Medio e alto grau_metapelitos-metabasicas-metaultramaficas-metacarbonaticas- aula Carol em 11-11-13

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UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA 
Instituto de Geociências e Ciências Exatas 
Departamento de Petrologia e Metalogenia 
Campus Rio Claro 
Metamorfismo de médio e alto grau: 
Rochas metapelíticas, metabásicas, metaultramáficas e 
metacarbonáticas 
Disciplina: Petrologia Metamórfica 
2° semestre de 2013 
Profa. Dra. Carolina P. N. Moreto 
kinzigito Metagrabro Metaultramáfica Forsterita mármore 
11 de novembro de 2013 
(Z) fácies zeolítica 
(PP) fácies prehnita-pumpellyita 
(XV) fácies xisto verde 
(EA) fácies epidoto anfibolito 
(A) fácies anfibolito 
(G) fácies granulito 
(XA) fácies xisto azul 
(E) fácies eclogito 
(AE) fácies albita-epidoto hornfels 
(H) fácies hornblenda hornfels 
(p) fácies piroxênio hornfels 
(S) fácies sanidina hornfels 
Fácies Metamórficas 
Na aula de hoje vamos abordar as condições de metamorfismo de 
médio (Fácies Anfibolito) e alto grau (Fácies Granulito) em sistemas 
químicos (rochas) distintas: 
 
- Metapelitos 
- Metabásicas 
- Metaultramáficas 
- Metacarbonáticas 
1 kbar = 0,1 Gpa = ~987 atm 
1 kbar = ~3,2 km de profundidade 
Fácies T (°C) P (kbar) Profund. 
(km) 
Média (Met. 
regional) 
Zeólita 150 a < 300 < 5 < 16 
Xisto Verde 300 a < 500 > 2 a < 7 6,5 a 22,5 ~4 kbar; 12 km 
Anfibolito 500 a 700 > 2 a < 12 6,5 a 38 ~7 kbar; 22,5 km 
Granulito 700 - 1000 3 a < 16 9,5 a 50 ~10 kbar; 31 km 
Xisto Azul < 400 > 6 > 22,5 ~ 33 km 
Condições de pressão e temperatura no metamorfismo 
Condições de P e T nos limites de placas 
Metapelitos 
•Derivados de lamitos, argilitos, folhelhos: sedimentos clásticos muito finos que 
comumente gradam para grauvacas e sedimentos arenosos; 
 
•Metapelitos são muito importantes nos estudos metamórficos porque apresentam 
minerais muito sensíveis às variações P-T durante o metamorfismo; 
 
•A mineralogia dos pelitos é representada por filossilicatos ricos em Al e K (> 50%), como 
argilas (montmorillonita, caolinita ou esmectita), micas brancas finas (sericita, 
paragonita ou fengita), clorita e quartzo (10-30%); 
 
•Características químicas: alto Al2O3 e K2O, e baixo CaO 
 
 - Reflete o alto conteúdo de argila e mica do sedimento; 
 
• Metapelitos apresentam predominância de muscovita e quartzo em grande intervalo P-
T; Porém em alto grau a muscovita está ausente; 
 
• A composição química dos pelitos pode ser representada pelo sistema K2O-FeO-MgO-
Al2O3-SiO2-H2O (“KFMASH”) 
Zona metamórfica Associação de fases 
Zona da clorita 
clorita + mus (fengita) + qtz + H2O + minerais 
reliquiares 
Zona da biotita clorita + biotita + mus + qtz + H2O 
Zona da granada clorita + biotita + granada + mus + qtz + H2O 
Zona da estaurolita 
biotita + granada + estaurolita + mus + qtz + 
H2O (+ clorita) 
Zona da cianita cianita + mus + qtz + H2O 
Zona da sillimanita 
granada + biotita + sillimanita + mus + qtz + 
H2O 
Zona da sillimanita + 
ortoclásio 
sillimanita + ortoclásio + quartzo+ H2O + melt 
sem muscovita 
Zona do Hiperstênio Hiperstênio, sillimanita, granada, cordierita 
Metapelitos 
Minerais índice em metapelitos 
 
