05_Fcies_e_Zonas_Metamrficas

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Unidade 5
CLASSIFICAÇÃO DE FÁCIES 
E ZONAS METAMÓRFICAS
Minerais Índices
Isógradas
Zonas Metamórficas
Fácies Metamórficas
Grau Metamórfico
Minerais 
Índices
Minerais 
Índices
Representa o mineral característico que define a(s) zona(s) metamórfica(s)
e que compreende uma variação restrita de pressão e temperatura. Serve
de marcador para o aumento da intensidade do metamorfismo.
Esses minerais índices foram determinados inicialmente por George
Barrow (1893, 1912), estudando folhelhos, na região de Dalradian (SE das
Terras Altas da Escócia), submetidos a metamorfismo progressivo.
Neste estudo Barrow observou o aumento da granulação dos minerais
com o aumento da Pressão e da Temperatura e identificou, na ordem de
aparecimento, os seguintes minerais índices:
Clorita  Biotita  Granada (almandina) 
 Estaurolita  Cianita  Sillimanita
Minerais 
Índices
Vale salientar que os
minerais índices não ficam
restritos a suas zonas.
Eles podem se manter em
associação em zonas
metamórficas de mais alto
grau.
Por exemplo, a Biotita
indica a passagem da
zona da clorita para a da
biotita, mas esta pode
continuar aparecendo até
a zona da cianita.
Ruberti et al. (2000)
Minerais 
Índices
Muitos minerais índices são bons indicadores das condições
metamórficas nas quais foram formados.
Minerais Índices em rochas metamórficas de protólito pelítico. Muellen, K. (2008)
Minerais 
Índices
A sequência de minerais índices determinada por Barrow pode ser
observada em metapelitos de diversas regiões, e serve como referência
para o metamorfismo destas rochas.
Porém, variando alguns fatores (composição, relação T/P, etc), alguns
minerais índices podem não se desenvolver ou serem substituídos por
outros.
Isógradas
Isógradas
Definida por C. Tilley (1924, 1925), compreende a linha definida pelos
locais do primeiro aparecimento de cada um dos minerais índices
encontrados.
Para cada mineral índice teremos a respectiva isógrada (isógrada da
biotita, isógrada da granada, etc). Assim, a isógrada da biotita representa
o início do aparecimento da biotita.
A distribuição da isógrada tende a seguir o padrão estrutural de uma
região.
Uma isógrada baseada na biotita, por exemplo, é uma boa medida
aproximada da pressão e temperatura do metamorfismo.
Isógradas
Porém, é mais adequado usar um grupo de dois ou mais minerais, cujas
texturas indicam que se cristalizaram juntos, para determinar a pressão e
a temperatura.
Por exemplo, a isógrada da sillimanita é representada pela reação
química:
KAl3Si3O10(OH)2 + SiO2  KAlSi3O8 + Al2SiO5 + H2O
muscovita + quartzo  K-feldspato + sillimanita + água
Muitos grupos de minerais são estudados em laboratório para determinar
mais precisamente a pressão e a temperatura na qual se formaram. O
resultado é útil para calibrar o mapeamento de campo das isógradas.
As isógradas separam faixas de disposição mais ou menos paralelas –
as zonas metamórficas.
Zonas Metamórficas
Zonas 
Metamórficas
Representa uma faixa no terreno entre duas isógradas.
Uma zona inicia-se na
isógrada do mineral de
temperatura mais baixa, que
lhe dá nome, e termina na
isógrada do mineral
subseqüente, onde se inicia a
zona metamórfica do novo
mineral.
Os minerais índices definem
as Zonas Metamórficas que
são separadas pelas
isógradas.Press et al. (2006)
As isógradas em conjunto com as zonas metamórficas podem ser
usadas para plotar a intensidade do metamorfismo (temperatura e
pressão) em uma área como a da Nova Inglaterra (EUA).
Zonas 
Metamórficas
Vale ressaltar, que o mineral da zona anterior não desaparece
necessariamente na isógrada do mineral seguinte. Biotita e granada, por
exemplo, persistem através das zonas da estaurolita e cianita,
alcançando até a zona da sillimanita (e além, muitas vezes).
