Aula 8 (Metamorfismo)

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AULA 8: Metamorfismo,
Orogenias e Rochas Metamórficas
2014-II
Marco Brandalise de Andrade
���� Orogenia & Dobramentos
Como estas rochas 
foram dobradas 
deste modo?
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• Orogenias são eventos formadores de relevo.
• Modifica as rochas afetadas pela ação direta ou 
indireta de Pressão Dirigida (PD), criando 
dobramentos. 
• Exemplo mais evidente de metamorfismo
���� Orogenia & Dobramentos
Registro de grandes eventos orogenéticos:
http://blogs.scientificamerican.com/history-of-geology/
���� Orogenia & Dobramentos
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Registro de grandes eventos orogenéticos:
● Montanhas Rochosas (Am. Central e Norte)
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���� Orogenia & Dobramentos
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���� Orogenia & Dobramentos
Registro de grandes eventos orogenéticos:
● Montanhas Rochosas (Am. Central e Norte)
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Camadas 
mais antiga
Camada 
mais nova
���� Orogenia & Dobramentos
Registro de grandes eventos orogenéticos:
● Montanhas Rochosas (Am. Central e Norte)
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���� Orogenia & Dobramentos
Registro de grandes eventos orogenéticos:
● Andes
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���� Orogenia & Dobramentos
Registro de grandes eventos orogenéticos:
● Andes
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���� Orogenia & Dobramentos
Registro de grandes eventos orogenéticos:
● Andes
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http://en.wikipedia.org
���� Orogenia & Dobramentos
Registro de grandes eventos orogenéticos:
● Andes
Teixeira et al. 2001. Decifrando a Terra. 
http://zebu.uoregon.edu/
���� Orogenia & Dobramentos
Registro de grandes eventos orogenéticos:
● Andes e Montanhas Rochosas
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http://www.scotese.com
Permiano
até o
Cretáceo
���� Orogenia & Dobramentos
Registro de grandes eventos orogenéticos:
● Andes
http://www.scotese.com
Permiano
até o
Cretáceo
���� Orogenia & Dobramentos
Registro de grandes eventos orogenéticos:
● Andes
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http://www.scotese.com
Permiano
até o
Cretáceo
���� Orogenia & Dobramentos
Registro de grandes eventos orogenéticos:
● Andes
http://www.scotese.com
Permiano
até o
Cretáceo
���� Orogenia & Dobramentos
Registro de grandes eventos orogenéticos:
● Andes
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http://www.scotese.com
Permiano
até o
Cretáceo
���� Orogenia & Dobramentos
Registro de grandes eventos orogenéticos:
● Andes
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���� Orogenia & Dobramentos
Registro de grandes eventos orogenéticos:
● Himalaia
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���� Orogenia & Dobramentos
Registro de grandes eventos orogenéticos:
● Himalaia
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���� Orogenia & Dobramentos
Registro de grandes eventos orogenéticos:
● Himalaia
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Teixeira et al. 2001. Decifrando a Terra. 
http://www.scotese.com
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Mioceno
Cretáceo
���� Orogenia & Dobramentos
Registro de grandes eventos orogenéticos:
● Himalaia
http://www.scotese.com
���� Orogenia & Dobramentos
Registro de grandes eventos orogenéticos:
● Himalaia
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Orogenias / Metamorfismo Pós-Pangea:
http://blogs.scientificamerican.com/history-of-geology/
���� Orogenia & Dobramentos
Orogenias / Metamorfismo Pré-Pangea:
http://blogs.scientificamerican.com/history-of-geology/
���� Orogenia & Dobramentos
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���� Orogenia & Dobramentos
Orogenias / Metamorfismo Pré-Pangea:
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Devoniano ~400ma
Carbonífero I ~350ma
Carbonífero S ~300ma
���� Orogenia & Dobramentos
Orogenias / Metamorfismo Pré-Pangea:
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���� Metamorfismo
Teixeira et al. 2009. Decifrando a Terra. São Paulo: Ed. Nacional, 623pp.