Zeólita → clorita → biotita → granada → estaurolita → cianita → sillimanita → 
sillimanita + ortoclásio → hiperstênio 
Fácies 
Xisto Verde 
Fácies 
Anfibolito 
Fácies 
Granulito 
AKF (using the Spear, 1993, formulation) and AFM (projected 
from Ms) diagrams for pelitic rocks in the chlorite zone of the 
lower greenschist facies. Shaded areas represent the common 
range of pelite and granitoid rock compositions. Small black 
dots are the analyses from Table 28-1. 
Zona da Clorita 
clorita + muscovita fengítica + 
quartzo + aIbita + calcita + 
stilpnomelano + paragonita. 
Metapelitos 
Fácies xisto verde inferior 
Zona da Biotita: biotita + clorita 
+ muscovita fengítica + quartzo + 
aIbita + caIcita 
Metapelitos 
Fácies Xisto Verde 
Zona da Granada 
Fácies Xisto Verde; 
 
Transição para Fácies Anfibolito 
• Cloritóide + cianita passam 
a ser instáveis; 
 
• Estaurolita e clorita passam 
a ser estáveis em rochas ricas 
em al; 
Metapelitos 
Zona da estaurolita inferior 
Fácies Anfibolito 
Reação de quebra do 
cloritóide e formação de 
granada-estaurolita-clorita 
Zona da estaurolita 
Formação de estaurolita em 
rochas menos aluminosas, a 
partir de reação envolvendo 
granada e clorita 
Zona da estaurolita 
Fácies anfibolito 
Zona da Cianita Zona da Sillimanita 
Fácies anfibolito 
superior 
Metapelitos 
Feições migmatíticas são desenvolvidas próximo da segunda 
isógrada da sillimanita (sillimanita + ortoclásio) através das 
reações: 
 
Muscovita + quartzo + H2O → sillimanita + fusão 
Muscovita + biotita + quartzo + H2O → sillimanita + fusão 
Muscovita + quartzo → K-feldspato + sillimanita + fusão 
Passagem da Fácies Anfibolito Superior para 
Fácies Granulito 
Quebra da muscovita 
Metapelitos: Metamorfismo de alto grau 
O termo migmatito foi originalmente aplicado 
para descrever rochas xistosas, 
metavulcânicas e gnáissicas com veios e 
bolsões de rochas graníticas e, por vezes com 
porfiroblastos de feldspato. 
 
São formados em grau metamórfico alto e em 
presença de PH2O significativa. Nessas 
condições rochas sofrem fusão parcial 
resultando em rochas híbridas, em parte 
metamórficas e em parte ígneas. 
 
Os migmatitos são formados 
predominantemente a partir de metapelitos e 
granitóides, pois rochas de composição mais 
básica dificilmente se fundem na crosta com o 
grau geotérmico normal. 
Migmatitos 
Duncan Canal-Zarembo Island Area, 
Southeastern Alaska. Karl et al. (1999) U.S. 
Geological Survey Open-File Report 99-168 
Os migmatitos são 
rochas híbridas, em 
parte metamórficas e 
em parte ígneas. 
 
O protólito metamórfico 
(gnaisse) é chamado de 
paleossoma,enquanto a 
porção ígnea formada é 
chamada de neossoma 
Paleossoma 
Neossoma 
Paleossoma 
Neossoma 
Migmatitos 
A descrição das partes do migmatito pode ser também feita do 
seguinte modo: 
 
1) Leucossoma: é composta por um maior volume de minerais 
félsicos, especialmente feldspatos e quartzo, em relação ao 
paleossoma (composição granítica); 
2) Melanossoma: são os leitos e porções formados 
predominantemente por minerais máficos, como biotita, 
hornblenda, cordierita, etc, ou seja, são os resíduos da fusão 
mínima do paleossoma (restito); 
3) Mesossoma, que corresponde aproximadamente ao protólito 
metamórfico (composição gnáissica). 
Estes termos não implicam em conotações genéticas 
Migmatitos 
a. Estrutura brechada 
ou agmatítica 
b. Estrutura em rede 
c. Estrutura schollen ou 
em placas 
d. Estrutura em veios 
e. Estromática 
f. Estruturas de 
dilatação em camada 
boudinada 
g. Estrutura schleiren 
h. Estrutura nebulítica 
 
