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.___ . . -~ ' -. -• -~ ... -... --... .._ ' -' - ' _./ \ . '\ 1 \ .\ \ i UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARA 0 E P A R T A M E N T'O 0 E G E 0 C I t N C I A S CURSO DE GEOLOGIA { i \ ' . . \ ' \I ~\i .\ \ ' ( \ . RELA~OES PETROGENETICAS NOS PROCESSOS MET Alv\6RFICOS ' ' JOSE FERREIRA DE ANDRADE FIL.HO FORTALEZA 1982 ; . ! . y y Metamorfismo . Tipos de Metamorfismo Fatores do Metamorfismo 1: N D I C E C A P 1: T U L 0 1 . • C A P 1 T U L 0 2 . . . . . • . . 1 . . ' . 3 . . • . 7 Cristaliza~~o e Recristaliza~~o 11 Poder de Cristaliza~~o 13 For~a de Cristaliza~~o 13 C A P ! T U L 0 3 Textura e Estrutura das Rochas Metamorficas Rela~oes- entre as Fases de Deforma9~o e Crescimento dos Cristais (Cristaliza9~o/Recri~taliza9~0) Cristaliza.9~o Pre-Tectonica Cristaliza~~o Sin-Tectonica Cristaliza9~o Pos-Tectonica C A P 1 T U L 0 4 C1assifica~~o das Rochas Metam6rficas . Classifica~~o Estrutural Classifica~~o Mineralogica Classifica~~o Quimica Nomenclatura dos Migmatitos C A P 1 T U L 0 5 15 23 23 24 24 28 28 32 33 35 A Regra das Fases no Metamorfismo 43 C A P 1: T U L 0 6 Rea9oes Metam6rficas e Parageneses Minerais Rea9oes Solido-Solido Rea~oes de Desidrata9~o Rea~oes de De~carbonata9~0 Rea~oes de Oxi-Redu~~o Parageneses Minerais 48 48 50 53 57 58 ------___,____-~------ - ...;"" C A P 1 T U L 0 7 ~epresenta9ao Grafica das Parageneses Minerais '1etamorficas Diagramas ACF e A'KF . . . . . . . . . . . . . . . Uti1idade dos Diagramas ACF e A'K~ . . . ., ... . Diagrama AFM . . . . . C A P 1 T U L 0 8 Bases Para Classifica9ao e Mapeamento de ~reas Metamorficas Zonas.Metamorficas Metamorfismo Regional Progressivo . Facies Metamorficas C A P l T U L 0 9 Facies Metamorficas ·Facies do Metamorfismo de Contato Facies do Metamorfismo Regional Series de Facies C A P 1 T U L 0 10 Granu1itos e Ec1ogitos . . . . . . . Metamorfismo e Considera9oes Petrogeneticas Ec1ogitos C A P 1 T U L 0 11 Os Quatro Estagios Metamorficos de Winkler Di visoes de Pressoes nos Graus Metamorficos . . C A P 1 T U L 0 12 Metamorfismo Terma1 e Dinamotermal Cinturoes Metamorficos Pares ·. . . . . . C A P 1 T U L 0 13 Metamorfismo de Pe1itos Metamorfismo de Peli tos em Graus Incipiente e Fraco Metamorfismo de Pelitos em Graus Medio e Forte 0 ~roblema da Coexistencia A1mandina/Cordierita ! ' · • .. • 60 61 67 69 75 75 77 80 88 - 88 93 105 109 112 116 119 128 131 137 141 141 148 150 '-·· f.~ . ~ ~ ~ ~ ~.,_, .__,~ ·-• -. -.· ' ._./ ... ' - " _..,; ' ~ .. ~ " ~ " ./ " '-..../ ' ~ "· .___. '- ~ l!o. '-' '\ ._, "' ._, ... " '\ -- "' ~ . ' I '! .. C A P ! T U L 0 14 Metamorfismo de Rochas Carbonatada$ . Metamorfismo de Calcaria Dolomitico Silicoso Influencia de FeO e do Al 2o3 C A P 1 T U L 0 15 154 155 160 Metamorfismo de Rochas Maficas 164 Metam9rfisrno de Grau Incipiente . 170 A Origem da Glaucofana C A P 1 T U L 0 Metamorfismo de Rochas Ultramaficas . Sistema MgO-Si0 2-co2 -H 2o Sistema Ca0-MgO-Si02-H 20 Presen9a de Al 2o3 16 B I B L I 0 G R A F I A A G R A D E C I M E N T 0 S 172 174 174 . . 180 180 184 Apresentamos os nossos agradecirnentos ao Institute de ' \ Geociencias da Uni versidade de Sao Paulo (na pessoa do p~f.Dr. Reinhol t Ellert) pela colabora9ao dispensada na reprodu9ao deste trabalho~ Nos- so reconhecirnento e gratidao ao colega Silvio Roberto F. Vlach, pelas sugestoes e corre9ao do texto. CAP1TULI METAM~R.FISM® A rigor, todo e qualquer processo que conduz as rochas a transforrna9oes rnineralogicas e estruturais no estado so lido, caracteriza urn processo rnetarnorfico. Entretanto, excluern - -se dos dominios do metamorfismo as modifica9oes rochosas origi nadas por processes intempericos e diagenese sedirnentar. exclusao, deve-se ao fato da diagenese e do internperisrno Est a serern p~ocessos desenvolvidos rnuito proxirnos da superficie da crosta, onde as ternperaturas sao rnuito baixas (inferiores as ternperatu- ras minirnas do campo rnetamorfico propriamente dito) e onde cer- tos aspectos sao bern particulares. Desse modo, podemos definir o metamorfismo como todo ~ qualquer processo que atuando abaixo d~ zona de intemperismo e da diagenese sedimentar impoe as rochas transforma9oes mineralogicas e estruturais no estado solido.Quan- do a temperatura alcan9a urn estagio suficiente para fundir a rocha, o limite metamorfico superior e atingido e cede lugar ao magmatismo. As rochas, seja qual for a sua natureza, quando subrnetidas a condi9oes diferentes daquelas que lhes deram ori- gem, perdern o equilibria e em resposta as novas condi9o~s fisi- cas (temperatura e pressao) , desenvolvern novas parageneses rnine- rais cornpat.iveis corn a nova situa9ao, podendo haver tarnbern o desenvolvimento de uma nova estrutura. 0 metamorfismo resulta portanto da modifica9ao nos parametres fisicos (temperatura e pressao) que agem nurna deterrninada rocha. As novas condi9oes fi- sicas podem ser trazidas ate as rochas, como por exemplo no caso do deslocamento de uma massa magrnatica com sua posterior intru- sao, quando entao, fornece a rocha encaixante 0 calor necessaria para metamorfiza-la. Nas regioes de geossinclinais, as condi9oes metamorficas sao essencialnente buscadas pelas rochas ,atraves da subsidencia geossinclinal que as empurrarn as grandes profundidades da crosta onde temperatura e pressao sao suficientes para processarem 0 rretanx:>rfis- mo. Estes casos, serao discutiqos mais adiante, nossa preocupa- 9ao aqui e mostrar que as condi9oes flsicas que atuarn numa roch~ podern ser rnudadas por des locamento de energia ou deslocarrento da rocha. :I ' ·I :I I I :I 'I ), 11 t! ~ Os domlnios do campo metamorfico encontrarn-se li- rnitadas nas baixas temperaturas (limite inferior) pela diag~nese sedimentar ~ nas altas temperaturas (limite superior) pela fus~o das rochas granlticas e semi-basicas. As temperaturas tanto no li mite inferior como no superior s~o variaveis e dependem da natur~ za das rochas e presen9a de fluldos. Para urn sedimento pelitico , considerando-se favoravel o conteudo de fluidos,as transforma9oes metarnotficas come9am a aproximadamente 2009C e terminam a aproxi- madamente 6509C (com a fus~o da rocha), contudo, este mesmo peli- to pode ter esse intervalo de temperatura aumentado, caso a compQ si9~0 da fase fluida n~o seja t~o favoravel. De modo geral, as temperaturas nos dominios do metamorfismo encontram-se limitadas eritre aproximadamente 200 a 8009C. 0 limite superior do metamor- fismo,pode ser tra9ado sem muitas dificuldades, porem o limite in ferioi mostra-se problematico. Neste caso, .surgern dificuldades porque certos minerals como quartzo, clarita, illita e feldspato, podem se formar tanto por processo metamorfico como diagenetica. Para se estabelecer uma distin9~o entre o fim da diagenese e o inicio do metamorfismo, tomaram-se dais criterios, urn baseado na petrologia sedimentar e outro baseado na petrologia metamorfica. Com rela9~0 a petrologia sedimentar, Von Engelhardt (1967-in Win- kler 1976) sugeriu que a diagenese termina quando os poros de in- tercomunica9~0 da rocha fecham devido a processo fisico ou quimi- co. Com referencia a petrologia metamorfica, o metamorfismo come- 9a com a forma9~o da primeira paragenese mineral eminentemente me tamorfica, isto e, que n~o ocorre em rochas sedimentares. Como o primeiro criteria e flsico, a petrologia da preferenc{a ao crite- ria mineralogico. Quando existirem duvidas, a coexistencia dos cinerais e utilizada como fator de decis~o. Ex. clarita coexiste ~om illita e fengita em rochas sedimentares, entretanto sua coe- xistencia com prehnita, zoisita e clinozoisitaso ocorre em am- biente ~etamorfico. Existem minerais, cuja primeira apari9~0 mar- ca o inicio do ·metamorfismo s~o eles: laumontita, lawsonita, gla~ cofana, paragonita e pirofilita. Estes minerais s~o portanto quan do detectados pela primeira vez, indicadores do inicio do metamor fismo. Os valores exatos da temperatura de forma9~0 da laumontita n~o s~o conhecido5, mas Coombs (1959, 1961-in Winkler 1976) por observa96es petrologicas em varias localidades do mundo, acha que a forma9~0 da laumontita deve coiricidir com a rea9~0 •• ..... ..,. ,~ ~;~:·:~ ~1:::;; Analcima + quartzo = albita + H20 (+ 2009C a 2Kb) A laumontita se forma segundo a seguinte Heulandita= laumontita + quartzo + H20. -reac;ao Com rela9ao a laumontita esse mineral hao) ocorre em rochas peliticas que sao as mais comuns nos processes metamor fico,s. Sua presen<;;:a se verifica normalmente ern lavas. Devido a esse aspecto, conclui-se que nao e qualquer tfpo de rocha que serve para se determinar o limite diag~nese/metamorfismo. TIPOS DE HE'fAMORFISMO Os processes rnetamorficos podem ser de amplitude local ou regional. 0 metamorfismo local compreende o metamorfis- mo termal ou de cantata e o metamorfismo dinamico ou cataclasti- co, enquanto que o metamor~ismo regional enquadra os proce;;s0s dinamotermal, metamorfismo de carga ou de confinamento e metamo£. fismo oceanica. 0 metamorfismo de cantata se desenvolve nas bor- das ou aur~olas de intrus~es plut6nicas. As transforma9~es pro- / cessadas na rocha encaixante se devem a temperatura de\~m magma intrusive. As rochas resultantes do metamorfismo de contato t~m geralmente uma granula<;;:ao fina, estrutura compacta (maci<;;:a) e sao denominadas genericamente de hornfelses, e, a zona afetada pelo corpo intrusive recebe a denomina<;;:ao de aureola de metan~r fismo. A extensao da aur~ola metamorfica depende de varios fate- res tais como: temperatura da intrusao, diferen<;;:a entre a tempe- ratura da intrusao e a temperatura da rocha encaixante, volume do magma e natureza quimica da rocha encaixante (voltaremos ao assunto mai~ adiante) . 