Tipos de metamorfismo:
● Regional / Dinamotermal ⇒⇒⇒⇒ Orogenia+dobramentos
���� Metamorfismo
Tipos de metamorfismo:
● Tipos diferentes de 
metamorfismo resultam de 
situações variadas na 
litosfera, onde pressão e calor 
atuam na alteração de uma 
rocha original (protólito). 
● As alterações podem ser 
físico-químicas e vão variar 
com o contexto geológico.
● Há sete padrões principais, 
em sua maioria de longo 
prazo. Três são “crônicos”
e dois são episódicos.
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���� Metamorfismo
O que é Metamorfismo?
● Processo de transformação de uma rocha préexistente
em outra rocha, por meio de transformações físicas, 
estruturais e/ou químicas, em geral em camadas profundas 
no interior da crosta terrestre.
● Alteram a crosta através de orogenia, criando montanhas, 
dobramentos e outros tipos de grandes estruturas.
● O agente motor são principalmente a combinação de 
pressão e temperatura. 
���� Metamorfismo
Como isso é diferente de outros processos?
● Rochas ígneas são criadas à partir de MAGMA, e seu 
processo de formação inicia-se – à rigor – no manto.
● O “motor” dos processos ígneos é o calor do núcleo 
externo e as correntes de convecção de magma no interior 
do planeta. 
● Processos ígneos ocorrem em temperaturas maiores; 
criam vulcões, margens continentais, ilhas vulcânicas e 
dorsais meso-oceânicas, mas não criam montanhas ou 
deformam rocha préexistente.
● Tendem a ser pouco heterogêneas em composição, 
sendo principalmente silicáticas.
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���� Metamorfismo
Como isso é diferente de outros processos?
● Rochas sedimentares são formadas por sedimentos, em 
geral nas camadas mais superficiais da crosta.
● O “motor” dos processos sedimentares é a combinação 
de eventos erosivos, de deposição e a diagênese.
● Processos sedimentares ocorrem em temperaturas e 
pressões menores; criam “preenchimentos” e não 
“soerguimentos”.
● Rochas sedimentares tendem a ser bem heterogêneas, 
com estratificação de camadas, mas não laminação.
���� Metamorfismo
Teixeira et al. 2009. Decifrando a Terra. São Paulo: Ed. Nacional, 623pp.
Relação entre grãos e contato entre partículas: 
rochas metamórficas perdem o espaço intergranular
e o contato se dá por superfícies retas.
Arenito Quartzito
(sedimentar) (metamórfica)
1mm
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���� Metamorfismo
Teixeira et al. 2009. Decifrando a Terra. São Paulo: Ed. Nacional, 623pp.
Campos de formação de rocha
���� Metamorfismo
Fatores determinantes do Metamorfismo
● Temperatura, pressão e tempo
● Presença de fluídos
● Natureza do protólito
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���� Metamorfismo
Fatores determinantes do Metamorfismo
1) Pressão (i):
● Pressão Litostática (PL) 
- Peso de rochas sobrejacentes
- Pressão aumenta com a profundidade
- Mesmo módulo de pressão em todas as direções.
- Unidade: bar, Kbar, Gbar (1Kbar=1000bar)
- PL usual para metamorfismo ≈10–45Kbar
- Não causa deformação mecânica acentuada.
PL=dgh
d = Densidade
g = Gravidade
h = profundidade
���� Metamorfismo
Fatores determinantes do Metamorfismo
1) Pressão (ii):
● Pressão Dirigida (PD) 
- Pressão resultante da movimentação de placas
- Vetorial; nem sempre é horizontal!
- Influencia textura
- Gera estruturas orientadas ⇒⇒⇒⇒ deformações, dobramentos
- Provoca a migração direcional de fluídos (infl. química).
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���� Metamorfismo
Fatores determinantes do Metamorfismo
2) Temperatura:
● Faixa de reações (químicas) metamórficas
- Ocorrem acima de 200°C até ~1000C, quando iniciam-se 
os processos Ígneos.
