Rochas Metamórficas (Gênese e Mineralogia)

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INSTITUTO FEDERAL DO SUDESTE DE MINAS GERAIS
ENGENHARIA AGRONÔMICA
Laís Resende
Juscileia Vieira
Maria Ângela
Mariana Teixeira
Marina Lôbo
Thais Moraes
ROCHAS METAMÓRFICAS
Barbacena - MG
2016
Laís Resende
Juscileia Vieira
Maria Ângela
Mariana Teixeira
Marina Lôbo
Thais Moraes
ROCHAS METAMÓRFICAS
O trabalho tem como objetivo, apresentar as
rochas metamórficas, tais como suas classi-
ficações e importância no planeta. Palavras-
chave: Intemperismo; Rocha metamórfica;
Placa tectônica; Mineral.
Professor(a): Marcelo Zózimo
Disciplina: Gênese e Mineralogia
Barbacena - MG
2016
Sumário
1 Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2 Desenvolvimento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.1 Os agentes do metamorfismo: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.1.1 Calor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.1.2 Pressão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.1.3 Atividade do fluido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.2 Os três tipos de metamorfismo: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.2.1 Metamorfismo de Contato . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2.2.2 Metamorfismo Dinâmico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.2.3 Metamorfismo Regional . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.3 Classificação das rochas: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.3.1 Rochas não foliadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.3.2 Rochas foliadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
3 Comentário . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
4 Conclusão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
5 Referências Bibliográficas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
3
1 Introdução
Rochas metamórficas (do grupo meta, “mudança” e morfo, “formato) são o
terceiro maior grupo de rochas. Elas são resultantes do metamorfismo ou de transfor-
mações de outras rochas pré-existentes, sejam elas ígneas, sedimentares ou mesmo
outras metamórficas. São caracterizadas por uma metamorfose, ou seja, não existe
perda na sua natureza, porque não há destruição da rocha. O processo geológico
responsável por sua formação é denominado metamorfismo, processo este que pode
levar a rocha sofrer alterações físicas, como crescimento de cristais, ocasionando
novas texturas; pode levar a alterações químicas mais intensas, como o surgimento de
novos minerais, ou finalmente pode levar a alterações profundas, como aparecimento
de novas texturas e novos minerais, pela atuação conjunta de alterações físicas e
químicas.
Durante o metamorfismo, as rochas são sujeitas a calor, pressão e atividade dos
fluidos para mudar sua composição mineral e/ou sua textura, formando, assim, novas
rochas. Essas transformações ocorrem em estado sólido, e o tipo de rocha metamórfica
formada depende:
1) Da composição e da textura originais da rocha;
2) Dos agentes do metamorfismo;
3) Da quantidade de tempo que a rocha parental foi submetida aos efeitos do
metamorfismo.
As rochas metamórficas dominam os antigos núcleos de todos os continentes,
mostrando-nos que os processos metamórficos têm sido as forças significativas que
moldam o nosso planeta.
Elas ocupam posição destacada nos afloramentos importantes que aparecem no
território brasileiro e são encontradas em grande quantidade. O estudo destas rochas
é difícil devido à complexidade apresentada pelo conjunto de seus representantes,
em virtude dos múltiplos agentes que influem no metamorfismo, como temperatura,
pressão e atuação de fluidos.
A diferenciação dessas rochas dá-se pelo grau de metamorfismo. Por exemplo,
a partir de uma rocha de origem do tipo silito ou argilito, pode-se originar ardósia que é
uma rocha de intemperismo brando, ou o filito uma rocha de intemperismo intermediário,
ou ainda o micaxisto, uma rocha de intemperismo intenso.
Capítulo 1. Introdução 4
Dentro das classes químicas, os principais exemplos de rochas metamórficas
passam a depender também da espécie e do grau de metamorfismo. A seguir, a
classificação e os mais importantes exemplos:
Figura 1 – TIpos de rochas metamórficas
As rochas sofrem intemperismo em diferentes velocidades e sua variação de
resistência depende de certas características, ou atritos, que as tornam mais ou menos
susceptíveis aos ataques intempéricos. Atributos importantes na susceptibilidade das
rochas ao intemperismo são: composição mineralógica, cor, textura e estrutura.
5
2 Desenvolvimento
2.1 Os agentes do metamorfismo:
Os três agentes do metamorfismo são o calor, a pressão e a atividade do fluido.
