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Petrologia Metamórfica Definição O conjunto de fenômenos geológicos que produzem transformações físico- químicas e rearranjos texturais e estruturais nas rochas sedimentares, ígneas, ou até mesmo metamórficas, são denominados de processos metamórficos. Estes processos são provocados principalmente por mudanças significativas na temperatura e na pressão nas quais as rochas originais (protolitos) foram geradas, e em deformação, que causam a recristalização dos minerais em estado sólido e o estabelecimento de novas texturas e estruturas. Assim, uma rocha sedimentar silto-argilosa, que tem seus minerais estáveis nas condições físico-químicas da superfície da crosta, ou próximas delas, que correspondem a temperaturas e pressões baixas e deformações inexistentes ou muito fracas, ao ser colocada em um ambiente de crustal mais profundo, será gradativamente aquecida e submetida a pressões mais elevadas e, dependendo do tipo do evento metamórfico, sofrerá deformações. Nestas condições não mais serão estáveis os argilo-minerais, que serão recristalizados em minerais estáveis nas novas condições, como as micas, e os minerais preexistentes e os neoformados poderão ser orientados preferencialmente segundo as foliações metamórficas, resultando em novas texturas e estruturas, muitas delas características dos processos metamórficos que as geram, resultando nas rochas metamórficas. O metamorfismo pode ser considerado, em geral, como isoquímico, exceto para as fases fluidas, ou seja, não devem ocorrer mudanças significativas na composição química do metamorfito em relação ao protolito. Quando há mudanças sensíveis na na composição do produto metamórfico, com introdução ou remoção de compostos químicos distintos da água e de outros fluidos, o processo é chamado de metassomático. Limites Físicos do Metamorfismo A passagem da diagênese para rochas incipientemente metamorfizadas ocorre de modo gradual e somente pode ser identificada com base em estudos microscópicos, de difração de raios X, de reflectância da matéria carbonosa, de microscopia eletrônica (SEM, HRTEM E AEM) e de microssonda eletrônica. Os produtos do início do metamorfismo, entretanto, são diferentes para cada tipo de rocha e ocorrem em temperaturas variando entre 150 e 300 oC. Em algumas rochas, como em arenitos e calcáreos muito puros, usualmente não são observadas mudanças texturais ou mineralógicas indicativas do início do metamorfismo, enquanto intercalações de evaporitos, argilitos, arcóseos, hialoclastitos, tufos e vulcânicas nas mesmas rochas encontrem metamorfizadas. Consequentemente, em rochas metamorfizadas em grau muito baixo, comumente há intercalações de rochas não metamórficas. O limite entre a diagênese e o metamorfismo é estabelecido pelo quase total desaparecimento dos argilo-minerais, entre 150 e 300 oC, que são transformados em micas, e da matéria orgânica, que é destilada, resultando em material carbonoso ou grafita, em temperaturas, respectivamente, mais baixas e mais altas. Figura: Limites físicos do metamorfismo, onde (L) identifica o campo da diagênese, (G1) a fusão mínima granítica hidratada, (G2) a fusão mínima granítica anidra, (B1) a fusão de rochas básicas hidratadas, (B2) a fusão de rochas básicas anidras, (OT1) o início da fusão de olivina tholeiito hidratado, (OT2) a fusão total de olivina tholeiito, (P), o início da fusão de metapelitos, (C) o campo de formação de rochas com coesita, (D) o início de formação de microdiamantes e (EMC) a espessura máxima da crosta. Em rochas hidratadas o aumento da temperatura poderá provocar a fusão total da rocha metamórfica, definindo o limite superior do metamorfismo, que pode variar de pouco mais de 650 a mais de 1100 oC. Entretanto, usualmente as rochas se fundem incongruentemente, fazendo com que haja um estágio intermediário entre as rochas metamórficas e ígneas, representadas pelos migmatitos, que são incluidos no conjunto das rochas metamórficas. MIGMA: Sederholm (1907) introduziu na litosfera esse prefixo grego que significa mistura. No caso, mistura de processos magmáticos (estado líquido) e metamórficos (estado sólido). Um migmatito é uma rocha composta por duas ou mais porções petrográficas diferentes. Uma é a rocha hospedeira (mãe) num estágio mais ou menos metamórfico, e a outra apresenta caráter granítico, por exemplo. É formado por fusão parcial, isto é, anatexia. É gerado em áreas de graus metamórficos altos a médios. É uma rocha metamórfica silicatada, heterogênea em escala de mão e de afloramento, composta de complexos arranjos de porções claras e escuras, em que as partes escuras têm características metamórficas e as claras têm aspecto ígneo. Os migmatitos são constituídos por: ● Leucossoma: porção clara, que comumente representa a porção que foi fundida (o metatecto; quartzo-feldspático); ● Melanossoma: porção mais escura; restito da fusão (resíduo da rocha original rico em minerais ferromagnesianos, como a biotita); ● Mesossoma: porção de cor intermediária entre o leucossoma e o melanossoma. É o paleossoma migmatizado, tratando-se de um restito após a segregação de massa fundida; ● Paleossoma: rocha protolito não migmatizada (gnaisse, mica, xistos, etc). Obs: As porções neoformadas do migmatito (metatectos e restitos) são o neossoma (melanossoma + leucossoma). Restitos são remanescentes de uma rocha metamórfica, da qual uma quantidade considerável de componentes mais móveis foi extraída (comumente por fusão parcial). Em geral, o melanossoma é o restito e o leucossoma é o metatecto. Quanto ao grau de fusão: ● Metatexito: o volume de fusão parcial é baixo; ● Diatexito: o volume de fusão é alto, e a fusão tem distribuição homogênea. Tipos de Migmatito quanto à estrutura (nomenclatura de Sawyer, 2008) Metatexitos Transição Diatexitos Bolsões Dobradas Schollen Nebulíticos Em veios Schlieren Em rede Dilatação Estromáticas ● Estrutura em bolsões: são bolsões de neossoma in situ não foliada. Possuem forma arredondada ou oval. Corpos tabulares podem ocorrer se a fusão é confinada em finas camadas ou certos planos. ● Estrutura nebulítica: grandes bolsões de neossoma que apresentam bordas difusas. ● Estrutura de dilatação: o leucossoma ocorre em sítios estruturais dilatantes em camadas mais competentes do migmatito (espaços entre boudins, sombra de pressão ou em fraturas). ● Estrutura em rede: o leucossoma ocorre em dois ou mais conjuntos sistemáticos que ao se interceptarem formam um padrão em rede. O padrão em rede descreve a forma de um losango ou blocos poligonais de rocha mais escura. ● Estrutura estromática: apresenta numerosas bandas finas e lateralmente persistentes de leucossoma. Essas bandas são orientadas paralelamente ao principal plano de anisotropia do paleossoma (associadas a baixa deformação ou devido a transposição). ● Estrutura Schollen: comum também na transição de metatexitos para diatexitos. É caracterizada por remanescentes de paleossoma na forma de raft (enclaves), litologias resistentes ou melanossomas. ● Estrutura Schlieren: estruturas bem desenvolvidas induzidas por fluxo, que é indicada por trilha de minerais placóides ou elongados (ex.: biotita, sillimanita, plagioclásio, ortopiroxênio, anfibólio). A passagem da estrutura schollen para a schlieren é atingida pelo aumento da fração fundida ou pela razão neossoma/paleossoma. ● Estrutura dobrada: geralmente apresenta morfologias que são controladas por relativa diferença na competência entre camadas no paleossoma. ● Estrutura em veios: contém uma ou mais gerações de veios leucocráticos discordantes. Composição: granítica, granodiorítica, ou tonalítica. Fatores que Controlamo Metamorfismo O metamorfismo é causado por agentes externos à rocha, quais sejam: temperatura, pressão litostática, pressão dirigida, composição dos fluidos intersticiais, tempo de atuação dos processos, taxa das reações metamórficas e taxa de nucleação dos minerais. Também fundamental a composição química total da rocha, pois protolitos de composições diferenciadas, mesmo que levemente, quando submetidos a idênticas condições de P−T, podem resultar em diferentes tipos de metamorfitos. ● Temperatura: A temperatura é o principal agente da transformação metamórfica, bem evidenciado pelo surgimento sequenciado das isógradas, que correspondem a superfícies internas à crosta, que ocorrem grosseiramente com linhas na superfície, onde a temperatura da rocha é aproximadamente a mesma, resultando em um metamorfismo em uma determinada intensidade, ou seja, do mesmo grau. O suprimento de calor nos processos metamórficos é devido ao aumento gradativo da temperatura com a profundidade, ou seja, ao grau geotérmico, que varia de < 6 a 60 oC/km, com média ao redor de 30 oC/km. Em zonas de subducção o grau geotérmico varia de 5 a cerca de 20 oC/km, em rifts continentais de 20 a 40 oC/km e em arcos magmáticos de 40 a 60 oC. Nos crátons o grau geotérmico varia de pouco menos de 10 a cerca de 15 oC/km e em zonas de expansão de assoalho oceânico em ofiolitos, especialmente nos complexos de diques, o grau geotérmico pode superar 180 oC/km. O aquecimento que transforma as rochas é basicamente controlado pela perda de energia do manto, em taxas que dependem do tipo da crosta, dos desequilíbrios térmicos no manto, com a formação de plumas, e dos litotipos da crosta que conduz o calor. Deve-se também à presença de corpos ígneos resfriando-se nas proximidades das rochas que estão sendo metamorfizadas, ao decaimento radioativo de elementos químicos e à penetração de fluidos hidrotermais, derivados da desidratação metamórfica de minerais, de