● Gradiente geotérmico
- Na crosta ocorre o aumento de 15–30°C / km de 
profundidade; bastam de 7–14km de profundidade para
atingirmos temperaturas de metamorfização. 
���� Metamorfismo
Fatores determinantes do Metamorfismo3) Fluídos:
- Rochas possuem uma fase fluída (H2O, CO2) 
● Facilitação de reações químicas*
● Facilitação de difusão / migração de químicos
● Pressão de fluído (PFl)
● Quando PFl > PL ⇒⇒⇒⇒ fraturamento hidráulico
Surgimento de 
veios de minério
Expulsão de 
líquidos pelas 
fraturas
Difusão e deposição de 
químicos pelas fraturas
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���� Metamorfismo
* Processos físico-químicos
● Difusão 
- Por fase fluída
- Intracriscalina ⇒⇒⇒⇒ exige temperatura alta!
● Rocha precursora: Metamorfismo:
Isoquímico
Metassomático
► Sistema fechado
(não ganha nem perde 
constituintes)
► Sistema aberto
(ganha ou perde 
constituintes)
���� Metamorfismo
Fatores determinantes do Metamorfismo
4) Protólito:
● Protólitos Sedimentares
- Arenitos ⇒⇒⇒⇒ Quartzitos
- Siltitos ⇒⇒⇒⇒ Ardósias e Filitos ⇒⇒⇒⇒ Micaxistos ⇒⇒⇒⇒ Gnaiss
- Calcários ⇒⇒⇒⇒ Mármores
● Protólitos Ígneos
- Basaltos ⇒⇒⇒⇒ Anfibólios
- Granito ⇒⇒⇒⇒ Gnaiss
* Diabásio ⇒⇒⇒⇒ Corpos lenticulares maciços com bordas
foliadas
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���� Metamorfismo
Fatores determinantes do Metamorfismo
5) Tempo:
Teixeira et al. 2009. Decifrando a Terra. São Paulo: Ed. Nacional, 623pp.
���� Metamorfismo
Tipos de metamorfismo:
● Tipos diferentes de 
metamorfismo resultam de 
situações variadas na 
litosfera, onde pressão e calor 
atuam na alteração de uma 
rocha original (protólito). 
● As alterações podem ser 
físico-químicas e vão variar 
com o contexto geológico.
● Há sete padrões principais, 
em sua maioria de longo 
prazo. Três são “crônicos”
e dois são episódicos.
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���� Metamorfismo
Teixeira et al. 2009. Decifrando a Terra. São Paulo: Ed. Nacional, 623pp.
Tipos de metamorfismo:
● Regional / Dinamotermal ⇒⇒⇒⇒ Orogenia+dobramentos
���� Metamorfismo
Tipos de metamorfismo:
● Regional (=Dinamotermal)
Características:
�Ocorre associado à zonas de subducção e colisão de 
placas continentais.
�Temperatura + PL + PD + Tempo; s/ Fluídos
�Pressão dirigida maior junto à falha, afetando a 
margem continental. 
�Eventos associados à orogenias.
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Tipos de metamorfismo:
● Regional (=Dinamotermal)
���� Metamorfismo
���� Metamorfismo
Teixeira et al. 2009. Decifrando a Terra. São Paulo: Ed. Nacional, 623pp.
Tipos de metamorfismo:
● Cataclástico (=Dinâmico)
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���� Metamorfismo
Tipos de metamorfismo:
● Cataclástico (=Dinâmico)
Falha de San Andreas
California, EUA
���� Metamorfismo
Tipos de metamorfismo:
● Cataclástico (=Dinâmico)
Características:
� Ocorre associado à falhas transcorrentes.
� Temperatura + PL + PD + Tempo + Fluídos
� Pressão dirigida maior junto à falha. 
� Eventos associados à deformações, rupturas e 
estiramento.
� Percolação de fluídos ⇒ novos minerais ⇒ veios
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���� Metamorfismo
Teixeira et al. 2009. Decifrando a Terra. São Paulo: Ed. Nacional, 623pp.
