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.- ._,....- ,...:< \·4_~..;.;_/" ·-..-r- · ~·,~--. ~·· # ~irz . ~ METAMORFISMO E SEUS PRODUTOS PARTE I - D8Tini~oes, tipos, fatores. nomenclatura, texturas e estrutu - ras, principiOS termodinamicos, representa9a0 grafica 8 meto- dos de e~tudo e classifica~ao de areas metam~rficas. Vicente A.V. Girardi 1979 --------- -------- _____ . _ _ ___ __:.:_._~~ / ..W:·· --.. - _:;:- . ;t" INDICE 1. DEFINigAO E TIPOS DE METAMORFISMO 2. FATORES DO METAMORFISMO 3. NOMENCLATURA DAS ROCHAS METAMi1RFICAS 3.1. C1assifica~ae estrutura1 3.1. L Xistos 3.1.2. Filites 3.1.~. Ardosias 3 .1. 4. Gnaisses 3.1.5. Granulites 3.1. 6. Hornfels 3.1.7. Cataclasites e milonitos 3.1.8. Filonites 3.2. Classifica~ao fundamentada na cemposi9ae quimica 3.2.1. Aluminesas 3.2.2. Silicesas 3.2.3. Basicas 3.2.4. Carbenatadas 3.2.5. Calco-silicatadas 3.2.6. Magnesianas 3. 2. 7 •· Quartze-feldspaticas 3.2.8. Ferriferas 3.2.9. Manganiferas 3.3. Classifica~ao quanto a composi~ao mineralogica 3. 3. 1. Ma:rmore 3.3.2. Quartzite 3.3.3. Serpentinite 3.3.4. Esteatito 3.3.5. Anfibolito 3.3.6. Eclogite 3.4. Classifica~ae fundamentada na natureza preterita da rocha 3.5. C1assifica9ao Genetica 3.6. Nomenclatura e estrutura des migmati t es 4. ASPECTOS TEXTURAIS E ESTRUTURAIS DAS ROCHAS METAM<JRFICAS 4.1. Principais estruturas 4.1.1. Felia9ae 4.1.2. Xistesidade, Gnaissifica<;ao e lineac;ao 4.1.3. C1ivagein ardosiana 4.1.4. Clivagem de crenula9ao 4.1.5. Macic;a ou granulosa Pagina 1 7 10 10 10 11 11 11 11 12 12 13 13 13 14 14 14 14 14 14 15 15 15 15 15 15 15 15 15 16 16 17 25 25 25 25 26 26 26 _j 4.2. Prinicipais texturas 4.2.1. Palimpseticas ou reliquiares 4.2.2. Deformadas ou fragmentadas 4.2.3. Sombras e orlas de pressao 4.2.4. Nematoblastica 4.2.5. Lepidoblastica 4.2.6. Granoblastica 4.2.7. Porfiroblastica e poiquiloblastica 4.2.8. Macu1ada 5. CARACTER1STICAS BASICAS DAS REA~OES METAM0RFICAS 5.1. Rea<;oes solido-solido 5.2. Rea~oes de desidrata<;ao 5.3. Rea<;oes de descarbonatiza<;ao 5.4. Rea~oes envolvendo oxida<;ao e redu~ao 6. A REGRA DAS FASES NO METAMORFISMO 7. PRINCIPAlS METODOS PARA A REPRESENTAr;AO DE ROCHAS METAM15RFICAS 7 .l. Diagramas ACF e A'KF 7.2. Uso dos diagramas 7.3. Diagrama AMF 7.4. A cela de Barth 8. ESTUDO E CLASSIFICAyAO DE AREAS METAMORFICAS 8.1. Os minerais indices 8.2. Vantagens e desvantagens do metoda 8.3. Facies Metamorficas 8.4. Comentario 9. METAMORFISMO DE CONTATO 9.1. Facies sanidinito 9.2. Extensao e desenvolvimento das aureolas de contato 10. FACIES DOS XISTOS VERDES E ANFIBOLITOS 11. AS SfRIES FACIAlS 12. A ABOLIQAO DOS FACIES METAMORFICOS - OS ESTADIOS METAMORFICOS 12.1. 0 inicio do metamorfismo e as principais . transforrna~oes metamorficas nos quatro dominios. 12.2. As divisoes de pressao nos estadios metamorficos 12.3. Comentario 13. BIBLIOGRAFIA 26 26 27 28 28 28 28 30 33 36 36 39 41 41 43 47 48 52 55 56 58 59 61 62 70 72 73 77 80 94 100 102 107 108 112 -..::: . .-_,- / - ~-= 1 1. DEFINI~~O E TIPOS DE METAMORFISMO Metamorfismo pode ser definido como a soma de processes que, atuando sob a zona de intemperismo, causa a recristalizagao do material rochoso. As temperaturas e pressoes consideradas nos livros-textos de pe- trologia metamorfica tern como limite minima aqueles concernentes a re- cristalizagao de rochas silicaticas e carbonaticas. E: por isso que proce~ sos, que rigorosamente deveriam ser considerados metamorficos como a for- ma9ao de antracito e a recristalizaQao de depositos salinas, n~o s~o usual mente considerados. vididos em Sob bases geograficas os tipos de metamorfismo podem ser d.£ metamorfismos regionais e metamorfismos de extensao· restrita. 0 primeiro tipo compreende o metamorfismo regional dinamotermal, o meta - morfismo de carga ("buriC!l Jn8tamorphism") 8 0 metamorfismo . oceanica. 0 meta- morfismo regional dinamotermal esta relacionado geografica e geneticamen- te aos grandes cintur6es orogen~ticos. 0 metamorfismo @ ef~tuado com su- primento de energia termal, formando-se extensas zonas metamorficas. 0 gradients geotermico e consideravelmente aumentado em relaQao a tempos "normais", podendo-se atingir valores de cerca de 60° C/Km; temperatures - 0 de cerca de ate 800 C podem ser atingidas. No metamorfismo regional dina motermal estruturas xistosas saD normalmente produzidas nas rochas e o fenomeno po_de ocorrer segundo varios gradientes geotermais, como ver'emos mais tarde (Fig. 1). 0 metamorfismo regional dinamotermal e sem duvida o mais importante de todos. E: elementointegrante na formayao de grandes ca deias montanhosas. movimentos tectonicos de larga amplitude e associa- se frequentemente ~ forma9~o de grandes massas gran!ticas. Cumpre salientar que num evento metamorfico regional, podem ocorrer varias fases de defor- mayao que podem refletir texturalmente nas rochas e serem representadas pelo desenvolvimento de dr: terminados minerais. Voltaremos ao assunto em capftulo posterior. No metamorfismo de carga. sedimentos e rochas vulc~nicas in ter-estratificadas podem tornar-se gradualmente enterradas. As temperatu- res alcanyadas, mesmo em grandes profundidades, sao muito menores que as encontradas durante o metamorfismo regional dinamotermal, e atingem vale- res de no m~ximo ao redor de 40Q-450° C. 0 gradiente geotermal e portanto baixo. Xistosidade tem importancia somente local, ou esta ausente. Muitas · / : ;~ 2 vezes o "fabric" original das rochas e mantido, e as mudanr;as metamorfi - cas somente sao vis{veis microscopicamente. As rochas resultantes desse metamorfismo contem usualmente lawmont ita (facies zeolltica) ou lawsonita -glaucofanio, que em adi9ao podem possuir jadeita, sendo representantes nesse caso das mais a1tas pressoes da crosta~ com g:radientes geotermais e~ cepcionalmente baixos, diferentes daqueles da facies zeolftica, por exem- plo, 011de o gradients e aproximadament e "normal". A recristalizar;ao das rochas nesse tipo de metamorfismo depends muito da pressao. A maioria do tipo lawsonjta-glaucof anio mostram-se completamente recristalizada, en- quanta muitas do faci~s zeol!tico exibem recristalizagao incomplete. 0 ambients tectoniCO dessas rochas SaO comumente OS "eugeo~ sinclinais", enquanto os facies de metamorfismo regional que possuem gradientes f~eotermais maiores, Como OS fa cies dos Xistos verdes, anfibol~ tos e granulites desenvolvem-se em "miof,eossi nclinais" ou no lado "mi og;eo~ sinclinal" de um "eugeossinclinal"(Fig.2).Tal fato relaciona-se nio s6 com as caracteristicas e a evolu9io das camadas sedimentares como tambem com a desintegra9ao radioativa desses materiais.Rochas f ormadas nos gradientes geotermais anormalmente bai xos, provem de espessas pilhas de sedimPntos (predominantemente grauvacasl associadas a vulcanicas principalmente de natureza basaltica e andes{tica, bordejando uma fossa oceanica. A evolu - gao de uma margem continental tern sido descrita classicamente em termos de dais cinturoes paralelos de sedimentac;;ao, o e xterior e o interior,aqu~ le rico e este pobre em mater-al vulcanico, que recebem grad ualmente sed~ menta9io ate que sua espessura e aumento de temperatura sejam sufici<:mtss p~ ;ra provocar a orur: unia. I'Jovos conceitos tectonicos, envolvendo tectonica de placas, migrar;ao"de continentes e expansao do assoalho oceanica levaram a evolugao de novas conceitos de desenvolvimento de cinturoes orogeneti - cos. Par exemplo a margem Atlantica · da America do continental Sul l, on de a estavel (como a presents margem crosta oceanica e continen- tal e continua, sem quebra, pode-se converter numa margem orogenica inst~ vel (como a margem Pacif ica das Americas) quando o limite entre a crosta continental e oceanicarompe-se, e a placa oceanica enfia-se sob a placa continental (de densidade mais baixa). Mi yashiro (1961, 1967) explica a formc:H;:ao de "pares de cinturoes metamorficos" do Japao atraves da intromissao placa oceanica sob a margem continental ou sob um arco deilhas fazendo com que a pilha sedimentar da zona "eugeoss:i.nclinal '' (bor dejando a fossa ace~ nical alcanc;;asse grande Prnfu ndidarlerapidamente, causando gradients geo - -~/ ~/ ...,..~ • ?t:. :< § ., ... FIGURA 1 ... - FIGURA 2 - Diagrama esquematico P-T para metamorfismo regional de rios tipos e de cantata. (\.Jinkler, 1976) 1-:arlit.·r Atlalttk-ty_pc· Coutint·nt:d ~l<trgiu Lau·r '1\u:i~ic-t~ p(· C-OJJtint·nt~\1 1nargin now ju:'\.tapo.,.t•d lsi.nu] arC" 3 va- - Diagrama esquematico da rela~ao entre "geossinclinios", fos- :;as- oceanicas, focos de terr.emotos, a descontinuidade de Mohorovicic {Hyndman, 1972) FIGURA 3 FIGURA4 __.-~-Base of plate Diagtama esquemitico representando a origem dos ' 1 paired metamorphic belts" (Miyashiro,l972) ffj Cali!ldian Stlleld -~Interior Lowland$ [] Mlogeosyncline ~ Eugeosyncline } 'Phanerozoic Ol'ogenic belts - Cintur~es orogen~ticos da Am~rica do Norte 4 . 