Durante o metamorfismo, a rocha original sofre mudanças para atingir o equilíbrio
com seu novo ambiente. As mudanças podem resultar na formação de novos minerais
e/ou uma mudança na textura da rocha pela reorientação dos minerais originais. Em
alguns casos, as mudanças são menores, e as características da rocha original podem
ainda ser reconhecidas. Em outros casos, a rocha muda tanto que a sua identidade
petrográfica original só pode ser determinada com grande dificuldade, isto é, se for
determinada. Além do calor, pressão e atividade fluida, o tempo também é importante
para o processo metamórfico. Reações químicas se processam em ritmos diferentes
e, assim, requerem diferentes quantidades de tempo para se completar. As reações
que envolvem silicatos são particularmente lentas e, em razão de a maioria das rochas
metamórficas serem compostas de silicatos, considerando-se que o metamorfismo é
um processo geológico de longa duração.
2.1.1 Calor
É um agente importante do metamorfismo porque aumenta a velocidade das
reações químicas que podem produzir minerais diferentes daqueles das rochas ori-
ginais. Ele pode vir dos magmas intrusivos ou extrusivos e até resultar de rochas
profundamente enterradas na crosta, tal como ocorre durante a subducção ao longo do
limite convergente de placa.
Quando as rochas são intrudidas por corpos magmáticos, ficam sujeitas ao intenso
calor do corpo intrusivo. O aquecimento mais intenso ocorre, normalmente, adjacente
ao corpo magmático e, gradualmente, decresce com a distância da intrusão. O zone-
amento metamórfico que se forma na rocha encaixante adjacente a um corpo ígneo
intrusivo é característico e fácil de ser reconhecido por causa das modificações texturais
e mineralógicas que lhe são impressas.
2.1.2 Pressão
Quando as rochas são enterradas, elas ficam sujeitas a uma pressão litostática
crescente. Essa pressão que resulta do peso das rochas sobrepostas é aplicada
igualmente em todas as direções. À medida que as rochas são submetidas à pressão
litostática em profundidades crescentes, os grãos minerais dentro da rocha podem
tornar-se mais compactados. Sobre essas condições, os minerais podem recristalizar-
Capítulo 2. Desenvolvimento 6
se, isto é, eles podem formar minerais menores e mais densos. Mas, sobre outras
condições, os grãos minerais isolados podem sofrer recristalização e formarem cristais
maiores, conhecidos como por porfiroblastos. Com a pressão litostática resultante do
soterramento, as rochas podem também sofrer pressão diferencial. Nesse caso, as
pressões não são iguais em todos os lados, e a rocha é consequentemente distorcida.
Pressões diferenciais ocorrem normalmente durante a deformação associada com a
formação de montanhas e pode produzir texturas e formações metamórficas distintas.
2.1.3 Atividade do fluido
Em quase toda região de metamorfismo, a água e o dióxido de carbono (CO2)
estão presentes em quantidades variadas ao longo das fronteiras dos grãos minerais
ou na porosidade das rochas. Esses fluidos, que podem conter íons em solução,
aceleram o metamorfismo pelo incremento na velocidade das reaçõesquímicas. Sob
condições secas, a maior parte dos minerais reage muito lentamente. Mas, mesmo
quando uma quantidade pequena de fluido é introduzida no sistema, a velocidade da
reação aumenta. Isso porque os íons podem mover-se mais rapidamente através do
fluido e, portanto, acelerar as reações químicas e a formação de novos minerais.
A reação seguinte é um bom exemplo de como novos minerais podem ser
formados pela atividade do fluido. Aqui, a água do mar movendo-se através de rocha
basáltica quente da crosta oceânica transforma a olivina em serpentina, um mineral
metamórfico:
2Mg2 SiO4 + 2H2O Mg3 Si2O5 (OH)4 + MgO
Os fluidos quimicamente ativos, que são importantes no metamorfismo, vêm
de três fontes. A primeira é a água capturada na porosidade das rochas sedimentares
quando elas se formam. A segunda é um fluido volátil dentro do magma. A terceira fonte
é a desidratação de minerais que carregam água, tais como a gipsita (CaSO4|2H2O) e
algumas argilas.
2.2 Os três tipos de metamorfismo:
São reconhecidos três grandes tipos de metamorfismo:
1) Metamorfismo de contato, no qual o calor magmático e os fluidos agem para
produzir mudança na rocha encaixante;
2) Metamorfismo dinâmico, que é, principalmente, o resultado de altas pressões
diferenciais associadas com intensa deformação;
3) Metamorfismo regional, que ocorre dentro de uma grande área e é causado
principalmente pelas forças que geram as montanhas.
