Rochas: Classificação e Formação

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ROCHAS
Eduardo Silveira Bernardes
Outubro 2011
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O que são rochas
Em geologia, rocha é um agregado sólido que ocorre naturalmente e é constituído por um ou mais minerais.
As rochas podem ser classificadas de acordo com sua composição química, sua forma estrutural, ou sua textura, sendo mais comum classificá-las de acordo com os processos de sua formação. Pelas suas origens ou maneiras como foram formadas, as rochas são classificadas como ígneas, sedimentares, e metamórficas. 
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Mineralogia da rocha
A mineralogia é a proporção relativa dos minerais constituintes de uma rocha.
A textura é o termo que indica os tamanhos e as formas dos cristais e o modo como estão unidos.
A mineralogia e a textura de uma rocha determinam a origem geológica da rocha – onde e como foi formada.
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Ciclo das rochas
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Rochas ígneas
As rochas ígneas ou magmáticas formam-se pela cristalização do magma, uma massa de rocha fundida que se origina em profundidade na crosta e no manto. Aí as temperaturas alcançam 700°C ou mais, podendo atingir 1.200°C, que são necessários para fundir todas as rochas.
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Rochas magmáticas
Granito de coloração cinza
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Estrutura interna da rocha
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Transformações
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Rochas magmáticas
A formação das rochas ígneas ou magmáticas vem da consolidação devida ao resfriamento do magma, material derretido encontrado no interior da crosta ou em erupções vulcânicas. Quando se formam próximas à superfície são chamadas vulcânicas; no interior da crosta são chamadas intrusivas ou plutônicas.
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Curva sólidos - líquidos
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Rochas vulcânicas
Basalto: rocha magmática básica.
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Origem
As rochas magmáticas se originam da fusão de material pré-existente na crosta ou no manto
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Textura e profundidade
O tamanho dos cristais é uma característica simples que o geólogo pode facilmente distinguir no campo. A rocha de cristais grande foi formada em grandes profundidades, onde a temperatura se resfria de forma muito lenta permitindo o crescimento dos cristais. A textura de cristais pequenos está associada à superfície ou ao vulcanismo.
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Locais de cristalização
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Teor em sílica
As rochas magmáticas também podem ser classificadas quanto ao teor em SiO2.
Desse ponto de vista são divididas em dois tipos principais: ácidas e básicas.
O granito representa o tipo mais comum de rocha ácida, com teores de silica da ordem de 60%. O basalto representa o tipo mais comum de rocha básica.
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Teor em outros elementos
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Composição química
As rochas podem ser classificadas com base na sua composição química e mineralógica. Uma das mais antigas classificações de rochas ígneas baseia-se em uma simples análise química de seu teor de sílica (SiO2). A maioria das rochas apresenta teores que vão de 40% a 70% de sílica.
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Aspecto textural
Algumas rochas intrusivas e extrusivas têm composição química idêntica, diferindo apenas no seu aspecto textural. O basalto por exemplo é uma rocha vulcânica (cristais pequenos) formada a partir do mesmo magma que forma o gabro (cristais grandes), pois a análise química das duas resulta igual.
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Aspecto textural
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Principais minerais 
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Nomenclatura
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Rochas metamórficas
São rochas que resultam da transformação de outras rochas; as mudanças sofridas, tanto físicas quanto químicas, passam pela ação de agentes do metamorfismo. Os dois agentes fundamentais do metamorfismo são a pressão e a temperatura, associados ao tempo. Nesse processo formam-se novos minerais ou os antigos se recristalizam.
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Temperatura
Todos estamos habituados a perceber como a temperatura pode transformar os materiais. De modo similar as rochas modificam-se quando submetidas a altas temperaturas. Na crosta profunda da Terra, a dezenas de quilômetros de profundidade reinam temperaturas da ordem de 600° a 700°C, suficiente para transformar as rochas pré-existentes.