5 termal· muito baixo. A rapida descida de uma -fria e espessa p1aca oceanica na regiao de jun<;:ao das placas continental e oceani-ca provocaria a -forma- c;:ao de um cinturao orogenico de alta pressao na zona de fossa oce~~ica e de um de baixa pressao na borda continental. "A transferencia de calor g~ rada pela subida de magma e de material do manto parece ser condi9ao ne -. cessaria para a forma9:il0 de cinturoes de baixa pressao" (Miyashiro, 1973) (Fig. 3 ). Segundo Miyashiro (19751 "Quando a velocidade de intrbmis~ao da placa nao 8 suficientemente rapida, ou se a placa oceanica 8 muito fina e ~uente para causar o metamorfismo de alta pressao, metamorfismo de pres - sao media ocorre; e 0~ caracteres contrastantes dos dois cinturoes paral~ los, se · presentes, po~em SB tornar ObSCUJ;'OS, OU um dos cinturoes pode naO se desenvolver bem. D~ qualquer modo os cinturoes da r egiao Atlantica nao . formam pares. Por exe~b5. o, os cinturaes hercinianos da Europa (baixa pre~ sao) nao sao pares . dos alpines [alta pressao). ~ possivel, entretanto,que alguns deles ocorram verdadeiramente em pares e um components do par e muito pobremente desenvolvido ou ain·da nao foi exposto". Assim esse autor ere que cinturoes emparelhados (paried) ou nao emparelhados (unparied) tern a mesma origem. Como citamos anteriormente acredita-se qlie boa par- · cela do calor proveniente de desintegra\{ao radioativa de material deposi- tado nos geossinclinais influencie no aumento de temperatura; Os sedimen- tos depositados nos "migeossinclinais" ou no l~do continental dos "geos - sinclinais" onde os sedimentos provem principalmente de roc has felsicas , sao ricas em . K,. U, Th; enquanto no lado oceanica, predominam as maficas vulcanicas pobres nesses elementos. Oaf a diferen~a de calo~ gerado em ambos os casas, influenciando nas temperatures de metamorfismo (Hyndman, 1 972). Em muitas areas atingidas par metamorfismo regionaL· ·pode - se notar a ocorrencia de assembleias mineralogicas que correspbndem a um aumento progressive nas condi~;toes de P e T. Tal fenomeno e denominado me - tamorfismo progressivo. Veremos mais adiante que os metapelitos tern sido as principai~ rochas utilizadas no estudo do aumeMtb progressive no grau metamorfico das regioes mstamorficas classicas. 0 termo polimet"a~orfismo e aplicado a regioes que sofreram a influencia de varios episodios metamorficos. 0 estudo estrutural e tex· tural dessas rochas e. extremarnente · interessante e pode relatar as varias fases de de~orma9ao e·recristalizao ocorridas. 0 metamorfismo oceanica e conceito muito recente. Segundo 6 Miyashiro (1975) tal fenomeno tern importancia geologica tao grande quanto a regional continental. Tais metamorfi_tos sao geralm€1nte de compo.siqao b~ sica e ultrabasica, formados pela recristalizat;:ao de partes. mais profun - das de camadas espessas formadas por material vulcanico eintrusoes basi- cas e ultrabasicas associadi3s. No que se refere aos tipos comuns de carater geografico mais restr·ito, defini-remos o metamorfismo de contato e pirometamorfismo, o me- tamorfismo cataclastico e o retrometamorfismo. Metamorfismo de cantata e o que ocorre em aureolas bordejando . corpos intrusives. Alem de suprimento termal ocorre eventualmente supri - menta de material do magma. A intensidade do metamorfismo depends da-com- posit;:ao do material e da. p rofundidade da _intrusao. Ma-gmas basicos estao subm_etidos a temperatures muis elevadas que magmas acidos. Quanta mais ra sa a intrusao maior a diferent;:a entre intrusao e encaixante, gerarido par- tanto gradientes geotermais mais altos e . au reo las de contato mais-,acentua das. Pirometamorfismo e caso particular de metamorfismo de contato. Trata -se de recristalizac;ao de roches a :temperaturas particularmente altas e ocorre em fragmentos de rocha incluidas em magma extrusive. Ocorre por ve zes p_arcial fusao_ desses xen61itos, e nesse caso a rocha proveniente argilito ou arenito chama-se buchito. de Metamorfismo cataclastico 8 provocado por' quebramento das ro- chas em razao de falhas.Durante o processo o suprimento de energia termal e nulo ou minima, _ resultando cataclasitos, milonitos e ate ultramilorlitos onde a recristalizat;:ao nao i ativa. Metamorfismo regressive 8 um reajustamento de associa9oes mi- neralogicas de alta temperatura em temperatures mais baixas. ~ geralmente atribufdo a deformagoes acompanhadas por atividades nidrotermais posteri£ res as fases principais do metamorfismo. Depois de atingidos OS mais al - tos estagios de metamorfismo progres_sivo normal a temperatura decl.ina. P£ .rem, os minerais formados a temperatur·as rnais altas nonnalrnente permane - cern, pois as velocidades de ajustamento quimico, sob temperatura decres cents, em associac;:oes ricas em silicate, e baixa. Assim, as associac;:oes formadas em temperatura alta pennanecem estaveis~ salvo haver fatores que acelerem as reac;:oes. Assim fortes deformac;:oes acompanhadas por fluidos sao fenomenos que comumente ocorrem em regioes retometamorficas, dando origem a associac;:oes compostas por minerais hidratados, havendo .frequentes dese- quilibrios. Grande parte dos autores acredita que os processes metamorfi ) - -::--.._ ·, < - -- - - - ---- ., . -":!!:. -~ " ~ • .. 7 cos sao isoquimicos ou quase isoquimicos. Segundo essa filosofia. nao ha- ver~a, durante o metamorfismo, migraQao expressive de material, quer no que tangs a quantidade, quer no que se refere a distancia. Segundo outra escola,.porem, na formaQao de certos metamorfitos ha consideravel migra- 9ao de material, fato que resulta ein apreciavel mudanQa na composic;ao qui_ mica da rocha que se metamorfisa. Tal fenomeno. envolvendo adic;ao e reti- rada de material. denomina-se metassomatismo . Winkler (1974}, que pertence a primeira linha de estudiosos , afirma .que metassomatismo tem importancia apenas local. Cita como exemplos do fenomeno di ferenciat;:oes metamorficas, ( fracionamento de material ini - cialmente homogeneo em diversas porgoes distintas) e transferencia de ga- ses (principalmente H20 e co2J. Outros autores porem como Ramberg (1952). Korzinskii(1968) Perrin, Roubalt defendem migrac;oes a grandes distancias, sendo uns defen- so!'Els de difusao de soluc;Des, enquanto outros advogam a ideia de migrac;ao •a seco~ ou seja i6nica. Tais conceitos foram aplicados especialment e ~ teoria de . granitiza9~o, segundo a qual os graRdes bat61itos graniticos se riam produtos da introduc;ao de "material · granitizadorn como silica, alumi na, potassa e s6dio, fen6meno acompanhado pela saida dos componentes da chamada "frente basica" (ferro emagnesia principalmente). 0 longo debate entre "transformist~~". ou seja, defensores do metassomatismo em grande escala e "nao transformistas", defensores das te arias magm~tica ou anat itica para a formaQao de batolitos grahiticos e ~m dos capitulos de mais inte~so debate na hist6ria da petrologia. 2. FATORES DO METAMORFISMO Temperatura, pressao e a9ao de fluidos sao os principais fato res que controlam o metamorfismo. As temperaturas ocupam intervalos .apro- ximados entre 2oo0c e 8D0°C. ~ consenso geral moderno que a pressao impoE_ tante na determinac;ao de equilibrios durante o metamorfismo 8 a pres sao litostatica, de natureza hidrostatica, tendo valor muito subordinado a diri gida, como veremos adiante. 0 aumento medio da Pl e de ± 250-300 bars/Km. No .estudo das pressoes dais tipos devem ser considerados a PI (carga) e Pf (P fluido) • Nas reac;6es metam6rficas em geral considera-se que os constituintes voli 8 teis oresentes nos poros e nas fraturas das roches estao submetidas a mes rna P carga dos min~rais, admitindo-se na maioria dos casas Pl : Pf. Isto poda n~o ser verdade principalmente no inicio do metamorfismo onde gran- des quantidades de H20 e C0 2 sao liberados e devido ao pequeno volume de poros ter-se-ia Pf > Pl. Como reayoes metamorficas sao processes lentos depois de certo tempo essa •overpressure• desaparece e tem-se a condi - gao Pf = Pl. Mesmo no caso de Pf > Pl, nao haveria implicaQoes termodina- micas, nao mudando a regra das fases, porque tanto as fases solidas como as fluidas estariam sob mesma pressao (Ps = Pfl, eo que conta na regra das fases e a pressao maier ou seja Ps imposta aos solidos minerais pelo flu:ido. Ha outro case possfvel nas relagoes Pf e Pl. e o exemplo de minerais depositados a partir de solugoes hidrotermais ao longo de fratu- ras na rocha encaixante. Nesse caso pede haver escape ~e fluidos e Pf< Pl. ·Nesse caso a temperatura de equilibria de uma rea9~o · liberando g~s vai ser abcixada na proJ:orc;;ao d a diferen~a entre Ps e Pf. Ao inves de aplicaE. mos a regra das fases comuns nesses ca·sos ou seja F ~ c - p + 2, ter-se -ia F c - p + 3. ou seja 3 parametres de estado, ou sejam T, Pf e Ps. 0 case Pf < Ps representa portanto condigoes especiais. Comumente assume - se que Pf e igual a pressao exercida sabre OS minerais solidos, ou Pf ~ Ps. seja Na fase flu.lda predomina normalmente a importancia da agua, portanto na maioria dos casas, rochas silicaticas per exemplo, Pf = H20 Porem em rochas carbonaticas rela~ao entre XC e X 0 Oz Hz C02 e liberado e Pf ~ PHzO + PCDz ou sejn .a vai ser importante, como veremos adiante na determinac;;ao das t emperaturas de equilibria. Embora oxigenio n~o seja uma fase maior em rochas que so- frem metamorfismo progr essive, ele pode tgr influencia na mineralog;La da 1 rocha resultants. A dissociagao rjeH20 H2 + 2 02 pode criar gradientes de ~02 e ~H2 . ~02 e muito pouco movel (bandas de hematita, interc~das com de ilmenita-magnetita. Chinner, 1960) Q sua alta atividade leva o fer ... ro das rochas metamorficas para o estado oxidado (ferricol. Esse Fe3 nao pode entrar em silic:atos comuns de rochas metamorficas portadoras de Fe2 e Mg como ex. biotita, almandina, cordierita, mas em alguns minerais como magnetita, epi doto, granada andradita, hematita, Fe 8 removido de silica- tws como hornblenda· e biotita for9ando-os a enriquecer-se em magnesia e possivelmente em Mn (Chinner, 1960 ). Se P02 e muito grande, certos sili- cates d8 fe3+ , Mg podem inclusive nao se formar. _t; ~ . . 