0 metmnorfismo dinamico ocorre em.estreitas fai- xas adjacentes a linhas de falha. 0 atri to dos blocos falhados. re duz a mineralogia da rocha a uma granula<;;:ao mais fina, provoca~ do com certa freqtiencia· o desenvolvimento de microbandamentos.As rochas resultantes desse processo sao denominadas brecha de fri~ <;;:ao, cata~lasito, milonito, ultr a milonito e pseudotaquilito. 0 -4- pseudotaquilito e uma rocha vitrea, originada por fusao local e muito parecida com o vidro bas~ltico (taquilito) . 0 metamorfismo de choque provocado pelo impacto de grandes meteorites na ta, enquadra-se tambem nesta categoria (Roger Mason 1978). eros No processo dinamico, 0 suprimento de energia termal e insignifica!: t.e, embora localmente possa · ser o suficiente para fundir a ro- cha como no caso do pseudotaquilito . • Existem ainda transforma~oes rochosas de ambito local, devidas a influencia de solu~oes quentes que percolam fr~ turas nas rochas. Esse processo foi denominado por Coombs (1961- in Winkler 1976) de metamorfismo hidrotermal. Muitos autores peE tencentes a escola transformista tais como Ramb e rg, Perrin Roubaul t e outros, atribuem ao metamorfismo hidrotermal trans forma~oes em extensoes amplas. Segundo esses autores, as adi~oes e substitui~oes de material rochoso efetuadas por influencia de solu~oes ou mesm6 no estado solido (por difusao i6nica), proces- ses denominados em ambos os casas de metassomatismo, podem alca~ ~ar amplitude regional. Essa ideia e contestada por Winkler, Ro- senbusch e outros seguidores da escola magmatista que admitem as transforma~oes metamorficas como processes essencialmente isQ qulmi~as e atribuem ao metassomatismo importancia apenas local. ' ' Dentro do metamorfismo regional, tem-se o meta morfismo dinamotermal, metamorfismo de carga ou de confinamen~ e 0 metamorfismo oceanica. 0 metamorfismo dinamotermal - encontra-se genetJ:_-~ camente relacionado aos cinturoes orogenicos. As transforma~oes resultantes desse processo, se desenvolvem em extensas ~reas e alem da temperatura e pressao de carga, atua urn terceiro fator que e a pressao dirigida ou "stress". Durante o metamorfismo, a temper~tura e mais elevada que antes e depois do evento;isto poE que durante a orogenese, 0 suprimento de calor e bastante alto e o grau geotermico pode atingir 609c/km nessas regioes. As ra- zoes que concorrem p-ara urn grau geotermico tao alto, serao discu tidas no capitulo 12. As rochas resultantes do metamorfismo dina motermal mostram geralmente uma estrutura orientada (xistosida- de), reflexo da pressao dirigida. 0 metamorfi~mo dinamotermal, e ' o mais importante dos processes metam6rficos, pela ~rea de abran ... ~ ... a_. •• fi ... ... ~ .. ~ ~-:. ~~ f\ ~-. Ci)!~ tl~ Q ~ . .. ~--( • r. "' - ~ ' .. ' .. • ' ' • • ' • • • 4 • ' • ( t t, il iii • -~ -~ ··li -~ ~l ·L'f :·il "1 l J 1 C j n 1---1 :; I n r : , r ; -~~ I 1- lr i r· J"l l ~i] 5"'.;~ ·- -5- gencia, tectonica a que se encontra ligado e por se encontrar fre quentemente' associ ado a gran des mass as grani tic,as. Existe urn as- pecto de particular importancia a ser considerado no processo di- namotermal que sao as transforma9oes originadas por uma retroa9ao metamorfica e conhecidas como metamorfismo retrograde ou diaftore se. 0 metamorfismo retrograde ou diaftrorese se deve a uma diminui9ao das condi9oes fisicas nas quctis as rochas se for maram. Essa redu9a0 no gradiente metamorfico nao e suficiente pa- ra processar as transforma9oes. Para que isso ocorra, enecess~rio uma contribui9ao dos agentes catalizadores. Assim, depois de ha ver atingido os mais altos estagios metamorficos durante o meta - morfismo progressive, a temperatura declina, mas as associa9oes m~ .nerais silicaticas formadas nas altas tempe~aturas permanecem es- taveis, visto que as rea9oes em minerais silicaticos devido a di- minui9ao de temperatura, praticamente nao ocorrem. Para que as re a9oes aconte9am, e necess~rio urn esfor9o tectonico qualquer . que facilite a penetra9ao dos fluidos catalizadores (normalmente a ~gua). Induzidas por esse mecanisme, as rea9oes come9am a se pro- cessarem e os minerais formados em altas temperaturas reagem entre T si e se transformam numa outra associa9ao de mais baixo grau. - - 0 metamorfismo de carga ou de confina~ento res~l ta do soterramento de sedimentos e rochas vulcanicas numa regiao de geossinclinal. A tectonica de placa mostr~ que no sulco eugeo~ sinclinal, sedimentos e rochas vulcanicas intercaladas podem ser arrastadas a grandes profundidades (profundidades bern maiores que aquelas alcan9adas no sulco miogessinclinal) 1 onde .vao preencher a fossa oceanica formada devido 0 mergulho da placa oceanica sob a placa continental em regioes de arco de ilha ou margem de continente (ver fig. 12 1 capitulo 12). Nesses locais, as pressoes atingem as maximas do campo do metamorfismo, mas as ternperaturas sao baixas (nao ultrapassando ao que tudo indica OS 4~Q~~) 1 devi- do o fluxo de calor ser fraco, concorrendo para que o grau geoter -· rnico seja ~s vezes inferior a media normal. : As pressoes dirigidas responsaveis pela orienta9ao preferencial (xistosidade 1 folia9ao), encontram-se geralmente ausentes ou sao insuficientes para impor tais fei9oes, por isso 1 a textura e estrutura originais das ro - chas sao normalmente preservadas. As transforma9oes mineralogicas sao grandemente influenciadas oupraticamente regidas pelas altas i -6- pressoes e dificilmente as modifica9oes metamorficas sao distin- guidas em amostras de mao, sua distin9ao fica na dependencia das analises microscopicas. A componente mineralogica das rochas ori ginadas no metamorfismo de carga reflete,~ logico,asaltas pres- sees reinantes no seu ambiente de forma9ao. As rochas diagnosti- cas do metamorfismo de carga encerram em sua composi9ao, os mine rais laumontita (zeolito de calcio e alumlnio), lawsonita,glauco fana "e jadei ta. Nas rochas em que o par lawsoni.ta-glaucofana en- contra-se associado a jadeita, indica as mais altas pressoes ma- nifestadas na crosta terrestre. 0 metamorfismo oceanica ~ urn processo pouco co- nhecido,abordado recentemente. Foram feitas dragagens na cadeia meso-oceanica e essas dragagens revelaram uma grande variedade de rochas metamorficas. As rochas do metamorfismo oceanioo tern composi9a0 basica e ultrabasica e resultam da recristaliza9a0 de empilhamentos vulcanicos mais profundos e intrusoes basicas e ul trabasicas associadas. Al~m das dragagens, o estudo de anomalias magneticas revelou que camadas subjacentes a basaltos se compor- tavam virtualmente como nao-magn~ticas, o que segundo (Miyashirq Shido e Ewing, 1970a - 1971 in Miyashiro 1975) devem correspon- der a rochas metamorficas. Miyashiro 1975 acredita que o metamor fismo oceanica ~ tao importante quanta 0 metamorfismo ~egional . continental. A figura 1 (Turner 1968), foi elaborada para mos- trar os ~imites TP dos facies metamorficos. Entretanto, ela po- de ser tambem muito util na ilustra9a0 dos principais tipos de metamorfismo. Assim, o campo limitado pelo facies albita-epidotQ -hornfels, hornblenda-hornfels, piroxenio-hornfels e san~dinito representa os dominies do metamorfismo de contato. 0 intervale preenchido pelos facies dos zeolitos 1 prehnita-pumpellyita, xi~ to verde, anfibolito e granulite, compreende o campo de dominic do metamorfismo regional dinamotermal, e, os campos limitados p~ los ficies glaucofana-lawsonita xisto e eclogite representam os dominies do metamorfismo de carga e do metamorfismo oceanico.Va- le ressaltar que os diferentes facies metamorficos, sao utiliza- dos aqui unicamente como referencial de condi9oes PT predominan- tes nos diferentes tipos de metamorfismo.O estudo dos facies me- tamorficos encontram-se abordados nos capitulos 9 e 10. .. .. • ... I jif • • tt • " • (!t • 8 • 8 j_ • . --~ •• ~S!J 1_, pli4 .. 12. • if eli • Iii Pt f • p ' ii r. • if m. ' ll l'"li i .+-. ·'·'· ' ll ' ' fi 1 i~ rl 'l.l ' ') .1 fl...l '~. :::1 ' - i ~ '.l l ' • '- ' ,. .,. I , I '1 ., 'i '1 '1 "1 , .... { '1·~' l l ~4$- ~. ~· : ... J\ ,. .. f• A . -7- FATORES DO METAMORFISMO Os fatores b~sicos que regem os processes metam6r ficas sao temperatura, pressao e componentes fluidos. As tempera- turas dos dominies do metamorfismo variam no intervale de aproxi- madamente 200 a 8009C. No metamorfismo de contato,a temperatura se deve as intrusoes magm~ticas, enquanto no metamorfismo regio- nal a fonte de calor emana ao que tudo indica do manto atraves de urn processo que ser~ discutido mais adiante·no capitulo 12. A tern peratura no meta.r:nq_:r_f'_j,smo r~g_:ional guarda uma rela<;;:ao . direta com a I?.:t::9.f.Undidp._de, ou sej a quanta maior a pro fundi dade mais elevada s~ r~ a temperatura, embora isso nao exclua a possibilidade de ter mos processes desenvolvidos nas regioes mais profundas do campo metamorfico mas em temperaturas muito baixas, como no caso do me- tamorfismo de carga. • A pressao reJevante e de maior impo±:t~DGj,a nos prgg~ssos metamorficos e a J?ressao de carga (P 5 == pressao dQS soli dos), resultante do peso das camadas rochosas sobrejacentes. A pressao de carga pode ser estimada em mais ou menos 250 a .300 b/ km dependendo da densidade das rochas. Diante dessa razao, poder- se-ia estimar a espessura da camada, mas isso nao e seguro por causa de dobramentos recurnbentes que podern ter tornado mais espe~ so 6 pacote rochoso original. A press~o d~ carga ou \litost~tica tern urn cornportament? semelhante a pressao hidrost~tica, isto e rnesma intensidade em todos os sentidos. Alern de pressao de carga, temos que considerar a pressao dos fluidos gasosos (Pf) que ocu- pam os,poros das rochas. Contudo essa pressao e aproximadamente! gual a pressao de carga, nao havendo maiores implica<;;:oes, exceto em certas rea<;;:oes metamorficas que liberam grande quantidade de H20 e/ou co 2 . Neste caso, dependendo da quantidade de poros, Pf pode se tornar maior que Ps' o que acarreta o aparecimento de urna sobreprnssao. 