Tipos de metamorfismo:
● Metamorfismo de 
contato (=Termal)
���� Metamorfismo
Tipos de metamorfismo:
● Metamorfismo de 
contato (=Termal)
Características:
� Ocorre associado à intrusões vulcânicas.
� Temperatura + PL + Tempo; s/ Fluídos e PD
� Temperatura e pressão junto à intrusões. 
� Eventos associados à transformações químicas, com 
pouca ou nenhuma deformação; gradiente térmico.
� Auréola térmica centimétrica à kilométrica, 
dependendo da temperatura (≈profundidade).
� Sistema fechado; metamorfismo isoquímico. 
� Gera Hornfels.
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���� Metamorfismo
Teixeira et al. 2009. Decifrando a Terra. São Paulo: Ed. Nacional, 623pp.
Tipos de metamorfismo:
● Hidrotermal
���� Metamorfismo
Tipos de metamorfismo:
● Hidrotermal
Características:
� Ocorre associado à intrusões vulcânicas.
� Temperatura + PL + Tempo + Fluídos; s/ PD
� Temperatura, pressão e fluídos junto à intrusões. 
� Eventos associados à transformações químicas, com 
pouca ou nenhuma deformação; gradiente térmico.
� Auréola térmica mais ampla, com menor gradiente.
� Sistema aberto; metamorfismo metassomático.
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���� Metamorfismo
Teixeira et al. 2009. Decifrando a Terra. São Paulo: Ed. Nacional, 623pp.
Tipos de metamorfismo:
● Metamorfismo de fundo 
oceânico
���� Metamorfismo
Tipos de metamorfismo:
● Metamorfismo de fundo 
oceânico
Características:
� Ocorre associado à dorsais meso-oceânicas (falhas 
transformantes distensivas).
� Temperatura + PL + Tempo + Fluídos; s/ PD
� Temperatura e fluídos junto à dorsais. 
� Eventos associados à transformações químicas, com 
pouca ou nenhuma deformação; gradiente térmico.
� Sistema aberto; metamorfismo metassomático.
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���� Metamorfismo
Teixeira et al. 2009. Decifrando a Terra. São Paulo: Ed. Nacional, 623pp.
Tipos de metamorfismo:
● Metamorfismo de 
soterramento
���� Metamorfismo
Tipos de metamorfismo:
● Metamorfismo de 
soterramento
Características:
� Ocorre associado à regiões profundas da crosta, ou 
em regiões finas de placas litosféricas.
� Temperatura + PL + Tempo; s/ Fluídos ou PD
� Temperatura (manto) e pressão (rochas) lentamente 
alteram rochas profundas da crosta. 
� Eventos associados à transformações químicas, com 
pouca ou nenhuma deformação; gradiente térmico.
� Sistema fechado; metamorfismo isoquímico.
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���� Metamorfismo
Teixeira et al. 2009. Decifrando a Terra. São Paulo: Ed. Nacional, 623pp.
Tipos de metamorfismo:
● Metamorfismo de impacto
���� Metamorfismo
Tipos de metamorfismo:
● Metamorfismo de impacto
Características:
� Ocorre associado à impactos de meteoros.
� Temperatura + PD; s/ PL, Fluídos ou Tempo
� Pressão (~5Mbar) e temperatura (∆T = 20x103°C) 
elevadíssimas na área do impacto, em 5–50s. 
� Eventos associados à transformações físico-
químicas; 
� Assinatura única em produção de rochas.
� Sistema aberto; metamorfismo metassomático.
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���� Metamorfismo
Tipos de metamorfismo:
● Metamorfismo de impacto
Fonte: internet
���� Metamorfismo
Tipos de metamorfismo:
● Metamorfismo de impacto
Fonte: internet
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���� Metamorfismo
Tipos de metamorfismo:
● Metamorfismo de impacto
Assinatura:
� Irídio (Ir) !!!
� Suevita !!!
� Cratera superficial 10–15x maior que o diâmetro do 
meteoro, com um perímetro interno (inner ring) afetando 
camadas inferiores de rocha. 
� Sequência progressiva de rochas, com seleção de 
tipo e tamanho de rocha, parte delas vitrificadas pelo 
resfriamento rápido.