9 Consideremos biotita como exempio: + Com baixo P02 , ferro ocorre como Fe , que pod~ substituir magnesia. Com aumento de P~, ferro sai do mineral, . originando magneti ta ou hemati ta, au mentando magnesia no mineral. Tal aumento do conteudo de .Mg envolve muda_!:l. qa no quimismo desse mineral. A saida de Fe influi tamb.em na .substi tui gao de Si - Al na posi9ao tetraedral, e no titanic~ o mesmo se da em clarita. muscovi~. actinolita, hornblenda, hiperstinio e outros . m~ficos. Voltaremos ao assunto ao tratarmos de rea~oes basicas no me tamor-fismo. A pressao dirigida i outro fator que deve ser discutido co- mo fator do metamorfismo. Porum longo periodo nao se teve duvidas . sabre · a influincia da pressao dirigida no campo de estabilidade dos minerais. . / Harker ·dividiu os minerais . em "Stress", aqueles tfpicos de roc has que S£ freram 0 efeito da pressao dirigida, e "anti-stress", as nao observad6s em tais rochas e que, portanto nao se formariam sob tal condiQao. Entre os "stress" Harker enumerou ~a. cloritoide, almandina e outros e nos anti-stress a~ita, c~c:J_ie:r:-_ita, nefelina, le_uc:;~ta, etc. Nos ultimos anos porem, o numero de minerais "stress" foi diminuindo continuamente. Esses minerais tern side obse~vados em rochas de cantata. veios, locai~ ~n de p dirigida nao agiu. e, portanto nao estao restritos a rochas folia- ceas. Modernamente, portanto, duvida-se que a existenc;i.a de certos mine - rais depend~ da presen9a ou ausincia da pressao dirigida. Esta, s~ pre- sents, poderia, segundo alguns autores adicionar valores i pressao efeti- va li to.stati ca. De qua lquer modo, o que .influi no campo de estabilidade · dos minerais sao OS valares absolutes de pressao seja dirigida .OU nao di- rigida. Segundo Turner e Verhoogen (1960) e Clark [1961) e outros a pressao dirigida adicionaria valores apreciaveis a efetiva pressao hidro~ tfitica. Clark (1961) criou o termo "tectonic overpressure" cuja magnitude depende do tempo aplicado, e cujo valor seria cerca de 1000 a 2000 bars . De acordo com varios autores, Winkler (1974), e · autros tal "overpressure" nao existe; e 0 efeito da pressao dirigida estaria somen- te relacionado a formagao de texturas foliadas e a catalizagao de r8B908S gragas ao movimento que aceleraria o processo. 10 3. NOMENCLATURA DE ROCHAS METAMORFICAS A nomenclatura de rochas meta·morficas obedece a criterias mais elasticos que os que regem as rochas igneas. Comparativamente a estas podem ser levados em considera9ao maiar numero de fatares, sendo a racha norreada em funQaa de varies, ou por vezes somente de um deles. Os cri ti§ - rios mais importantes sao: o estrutural, a quimico e a mineralogico. Per vezes porem, a genese da rocha e decisiva na nomenclatura. Em autras cBsos a sua natureza preterita e o fator mais importante na escolha de seu nome~ Neste capitulo analisar-se-a. a importancia desses varies criterias, enfa- tizando-se porem que a classifica~ao adotada obedece;ra a criteria macros- copico. Muitas vezes a subdivisao e a complementa9ao da nomenclatura de determinadas rochas necessita frequen t emente estudos microscopicas. 3.l.Classifica~ao Estrutural 3.1.1. Xistos - Rochas de granula~ao media a grossa, caracteri- zadas por excelente paralelismo de minerais planares ou lineares. Tais mi nerais podem normalrriente ser recanhecidos macroscopicamente (o que nao ocorre nos filitos). A· nomenclatura completa dessas rachas depende dos mi nerais f.ormadores (ex. talco xisto, clorita xisto;- sericita- quartzo xis - to, etc.]. Sericita-epidoto-clarita-albita xistos sao tamb9m chamados Xi.2_ tos verdes (greenschists), sendo formados par metamorfismo de baixa temp~ ratura de rochas basicas. Certos xistos, pprtadores de quartzo e feldspa- tos podem propiciar dGvidas no que tange ~nomenclatura. Graride parte dos autores distingue: mente composicional tais rochas dos gnaisses em razao da presenr.a de banda .,...-: ~ nestes Gltimos, caracterizado pela alt~rn§ncia deban das quartzo-feldspaticas e micaceas e/ou anfiboliticas. A quantidade de feldspatos e outro criteria utilizado.' Simpcisio efetuado em 1962 (Klassi- fikation of Kristallinen Schiefer in Neue Jahrb. Minerals - Monatsh. pg. 163- 172) limita em 20% a proporgao maxima de feldspatos que um xisto deve canter. Acima dessa quantidade a rocha deve denominar-segnaisse. Segundo Wenk (1963) a distinq·ao 8 a seguinte: "Quando marteladas as rochas que tern fabric xistoso quebram-se paralelamente aos planos "S" em fatias de 1 a 10 mm de espessura ou paralelamente a lineaQao, como calunas em formas de l~pis. Xistos quebram-se em fatias ~ais finas que gnaisses". ... . 'I;' --.- _ ..... r ·.,. i . 11 3.1.2. Filitos · Rocha de gra • f.ina. xtstosa. algumas vezes com . faixas fomadas em decorr8ncia de segregacao mineralogica. As superf:lcies de clivagem .exibem brilho lustroso em razao da sericita e da clarita~ Nos filitos a quantidade dos filosilicatos (sericita + alguma clarita ± bioti ta) excede 50%. D outro mineral mais abundante e quartzo. Se o quartzo 82:_ cede 50% a rocha chamar-se-a . quartzo filito. DesignaQao mais exata dessa rocha e efetuada .colocando-se 0 nome dos minerais subordihados junto . da rocha, comegando com o me nos abundante. · Minerais presentes em· propor9ao i~ ferior a 5% nao sao considerados. Ex.: calcita-biotita-filito. 3.1.3. Ardosias - Rochas. de granulagao fina com xistosidade t~ bular perfeita iclivagem ardosiana). Os minerais nio se segregam em fai - xas e nao podern ser, comumente,determinados macroscopicamente.S§o freque~ temente, produtosde metamorfismo regional, de baixo grau formados a partir de argilitos, siltitos e outros sedimentos de granulagao fina. Sao de granulagao mais. fina que os filitos, fato ligado a menor grau de recrist~ liZayao. Muitas vezes as ardosias sao transigoes entre terrenos metamorfi cos e nao metamorficos. Com o aumento de temperatura a seguints sequen - cia pelitica ocorre: ardosias -+ filitos -+mica xistos -+ gnaisses, caracte rizada macroscopicamerte pslo aumento de granulagao dos minerais. Denomi- nam~se ardosias mosqueadas (manchadas ow maculadasl aquelas nas quais, em razao de metamorlismo de cantata incipiente, se formaram manchas ou porf2:_ rdblastos de certos minerais (andaluzitas, por ex.}. 3.1.4. Gnaisses- Rochas de . granulacao media a grossa, banda- das irregularmente. A foiiar;:ao e menos nitida e a quebra mais dificil que nos tipos precedentes em razao da predomiriancia de bandas quartzo-felds - paticas sabre as de minerais micaceos e/ou hornblenda. Produtos de meta - morfismo regional de media a alto. grau. 3.1.5. Granulites - A definit;:ao original de granulite foi efetu ada em bases texturais. Caracterizava-se entao a rocha pela presenga da textura granul:ltica, ou seja pela alternancia m~croscopica ou microscopi- ca bandas ou agregados de diversas composi96es mineralogicas, formadas de graos mais ou menos equigranulares, sendo ausentes os minerais prismati - cos au lamelares. Essa texturaera encontrada comumente em rochas forma- das par quartzo, feldspat os, granadas e/ou piroxenios. _Porem. tal concei- to evoluiu e foi muito discutido. Eskola (1939) propos que o termo so fos ·-- · .... . .. · 12 se atribuido a rochas do facies granulite. Modernamente a maioria dos au~ toms concarda· em denominar granulite racha metamorfica de textura granoblastica e estrutura maci9a ou gnaissosa, compbsta essencialmente por feldspato, contendo au nao quart zo. Os minerais maficos sao predominante~ mente anidros. Em varios granulites a orientaQao preferencial dos minerais forma-se, muitas vezes, em razao de lentes achatadas de quartzo. Sao ro - chas tipicas do facies granulite. Ha porem varios pontos polemicos. Para detalhes ver Winkler (1976), Katz (1972 ) . Vol taremos a discuss.ao dessa ro cha adiante. 3.1. 6 . . Hornfels - Rochas de granula9ao media a fina e textura granoblastica. Podem tambem ocorrer porfiroblastos. Sao produtos de meta- morfismo de contato e seu nome prende-se a ausencia de xistosidade, refe- rindo-se o sufixo "fels" exatamente a esse fato. 3.1.7. Cataclasites e Milonitos- Trata-se de rochas caracteri- zadas pela aQio de metamorfismo din~mico, ~travis do qual a rocha. 8 frag- mentada com maior au menor intensidade com ou sem recristalizaQao. A no - menclatura mais aceita e a seguinte: NATUREZA DA MATRIZ COM FOLIAC:AO o-1 o~~ PDRCENTAGEM DE · MATRIZ 10- SO% 50- 90% 90-100% PROTOMI- MILONI- ULTRAMI- FRATURADA BRECHA LON ITO TO LON ITO MACI(:A TECTLJNICA PROTOCA- CATA- ULTRACA- TACLA.SITO CLASITO TACLASITO .RECRISTALIZAt;:AD B L A S T 0 M I L Q N I T 0 V1TREA P S E U 0 0 T A Q U I L I T 0 Tabela 1 - Nomenclatura de rochas atingidas por metamorfismo dinamico. Como e assinalado na tabela 1 as rochas atingidas par me- tamorfismo dinamico sao nomeadas utilizando-s e criterios fundamentados na propor~ao entre matriz (regiao f ragmentada) e porfiroclastos (cristais re liquiares, mais res i stentes a deforma~;ao, sendo porisso maiores . que · ,; . ·· ~: -f.' ·' 13 os cristais da matriz. Tais cristais sao maiores, angulares e irregulares . - nas rochas menos · deformadas e menores, arredondados ou lenticulares nas ro chas mais deformadas,atingidas peio metamorfismo diri~mico);e na natureza da rnatriz. Ds terroos m:i.lonito e catac.lasi to sao deriomiriados em fun~ao do tipo de matriz. Oiscussao a respeito sera efetuada no item referents as texturas deformadas e fragmentarias. Ds olitrDs ternios dignos de nota sao . . . : b'CastdmiZoniios, que significa milonito recristaTi:zado, na qual a fextura cataclastica so 8 reconhecida c-om dHiculd~de e pseUdotaquiUto ot..i hiaZo- mitonito, cujo nome deve-se a presenga de m~terial vitreo formado· durante a deforma9ao. Para maiores pormenores sobre os diversos termos. veja capi tulo referents as texturas ern Spry ( 1'97 8, pp. 229 J. 3;1.8. Filo~itos- Filonit6s (filitos ~ milonitosl sac rochai macroscopicamente semelhantes a verdadeiros filitos, poram formadas a paE tir de retrometamorfismo de rochas de granula9ao mais grosseira. A redu - .