Capítulo 2. Desenvolvimento 7
2.2.1 Metamorfismo de Contato
O metamorfismo de contato ocorre quando um corpo de magma modifica a
rocha encaixante. A pouca, causando uma alteração termal. Em seguida, a liberação
de fluidos quentes na rocha encaixante, pelo resfriamento da intrusão, pode ajudar na
formação de novos minerais.
Importantes fatores no metamorfismo de contato são a temperatura inicial e
o tamanho da intrusão, assim como o conteúdo do fluido magmático e/ou a rocha
encaixante. A temperatura inicial de uma intrusão é controlada, em parte, pela sua
composição. Magmas mórficos são mais quentes que os magmas félsicos e, portanto,
possuem um efeito termal maior sobre as rochas encaixantes. O tamanho da intrusão
é também importante. Normalmente, no caso de pequenas intrusões como diques e
soleiras, apenas as rochas em contato direto com a intrusão são afetadas. Em razão
de as grandes intrusões, tais como batólitos, levarem um grande tempo para resfriar, o
aumento da temperatura na rocha encaixante pode durar tempo suficiente para que
uma área mais ampla seja afetada.
As temperaturas adjacentes à intrusão podem aproximar-se de 900ºC, mas
elas gradualmente decrescem com a distância. Os efeitos térmicos e as reações
químicas resultantes ocorrem, normalmente, em zonas concêntricas conhecidas como
auréolas metamórficas. O limite entre uma intrusão e sua auréola pode ser abrupto ou
transicional.
Pode depender diretamente do tamanho, temperatura e composição da intrusão,
assim com a mineralogia da rocha encaixante circundante, as auréolas metamórficas
têm larguras variáveis. Comumente, os grandes corpos intrusivos possuem várias zonas
metamórficas, cada zona caracterizada pelos conjuntos minerais distintos, indicando o
decréscimo da temperatura com a distância da intrusão. A zona mais próxima da intru-
são e, por tanto, sujeita às maiores temperaturas, pode conter minerais metamórficos
de alta temperatura (isto é, minerais em equilíbrio com o ambiente de temperaturas
mais altas), tais como sillimanita. A zona externa pode ser caracterizada pelos minerais
metamórficos de temperaturas mais baixas, tais como a clorita, o talco e o epídoto.
O metamorfismo de contato pode resultar não somente de intrusões ígneas,
mas também de fluxo de lava. Nesse caso, a lava fluindo sobre a terra pode alterar
termicamente as rochas subjacentes. Embora seja fácil reconhecer um fluxo de lava
recente e o resultante metamorfismo de contato das rochas abaixo dele, nem sempre é
obvio se um corpo ígneo é intrusivo ou extrusivo em um afloramento de rochas onde
as sedimentares ocorrem acima e abaixo do corpo ígneo. Reconhecer quais unidades
de rocha sedimentar foi metamorfizadas torna possível aos geólogos determinarem se
o corpo ígneo é intrusivo (tal como a soleira e o dique) ou extrusivo (fluxo de lava). Tal
Capítulo 2. Desenvolvimento 8
determinação é crítica na reconstrução da historia geológica de uma área e pode ser
também importante implicação econômica.
Os fluidos também desempenham um papel importante no metamorfismo de contato.
Muitos magmas são úmidos e contem fluidos quentes e quimicamente ativos, que
podem permear a rocha de novos minerais. Além disso, a rocha encaixante pode
conter fluidos nos poros que quando aquecidos pelo magma também contribuem para
aumentar a velocidade da reação. A formação de novos minerais pelo metamorfismo de
contato não depende somente da proximidade da intrusão, mas também da composição
da rocha encaixante. Folhelhos, argilitos, calcários e dolomitos impuros são particular-
mente suscetíveis à formação de novos minerais pelo metamorfismo de contato, ao
contrário do arenito puro ou do calcário puro que não são, normalmente.
Em razão de que o calor e os de fluidos serem os agentes primários do metamorfismo
de contato, dois tipos de rochas metamórficas são geralmente reconhecidas nesses
ambientes:
1) Aqueles que resultam do aquecimento da rocha encaixante;
2) Aqueles modificados pelas soluções quentes. Muitas das rochas que resultam do
metamorfismo de contato têm uma textura de porcelana, isto é, elas são duras
e finamente granuladas. Isto é, particularmente verdade para as rochas com
alto teor de argila tais como folhelho. Tal textura é resultante do fato de que os
minerais de argila da rocha são cozidos, da mesma forma que o vaso de argila é
cozido quando queimado em forno.