Mehnert (1968) Migmatites and the 
Origin of Granitic Rocks. Elsevier. 
Petrology. Prentice Hall. 
Migmatitos 
(7) Dobrada (folded); 
(8) Ptigmática 
(ptygmatic); 
 (9) Oftalmítica, 
augen ou ocelar 
(ophthalmitic or 
augen); 
(10) Estiolítica, 
manchada ou em 
nódoas 
(stictolithic or 
fleck); 
 (11) Schlieren 
(schlieren); 
(12) Nebulítica 
(nebulitic ) 
Migmatitos 
Mehnert (1971) 
Metapelitos: Metamorfismo de alto grau 
Biotita + sillimanita → K feldspato + granada + cordierita + fusão 
Formação de cordierita ou granada depende da pressão (cordierita forma-se a 
pressões mais baixas) e da razão Fe/Mg da rocha (cordierita forma-se em rochas 
mais ricas em Mg 
Em temperaturas ainda mais elevadas que as da zona da sillimanita + K feldspato: 
Associação granada-cordierita-K feldspato é 
típica de migmatitos pelíticos de alto grau (essa 
associação indica fácies granulito): 
Kinzigitos 
Fácies Granulito 
Grade petrogenética de alta temperatura no sistema Na2O-K2O-FeO-MgO-Al2O3-SiO2-H2O (NKFMASH) mostrando 
reações de reações de fusão e desidratação. V = vapor rico em H2O. Spear et al. (1999). 
Metapelitos: Metamorfismo de alto grau 
Grade petrogenética de alta temperatura no sistema Na2O-K2O-FeO-MgO-Al2O3-SiO2-H2O (NKFMASH)mostrando 
reações de reações de fusão e desidratação. V = vapor rico em H2O. Spear et al. (1999). 
Metapelitos: Metamorfismo de alto grau 
Fácies
GranulitoFácies
Anfibolito
Transição
XV-A
Eclogito
Fácies Granulito: zona de ultra-alto grau 
Em pressões muito elevadas o Ortopiroxênio se forma em equilíbrio com 
sillimanita através da reação: 
cordierita + granada → sillimanita + ortopiroxênio 
Paragêneses : sillimanita + ortopiroxênio + cordierita ou 
 sillimanita + ortopiroxênio + granada 
Metapelitos: Metamorfismo de alto grau 
http://www.earth.ox.ac.uk/~davewa/research/gallery/granulite-gallery.html 
Ortopiroxênio intercrescido com 
cordierita 
Cdr 
Opx 
Grade petrogenética de alta temperatura no sistema Na2O-K2O-FeO-MgO-Al2O3-SiO2-H2O (NKFMASH) mostrando 
reações de reações de fusão e desidratação. V = vapor rico em H2O. Spear et al. (1999). 
Em temp ainda mais altas que as necessárias para formação de opx ocorre a 
reação: 
sillimanita + ortopiroxênio → safirina + quartzo 
Paragêneses : safirina + quartzo + ortopiroxênio 
 safirina + quartzo + sillimanita 
Metapelitos: Metamorfismo de alto grau 
Fácies Granulito: zona de ultra-alto grau 
http://www.earth.ox.ac.uk/~davewa/research/gallery/granulite-gallery.html 
Safirina (Mg,Al)8(Al,Si)6O20 
http://images.google.com/imgres?imgurl=http://jaeger.earthsci.unimelb.edu.au/Images/Mineralogical/Textures/reactionTextures/corona.jpg&imgrefurl=http://jaeger.earthsci.unimelb.edu.au
/Images/Mineralogical/html/Im58.html&h=480&w=640&sz=155&hl=en&start=6&tbnid=7qFtWCM2WFT7mM:&tbnh=103&tbnw=137&prev=/images%3Fq%3Dcorona%2Btexture%26svnum%3D
10%26hl%3Den%26lr%3D%26rls%3DWZPA,WZPA:2005-34,WZPA:en%26sa%3DG 
sillimanita + ortopiroxênio → safirina + quartzo 
Metapelitos: Metamorfismo de alto grau 
Corona de opx e sill separando 
safirina do quartzo (Enderby Land, 
Antarctica). 
 
Corona formou-se devido a 
resfriamento a alta P (8-10 
kbars). 
 