· . : 9aoda granular;em 8 Trequenteniente 8COrllJanhada pe1a cdstalizai;ao de al- guns minerais (par exemplo q·uartzo e calcite) e pelo crescime.nto de outros (ex. micas, albita e epid.oto). Enteride-se assim porqLie' OS filonitos fre - . ~ . quentemente assemelham-se mineralogica e estruturalmente a filitos, dife- . . .. . rindo porem na origem e em alguns porinenores estruturais. Como nosfilitos a associa9i30 mineralogica final e de baixo grau metamorfico; ocorrendo um ou mais conj untos de ~uperficies de xistosidade. Re'manescentes ocelares . de agregados de minerais p-arcialmente recristalizados podem tambem ser observados. 3;2. Classl.ficac;;.ao Fundamentada na composi~ao qui:mica .. No que diz respeito. a· co~posi9aO q i.d.mica, as rochas rnetamor ficas podem ser clas.sificed-~s do seguinte modo: 3.2.·L Aluminosas - Trata-se de rochas derivadas de sedimentos peliticos (aluminoses), Incluem-se nesta categoria rochas derivadas de fa lhelhos e argilites como os filitos e xistos aluminoses (portadores de muscovita. andaluzita, cianita, sillimanite epirofilita). 14 3. 2. 2_. Si licosas - Sao derivadas 'de sedimentos silicosos puros ou quase puros (arenites} que dao o_r igem a quartzites puros ou portadores de ~equenas quantidades de outros silicates (feldspatos. granadas, micas). 3.2.3. Bisicas- Correspondem iquelas derivadas de .r6chas igneas basi cas e semi -basicas .incluindo roc has basal tic as·, tufas basicos e margas impuras. Formam-se por metamorfismo anfibolitos e clorita-xistos princi - palmente. 3.2.4. Carbonaticas - Derivam-se de sedimentos carbonaticos (principalmente calcarios . e dolomi tos), que pod em canter quartz a e mine ·- rais argilosos como i mpurezas. Os pr odutos metamorficos sao marmores cal- ciferos e dolomiticos. · 3.2.5. Calco-silicatadas - Sao aquelas derivadas de sedimentos compostos de mistura de material silicoso, aluminoso e carbonatico. For - mam-se desse modo silicates calco-aluminosos (diops.idio, tremoUta, pia - gieclasio, escapolita, gros~ularia, epidote) ao lado frequentemente de quartzo e carbonatos. Tal nomenclatura (~echa calcio-silicatada)e utili- zada pelos auteres .ingleses para expressar. alem da composigao quimica, a ausencia de xistosidade (calc-silicated roci<.)._Os germanicos preferem o termo "fels" para o mesmo fim (fels calco-silicatico). 3.2.6. Magnesianas- Trata-se de rochas derivadas de rochas ig- neas ultrabasicas (dunitos, pirexenites, peridotites) ou de dolomites que sofreram descarbonatizagao ou silicificagie .. ~ormam-se desse modo os xis - tos magnesianos que incluem silicates magnesianos como serpentine, talco, clarita magnesiana, tremolita e antofilita. A maioria dessas rochas pro -: vem da esteatiza9a0 de rochas ultrabasicas, Sendo que talcO e produto co- mum desse processo. Os chamados esteatitos (pedra-sabao) sao compostos primordialmente desse mineral. Serpentinitos sao outras rochas importan - tes pertencentes ~ essa categoria. 3.2. 7. ·Quartzo-Feldspaticas - Utiliza-se essa . nomenclatura para designar rochas ricas nesses minerais, derivados principalmente de arco ~ sios e roc has :lgneas acid as. E um grupo mui to impertante pois inc lui gnai~ ses, xistos feldspatices e granulites acidos. ~· -- 15 3.2.8 .. Ferriferas- Incluem-se nesse grupo roc.has resultantes do ·metamorfismo de. sedimentos arenosos · ricos_ em ferro, caso espedfico dos itebiritos. 3.2.9. Manganiferas - Resultam do metamorfismo de sedimentos mangano-carbonaticos, mangano-aluminosos e mangano-silicosos. Derivam- se desses sedimentos os chamados gonditos e queluzi tos, u ltimamente substi ..,. tuidos pela nomenclatura "protominerio silico-carbonatico de manganes". C~ mo minerais comuns ocorrem entre outros, rodocrosita, piroxenoides (redo- nita e piroxmangitaJ, espessartita, tefroita. :3.3.Classificagao quanta a composi«;ao mineralogica Cri terios estruturais e qu:imicos norteiam a maior parte das rochas metamorficas, porern,. em varios casos o nome esta intimamente. reTa- cionado a urna mineralogia caracter:lstica. Como. exemplo .pode-.se. ·citar: · 3.3.1. Mirmores - Sao rochas constitu:Ldas carbonates (calcita e dolomital~ essencialmente par 3.3.2. Quartzites - Sao rochas· formadas essencialmente par quar.!_ tzo. Winkler (1976) sugere ser 80% a quantidade minima de quartzo neces·s~ ria para que a rocha seja denominada quartzite. Cumpre salientar que alem do tipo metam6rfico (recristalizado) existem quartzites forinados diagene- ticamente. 3~ 3. 3. Serpentinitos - Rochas mineralogicas formadas. por serpe~ tina e aoessorios. 3.3.4. Esteatitos - Rochas constituidas essencialmente por tal- co. 3.3.5. Anfibolitos - Rochas compostas por anfibolio calcico Chornblenda ou actinolita e plagioclasio). Dependendo do grau metamorfico outros minerais como· epidoto e clarita Cgrau- baiXo), piroxenio e grar:a - das (grau ·alto e mooiOl podem oco·rrer em quantidades expressivas. 3.3.6. Eclogites - Trata-se de rochas constituidas essencialmen ts por dais minerais: um piroxinio verde denominado onfacita .e uma 16 :granada vermelho-rnarron, compost~ par moleculas de piropo, almandina e · grossularia. : Sua origem esta relacionada a al tas pressoes, fato que levou Eskola a sugerir a cria9ao do facies eclogite. A composic;ao·quimica dessa rocha e a do tipo basaltico-gabroico. 3.4.Classifica«;ao f1.n1damentada ria Natureza Preterita da Rocha Metamorfica · Certos prefixes sao utilizados quando se pode determinar a natureza preterita da rocha; Assim, rochas · de baixo grau metamorfico, nas quais ocorrem texturas reliquiares, levam o prefixo "meta•. Exemplos: me- ta-arcosioJ meta-conglomerado, meta-grauveca. Varfos autores utilizam o termo semi-xisto para nomear· Lim estagio de transit;:ao no desenvo]vimento do xisto a partir de grauvacas, arenites ou tufas. Nessas rochas os grtmulos de quartzo e feldspatos, normalmente portadores de sinais de deformar;:ao ocorrem em matriz fina, . composta de quartzo~ feldspat·o, cloritc recem-fo_£ mada, mus.covita, etc. Ha portanto sinais :i:la ·textura elastica reliquiar e uma xistosidade ja definida na matriz. Portanto ja ocorreu recristaliza - c;ao, que, no entretanto~ - nao se completou. ·Para roc has metamorficas deri- vadas de rochas de co~osir;:ao basica, varies autores utilizam com freq(je~ cia o termo metabasi to, como denominar;:ao gen.erica, englobanC!o desde clori ta xistos e epidote anfibolitos no grau baixo ate anfibolitos no grau m~ dio e alto e, neste Gltimo, granulites basicos, portador~s de cline. orto piroxenios e plagioclasios. Os prefixes para e orto sao utilizados para se designar res pectivamente a natureza sedimentar ou ignea da rocha. Exemplos:para~nais se (gnaisse derivado de sedimento quartzo-feldspaticol e ortognaisse (gnaisse derivado de rocha granitica). 3.5.Classifica~ao Genetica Certas rochas tern seus names ligados ao tipo de fen6meno me tamorfico sofrido . . Por exemplo: o termo hornfels e comumente empregado p~ ra nomear rochas formadas por metamorfismo de cantata. 0 mesmo ocorre pa- ra os termosmilonitos, cataclasito, e filonito, cuja origem esta relaci_£ nada a metamorfismo dinamico. Exemplo semelhante refere-se aos termos gr~ --: ..,. 17 nulito e charnoquito, ligados a tipos de metamorfismo esp.edficos • . Assim. · modernamente a grande maioria dos· autores conc.orda em atribuir o ~termo granul:i.to a rochas de composigao variavel porem recristalizadas em condi goes de alta temperatura, sendo a Pfl "d · < P . 0 termo charnoquito, Ul o carga inicialmente utilizado par Holland (1900), foi atribuido .a roc has crista- .- linas acidas portadoras de ortopiroxenio (hiperstenio-granitos) existentes na India. Tais rochas fazem parte de um conjunto de ·composigao variavel , de acida a basica. caracterizado pela presenc;:a de hiperstenio, que foi denominado "serie charnoquitica". Mais tarde alguns autores utilizaram es sa denominac;:ao ( charooqui to J para denominar todas as roc has aCid as e ba- si cas da serie. Rochas similares .no mundo todo foram denominadas desse ~ do. Sua origemfoi longamente debatida. Foram consideradas igneas por va- ries Eiutores, porem atualmente. sao consideradas metamorficas 8 pertencen- tes ao facies granulito. Sao usualmente equigranulares e xenomorficas com ou sem estrutura p"aralela. A fei~;ao mais caracteristica e a present;:a de cor verdeou castanha do quartzo ou feldspatos, fato que torna nao so os tipos acidos mas tamb8m OS basicos macroscopicamente escuros, 3.6. Nomenclatura e estrutura dos migmatites Um dos aspectos que ·tern merecido. as maiores.. e por vezes mais acirradas discussoes no campo petrologic o refers-sa a nomenclatura, .. classificac;ao e genese de rochas migmatiticas. 0 termo migmatito foi c cri~ do por Sederholm (1 907) para designar originalmente certas roc has metamor fices gnaissicas "que pflrecemrochas mistas,. compreendendo porgoes ·metamor ficas xistosas e pon;:oes magmaticas ou semelhante ·a magmaticas" • . A parte xistosa, mais antiga, foi denominada paleossoma, e a granitoids:. mais ja- vem neossoma. Distingue-se tambem no neossoma a leucossoma, ou seja, a parte mais clara, rica em quartzo e feldspato e o melanossoma, que contem os minerais escuros, como. biotita, horn~lenda e outros. Desde a sua ori- gen .a nomenclatura dos migmatites esteve ligada a sua genese, ou sob urn ponto de vista mais amplo, a genese das rochas gran:lticas. Assim ja no comec;:o do seculo a discussao existia. Sederholm, o criador do termo, atri . . buiu a origem do neossoma a in t roduc;:ao magmatica ou de· modo geral, · emaha- 18 goes externas. Seu contemporaneo Holmquist. porem, defendeu a hipotese de que a pon;ao granitoids derivou a partir de propria rocha original, nas - cendo des sa polemic a o s termos arterito (Seder holm J e · venito (Holmquist). Para rruitos autores. principalmente norte-americanos e bri- temicos, o significado descritivo do termo migmatito e mais restrito. Tal reciocinio i bem esclarecido por ~ing (1965). Tais autoresdistinguem pa- ragnaisses, ortognaisses e gnaisses migrnati ticos. Segundo King ( op. cit.), tres principais categories de gnaisses podem ser reconhecidos: 'Para_c·""f'!