorfismo
• Conceito:
– Alterações na composição mineralógica, composição
química, textura e na estrutura de rocha pré-existente
(RI, RS ,RM).
– Ocorre em Estado sólido;
– Agentes (Pressão, Temperatura, Fluidos, Tempo)
– Minerais recristalizam
– Rocha fica + densa;
– Original (Protolito) Final (R. Metamórfica)
Metamorfismo
Diagênese METAMORFISMO Fusão
Até 200 oC de 200 oC a 800 C + 800 C
Até 300 MPa + 300 MPa (3 kbar)
Estado
Sólido Sólido Líquido
Rocha
Sedimentar Metamórfica Ígnea
Aprox.700/800 oC +700/800 oC
• Metamorfismo Isoquímico
– Alteração em sistema fechado, sem ganhos / 
perdas de constituintes químicos
• Metamorfismo Metassomático
– Rocha sofre mudança química – alteração com 
injeção de água (solvente universal)
Metamorfismo
Processos Físico-Químicos
Agentes do Metamorfismo
 Temperatura
 Pressão
 Fluidos – Soluções Hidrotermais
 Tempo
Temperatura
Com aumento da profundidade, ocorre + T
• Calor residual do manto / núcleo
(Grau Geotérmico): 5 a 60 oC / por km
• Desintegração radioativa de rochas
• Tectônica global = proximidade de corpos intrusivos
• Contato - reações químicas / geração de calor
Pressão
Com o aumento da profundidade ocorre + P
• Tipos
– Pressão Litostática
• Atua de forma uniforme;
– Pressão Dirigida
• Atua de forma vetorial produzindo tensões e 
deformações
Pressão Dirigida (vetorial)
Pressão Dirigida (vetorial)
Pressão Dirigida (vetorial)
Consequências do aumento da pressão 
• Diminuição da porosidade
• Expulsão de gás - liquidos
• Redução de volume
• Aparecimento de minerais
• anidros
• de formato alongado / Lamelares - Foliação.
Foliação:
Latim: folia, significa: folhas
Grau de Metamorfismo
+ H2O - H2O
Fluidos ou Soluções Hidrotermais
Pode ocorrer passagem de fluidos intergranulares percolantes
(H2O, CO2, Cl, S, O2, sais e outros...)
• Abre fraturas / formação de VEIOS
• Transportam + calor / + transformações...
Tempo
• Processos metamórficos são muito lentos
mínimo de 5.000.000 de anos 
Tipos de Metamorfismo
• Desenvolve-se em diversos ambientes
• Extensões variáveis
– mm até milhares de km
– Profundidade:
• até a base da crosta ?
Metamorfismo
• Classificado em “cenários”
• Fatores importantes:
– parâmetros físicos envolvidos
– mecanismo de geração
– localização e extensão
• Metamorfismo Regional
• Metamorfismo de Contato (Termal)
• Metamorfismo Dinâmico (Cataclástico)
• Metamorfismo de Soterramento
• Metamorfismo Hidrotermal
• Metamorfismo de Fundo oceânico
Tipos de Metamorfismos
Metamorfismo Regional
• Desenvolve-se em grandes regiões – Montanhas
• Relação com processo de “criação” de Montanhas 
(Orogenia)
• Alcança níveis profundos no contato de placas
• Próximo de placas convergentes (Subducção)
• Transformações metamórficas pela ação de T + P
• Rochas fisicamente alteradas (Dobras e Falhas)
Metamorfismo Regional
Metamorfismo Regional
Metamorfismo Regional
Metamorfismo Regional
Metamorfismo de médio grau (10 – 20 Km)
Profundidade 5 – 10 Km o basalto vira Xisto verde; Xisto vira Filito
Metamorfismo de baixo grau
Metamorfismo de médio grau (20 – 40 Km)
Metamorfismo 20 – 40 Km
Metamorfismo Regional
Metamorfismo Regional
Metamorfismo Regional
Metamorfismo Regional
Minerais índices
Metamorfismo de contato
• Quando a crosta é atingida pelo magma as rochas próximas 
são aquecidas.
• As rochas que são aquecidas sofrem metamorfismo.
Metamorfismo de Contato (ou Termal)
• Rochas antigas são tocadas por intrusões 
magmáticas
• Calor gerado pelo magma intrusivo
• Forma auréolas de metamorfismo
• Rocha resultante é chamada de Hornfels
Hornfels 
– Rocha é “ cozida”
– Não tem foliação !
(silicato)
(pirox.)