Durante os estágios finais do resfriamento, quando o magma intrusivo começa
a se cristalizar, grandes quantidades de soluções aquosas quentes são liberadas.
Essas soluções podem reagir com a rocha encaixante e produzir novos minerais
metamórficos. Esse processo, que usualmente ocorre perto da superfície da terra,
é chamado alteração hidrotermal (do grego hydro, “água” e themer, “calor”) e pode
resultar em depósitos minerais valiosos. Os geólogos consideram que muitos dos
depósitos de minério do mundo resultam da migração de íons metálicos em soluções
hidrotermais. Exemplos incluem cobre, ouro, minério de ferro, estanho e zinco em varias
localidades, incluindo a Austrália, Canadá, China, Chipre, Brasil, Finlândia, Rússia e
oeste dos Estados Unidos.
2.2.2 Metamorfismo Dinâmico
A maior parte do metamorfismo dinâmico é associada às zonas de folhas (fratura
ao longo das quais o movimento ocorreu), onde as rochas são sujeitas à pressões
diferenciais elevadas. As rochas metamórficas resultantes do puro metamorfismo
dinâmico são chamadas milonitos e são, geralmente, restritas às estreitas zonas
Capítulo 2. Desenvolvimento 9
adjacentes às falhas. Os milonitos são rochas duras, densas e finamente granuladas,
muitas das quais são caracterizadas pelas laminações finas.
Arranjos tectônicos onde os milonitos ocorrem incluem a zona de empurrão Moine, no
noroeste da Escócia, e porções das falhas de San Andreas, na Califórnia.
2.2.3 Metamorfismo Regional
A maioria das rochas metamórficas resulta do metamorfismo regional, que
ocorrem sobre uma grande área e é normalmente causado pelas elevadas taxas de
temperatura, pressão e deformação localizadas nas porções mais profundas da crosta.
O metamorfismo regional é o mais óbvio ao longo do limite convergente de placas,
onde as rochas são intensamente deformadas e recristalizadas durante a convergência
e a subducção. Nesse grupo de rochas metamórficas, há normalmente uma gradação
de intensidade metamórfica das áreas que foram sujeitas à pressão mais intensa e/ou
as maiores temperaturas para as áreas de pressão e temperaturamais baixas. Tal
gradação no metamorfismo pode ser reconhecida pelos minerais metamórficos que
estão presentes.
O metamorfismo regional não esta confinado somente às margens convergentes. Tam-
bém ocorre em áreas onde as placas divergem, embora normalmente em profundidades
mais rasas por causa do elevado gradiente geotermal associado a essas áreas.
Sabe-se, dos estudos de campo e experimentos em laboratório que certos minerais
se formam dentro de um intervalo específico de temperatura e pressão. Tais minerais
são conhecidos como minerais índices, porque sua presença permite aos geólogos
reconhecer zonas metamórficas de grau menor, intermediário e alto.
Quando uma rocha rica em argila, tal como o folhelho é metamorfisada, novos minerais
se formam com o resultado dos processos metamórficos. O mineral clorita, por exemplo,
é produzido sobre temperaturas relativamente baixas, de cerca de 200ºC. Portanto
sua presença indica metamorfismo de grau menor. À medida que as temperaturas e
pressões continuam a aumentar, novos minerais se formam, os quais são estáveis sob
aquelas condições. Assim uma progressão no surgimento de novos minerais desde
a clorita, cuja presença indica metamorfismo de grau menor, até a sillimanita, cuja
presença indica metamorfismo de alto grau e temperaturas que excedem a 500ºC.
Diferentes composições rochosas desenvolvem diferentes minerais índices. Quando
os dolomitos arenosos são metamorfisados, por exemplo, eles produzem um conjunto
totalmente diferente de minerais índices. Portanto, um conjunto específico de minerais
índices se forma em tipos especificados de rochas à medida que o metamorfismo
progride.
Capítulo 2. Desenvolvimento 10
2.3 Classificação das rochas:
2.3.1 Rochas não foliadas
Formam-se, geralmente, a partir de rochas pré-existentes constituídas apenas
por um único mineral (à exceção das corneanas).