Zonas 
Metamórficas
Metapelitos das zonas metamórficas barrovianas:
Zona da clorita: ardósias e filitos
Clorita + Muscovita + Quarzto + Albita
Zona da biotita: filitos e xistos finos
Biotita + Clorita + Muscovita +
Quarzto + Albita
Zona da granada: xistos finos a 
médios
Granada (almandina) + Biotita + 
Muscovita + Clorita + Quartzo + 
Albita/Oligoclásio
Zona da estaurolita: xistos médios
Estaurolita + Granada + Biotita + 
Muscovita + Quartzo + Plagioclásio
( Clorita)
Zona da cianita: xistos
Cianita + Granada + Biotita + 
Muscovita + Quartzo + Plagioclásio (
Estaurolita)
Zona da sillimanita
Sillimanita + + Biotita + Quartzo + 
Plagioclásio ( Cianita Muscovita)
Zonas 
Metamórficas
A seqüência de minerais
índices, isógradas e zonas
metamórficas observadas
por G. Barrow na Escócia
definem o “modelo
metamórfico barroviano”,
que pode ser aplicado a
diversos outros terrenos
metamórficos (também
conhecido como
“metamorfismo barroviano”,
“zonas barrovianas”, etc).
Modelo esquemático mostrando a relação
entre minerais índices, isógradas e zonas
metamórficas.
Zonas 
Metamórficas
Todavia, em outros terrenos, metapelitos composicionalmente idênticos
podem apresentar seqüências de minerais índices diferentes, por
exemplo na região a NE de Dalradian, no distrito de Buchan:
Clorita  Biotita  Cordierita  Andaluzita  Sillimanita
Na região de Buchan,
pelitos composicionalmente
idênticos aos da região
estudada por Barrow
apresentam uma seqüência
de minerais-índice diferente
em função das condições
metamórficas de P menor.
Fácies Metamórficas
Fácies
Metamórficas
O conceito de fácies metamórfica corresponde a uma ampliação do
conceito de zonas metamórficas.
Este foi proposto P. Eskola (em 1915, 1920), que ao comparar auréolas
metamórficas de duas intrusões distintas da Finlândia e da Noruega,
verificou haver uma seqüência de surgimento de minerais metamórficos
em função da distância do contato com a rocha ígnea.
Comparando os resultados entre as duas intrusões observou que rochas
composicionalmente iguais geraram diferentes assembléias minerais.
Eskola atribuiu tais diferenças às variações de temperatura e de pressão,
às quais foram submetidas as rochas e chamou o termo de fácies
metamórficas
Fácies
Metamórficas
Eskola atribuiu às fácies o nome de rochas típicas, tais como fácies albita
epidoto hornfels, fácies xisto verde, fácies anfibolito, entre outras.
São várias as definições de fácies metamórficas, a mais recente
atribuída pela Subcomissão de Rochas Metamórficas da IUGS usa o
conceito inicial de Eskola e os comentários de outros trabalhos:
“Uma fácies metamórfica é um conjunto de assembléias minerais
metamórficas, repetidamente associadas no tempo e espaço e que mostra
uma relação regular entre composição mineral e composição química, tal
que diferente fácies metamórfica (grupo de assembléias minerais) esteja
relacionada a diferentes condições metamórficas, em particular temperatura
e pressão, embora outras variáveis, como PH2O também pode ser
importante” (Smulikowski et al. 2007).
Fácies
Metamórficas
Distribuição das fácies
metamórficas no campo P-T,
onde:
Z = fácies zeólita, 
PP = fácies prehnita-
pumpellyita, 
XV = fácies xisto verde, 
EA = fácies epídoto anfibolito, 
A = fácies anfibolito, 
G = fácies granulito, 
XA = fácies xisto azul,
E = fácies eclogito, 
AE = fácies albita epidoto 
hornfels, 
H = fácies hornblenda hornfels,
P = fácies piroxênio hornfels e
S = sanidina hornfels. 
