Textura das rochas metamórficas

A textura de uma rocha é determinada pelo tamanho, forma e arranjo dos minerais que a constituem. Um tipo de característica de textura é a foliação, que é uma estrutura planar originada durante os processos metamórficos e que resulta quer de um alinhamento preferencial de certos minerais anteriores ao processo metamórfico quer da orientação de novos minerais formados durante o processo de recristalização.

A clivagem, a xistosidade e o bandado gnáissico são três tipos de foliação característicos de rochas de baixo, médio e alto grau de metamorfismo, respectivamente.

Clivagem – este tipo de estrutura conduz ao aparecimento de planos de clivagem favoráveis à existência de fissilidade.

Xistosidade – devido ao maior desenvolvimento dos minerais, podem ser facilmente distinguidos à vista desarmada. Apresenta menos fissilidade.

Bandado gnáissico – é um tipo de foliação gerada por diferenciação em bandas por efeito de tensões dirigidas, formando-se bandas alternadas dos minerais que lhe conferem os bandados característicos.

Ainda um outro tipo de textura que pode ser identificada é a textura não foliada, geralmente relacionado com metamorfismo de contacto.

Tipos de metamorfismo

Dos tipos de metamorfismo, destacam-se dois: regional e de contacto.

Metamorfismo regional – está intimamente ligado a processos relacionados com a convergência de placas, contexto tectónico onde podem ocorrer condições de elevadas temperaturas e condições de tensão que variam de moderadas a altas.

Metamorfismo de contacto – ocorre nas zonas próximas da instalação de rochas intrusivas. Antes de consolidar, o calor e os fluidos libertados pelo magma, ao propagarem-se às rochas encaixantes, vão alterar os minerais existentes nessas rochas. Estando junto à intrusão, as rochas são fortemente aquecidas e deste modo, alteradas, criando uma aureola de metamorfismo.
As rochas argilosas quando metamorfoseadas geram corneanas, assim como os calcários geram mármores e arenitos quartzitos.

Metamorfismo

É o processo geológico que consiste num conjunto de transformações mineralógicas, químicas e estruturais que ocorrem no estado sólido, em rochas sujeitas a estados de tensão, temperatura e pressão diferentes da sua génese. O metamorfismo depende de um conjunto de factores: as tensões, calor, composição dos fluidos e tempo.

Tensão
A tensão exercida resultante do peso da massa rochosa suprajacente é designada por tensão litostática. Noutro tipo de tensão, em que as forças não são exercidas de igual modo em todas as direcções é designada de tensão não litostática.

Calor
A rocha ajusta-se a novos valores de temperatura, estabelecendo-se assim novas ligações atómicas, surgindo novas redes cristalinas e, consequentemente, aparecem outros minerais, mais estáveis segundo as novas condições.

Fluidos
Fluidos são libertados durante a instalação de um corpo magmático. Estas soluções vão reagir com as rochas, alterando a sua composição química e mineralógica, substituindo, por vezes, totalmente certos minerais existentes na rocha.

Tempo
Os fenómenos relacionados com o metamorfismo são extremamente lentos.

Mineralogia das rochas metamórficas
Devido a novas condições termodinâmicas, os materiais rochosos podem ser transformados, originando-se novos arranjos de partículas, ocorrendo recristalização. Pode também ocorrer recristalização induzida pela circulação de fluidos que alteram a composição química dos minerais preexistentes.

Certos minerais, que sob diferentes condições de pressão e temperatura, experimentam transformação polimórfica. Quando um dado mineral permite inferir das condições em que uma dada rocha metamórfica foi gerada, é designada por mineral de índice. Assim é possível identificar diferentes graus de metamorfismo pela presença de certos minerais indicadores das condições de pressão e temperatura em que a rocha que os contem foi gerada.
Tendo em conta as diferentes condições de pressão e temperatura na formação destas rochas, pode considerar-se: metamorfismo de baixo grau, médio grau e alto grau.

Dobras

As dobras são um tipo de deformação que se traduz pelo encurvamento de camadas inicialmente planas. Relativamente à posição espacial das dobras, estas podem apresentar a abertura virada para baixo (antiforma) ou para cima (sinforma) ou até lateralmente (dobra neutra).