~~ ~;,.::..$, 1. "Produ1:~s- d~- granulagao grossa de metamorfismo regional de alto gri'lu ou ~t~ de contato. Sao caracterizados pela composigao metassedimentar, incluindo assoc:iados de origem vulcanica. Bandas composicionais quando pr.esentes,geralmente refletem variagao litologica original, embora a orientagao de camadas resul te de deformagao. 0 bandamento pode ser mais destacadopor diferenciagao mecanica ou diferencia~ao metamorfica". /'i ~.Po·"' •• ...... ...,.,.. ..... :,;.r_")"n~\.$~t:;.. 2. "Rochas horoog.eneas de composic;;ao granitica, mas com estrutura planar ou linear de cristais ou de agregados cristalinos (granitos-gnaissesl, re presentando rochas igneas originalmente as quais orientaQBO (stress ) foi imprimido. Certos tipos de augen gneiss pertencem a esse tipo". (' -,-.. ,.- .. -lr/1.-.', q")'\O..t,..>~-</i -n'~-..~ .. ??"l.~\.+;.,v~ 3. "Uma grande q~antidade de rochas inhomogeneas de composic;:ao variaveL das quais a maioria e granitica ou granodioritica, incluindo tambem material intermediario, basico e ate ultrabasico. ·suas composic;;oes sao ig'88S e a mineralogia e tipica de rochas igneas. Ha tambem bandas ou lentes de composic;;ao metassedirnentar, que podem ser; por exemplo, forte- mente aluminosas. Esse material rico emmica 8 hornb1enda pode ser xis toso ao inves de gnaissico. A estrutura varia de bandada paralel·a ate altamente contorcida. Varios names como bandadas, lit. par lit, de injec;;ao etc. foram-lhes aplicados. Nesta tereeira eategoria e que se incZuem os migmatitos~ Para outros autores porem a aplicagao do termo migmatito d~ ve ser mais abrangente, sendo,porim.seu significado genitibo ~a$tant~ bem ' ' definido. Segundo Jung e Roques (1952) e seguidores,as rochas met9mprfi - ,, cas podem ser divididas essencialmente em do is grandes gru,po?: as _roc has cornubianiticas, que se caracterizam pela ausencia total ye orientagao dos •t"• . minerais e as cristalofilianas. tambem chamadas xistos cristalinos, defi- 19 nidas atraves da orienta~ao dos minerais segundo diregoes e planos paral~ los. Estas ultimas se dividem em "formac;oes normais", ou seja. nas quais a recristalizac;ao ocorreu isoquimicamente, ou seja sem modificac;em-nota..: vel da composic;ao e "formac;:oes metassomaticas", nos -quais as roc has meta - mOrficas recristalizaram-se sofrendo .metassomatismo. . 3traves de -troi::as qu:lmicas .~om meio externo, de molds a modificar a composi~_ao original Nesta categoria incluem-se os ~igmatitos. Para esses autores os migrilati - tos sao divididos em homogeneos e heterogeneos. Estes sao OS constituidos . pela associac;:ao estreita em rachas cristalofilianas e granitoides e cam - preendem: a) os diadisitas, nos quais a rocha granitica constitui filone- tes cortando a xistasidade da rocha cristalofiliana Alguns sao meandrifo£_ mes (dobras ptigmaticas); b) epibalitos, nos quais filonetes ou lentes de rocha granitica sao concordantes com .a xistosidade e c) os agmat.itos .nos quais as rochas cristalofilanas constituem enclaves no seio de urn meio gr~ nitico dominants. Os migmati tas hamageneas, tern segund_o es_ses aut ores, uma c~ nota9aa genetica acentuada .· Teriam sofrido intensa metassomatose feldspa~ tica de malde a adquirir urn facies essencialmente feldspatica, advindo de~ se fata, estruturas gna'issicas pouco marcadas ou ausentes e predomlnio da parte clara ("neassama"). Compreendem: a) os :embrechitas - Roc'has nas quais a orienta~ao e parcialmente canservada. Sao muitas vezes facoida~~ ocorrendo porfiroblastos de faldspato K; b) anettexitas - sao mais varia- des snglobando os dabrados que po·ssuem alinhamento de micas meandr'ifor - mes;C)os arteritos CIJjOS lei tas micaceos sao descontfnuos e difusos e '~{ 05 nebulitos nos quais as micas canstituem agregados. Pode-se dizer em resu- rro tendo em vista . o aspecto puramente estrutural que 05 migmatites hamo- geneos de Jung e Roques· correspondem para o·utros autores a gnaisses de gra grossa, essencialmente feldspiticas e de xistosidade q~ase-apagada Em simposia efetuado em 1960, as .seguintes criterios genet];_ cas foram julgados essenciais para a nomenclatura: a) devem ser rochas megascopicamente constitul.das par partes geoquimica - mente m6veis ~ im6veisJ b) devem ser rochas heterogeneas, can ·sistirido de material pre-existents e de material geneticamente intraduzido ou originado ''in .situ". Trabalho classico ~obre migmatit~s foi elaborado par Mehnert ( 1971 ) , Repraduzir- se'-aa em seguida alguns conceit as existentes ; 20 nesse livro: Migmatito e definido poresseautor como sendo "megascopica- mente consti tuido de duas ou mais partes petrograficamente di ferentes: uma das quais 8 a rocha anterior em estagio mais ou menos metamorfico, sendo a outra pegmatitica, aplitica ou geralmente plut6nica em aparencia". Gnai~ se e definido como "uma rocha metamorfica, exibindo estrutura para lela ( li nea9~o, folia9~o, xistasidade) com mais de 20% de feldspato". Deve ser en fatizado que o terrno gnaisse 8 usualmente aplicado a rochas exibindo es - trutura paralela ou xistosidade, enquanto que a formac;:ao de migmatites g_! ra lmente obli tera essas estruturas". Esse autor reconhece as seguintes estruturas migmatiticas e assim as descreve: 1) Agmatitica ou de brecha - Fragmentos angulosos do paleossoma de dimen- soes diversas ocorrem separados par ITI:lterial neossomico intersticial [Fig. 5-1). Sua interpreta~§o pod~ ser de dais tipos: a) ~rechag;o s preenchimento simultemeo dos veios par injec;:ao de magma au b) ressolu g~o au substituigio dss paredes comeg~ndo par fissuras finas. 2) Dictionitica ou em rede 0 paleossoma i retalhado par numerosos ~eios do neossoma, constituindo densa rede (Fig. 5-2.). Em contrasts com a es- trutura agmatitica esta exibe sinais de cizaihamento. Segundo alguns autores na_o ha suprimento de material externo nesse caso. Fala-se em fusao parcial ou metassomatismo sec a (Ramberg, 1952). 3) Schollen ou em placas -Consists em placas isoladas de paleosbma imer - sos no neossoma, que ocupa o volume preponderante do migmatito (Fig.5':_3J S~o frequenteS- nos blocos. de paleossoma· sinais de rotac;:ao ou cizalha - menta. Tais. estruturas comuns nas zonas bordejantes de maciQo_s granitl cos inhomogeneos sao interpretados por varios pesquisadores como blo- cos nao inteiramente absorvidos de· paleossoma. 4) Fiebitic~ au veno~a - 0 paleossoma i intensamente recortado por nume- rosa·s veios irregulares de neossoma resul tando aspecto grosseiramente semelhante ao sistema de veios do_ corpo humane, contrastando com o ca- rater retilinea da estrutur-a em reds (Fig. 'j-4). Scheumam (1936) propos tal~ennopara evitaros termos geniticos arterito (Sederholm) e venito (Holmquist). 0 primeiro implica em suprimento magmatico e o segundo em exudac;ao ·"in loco". 5) Estromatitica ou acamada - 0 neossoma ocorre so.b forma de veios geral- '- -- Fig. 5 - E struturas de fiigmatitos Mehnert (1971). segundo 21 22 mente paralelos a xistosidade. Michel Levy denominou tal feigao lit par lit, atribuirido-a a injegelD IT).'lgmatica. Mais tarde Holmquist (1907) , Wegman e Scheuman observando a distribuigao regular dos veios sem ca - nais de alimentagao atribuiram-nos a exudagao perpendicular a xistosi- dade (Fig.5.5). 8) Surrelitica ou de Dilatagao - e o caso de roc has de diferente competen- cia levando a formagao de "boudins". Camadas de diferente competincia reagem diversamente ao stress.Anfibolitos par exemplo quebram ; biotita gnaisses reagem incompetentemente e os espagos entre os "boudins" sab ocupados per material neassomitico que fogs da compre~ sio para regi6es de menor press~o. A estrutura "pinch and swell" de Ramberg 8 uma alterrianciade paleossomas escuros competentes e neosso- mas claros .incompetentes (fig. 5. 6 ) • 7) Oobrada - 0 paleossoma e recortado per veios dobrados do neossoma. .As dobras sao mais ou menas paralelas~ de amplitude variada (Fig.S.7). 8) Ptigmatica - 0 neossoma constitui veios persistentes intensamente do - brados sem correspondente na foliagao do paleossoma, em relagao ao qual e frequentemente discordante. Existem virias teorias a respeito da for r:naQao dessas dobras; dis cute- se par exemplo se houve inj et;:ao au anate- xis e migrar;:ao do material clara 8 se as dobras sao primarias,isto 8 oco:.:_ reram simultaneamente a formaoao do veio, au sao secundarias, isto e, a formar;:ao do veio eo d.obramento sao processes independentes. (Fig. 5.8). 9) Dftalmitica (Augen au Ocelar) - 0 neossoma e disperso no paleossoma sob forma de olhos, constituidos par fenocristais frequentemente cercados per m~*icos concordantes com planes de xistosidade. Os olhos sao de feldspato K au de plagioclasio acido. Sua origem 8 muito discutida e diversos modos de formar;:ao foram sugeridos (King, 1950). Para muitos autores tal "olhos" sao resultados de processo metassornatico denomina- do feldspatizagao (Fig. 5.9). 10) Stictolitica (manchasl - Ds minerais mafioos estao concentrados em man chas deixando em torno deles halos ou mantas rices em minerais claros. 0 paleossom~ i fino, macigo au gnaissico 8 nao i afetado pelo processo de manchas. Num esta~io mais avanc;ado as manchas consistem de agrega- dos maiores, de minerais escuros segregados em veios pegmatoides. A explicagao genetica e dificil, porem. varies autores acreditam relacio ' ' I . . 