0 valor desta sobrepressao criada, depende da resi~ tencia da rocha na profundidade, essa resistencia e desconheci- da porque prevalecem condi<;;:oes especiais. No caso de ~,nao t~ riamos implica<;;:oes termodinamicas corn rela<;;:ao a regra das fases (ver c~pitulo 5), isto e F=C-P+2 nao sofreria modifica<;;:ao porque a pres sao imprim! da ao sistema seria uma so e corresponde a sobrepressao criada p~ los gases e que atua ern todos os sentidos. Se considerarrnos porem o caso de minerais depositados a partir de solu<;;:oes hidrotermais -8- em zonas fratura, temos que Pf <P 5 , e, neste caso, o processo se realiza com duas pressoes diferentes (Ps e Pf) e a regra das fa- ses passa . a -seguinte forma F=C-P+3. Este e urn caso especial em que o sistema conta com duas pressoes diferentes, na maioria dos casos, so se tern urn valor para pressao (ou seja Pf=Ps) e a regra das fases e aplicada em sua forma habitual F=C-P+2. A componente fluida presente nas rochas silicati- cas · geralmente encerra guase que exclusivamente H26, de modo que Pf=PH o, todavia, as rea9oes envolvendo rochas carbonaticas libe 2 ram ·co 2 e a press~o dos fluidos passa a ser Pf=PH 0 + Pco , visto 2 2 que H 2 0 esta sempre presente nos poros dos sedimentos. A composi- 9ao da fase fluida nao e constante, assim para urn mesmo valor da press~o nos teremos varia9oes nas concentra9oes Xco 2 e x82 o. Este aspecto e de suma importancia porque embora a. pressao total , seja constante, a~ pressoes parciais variam de acordo com as percenta- gens Xc 02 e xH 20 presentes. Veja-se por exemplo que na rea9~0 ca! cita + quartzo = wollastonita + c o 2 se a press~o dos ~luidos fos~ se Pt=Pco , o equillbrio seria univariante, entretantee6L pressao 2 - dos fluidos nessa rea9ao e Pf=Pco +PH Or fato que acarreta uma 2 2 varia9ao na temperatura que sera tanto mais elevada quanto menor for a fra9ao molar Xco . A varia9ao da temperatura a uma pressao 2 -constante mostra que a rea9ao representa urn sistema bivariante (Ve:t; fig.6.4) e que de modo geral as rea9oes em rochas caroonati- cas na natureza sao no mlnimo bivariantes. Concentia9oes de co 2 podem ser criadas em rochas nao carbonaticas, como no caso de pe- litos grafitosos e influenciar certas rea9oes como a transforma- 9ao da muscovita em presen9a de quartzo segundo a rea9ao muscovi- ta + quartzo= andaluzita (ou sillimanita) + ortociasio + H20, que pode se realizar em temperaturas ate 309C mais baixo que o mal. nor- A pressao do oxigenio (Po ) oriunda da dissocia- 2 9ao da agua H 2 0 = H2 +l/2 0 2 pode influenciar a mineralogia da 2+ ' rocha resultante do seguinte modo. Pode levar o Fe a urn estado - 3+ -de oxida9ao Fe , este ferro, nao pode entrar na maioria dos sili - 2+ ~ - catos de ferro, pois estes so comportam o Fe em sua molecula,a~ sim sendo, em seu lugar entrariam o Mg e Mn. Desse modo, depende~ do da atividade do oxigenio, minerais como biotita, almandina e cordierita, seriam n~o apenas mais enriguecidos em magnesio e pr2 . -_ .... l • ··-. •.. , ... •. { .. · ·~ •. ,; .. · · ;.'l .. •••• ··~ · ·}'~ .. •""• 6 tr __ ,.. .} .• •r··• : _ .,". -.,.· .\"• ._ .. _'_;_._·_"_·· -_· '··t .. 1:::: t J··~· ' t t·"'• l!i•I• CJel .. ' t)'~l ; t) ''--4 ' \ )·?:· t } :;-J " ( ) "'1 '[)q (_Ji .• J ( }71 \ ( ii)'fi (Ji'-i . {~1 (thl - ~i · ~;1 . $_:,, .. 4 . %i -~ -:~ ~ .... :..., _D. --,. -· ~- -· -9- vavelmente manganes, como tambem teriam ao que tudo indica seuvolume ' diminuido e conseqtlentemente haveria uma tendencia ao de- ~ 3+ s~nvolvimento de minerais que comportam em suas moleculas o Fe tais como epidote (Ca 2 Fe~+Al 2 0 Si04 Si 2o 7 OH), magnetita (Fe 2+o. Fe;+ o 3 ) e granada andradita (Ca 3F 3+ sr3o 12 ) etc. A pressao dirigida e outro parametro importan- te no metamorfismo, mas ao que tudo indica, nao exerce nenhurn 'controle na forrna9~0 de certos minerais,t~l como Harker {1939) e outros defendem. Segundo Harker, a press~o dirigida e responsa- vel pelo aparecirnento dos minerais "stress", isto e, rninerais que so se formam sob a influencia desse fator. Ele chegou a gr~ par n~o apenas os minerais "stress", mas tambem os anti- stress, ou seja,minerais cuja forma9~0 n~o se processa na presen9a da pressao dirigida, tarnbern denorninada de "stre'ss". Entre os rnine- rais"stress", ele colocou cloritoide, cianita, alrnandina etc., e entre os "anti-stress'' enquadrou cordierita, andaluzita, nefeli- na etc. Acontece que tanto os min-erais considerados stress, sao encontra~ ~rn veios e metamorfismo de contato, como os anti- stress sao encontrados em metamorfismo dinamoterrnal, 0 que neste caso torna sern efeito a influencia da pressao dirigida. A pres~ s~o dirigida tern urn papel importante nas rea9oes metamorficas fa cilitando a penetra9ao dos fluidos catalizadores, contribuindo assim para acelerar o processo, alem de ser respons~vel pela o- rienta9ao preferencial (xistosidade, linea9ao, folia9ao). 12 fctogite 10 8 6 4 2 T, °C I · ~•11nim \j rn melt infJ r 0 " -0r - llb -10- 40 30 20 10 Figura 1 ~ E1aborada por Turner (1968) para o estudo dos f§cies me- tamorficos e adaptada aqui para i1ustrar os principais tipos de metamorfismo. [,:<y ~~ i if2'( ~i ~( fl _ 4\~ -~ ¢-J,l ~ IJ ( ll ~tJ ~. 11 ·u :~ fLll a ~ -~ :u ~:~ ~ . ~.~ · \A :• ,. I I '1 --r I I 'l I I 'l -. I '-1 '-1 I ~, '1 --, I ~t _, -1 ~ l ~ 1 1 1·· -11- CAPITULO 2 CRISTALIZA~AO E RECRISTALIZA~AO 0 termo recrista1iza~ao e empregado por muitos autores como Miyashiro (1975), Hyndman (1972) e outros indistin- tamente para indicar a forma~ao de urn novo mineral ou reconsti tu-ic;ao de minerais pre-existentes. Neste no.s,so trabalho, o uso do termo recristalizac;ao. fica restrito unicamente a reconstitui- c;ao. de minerais pre-existentes; sempre que fizermos referencia a formac;ao de urn novo mineral, empregaremos o termo cristalizac;ao de acordo com Spry (1976). A cristalizac;ao e controlada pela nu- cleac;ao, processo que pode tambem ocorrer na recristaliza9ao.Co~ tudo na recristalizac;ao, a reconstituic;ao d9s graos minerais po- de se desenvolver unicamente por coalescencia (recristalizac;ao por aglutina~ao),sem interferencia da nucleac;ao. A nucleac;ao, e o processo de formac;ao de minusculas unidades (nucleos ou genres) a partir dos quais, comec;a o . desenvolvi- mento de urn determinado mineral. Tern inicio a partir de ions ou pequeno numero de atomos que se tornaram instaveis em alguma con figurac;ao. A nucleac;ao depende essencialmente da energia de ati- · vac;ao, estrutura cristalina, presenc;a de agua ou outr~~ volateis e presenc;a de esforc;o. A energia de ativac;ao ~ a pr6pria temper~ tura do ambiente metam6rfico. A nucleac;ao e normalmente mais in- tensa nas altas temperaturas, entretanto, deve-se levar em consi derac;ao que a partir de uma determinada amplitude termal, a nu- cleac;ao comec;a a decrescer, porque a medida que a temperatura a~ menta, acelera a velocidade de crescimento dos graos, o que con- corre para uma diminui~ao da capacidade de nucleac;ao. A estrutu- ra cristalina e outro aspecto importante a ser considerado, vis- to que os minerais com estrutura em tetraedros (Si0 4 ) isolados ou combinadas nas ·cadeias mais simples tern dificuldades para for marem nucleos. As presen~as de volateis,principalmente H2 0 e es- for~os sao de significativa importancia como catalizadores rea~oes. das -12-· 0 TAMANHO DOS GRAOS MINERAlS -0 tamanho dos graos minerais encontra-se direta- mente ligado ao gradiente metam6rf i co, sendo portanto mais desen volvidos nas temperaturas mais elevadas . Nao obstante ser a tem- peratura a razao principal de crescimento dos graos minerais, e- xistem certos fatores como o tempo de atua9ao da temperatura, a granu!ometria e o poder de cristaliza9ao de certos minerais, os ~uai s sao considerados de suma import&ncia no esclarecimento de certos aspectos. 0 tempo de atua9~o das altas condi96es energ~t! cas, explica o contraste entre a granu l a9ao fina dos hornfelses e a granula9ao grosseira em rochas do me tamorfismo regiona l. No metamorfismo de contato, as altas temperaturas perduram por pou- co tempo, comparando aos longos periodOs de atua9ao desse fator no -metamorfismo regional. As condi96 es do metamorfismo de conta- to s~o - portanto propicias a intensa nuclea~ao. J~ o metamorfismo regional de altas condi96es energ~ ticas, devido ao longo perio- do de dura9ao des sas condi96es, favorece o desenvolvimento dos cristais. A granula9ao grosseira observ ada em alguns hornfelses, resulta ao q ue tudo ind i ca de atividades metassornaticas. A gran~ la9ao (tamanho e formas), exerce tamb~m uma influencia marcante no desenvolvirnento dos cristais. ' . Tem-se por exemplo que num arenito quartzose ou num conglomerado quartzose, a recristaliza9ao e precaria quando comparada a urn chert, o nde a recristaliza9ao · ~ intensa. Urn outro exemplo bastante interessante ~ dado pela alternancia de carnadas de argilas (material muito fino) e silte. As argilas, altarnente reativas, desenvolvern os graos rapidamente, enquanto que os graos de quartzo e feldspato cornponentes dos niveis silticos tern urna recristaliza9ao lenta o que pode provocar uma inversao de granulometria. Assim sendo, as carnadas provenientes das argilas passarictm a uma granula9ao mais grosseira e os meta-siltitos pa~ sariarn a representar as camadas d e granula9ao mais fina.Tanto no caso do quartzo e feldspato dos dois exemplos, como no caso das argilas, 0 p roblema se relaciona a superficie de contato entre os graos, quanta maior a superficie de contato, maior sera o po- der de rea9ao. No caso do quartzo do primeiro exemp l o uma maior superficie de contato resulta da g ranula9ao mais fina no chert. Ja no caso das a~gilas no segundo exemplo, al~m da s .ua granula- A,:: ~- ,1 1.' • '·:, ·~ , ... ~[ ;. > •• ,, .. ' f. .. ., Ill •• iii f :. ij. ' -· • .. •• .. i • -. • :• l· I ' ~· f • I • -i • •• I ( .