Se o núcleo da dobra é composta por rochas mais antigas, trata-se de um anticlinal, se o núcleo da dobra é composta por rochas mais recentes, então trata-se de um sinclinal.

Na definição de um dado plano no espaço é necessário determinar a sua atitude, ou seja, a sua posição geométrica, definida pela sua direcção e inclinação.

Direcção – é o ângulo entre a linha N-S e a linha de intersecção do plano dado com o plano horizontal.

Inclinação – é o ângulo definido entre a Linha de maior declive da superfície planar considerada com um plano horizontal.

Falhas

As falhas são superfícies de fractura onde ocorreu um movimento relativo entre dois blocos. Podem ser classificadas pelo movimento relativo entre os dois blocos.

Falha normal - o bloco superior desce relativamente ao inferior.

Falha inversa – o bloco inferior desce relativamente ao superior.

Falha de desligamento – os blocos apresentam movimentos laterais e paralelos relativos à direcção do plano da falha.

Comportamento mecânico das rochas

O comportamento dos materiais quando submetidos a estados de tensão pode ser elástico ou plástico.

Elástico - a deformação e reversível. Quando cessa de se aplicar a tensão, o material volta à sua forma original.

Plástico – acima do limite de elasticidade, a deformação é permanente mesmo q cesse a tensão aplicada.

Normalmente até à profundidade de 20kms as rochas apresentam um regime frágil, onde o comportamento elástico segue-se de ruptura. A profundidades mais elevadas as rochas entram em ruptura mais dificilmente, sendo mais plásticas, tendo assim uma deformação de regime dúctil.

Deformação das rochas

No decurso dos vários processos a que as rochas são sujeitas, pode verificar-se que estes matérias experimentam profundas e complexas transformações após a sua génese, em consequência de intensos esforços que sobre elas actuam. Como consequência da dinâmica da litosfera, originam-se forças tectónicas que tendem a produzir a deformação nos materiais rochosos. Tal deformação traduz-se pelo aparecimento de estruturas geológicas como falhas e dobras.
Um corpo, ao ser solicitado por uma força externa, reage através da manifestação de forças internas, cuja tendência é manter ou restaurar a sua forma original, dizendo-se então que este corpo se encontra sob um estado de tensão. A tensão pode expressar-se de maneira normal ou cisalhante. A tensão normal esta orientada perpendicularmente ao plano considerado, enquanto que na tensão cisalhante a orientação é paralela a esse plano. As tensões normais podem ser consideradas compressivas ou distensivas, quando a resultante das forças actuantes é convergente ou divergente, respectivamente.

Diversidade de rochas magmáticas

Devido à grande diversidade de rochas magmáticas, a sua classificação pode ser feita tendo em conta algumas características como: a cor, a textura, a composição química e mineralógica.

Composição mineralógica

O composto mais abundante é o dióxido de silício ou sílica.


Associações de minerais
Minerais essenciais – minerais que conferem carácter a rocha e determinam a sua designação. Ex: quartzo, feldspato, moscovite, biotite, piroxena, anfíbola e olivina.

Minerais acessórios – minerais que não afectam o aspecto fundamental da rocha, ocorrem em diminutas quantidades e, geralmente, só são visíveis ao microscópio. Ex: magnetite, zircão, apatite, rútilo, turmalina.


Cor dos minerais
Minerais félsicos (feldspato + sílica) – apresentam cores claras. Ex: quartzo, feldspato e moscovite.
Minerais máficos (magnésio + ferro) – apresentam cores escuras. Ex: biotite, piroxenas, anfíbolas e olivina.

Cor das rochas
Rochas leucocratas – ácidas, com tons claros, ricas em minerais félsicos.
Rochas mesocratas – com coloração intermédia, resultado de idênticas proporções de minerais félsicos e máficos.
Rochas melanocratas – básicas, com tons escuros, ricas em minerais máficos.




Textura
A textura é o aspecto geral da rocha resultante das dimensões, da forma e do arranjo dos minerais constituintes.

Textura granular ou fanerítica – os minerais distinguem-se uns dos outros, em cristais relativamente desenvolvidos. Característica de rochas plutónicas, com arrefecimento lento do magma.

