Universidade de Lisboa - Instituto Superior de AgronomiaTapada da Ajuda, 1349-017 Lisboa

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Aulas de Geologia e Hidrogeologia

2020/2021

CORPO DOCENTE Erika Santos (Responsável)

erikasantos@isa.ulisboa.pt

Fernando Eduardo Lagos Costa

flcosta@isa.ulisboa.pt

Madalena Fonseca

madfons@isa.ulisboa.pt

ROCHAS METAMÓRFICAS

ROCHAS METAMÓRFICAS

As rochas metamórficas formam-se a partir das rochas magmáticas e sedimentares e até

de outras metamórficas por acção dos agentes de metamorfismo.

�Distinguem-se das originais por terem sofrido:

- recristalizações, passando a ser cristalinas;

- modificações texturais e estruturais, pelo que podem ser foliadas ou bandadas.

� Metamorfismo é um processo petrogenético de reajustamento mineralógico e

textural de rochas sólidas, sob condições de T (50 a 700ºC) e P superiores às da zona de

sedimentação e diagénese dos sedimentos, mas inferiores às da passagem ao estado de

magma, não implica fusão, pois quando se atinge designa-se de anatexia.

FACTORES DE METAMORFISMOTemperatura, Pressão, Fluidos de Circulação e Tempo

TEMPERATURA - O aumento da temperatura leva ao

reajustamento da textura dos minerais e das rochas

Aumento da temperatura determinado por:

Calor geotérmico (a cerca de 10 km de profundidade T ~

250-300 ºC) gradiente geotérmico é máximo em rifts

médios oceânicos, mínimo em zonas de subducção e

médio em zonas continentais estáveis

Intrusões magmáticas originando fluxo térmico

Deformação das rochas (Tectónica)

PRESSÃO - o aumento da pressão leva a alterações na estrutura cristalina dos minerais

� Aparecimento de novos minerais

� Mantém-se, em princípio, a composição química dos minerais

� Formam-se minerais de menor volume e maior densidade

Minerais de Metamorfismo: talco, clorite, serpentina, granadas, epídoto, pirofilite, silimanite, grafite, etc.

Minerais das rochas magmáticas: quartzo, feldspatos, micas, anfíbolas, olivinas…

Minerais das rochas sedimentares: calcite, dolomite

Diagénese

Magmatismo

Metamorfismo

FACTORES DE METAMORFISMOAumento da Pressão por:

A Pressão litostática ou confinante (peso dos materiais suprajacentes), com forças de actuação iguais

em todas as direcções (gradiente geobárico de 250 a 300 atm/km logo a 30km 7500 a 9000 atm

B Pressão dirigida ou stresse diferencial (tectónica nos domínios orogénicos – limites de placas

convergentes), com forças de actuação desiguais em todas as direcções

Pressão dos fluidos contidos nos poros das rochas (H2O, CO2, O2 …)

Estratos não deformados

Aumento da pressão

confinante

A. PRESSÃO CONFINANTE B. STRESSE DIFERENCIAL

Estratos deformados

FACTORES DE METAMORFISMO

Estratos deformadosEstratos não deformados

As rochas são sujeitas a forças desiguais em

direcções diferentes (stresse diferencial)

relacionadas com a tectónica, nos domínios

orogénicos – limites de placas convergentes

B. PRESSÃO DIRIGIDA OU

STRESSE DIFERENCIAL

FACTORES E GRAU DE METAMORFISMO

FLUIDOS DE CIRCULAÇÃO: ligados às intrusões magmáticas, normalmente com

T e P elevadas. Permitem a difusão de átomos e iões através das fases sólidas.

TEMPO: os processos metamórficos são muito lentos (dezenas de Milhões de

anos) a duração é factor muito importante para a obtenção dos equilíbrios

entre os minerais e para a ocorrência dos reajustamentos texturais

característicos dos vários estádios de evolução.