fontes ígneas ou de águas conatas aquecidas. Obs.: Com a exumação das rochas metamórficas há redução gradativa da temperatura, com conseqüentes reequilíbrios metamórficos, em processo denominado retrometamorfismo. ● Pressão: ○ Pressão litostática: A pressão litostática é análoga à pressão hidrostática, ou seja, atua com a mesma intensidade em todas as direções. O aumento da pressão litostática é produzido pela carga das rochas superpostas, causada pelo acúmulo de sedimentos e rochas vulcânicas em bacias sedimentares ou pela superposição de fatias tectônicas por cavalgamento ou dobramentos recumbentes, em zonas de encurtamento crustal. Com o aumento da pressão litostática há um aumento gradativo da densidade das rochas pela redução dos espaços intersticiais ou pela transformação dos minerais menos densos em outros mais densos. Na ausência ou na insaturação de fluido nos poros a carga é transmitida pelo contato entre os grãos da rocha. ○ Pressão dirigida: diferencia-se da pressão litostática por ser vetorial, ou seja, não age com a mesma intensidade em todas as direções. Por ser de intensidade relativamente bem menor que a anterior, não é significativa para transformação de fases minerais, mas é muito importante, por produzir texturas e estruturas metamórficas, como as foliações (dadas pelo arranjo aproximadamente isorientado dos minerais), pelo dobramento de superfícies (como o acamamento ou outras foliações metamórficas), pela rotação de porfiroblastos (cristais relativamente maiores que a matriz), cataclase dos minerais (quebra e moagem), etc. O conjunto das texturas e sua cronologia relativa são imprescindíveis ao estudo da evolução do metamorfismo em suas fases progressivas ou retrógradas. Devido à distorção e quebra dos retículos cristalinos, a pressão dirigida favorece muito as reações metamórficas e o reequilíbrio dos minerais nas novas condições, que, na falta da deformação, podem permanecer meta-estáveis, devido à lenta cinética química da maioria dos minerais. ○ Pressão de fluidos: Normalmente os interstícios entre os minerais das rochas são saturados em fluidos, que acabam submetidos uma pressão igual à pressão litostática. Uma vez que os fluidos podem migrar pelos poros, fissuras, fraturas e foliações, eles podem ser acrescentados ou removidos da rocha. ● Fluido: Os fluidos são herdados do próprio protólito ou originados da desestabilização de minerais (silicatos hidratados, carbonatos e sulfetos). A presença de fluidos nas rochas durante o metamorfismo pode ser evidenciado pela presença de minerais hidratados (micas e anfibólio) e/ou carbonatos, e pela inclusão de líquidos e/ou gases em minerais metamórficos. ● Composição química da rocha: a variação composicional de alguns elementos químicos dentro de certos limites podem ser fortemente condicionadas do surgimento ou não de determinados minerais metamórficos em rochas situadas em idênticas condições de P-T. Em metapelitos, por exemplo, poderá ou não ser cristalizada biotita, cordierita, cloritóide e cianita, em função da fração molar de FeO e MgO (XFeMg) e da proporção de Al2O3 no sistema químico. ● Tempo: Um ciclo metamórfico regional dura entre 10 a 50 milhões de anos, onde o metamorfismo avança cerca de 1 cm a cada 8 anos. O desencadeamento dos processos metamórficos em cinturões orogenéticos causa um distúrbio nas isotermas, cuja recomposição leva um tempo variável em função de diversos processos geológicos. A estes processos associam-se deformações que antecedem, são concomitantes ou posteriores à recomposição das isotermas, o que faz com que as texturas e estruturas das rochas metamórficas registrem sequencialmente eventos de aquecimento e resfriamento e de deformação ou não, o que permite o estabelecimento de uma cronologia relativa de eventos. Como esta cronologia pode ser correlacionável com o aumento e redução da pressão (P) e da temperatura (T), com as foliações metamórficas (d) seqüenciadas e pelas substituições e consumo dos minerais, pode-se estabelecer uma cronologia relativa ou absoluta (t), permitindo a elaboração das trajetórias metamórficas. Estruturas Metamórficas As estruturas das rochas metamórficas são feições geométricas dadas pelo arranjo de minerais ou planos de descontinuidade física gerados pelos processos metamórficos, observáveis em amostra de mão ou em escala de afloramentos. Também são definidas por estruturas ígneas, sedimentares ou metamórficas que, apesar da recristalização metamórfica, podem ainda ser reconhecidas. Este aspecto é mais notável em rochas de grau metamórfico mais baixo. Neste caso, adota-se para a identificação das estruturas o mesmo nome da estrutura original, acrescentando-se o prefixo blasto. Entretanto, na descrição de um litotipo torna-se, por vezes, pouco prática a utilização desta regra e, comumente, pode ser mantida a denominação original, como, por exemplo, “metabasaltos com pillow-lavas” ou metabasaltos com relíquias de pillow-lavas” ao invés de “metabasaltos com blastopillow-lavas”. ● Microestrutura: estrutura em lâmina delgada ou escala menor ● Mesoestrutura: estrutura na escala de amostra de mão ● Megaestrutura: estrutura em afloramento ou em escala maior Há um grande número de estruturas identificáveis em rochas metamórficas, mas as principais delas são: ● Reliquiares: são resquícios identificáveis de estruturas prévias ao evento metamórfico considerado. A preservação depende muito do grau de recristalização e da intensidade da transposição tectônica, sendo dificilmente encontradas em terrenos de alto grau. Na sua nomenclatura, acrescenta-se o prefixo blasto ao nome da estrutura original, quando cabível. Como exemplos podem ser citadas estratificações cruzadas, marcas de ondas ou solas, granodescrescência, laminação plano-paralela, seixos pingados, pillow lavas, brechas vulcânicasou sedimentares, etc. ● Foliações metamórficas: são planos gerados pela pressão dirigida nos quais geralmente cristalizam-se os minerais metamórficos e são identificadas cronologicamente como S1, S2, S3, S…, sendo que a S1 é a primeira foliação metamórfica do evento considerado. A foliação geralmente é dada pela isorientação de minerais placóides, tabulares, prismáticos e aciculares, mas pode também ser definida pelo estiramento e recristalização de qualquer mineral, como o quartzo, os carbonatos e os feldspatos. Obs.: Qualquer feição planar repetitiva ou feições planares penetrativas numa rocha. ○ Clivagem ardosiana: ocorre em rochas formadas em baixas temperaturas, de granulação muito fina, usualmente menores que 0,05 mm (os minerais não são indistinguíveis a olho nú) e constitui-se em planos bem definidos e de espaçamento cerrado. ○ Clivagem disjuntiva: clivagem espaçada que é independente de qualquer orientação mineral preexistente na rocha. ○ Clivagem de crenulação: tipo de clivagem espaçada desenvolvida durante a crenulação de uma foliação preexistente e com orientação paralela ao plano axial da crenulação. ○ Foliação filítica: são típicas para rochas formadas em P−T um pouco maiores que as anteriores e são caracterizadas pela granulação um pouco maior, mas ainda com os minerais indistinguíveis a olho nú. ○ Xistosidade: varia de fina a muito grossa, ocorre em rochas onde os minerais já podem ser identificados macroscopicamente e, gradativamente, os planos vão se tornando menos definidos e mais corrugados, em função da pressão e temperatura mais elevadas e da cristalização de minerais maiores que os demais, como a granada e a estaurolita. Estas rochas são, caracteristicamente micáceas. ■ Xistosidade bem desenvolvida: quando a rocha apresenta forte orientação preferencial (< 1cm); ■ Xistosidade mal desenvolvida: quando a rocha apresenta fraca orientação preferencial (> 1cm). ○ Foliação gnáissica: é típica de rochas quartzo-feldspáticas, formadas principalmente pela reação da muscovita + quartzo, quando de origem pelítica, em P - T muito mais altas (acima de 640 oC). Geralmente as rochas são bandadas, com os planos da foliação geralmente mal definidos, mas mesmo quando as feições planares são nítidas, a partição da rocha é difícil. A foliação é definida pela orientação do quartzo e dos feldspatos e/ou dos anfibólios e biotita presentes. ■ Mecanismos de formação do bandamento gnaissico: ● Segregação mecânica, onde os minerais mais dúcteis migram do flanco da dobra para as zonas de charneira, onde P é menor; ● Diferenciação metamórfica, resultante da migração diferencial dos elementos químicos (em geral, promovida por gradiente de deformação) - dissolução de minerais félsicos pelos fluidos metamórficos com transporte de íons de um local da rocha para outro onde a nucleação e o crescimento de cristais ocorre de forma preferencial; ● Fusão parcial (anatexia), onde nesse caso a rocha é um migmatito. ● Lineações: são definidas pela presença de minerais prismáticos, aproximadamente isorientados, ou pela intersecção de planos de foliações metamórficas com outras estruturas planares, como o acamamento sedimentar, ou mesmo uma foliação metamórfica pré-existente. Também são definidas pela intersecção de foliações ou pelo cisalhamento entre planos com diferentes composições em dobramentos cilíndricos. Obs.: Qualquer feição linear numa rocha que ocorre de forma repetitiva ou penetrativa. ● Maciça: rocha que não apresenta foliação ou bandamento. A falta de foliação indica predominância da recristalização e ausência ou quase de deformação, o que é típico de metamorfismo de contato ou de alto grau. A falta de bandamento deve-se ao protolito. Por exemplo: mármore, quartzito e hornfels. Rochas de falhas São rochas formadas como