Juliani et al. (2002)
Fácies
Metamórficas
Inicialmente Eskola definiu 5 fácies: Xisto Verde, Anfibolito, Piroxênio
Hornfels (original: Hornfels), Sanidinito e Eclogito.
Depoisfoi mais 3 fácies: Xisto Azul (original: Glaucofânio Xisto),
Epidoto Anfibolito e Granulito.
Posteriormente outros autores acrescentaram: Zeólita e Prehnita-
Pumpellyita.
O conceito de Fácies Metamórfica considera as assembléias de minerais
e não apenas um mineral. Assim, diferentes rochas com diferentes
composições químicas podem ter seu grau metamórfico estimado pelas
assembléias minerais presentes em cada litotipo.
Fácies
Metamórficas
Esquema de 
cristalização 
sequenciada de 
diferentes 
minerais em 
rochas de 
composição 
diferentes.
Juliani et al. (2002)
A aplicação das fácies metamórfica deve levar em consideração:
Fácies
Metamórficas
a) Como as fácies metamórficas foram definidas, inicialmente, para
rochas básicas ígneas e vulcanoclásticas metamorfizadas, há diferenças
mineralógicas com as zonas metamórficas para metapelitos. Por
exemplo, a 550oC e a 5 kbar temos:
Metapelitos = cianita + granada + estaurolita + muscovita + quartzo
Metabásicas = hornblenda + epidoto + plagioclásio granada clorita
Metamargas = diopsídio + calcita + tremolita + zoisita
Fácies
Metamórficas
Relação entre fácies e diferentes minerais produzidosPress et al. (2006)
Fácies
Metamórficas
b) Os limites entre as diferentes fácies metamórficas representam
condições de P-T. Em geral os minerais chaves são adicionais ou
removidos da assembléia de minerais ao ultrapassar estes limites, com
por exemplo:
Fácies xisto verde = clorita + epidoto
Fácies anfibolito = clorita + epidoto + hornblenda
Fácies granulito = anfibólio ortopiroxênio
c) As fácies não dependem somente da Temperatura e Pressão
Litostática, mas também da Pressão de H2O.
Fácies
Metamórficas
Fácies Zeólita
Ocorre em T e P muito baixas, no limite diagênese-metamorfismo.
É representada pelas primeiras assembléias desenvolvidas no
metamorfismo de soterramento.
Em profundidades de poucos kms,
desenvolve zeólitas (analcima, laumontita)
com outros minerais de baixa T: clorita,
sericita, quartzo, albita e calcita.
Aumentando o grau metamórfico, laumontita
desaparece e forma-se prehnita, pela reação
laumontita + calcita ↔ prehnita + quartzo +
H2O + CO2.
Fácies
Metamórficas
Fácies Prehnita-Pumpellyita
Ocorre com P parecidas a fácies anterior, mas com T um pouco mais
elevada.
Esta fácies é caracterizada pela ocorrência de prehnita e/ou pumpellyita e
ausência de zeólitas.
Semelhante a fácies zeólita, a
cristalalização metamórfica na fácies em
lide geralmente ocorre em rochas
vulcânicas a vulcanoclásticas e grauvacas
com material vulcânico.
Fácies
Metamórficas
Fácies Xisto Verde
É definida por paragênese estáveis em T e P baixas, porém maiores que
as fácies anteriores.
É representada por sericita, clorita, biotita e granada em metapelitos e
actinolita, tremolita, albita, epidoto e calcita nas metabásicas.
A transição da fácies xisto verde para a
fácies prehnita-pumpellyita é marcada pelo
desaparecimento da pumpellyita e
aparecimento do epidoto; e na transição
para a fácies xisto azul pela substituição
da actinolita pelo glaucofânio.
Fácies
Metamórficas
Fácies Xisto Verde
A coexistência de actinolita e horblenda
marca a transição xisto verde –
anfibolito em metabásicas.
Já em metapelitos e metapsamitos é
devido a coexistência de albita e
plagioclásio (An>20%).
Fácies
Metamórficas
Fácies Anfibolito
Ocorre em T médias a altas e P médias.