Metamorfismo de contacto

Câmara magmática

Intrusão magmática

Aumento do grau de Metamorfismo

Grau Intermédio

Baixo Grau (200ºC)

Grau Elevado (800ºC)

Co

mp

osi

ção

Min

era

lógi

ca Clorite

Moscovite (mica)Biotite (mica)

Granada

SilimaniteEstaurolite

Quartzo

Feldspato

Tipo de Rocha

Sem alteração Ardósia Filito Micaxisto Gnaisse Fusão

Adaptado de: Lutgens & Tarbuck, 2003

Modificações observadas na sequência pelítica:

EPIZONA - Alterações na textura (disposição dos minerais), Neoformação de

Sericite a baixa temperatura e primeiras modificações mineralógicas

MESOZONA - Neoformação de Quartzo, Moscovite e Biotite

CATAZONA - Desaparece Moscovite e surge Silimanite

Sericite – moscovite muito fina brilho acetinado

Clorite – mica fina esverdeada, brilho acetinado a nacarado

Talco – silicato de magnésio, Dureza=1, brilho acetinado

Quartzo, Moscovite (mica branca) e Biotite (mica preta)

Andaluzite, Estaurolite e Silimanite (Silicatos de alumínio)

Granadas – nesossilicatos de cálcio, magnésio, alumínio, cromo, ferro,

manganês e titânio

GRAU DE METAMORFISMO E MINERAIS MAIS COMUNS

Sericite

CloriteTalco

Silimanite

Andaluzite Estaurolite

Granada

Alteração Mineralógica de um Argilito e rochas

obtidas por aumento de Metamorfismo

GRAU DE METAMORFISMO E ROCHAS MAIS COMUNS

No contexto do metamorfismo regional formam-se dois grandes conjuntos de rochas:

Ectinitos – rochas onde se reconhece o quimismo da rocha

original (metamorfismo isoquímico)

Metassomatitos - rochas que sofrem modificações na sua

composição química, com importação de iões de uma fonte

externa e/ou exportação para o exterior (metamorfismoaloquímico ou metassomático), até ao limite mais baixo

do ponto de fusão (quartzo, feldspatos potássicos,

plagióclases sódicas e sodi-cálcicas)

PRINCIPAIS TIPOS DE METAMORFISMO

Metamorfismo dinâmico (dinamometamorfismo): Associado a zonas de falha e

esmagamento e por isso designa-se também por cataclástico; áreas de intensa deformação

prevalecendo o efeito da pressão originando milonitos e brechas de falha (ou b. tectónicas / de fricção)

Metamorfismo de contacto (térmico ou termometamorfismo): ocorre a baixa profundidade,

resulta de intrusões magmáticas que afetam as rochas encaixantes próximas formando auréolas ou

orlas de corneanas e xistos mosqueados, por ordem decrescente de metamorfismo. Rochas onde

surgem / desaparecem minerais e novas texturas e estruturas. Ocorre por aumento de T e fluidos,

sendo as condições termodinâmicas mais comuns de T 400 -800º C e de P 150-2000 atm

Metamorfismo regional (termodinâmico): Relacionado com os orógenos e zonas de tectónica

intensa (limites de placas convergentes) � acções simultâneas de T e P (litostática e stresse) e dos

fluidos, afectando grandes extensões das áreas continentais

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Brecha

de falha

Milonito

PRINCIPAIS TIPOS DE METAMORFISMOMetamorfismo de contacto

Maciço intrusivo de Sines

Maciço intrusivo de Monchique

Serra de MonchiqueSerra de Sintra

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ROCHAS METAMÓRFICAS E TIPOS DE METAMORFISMO

Rochas

encaixantes

Auréola metamórfica

Rochas intrusivas

Textura – orientação dos grãosNão FoliadaCristalofílica: grãos cristalinos evidentes e sem orientação - Corneanas,