resultado de deformação em zonas de falha. As rochas de falha constituem dois principais nomes: Cataclasitos e milonitos, distinguindo-se pelo tipo de deformação que causou a redução granulométrica. O cataclasito é formado pela deformação rúptil, enquanto o milonito é formado pela deformação dúctil. Como em amostras de campo e de mão é comumente impossível distinguir uma rocha foliada formada por processo rúptil de uma rocha formada por deformação cristalina ou por processos de deslizamento de borda de grãos ou pela combinação de diferentes mecanismos, classificaremos no campo essas rochas como milonitos. Texturas Metamórficas As texturas são feições principalmente observáveis em lupa ou ao microscópio e são definidas pelo arranjo entre os minerais metamórficos e pelas suas relações de contato e de granulação. O estudo detalhado das texturas minerais fornecessem indicações fundamentais para o estabelecimento da evolução metamórfica, notadamente quando comparadas às estruturas tectônicas, bem como dos processos envolvidos na formação da rocha e de sua origem. As texturas das rochas metamórficas são geradas pela recristalização de minerais e texturas dos protolitos e, sobretudo, pela cristalização e recristalização metamórfica, ou seja, em estado sólido - Blastese! Tamanho dos grãos Tamanho absoluto: ● Fina: < 1mm ● Média: 1 - 5mm ● Grossa: > 5mm Tamanho relativo dos grãos: ● Equigranular: quando o tamanho dos constituintes é relativamente homogêneo. ● Inequigranular: quando há uma variação relativamente grande no tamanho dos constituintes principais. ○ Porfiroclástica: cristal reliquiar grande numa rocha de granulação mais fina, produzido por deformação; ○ Porfiroblástica: cristal grande formado em uma rocha metamórfica, em uma matriz de cristais menores. Forma dos cristais ● Cristal euédrico = idioblástico; ● Cristal subédrico = subdioblástico; ● Cristal anédrico = xenoblástico. Geometria dos agregados de grãos ● Granoblástica: os cristais constituem um mosaico de grãos equidimensionais e geralmente xenoblásticos. É típica de rochas de metamorfismo de contato e de rochas monominerálicas em metamorfismo regional, como os quartzitos e os mármores, e em rochas de alto grau metamórfico. ● Lepidoblástica: é caracterizada pelo arranjo isorientado de minerais placóides, nas foliações, geralmente das micas, como a muscovita, biotita, flogopita, clorita, etc. Também podem apresentar lineação mineral e comumente pode estar dobrada. ● Granolepidoblástica: quando uma rocha exibe uma combinação de texturas granoblástica e lepidoblástica. É comum em gnaisses e xistos mais ricos em quartzo ou feldspato. ● Nematoblástica: é definida pelo arranjo isorientado nas foliações de minerais prismáticos ou fibrosos, especialmente de anfibólios, sillimanita e turmalina. Na superfície da foliação sempre haverá uma lineação mineral associada. ● Decussada: quando cristais inequigranulares prismáticos ou granulares (micas, anfibólios, etc.) tende a uma orientação aleatória (sem orientação preferencial). É mais comum nos metamorfitos de contato ou para minerais pós-tectônicos, resultantes do crescimento na ausência de esforço dirigido. ● Porfiroblástica: textura inequigranular composta de grãos grandes (ou porfiroblastos) que cresceram durante o metamorfismo, dispostos numa matriz fina. ● Porfiroclástica: composta por grãos relícticos grandes (porfiroclastos) numa matriz mais fina produzida porrecristalização dinâmica (milonitização) ou fragmentação (cataclase). Milonito Cataclasito Tipos de Metamorfismo e Ambientes Tectônicos Associados De expressão local ● Metamorfismo de contato: principal representante do metamorfismo termal, distribui-se ao redor de intrusões de rochas ígneas e podem afetar tanto rochas sedimentares e vulcânicas como metamórficas. As rochas metamórficas formam uma auréola que pode ter milhares de metros de espessura, na qual há um gradativo aumento do grau em direção ao corpo ígneo, que nem sempre está aflorante. As dimensões da auréola de contato são em função da: ○ temperatura de intrusão; ○ da capacidade calorífera (que depende da temperatura, massa e calor específico do magma invasor); ○ da diferença de temperatura da intrusão e das rochas encaixantes; ○ da natureza química das rochas encaixantes e a natureza do magma. A solidificação da rocha ígnea pode liberar, em função de sua composição, grande quantidade de fluidos, que podem alterar profundamente a composição química e isotópica da rochas encaixantes, causando metassomatismo. Um subtipo do metamorfismo de contato é chamado de pirometamorfismo, que ocorre nas encaixantes, muito junto à borda da intrusões básicas, ou em xenólitos, em temperaturas muito maiores que aquelas verificadas na rochas ácidas, gerando rochas muito finas, quase vítreas, e apresentam espessuras muito pequenas, por vezes centimétricas. ● Metamorfismo cataclástico: corresponde ao dinâmico, no qual a pressão dirigida é o principal fator envolvido na sua gênese. Sua ocorrência se dá tipicamente em zonas de cisalhamento, onde as rochas são cominuídas (moídas) e, comumente, recristalizadas. As rochas podem ser foliadas ou não, sendo genericamente denominadas, respectivamente, de milonitos e cataclasitos. Os cataclasitos são formados por processos predominantemente rúpteis, em níveis crustais mais altos, com pouca taxa de fricção e em temperaturas mais baixas, resultado da ausência ou de baixas taxas de recristalização e, muitas vezes, na formação de materiais friáveis ou inconsolidados. Em rochas anidras e em temperaturas muito baixas e com pressão dirigida muito alta pode ocorrer fusão localizada dos litotipos, resultando em rochas chamadas de pseudotaquilitos. ● Metamorfismo de impacto: O metamorfismo de impacto é causado pela queda de grandes meteoritos, com diversos registros na história da terra, com geração de crateras de impacto. Neste caso, a pressão torna-se momentaneamente extremamente elevada, gerando estruturas características, como os shatter cones, polimorfos de SiO2, como a coesita e a stishovita, e fases vítreas. ● Metamorfismo hidrotermal: provocado pela circulação de fluidos aquecidos ao longo de fraturas, zonas de cisalhamento e espaços intergranulares da rocha, geralmente oriundos de intrusões de rochas ígneas, que provocam alterações químicas pela remoção ou introdução de elementos químicos nas rochas, causando metassomatismo. Pode também ser de caráter regional, como o metamorfismo oceânico. Obs.: É um importante processo gerador de depósitos minerais. De expressão regional ● Metamorfismo orogênico: associa-se a zonas de colisões de placas litosféricas. Nestas regiões as rochas sedimentares e vulcânicas depositadas nas margens continentais ou nas fossas associadas a arcos de ilhas são metamorfizadas pelo aumento concomitante da temperatura, da pressão litostática e da pressão dirigida. Tipicamente as rochas são foliadas e as condições variam de ~ 200o C e > 900o C e até mais de 22 kbar, com variação contínua do grau metamórfico, que resulta na cristalização sequenciada de diversos minerais metamórficos. ○ Colisão continente x continente: ○ Colisão continente x oceano: ○ Colisão oceano x oceano: metamorfismo orogênico de alta pressão. ■ Pillow lavas parcialmente transformadas em xisto azul; ■ Eclogito com granada e onfacita. ○ Metamorfismo orogênico de ultra-alta pressão. ■ Mineral típico: coesita e diamante. ● Metamorfismo de assoalho oceânico: Este tipo relaciona-se à evolução das dorsais meso-oceânicas e é bem estudado em complexos ofiolíticos. É gerado pelo aquecimento da crosta oceânica, especialmente nas proximidades da cadeia meso-oceânica, ou seja, em limites divergentes de placas tectônicas. Nestas regiões há forte hidratação das rochas básicas em profundidades superiores a 3 km, em temperaturas geralmente inferiores a 350 – 400 oC. As rochas tipicamente não são foliadas, exceto aquelas situadas nas proximidades de falhas transformantes. ● Metamorfismo de soterramento: ocorre em bacias sedimentares em subsidência. É resultado do soterramento de espessas camadas de rochas sedimentares e vulcânicas a profundidades onde a temperatura pode chegar a 300 oC ou mais, devido ao fluxo de calor na crosta. Prevalece a pressão litostática. Os sedimentos são soterrados, compactados e litificados em porões rasas da crosta, ou podem ser empurrados na zona de subducção, onde estão sujeitos a altas pressões e temperaturas. Obs.: Os poços de petróleo e gás são raramente perfurados abaixo dessa profundidade, pois as temperaturas acima de 130 oC convertem a matéria orgânica aprisionada nas rochas sedimentares em metano e dióxido de carbono, em vez de petróleo e gás natural. O nível onde se inicia o metamorfismo de contato é também chamado de embasamento econômico. Variação da Intensidade do Metamorfismo Quanto maior a temperatura e/ou pressão ou a taxa de deformação em que uma rocha se forma, maior é considerado o seu grau metamórfico. Isto é identificável de dois modos: ● Pelo aparecimento de minerais específicos, que só se cristalizam em condições físicas mais rigorosas, seja em metamorfismo regional dinamotermal, seja em metamorfismo de contato. ● Pelo aumento da granulação da rocha, devido ao processo de cristalização acresciva dos grãos, como do quartzo em arenitos e calcita em calcários. De modo geral, quanto maior a granulação dos minerais, maior é o grau metamórfico. ● Pelo tipo de foliação metamórfica, variando da clivagem ardosiana nas rochas de mais baixo grau até a foliação granulítica, ou as estruturas migmatíticas nas de mais alto grau. ● Pelo grau de moagem em cataclasitos e pela