Em rochas metabásicas a paragênese
diagnóstica é formada por hornblenda e
plagioclásio (An>20%), caracterizando os
anfibolitos. Em metapelitos é comum
encontrar muscovita, biotita, granada.
Porém os minerais diagnósticos são
estaurolita e cianita.
Fácies
Metamórficas
Fácies Anfibolito
Nos limites superiores, a muscovita em presença de quartzo, torna-se
instável e produz feldspato potássico e sillimanita, pela reação de
desidratação muscovita + quartzo ↔ sillimanita + K-feldspato + H2O.
Em temperaturas mais elevadas a hornblenda se desestabiliza e começa
a formar piroxênios.
Fácies
Metamórficas
Fácies Granulito
Ocorre em condições de T e P muito elevadas, com pouca água.
Neste caso a hornblenda e a biotita desaparecem e as rochas tornam-se
desidratadas.
A associação típica desta fácies é a
presença de orto e clinopiroxênios,
associados a outros minerais anidros, como
granada, plagioclásio e quartzo.
Fácies
Metamórficas
Fácies Xisto Azul
É característica de altas pressões.
É marcada por assembléias contendo minerais de alta densidade
(lawsonita e aragonita) e baixa T (clorita).
As rochas são constituídas pela
combinação variadas de lawsonita,
aragonita, piroxênio sódico, glaucofânio
(anfibólio sódico).
Fácies Eclogito
Ocorre em T (> 500oC) e P (> 12 kbar) muito elevadas.
As metabásicas podem conter onfacita e granada (piropo), enquanto que
os metapelitos mostram talco e cianita.
Fácies
Metamórficas
Em rochas de metamorfismo de contato
podem ser reconhecidas as seguintes
fácies metamórficas:
Fácies
Metamórficas
Fácies Albita Epidoto Hornfels
Possui paragêneses semelhantes à fácies xisto verde.
Fácies Hornblenda Hornfels
Possui paragêneses semelhantes à fácies xisto anfibolito.
Em rochas metapelíticas é possível
encontrar cordierita e rara granada, além
de andaluzita no lugar da cianita.
Fácies
Metamórficas
Fácies Piroxênio Hornfels
Ocorre em T elevadas possibilitando a formação de piroxênios.
Em metapelitos ocorrem cordierita + ortopiroxênio + feldspato potássico
+ plagioclásio + quartzo. E em metabásicas têm-se ortopiroxênio +
clinopiroxênio + plagioclásio + quartzo.
Fácies Sanidina Hornfels
Ocorre em T ainda mais elevadas que a
fácies anterior, permitindo a cristalização de
sanidina.
Geralmente associa-se a intrusões de
rochas básicas a ultrabásicas.
Grau Metamórfico
Grau
Metamórfico
O termo é utilizado para indicar condições relativas de metamorfismo.
Foi criado por Tilley (1924) como um termo qualitativo que expressa
genericamente a intensidade do metamorfismo, principalmente com
relação a Temperatura.
E pode ser dividido 4 tipos, a saber:
Grau Incipiente (ou muito baixo)
Refere-se as rochas formadas sob T e P mais baixas de regiões crustais
rasas. São correlacionáveis com as fácies zeólita e prehnita-pumpellyita.
Grau Fraco (ou baixo)
Sobrepondo-se ao grau anterior em T e P, sendo correlacionável a fácies
xisto verde.
Grau
Metamórfico
Distribuição esquemática da variação do grau metamórfico no campo P-T
Winkler (1977)
Grau
Metamórfico
Grau Forte (ou alto)
Compreende as rochas
formadas em zonas mais
profundas, onde as T e P
são mais elevadas, sendo
correlacionável a fácies
granulito.
Grau Médio (ou intermediário)
Compreende as rochas formadas sob T e P intermediárias, sendo
correlacionál a fácies anfibolito.
Quando uma ardósia p.ex., é
metamorfizada ela pode
progredir de baixo a alto grau
Diferentes tipos de rochas geradas a partir da 
mudança do grau metamórfico em uma ardósia.
Press et al. (2006)