Textura agranular ou afanítica – os minerais não se distinguem, os cristais são microscópicos. Característica de rochas vulcânicas, arrefecimento mais ou menos rápido do magma.

Rochas com a mesma composição mineralógica e química podem ter texturas diferentes, reflectindo as condições de solidificação do magma.



Família de rochas
Tendo em consideração a composição mineralógica, podem formar-se agrupamentos de rochas – famílias.

Série Reaccional de Bowen

Norman Bowen (1887-1956) foi o primeiro petrólogo a estabelecer a sequência de reacções que ocorrem no magma durante a diferenciação.
Segundo Bowen existem duas séries de reacções:
- Série dos minerais ferromagnesianos ou série descontínua
- Série das plagióclasses ou serie continua

Primeiro cristalizam os minerais no ponto de fusão mais elevado (olivinas, piroxenas e plagióclasses calcarias) e, seguidamente, os de ponto de fusão mais baixo (anfibolas, biotite, plagióclasses sódicas, feldspatos potássicos moscovite e quartzo).
Os minerais formados a altas temperaturas (olivinas, piroxenas, …) são mais instáveis quando sujeitos a meteorização a superfície, ao contrario do quartzo que é mais resistente.




Arrefecimento e diferenciação
As séries reflectem fenómenos que ocorrem simultaneamente, com o arrefecimento do magma, se não houver separação dos minerais que se vão formando.
Se os cristais forem separados do líquido remanescente, um mesmo magma original pode formar rochas diferentes.



Diferenciação gravítica
A compressão da câmara magmática e diferenciação gravítica (acumulação de cristais por ordem da sua formação e por ordem das suas densidades) são processos pelos quais os cristais originados podem ser separados do líquido residual.



Soluções hidrotermais
As últimas fracções do magma (água, voláteis, sílica e outros solutos minerais) – soluções hidrotermais – podem preencher fendas das rochas e solidificar, formando filões de um só mineral ou de vários minerais associados.

Diferenciação magmática

Um só magma pode dar origem a diferentes tipos de rochas, visto ser constituído por uma mistura complexa que, ao solidificar, forma diferentes associações de minerais. Um dos processos envolvidos na diferenciação magmática é a cristalização fraccionada. Quando o magma arrefece, minerais diferentes cristalizam a temperaturas diferentes, numa sequência definida que depende da pressão e da composição do material fundido. A fracção cristalina separa-se do restante líquido, por diferenças de densidade ou efeito da pressão, deixando um magma residual diferente do magma original. Assim, um mesmo magma pode originar diferentes rochas.

Isomorfismo e polimorfismo

Isomorfismo: verifica-se quando ocorrem variações ao nível da composição química dos minerais sem, contudo, se verificarem alterações na estrutura cristalina. Substâncias com estas características designam-se por substâncias isomorfas. A um conjunto de minerais como estes chama-se série isomorfa ou solução sólida e os cristais constituídos designam-se por cristais de mistura, misturas sólidas ou misturas isomorfas. Um exemplo de minerais que constituem uma série isomorfa é o das plagióclases, que são silicatos em que o Na+ e o Ca2+ se podem intersubstituir.


Polimorfismo: verifica-se quando os minerais têm a mesma composição química, mas estruturas cristalinas diferentes.

Consolidação de magmas

Durante a consolidação do magma, verificam-se fenómenos de cristalização de certos componentes magmáticos, originando minerais, sublimação de vapores ou ainda fenómenos de vaporização de fluidos com deposição de substâncias dissolvidas, de acordo com as mudanças de pressão e de temperatura que vão decorrendo durante o processo.

Formação de minerais

Os principais factores que influenciam a cristalização são: a temperatura, o tempo, a agitação do meio, o espaço disponível e a natureza do próprio material. A estrutura cristalina implica uma disposição ordenada dos átomos ou iões, que formam uma rede tridimensional que segue um modelo geométrico característico de cada espécie mineral. A rede é constituída por unidades de forma paralelepipédica que constituem a malha elementar ou motivo cristalino, que se repetem. Num cristal, os nós correspondem às partículas elementares, as fiadas são alinhamentos de partículas e os planos reticulares são planos definidos por duas fiadas não paralelas.