(silicato)
(silicato)
(silicato)
Auréolas de metamorfismo
Tamanho da Auréola depende:
– do tamanho do corpo intrusivo
– do tipo de magma
– do grau geotérmico
– da rocha encaixante (propriedades)
Ocorre zoneamento mineralógico:
– Auréola próxima ao corpo intrusivo: 
• minerais anidros / T alta / Ex. forma granadas
– Auréola distante: 
• minerais hidratados / T baixa / Ex. forma micas
Basalto injetado Mármore (novo) Calcário (velho)
Metamorfismo Dinâmico (Cataclástico)
Desenvolve-se em longas faixas ou Zonas de Falhas
• Tipos
– Cisalhamento
– Transcorrente;
• Pressões dirigidas causam:
– movimentações e deformações
– dobramento
– quebra e moagem de minerais
– Intensa cominuição de minerais
• Rochas com microbandamentos / laminações, chamadas milonitos 
(parcialmente fundido)
Pressão dirigida
(Rocha sedimentar estratificada)
Pressão dirigida
(Rocha sedimentar estratificada)
Gnaisse
dobras
Metamorfismo Dinâmico (Cataclástico)
Metamorfismo Dinâmico (Cataclástico)
Metamorfismo Dinâmico (Cataclástico)
Ex. Milonito
• Parte funde
• Rocha de granulação fina
• Minerais deformados
• Minerais recristalizam ou se 
tornam dúcteis
• Protolito pode ser qualquer rocha
ou mineral 
Zonas superficiais (até 5 Km)
• Menor T
• Deformação frágil
• Fragmentação
• Pulverização de minerais
Zonas profundas
• Maior T
• Deformação dúctil
• Estiramento mineral
• Recristalização
• Hidratação se houver presença de fluidos;
Metamorfismo de Soterramento
• Ocorre em grandes bacias sedimentares
• Subsidência : pressão devido ao soterramento de 
grandes camadas de rochas
• Foliação horizontal paralela aos planos de 
estratificação
• Recristalização de novos minerais sob influência de 
fluidos intergranulares (principalmente das Rochas 
Sedimentares)
Metamorfismo Hidrotermal
Hydros : água / thermos : calor
• Percolação de água/fluido muito quente ao longo de fraturas e 
espaços intergranulares nas rochas (Composição do fluido é 
variável)
• Água do mar, subterrânea, “geysers”, etc...
• Minerais recristalizam em novos
• Trocas iônicas (reações químicas) entre fluidos canalizados nas 
fraturas e rochas encaixantes
• Os fluidos carregam soluções hidrotermais / pedaços de rochas
e depois depositam, ou precipitam por reações químicas, em 
locais favoráveis (fraturas , chamadas posteriormente de 
VEIOS).
• Ex: 
– Esteatito / Talco / Mg3Si4O10(OH)2
• Ex: OURO
Encontrado em fraturas / veios de quartzo
Teoria da origem do Au: 
• Poderia ser transportado pelas fraturas até fluido cristalizar 
, cristalizando junto o ouro que estava em solução
• Poderia ser também prata, chumbo, cobre, estanho, 
tungstenio, molibdênio, etc...
Metamorfismo de Fundo Oceânico
• Rifts das Cadeias Meso Oceânicas
• Crosta recém formada / quente interage com água fria
• Água aquecida carregando íons dissolvidos percola nas rochas, 
removendo ou precipitando elementos e promovendo reações 
químicas. 
Fácies Metamórfica• O gradiente geotérmico descreve as variações 
de temperatura em profundidade.
• Os ambientes geológicos são caracterizados 
conforme o gradiente geotérmico.
• As rochas que sofrem metamorfismo com 
condições semelhantes de pressão e 
temperatura pertencem a mesma fácies 
metamórfica.
Resumo
• A maioria dos minerais na natureza são estáveis ao longo de 
intervalos de temperatura e pressão.
• Podem ocorrer reações químicas entre os minerais quando 
ocorre variação de temperatura e pressão.
• Forma-se novos minerais durante essas reações.
• A rocha sofre “metamorfismo”.
• Matamorfismo regional - Quando grandes segmentos da crosta 
sofrem metamorfismo. Exemplo: Nas zonas de subducção.
Ação de Fluídos e deformações
• A introdução de fluídos e deformações igualmente podem 
causar metamorfismo das rochas.
• Quando se introduzem fluídos nas rochas podem ocorrer 
reações químicas entre os minerais e esses fluídos.
• A água e o CO2 são os fluídos mais comuns na crosta.