intensidade da moagem, da foliação e da recristalização em milonitos. Fácies metamórficas A variação do grau do metamorfismo pode ser classificadas segundo dois sistemas, as fácies metamórficas (Eskola, 1939) ou o grau metamórfico (Winkler, 1977). Ao estudar as rochas metamórficas termais da auréola do granito de Orijãrvi (Finlândia), derivadas de rochas básicas ígneas e vulcanosclásticas, Eskola (1914, 1915) verificou haver uma sequência de surgimento de minerais metamórficos em função da distância do contato com a rocha ígnea e, comparando seus resultados com os obtidos por Goldschmidt (1911) em uma auréola da região de Oslo (Noruega), observou que rochas composicionalmente semelhantes das duas localidades geraram diferentes assembléias de minerais. Eskola atribuiu tais diferenças às variações de temperatura e de pressão, às quais foram submetidas as rochas das duas localidades, e cunhou o termo de fácies metamórficas para explicar as assembléias de minerais encontradas. Assim, o termo fácies metamórfica implica em diferentes paragêneses para diferentes litotipos submetidos a uma mesma condição de temperaturas e de pressão. Obs.: Paragênese é a assembléia de fases minerais formadas na mesma condição de P e T, ou seja, em equilíbrio. Na figura, há duas paragêneses : A + B + C, e B + C + D. Este conceito diferiu-se dos anteriores por considerar para definição das condições de pressão e de temperatura do evento metamórfico as assembléias de minerais enão apenas um mineral. Assim, diferentes rochas, com diferentes composições químicas, poderiam ter seu grau metamórfico estimado através de diversas assembléias, presentes em cada um dos litotipos. Eskola (1939) definiu 8 fácies: 1) Xisto Verde 2) Epidoto Anfibolito 3) Anfibolito 4) Granulito 5) Hornfels 6) Sanidinito 7) Glaucofana Xisto 8) Eclogito Atualmente, o número de fácies é 11: •Zeólitas •Prehnita-Pumpelyita •Xisto verde •Anfibolito •Granulito •Albita-epidoto hornfels •Hornblenda hornfels •Piroxênio hornfels •Sanidinito •Xisto Azul •Eclogito Metamorfismo de pressão média (regional) Metamorfismo de pressão baixa (de contato) Metamorfismo de pressão alta (zonas de subducção) A aplicação das fácies metamórficas deve levar em consideração o seguinte: ● Uma vez que as fácies metamórficas foram definidas para rochas básicas ígneas e vulcanoclásticas metamorfizadas, há diferenças mineralógicas substanciais com as zonas metamórficas de Barrow, definidas em metapelitos. ● Os limites entre diferentes fácies metamórficas representam condições de P- T onde ocorrem reações químicas maiores nos metabasitos. Em geral os minerais chaves são adicionados ou parcial ou totalmente removidos da assembléia de minerais ao cruzar-se estes limites, como, por exemplo: ○ Fácies xisto verde: clorita + epidoto ○ Fácies anfibolito: clorita + epidoto + hornblenda ○ Fácies granulito: anfibólio ortopiroxênio ● Os limites das fácies não são absolutos e sim zonas, pois as reações que as separam não são univariantes, e sim multivariantes. ● As fácies dependem não somente da temperatura e da pressão litostática, mas também da PH20. Em geral quando PH20 < PT as temperaturas dos limites tendem a ser mais baixas. ● Em geral as paragêneses definem o pico metamórfico (Tmáx.), mas em algumas situações, especialmente em regiões metamorfizadas na fácies xisto azul, pode-se preservar apenas as paragêneses do retrometamorfismo. As texturas de desequilíbrios são muito importantes para definição das trajetórias P–T– t. Minerais típicos de rochas pelíticas e máficas em diferentes fácies: Grau metamórfico O reconhecimento da cristalização de determinados minerais metamórficos em função da variação da temperatura foi inicialmente feito por G. Barrow, ao estudar os metapelitos da região do Dalradian, na Scottish Highlands. Nestes estudos Barrow observou o aumento da granulação dos minerais com o aumento da pressão e da temperatura e interpretou as seqüências de minerais zonas de metamorfismo progressivo, caracterizadas pelos seguintes minerais índices: Clorita – biotita – granada – estaurolita – cianita – sillimanita – sill+ ortoclásio Posteriormente Tilley (1924, 1925), ao confirmar a existência destas zonas no Dalradian, definiu o termo isógrada como a representação de uma linha de grau metamórfico constante que limitaria duas zonas metamórficas. O grau metamórfico utiliza os mesmos minerais na sua subdivisão, sendo distinguido o grau incipiente, que corresponde às fácies zeolítica e prehenita-pumpelyta, grau fraco (fácies xisto verde), grau médio (fácies anfibolito) e grau forte, que inclui as fácies granulito e eclogito e os migmatitos. Nesta classificação, pode ser acrescentado o tipo bárico, como metamorfismo de grau incipiente de pressão muito alta, para referir-se aos xistos azuis, por exemplo. Séries faciais de metamorfismo Miyashiro (1961) reconheceu em cinturões metamórficos do Japão que a seqüência de minerais não era a mesma observada nos litotipos da Escócia e, analisando os dados introduziu o conceito da série facial de metamorfismo, também conhecido como tipos báricos do metamorfismo, quais sejam: ● De alta pressão: também chamado Franciscano (Turner, 1981) e de xisto azul ou glaucofânio xisto (Harker, 1932), devido à presença de anfibólios sódicos, como o glaucofânio. Caracteristicamente a pressão é alta e as temperaturas muito baixas. A progressão do metamorfismo é dada por: zeólitas → prehnita → pumpellyita → xistos azuis (glaucofânio + lawsonita ou epidoto + albita-clorita) → eclogito (granada + onfacita). Obs.: Subducção, baixo gradiente geotérmico (10 - 12 oC/Km). ● De pressão intermediária: também denominado de Barrowiano (Harker, 1932), ou cianita–sillimanita (Miyashiro, 1961), é definido pela cristalização com o aumento da temperatura de: xistos verdes (clorita + albita + epidoto + actinolita) → epidoto anfibolito (hornblenda + aIbita-oligoclásio + epidoto + granada) → anfibolito (hornblenda + oligoclásió-andesina + granada) → granulito (ortopiroxênio + clinopiroxênio + plagioclásio + hornblenda + granada). Obs.: Espessamento crustal, médio gradiente geotérmico (22 - 26ºC/km). ● De baixa pressão: também denominado de Abukuma, andalusita–sillimanita (Miyashiro, 1961), caracterizado pela cristalização sequenciada de: biotita → cordierita → andaIusita → sillimanita Obs.: Extensão crustal, elevado gradiente geotérmico (50 - 60ºC/km). Classificação e Nomenclatura das Rochas Metamórficas Obs.: Os minerais constituintes de uma rocha são classificados como: ● Principal: mineral com teor ≥ 50% na composição modal da rocha; ● Maior: mineral com teor ≥ 5% na composição modal da rocha. Os minerais maiores são utilizados como prefixos ao nome da rocha; ● Menor: mineral com < 5% na composição modal da rocha; ● Essencial: mineral que deve estar presente num teor mínimo para satisfazer a definição da rocha. Pode ser um constituinte maior ou menor. Princípios da classificação de rochas metamórficas (Fettes & Desmond 2014) Os principais critérios são fundamentados em: ● Estrutura da rocha: os termos básicos são: xisto, gnaisse e granofels. Esses são termos usados com conotação estrutural, sem nenhuma associação composicional ou mineralógica. ● Composição mineralógica: os nomes de minerais metamórficos particularmente significativos que podem estar presentes são frequentemente usados como qualitativos em nome de rochas metamórficas. Existem duas convenções: 1. O nome dos minerais podem ser usados em ordem de abundância dos minerais metamórficos principais para denotar a mineralogia modal. A disposição dos minerais em relação ao nome do grupo, deve ser feita de tal modo que os minerais de maior conteúdo ocupam posições mais próximas do nome. Ex.: estaurolita - granada - biotita - muscovita xisto. 2. Podem ser indicados os nomes dos minerais particularmente significativos que indicam condições específicas de metamorfismo, independente de sua abundância. Quando se deseja fazer referência a um mineral considerado importante, mas inferior a 5%, coloca-se após o nome da rocha a palavra “com”, seguida do mineral considerado. Ex.: sillimanita muscovita xisto com granada. Algumas rochas essencialmente monominerálicas são denominadas pelo mineral dominante. Por exemplo: mármore, quartizito. ● Natureza do protolito: é utilizada quando a rocha possuem relíquias de texturas e estruturas que permitam o reconhecimento da rocha original. Neste caso a rocha deve ser identificada pelo nome do protolito, juntamente com o prefixo meta-, como: metarenito, metapelito, metaconglomerado, metabasalto, metacalcário, etc. Para referências gerais, usa-se o prefixo para- para as rochas metassedimentares e orto- para meta-ígneas, como, por exemplo, paragnaisse (derivado de sedimentos argilosos ou arcoseanos) e ortognaisse (derivado de um granito). ● Classificação estrutural:baseia-se nas estruturas típicas das rochas. Os principais tipos são: ○ Ardósias: são rochas metassedimentares clásticas de baixo grau metamórfico, ou seja, com pouca recristalização ou orientação dos minerais metamórficos, que não são distinguidos a olho nú. A foliação é a clivagem ardosiana, definida por planosfinamente espaçados, em posição plano-axial ou em leque nas dobras. A superfície da clivagem é bem plana e, tipicamente fosco. Possui granulação ultra-fina a muito fina. Usualmente ricas em filossilicatos (muscovita, illita, clorita). Seu protólito é sedimentar (folhelho e argilito). ○ Filitos: são rochas metassedimentares finas, com os minerais também indistinguíveis a olho nú, usualmente com mais de 70% de sericita e/ou clorita. A superfície da foliação também é plana, mas