-. i -~ ( • • I ( ~ I i (! -I f ¥. r · ~~~ ~ i l~. ··~ -, I ·.,. 'l t i 1;,. -1 f.' "' ~ ,; -r fi ~2 l f: ' I ., l l. I ~ ~i~? ............... ' 'r T ...,.. I -, '1 I .., I -. , ~, ~t '-t i -~ \ '-, -. - -13 ... 9ao rnais fina, concorre urn outro fator que ~ a forma plac6ide das micas seus cornponentes basicos. 0 poder de cristalizaxao se refere a capacidade que certos minerais tern de se desenvolverern rnais do que outros.E~ tre os rninerais corn alto poder de crist.aliza9ao destacarn-se gran~ da, cordierita, estaurolita, cianita, andaluzita e clorit6ide. A- credita-se que essa tendencia ao desenvolvirnento de grandes cris- tais se deve a dificuldade de nuclea9ao desses rninerais, dificul- dade esta resul tante ao que tudo indica do a'rranjo estrutural (si,!!! ples) ern suas estruturas cristalinas (Hyndman 1972). FOR~A DE CRISTALIZA~AO A forxa de cristalizaxao, foi considerada por Be- eke 1903 (in Turner-Verhoogen 1963) como a for9a que o cristal desprende cont:r:-a o rneio circundante para desenvolver as suas faces .Mui to ernbora os cristais corn alto poder de cristaliza(;ao tenharn tam- bern geralrnente elevada for9a de cristaliza9a0, deve-se ressaltar que esses terrnos encerrarn significados distintos, o prirneiro serefere ao desenvolvimento ern tarnanho e o segundo a capacidade de desenvolver as faces, fato que levou Eskola (1939 - in Turner Ver hoogen 1963) a propor o termo "energia de forma''. Todos os fato- res · irnportantes no crescimento dos cristais, tais como baixa nu- ~ \ clea9ao, condi96es fisico-quimicas,tempo de dura9ab d6' crescimen- to e tensao superficial (energia de superficie) s~o igualmente significativos para for9a de cristaliza9ao ou energia de forma.En tretanto, nesta ultima, existe urn fator basico fundamental respon savel maibr por esta propriedade que e a densidad~ de empacotamen to molecular. Becke ap6s constatar a importancia da densidade de empacotamento molecular, estabeleceu 0 que ele chamou de serie i- dioblastica para OS minerais metam6rficos. A serie idioblastica 1 tambem chamada serie cristaloblastica segundo a ordem decrescen- te de for9a de cristaliza9a0 e a seguinte. Titanita, Rutilo, Magnesita Breunerita,dolomita,albita hematita,ilmenita,granada Mica, clarita Turrnalina,estaurolita,cianita calcita Epidoto,zoisita Quartzo, Plagioclasio Piroxenio, hornblenda Ortoclasio, microclina --14- Esta ordem de for9a de cristaliza9ao, foi ampli~ da de modo bastante racional por Eskola, (como veremos mais a - diante) que estabeleceu a ordern de for9a de cristaliza9ao por classe de silicatos. Ao verificar que a ordem decrescente de for9a de ctistaliza9ao se corresponde corn a ordem decrescente de densida- ' de de empacotamento molecular, aspecto refleti~o de certo modo na ordem decrescente de peso especifico, Becke constatou a exis- tencia de uma rela9ao direta entre esses dois fatores. Por esta re·la9ao, Eskola ( 19 39 1 in Turner Verhoogen (1963)) pode estabelecer a s eqUencia de for9a de cristaliza9ao entre os silicates corn ba-· se nas suas estruturas cristalinas. Assim sendo 1 os o r t os si - licatos titanita, granada, estaurol i ta, cianita, minerais do grupo do epidoto, andaluzita, sillirnanita 1 vesuvianita,zircao e fo~sterita que se comp6em de tetraedros (Si 0 4 ) isolados ou fO£ mando as cadeias rnais simples, possuindo -portanto estruturas rnais densas, ocuparn o primeiro lugar. Seguem-se os inossilicatos unialinhados de cadeias simples (piroxenios) e os de cadeias du- plas (anfibolios) 1 em terceiro, os filossilicatos (micas, clori- tas, talco e cloritoide) onde os tetraedros se desenvolvem bidi- rnensionalmente e por ultimo OS tectossilicatos . onde OS tetrae- dros tern urn arranjo tridimensional Ex.:quartzo, feldsp~to e pro- vavelmen~e ~ordierita. Urn outro aspecto a ser considerado, e que os mi- nerals anisotropicos tern for9as de cristaliza9ao variaveis se- gundo suas dire9oes cristalograficas,por Ex. as faces prismati - cas de urn cristal de actinolita sao melhor desenvolv~das que as termina9oes basais 1 o que indica que a actinolita tern uma for9a de cristaliza9ao rnaior segundo as dire9oes das faces prismaticas. Deve ser e n t endido que urn melhor desenvolvirnento das faces de urn cristal ' lai depender tambem da for9a de oposi9ao imposta pelo meio, assim quando essa for9a e bastante elevada provoca 0 acha- tamento ou de senvolvirnento prec~rio das referidas faces. f .. t • • • : f ... • .. • • ,, • I! l • • 1 • • 1: 1 I t~ l I' - ~ • 1 ft: f( l ·- '-- -15- CAPITULO 3 TEXTURA E ESTRUTURA DAS ROCHAS METAM6RFICAS A forma, dirnensao, orienta9ao e arranjo espacial dos graos rninerais sao respons~veis pelo aparecimento nas rochas de dois conjuntos de fei9oes distintas. Urn conjunto de fei9oes observaveis rnacroscopicarnente a nivel de afloramento ou arnostra • de mao, denorninadas de estruturas (Ex. estrutura xistosa, estrutu ra gnaissica etc) e urn outro conjunto de fei9oes geralmente so detectaveis ao rnicrosc&pio, denorninadas de textura (Ex.: textura granobl~stica, textura lepidoblastica). Existe algurna confusao com rela9ao ao emprego dos termos textura e estrutura entre os petrologos. Muitos autores co . rno Rosenbush, Michel Levy, Lacroix etc, consideram esses termos corn o sentido inverso do que foi dito (ou seja, as fei9oes macros copicas sao denorninadas de texturas e as fei9oes rnicroscopicas de estruturas). Ern verdade,trata-se apenas de uma questao de defini 9ao e assirn se~do, n&s preferirnos seguir os crit~rios de Tyrrel e outros que considerarn os referidos terrnos, do modo como apresenta mos. Os fatores que irnpoern as rochas uma determinada textura ou estrutura s~o: o tipo de metamorfismo a que elas esti- verarn subrnetidas e a natureza da sua rnineralogia. Ex. as estrutu- ras xistosas e gnaissicas resultam da pressao dirigida atuando em rninerais corn tendencia a urna orienta9ao preferencial (Ex. micas , anfib&lios etc) . Entretanto, pressoes dirigidas de baixa a~plitu de atuando ern rochas desprovidas desses rninerais, podem conferir as r~ chas urna estrutura isotropa (rnaci9a), como eo caso de grande·parte dos granulitos. J~ urna pressao extrema atuando nesses rnesmos gra- nulitos, provocaria o aparecirnento de urna estrutura bandada. Os principals tipos de estrutura encontradas nas rochas rnetarnorficas sao as seguintes. Bandarnento - Este termo, e utilizado para desig- nar alternancia de carnadas de rninerais rnic~ceos ou ricas ern horn- plenda e carnadas de rninerais quartzo-feldspaticas. 0 bandarnento --·16·- pode resultar da propria estratificac;ao original da rocha pre-m~· tamorfica, pode ser produzido por diferenciac;ao metamorfica,vis- to que quartzo e feldspatos podem migrar para zonas preferen- ciais, afastando-se portanto dos constituintes maficos, e, pode ainda se originar devido a inje~6es magmaticas nas proximidades de intrus6es plutonicas. A aplica~ao desse termo e tambem atri- buida a bandamentos metamorficos sem se considerar a _c9mposic;ao Ex.&andamentos em milonitos, bandamentos em gnaisses calcossili- caticos etc. Xistosidade e Estrutura Gnaissica - A xistosidade se refere ao arranjo para1e1o ou sub-para1e1o dos ~inerais foli~ res (micas e cloritas) e/ou prismaticos (anfibolios), respons~ veis pelo desenvolvimento d e uma fissilid~de planar na rocha Ex. xistos,· filitos etc. A diferen~a entre xistosidade e estrutu ra gnaissica e que a estrutura gnaissica implica na presen9a de bandamento composicional. Clivagem - 0 termo e aplicado ~s rochas, para de- signar uma estrutura planar penetrativa ou nao penetrativa. Mui- tos planos de clivagem , encontram-se associados a planos axiais de dobramentos e se distribuem paralelamente a estes. A clivagem associada a urn plano axial de dobramento nao e penetrativa, 0 1 espa9amento (ou intervale de quebramento) e irregular 6'seu com- portamento neste caio e semelhante a uma partic;ao. A clivagem aE dosiana . caracteriza uma estrutura penetrativa tipica. Essa cliv~ gem resulta geralmente da orienta<;ao planar paralela ou sub-par~ lela de minerais micaceos. Neste particular, poderia ser confun- dida com a xistosidade o que alias muitos autores consideram co- mo sin6nimos. Entretanto, existe uma pequena diferen<;a que deve ser levada em considerac;ao. Na xistosidade, a folia<;ao resultan- te e mai::: grosseira, porque os minerais micaceos que se arranjam planarmente tern uma ~ranulac;ao mais desenvolvida, reflexo de urn metamorfismo mais intenso. Existem outros tipos de clivagem, mas para OS propositos deste nosso trabalho, nao pretendemos descer . ": t f • ' f. f t ·· ~ f ' • .f :f if f I' r: 1: ~ r ~- a maiores deta1hes. Existe uma vasta bibliografia a re~peito do ., 1 assunto e os interessados poderao consu1tar entre outros, Dennis :1 ! (1967-1972), Ramsay (1962), Hobbs, Means e Williams (1976) Siddan (1972) e : ~ ·; ·t:? '~ ,-, ~t,-1 • . -:1 • •• l ' -1 -, ., :-l I ""j l : l I -· ,, -• - ' ' ' -17- Cliv~gem de Crenulayao - ~ uma clivagem que se desenvolve ao longo de uma superflciecrenulada (micro-dobrada). Neste caso, a folia9ao pre-existente s 1 ao se tornar crenulada , provoca o aparecimento de transversais linhas de fraqueza ao longo das quais verifica-se o quebramento (ver