Por vezes, as partículas não chegam a atingir o estado cristalino. A textura fica desordenada, designando-se a matéria, nestas condições, por textura amorfa ou vítrea.


Silicatos – principais constituintes das rochas

Os silicatos constituem cerca de 95% do peso do volume da crosta terrestre.
A estrutura básica ais comum dos silicatos é o tetraedro (SiO4)4- que, por não ser electricamente neutro, tende a polimerizar formando conjuntos complexos.

Diferentes arranjos dos tetraedros, nos silicatos:

Magmas riolíticos

Formam-se por fusão parcial de rochas da crosta continental, ricas em água e dióxido de carbono.
Ocorrem em zonas de choque de placas, com deformação, onde surgem cadeias montanhosas.
Em profundidade, a consolidação de magmas riolíticos origina rochas plutónicas, granitos.
Se a consolidação ocorre à superfície ou próximo dela formam-se rochas vulcânicas, os riólitos.

Magmas andesíticos

Formam-se nas zonas de subducção, altamente vulcânicas.
Composição e qualidade do material do fundo oceânico subductado (incluindo água e sedimentos diversos).
Em profundidade, a consolidação de magmas andesíticos origina rochas plutónicas, os dioritos.
Se a consolidação ocorre à superfície ou próximo dela formam-se rochas vulcânicas, os andesitos.

Magmas basálticos

Expelidos ao longo dos riftes e dos pontos quentes, com origem nas rochas do manto (peridotitos).
Se houver acumulação de magma basáltico em câmaras magmáticas, a sua consolidação origina rochas plutónicas, os gabros.
Se o magma basáltico for expelido em erupções de lava, a sua consolidação origina rochas vulcânicas, os basaltos (com texturas pouco cristalinas ou mesmo vítreas, dependendo da velocidade de arrefecimento).

Diversidade de magmas

Magma - é uma massa de origem mineral ou orgânica que se encontra em grande profundidade na superfície do planeta Terra. São misturas complexas, essencialmente silicatadas, no estado de fusão, com gases dissolvidos e possuindo por vezes uma grande percentagem de material cristalizado.

O magma, constituído por materiais derretidos, que resulta da fusão de rochas da crosta oceânica e continental e do manto superior, que resultam, por sua vez, dos processos dinâmicos de divergência e convergência das placas litosféricas. Todo este processo dá-se em diferentes condições de temperatura e pressão originam diferentes tipos de magma, visto haver um condicionamento da fusão das rochas.
Também ocorrem situações em que se geram rochas magmáticas em zonas não coincidentes com os limites de placas, ou seja, no interior de placas continentais ou de placas oceânicas relacionadas com a existência de pontos quentes. Assim, por consolidação do magma, são formadas rochas intrusivas ou plutónicas e rochas extrusivas ou vulcânicas, conforme a consolidação do magma em profundidade ou à superfície, respectivamente.



Os três tipos de magmas considerados formam-se em quantidades diversas:

- Magmas basálticos – cerca de 50% de sílica (SiO2) e pequena quantidade de gases dissolvidos. Origina o basalto e o gabro.
- Magmas andesíticos – cerca de 60% de sílica (SiO2) e bastantes gases dissolvidos. Origina o andesito e o diorito.
- Magmas riolíticos – cerca de 70% de sílica (SiO2) e elevada quantidade de gases dissolvidos. Origina o riólito e o granito

Magmatismo

As rochas ígneas, rochas magmáticas ou rochas eruptivas são um dos três principais tipos de rocha. A formação das rochas magmáticas vem do resultado da consolidação devido ao arrefecimento do magma derretido ou parcialmente derretido. Estas podem ser formadas com ou sem a cristalização, ou abaixo da superfície como rochas intrusivas (plutónicas) ou próximo à superfície, sendo rochas extrusivas (vulcânicas). O magma pode ser obtido a partir da fundição parcial de rochas pré-existentes no manto ou na crosta terrestre. Normalmente, o derretimento é provocado por um ou mais dos três processos: o aumento da temperatura, diminuição da pressão ou uma mudança na composição. Duas das rochas magmáticas mais as mais abundantes são: granito e diabásio. Uma parte dessas rochas é formada constantemente pelas erupções vulcânicas, que expelem lava na superfície.