Mármore, QuartzitoCataclástica/Milonítica: esmagamento (catálase) dos minerais, sendo a

milonítica a situação extrema - Milonito

FoliadaFoliação Fina: folhas, em geral, mineralogicamente semelhantes

� Textura Xistosa ou Xistenta - Ardósia, Filito ou Filádio, Cloritoxisto,

Talcoxisto, Micaxisto, Anfiboloxisto

� Textura Linear: Anfibolito, Serpentinito

Foliação Grosseira: folhas mineralogicamente diferentes � textura Gnáissica

(bandado de minerais) - Gnaisses

CLASSIFICAÇÃO DAS ROCHAS METAMÓRFICAS

Textura – dimensão dos grãosGranoblástica: grãos ± equidimensionais

Porfiroblástica: grãos de dimensões diferentes, sendo os maiores designados

por ganoblastos

Textura – forma dos grãosLepidoblástica: predomínio de minerais lamelares ou em escamas (ex. Micas)

Nematoblástica: preponderância de minerais aciculares e fibrosos (ex. Anfíbolas)

Rochas Foliadas (ou geralmente foliadas)Textura Gnaissica: Gnaisses

Textura Xistosa: Ardósia, Filito ou Filádio, Cloritoxisto, Talcoxisto, Micaxisto, Anfiboloxisto

Textura Linear: Anfibolito, Serpentinito

Rochas Sem FoliaçãoTextura Cristalofílica: Corneanas, Mármore, Quartzito

Textura Cataclástica: Milonito

CLASSIFICAÇÃO DAS ROCHAS METAMÓRFICAS

Classificação como base na textura e na composição mineralógica dominante

TexturaComposição

mineralógica essencialDesignação Material original

Xistosa

Quartzo, micas, minerais argilosos,

grafite, matérias carbonosas,

óxidos de Fe, Al, MnArdósia

Xistos argilosos, argilitos e outras rochas

sedimentares de grão fino

Micas (sericite, biotite, moscovite)

clorite, quartzo, minerais argilosos,

óxidos de Fe, Al, Mn, grafite

Filito ou Filádio (Xisto luzente)

Xistos, rochas sedimentares carbonatadas,

rochas ricas em minerais máficos

Clorite, epídoto, piroxenas CloritoxistoRochas ricas em minerais

ferromagnesianos

Talco Talcoxisto Peridotitos e outras rochas ricas em Mg

Micas, quartzo, feldspato Micaxisto Xistos argilosos, arenitos, rochas ricas em

minerais félsicos

Anfíbola e quartzo Anfiboloxisto Rochas ricas em minerais máficos

GnaissicaFeldspatos, quartzo, micas, clorite,

anfíbola (horneblenda)Gnaisse

Rochas ricas em minerais félsicos e

arenitos com pouco cimento

Linear

Anfíbola, plagioclase, quartzo Anfibolito Rochas ricas em minerais máficos

Serpentina Serpentinito Peridotitos e outras rochas ricas em Mg

ROCHAS METAMÓRFICAS FOLIADAS

TexturaComposição

mineralógica essencialDesignação Material original

Cristalofílica

Variada CorneanaXistos, r. sedimentares

carbonatadas, r. máficas

Calcite e/ou dolomite, silicatos de Ca, Al, Fe, Mg Calco-siliciosa

Calcários ou dolomitos impuros

Calcite ou dolomite Mármore Calcários ou dolomitos

Quartzo QuartzitoRochas arenáceas, rochas

siliciosas

CataclásticaVariada (quartzo, feldspato, etc.) Milonito Praticamente qualquer

ROCHAS METAMÓRFICAS NÃO FOLIADAS

No contexto do metamorfismo regional formam-se dois grandes conjuntos de rochas:

Ectinitos – rochas que não sofrem modificações na sua composição química (metamorfismo isoquímico)

Metassomatitos - rochas que sofrem modificações na sua composição química, com importação de iões

de uma fonte externa e/ ou exportação de diversas substâncias para o exterior

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CLASSIFICAÇÃO DAS ROCHAS METAMÓRFICAS

CLASSIFICAÇÃO DAS ROCHAS METAMÓRFICAS

Textura

Textura

ROCHAS METAMÓRFICAS

Rochas metamórficas foliadasCLASSIFICAÇÃO

DAS ROCHAS METAMÓRFICAS

Rochas metamórficas não foliadas

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