figura 3). Essas transversais linhas de fraqueza se localizam nos flancos dos mi- cro-dobramentos, os quais, quanto mais apertados mais favorecem o desenvolvimento deste tipo de clivagem. Lineayao - Caracteriza a distribui9ao de elemen- tos lineares dentro dos corpos rochosos. Inclui o alinhamento de minerais prismaticos (ex. anfibolios, cianita, etc.), alongamen- to de seixos e minerais como quartzo e feldspato, eixos de micro dobras, linhas de interse9ao de superflcie S, etc. Foliaqao - Este termo, e utilizado para designar qualquer tipo de orienta9ao planar tais como xistosidade, banda - menta gnaissico, clivagem, enfim estende-se a todas as superfi- cies S, independentemente da sua origem. Assim sendo, inclui tam bern o acamamento sedimentar e fraturas adjacentes, em sistemas subparalelos. Estrutura Maciqa - ~ tipica de rochas nas quais a aus~ncia da pressao dirigida concorreu para o nao ftlinhamento dos constituintes minerais. Seu aspecto e maci9o, co~pacto e en- contra-se comumente em marmores, hornfelses, granulites, etc. Boudinage-~ uma estrutura.resultante de urn es- foryo de compressao aplicado num pacote rochoso de litologias di ferentes e devido a diferenya de competencia (ductibilidade) en tre as rochas. Para que a boudinage possa se desenvolver, o an - gulo entre o esfor9o de compressao e a camada de baixa competen- cia deve ser grande (reto ou aproximadamente reto) . Quando a di- ferenya de compet~ncia entre as camadas e pequena, verifica-se o aparecimento de leves estrangulamentos nas camadas menos compe- tentes, contudo~ quando essa diferen9a e grande e o esfor9o apl! cado bastante intenso, provoca estrangulamentos extremes e rutu- ras, fazendo com que a camada menos competente se mostre corn uma fei9ao semelhante a sucessivas "salsichas" ou rosario (ver fig. -18.!.. ( c ) t b ) ( c ) Figura 3 - Ilustra9ao dos estagios de evolu9ao de uma clivagem de crenula9ao Figura 3.1. - Estrutura em boudinage associada a um dobramento . ~ ~ l; ~ ( II f ) l ' • ' • • ~-, f l • j • I '~' 1 ~ "- I ( ~~ (i ~ ,.. t- y- ~- ~ 1,:-_:- ':' ~I -19- 3-l). o termo boudinagem vern de '"boudin" (salsicha em frances) e trata-se de uma estrutura que ocorre em diferentes escalas, sen- do muito comum em camadas ou veios quartziticos encaixados em xistos. TEXTURAS Existem certas fei9oes como palimpseticas ou reli qqiares, fragmentadas, deformadas e maculadas; em que a aplica- ¥aO dos termos textura ou estrutura pode ser feito indistintamen te, visto que tanto podem ser observadas em afloramento ou amos- tra de mao, como ao microscopic. Nos vamos considera-las com tex turas, unicamente para efeito de descri9ao, do mesmo modo que po deriamos te-las considerado como estrutura. As texturas re1iquiares ou palimpseticas, podem ser herdadas de rochas igneas ou sedimentares, para caracteri- zar esses aspectos, utiliza-se o termo b1asto Ex. blastopo~firi tica, blastofitica para indicar texturas reliquiares igneas e blastopsamltica, blastopsefitica para indicar texturas reliquia- res sedimentares. As texturas do metamorfismo dinamico, caracteri- zam-se pelas feiyoes fragmentadas e deformadas, resul t'~.ntes de intensas pressoes dirigidas e cizalhamento reinantes nesse pro- cesso. As texturas cataclastica e milonitica sao diferenciadas pela foliayao, assim, a textura mi1onitica implica na presenya de foliayao, feiyao considerada ausente na textura cataclastica. As texturas cataclastica e milonitica sao definidas ~m funyao das percentagem entre a matriz e os porfiroclastos (graos maio res que persistem na matriz fina}. Essas texturas ficam defini- das quando a percentagem de porfiroclastos encontra-se entre 10 a 50%; para urn teor de porfiroc1astos inferior a 10% a textura e denominada de u1trami1onitica. A textura mortar (tambem chamada textura em · moldura) , caracteriza-se pe1a presen9a de porfiroc.la~ tos envo1vidos por graos microcrista1inos. Os graos mais finos, sao da mesma composi9ao dos porfiroclastos e resultararn do seu trituramento (fig. 3-2a). Sombra de Pressao e Orla de Pressao A sombra de pressao, e :J;"epresentada por graos minerais que se distribuem de modo a formar uma area aproximadamente elipsoidal -20- Figura 3.2. - Quadro Ilustrativo das Principais Texturas Metam6rficas a. mortar b. sombra de pressao c. orla de pressao d. Kink Band ___ ; ~ • ~ ' ;a t ... · ~ I ( i .!!! l ~ 4; I f . ~ e. dobra em chevron f. granoblastica granular g. granoblastica r:oligonal f .. - ~ tf ~ ~- ' -~ t -, i - ' l ~. -· I ' l\ l 6 h. granoblastica decussada j. helecitica i. poiquiloblasto t . L l t, ' k. bola de Neve m. fragmentada t - t it./ I r I 1 I '1 '1 1 J ' ] l , • -. , -:t '1 -:1 '-1 ~~ ~~ I -:I -;j· -21- em torno de urn obstaculo (no caso urn cristal pre-existente) A textura na regiao de sombra e diferente da textura da rocha, PO£ que esses locais SaO protegidos da deforma9a0 pela presen9a des- ses cristais. Desse modo, podemos ter por exemplo a presen9a de quartzo granular e grosseiro, enquanto nos outros pontos da ro- cha esse mineral aparece fino e alongado. Nos pontos de sombra,a folia9ao se amolda envolvendo a aml;>ps, cristal e sombra fig. 3- 2b. A diferen9a entre orla e sombra de pressao, e que a orla de pressao normalmente apresenta quartzo lamelar e tanto o quartzo COinO OS demais minerais que compoem a sombra, encontram-se rela- cionados com as bordas do cristal fig. 3-2c. Kink Band - e urn tipo de dobramento cuja fei9ao marcante sao os flancos retos e zonas de charneira estreitas. Trata-se de uma textura (ou estru- tura) que pode ocorrer em rochas ou minerais isolados, sobretudo os minerais com clivagem proeminente como mica, clorita, cianita etc. fig. 3-2d. Se as dobras sao simetricas e OS flancos aproxi- madamente de mesmo tamanho, a estrutura e conhecida geralmente como- dobra em chevron, fig. 3-2e. A estrutura ern kink band nas rochas, indica urn estagio de deforrna9ao em baixa temperatur~, e~ quanto que nos rninerais, nao se t~m certas informa9oes a serem tiradas. Mesmo assim, fazendo-se uma malha de amostragem, pode se indi viduali ·zar areas on de a deforma9ao se veri ficou em baixas temperaturas ou em temperaturas mais elevadas. Textura Lepido- blastica - resulta da abundancia de minerals foliares (micas e cloritas) e prismaticos (anfib6lios principalmente) di~tribuidos segundo uma orienta9ao planar paralela ou s~b-paralela (ex. as -rochas com estrutura xistosa). Se os constituintes planares sao representados basicamente por prismas ou fibras, a textura passa a denominar-se nematoblastica, ex. alguns anfibolitos e gnaisses anfiboliticos. 0 termo granoblastica, e aplicado as texturas nas quais OS minerais sao aproximadamente equidimensionais e nao t~m uma orienta9ao preferencial (ex. as rochas corn estrutura rnaci- 9a). A textura granoblastica pode s~r granular, poligonal e de- cussada.·Quando granular, os graos sao xenoblasto s e aproxirnada- mente equidimensionais (fig. 3-2f), na po ligonal, os graos t~rn a forma de urn poligono, muitos deles corn cinco ou seis lados, o limite entre os graos e reto e as linhas de limite se encon- trarn num ponto triplice formando angulos de 1209. Essa textura pode ser encontrada ern hornfelses, marrnores e quartzitos fig. 3-2g). Na textura decussada (fig.3-2h), os cristais tendern a -22- ser prism~ticos sub-idiobl~sticos e orientados ao acaso. As ro- chas de metamorfismo de cantata com bastante minerais plac6ides podem apresentar essa textura Ex. biotita hornfels. 0 termo por fiiroblasto, ~ aplicado aos graos minerais mais grosseiros que se desenvolvem numa matrizmais fina, dando origem a textura porfirobl~stic~. Sua apar~ncia ~ semelhante a textura porfirit! ca das rochas igneas e segundo Spry (1976), a propor9~0 do di~ metro de urn porfiroblasto para os minerais da matriz deve ser de ~ a 10 para 1 (urn) . 0 numero de minerais com tendencia ao desenvolvimento de porfiroblastos ~ muito pequeno, entre eles, os principais sao: granada, cordierita, estaurolita, andaluzi ta e cianita. Essa tendencia e con t rolada pela baixa capac ida- de de nuclea9~0, assim, esses minerals se desenvolvem em torno dos poucos nficleos j~ existentes ao inv~s de formarem novos nu- cleos. A forma euh~drica · ou anedrica dos porfiroblastos segun- do Hyndman (1972), encontra- se relacionada a sua velocidade de crescimento. Os porfiroblastos -euhedricos, tiverarn urn crescimen to lento, enquanto que os an~dricos cresceram mais rapidarnente. Quando os gr~os maiores das rochas metarn6rficas contern urna cer- ta densidade de inclusoes, eles sao denominados de E_Oiquiloblas tos. Sua aparencia ~ sernelhante a urna esponja (fig. 3-2i) e as inclusoes podern ou n~o ser orientadas. Da presen9a desses gr~o~ resulta a textura poiquilobL~stica, que quando formada por in- ,_ - - - r~~ :::: :::.::-- ..:_ ~ :-~ ::.::. ::.