���� Metamorfismo
Tipos de metamorfismo:
● Metamorfismo de impacto
Assinatura:
Irídio Suevita Fonte: internet
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���� Metamorfismo
Tipos de metamorfismo:
● Metamorfismo de impacto
Assinatura:
Irídio Suevita Fonte: internet
���� Metamorfismo
Teixeira et al. 2009. Decifrando a Terra. São Paulo: Ed. Nacional, 623pp.
Ambientes de Metamorfismo
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���� Metamorfismo
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Exemplos de 
rochas metamórficas
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3p
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���� Metamorfismo
Classificação de rochas metamórficas:
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���� Metamorfismo
Série de tansformação metamórfica
���� Metamorfismo
Grandes Eventos de Metamorfismo:
36
Como são feitos 
os dobramentos?
Fonte: internet
���� Orogenia & Dobramentos
Anatomia de um evento orogenético
http://blogs.scientificamerican.com/history-of-geology/
���� Orogenia & Dobramentos
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���� Orogenia& Dobramentos
Anatomia de um dobramento
Dobramentos – anticlinais e sinclinais
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���� Orogenia & Dobramentos
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Dobramentos:
Anticlinal
(concavidade 
para baixo)
Sinclinal
(concavidade 
para cima)
���� Orogenia & Dobramentos
Dobramentos:
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���� Orogenia & Dobramentos
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���� Orogenia & Dobramentos
http://www.geolsoc.org.uk/
Dorset
Jurassic Coast
Dorset, Reino Unido
Caverna da Dama
Gales do Sul, Reino Unidohttp://www.geolsoc.org.uk/
���� Orogenia & Dobramentos
40
���� Orogenia & Dobramentos
Dobramentos em Chevon
Fonte: internet
���� Orogenia & Dobramentos
Dobramento pré-metamorfismo
Ilha Kodiak, Alaska
Fonte: internet
41
Contato erosivo
Carbonífero–Jurássico
Sommerset, Reino Unido
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���� Orogenia & Dobramentos
���� Orogenia & Dobramentos
Contato erosivo
Carbonífero–Triássico 
Praia do Telheiro, Portugal
Dobramentos anticlinais
e incongruência angularFonte: internet
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Dobramentos:
http://www.geology.ohio-state.edu
���� Orogenia & Dobramentos
Dobramentos:
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���� Orogenia & Dobramentos
43
Dobramentos:
http://www.geology.ohio-state.edu
���� Orogenia & Dobramentos
Dobramentos – Influência na rocha
● Dobramento invertido; 
camadas mais antigas 
passam a se sobrepor à
camadas mais novas.
Fonte: internet
���� Orogenia & Dobramentos
44
Dobramentos – Influência na rocha
Camada mais antiga
Camada mais nova
Camada ainda 
mais antiga
Camada ainda 
mais nova
���� Orogenia & Dobramentos
No local do dobramento 
a sequência de idades 
fica invertida...
... complicandoa
compreensão dos 
eventos geológicos!
Porém...
Dobramentos – Influência na rocha
Camada mais antiga
Camada mais nova
���� Orogenia & Dobramentos
45
Dobramentos – Influência na rocha
Camada ainda 
mais antiga
Camada ainda 
mais nova
... regionalmente a 
sequência de idades 
é mantida e pode ser 
reconhecida.
���� Orogenia & Dobramentos
Dobramentos – Influência na rocha
Camada ainda 
mais antiga
Camada ainda 
mais nova
Reconhecer o 
dobramento invertido 
é importante porque 
permite explicar 
eventos pontuais de 
inversão de eventos 
geológicos.
���� Orogenia & Dobramentos
46
���� Ciclo das Rochas
● Gênese e transformações dos três principais tipos 
de rochas.
● Gênese das 
rochas ígneas:
Manto ⇒⇒⇒⇒ crosta
● Gênese das 
rochas 
metamórficas:
Crosta profunda
● Gênese das rochas sedimentares:
Superfície de toda a crosta!