References : Sandiford, M., 1985, The metamorphic 
evolution of granulites from Fyfe Hills, implications for 
Archaean crustal thickness in Enderby Land, Antarctica. 
Journal of Metamorphic Geology, 3, 155-178. 
Texturas coroníticas são comuns em granulitos 
Safirina 
Quartzo Opx 
Sill 
Fácies Granulito: zona de ultra-alto grau 
 
 + H2O 
Zona da sillimanita + feldspato potássico e Zona dos migmatitos 
 
 muscovita + quartzo + H2O  sillimanita + líquido (fusão) 
 muscovita + biotita + quartzo + H2O  sillimanita + líquido 
 muscovita + quartzo  sillimanita + feldspato potássico + líquido 
 biotita + sillimanita + quartzo  feldspato potássico + cordierita + líquido 
 biotita + sillimanita + quartzo  feldspato potássico + granada + líquido 
 
Zona do hiperstênio (Opx) 
 biotita + quartzo  opx + feldspato potássico + H2O 
 biotita + quartzo  opx + feldspato potássico + granada + H2O 
 2 granada + 3 quartzo  cordierita + 4 opx 
 granada + cordierita  sillimanita + ferrosilita + quartzo 
 cordierita  sillimanita + opx+ quartzo 
 granada + quartzo  sillimanita + opx 
Fácies anfibolito superior e granulito 
Algumas reações: 
FÁ
C
IE
S 
A
N
FI
B
O
LI
TO
 
FÁ
C
IE
S 
G
R
A
N
U
LI
TO
 
 
Metapelitos: Metamorfismo de alto grau 
Granulito 
Granulito 
A Fácies Granulito foi originalmente definida por Eskola (1939) ao referir-se a rochas 
geradas em temperaturas muito altas, onde haveria a desidratação do anfibólio, 
produzindo ortopiroxênio em rochas de composição básica. 
 
As altas temperaturas exigidas para formação dos granulitos restrigem suas ocorrências a 
regiões crustais onde gradiente geotérmico excede os valores normais (base da crosta). 
 
Atualmente o termo GRANULITO refere-se a rochas metamórficas com 
ORTOPIROXÊNIO, com textura granoblástica equigranular, SEM MUSCOVITA, e com 
feldspato geralmente esverdeado 
 
*Todos os granulitos estão na Fácies Granulito. 
*Contudo, nem todas as rochas em Fácies Granulito correspondem à 
granulitos 
Atualmente a formação dos granulitos é interpretada como formada em dois 
estágios, quais sejam: 
 
 a) fusão parcial em temperatura relativamente estável, com geração 
de líquidos (melt) até todo consumo da água disponível e extração do líquido 
do local. Formação dos migmatitos 
 b) Formação dos granulitos por continuidade do fluxo térmico, 
possibilitando, após a extração do fundido, que a temperatura alcance, sem 
fusão, temperaturas suficientes para formação do ortopiroxênio. 
 
 Caso a temperatura seja suficientemente alta para ocasionar a fusão 
parcial anidra, haverá formação charnockitos e os demais charnockitóides 
(rochas ígneas). 
 
 Com o avanço das isotermas de alta temperatura para níveis crustais 
um pouco menos profundos, os granitos e migmatitos do primeiro estágio 
podem ser granulitizados. 
Modelo Genético: formação dos granulitos e migmatitos 
Esquema do 
modelo 
genéticos de 
formação dos 
granulitos em 
dois estágios 
FÁ
C
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S 
A
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FI
B
O
LI
TO
 
FÁ
C
IE
S 
G
R
A
N
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LI
TO
 
 
Modelo Genético: formação dos granulitos 
Metamorfismo de rochas básicas 
Rochas básicas: intrusivas, extrusivas, sedimentares (vulcanoclásticas, margas, etc) 
 
Mineralogia do protólito: 
Piroxênio (cálcico e sub-cálcico) 
+ Plagioclásio (bytownita-andesina) 
+ Óxidos de Fe-Ti (magnetita, ilmenita) 
 
+ Olivina 
+ Quartzo 
+ Vidro vulcânico 
 
Pode conter pequenas quantidades de: 
Feldspato alcalino 
Biotita 
Fases hidratadas e/ou de alteração tardi-magmática e hidrotermal (clorita, 
serpentina, montmorillonita, celadonita, epidoto, carbonatos, etc) 
 
Principais Componentes químicos: SiO2-Al2O3-MgO-FeO-CaO-Na2O-H2O 
Metamorfismo de rochas básicas 
– Associações minerais metamórficas na maioria das fácies 
refletem hidratação de minerais máficos; 
 
– Se não há água no sistema, rochas ígneas máficas podem 
permanecer relativamente preservadas em terrenos 
metamorfisados, mesmo que outras rochas associadas tenham 
sido completamente re-equilibrados; 
 