~~ ;.c>:: -~-~:~ -: ~-Tt.l:>:= J1 peneira" . Essas inclusoes s~o normalmente de fases s61idas em minerais aluminoses como granada, cordierita, estaurolita etc. 0 fenomeno pode ser explicado do seguinte modo: Esses rninerais contem bastante aluminio, os ions do aluminio s~o pouco rn6veis, entao se esses minerai~ crescem nurna regiao corn pouco aluminio, .. ' ' como por ex. numa carnada quartzosa, mas que existe sempre mate- 1 t rial pelitico circundando o material guartzoso, as cristais re- . ' sultantes n~o ser~o continuos e apresentar~o bastante quartzo como inclusao. A textura helicltica - caracteriza-se pela pre- sen9a de inclusoes alinhadas ou encurvadas em ceftos minerais como granada, estaurolita, albita, andaluzita e clorit6ide. As inclus6es, s~o aqui representadas por elementos estruturais da rocha matriz mais antiga Ex. xistosidade, bandamento etc. A es- trutura da rocha pr~-existente ~ portanto preservada dentro do cristal (fig. 3-2j). Na_ te~tur~_em bola de neve __ (Snow ____ !?alJ:.L_ ~uito comurn ern granadas~ os cristais encontram-se rotados de ' "~ I ' ,. -· "'· ([' : ; f -j ~ ~ I ~- 1 -I ~ - 1 -~ I ~ I -I -~ I - I ~ ' -I --<·, ' -23- tal modo que as inclusoes desenvolvem a forma de uma espiral si- rnetrica tal como se observa na fig. 3-2k. A fei<;;ao das inclusoe~ assemelha-se a um _?. e segundo Spry (1976), o termo 11 rotado" e utilizado nao como simples sinonimo de rotacional, mas para indi car que a rotayao ocorreu simultaneamente com a deforma<;;ao que por sua vez e contemporanea com o crescimento do cristal. As tex turas heliciticas e bola de neve (Snow ball), sao de significa- tiva importancia na deterrninat;;ao das rela<;;oes entre fases de de- f~rma<;;ao e crescirnento dos cristais, como v~rernos mais adiante. A textur~ maculada - deve-se essencialmente a tend~ncia que cer- tos minerais tern para forrnar porfiroblastos, como e 0 caso de andaluzita, cordierita etc. As rochas de baixo grau do metamor- fismo regional tais como ardosias e filitos, quando reaquecidas incipientemente devido a proximidade de algum pluton, tendem a desenvolver porfiroblastos desses minerais, ·os quais aparecern sob a forma de manchas. Essas manchas, podern ser tarnbem represeQ tadas por impurezas outras e, materia organica, notadamente car- bonosa a qual aparece as vezes ja sob a forma de grafite, ou a- gregados rnicrocristalinos caracterizando o estagio embrionario da cristaliza<;;ao. Na textura denorninada coroa de rea~ao, urn novo mineral se desenvolve envolvendo urn outro cujas condi<;;oes para sua estabilidade ja nao existern (Ex. actinolita ern torno de au- gita). Essa textura, encontra-se comurnente no processo de diafto rese. ' ' -.- RELA~OES ENTRE AS FASES DE DEFORMA~AO E CRESCI - MENTO DOS CRISTAIS (CRISTALIZA<;J\0/RECRISTALIZA<;J\O) A presen<;;a de porfiroblastos, poiquiloblastos(c~ muns ou heliciticos) e poiquiloblastos com textura "bola de ne- ve", e da· rnaior importancia para se deterrninar a rela<;;ao existen te entre as fases de deforrnagao e o crescirnento dos cristais. o crescirne nto de urn porfiroblasto ou poiquiloblasto pode ocorrer antes, durante ou apos a fase de deforma<;;ao~ Para caracterizar esses estagios, dizernos que esse desenvolvirnento e pre, sin pos-tectonico. ou Na cristaliza<;;ao pre-tectonica, uma das feiyoes mais tipicas para sua identificayao,e a presen<;;a de sornbra de -24- ~ress~o ou orla de press~o, vista que neste caso, os cristais re~ presentam obst~culos rigidos que j~ e x is t iam antes da deforma9~0 outras fei96es inerentes a esse est~gio s~o: presen9a de textu- ra mortar, deforma~~o na gemina9~0 do plagiocl~sio (fig. 3-2 l), cristais fragmentados (fig. 3- 2 m), textura em kink-band e lame- las de deforma9~o (encurvame nto em minerais placosos au lamina res) . Cristaliza~~o Sin-Tect6nica - Muitas fei96es do I metamorfismo regional tais como o alinhamento de anfibolios,alon- gamento de quartzo e arranjo planar das micas (xistosidade) sao consideradas c o mo resultantes de uma cristaliza9ao simultanea com a deforma~ao. Entretanto, uma das fei96es de maior relevancia n a identifica9~0 desse _est~gio, e a presen9a de cristais rot ados (textura em bola de ne ve) ·em rela9~o a folia9ao. Esse e urn aspec- to cpmumente observado em certos mi nerais como granada e estauro- lita. Muitas vezes, nao e facil a identifica9ao das estruturas tipo £ (bola de neve), por isso, torna-s e necess~rio que se exami ne urn certo numero de cristais. A identifica~ao da textura "bola de neve'' depend~ da orienta9~0 do corte na s ec~ao delgada. Assim sendo, uma sec9ao delgada cortada perpendicular ao eixo de giro do cristal, apresentaria as inclus6es em forma de ~' contudo,para urn corte inclinado, a forma mostrada seria) (, 1 I, ) , dependen- , ' do do §ngulo de inclina9~0 do corte. Por isso, Spry (1976}~ suge- re que quando as inclus6es £ n~o aparecem, mas e xistem diividas se o crista! e ou n~o sin-tect6nico, que essas duvidas sejam des- feitas com observay6es em plati na universal. A figura 3-3, ilus- tra toda uma seqUencia do desenvolvimento da textura "bola de ne- ve'' em granada outras duas fei96es de cristalizay~o sin-tect6ni - ca, encontram-se ilustradas pelos cristais 5 (cinco) e 8 (oito)da figura 3-4, discutida no final deste capitulo. A cristalizay~O pos~tect6nica, e urn fenomeno co- mumente observado em muitas rochas. Acredita-se inclusive que a presen~a de certos minerals como kiastolita, cianita e cloritoide seja quase que inteiramente restrita a esta fase. 0 conjunto das fei~6es que caracteriza esse estagio e representado par textura . helicitica, poligonizay~o de cr i stais cur vados, ressalto da folia 9~0 pelo crescimento de cristais mimeticos, substitui~ao de mine rais precocemente formados, originando ps e udomorfos e desenvo lvi- ~ - '· I. ! ~- 1 I ti ! ': ., I '. ,. ! f •. I \ r . ...,, ~· -25- :::::_-:_-~--=== --- ------ ------- ---- ---~------- ~ ---- ::::::: ·-:.::.:= ----- ------ ------- ----- a b c ~~ii~~~~~-~~-----~~\~~~ ---~---=:-- - / / ------------------ d Figura 3.3. - SeqUencia do desenvolvimento da textura Bola de Ne- ve (Snow Ball) em granada. Deforrna<;ao Cristaliza<;ao Deforma<;ao que resulta num gi ro relativo- dos porfirablastos Cisalharrento prro, perpendicular a xistosidade Crenula<;ao Pos-Cristalino Sin-Cristalino Pre-Cristalino ... Pre-Cinematico Sin-Cinematico Pos-C .. fnematico Figura 3.4. - Rela<;6es nos diferentes estagios Deforma<;ao/Crist~ liza<;ao (Zwart 1962) -26- mento de cristais idioblasticos. Os porfiroblastospas-tectonicos crescem em cima da folia9ao sem perturba-la e muitas vezes absor- •.. ·· vendo-a e resguardando-a no seu interior. A poligoniza9a0 e urn -sao · processo de recupera9ao do cristal. No caso das micas, que arqueadas nas regioes de dobramento, sua reconstitui9ao e ciada pela presen9a de cristais em contatos angulares (ver 3-5 e 3-6). A poligoniza9ao, e comum tambem em quartzo, o de nun- figs. qual e do mesmo modo deformado e recristalizado, mas neste caso, nao I se formam os contatos angulares, visto que o quartzo tern habito granular. Seu aspecto e denunciado pelo que se denomina de sub- graos, dentro de uma massa maior de quartzo. A cristaliza9ao mime tic~ e urn proceSSO em que a dimensao e/OU orienta9a0 dos minerais tardios e controlada por minerais pre-existentes. 0 efeito pode 4 ser por simples pseudomorfismo, por velhos cristais influenciando na fiuclea9ao de novo~ Ex. recristaliza9ao de · micas paralelas em agregados orientados ao acaso (transforma9ao de xisto . em hornfel~ ou pela orienta9ao dos velhos cristais controlando o crescimento de novos minerais Ex. alongamento de micas e anfibolios ao longo de bandamento ou outra folia9ao pre-existente. A figura 3-4 (Zwart 1962} relaciona no tempo os estagios entre as fases de deforma9ao e cristaliza9ao. A deforma- 9ao resultados tres seguintes mecanismos. Deslizamento, cizalha- mento e dobramento (crenula9ao), e, para cada tipo de derorma9ao tem-se uma f~i9ao diagn6stica dos estagi~s pre, sin e pas-tectoni co registrada na rela9ao entre a folia9ao e o porfiroblasto. As rel·a9oes sao portanto estabelecidas com base nas folia9oes Si e Se (respectivamente interna e externa ao crista!). Paracuma me lhor compreensao no caso dos cristais pre-cinematicos, admite- se que uma folia9ao ja se encontrava presente na rocha antes da de- forma9ao, do contrario,as inclusoes nao apresentariam orienta9a0 preferencial. Os cristais pre-tectonicos se impoem a folia9ao pro vocando o seu . desvio, fato que tambem ocorre com os cristais sin- tectonicos mas nestes ultimos, 0 desvio e menos intenso e a folia 9ao interna ao cristal encontra-se perturbada, fato que nao ocor- re com os primeiros, os cristais pas-tectonicos se amoldam tran- qfiilamente ~ folia9ao sem perturba-la e absorvendo sem nenhurn des lize o seu contorno. De modo geral, essas rela9oes por si so bastante compreensivas,o caso da textura "bola de neve" -sao Snow ball) ja foi explicado, resta-nos apenas algumas considera9oes so .,..27- bre os casas 5 (cinco) e 8 (oito) . Nesses cristais (sintect5ni - cos) as . inclus6es s~o aproxirnadarnente retas . no centro, tornando- se progressivarnepte encurvadas a medida que se aproxirnarn das bordas. 0 fen5rneno pode ser explicado do seguinte modo. Quando o cristal corne9ou a se desenvolver, a deforrna~~o encontrava- se nurn estagio excessivarnente lento, tendo se acentuado posterior- mente, par isso, as linhas de inclusoes inicialrnente englobadas, encontrarn-se rnenos perturbadas. As naves rela9oes apresentadas por Zwart, sao da rnaior importancia para solucionar problemas em areas metamorfi - cas. Entretanto, sua aplica9~o deve ser feita com rnuito cuidado, porque na natureza alern de cornbina9oes podern ocorrer casos tran- sicionais. Desse modo, urn rnesrno porfiroblasto pode por exemplq apresentar urn riucleo pre-cinematico, uma borda sin-cinematica e ter parado o crescimento antes da deforma9~0 terrninar. Figura 3.5. Seqtiencia do desenvolvimento de poligoniza9~o.A,rnica en- curvada; B,nuclea9ao e C, es t~gio final da recristaliza~ <;ao. Figura 3.6. Urn exerrplo mais arnplo do prcx:::es so da poligoni ~ za9a0 (Spry 1976) . -28- CAPITULO 4 CLASS IFICA(:AO DAS ROCHAS ME'l'AM6RFICf..S A nomenc latura das rochas metam6rficas, tern por base certos aspectos relacionados diretarnente com a rocha, tais com~ o fabric, a composi9~0 mineral6gica, a composi9~o qulmica e o ambiente de origem. Por isso, su~ classifica9~0 e bern mais simples que a classifica9~0 das rochas igneas que na maiori.a das vezes faz uso de termos que nao tern nenhuma rela9~o com o tipo petrografico em questao, como e o caso do nome derivado da loca- lidade onde a rocha foi encontrada pela prirneira vez (uma cons- tante na classifica9ao ignea ). Alem do mais, os aspectos que fa·- zem com que uma rocha iqne a mude de nome sao. muito sutis, como e o caso da natureza do piroxenio, presen9a de anfib6lio, a basici dade do.plagioclasio etc. Esse aspecto, concorre para multipli:c!