23 nar-se com mobilizagab de minerais claros e escursos durante a migmati zaQao. (fig. 5.10J. 11 J "Schilieren" - Ocorrem faixas claras e escuras separadas nitidamente • Se as faixas sao perfeitamente paralelas finas e retas a feigao pode ser confundida com gnaisses bandados de origem sedimentar. Os Schilieren sao todavia mais irregulares com faixas mais longas e mais finas. A mobilidade mecanica dos migmatites com essa estrutura foi ob- viamente maior que os de estrutura de penetraQao como agmatitos e dic- tonitos. Sao migmatites formados sob altas condigoes de p e T, com grande mobilidade dos constituintes. (Fig.5.11J. 12. Nebulltica - Nao se identifica rnais paleossoma ou neossoma. A absorgao do paleossoma pelo neossoma esta muito avangada. A nebulitica e o ulti mo sinal de estrutura migmatitica. Nebulitos sao encontrados no nucleo de migmatites formando eshigio anterior a formagao de genuinas intru - soes magmaticas (fig. 5.12 J •. Em resumo, para trabalho de mapeamento geologico, pode-se dizer que em varios casas a .aplicaQaO do termo migmatitico e facil (caso por exemplo de estruturas agmatiticas e surreiticas]. t evidente ai apr~ senga de dais tipos de mate:riais de origem diversa. Porem em. outros, e di- ficil, no campo,avaliar-se se se trata de um gnaisse ou de um migmatito • tendo-se em vista o ponto de vista genetico. Assim par exemplo "rochas" com estrutura estromatitica ou bandada podem oferecer essa duvida, assim como "rochas" com estrutura oftalmitica. Va:rios autores ·para facilidade de trabalho usam o temo migmatito indiscriminadamente para todas as estrutu ras acima descritas, sem .se importar com o problema genetico. Tal posi9ao pode ser entendida levando-se em conta que facilita o trabalho de mapea - menta, mas por outro lado pods comprometer geneticamente rochas que nao SOfreram migmatiza9a0 8 sao simplesmente metassedimentos (paragnaisses) OU de origem ignea (ortognaisses). Levando-se em considera9ao a definiqao de migmatito a apli- caQao das suas varias dehomina9oes estruturais demandaria preliminarmente numa avaliagao genetica. o que muitas vezes e dificil num trabalho de ma- peamento, e ai decidir-se se determinada litologia deve ser denominada par· exemplo de "gnaisse bandado" au "migmatito bandado (migmatito estromati - tico)". Finalizando, citar-se-a um trabalho muito elaborado sabre a nomenclatura dos cnigmatitos. Trata-se da classificac;ao de Gonzalez Bono - rino (1970) que e confrontada com a de Jung e Roques (1952), em tabela ex traida de Ulbrich (1978). Jung e Roqu.es Migmatito CAgmatito heteroge- CEpibolite nee (Diadisite Migmatito (Embrechite homogeneo (Anatexite Migmatites band ados heteroge- neos (flebitosl Migmatites homegeneos (embrechi- tes) Gonzatez BonoPino (Estromatito ( CDiadisito (Ptigmatice [Agmatito [ (bandadci regular (oftalm:ftico (lenticular l ''flaser" l * (Embrechito bandado (Embrechito oftalm:ftico (Embrechito irregular CEmbrechito amigdaloide (Nebulito CDictionite * 0 termo aplica-se a migmatites rnos quais os "olhos" de feldspato sao alongados em dire~ao preferencial, ocorrendo entre eles pa - leossoma. • ~ l .~ ·~ ~- •' ....... - 25 4. ASPECTOS TEXTURAIS · E ESTRUTURAIS DAS ROCHAS METAMORFICAS Assim como nas rochas igneas, existe na bibliografia certa confusao na aplica~ao dos termos textura e estrutura para as rochas meta- rrorficas. No PI'BSente trabalho adotar-se-a 0 criteria seguido por muitos au tares como Tyrrel ( 1958 J, denominando- se estruturas as fej.goes observa - veis em escalade afloramento e amostra de mao. 0 termo textura sera aplica- do .a fBiQDBS {ntimas mutuas entre OS constituintes minerais, frequenteme_!2 te relacionadas ~ · escala mi croscopica. 4.1. Principais estruturas 1. Foliac;ao - Foliagao 8 urn termo largamenfe utilizada· pe - · los autores norte-americanos para nomear estruturas planares nao so de r~ chas metam6rficas como tambem de igneas que se formam em razao do ar.ranjo paralelo dos minerais; sob esse ponto de vista xistosidade e gnaissifica- gao sao foliagoes tipicas. Ha entretanto autores que usam o termo de modo diverso. Para OS autores britanicos 0 termo foliagao e sinonimo do banda- menta canposicional dos gnais c; es (al ternan cia de band as maficas e quartzo-fe_! dspaticas). Autores europeus utilizam com grande frequencia o termo sup~ ficies - S para denominar qualquer tipo de estrutura planar, sem se impo~ tar com a sua origem. Oentro desse conceito, juntas, xistosidade, cliva - gem ardosiana, acamamento, par exemplo, sao superficies S. Uma compila9ao elaborada desses termos e comentario c ritico pode ser encontrada em Dennis (1867). 4.1.2. Xistos{dade, Gnaissifica~io e Linea~io - Xistosidade re- fere-se ~ estrutura caracterizada pelo desenvolvimento subparalelo de mi- nerais placoides e/ou prismaticos. Distingue-se xistosidade de gnaissifi- · oagao em razao da presenca de bandamento composicional, conforms assina - lou-se no capitulo relative a nomenclatura. A presenga de bandas quartzo- feldspaticas, que se alternam as micaceas 8 prismaticas, provoca a dimi - nuic~o da tendincia de roc ha em quebrar-se em planos paralelos originan- do a estrutv~a gnaissica. Final izando- us as considera 9~es sabre e sses termos, deve-s~ lanbrar que o dosenvo l vimcnto de certas · estrwtutas tarnbem depende da 26 composigao mineral. ~ a caso especifico de rochas micaceas na qual a natu reza do mineral conduz facilmente a formagao de forte xistosidade, fato mais dificil de ocarrer quando a rocha 8 composta de minerais equigranul~ res, como quartzo par exemplo. 0 termo Zineagao refere-se ao desenvolvi - menta paralelo de elementos lineares em alguma direr;;ao dentro do piano de xistosidade. Tais elementos podem ser cristais prismaticos (par exemplo , hornblenda ou epidote), agregados de minerais em forma de bastonetes (par exemplo, quartzo e feldspatos), lin has de intersecgao de diferentes xis- tosidades e outras feigoes reconhecidas no campo. 4.1.3.- Clivagem Ardosiana - Trata-se de estrutura muito regular que permits que rochas quebrem-se em planos muito regulares e paralelos Deve-se a orientagao planar preferencial de minerais planares, micaceos ~ c caso especifico deardosias. 4 .1.4. Clivagem de crenula~ao Rochas possuidoras de uma ori- enta9ao preferencial anterior (geralmente clivagem ardosiana) podem so- frer esforgos posteriores desenvolvendo uma segunda orientagao definida atraves de microdobras (crenulagao].Quanto mais apertadas sao essas micr£ dobras melhor sera o desenvolvimento desse sistema de clivagem. A evolu - gao desse fenomeno pode ser observado atraves da Fig.6. 4.1.5. Maci~a au Granulosa~ A rocha exibe aspecto maci9o · com pacta 8 ausencia n:itida de elementos lineares ou planares. t: 0 caso .de v~rios mirmores, quartzitos e hornfels. 4.2. Principais texturas 4.2.1. Palimpses~icas ou reliquiares - Em muitas rochas meta ~ m6rficas podem ainda ser notadas texturas preservadas, em maior au menor escala, da rocha anterior. e obvio que quanta mais intenso 0 processo me- tam6rfico menor a possibilidade de que essas texturas reliquiares perman~ 9am. Nesses casas utiliza-se o prefixo bZasto. Por exemplo denominagoes como bZastofitica~ bZastoporfiritiaa servem para nomear texturas igneas reliquiares em rochas metamorficas (certos anfibolitos, par exemplo). Os termos bZastopsefi.tiaa 3 bZastopsami.tiea e blastopeli.tiea referem-se a ro- chas cujas origens rudacea, arenosa e pelitica, respectivamente,podem _ser -~ .. 27 . reconhecidas atraves das text uras sedimentares ainda perceptlveis. 4.2.2. Deformadas e fragmentadas - As fei9oes metamarficas, re lacionadas a metamorfismo dinamico, podem ser obseri;adas tanto em grande B.:!_ cala, atraves de falhas que separam blocos angulares e formam brectias tee tonicas, como ·Bm escala microscopica, onde os pormenores ressaltam, auxi- liando a observayao da intensidade e da classifica~ao do material ~ragme~ tado. Face ao fato que tais pormenores (muito importantesl sao observados ao microscopic, preferiu-se discutir todos as· aspectos das rochas fra·gme.!:!. tarias neste item reservado as texturas. As texturas cataeZastica e milo- nitica referents as roc has nomeadas cataclasit~, milonito (ver capitulo de nomenclatura) sao empregadnS com sentidos diferent es na bibliografia Williams, Turnner e Gilbert (1956) usam os termos cataclastica e milon:Iti ca para indicar intensidade de frag~entagao diversa, mais intensa nos mi~ lonitos, que teriam :portanto granulagao mais fina. e menos severa nos ca taclasitos. Nesse sentido, a denominar;ao textura uZtramilonitica seria em ,_ pregada em casas onde a triturar;ao extrema tivesse reduzido a rocha orig_! nal a granulagao muito fina, semelhante a po. Outros autores como Spry (1976) preferem utilizar os termos milonito e cataclasito em ~ungao da presenga au nao de matriz foliada (ver capitulo de nomenclatura). Julga mas este criteria mais objetivo· face a dificuldade de se quantificar 0 grau de tritura9ao, que torna muito subjetivo a aplicagao dos termos cata clasto e milonito. Textura comum em rochas fragmentadas, especialmente em quartzites, e a textura ·em mol.dul'U(','mortar texture"), nas quais cristais grandes de quartzo, e outros minerais por vezes lenticulares e frequents- mente portadores de extinyao ondulante e lamelas de deformagao sao cerca- dos por grande quantidade de cristais de quartzo fin:Issimo. Geneticamente tal feit;:ao signi fica que OS crista is ·grandes sao as reliquias da tritwra- gao representada pela massa fin a que OS emiolve. Os feldspatos sao mais re sistentes a trituragao: Fei gao mostrada por vez.es por plagioclasios defo!.:, mados e o encurvamento .das lamelas de geminagao. A estrutura lenticular ("[laser") citada na descri9ao dos migmatites tern sido relacionada por v~ rios autores ~ presen9a de olhos alongados de feldspato porfirobl~sticos. Alguns cristais deformados mostram caracteristicas peculia- res. ~ o caso das "kink bands". Trata-se de uma parte do cristal cuja orientagao difere da- quela das regi6es adjacentes par um ~ngulo baixo a moderado (de ati 60°). "Kinking" 9 devido a deslizamento ao longo de superficies muito pro ximas v-' . I V ' 28 sendo, a direc:;ao de deslizamento aproximadamente perpendicular ao "kink axis". Tal fenomeno e comum em micas, cianitas, piroxenios e anfibolios de de rochas deformadas [fig. 7 ). 