– Rochas intrusivas faneríticas grossas (por exemplo, gabro) são 
pouco permeáveis e portanto mais resistentes às mudanças 
metamórficas; 
 
– Tufos e outras rochas vulcanoclásticas finas são mais 
susceptíveis ao metamorfismo; 
Metamorfismo de rochas básicas 
Importantes minerais metamórficos 
de rochas metabásicas: 
 
Anfibólio e Plagioclásio 
 
apresentam grande variação 
composicional dependendo do grau 
metamórfico 
•Actinolita ocorre na 
Fácies Prehnita-Pumpellyta 
superior e Fácies Xisto 
Verde; 
 
• Hornblenda ocorre na 
Fácies Anfibolito; 
 
 
• Glaucofânio ocorre em 
altas pressões (Fácies Xisto 
Azul); 
Hornblenda 
Actinolita 
Glaucofânio 
Metamorfismo de rochas básicas 
A
u
m
en
to
 d
o
 g
ra
u
 m
et
am
ó
rf
ic
o
 
Mudanças na composição do Anfibólio com o 
aumento do grau metamórfico: 
Mudanças na composição do Plagioclásio com o 
aumento do grau metamórfico: 
Metamorfismo de rochas básicas 
• Plagioclásio rico em Ca (ígneo) torna-se progressivamente mais instável 
com a diminuição de temperatura. 
 
• Albita ocorre estável em baixas temperaturas (Fácies Xisto Verde) 
 (excesso de Ca e Al → calcita, epidoto ou anfibólio) 
 
• Oligoclásio torna-se estável na transição 
da Fácies Xisto Verde para Fácies 
Anfibolito 
 
• Plagioclásio mais cálcico (andesina, 
labradorita) é estável nas Fácies 
Anfibolito e Granulito; 
• Quebra do clinopiroxênio da rocha 
ígnea original: origina vários minerais 
máficos, dependendo do grau 
metamórfico; 
 
•Esses minerais incluem clorita, 
actinolita, hornblenda, epidoto, 
piroxênio metamórfico, etc. 
 
•Esses minerais máficos comumente são 
diagnósticos do grau metamórfico e da 
facies 
Metamorfismo de rochas básicas 
Fácies Xisto Verde 
Fácies Epidoto 
Anfibolito 
ou Anfibolito 
Inferior 
Fácies 
Anfibolito 
Exemplos: 
 
Clorita: só ocorre estável na Fácies Xisto 
Verde; Desaparece na transição para 
Fácies Anfibolito Inferior 
 
Epidoto:só ocorre estável nas Fácies 
Xisto Verde e Anfibolito Inferior (ou 
Epidoto Anfibolito); Desaparece na 
transição para Fácies Anfibolito 
Mudanças minerais típicas em metabasitos durante o metamorfismo progressivo em pressões 
intermediárias. Winter (2001) An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology. Prentice Hall. 
Diagramas ACF e Paragêneses de Rochas Metabásicas 
Paragêneses mais comuns para rochas máficas nas diferentes Fácies 
Heulandita 
Laumontita 
Clorita + 
Zeólita + 
Calcita 
 
+ quartzo 
+ analcina ou albita 
Clorita + 
Pumpellyta + 
Actinolita 
 
+ quartzo 
+ albita 
Clorita+ 
Actinolita+ 
Epidoto 
 
+ quartzo 
+ albita 
Diagramas ACF e Paragêneses de Rochas Metabásicas 
Plagioclásio + 
Hornblenda 
 
+ quartzo 
Ortopiroxênio 
(Hiperstênio) + 
Clinopiroxênio + 
(Diopsídio) 
Plagioclásio 
 
+ quartzo 
Piropo (Grt) + 
Onfacita (Cpx) 
 
+ quartzo 
Paragêneses mais comuns para rochas máficas nas diferentes Fácies 
Rochas Metabásicas: Fácies Anfibolito 
Plagioclásio + Hornblenda 
+ quartzo 
•+ Titanita, magnatita, ilmenita, 
granada, diopsídio, epidoto (somente 
na fácies anfibolito inferior), biotita 
 
•Granada se forma em rochas mais 
ricas em Al e Fe e mais pobres em Ca; 
 
•Clinopiroxênio (diopsídio) pode 
ocorrer em rochas ricas em Ca e 
pobres em Al; 
Seu aparecimento é mais comum na 
Fácies Anfibolito Superior (Transição 
para Fácies Granulito) 
 