_ dade de nomes, fazendo com que a nomenclatura das rochas < 1gneas acumule Uffi grande numero de termos, OS quais geralmente nao ;r:e- tratam nenhuma caracteristica observada na rocha. A Classifica9ao Estrutural - se fundamenta no fabric (textura, estrutura) da rocha e ocupa um espa90 bastante amplo no quadro das classifica96es, visto que a maiorik~ das ro- chas metam6rficas s~o classificadas segundo a sua est:r.:utura. Na classificay~O estrutural, e necessaria apenas aprender OS names dos grupos rochosos e adicionar ao nome do grupo, ·certos aspec- tos da composiy~o mineral6gica. A disposiy~~ dos minerais em re- lay~o ao nome do grupo, segundo Winkler (1976) deve ser feita de tal modo que os minerais de maior conteudo ocupem mais pr6ximas do nome da rocha Ex. granada~quartzo-biotita xis~ to, indica que a biotita ~ o mineral de maior conteudo na rocha, enquanto granada tern a menor percentagem. Para que o mineral fi- gure ao lado do nome da rocha, e necessaria que sua percentagem seja superior a 5%. Quando se deseja fazer referencia a urn mine ral considerado importante, mas que seu conteudo e inferior a 5%, coloca-se ap6s o nome da rocha a palavra "com'', seguida do mineral considerado Ex. sillimanita-granada-biotita xisto com cordierita. Quando o quartzo excede o teor das micas em rochas xistosas, emprega-se a denominay~o quartzo- mica xisto ou quartzo I ./ I ~ j (; t r - I 4 l t - I l. ·!~ .- i., lu: \i k j' "· L 'i ,. __ ~ \[ r· ..... .. '\i " ......... - -29- ~ilito. De acordo com os grupos rochosos metam8rficos existente~, tem-se a seguinte classifica<;;ao estrutural. Ardosias - Sao rochas com estrutura planar perfel ta (clivagem ardosiana) e com uma granula<;;ao muito fina, origina- das por metamorfismo regional de paixo grau em sedimentos finos tipo argila, silte, tufos etc. Como aspecto mineralogico marcan- ·te, tem-se a riqueza em micas brancas, mas como a granula<;;ao da :r:9. Gha e muito fina, devido ao baixo grau de recristaliza<;;ao/cristaliza<;;ao, ate mesffio as micas com toda sua abundancia, na maioria das vezes sO podem ser detectadas ao microscopio. As ardosias com freqtiencia encontram-se limi tando areas me·tamorficas e nao metamorficas e ·com o aumento do grau metamorfico, pode haver toda urna seqUencia: ardosia - fili to xi sto gnaisse. As ardosias mos- queadas (maculadas ou manchadas), resultam ~e metamorfismo de contato incipiente o qual provoca o aparecimento de porfiroblas- tos (normalmente sob a forma de marichas) de minerafs novos Ex. cordierita, andaluzita etc. Filitos - Sao rochas xistosas de granula<;;ao fina, p:Jrem, devido ao grau de recristaliza<;;ao/cristaliza<;;ao ser :rrB.is consideravel que nas ardosias, alguns minerais ja podem ser identificados ma- croscopicamente. 0 contefido de filossilicatos geralmente ultra- passa os 50%. A granula<;;ao nos filitos e mais grossa que nas ar- dosias e mais fina que nos xistos e as manchas ou macul'~-s ( fili- tos mosqueados) podem estar presentes. A caracteristica macrosco- pica mais marcante nos filitos, e o brilho sedoso observado nos planos de xistosidade e devido ao born volume de sericita e clari- ta. Xistos - Sao rochas de granula<;;ao media a grossa e forte orienta<;;ao planar e linear, originadas em estagios meta morfico superiores ao dos filitos. Certos xistos com bastantequartzo e feldspato, tornam-se ~s vezes urn problema quanto a cla~ Sifica<;;aO, isto e, Se se enquadram entre OS XiStOS propriamente ditos oq se ja se tratam de gnaisses. Grande parte dos autores to mam por base o bandamento; assim, as rochas com alternancia de bandamento quartzo-feldspatico e minerais maficos, sao classifica dos como gnaisses. Outro criteria importante e muito utilizado foi estabelecido em simposio realizado na Austria (1962) e tern --30-: por base, o teor de feldspato na rocha. As rochas com mais de 20% de feldspato sao classificadas como gnaisses, enquanto as rochas corn teor inferior a 20% sao classificadas como Winkler (19j6) admite que um~gnaisse geralmente , cont~m xistos. volume de feldspato superior a 20%, mas na sua opiniao o rnelhor crit~ rio par~ se estabelecer a diferen~a entre urn xisto e urn gnais- se, reside no f~brica. Por isso, ele adotou o crit~rio estabele cido por Wenk (1963) e que diz o seguinte. :'Quando golpeadas corn urn martelo, as rochas de f~brica x~stosa (xisto} se partem perfeitamente segundo "S" em laminas de 1-10 rnm de espessura, _ou paralelas a lineac;;:ao em finos bastoes", os gnaisses se cli- varn em laminas mais espessas. Gnaisses - Sao rochas de granulac;;:ao m~dia a gros sa e corn e~trutu~a gnaissica. Sua ~istosidade ~ pouco desenvol- vida, devido a predorniriancia dos minerais quartzo e f e ldspato. - Nos gnaisses, a caracteristica rnais rnarcante, ~ a estrutura ban dada. Granulites - Sao rochas de textura granobl~stica e estrutura rnaci~a ou gnaissica. Sua granulac;;:ao ~ vari~vel e cornpoem-se de feldspatos podendo OU nao center quartzo e OS rna- ficas presentes sao geralmente anidros, contudo, anf~b&lio ~ ·,: > biotita pardos, podern estar presentes. Os feldspatos sao predo- minanternente rnesopertita e plagiocl~sio. (~s vezes antipertiti- co). Os granulites se formam ern arnbiente onde PH 0 < < Pcarga mostrarn freqlientes bandarnentos e em sua rnineraloJia, alern dos rninerais citados, encontrarn-se: granada (piropo-alrnandina), or- topiroxenio (principalrnente hyperstenio), clinopiroxenio (serie diopsidio-hedembergita), sillimanita ou cianita, cordierita, forsterita (nos tipos mais c~lcicos) e wollastonita. Os deta lhes da classifica~ao dos granulites, serao abordados no capit~ 10. Hornfelses ou Cornubianitos - S~o rochas de gr~ nulac;;:ao fina a m~dia e textura granobl~stica, ·podendo tambem conter porfiroblastos. 0 termo tactito (escarnito) se refere a hornfels que sofreu metassomatisrno. Nesse tipo, desenvolve- se urna associac;;:ao de rninerais calcossilic~ticos com epidoto, diop- sidio, grossularita, vesuvianita, wollastonita etc. Nos tacti- - I ~ I t; i t I I e·. i i. f , i ' (, I {) € ' i t, i t" T '-r. I l 1- -.; --;] --q -r. -;f' '11 11 'II tos, a granula9~o e normalmente fina a m~dia raramente ra. -31- grosse!_ Milonitos e Cataclasites - S~o rochas que geral- mente ~stiveram subm~tidas aos efeitos de falhamentos, e 1 cuja caracteristica marcante e a redu9ao dos seus graos minerais ( em rela9a0 as partes adjacentes nao af~tadas) devido a deslizamento e cizalhamento. Reconhecer at~ que ~ponto a redu9ao resulta do trituramento mecanico (cataclase) OU de deforma9a0 plastica (ci- zalhamento) nao e facil. Entretanto, nao existem duvidas de que o primeiro processo predomina em ambientes de baixas temperatura /pressao e alta velocidade de deforma9ao e o segundo em arobien- tes de altas temperatura/pressao e baixa velocidade de deforma - 9ao. 0 deslizamento e responsavel pela cataclase (:i:rituramento mecanico dos graos) e 0 cizalhamento responde pela ~- .deforrnayaO plastica·. Antigamente, a diferen9a entre milonito e cata- clasito era feita com base na granula9ao, e, o termo milonito de finia as rochas mais finas, sendo que as ultrafinas eram denomi- nadas de ultramilonito. Esse criteria era bastante problematico, vista que nao estabelecia limites para se quantificar 0 grau da redu9ao. Os conceitos mais modernos, tomara:rrl :como fator de diferenciac;,::ao para essas rochas, a folia9ao (bandamento)_, es trutura admitida como restrita aos milonitos. Assim, as rochas bandadas sao classificadas como milonitos, enquanto que as ro- chas sem bandamento definem as cataclasites. Essa nova concep9ao se fundamenta num cri terio mais paupavel, par is so, · : ' torna- se mais compreensiva. Os cataclasites assumem agora a mesma amplitu de dos miloni tos em te.rmos de granula9ao, assim, do mesmo modo que uma rocha ultrafina e bandada, resultante das condi96es ja comentadas definem urn ultramilonito, uma rocha ultrafina sem bandamento caracteriza urn ultracataclasito. A figura 4, mostra com base nas percentagens entre matriz e porfiroclastos os limi tes de urn milonito e de urn cataclasito. Filonitos- Sao r6chas originadas em zonas de fa- lhamento~ mas que sofreram retrometamorfismo, diferindo portanto NATUREZA DA MATRIZ PERCENTAGEM DA MATRIZ--~ Fraturada,possivelmente Com 0-lO% 10-50% · 50-90 % 90-100% >-------------------·· corn recristaliza<;ao,po- Foliac;ao Prot:omilo Ul.trarnilo-rem de granulornetria fi Brecha nito --- M:Llonito n.i.to rnuito fin a -na a Tectonicc: Pro t oea- Catacla Ultracata-Maci<;o taclasito sito cla.sito ~ . - Com recristalizac;ao eviden: te, granulcrre tria fina a rre B L A s T 0 t-1 I L 0 N I T 0 1 dia - Vitrea c . - . P o E U D 0 T A Q U I L I T u j ~-~----------- ---------·-~--------------~---------------.. ~~--~ Figura 4 - Quadro ilustrativo das rela<;6es e ntre as perc entagen s matriz/porfiroclastos nas rochas do metamorfismo dina mico e sua respectiva nomencla t ura (Tr ouw 1981-inedi-.:::- to) . dos cataclasitos e milonitos por apresentarem cristaliza<;ao de novas minerais (mica, clarita, albita e epidote). Tanto pela as- socia<;ao mineralogica como pela estrutura xistosa, se assernelham a verdadeiros filitos, deles diferindo quanta ao pro~esso de for ·.