4.2.3.Sombras e orlas de pressao - sao fenomenos que ocorrem rochas metamorficas deformadas; podendo porem, ser tambem encontrados matriz de rocha sedimentar adjacente a nbjetos r!gidos, como fosseis em na 8 seixos. Uma sombra de press§o ("pressure shadow") i uma regiao elipsoidal adjacente a urn cristal central rigido (comumente urn porfiroblastol, na qual cristalizam-se minerais cuja textura e diferente daquela existents na rocha. A foliac:;ao nesses casas emiolve o porfiroblasto e sua "sombru pressaa" (Fig. 8 l. A "orZ.a de pressao" ('~vressure fringe") difere da sombra, face ao fa to de que os minerais que se desenvol vern nessa regiao tem suas orienta~oes r~lacionadas com as bordas do cristal rigido (Fig. 9 ). Nesses casas, acredita-se, modernamente, que a porfiroblas- to e mais velho que a foliac:;ao (Spry, 1976) e que resistiu a pressao exer cida durante a forma9ao dessa xistosidade, fato .que se reflete nesse mine ral atraves de efeitos de deforma~ao tais como extinQao ondulante, lame - las de deformar;:ao, etc. Tal interpretac;;ao contrapoe-se a anterior segundo a qual o porfiroblasto teria "empurrado" a matriz ja existents durante seu crescimento em razao da sua forga de cristalizar;:ao [Harker, 1939). Voltar -se-a ao assunto quando da descrir;:§o das texturas porfiroblasticas. 4.2.4. Nematoblastica - Textura formada por minerais prismati - cas, fibroses ou colunares que se arranjam paralela ou sub-paralelamente. Muitos anfibolitos e gnaisses anfiboliticos exibem tal tipo de textura. 4.2.5. Lepidoblastica - Assim como a anterior', associa-se a ro- chas de estrutura xistosa, sendo caracterizada pela presenr;:a de minerais placoides arranjados paralela au sub-paralelamente. Encontra-se esta tex- tur.a em mica-xistos, talco-xistos e filitos. 4.2.6. Granoblastica - Textura caracterizada pela presen9a de cristais mais ou menos equidimensionais, que se engrenam uns aos outros , sem conferir a amostra nenhuma orientac;e10 preferencial. Ocorrem em rochas de estrutura maci~a (desprovidas de xistosidade). · Tais texturas ocorrem em rocha~ onde\ influ~ncia de pre•- sao dirigida (stress) foi peqaenp, e naquelas onde os minerais tem peque~ na tendencia de . se alongarem, desenvolvendo normalmente formas equidimen- sionais, como quartzo, escapolita e calcita par exemplo. Rochas metamorfi :. .,_ -_ .... - . - ( 0 ) (c") Fig. 6 - Oesenvolvimento de clivagem de creriulagao. Fig, 7 - ~Kink band" em biotita. Fig. 8 - 5ombra de pressao. Fig. 9 - Orla de pressao. Fig. _10- Textura granoblastica . Fig. 11 - Textura granoblastica-poligonal. Fig. 12 - Textura decussada. 29 r 30 cas de cantata, assim como certos metamorfitos de alto grau (granulites 8 eclogitosl sao comumente possuidores de texturas granoblasticas. Alem do tipo de textura "gra:rWblastiea propriamente dito", existem as texturas "gra:nobZ.astica poligonal" e "decussada", A primeira caracteriza-se pela presenga de agregados xenoblasticos [fig. 10 ). A textura granoblastiaa P£ Z.igonal caracteriza-se pela presenga de cristais com formas poligonais e cantatas retilineos. 0 termo textura em mosaico foi tambem utilizado para defi - nir tal fei~ao. Por vezes OS angulos formados entre OS contatos retilineos formam nos pontes triplices angulos de 120° (Fig. ll ). Tal fei9ao depen - de principalmente do grau de isotropia estrutural dos cristais, que influi nas diferengas de estado energetico existentes . nos contornos dos polie- dros cristalinos. ·com crisb3is perfeitamente isotropicos estruturalmente, essa diferen9a de energia sera minima e a textura acima citada (tambem cha mada textura de equilibria e formada. Maiores pormenores teoricosser encontrados em Spry (1976). pod em 0 termo deaussada 8 aplicado a texturas granoblasticas cujos cristais tendem a ser subidioblasticos, prismaticos e orientados ao acaso (Fig. 12 J. 4.2.7. Porfiroblastica e Poiquiloblastica- A textura porfiro - blastica e caracterizada pela presen9a de grandes cristais em meio a mas- sa formada por minerais de dimensoes menores. Spry (1976) admits serempr~ por9oes comuns entre diametros de porfiroblastos e minerais da matriz os valores de 5 a 10 para 1 (hum). 0 termo blastopo'X'firitiaa refere-se a textura reliquiar porfiritica que ocorre em rocha recristalizada. Se o porfiroblasto contem inclusoes de outros minerais, a textura e denominada poiquiloblastica. 0 termo textura em peneina e aplicado usualmente quando as inclusoes nao obedecem a qual- quer orientat;~ID. caso comum de· cordieritas poiquiloblasticas. Em outros c2.. sos, tais inclus6es orientam-se segundo padr~es regulares, case das textu ras heliciticas e rotaaionais ("sno!J ball" ou "bola de neve"). comumen- te exibidas por granadas e que serao discutidas mais adiante. As rela9oes entre os porfiroblastos e a matriz~ podem mui - tas vezes fornecer inf'orma~;oes muito uteis sobre a forma~ao da rocha. A analise das feigaes que se fara em seguida, pode ser extremamente util na definigao das varies episodias ocarridos tanto num evento metamorfico re- gionol quanta em areas polimetamorficas. Em muitos casas, sera possivel e~ -- \ 31 tabelecer relagoes entre as sucessivas interag6es entre fases de deforma- " 960 e recristaliza96o. Antes de se descrever as diversas rela9oes possiveis entre por-Firoblastos e xistosidade da matriz. citar-se-ao os mecanismos de cres cimento desses minerais. Porfiroblastos contornados pela foliaGaO, que muda sua dire gao sem perturba-los (Figura 13) foram interpretados como cristais com grande "forga de cristalizagao". 8 que em razao desse fato "empurraram" a xistosidade durante seu crescimento (Harker, 1939). Tal conceito tern sido negado modernamente e varios autores, embora admitindo a existencia dessa fon;a, nao a creem suficiente para provocar tal feigao. Spry (1976) in - terpreta tais porfiroblastos como anteriores a deforma9a0 da xistosidade argumentando que fatores como a fragmentagao do porfiroblasto. a forma9ao de sombras de pressao e as orientagoes discordantes das xistosidades in - terna (orientagao de inclusoes no porfiroblasto) e externa Cxistosida- de da matriz) sao provas evidentes de que tais minerais precedem a defor- ma9a.o da matriz. . . . Outro mecanisme existents ·para o crescimento de porfirobla~ tos e 0 da substituir;ao a volume constants. Nesses casas, OS porfiroblas- tos crescem "em cima" da xistosi~ade au estratifica~~o existentes. sem deforma-las. A orientagao das inclusoes dentro do porfiroblasta (xistosi- dade interna Si) coincidira cam a apresentada pelos elementos da matriz (xistosidade externa SeJ (Figura 14). A maioria dos porfiroblastos em rochas peliticas (andalusi- ta. cianita. sillimanita. estaurolita, granada, etc.) sao minerais ricos em aluminio. Tal ion e · pouco moveL e. segundo Carmichael (1969) esta se- ria a causa do nlimero abundante .de inclusoes muitas vezes apresentadas por tais porfiroblastos. Areas aluminosas ricas ~ - 1 "impurez-as" (uma camada argil_£ sa rica em quartzo, par exemplol poderi~~ gerar. no metamorfismo, um porf~ robl~sto. digamos de estaurolita, rico em inclusoes de quartzo. 0 Cresci- mento do porfiroblasto se desenvolveria nos pontos onde havia aluminio s~ ficiente, de molde a cercar as areas pouco aluminosas, tornando-as inclu- S09S. Esse mecanismo explica ·porque minerais com mais Al em sua formula qu!mica, contem geralmente mais inclusoes que aqueles mais pobres nesse elemento. Por exemplo, biotitas contem geralmente menos inclusoes 32 Fig. 13 - Porfirob1asto contornado pe1a fohac;;ao. Fig. 14 - Porfiroblasto p6s-ciinem~tico. Deformac;ao Pos- Cristalino Cristalizac;ao · I Pre-C inemcitica Deformoyoo que resulta em giro- relative do porfi· roblasto Cizalhamento pu- ro perpendicular a xistosidade Deformac;ao que resulta em ere- nulocao do cliva gem ou xistosida· de anterior Sin -Cristalino Sin -Cinematico ~ ~ Pre-Cristalina Pos-Cinematico I I __.... I I ~§ I I - Fig. 15 - Esquema da relagao entre as epocas de desenvolvimento de porfiroblastos e as epocos de formac;;ao das foliac;;oes. ; . ..... -;: ._ ' ·· .. .-_ . .:-;~ -.--~ " "'- ....... ... - -- 33 que granadas. Essa explicagao e geralmente aceita para rochas de grau bai xo a media, onde a mobilidade .do aluminio ainda e considerada baixa. Em condi9oes de P e T mais elevados, porem, ou seja a partir: dos estagios mais altos do facies anfibolito, .tal explica9a0 nao : e valida fa-ce ao aumen to da mobilidade do aluminio ( seja como ions, em soluc;:ao, etc.). Nesses casas os porfiroblastos tendem a ter menos inclusoes, sendo portanto mais continuos. Exemplo a ser citado refere-se a sillimanite, mineral formado a altas :temperatures e geralmente isento de inclusoes. Em varios casas, pode-se, atraves de exame microscopico, ob servan-do-~e especificamente como se dispoem as inclusoes dos porfiroblas- tos em rel~ao a xistosidade externa (Se),relacionar-se idades relatives en tre fases de deformagao e crescimento de porfiroblastos. No exemplo da Fig, 15 supoe-se que uma c1ivagem ou xistosidade ja estava presents na rocha antes da deformagao. Nesse exemplo, admite-se que as seguintes relagoes sao possiveis: a) 0 crescimento do porfiroblasto antecedeu a deformagao [cristalizagao pre cinematica e deforma9ao pos-cristalinaJ. b) 0 crescimento do porfiroblasto 8 concomitente com a deformac;:ao [crista lizac;:ao sin-cinematics e deformagao sin-cristalina). cJ o crescimento do porfiroblasto e posterior a deformac;:ao (cristalizagElO pos-cinematica e deformagao pre-cristalina). As deformac;:oes admitidas no exemplo citado sao: 1) Oeformac;:ao que resulta numa rotac;:ao relativa entre o porfiroblasto e a xistosidade circundants. 