Figura 2 – Exemplos de rochas não-foliadas. Mármore, Quartzito e Corneana, respectivamente.
2.3.2 Rochas foliadas
Tendem a desenvolver-se quando rochas pré-existente polimenerálicas (cons-
tituídas por vários minerais) são submetidas a condições de tensão dirigida e de
temperatura crescentes, apresentando por isso, estruturas planares, em resultado do
alinhamento paralelo dos seus minerais.
Figura 3 – Exemplos de rochas foliadas. Gnaisse, Ardósia e Xisto, respectivamente.
11
3 Comentário
Muitas rochas metamórficas e minerais são recursos naturais valiosos. Embora
esses recursos incluam vários tipos de depósitos de minério, as duas rochas metamór-
ficas mais familiares e mais amplamente usadas são o mármore e a ardósia que, como
previamente discutido, têm sido usadas de vários modos por séculos.
Muitos depósitos de minério resultam do metamorfismo de contato durante o
qual os fluidos ricos em ferro migram das intrusões ígneas para a rocha circundante,
produzindo, dessa forma, importantes depósitos de minerais. Os depósitos de minério
sulfetados mais comuns, associados com o metamorfismo de contato, são bornita,
calcopirita, galena, pirita e esfalerita. No caso dos óxidos, os mais comuns são hematita
e magnetita. Estanho e tungstênio também são importantes minérios associados com
o metamorfismo de contato.
Outros minerais metamórficos economicamente importantes incluem o talco
para os cosméticos; grafite para os lápis e lubrificantes secos; granadas e coríndon que,
dependendo de sua qualidade, são usados como abrasivos ou gemas para joalheria; e
andaluzita, cianita e sillimanita, que são usados na fabricação de porcelanas de altas
temperaturas e materiais resistentes à alta temperatura para produtos como velas de
ignição e revestimentos de fornalhas.
As rochas do Rio de Janeiro como por exemplo, o Corcovado e as montanhas ao
seu redor, são denominadas gnaisses e formaram-se há cerca de 570 milhões de anos
atrás em profundidades maiores que 20 km, sob pressões de pelo menos 7.000 vezes
a pressão atmosférica e a temperaturas acima de 600 graus centígrados. Lentamente,
ao longo de centenas de milhões de anos, a erosão, isto é, o desgaste e a remoção de
materiais, e os movimentos verticais da crosta terrestre trabalharam juntos para trazer
estas rochas para a superfície, permitindo a sua observação direta.
Por ser uma rocha dura, difícil de ser desgastada pela chuva, vento etc., o
Gnaisse Facoidal destaca-se como a parte mais alta do morro do Corcovado, assim
como a maioria dos paredões rochosos da cidade do Rio de Janeiro. Este gnaisse
foi, desde o século XVI, o preferido na construção de fortificações, monumentos e
residências.
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4 Conclusão
Nosso trabalho teve como objetivo conhecer os tipos de rochas metamórficas,
bem como a sua importância no nosso planeta. As rochas possuem um ciclo e que
nele elas passam por transformações, uma dá origem à outra.
O estudo dessas rochas é complexo, devido aos múltiplos fatores que podem
influenciar nas características finais.
Os diferentes tipos de metamorfismo e fatores condicionantes propiciam não
somente a formação de diversas espécies minerais, a partir de alterações mineralógicas,
texturais e estruturais, mas a possibilidade de aplicações diversas na construção civil e
outros setores do ramo industrial.
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5 Referências Bibliográficas
WICANDER R. & MONROE, J.S.2009. Fundamentos de Geologia. São Paulo,
Cengage Learning, 508p.
TEIXEIRA, W.; TOLEDO, M. C. M. de; FAIRCHILD, T. R.; TAIOLI, F. Decifrando
a Terra. São Paulo: Oficina de Textos, 2000. 568 p.
http://www.rc.unesp.br/museudpm/rochas/metamorficas/metamorficas1.html
http://www.ufjf.br/nugeo/files/2009/11/Geologia-Cap6.pdf
	Folha de rosto
	Sumário
	Introdução
	Desenvolvimento
	Os agentes do metamorfismo:
	Calor
	Pressão
	Atividade do fluido
	Os três tipos de metamorfismo:
	Metamorfismo de Contato
	Metamorfismo Dinâmico
	Metamorfismo Regional
	Classificação das rochas:
	Rochas não foliadas
	Rochas foliadas
	Comentário
	Conclusão
	Referências Bibliográficas