são um pouco mais irregulares que os anteriores e a rocha parte-se com mais dificuldade que as ardósias e formam placas menores. Estas superfícies apresentam brilho sedoso, devido ao aumento das dimensões e melhor orientação dos minerais micáceos recristalizados. ○ Xistos: são rochas micáceas cuja granulação dos minerais varia de muito fina a muito grossa, e apresentam uma ampla variedade de minerais metamórficos. As superfícies tornam-se cada vez mais rugosas e irregulares com o aumento da granulação e pela cristalização de porfiroblastos de biotita, granada, estaurolita, cianita, sillimanita, feldspatos, etc. Esta estrutura pode ser gerada tanto em metapelitos, nos quais melhor se desenvolve, devido à abundância de minerais micáceos, mas pode também estar presente em outros litotipos, como metamargas, metarenitos, metatufos, etc, sendo definida pelo estiramento dos minerais ou pela textura nematoblástica. ○ Gnaisses: diferentemente das anteriores, esta estrutura é observada em rochas essencialmente quartzo-felspáticas, com anfibólio e/ou biotita, granada, etc, ou seja, latu sensu granítica. São características de rochas dos limites superiores do médio grau, e podem ser derivadas de metassedimentos ou de rochas ígneas, plutônicas ou vulcânicas. Em metarcóseos e metagrauvacas, que originalmente já são enriquecidas em feldspatos, ou na matriz de metaconglomerados, esta foliação pode já estar desenvolvida em rochas de baixo grau metamórfico, mas, devido ao reconhecimento de relíquias sedimentares, estas rochas não devem ser chamadas de gnaisse. ○ Migmatitos: após o surgimento das rochas gnáissicas, se houver água e temperatura suficientes, pode haver fusão parcial (anatexia), inicialmente em leitos com composição química mais próxima daquelas da fusão mínima granítica, resultando nas estruturas migmatíticas. As porções claras produzidas pela fusão parcial são denominadas de leucossoma, o resíduo da fusão ou o restito de melanossoma e as partes originais de mesosoma. Estas estruturas podem também ser devidas à injeção de material granítico fundido, sendo possível, nestes casos a separação do neossoma (o material granítico mais novo) e do paleossoma (o gnaisse mais antigo). Um aspecto muito comum destas rochas é a gnaissificação de migmatitos, por deformação, e a remigmatitização, tanto no mesmo evento metamórfico, como por re-metamorfismo, que tipicamente são observados nos terrenos polimetamórficos. ○ Granulitos: são rochas quartzo-felspáticas com foliação semelhantes à gnáissica, mas tipicamente não apresentam muscovita (a não ser retrometamórfica), tem feldspatos esverdeados, biotita vermelha (rica em titânio), ortopiroxênio (ortoferrosilita ou hiperstênio) e clinopiroxênio. A foliação, por ocorrer em temperaturas ainda mais alta que nos gnaisses, mostra forte estiramento dos minerais, especialmente do quartzo, que pode ficar completamente lenticularizado e recristalizado internamente à lente, em arranjos granoblásticos. Em muitos casos os granulitos são maciços e muito dificilmente estas rochas podem ser identificadas com segurança em trabalhos de campo, havendo sempre necessidade de confirmação por petrografia microscópica. ○ Hornfels: são rochas maciças, com textura granoblástica, comumente com porfiroblastos radiados, em leque ou em feixes, e com brilho vítreo. É dura, compacta, de granulação variável, composta majoritariamente por silicatos e óxidos., com aspecto córneo e fratura subconchoidal a denteada. São típicas de metamorfismo de contato. Forma-se comumente na zona mais interna da auréola de contato. Os diferentes tipos de hornfels podem ser distinguidos de acordo com critérios estruturais (p. ex. hornfels mosqueado, hornfels de granulação fina, hornfels bandado) ou mineralógico (hornfels máfico, hornfels ultramáfico, cordierita-sillimanita hornfels, diopsídio-wollastonita-granada hornfels). ○ Granofels: são rochas maciças, com texturas semelhantes às anteriores, mas geradas em metamorfismo regional em períodos sem stress, ou por metamorfismo geotermal. A presença de porfiroblastos não é comum. ○ Cataclasitos e milonitos: são caracterizados pela moagem dos minerais pré-existentes e associam-se a zonas de cisalhamento (metamorfismo de deslocaento). Os cataclasitos distinguem-se dos milonitos por não apresentarem foliação evidente. ➢ Série cataclástica (Sibson 1977): Matriz Coesa Pseudotaquilitos – matriz vítrea; Brechas - 0-10 % de matriz. Série dos cataclasitos: Protocataclasitos - 10 a 50 % de matriz não orientada; Cataclasito - 50-90% de dematriz não orientada; Ultracataclasito - 90-100% de matriz não orientada. ➢ Série milonítica (Sibson 1977): Série dos Milonito: Protomilonitos - 10 a 50 % de matriz não orientada Milonitos - 50-90% de de matriz não orientada Ultramilonitos - 90-100% de matriz não orientada Filonito - rocha rica em filossilicatos ○ Filonitos: são ultramilonitos de granulação muito fina, micáceos, com os minerais totalmente recristalizados, gerando rochas com aspecto filítico. Podem ser originadas de metassedimentos ou de rochas granito−gnáissicas, onde a moagem e recristalização dos feldspatos potássicos gera muscovita e sericita e dos minerais máficos e plagioclásio, clorita, epidoto e clinozoisita. ○ Espitilo: rocha vulcânica ou subvulcânica básica ou intermediária alterada, composta por plagioclásio albitizado, clorita, epidoto, calcita, quartzo, prehnita e outros minerais hidratados de baixa temperatura. ● Classificação mineralógica: quando o volume de rocha é ≥75%, adiciona-se o sufixo ito ao mineral. Existe uma ampla variedade de rochas classificadas segundo a predominância de um ou mais minerais, podendo ser destacadas as seguintes: ○ Mármore: rocha composta predominantemente por calcita e/ou dolomita, que, dependendo das proporções, recebem diferentes denominações. ○ Quartzito: formada por mais de 85% de quartzo, intensamente recristalizada, maciça. ○ Serpentinito: compostos basicamente por serpentina, frequentemente com restos de olivina e/ou piroxênio, além de talco e carbonatos magnesianos subordinados. São derivadas de rochas ultramáficas (peridotitos, p. ex.), com baixo grau metamórfico. ○ Esteatito: são rochas constituídas predominantemente por talco, com magnesita e clorita magnesiana subordinados. São também denominadas pedra-sabão. Quando foliada, é denominada talco xisto e, por conter mais de 75% de talco, também se aplica o nome talcito. Possui protólito ultramáfico, e grau metamórfico baixo a médio. ○ Anfibolitos: são rochas com mais de 60% do anfibólio hornblenda e textura granoblástica. Por vezes é utilizado quando outro anfibólio está presente, como a cummingtonita, antofilita, etc ○ Eclogito: um tipo de rochas de pressões muito altas, com o piroxênio onfacita, granada rica em piropo e quartzo subordinado. Tipicamente possui simplectitos de hornblenda e plagioclásio, e estruturas coroníticas, devido à descompressão, quando do alçamento crustal. A soma da onfacita + granada é ≥75% do volume. Macroscopicamente é caracterizada pela coloração verde do piroxênio e vermelha da granada. É comumente gerado a partir de rochas máficas (basalto, gabro) em P alta e T média a alta. ○ Granulito: rochas de alto grau metamórfico, metassedimentaresou metaígneas, caracterizadas pela presença de hiperstênio. Os silicatos ferromagnesianos são predominantemente anidros e ricos em CO2. ➢ Tipos: Granulito máfico: > 30% de minerais máficos (o piroxênio predomina); Granulito félsico: < 30% de minerais máficos (o piroxênio predomina); Charnockitos: têm ortopiroxênio (hiperstênio) e, comumente, pertita, mesopertita e/ou antipertita. Há rochas charnockíticas de origem ígnea e metamórfica. ○ Greisen: rocha metassomática constituída de quartzo e mica branca; comumente também contém topázio, fluorita, turmalinas e, às vezes, amazonita e ortoclásio. Pode ter mineralizações de Be, W, Mo, Sn e Ta. Forma-se por substituição de granitos (principalmente a sua cúpula) e suas encaixantes devido à percolação de fluidos residuais da cristalização de magmas graníticos com F, Cl, Co2 e B. ○ Tactito: rochas carbonáticas ou calciossilicáticas de metamorfismo de contato, com diopsídio, grossulária e tremolita, comumente com mineralizações de scheelita, molibdenita, ouro, etc. ○ Xisto verde: refere-se a metabasitos ou metatufos foliados, de baixo grau metamórfico, compostos por actinolita, epidoto-clinozoisita, clorita, albita/oligoclásio, carbonatos, titanita e um pouco de quartzo. ○ Xisto azul: são metabasitos metamorfizados em regimes de alta pressão e baixa temperatura, foliados e com anfibólios ricos em sódio, como o glaucofânio e a croissita e a croissita, além de aragonita e, eventualmente, jadeíta. ○ Charnockito, charnoenderbito, enderbito: rochas graníticas com feldspato esverdeado e ferrosilita. ● Classificação química: baseia-se na composição química da rocha, que pode ser também deduzida pela sua mineralogia. São geralmente nomeadas com o prefixo meta- e podem ser subdivididas em: ○ Aluminosas: são rochas ricas em minerais aluminosos, como a muscovita, a biotita, a sillimanita, cianita, coríndon, etc. São derivadas principalmente dos sedimentos pelíticos, Incluem-se nesta categoria rochas derivadas de folhelhos e argilitos como os filitos e xistos aluminosos (portadores de moscovita, andaluzita, silimanita e pirofilita). ○ Silicosas: são rochas constituídas predominantemente por quartzo, derivadas de arenitos quartzosos, cherts ou de rochas silicificadas em paleossistemas hidrotermais. Dão origem a arenitos puros ou portadores de pequenas quantidades de outros silicatos (feldspatos, granadas, micas). ○ Básicas: correspondem àquelas derivadas de rochas ígneas básicas, incluindo rochas basálticas, tufos básicos e margas impuras, cujos teores de SiO2 variam entre 45 e 52%. Tipicamente possuem conteúdos elevados de minerais ferro-magnesianos e plagioclásio, o quartzo e o feldspato potássico são minerais ausentes ou acessórios. Formam-se por metamorfismo: anfibolitos e clorita xistos principalmente. ○ Carbonáticas: rochas derivadas de sedimentos carbonáticos (calcários e dolomitos), que podem conter quartzo ou minerais argilosos como impurezas. Os produtos metamórficos são mármores calcíferos e dolomíticos. ○ Cálcio-silicatadas: são derivadas de sedimentos de misturas de material silicoso, aluminoso e carbonático. Formam-se, deste modo, silicatos cálcio-aluminosos (diopsídio, tremolita, plagioclásio, escapolita, grossulária, epidoto) ao lado frequentemente de quartzo e carbonatos. ○ Magnesianas: são rochas derivadas de rochas ígneas ultrabásicas (dunitos, piroxenitos, peridotitos). ○ Quartzo-feldspática: rochas derivadas principalmente de arcóseo e rochas ígneas básicas. ○ Ferríferas: devidadas pelo metamorfismo de sedimentos ferruginosos sedimentares ou vulcanogênicas, como os itabiritos, explotados como minério de ferro em Minas Gerais. Os minerais de ferro são normalmente a hematita ou a magnetita, mas podem ser também silicatos, carbonatos e sulfetos. Genéricamene são denominadas formações ferríferas. ○ Manganesíferas: resultam do metamorfismo de sedimentos mangano-carbonáticos, mangano-aluminosos e mangano-silicosos. Derivam-se desses sedimentos os chamados gonditos (granada esperssatita e quartzo). Representação Gráfica das Paragêneses Minerais Se assemelham um pouco com as rochas ígneas, e que se desta forma vai fazer-nos lembrar da geoquímica, visto que muitas vezes, quando se trabalha com rochas metamórficas, nós não sabemos utilizar a geoquímica e seu objetivo, justamente porque a maior parte dos diagramas que se trabalha na geoquímica não pressupõe esse tipo de estudo. Falaremos da utilização dos dados geoquímicos para o estudo das rochas metamórficas. Esse estudo geoquímico se faz através de diagramas triangulares ou até mesmo de grades petrogenéticas, que são simplesmente diagramas de pressão e temperatura onde se coloca as diversas reações metamórficas que se processam durante o evento metamórfico. Tudo que trabalhamos em termos de estudo metamórfico no ponto de vista químico, se passa, é claro, pela estabilidade das fases minerais que compõem a rocha: REGRA DAS FASES DE GIBBS: ou regra das fases. Vai dizer a variância do sistema (F), os componentes do sistema (C), o número de fases presentes no sistema (P). É uma regra da físico-química, que diz que o número de fases + o número da variância (ou grau de liberdade) = número de componentes + 2, onde 2 é o número de variáveis intensivas do sistema. Quando uma pessoa trabalha com engenharia metalúrgica, essas variáveis intensivas podem ser diversas, então eles colocam + N, porque eles têm que olhar todas as variáveis intensivas que podem influenciar na qualidade do material. Nós, na geologia, normalmente trabalhamos com duas variáveis intensivas que de certa forma se intrometem e influenciam na geração da rocha, que é a TEMPERATURA E A PRESSÃO. Se uma dessas variáveis for considerada constante, então em vez de ser C + 2, será C + 1. É importante saber essas regras porque pode se saber o número de fases minerais que podem ser gerados a partir do número de componentes que tem. Ou se tem o número de fases X e o número de componentes Y, sabe-se certeiramente qual é o grau de liberdade do sistema. Lembrando que grau de liberdade tem a ver com o número de variáveis intensivas que pode variar uma independentemente da outra: Se em um momento pode variar uma variável intensiva em relação em outra, chama-se esse domínio de invariante. É impossível provocar algum tipo de variação. Mas existem determinadas ocasiões que se pode variar uma dessas variáveis intensivas, desde que a outra seja proporcionalmente modificada. Muitas das vezes esse domínio pode se chamar de univariante. Agora quando tem um espaço ao longo do qual pode-se modificar a variável, sem modificar o equilíbrio do processo, então esse processo se chama divariante. Conclui-se que se pode então ter, 0, 1 e 2 de variância no sistema. Esse é um tipo de diagrama triangular chamado A, B, C. Significa que ele tem três COMPONENTES, que são os vértices do triângulo (Ex: SiO2 e Al2O3). Então, se sabe que uma rocha é caracterizada por ter esses três componentes, pode-se usar esse diagrama para poder contar e caracterizar a história evolutiva e paragênese mineral. A configuração da rocha, nesse diagrama, vai depender das condições de temperatura e pressão que a rocha foi gerada. Dependendo das condições de pressão e temperatura, pode ter diferenças nos resultados que podem aparecer dentro do diagrama. Além de A, B e C, tem os componentes que são mistos de A, B e C. Só que esses não são entendidos como componentes, eles são denominados FASES. Tudo que for produto da mistura de A com B com C são chamados de fases que representam os próprios minerais. (Ex: Se pegar os dois componentes citados acima, e mistura-los formando Al2SiO5, isso é uma fase mineral formada por dois componentes). Mas será que A e B representam só componentes do sistema? Eles podem também representarfases minerais puras, onde o componente A representa uma fase mineral pura. Então são três componentes e diversas fases minerais: A fase A, B, C, BC, AB, A2C e ABC. As linhas que ligam uma fase mineral a outra são chamadas de LINHAS DE INTERLIGAÇÃO e são caracterizadas por mostrar que quando uma linha se liga a outra fase mineral dentro desse diagrama é que provavelmente essas duas fases representam uma paragênese mineral. Então, essa linha que liga A -> A2C, mostra a possibilidade de ter uma paragênese A+A2C. Logo, quando esses dois minerais estão presentes na rocha, podem formar uma paragênese. Agora, se analisar mais completamente, A é ligado a A2C por uma linha, que está ligado a AB por outra linha, que está ligado a A por outra linha. Então existe a possibilidade de ter a paragênese A+A2C+AB. Mas tem um problema: Se analisar mais abaixo, também tem a possibilidade de ter AB, A2C e ABC como uma paragênese, porém ABC não é paragenético com A porque eles não são ligados a uma linha de interconexão e existe uma linha que os interrompe. Sozinho, ABC não faz paragênese nenhuma; A e B também não fazem paragênese porque AB interrompe o caminho, ou seja, não apresenta conexão direta. Ele tem que ter parceiros para formar uma. Tipos de paragênese nesse triângulo: ● A+AB+A2C; ● AB+A2C+ABC; ● A2C+C+ABC; ● ABC+BC+C; ● B+BC+ABC; ● AB+ABC+B. Como vamos saber qual o tipo de paragênese que a rocha pode ter? X, Y, Z e W representa a COMPOSIÇÃO DA ROCHA. Então tenho uma rocha X e tem esse diagrama conhecido; fiz uma análise geoquímica nela e com base dessa análise, a rocha plota em um lugar do triângulo. No diagrama, tem quatro rochas distintas que foram plotados em regiões específicas. Onde a rocha plota é onde se define a paragênese mineral: ● A paragênese mineral em Z: A+AB+A2C, que é idêntica a paragênese de X, que foi plotada em lugar diferente, mas ainda continua no mesmo triângulo A+AB+A2C. ● Y foi plotada em outro triângulo: AB+A2C+ABC. ● W foi plotada numa linha, e quando se plota numa linha, só as duas fases minerais que ligam um canto ao outro formam uma paragênese: ABC+A2C. Qual o problema desse diagrama? Esse diagrama representa, na maior parte das vezes, as mesmas condições de pressão e temperatura. Então as posições marcadas no diagrama mostram possibilidades que ocorrem numa determinada pressão e numa determinada temperatura. Então o que fizeram essas rochas (X, Y, Z e W) plotarem em lugares diferentes? Apenas a química delas. Por mais que as rochas tenham sido formadas nas mesmas condições de temperatura e pressão, elas podem ter paragêneses distintas, pois a química pode permitir ou não a formação de um determinado mineral. Às vezes se espera que tenha um mineral na rocha e a primeira opção do porquê que não tem, é que não alcançou uma temperatura/pressão específica, mas pode não ser simples assim, porque a química da rocha é quem não permite a formação do mineral. Y, por exemplo, nessas condições de temperatura e pressão nunca formaria a fase mineral A, e dentro de uma rocha podem ter várias paragêneses. O diagrama triangular é simplificado, pois quando que uma rocha é formada por apenas três componentes? O sistema KFMAS-H, por exemplo, cada letrinha dessa representa um componente. Claro que Y, por exemplo, reflete a química da rocha, porém para ser plotado no diagrama, foram levados em consideração os componentes que compõem os vértices do triângulo (Ex: O diagrama TAS da ígnea, que é em relação a quantidade de sílica e álcalis). A posição relativa das amostras dentro do triângulo das paragêneses não apresenta uma tendência de quantidade relativa de um mineral. Exemplo: A amostra Z está mais perto da fase mineral A, mas não quer dizer que apresentam mais quantidades de minerais A. O que importa é a paragênese formada na rocha. Porém, em relação aos componentes, pode se dizer que Z é mais enriquecido no componente A, e não na fase mineral A. Ex: se A for Sílica, e Quartzo, quer dizer que a rocha é mais enriquecida em sílica, e não que a rocha é a mais quartzosa. As linhas de interligação e as fases minerais podem mudar, sumir ou aparecer, com a mudança de temperatura e pressão, mas as rochas (X, Y, Z e W) sempre são plotadas no mesmo lugar. As fases minerais