•Até 30% de plagioclásio 
 
•Composição do plagioclásio: 
andesina-labradorita 
Grade petrogenética simplificada para rochas máficas no sistema CaO-MgO-Al2O3-SiO2-H2O-
(Na2O) (“C(N)MASH”). Winter (2001) An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology. Prentice 
Hall. 
Winter (2001) An Introduction to Igneous and Metamorphic 
Petrology. Prentice Hall. 
Rochas Metabásicas: Fácies Granulito 
•Ortopiroxênio (Hipertênio) + 
clinopiroxênio (Diopsídio) + 
plagioclásio + quartzo 
Granada, hornblenda 
subordinada, biotita, ilmenita, 
podem estar presentes 
A Fácies Granulito é caracterizada pela presença de associações minerais anidras; 
Transição F. Anfibolito p/ F. Granulito: 
 
Hbl (Tsch) = Plg (An) + Cpx + Opx +H2O 
Hbl (Eden) + Qtz = Plg (Ab) + Cpx + Opx + H2O 
 
Tsch: hornblenda tschermakítica 
Eden: hornblenda edenítica 
Granulito de Baixa pressão - ortopiroxênio, clinopiroxênio, 
plagioclásio (+ olivina em composições mais básicas/ferro-magnesianas). 
 
 
Granulito de Pressão intermediária - granada, clinopiroxênio, 
ortopiroxênio, plagioclásio + hornblenda (pargasita, saturada em Al, 
Na e Ti). 
 
 
Transição p/ granulitos de alta pressão: 
Reação: ortopiroxênio + plagioclásio → granada + clinopiroxênio + quartzo 
 
 
Granulito de Alta pressão - granada, clinopiroxênio, quartzo + 
ortopiroxênio ou plagioclásio 
Rochas Metabásicas: Fácies Granulito 
Ortopiroxênio + clinopiroxênio + plagioclásio + quartzo 
www.geol.ucsb.edu/lectures/part3.html 
Rochas Metabásicas: Granulito de baixa pressão 
Relembrando conceitos de Petro Ígnea.... 
1. Nas porções cumuláticas das intrusões ígneas 
acamadadas e dos ofiolitos; 
 
 
2. Como xenólitos (ou porções) do manto peridotítico 
transportados para a superfície por processos 
vulcânicos ou tectônicos 
 
 
3. Como lavas de composição ultrabásicas 
extravasada na superfície (ex: komatiitos) 
Plutônicas 
Vulcânica 
Onde encontramos as rochas ultramáficas na superfície da Terra? 
Metamorfismo de rochas ultramáficas 
Metamorfismo de rochas ultramáficas 
Mineralogia comum das rochas rochas ultramáficas 
 
• Olivina (Mg, Fe)2SiO4 
 
• Ortopiroxênio (Mg,Fe2+)2Si2O6 
 
• Clinopiroxênios: augita (Ca,Mg,Fe2+,Al)2(Si,Al)2O6 e 
pigeonita (Mg, Fe2+,Ca)(Mg,Fe2+)Si2O6 
 
• Cromita Fe2+Cr2O4 
 
• Plagioclásio (Na,Ca)(Si,Al)AlSi2O8 
 
• Biotita/flogopita K2(Mg,Fe
2+)6-4(Fe
3+,Al,Ti)0-2[Si6-5,Al2-
3,O20](OH,F)4 em menor proporção 
Metamorfismo de rochas ultramáficas 
a) O sistema fechado: não há troca alguma de componentes entre a 
porção de rocha considerada (o sistema idealizado) e o seu exterior – 
esta situação ocorre no interior maciço, não deformado, que 
supostamente não sofreu percolação de fluidos; 
 
b) Sistema parcialmente aberto: é quando ocorre apenas troca da 
fase fluida com o exterior, sem que haja modificação na concentração 
relativa dos demais componentes (MgO, FeO, SiO2, Al2O3, etc). 
Exemplo: hidratação de um peridotito; 
 
c) Sistema aberto (metassomatismo): mobilidade dos demais 
componentes, havendo trocas com o exterior do sistema através de 
componentes químicos dissolvidos na fase fluida; 
Extremamente importante para o 
metamorfismo de rochas ultramáficas 
Serpentinização e talcificação 
 
Não é possível formar rochas constituídas integralmente por talco ou 
por serpentina a partir de protólitos ultramáficos ígneos no 
metamorfismo acompanhado apenas de hidratação. 
Ex: serpentinização da olivina com perda de Mg e Si e ganho de H2O 
 