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Pressão
Em profundidade a pressão aumenta de maneira brutal de forma a reestruturar as ligações químicas dos elementos nos cristais, formando novos cristais, e uma nova textura. A pressão direcional pode orientar todos os cristais de uma rocha numa única direção, formando um aspecto movimentado (alinhado). O resultado são as rochas metamórfica orientadas.
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Arenito para quartzito
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Diagrama P/T
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Argilominerais
As argilas formam um dos minerais mais comuns na superfície da Terra, devido à sua estabilidade nessas condições. Apresentam muitas moléculas de água na sua estrutura, aprisionadas entre as suas camadas de silicatos. Durante o metamorfismo essa água se perde à medida que as argilas se transformam em micas, um novo mineral sem água na estrutura.
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Ardósia – Baixo grau
Baixo grau de metamorfismo a partir de rocha argilosa
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Biotita-Xisto – grau médio
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Minerais orientados
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Gnaisse – Alto grau
Rocha metamórfica de alto grau. Bandamento.
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Mármore
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Fluidos
As transformações mineralógicas que ocorrem durante o metamorfismo se desenvolvem no estado sólido. No entanto a presença de água pode ser observada pela presença de minerais hidratados (micas, anfibólio, cloritas).
A pressão dos fluidos pode fraturar a rocha e esses ocupam as fraturas.
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Os principais tipos
Os gnaisses são originados do metamorfismo de rochas sedimentares com areia e argila ou de granitos.
O mármore é resultado do metamorfismo de calcários.
O xisto e a ardósia resultam da transformação de rochas argilosas.
O quartzito tem origem nos arenitos.
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Tempo
Em geral a velocidade com que ocorrem as mudanças proporcionadas pelo metamorfismo são muito lentas implicando períodos de milhões de anos (10 a 50 Ma)
Essas mudanças podem ser redirecionadas por condições finais de mais baixo grau de metamorfismo, também conhecido por retrógrado.
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Linha P/T e tempo
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Metamorfismo regional
O metamorfismo regional, o tipo de metamorfismo mais comum, ocorre quando alta temperatura e pressão são impostas a grandes partes da crosta. O metamorfismo regional é uma feição característica de um ambiente tectônico de placas convergentes. Ele ocorre no núcleo de cadeias de montanhas, produzidas durante a colisão de continentes.
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Metamorfismo regional
Desenvolve-se em extensas regiões e alcança níveis profundos da crosta, relacionado a cinturões orogênicos nos limites das placas convergentes. Os protolitos são fortemente deformados (dobrados e falhados).
Formam novas assembléias de minerais estáveis nas novas condições.
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Metamorfismo regional
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Soerguimento posterior
Durante o metamorfismo regional, as rochas serão transportadas para profundidades significativas da crosta, somente sendo exumadas quando de um subseqüente soerguimento e erosão na superfície terrestre. No entanto as transformações sofridas durante o metamorfismo permanecem na rocha sendo um indicador das condições pelas quais passaram.
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Metamorfismo de contato
As intrusões ígneas metamorfizam as rochas imediatamente circundantes, propagando seu calor para fora, o qual submete os minerais da rocha hospedeira a novas condições. Esse tipo de transformação afeta apenas uma estreita região das rochas encaixantes ao longo do contato, sendo essa sua diferença do metamorfismo regional.
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Metamorfismo de contato
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Fácies metamórfica
Alguns minerais definem o grau metamórfico ao qual a rocha foi submetida. Isso foi observado em rochas com as mesmas características químicas que formaram diferentes tipos de rochas na forma de longas faixas no terreno, como foi estudado na Inglaterra.
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Mapa das faixas de rochas
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Texturas metamórficas
O metamorfismo imprime novas texturas nas rochas que altera. A textura da rocha metamórfica é determinada pelo tamanho, forma e arranjo dos cristais constituintes. Algumas texturas dependem dos tipos de materiais formados, como a mica, que é um mineral placóide. A variação no tamanho dos minerais também é importante.