vão se modificar de acordo com a estabilidade do mineral em determinada T e P. O primeiro diagrama é o mesmo do anterior, e o segundo representa as mudanças de T e P. Antes de analisar qualquer coisa, as amostras X, Y, Z e W continuam no mesmo lugar, mas as linhas se modificaram, mostrando que teve uma mudança nas paragêneses das rochas. As linhas de interligação foram modificadas de local, modificando as associações minerais que tinham antes, naquelas condições de T e P conhecidas. E o mais interessante: é possível prever as reações metamórficas. Ao olhar dois diagramas é possível observar qual a possível reação metamórfica que se propiciou quando aumentou T e P. No diagrama acima tem um exemplo, que é o desaparecimento da linha AB+A2C. O desaparecimento dessa linha pode mostrar que essas duas fases minerais reagiram para formar uma nova linha que conecta as fases A e ABC; com isso, a paragênese AB+A2C sumiu para dar lugar a paragênese A+ABC. Isso é uma REAÇÃO METAMÓRFICA, onde AB + A2C ↔ 2A + ABC (O 2 do A é para fins de balanceamento químico, não importando). Essa reação pode ocorrer ao contrário também, com o desaparecimento de A+ABC e o surgimento de AB+A2C. Isso seria prever as reações metamórficas. Importâncias do diagrama: é possível ver as paragêneses, as pequenas variações na composição da rocha que a princípio são semelhantes, e é possível verificar reações metamórficas que se processam na rocha. Esse diagrama é importante, por exemplo, para a gente saber qual mineral reagiu com outro para formar outro mineral, pois sem esses triângulos as coisas ficam incertas. O primeiro triângulo é o último descrito na folha anterior, com a criação de A+ABC. O segundo é com o desaparecimento da fase mineral A2C, criando a paragênese A+C+ABC. Se sumiu com A2C, quer dizer então que essa fase mineral foi consumida para permitir que A se ligasse a C, formando a reação A2C ↔ 2A + C (de novo, o 2 é por motivos de balanceamento químico). A2C estava impossibilitando a paragênese A+C e com o seu desaparecimento, nessas novas condições de temperatura e pressão, tem a possibilidade de ter a paragênese A+C+ABC. Essa é uma reação de consumo da fase mineral. No anterior era só uma mudança da composição das linhas de interconexão, e agora ocorre o consumo da fase, onde essa fase se tornou instável nas novas condições de T e P. Pode se fazer uma relação com o aumento da temperatura desde o primeiro triângulo, com temperaturas mais baixas, até esse último triângulo, com temperaturas mais altas. Se ABC sumir do sistema, só vai ter a paragênese A+B+C. ISSO NÃO QUER DIZER QUE A ROCHA FUNDIU. Atenção: um único triângulo apresenta apenas uma condição de temperatura e pressão. Quando se tem dois diagramas, aí sim ocorre a variação de temperatura e/ou pressão (normalmente os estudos se dão com variações de temperatura a pressão constante, mas pode variar ou dois ou só um. Lembrar que se variar os dois, nas regras dsa fases de gibbs é C + 2, e se variar só um é C + 1). Fases minerais que formam soluções sólidas Existem fases que são soluções sólidas, e por serem isso, elas não representam determinados pontos, mas determinado CAMPO ou até mesmo uma determinada LINHA. Temos então as fases X, Y e Z. Uma rocha que apresenta o mineral Z pode apresentar esse mineral em diversas composições. Tudo que cair na parte cinza escrito Zss seria Z, com um pouco de Z e um pouco de Y, pois Z é uma solução sólida de X e Y, tendo então um amplo campo para ocorrer. Na parte cinza do meio, também ocorre situação parecida, com uma solução sólida de XYeZ. Ocorre a formaçãode um CAMPO quando a solução sólida é dos três componentes. Mas quando gera uma linha, é uma solução sólida de dois componentes apenas. X pode ser substituído por Y e Z, onde Y e Z a princípio formam soluções sólidas entre si, formando uma LINHA. A quantidade de Y e Z pode variar e consequentemente ao longo dessa linha pode ocorrer variações (para a esquerda e para a direita). Para ficar mais simples, imaginem se Y é Fe e Z é Mg, então dependendo da quantidade de Fe e Mg que um mineral tem, a biotita vai ter uma composição distinta, mas não vai deixar de ser biotita, porém ela vai plotar em um lugar específico do diagrama. É comum então ter várias curvas com a mesma fase mineral, mas que apresentam composição distinta. Um diagrama com clorita, é preciso saber qual é a clorita, pois ela vai plotar em uma linha de interconexão diferente. Diagrama triangular ACF Diagrama mais genérico das rochas metamórficas, utilizado para caracterizar a maioria das rochas, e quando precisar ser mais criterioso, nem se trabalha com ele. A: representa a quantidade de alumínio da rocha. Pega-se a quantidade de alumínio (Al2O3), da geoquímica, e utiliza-se esse dado para plotar no diagrama. Existem alguns fatores de correção, onde se pega o conteúdo de alumínio, soma com a quantidade de Fe2O3, e diminui pela quantidade de álcalis que existem no sistema (seria a correção dos álcalis feldspatos). Isso ocorre porque para jogar a rocha no diagrama ACF existe uma pressuposição: a rocha é obrigada a ter quartzo e k-feldspato de forma abundante. Isso ocorre porque esses minerais não vão aparecer como fases minerais no diagrama, pois eles já são pressupostos em qualquer paragênese que possa se formar (ou seja, qualquer paragênese que tiver no diagrama vai ser + quartzo e + k-feldspato). C: representa a quantidade de cálcio na rocha. Mas precisa de uma correção para a apatita, que não se considera. Como a apatita pega Ca, é preciso fazer a correção que é diminuir a quantidade de P2O5. F: representa a quantidade de ferro no sistema, somando FeO + MgO + MnO (esses dois últimos que normalmente substituem o ferro). Muitas das vezes se joga no diagrama ACF para saber qual o possível protólito que a rocha tem, e para definir se fica só com o ACF ou se uma um diagrama mais particular. Quando as rochas plotam muito perto do alumínio, elas tendem a ser pelíticas, e é preciso o uso de outro diagrama. Quando as rochas plotam muito perto do cálcio, são rochas mais calciossilicáticas e é preciso usar outro diagrama para caracterizar melhor. Quando as rochas caem mais perto do ferro, são as rochas mais básicas e para as rochas básicas esse é um dos melhores diagramas para se utilizar. Agora quando cai no meio do caminho entre pelítico e básico, são rochas quartzo-feldspáticas, onde é preciso de outro diagrama também. Para analisar as possibilidades de um diagrama ACF. Lembrando que A, C e F são componentes e agora, além disso, tem as fases minerais que compõem esse sistema. Em interfases típicos de ambientes pelíticos, rochas máficas, rochas félsicas e de rochas calciossilicáticas, pois esse diagrama é genérico. Quando se trabalha só com rochas peliticas esse diagrama não é eficiente pois as rochas pelíticas são soluções sólidas de ferro e magnésio e esse diagrama coloca o Fe e o Mg no mesmo vértice e isso atrapalha o estudo das variações composicionais das fases que estão ao longo dessa linha; por exemplo: não tem como verificar qual biotita que existe, só que tem biotita. Próximos da A-F se encontram minerais tipicamente pelíticos; próximos a A-C são minerais calciossilicáticos. C-F com minerais típicos de rochas mais máficas. Cada ponta se privilegia em relação aos componentes do sistema. Diagrama ACF Rochas com saturação em sílica. Ex: ROCHAS MÁFICAS. Essa imagem representa a evolução do diagrama ACF em função da temperatura e da pressão. A evolução de cada um desses diagramas permite ver a evolução das paragêneses. Por exemplo, no xisto verde, tem epidoto, actilonita, clorita. Quando aumenta T e P tem epitodo, plagioclásio, clorita e granada, onde já se percebe um aumento de minerais e a mudança na composição da rocha. Depois tem olivina, granada, cpx e provavelmente plagioclásio. É possível, então, ver o trend de formação de novas fases minerais e se analisar com muito cuidado, consegue-se ver as reações metamórficas que se processam. Isso para rochas máficas, que é mais simplificado porque as fases minerais são mais limitadas. SISTEMA CMAS-H (rochas máficas) Diagrama mais completo que o outro, onde é possível ver mais diagramas, a evolução para verificar as reações que acontecem ao longo do tempo pelas rochas máficas. Essas formas geométricas que aparecem dentro do triângulo são as associações minerais que são desenvolvidas à medida que a temperatura aumenta nessas rochas máficas. Diagrama triangular AKF Funciona para rochas pelíticas e rochas quartzo feldspáticas, que normalmente são o conjunto de rochas mais rico em potássio. Pode-se usar esse diagrama para rochas pelíticas, desde que as rochas pelíticas não tenham soluções sólidas de ferro e magnésio. Se estiver soluções sólidas vai privilegiar um diagrama que tenha o ferro separado do magnésio. O AKF é um pouco diferente do ACF, pois no ACF o pressuposto era ter quartzo e k-feldspato. Agora o pressuposto do AKF é quartzo e plagioclásio. A: Alumínio. Quantidade de Al2O3 mais ferro três, subtraindo a quantidade de álcalis associada a quantidade de cálcio, por causa do plagioclásio. K: Potássio, que não apresenta nenhum fator de correção. F: Quantidade de ferro, magnésio e manganês. O AKF também tem as mesmas utilizações que o diagrama anterior, com três componentes e as fases minerais que ocorrem nele. Como nesse diagrama são associações de componentes que normalmente são aluminosos, ricos em potássio e ferro, então a grande tendência é essas rochas serem félsicas (quartzo-feldspáticas) ou serem pelíticas. Diagrama triangular AFM É tipicamente utilizado para rochas metapelíticas. Não é