5Mg2SiO4 + 4H2O + 6H + = 2Mg3Si2O5(OH)4 + 4Mg
2+ + Si4+ + 6OH 
olivina serpentina 
Metamorfismo de rochas ultramáficas: Metassomatismo 
Serpentinas: antigorita (Atg), crisotila (Ctl), lizardita - Mg3[Si2O5](OH)4 
Talco (Tlc) – Mg3[Si2O10](OH)2 
Brucita – Mg(OH)2 
Olivina: forsterita (Fo) – Mg2SiO4 
Antofilita (Ath) (anfibólio) – Mg7Si8O22(OH)2 
Enstatita (En) – Mg2Si2O6 
Diopsídio (Di) – CaMgSi2O6 
Tremolita (Tr) – Ca2Mg5Si8O22(OH)2 
Clorita (Chl) – (Mg,Fe2+,Fe3+,Mn,Al)6[(Si,Al)4 O10](OH)8 
Espinélio (Spl) – MgAl2O4 
Hornblenda – NaCa2Mg4Al[Al2Si6]O22(OH)2 
 
Minerais metamórficos em rochas metaultramáficas 
Rochas metaultramáficas: sistemas químicos 
MSH (MgO–SiO2–H2O) – sistema ultrabásico/ magnesiano 
fundamental, para composições duníticas/harzburgíticas 
 
CMSH (CaO–MgO–SiO2–H2O) – para composições 
lherzolíticas simples. 
 
CMASH (CaO–MgO–Al2O3–SiO2–H2O) para composições 
lherzolíticas e para komatiítos, sistema simplificado. 
 
NCMASH (Na2O–CaO–MgO–Al2O3–SiO2–H2O) – representa 
de maneira mais realística composições komatiíticas e de 
peridotitos (lherzolitos) com plagioclásio. 
Metamorfismo de rochas ultramáficas 
Diagrama CMSH: CaO–MgO–SiO2–H2O 
Metamorfismo de rochas ultramáficas: Fácies Xisto Verde 
Associações minerais: 
Brucita 
Antigorita (serpentina) 
Forsterita 
Clorita 
Fácies Xisto 
Verde (< 500°C) 
Fácies 
Anfibolito 
(500-700°C) 
Fácies Granulito 
(>700°C) 
Fácies 
Xisto Verde 
Paragêneses minerais: 
Brucita + antigorita 
Forsterita + Brucita 
Forsterita + Antigorita 
Transição para 
Fácies Anfibolito: 
Quebra da 
antigorita 
Metamorfismo de rochas ultramáficas: Fácies Anfibolito 
Associações minerais: 
Talco 
Forsterita 
Antofilita (anfibólio) 
Tremolita 
 
Enstatita 
Fácies Xisto 
Verde (< 500°C) 
Fácies 
Anfibolito 
(500-700°C) 
Fácies Granulito 
(>700°C) 
Fácies 
Anfibolito 
Ausência de 
Antigorita e clorita 
Transição para 
Fácies Granulito: 
Quebra do Talco 
Metamorfismo de rochas ultramáficas: Fácies Granulito 
Associações minerais: 
Enstatita 
Forsterita 
Espinélio 
Diopsídio 
Fácies Xisto 
Verde (< 500°C) 
Fácies 
Anfibolito 
(500-700°C) 
Fácies Granulito 
(>700°C) 
Fácies 
Granulito 
Ausência de 
Talco 
Quebra da 
Antofilita 
Quebra da 
Tremolita 
Metamorfismo de rochas ultramáficas: Resumo 
Fácies Xisto Verde 
Fácies Anfibolito 
Fácies Granulito 
Serpentina (antigorita) 
Quebra da Antigorita 
(transição F. XV para F. Anf.) 
Quebra do Talco (~750°C) 
(transição F. Anf. Para F. Granul.) 
A
u
m
en
to
 d
o
 g
ra
u
 m
et
am
ó
rf
ic
o
 