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Foliação e clivagem
A feição textural mais proeminente das rochas no metamorfismo regional é a foliação, um conjunto de superfícies paralelas, planas ou onduladas, produzidas pela deformação. A forma mais comum de foliação é vista na ardósia, que é partida ao longo de planos paralelos como se fossem folhas delgadas, designada clivagem.
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Bandamento do gnaisse
Uma foliação mais espessa é mostrada pelos gnaisses de alto grau metamórfico, que são rochas de coloração clara, com bandas espessas de minerais claros e escuros segregados na rocha. O bandamento resulta da segregação de minerais claros (quartzo e feldspato) de minerais escuros (anfibólio e micas), numa textura de granulação grossa.
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Rochas não orientadas
As rochas granoblásticas são compostas por cristais que cresceram de forma equidimensional, como cubos e esferas, ao invés de formas alongadas. Entre as rochas granoblásticas mais comuns estão o mármore e o quartzito. O mármore é o produto da ação do metamorfismo sobre rochas originalmente calcárias.
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Rochas sedimentares
A maior parta da superfície terrestre é coberta de sedimentos. As rochas sedimentares foram uma vez sedimentos e, por isso, são o registro das condições da superfície terrestre da época e do lugar onde foram depositados. Por exemplo o Monte Everest é composto de calcários fossíliferos, o que indica que fez parte do assoalho de um oceano.
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Análise ambiental
O mesmo tipo de análise utilizado para se fazer inferências sobre as formações rochosas do topo do Monte Everest aplica-se da mesma forma para antigas linhas de costa, montanhas, planícies, desertos e pântanos de outras regiões. Numa certa área, um arenito pode representar um tempo onde as areias de praia se acumularam para formá-lo.
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Ciclo das rochas
Os sedimentos e as rochas sedimentares formadas a partir destes são produzidos durante os estágios de superfície do ciclo das rochas: intemperismo, erosão, transporte, deposição, soterramento e diagênese. Formam-se depois que as rochas formadas no interior da crosta ficam expostas na superfície devido à tectônica e antes de retornarem para níveis mais profundos.
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Intemperismo e erosão
O intemperismo e a erosão resultam da interação da crosta sólida com os oceanos e a atmosfera. Num situação típica o intemperismo e a erosão podem aumentar com a intensificação das chuvas em um ambiente de clima quente. O desgaste das rochas é favorecido pelos agentes do intemperismo como água e ácidos orgânicos.
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Transporte e deposição
As correntes de vento e de água transportam as partículas (os sedimentos) para novos lugares morro abaixo ou a juzante. A deposição (ou sedimentação) se dá quando o vento se aquieta, as correntes de água se desaceleram, em locais propícios como num lago ou no oceano. No deserto há locais de deposição de areia.
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Soterramento e diagênse
À medida que as camadas de sedimentos se acumulam, o material anteriormente depositado é compactado e então soterrado na crosta terrestre. A continuidade desse processo pode gerar dezenas a centenas de metros de camadas de sedimentos. A diagênese refere-se às mudanças físicas e químicas que transformam sedimentos em rocha.
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Sedimentos clásticos
As partículas clásticas são fragmentos de rocha fisicamente transportados e produzidos pelo intemperismo de rochas preexistentes. Os sedimentos clásticos são acumulações de partículas clásticas. Essas partículas variam em tamanho, desde matacão e seixo, até areia, silte e argila.
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Sedimentos químicos
Os produtos dissolvidos pelo intemperismo são íons ou moléculas em solução nas águas dos rios, lagos e oceanos. Essas substâncias são precipitadas através de reações químicas e bioquímicas. Os sedimentos químicos formam-se no próprio local de deposição, geralmente na água do mar.
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Estruturas sedimentares
Todos os tipos de acamamento e muitas outras superfícies formadas durante a deposição são chamadas de estruturas sedimentares. O acamamento ou estratificação é a feição mais comum mas também podem ocorrer estratificação cruzada, marcas onduladas, estratificação gradacional e outras que são indícios das condições reinantes no meio.