um diagrama triangular, ele é na verdade uma pirâmide, onde é feito, na verdade, por um diagrama triangular e uma projeção de um lado dessas pirâmides. Os componentes são Aluminio, Ferro e Magnésio, onde pela primeira vez, esses dois últimos aparecem separados. Então minerais ferro magnesianos pode plotar em locais distintos do diagrama (existem biotitas mais férricas e mais magnesianas, granadas e outros minerais). Como as rochas pelíticas são as rochas que mais apresentam essa variação na composição, então é importante saber onde vai plotar no diagrama, pois as vezes a fase mineral não muda, mas quando muda a temperatura muda a composição da fase mineral (ex: cloritas de baixa T são férricas e de altas T são magnesianas). Esse diagrama também tem um pressuposto. Ele precisa que o sistema seja enriquecido em muscovita + quartzo. E do mesmo jeito que os outro, quando se retira a paragênese desse diagrama, obrigatoriamente também se faz parte da paragênese a muscovita e o quartzo. Esse diagrama é bem limitante, pois a muscovita não sobrevive a fácies granulito, então esse diagrama NÃO pode ser usado para rochas pelíticas da fácies granulito. O diagrama é então formado pelo vértice Aluminoso (descontado o K da muscovita), Ferro e Magnésio, com a contribuição de Potássio. Para simplificar o diagrama e saber plotar, se tem os índices, onde na hora da plotagem tem que levar em consideração a projeção gerada pela quantidade de potássio do sistema. O desenho pontilhado é o triângulo AFM, e a sombra gerada pela quantidade de potássio que vai marcar onde serão plotadas as fases que tem potássio na sua composição. Por que que precisa tanto do potássio no diagrama AFM? Porque o potássio é muito comum em diversas fases queocorrem no sistema pelítico: k-feldspato e a muscovita, biotita e outros minerais. Então se retirar o potássio do sistema, fica prejudicada a interpretação acerca da evolução dos minerais dentro do sistema pelítico. Como o sistema KFMAS-H é um sistema que tem ferro, magnésio e alumínio, tirando a sílica que é comum a todo sistema, considerar potássio seria uma variável bastante importante nesse sistema. Se analisar, a projeção dada pontilhada, o que plotar dentro desse campo que é alumínio, ferro e magnésio, são minerais que tem esses três componentes. Agora se analisar o potássio, vai ser tudo que plotar abaixo da linha do Fe-Mg FORA do triângulo principal. A projeção gerada por essa linha vertical se dá por uma linha que aparece logo abaixo do diagrama, logo toda fase que aparecer abaixo da linha Fe-Mg são fases minerais ricas em K, e quanto mais distante da linha Fe-Mg, mais rica em potássio ela é. As fases minerais que plotam logo abaixo da aresta Fe-Mg, são as fases enriquecidas em K, oriundas da projeção, onde quanto mais para baixo, mais enriquecidas elas são. A fase mais potássica seria então, a do álcali-feldspato, e o membro menos potássico, bem pertinho do Fe-Mg está a biotita. Os minerais que estão dentro do triângulo AFM são conhecidos por não terem potássio na sua composição. No sistema acima, biotita mostra suas variações composicionais de ferro-magnésio, abaixo da linha fe-mg, que mostra a quantidade de potássio que ela tem. Mostra também as várias linhas de interligação da biotita, mas cada biotita com composições diferentes: a mais férrica pode querer se ligar a granada e a mais magnesiana quer se ligar a cordierita. A biotita que se ligou a granada é diferente da biotita que se ligou a cordierita. A água existe porque as rochas pelíticas tem um volume de água muito grande. É para deixar claro que são rochas hidratadas, pois quando chega na fácies granulito, não pressupõe mais micas e outros minerais hidratados. Diagrama triangular MCS Outro diagrama triangular, utilizado para rochas calciossilicáticas e ultramáficas, que se assemelham em termos químicos. As calciossilicáticas são bem difíceis de trabalhar, pois a estabilidade dos minerais depende muito da quantidade de água no sistema. As rochas calciossilicáticas costumam ficar mais entre o cálcio e a sílica, e as rochas mais ultramáficas tendem a ficar do outro lado, entre magnésio e sílica. Não é uma regra, é só uma tendência das rochas. As ultramáficas tendem a ficar na Si-Mg, e os minerais que tendem a ficar nesse campo são silicatos de magnésio, e os minerais dependem dessa proporção. O sistema tem então, olivina, serpentina, enstatita, ortoanfibólio (antofilita), talco, e no meio, que representa a divisão do campo mais cálcico e magnesiano, é o dipisídio, tipicamente de rochas calciossilicáticas, mas que também pode acontecer em rochas metaultramáficas. Então dentro desse leque de opções se pode ter uma variação muito grande em termos de associação mineral. Em baixo existe a brucita, mineral bem rico em magnésio, ou o óxido de magnésio que é o periclásio. Grades Perogenéticas Grades Petrogenéticas: São gráficos ou diagramas de pressão e temperatura para sistemas com multicomponentes e que mostram uma variedade de reações (Bucher & Frey 2002). Grades petrogenéticas são uma outra maneira de tentar estabelecer as condições de pressão e temperatura que as rochas foram geradas. São a partir de modelos desenvolvidos na literatura com base no estudo da termodinâmica de cada facie mineral. Hoje em dia, com a evolução dos estudos petrogenéticos, as pessoas já são capazes de formar grades petrogenéticas particulares para os tipos rochosos que estão trabalhando. Essas grades que iremos trabalhar são genéricas que atendem um grupo de rochas. A partir das grades petrogenéticas, consegue-se verificar diversas reações metamórficas que se processam à medida que aumenta ou diminui pressão e temperatura, então consegue-se verificar desde 200 C até 800 C quais são as reações dentro de um sistema específico, seja ele um sistema pelítico, calciossilicático, máfico ou ultramáfico. As reações que estão representadas no gráfico mostram vários campos e linhas que marcam a entrada ou saída de alguns minerais no sistema. Dessa forma deve-se olhar para uma grade petrogenética e saber até onde o mineral se adentra e quais são as reações que eventualmente podem se desenvolver com outras fases minerais e quais são os principais produtos as suas decomposição no sistema. Na curva 1 (PYP -> ALS + QZ + H2O), o piropo reage para formar aluminossilicatos, quarzto e água, e o magnésio é liberado para formar biotita (BIO-In); acima de 3 kbar forma Ky (cianita), abaixo forma And (Andaluzita). T ~ 390-420 ºC e P ~ 2 a 5 kbar. A linha 2 representa a curva padrão dos aluminossilicatos. A curva Biota-In, que vai em torno de 350 a 400 graus, representa o único momento em que a biotita aparece no sistema. Se a rocha tiver temperaturas mais baixas no sistema pelítico, a biotita não pode estar no sistema, ela só aparece no sistema a partir deste momento. Por volta de 450 e 480 graus, tem-se outra curva forte da Granada-In, que é quando a granada passa adentrar no sistema. Abaixo desses condicionantes de temperatura, por volta de 400 graus, não tem granada no sistema. A partir daí, a granada dificilmente será retirada do sistema. Essas duas fases minerais, ao invés de se falar por reações, são curvas específicas, pois são minerais de grande estabilidade no sistema. Por exemplo, se chegou a 350 graus dificilmente um pelito não terá biotita na sua composição, pois grande parte dos pelitos do sistema KFMAS-H tem condições de se desenvolver biotita. A curva 3 é muito importante para esse sistema que ao invés de ser representado pela entrada do mineral, ela marca a passagem de facie xisto verde para facie anfibolito. Cloritoide é característico da facie xisto verde e o desaparecimento dele para a geração de um mineral como a estaurolita, que é um mineral típico da facie anfibolito, marca uma reação limítrofe entre essas duas fácies. O cloritoide marca o metamorfismo progressivo, uma etapa de aumento de temperatura, e talvez a estaurolita esteja marcando a temperatura mais alta do sistema, que seria o pico do processo metamórfico. O campo de estabilidade da estaurolita está dentro da “caravela”, entre as curvas 3 e 4. Se analisar que a maior parte das rochas metamórficas estão entre 4 e 12 Kbar, então a estaurolita é um mineral bastante comum em rochas de facie anfibolito do sistema pelítico, pois para ela estar ausente é necessário pressões maiores que 14Kbar e pressões menores que 4 Kbar. É um mineral difícil de não observar por causa da pressão, mas ela tem uma certa condição estabelecida com base na diferenciação da pressão. A curva 7 é marcada pela desidratação da muscovita. Muscovita + quartzo > K-feldspato + Al2SiO5 + água, ou dependendo da circunstância, uma fusão, gerando melt (curva 9). Podendo se iniciar por volta de 670 C e ir até 800 C. Na curva 8, MS + KF (microclina, T + baixa) + QZ + H2O -> melt, Outro mineral interessante de relatar no diagrama é cordietita. Se observar o maior conjunto de reações do sistema pelítico, são levemente oblíquas ou paralelas à linha da pressão, então quer dizer que grande parte das reações se processam à medida que a temperatura aumenta. Porém, também existem algumas reações nesse sistema que são praticamente subparalelas a linha da temperatura, essas reações são báricas, ou seja, susceptíveis a variação da pressão. Dessa forma, existem minerais que vão ser desenvolvidos com base no aumento ou diminuição da pressão, então vem o desaparecimento da granada (ALM), na curva 5, por volta de 4 Kbar. A granada de ferro reage com a sillimanita mais quartza gerando uma cordierita de Fe. Nessa reação paralela
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