Quebra da Antofilita (~800°C) 
*Forsterita 
*Forsterita 
*Forsterita 
Talco 
Enstatita 
Clorita 
Enstatita 
Diopsídio 
Tremolita 
Quebra da Tremolita (~900°C) 
Antofilita 
Metamorfismo de rochas ultramáficas 
Diagrama CMSH: CaO–MgO–SiO2–H2O 
Grade petrogenética para rochas ultramáficas saturadas em água no sistema CaO-MgO-SiO2-H2O. Spear 
(1993) Metamorphic Phase Equilibria and Pressure-Temperature-TimePaths. Mineral. Soc. Amer. Monograph 1. 
Metaultramáficas 
Calcita 
Rochas Metacarbonáticas 
•Protólitos: rochas constituídas por 
carbonatos (calcita e dolomita) com 
quantidades variáveis de material 
detrítico (quartzo, argilo-minerais, etc); 
 
Existe uma transição completa entre 
rochas carbonáticas e pelitos; 
 
•Rochas carbonáticas são típicas de 
ambiente plataformal em margens 
continentais passivas; 
 
•Rochas carbonáticas podem ser 
metamorfisadas quando as margens 
passivas tornam-se parte de faixas de 
dobramentos; 
• Mármore: rocha constituída 
principalmente por carbonatos; 
 
• Rochas cálcio-silicáticas: carbonatos 
são subordinados na rocha 
metamórfica, embora presentes no 
protólito em associação com fases 
detríticas. Apresentam tipicamente 
minerais silicáticos de Ca-Mg-Fe-Al, 
tais como diopsídio, grossulária, Ca-
anfibólios, vesuvianita, epidoto, 
wollastonita, etc. 
 
• Skarn: rochas cálcio-silicáticas 
formadas por metassomatismo 
entre carbonatos e rochas ricas em 
sílica ou fluidos. 
 
 Ex: Contato entre rochas 
 carbonáticas e intrusões, tais 
 como granito 
Rochas Metacarbonáticas 
Sistema CaO-MgO-SiO2 -CO2 -H2O, projetado a partir do CO2 e H2O. 
Winter (2001) An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology. Prentice Hall. 
Dolomitos 
Cálcários 
Rochas 
carbonáticas 
Rochas 
ultramáficas 
Rochas Metacarbonáticas 
400 oC 
450 oC 
3Mag + 4Qz + H2O = Tc + 3CO2 
3Dol + 4Qz + H2O = Tc + 3Cal + 3CO2 
Mármore com talco 
Talco 
Dolomita 
Talco 
Talco 
500 °C 
510 oC 
5Tc + 6Cc + 4Qz = 3Tr+ + 2H2O+ 6CO2 
3Cc + 2Tc = Tr+ dol + H2O +CO2 
Tremolita 
Tremolita 
Talco tremolita xisto 
http://www.geolab.unc.edu/Petunia/Ig
MetAtlas/meta-micro 
Talco 
Tremolita 
520 oC 525 oC 
530 oC 540 oC 
D
IO
P
S
ÍD
IO
 
Tr + 3Cal + Qz = 5Di + 3CO2 + H2O 
 
Tc + 5Mag = 4Fo + 5CO2 + H2O 
F
O
R
S
T
E
R
IT
A
 
13Tc + 10Dol = 12Fo + 5Tr + 20CO2 + 8H2O 
F
O
R
S
T
E
R
IT
A
 
Tr + 11Dol = 8Fo + 13Cal + 9CO2 + H2O 
F
O
R
S
T
E
R
IT
A
 
Dolomita 
Forsterita 
Forsterita 
525 oC Talco + 
Dolomita 
Forsterite mármore 
Forsterita 
600 oC 
640 oC 780 oC 
3Tr + 5 Cal = 
11Di + 2Fo + 5CO2 + 3H2O 
Cal + Qz = Wo + CO2 
W
O
L
L
A
S
T
O
N
IT
A
 
Dol = Cal + Per + CO2 Q
u
e
b
ra
 d
a
 d
o
lo
m
it
a
 
Dipsídio + Forsterita 
Diagrama T-XCO2 a P = 0.1 GPa calculado com programa TWQ de Berman (1988, 1990, 1991). Winter (2001) An Introduction to Igneous and 
Metamorphic Petrology. Prentice Hall. 
Rochas Metacarbonáticas 
Rochas Metacarbonáticas 
Sequência típica de cristalização de minerais índice em rochas metacarbonáticas: 
Fácies 
 
Xisto Verde Anfibolito Granulito 
Talco 
↓ 
Tremolita 
↓ 
Diopsídio 
↓ 
Forsterita 
↓ 
Di + Fo 
↓ 
Wollastonita 
Dolomita 
Quebra 
(~780°C)