2) Deformagao que nao resulta em nenhuma rotac;:ao entre o porfiroblasto e a xistosidade circundante; provindo de c'izalhamento ( npure sh'ear"). 3) Deformagao que ' resulta na crenulagao da clivagem ou xistosidade ante- rior. Como exemplo da evolugao completa da formagao de urn porfir!?_ blasto sin-cinematico, produzido por _deformac;:ao que resultou no ~ira rela tivo desse mineral em relac;:ao a xistosidade observe a Figura 16 Tal mecanisme da origem a texture denominada "bola de neve" ou "snOUJ ball" co mum em granadas. A chamada textura helidtica 8 representada por i~~lu ~ soes nci~ porfiroblastos que representam feic;:ao meis antiga que 0 cristal. t: 0 caso de defonnagao pre-cristalina e crescimento pos-cinematico e seu aspecto pode ser representado pela Fig. 17. 4.2.8. Maculada- 0 termo textura maculada pods ser empregado ------ ------------ --------· -~:: ~f= -- ..... ------ -------------- a h _ d Fig. 16 Forma9ao de porfiroblasto sin-cinema- tico. Fig. 17 - Textura helidtica. 34 ~ - ·"- 35 tanto em rochas 9orfiroblasticas, carne, rnais comumente, em especimens on- de manchas ou agreg~dos significando inic5.o de cristalizagao ou segrega gao de materia carbonosa e outras impurezds, ocorrem dispersas em meio a matriz. Tal textura aparece com mais frequencia em ardosias e xistos onde porfiroblastos incipientes de andaluzita ou cordierita, ou agregados ovoi des de mica de granulagao mais grossa, espalham-se em meio a matriz argi- losa, dando origem ao que se chama ar-dosias ou xistos mosqueados. Concluindo, deseja- se comentar o seguinte aspecto: o crib~-· . . . rio distintivo entre textura e estrutura, estabelecido no inicio do pre -: SSnte CapitUlO, atraves da defini9a0 de ambos OS termos, par8C8 B prime~ ra vista facil de ser seguido. ExistBITl, porem, varias feigoes que provo- cam controversias. As feigoes reliquiares, as fragmentarias e. deformadas e a m~culosa, por exemplo poderiam ser encaradas como estruturas ou textu ras pais tanto 'podem ser observaveis em escala de afloramento ou amostra de mao,como microscopicamente. Par isso OS autores classificam tais fei- goes ora de um modo, ora de outro, . de acordo com sua opiniao pessoal. Em nossa opiniao, tais fei9oes foram classificadas como texturas porque, em~ bora visiveis macroscopicamente, seus pormenores que permitem estudo mais corrpleto sao muito mais visiveis e esclarecedores microscopicamente. 36 5. CARACTERfSTJCAS BAS/CAS DAS REA~OES METAMORFICAS 0 exa.me de rochas metamorficas :tevela : a) a -ass.embleia mi- neralogica; b) a distribuigao de elementos entre os minerais (partigaol , s~ an~lises qu!micas foram efetuadas. 0 problema do petrologo e inferir dessas informagoes as condigoes metamorficas que operaram a epoca da formar;;ao da assembleia mineralogica. Essas condigoes dependem principal - mente da pressao,da temperatura e das fragoes molares (que refletem a atividade dos componentes moveisl.A finalidade do petrologo e colocar tal aisembleia num diagrama P-T-X. Esse tipo de estudo deve levar a dedugao do grau metamorfico, e de reagoes importantes que conduziram a sua forma gao. Tais dados sao frequentemente comparados com curvas obtidas atraves de dados termodinamicos. Uma rear;;ao metamorfica pode ser revers:l:vel ou irrevers:fvel. 0 fator iovernante e a eneiiialivre de Gibbs (A Gl expressa pela formula: t.G = llH - TllS + [P-1) ..!:';!_ . 41,8 onde llH, 6S e 6V sao variago~s de entalpia, entr·oria p, volume respectivame~ · te e T e a temperatura e P a pressao. No caso comum em que bG. llH e llS sao expressos em calorias e cal/mol e llV em cm3 urn coeficiente de 41,8 8 usa- do. Se 6V e expresso em cal/bar tal fator desaparece . . Se AG = 0 a equagao A + 8 :;_ C + 0 e reversivei; sendo 6G ;i 0, ha i:i-reversibilidade. A inclinaQao e o tipo de declive (positive ou negative) das curvas de equilibria e dada pela equagao de Cassius-Clyp~ron. expressa da segunte forma: dP llS dT - AV X 41,8 Veremos exemplos de seu uso adiante. As rea9oes metamorficas podem ser englobadas em quatro gra~ des grupos: a) rea9oes solido-s6lido b) rea9oes de desidratagao c) re_at;:oes de descarboni tizagao d) reag~es de oxida9ao ' ~educao. S.l.Solido-solido. isto e, entre fasE ;olidas, nao envolvendo lih~raQ~O de volateis. -· .- 37 Como exemplo desse tipo de rea9ao citar~mos a reacao entre . os polimorfos Al2 SiOs . Tais poliollOrfOS sao largamente distribu..:!:_ dos em xistos peliticos e por isso consideravel numero de pesquisas fo ._ .ram efetuadas para usa-los como termometros e barometros geologicos. Esse trabalho e infelizmente atrapaltlado par obstaculo insuperavel que e comum a grande numero de reagoes soklo- solido de silicates: os pequenos vale- res de ~S. 6H, 6V e 6G para as reag5es que os envolvem. Tal fate causa grandes imprecisoes na relagao ~~ e portanto na inclinage!O da curva As experi~ncias mais antigas se depararam com a dificul~ade de revert~r as reagoes, conseguindo issa em temperaturas muito altas, -fc:ira do campo m~ tamorfico. As experiencias de Clark de na reagao cianita t sillimanita. (1961) mostraram essa dificulda Ve-se nessa experi~ncia que as poss!veis burvas tinham declives que variava~ de 10 a 20 bars/grau. Atualmente um des va~ores mais aceitas e : dP 65 dT = 6V X 41,8 cianita ! sillimanita S - 29,55 cal/grau. V - 43,89 cm 3/bar 32,59 cal/grau. V - 49,74 cm3/bar dP = 3,04 41 8 = 21 7 bars dT 5,85 x ~ ' grau Face a eisas ~equenas diferengas de 6S, ~H e 6V problemas experimentais as vezes aparentemente pequenoS como granula9a0 . d0 material, USO de Cadi- nhos de ouro ou platina, sem se falar em detalhes mais so-fisticados, caw- sam resultados diferentes. Assim a tabela referente a posi~ao do PO.!:_ ~o friplice cianita-sillimanita-andalusita has trabalhos mais modernos mostra: Newton - 1966 W"P._ill- 1966 Althaus - 1067 Pungine e Kitarov- 1968 Ricr,ard: ;on -1969 · et al Holdway - 1971 540 622 501 P (Kbars) 4,0 2,4 6,5 7,6 5,5 3,76 Os dados mais aceitos modernamente sao os de Richardson et al.~969) e os de Althaus (1967, 1969) (que colocam a ponto triplice proximos a soo0 c e a pressoes de 5,5 e 6,5 Kb respectivamentel face a sua ........ 38 compe·ra9ao com parageneses geologicas. A escolha de um au outre ponto ' va- ria de autor para autor. Sese atentar,por exemplo,para o fato de que ·e; rarfssima a ocorrencia de cianita e cordierita na mesma especie, o ponto triplice de Althaus seria preferivel (Fig. 18 ). Winkler (1974) prefers ao inves de aceitar u~ ou outro admitir uma banda entre as curvas cianita /sillimanita e cianita/andalusita, face as experiencias de ·Althaus (1968), que descobriu que 0,5% Fe203 substituindo Al2D3 em sillimani ·ta aumenta ni tidamente a pressao necessaria para transforma-la em ciani ta, se se compara tal com a fase livre de ferro. No campo a sequencia. mais comum com aumento de temperatura e andalusita-sillimanita e cianita-silli manita. Em alguns casas tem-se encontrada dais polimorfas na mesma rocha. ou ainda os tres juntos. Isto pede ser interpretado como ponte de equili- bria, o que 8 teoricame_nte mais rare. ou mais logicamente em rnao de de- sequilibrio, ocorrendo um polimorfo metaestavelmente dentro do campo do outro. Por exemplo,se numa regiao tivesse ocorrido metamorfismo compati- vel com pressao do campo da cianita, seg:.Jindo-se um levantamento da area poderia aparecer um polimorfo de P baixa (andaluzita , par e~emplo), conservando-se metaestavelmente Cianita. Tal exemplo parece ocorrer nos Alpes onde sao descritas cianitas em terrenos onde a pressio nao excedc a 2 Kb, de acordo com geobarometria indicada par certos mine- rais. Alias, de acordo com Turner (1968) a sobrevivencia de minerais for mados por rea96es do tipo solido-solido com abaixamento de P e T. 8 muito mais provavel do que aqueles envolvendo desidrata9ao ou descarbo~atiza9ao. A tabela seguinte lista algumas rea908S solido-solido impo~ tantes, mostradas pela Fig. 18. Rea\fao D.S !J.V dP dT 1) Aragonita + calcita 0,97 2,8 14,5 2) Cianita + andalusita 2,26 7,3 12,7 3) Andalusita + sillimanita 0,69 -:1,6 -18.0 4) 2 Jadeita + nefelina + albita 20,6 33.8 25,5 5) Jadeita + quartzo + albita 12,9 17,3 31,2 6) Lawsonita + 2 quartzo + Waikarita 34;2 44,1 32,5 7) Grossularia + quartzo + -+ wollastoni ta + anorti ta 20,1 32,7 25,7 ~- :.~. -- ~·- 39 A maiaria das rea~oes metam6rficas ocorrendo cam aumento de temperatura causa libera~ao da H20 .das fases solidas como exemplificadO abaixo: pirofilita cianita quartzo Muscovita Qz sillimani ta Muscovi ta corindon K-Feldsp. (Fig: 19 ) Nessas rea9oes, em metamorfismo progr~ssivo normal, assume- -se que a fase flufda aquosa liberada esta a mesma T e P das fases soli das em cantata Ps. 0 volume total e _a entropia to- tal dos produtos sao maiores que OS dos reagentes ate varios Kb porque 0 volume de H20 liberado e grande. Considerarido a equagao de Clyperon: dP LiS dT = LiV x 41,8 (bar/grau) tem-se que: Cassius - sendo LiS e 6V ambos positives ~+ e positive. A curva de equilibria tern declive (+J. A pressoes ate 1 Kb, AVe muito grande e ~~ - e . - dP .t · pequeno. Um aumento ate 3 Kb reduz a volume de HzO liberada, e dT aumen a. A pressoes acima de 3Kb a curva f ir-a rndj.s reta, as semelllando-se a · reat;oes solido -s6lidcr. 0 efeito da press~o no equilibria a essas temperatu~a~ ~ peque- no. Para exemplificar a irnport~ncia de HzO a baixas press5es 6alculamos dP o ~ . ~ dT a 700 e 2 Kb na reac;:ao Mi lS + K - feldspato + corindon + H2.0 dP !J.S 41,8 dT b.V X , b.V D.VF + tJ.Vc + fJ.VH 0 - b.VM 2 109,0 ... z5;s + 35,3 - 140,6 = + 29,3 cm 3 ll.S = 129,3 + 42,3 + 37,3 - 189,1