·· ma<;ao e por se originarem de rochas mais grosseiras. Classificaxao Mineralogica - Muitas rochas meta- morficas tern na sua mineralogia, a caracteristica mais marcante, • ~ ! •• I ·~ ~ t .; ~ I • ~ f· .. I • ~ I ... ! .. ! f· ~ f .. .: • . I f lf 'i • I • • • • 1; , • ! I< , ~ ! t • f ·-· ! {" l ~- _, ' ~ : I {, i"l 6 ~ Jl , 4 por isso, a composi<;ao mineralogica foi tomada como base para classifica<;ao. Observando-se o conjunto de rochas que passamos a 0 descrever, verificamos que elas se compoem de uma miner alogia bastante simples e tipica o que facilita sobremaneira a sua clas sifica<;ao. Quartzites - Sao rochas formadas basicarnente per quartzo recristalizado, podendo conter algum teor em mica (mica quartzite) e algum teor em feldspato (feldspato quartzite). Se gundo Winkler (1976), urn quartzite deve canter mais d e 80 % de quartzo. Os quartzites, sao originados por metamo rfi s mo nRJ. ou cte co~tato ou a i nda por processo diagen~ti co . regia·- j;• -~"' /! ~ - . , I -, - i I -.1 ! - i I -33- Marmores - Sao rochas compostas quase que exclu~ sivamente por calcita e/ou dolomita e originam-se por metamor ... fismo regional ou de contato de sedimentos calcarios. Anfibolitos - Os anfibolitos cornpoem-se basiea mente de hornblenda e plagioclasio, apresentam uma granulaQao media a grosseira e sao produtos de metamorfismo regional de grau media a elevado de rochas igneas basicas ou alguns sedime~ tos calcarios impuros. 0 alinhamento de prismas de anfibolios e responsavel por freqtientes linea9oes observadas nessas rochas. Eclogites - Sao rochas raras, forrnadas a tempera turas bastante variaveis, mas exclusivamente de altas press5es. Como caracteristicas marcantes, os eclogites apresentam uma den sidade elevada . (3 a 3,5) e urna mineralogia tipica formada basi- camente pela associa9ao onfacita-granada (piropo-almandina) .Sria densidadee sobretudo urn reflexo das altas pressoes, que sao as mais elevadas encontradas nos ambientes rnetamorficos. Volta- remos a £alar de eclogites no capitulo 10. Serpentinitos - Sao rochas constituidas por mine rais do grupo das serpentinas e originadas por metassomatismo (principalrnente hidrataQao) de dunitos e peridotites. Contern normalmente talco e clarita e apresentarn uma coloraQao predomi- nanternente esverdeada. ',; . Quanto a composiQaO quirnica, as rochas rnetamorfi cas foram classificadas nas seguintes classes quirnicas. 1. Aluminosa - Derivada de sedimentos peliticos e que resultarn na seqll~ncia metapelitica ard6sia - filito - xis to aluminoso. p 2. Silicosa - Derivada de arenito quartzose e que dao como resultado os quartzites puros ou corn pequenos teo- res de outros minerais. 3. Quartzo-Feldspatica- Derivada de arenite ar- cosiano OU rochas igneas acidas, dando como produto OS gnaisses e xistos feldspaticos. i. --- - ------- -34- · 4. Carbonatica - Deri vada de sedi-mentos calcario_s , podendo canter quartzo e minerais argilbsos como impureza e cujas rochas resultantes sao OS marmores calcitiCOS OU dolomitiCOS. 5. Calco-silicatada ou Calcio-Silicatada- Deriva- da de sedimento misto, conte ndo material silicoso, aluminoso e carbonatico. As rochas resultantes sao caracterizadas por uma ampla associa9ao de minerais calcio-silicatados como diopsidio,e- pidoto, gran~da, vesuvianita, escapolita, tremolita, etc. ao la- do de quartzo e c a lcita Ex. tactito. 6. Basica ~ Derivada de rochas igneas basicas a semi-basicas e alguns sedimentos tufaceos ou margosos irnpuros. As rochas resultantes sao os anfibolitos e os clarita actinolita xis • • (! t c "' f ~ ~ i• a ' ,"( l ;; .- ' i 1 ~ tos. ~ - 7. Magnesiana- Derivada de rochas igneas ultraroa- i - ficas (dunito, peridotito e piroxenito) e alguns sedimentos magn~ sianos. As rochas resultantes sao os serpentinitos, esteatitos(ro chas constituidas quase que exclusivamente por talco)_ e os xistos magnesianos constituidos por clarita magnesiana, tremolita e anto filita. ' -·, 8. Ferri fer a - Deri vada de sedimentos arenosos ri.,- cos em ferro. As rochas res ultantes sao quartzitos ferriferos co- mo os que ocorrem em Itabira (MG). Associado a essas rochas, ~ c2 mum 0 desenvolvimento de orto-anfibolio da serie curningtonita-gru nerita. 9. Manganifera- Derivada de sedimentos ricos em manganes, tendo como produto, as rochas do tipo gondito. Existem certos grupos rochosos, cuja classi~ica9ao ~ feita com base no ambiente de origem (classifica9ao gen~tica). Enquadrarn-se nesta categoria as rochas do metamorfismo dinarnico, cuja nomenclatura descende de urn ambiente particular, que sao as zonas de falhai os hornfelses, termo generico aplicado a todas as rochas do metamorfismo de contato, e granulitos, rochas que sua origem ligada a ambientes onde P 0 << P H2 carga ~ • I • I • 14 I. ,. •• l. .. ,. "' ~1 I - ,j ~.- r· '-' A classificayao das rochas metamorficas, ·· faz uso tambem de certos prefixos para i~dicar a natureza preterita das rochas ou de familias rochosas. Desse modo, utilizam-se os prefi- xes meta, orto e para Ex. meta-arenito, metagrauvaca, meta- basi- to, para indicar que esses tipos petrograficos foram afetados por metamorfismo de baixo grau. 0 prefixo 11 para 11 indica que a -. .. rocha rnetamorfica, descende de uma rocha sedimentar Ex. paragnaisse~ pa ra-anfiboli ·to, enquanto que o prefixo 11 orto" indica que a rocha d~scende de uma rocha ignea Ex. ortognaisse, ortoanfibolito. NOMENCLATURA DOS MIGMATITOS Os migmatito~ representam uma fonte de grandes pol~micas entre os autores. Verificam-se diverg~ncias quanta a classificaqao, riomenclatura e g~nese. 0 termo migmatito, foi cria do por Sederholm (1907), para designar uma rocha de mistura, for- mada por uma matriz mais antiga e de aspecto metamorfico, e, ~a terial de aspecto igneo introduz~do (por inje9ao magmatica, meta~ somatismo etc) ou pela redistribuiqao do material componente da propria rocha atraves do processo de segregaqao. A parte mais an- - ___ ...._,.........,,,~,--~- -""""""'--"··--- - ~ ·· '· "~' "' ' -' "'' ' .., ,._---·-··~ tiga. tern uma constitui<;;ao mafica, sendo formada essencialrnente .,.--- ... ~r-""'" '"'"'~--,..-~--------~- - - -· -- ~- ~~----··-- ~---·--·~ ·~---., .. ----..,-.~---- --~""""""'- "''· · --··· -......-.-->• ...... ---. ...... -".~·~---.. ___ _ por micas e anfibolios e denomina-se de paleossomai enquanto que .... .....__ ... ~---=-.... ·~------~-~._....- ,.....- ,.,~~-~---~-~---"·~····~-.. , ... ,.,. __ , .. ~-,.., ~- - · ·~--~- ----.......,·------·---.. ·~-~-...... - .. _...,._ ___ ...,... ..... _...- -._........ ...... __ _ o material neorformado pela redistribuiqao ou in-troduzido tern ge- ~~~-~:~~~~;-~m~----~-;~~~~-~~~~i=siii~it.i~~~~(g1l_a;~t~~"·~~~-~i~~~~-i~i;J-~~;~ de;o~i- na~se d~ '"ne-os~'oma. 0 material maf ico que possa estar'' : ~contido . no --.:........:...:__:_.__:..... ;.,._.--- ......... . ··- -· . . neossoma, denomina-se de melanossoma, enquanto que o material fel _ _...._....--~---,..........,_,_~-....----·--~!'~~,...-·f"•~~--"'~~--N...,.~~~_,/i<~~'~"'!!.•""'!~"'""''--~- sico denomina-se de leucossoma. Os termos paleossoma e neossoma _ _ .,......__..__,-;.,..:.;;..-:,-.o )'VIt-""•~-~..,.~'•-'.-<• -,.. ,,.._,.,_,.~,-.. _. _,. .. _ .._,, .~,i.>M•;,-.. ;o;.:• • .:•-~-~"~-.."'~"~--.~.._.,:-.-;,r,~-· -'<'fn~.--· sao gen~ticos e s6 devem ser utilizados, se a rocha for comprova- damente urn migmati~o. 0 problema maio~~ que a nomenclatura dos migmati tos resu. 1 t~ lbasicam~nte dos tipos de estruturas desenvolvi das pela penetra~ao do neod~oma no paleossoma, quando se sabe que a maioria dessas estruturas se desenvolvem tarnb~m pela recristali zaqao e~ gnaisses. Por isso, como na maioria das vezes, a distin- qao entre uril gnaisse e urn migrnatito e praticamente impossivel em observa96es de campo, sugere-se que, a classifi~aq~o que venha a ser adotada, deve pelo menos ate que se tenha o apoio das anali s es qui micas, geocronolog-icL.s etc. evi tar a utili za<;;ao de termos geneticos. Entre as classifica~6es existentes para migmatito~. -36- tres sao de fundamental importancia: A classificayao de Jung & Roques (1952), a classificay~o de Mehnert (1968) e a classifica- -~ a ~ ~ ~0nQaJo Bonorino (1970). A classif .icay~O de Jung & Roques e a mais sim- ples, tern por base as proporyoes paleossoma/neossoma e subdivide os ~igmatitos em dois grupos Migmatitos homog~neos e Migmatitos Migmatites heterogeneos homogeneos jembre. chi tos lana texi tos"" ~ agmatitos . heterogeneos epibolitos diadisitos Nos migmatitos homogeneos, verifica~·se o predomi nio do neossoma, enquanto nos migmatites heterogerieos .quem predo mina e 0 paleossoma. 0 bandamento nos migmatitos homogeneos e irregular, podendo as vezes estar ausente. Os embrechitos, carac terizam-se por uma orienta9~o (foliayao) relativamente bern con- servada e os tipos mais comuns apresentam porfirobl~~tos de feldspato alcalino em forma de olhos ( "oeillee") ou a1nigdalas (figs. 4.1 e 4.2). Os anatexitos, encontram-se num est~gio evo- luido tal que a orientayao praticamente inexiste, fazendo com que a rocha adquira uma estrutura isotropa muitO proxima de um granite. (fig. 4-3). Os migmatites heterogeneos, apresentam estrutu- ras tipicamente gnaissicas. Os ~gmatitos, tem o aspecto de uma brech~ ignea, com uma massa granitica servindo de matriz a encla ves (blocos) de rochas gnaissicas (fig.4-4l. Os epibolito~, ca- racterizam-se por uma estrutura em filonetes, lentes ou camadas, distribuidas concordantemente c~m a foliayao (fig. 4-5) e os dia disitos sao representados por ~rna estrutura discordante, Onde OS veios do neossoma, cortaro o paJeossoma (fig. 4-6). A estrutnra ptigmatica de Mehnert (fig. 4) c crresponde a UJTI t~.po de diadisi to na
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