Geologia : ROCHAS METAMÓRFICAS

CONCEITOS

Rochas metamórficas são o resultado de uma combinação de fatores como a pressão e a temperatura. Pode estar ligada à origem sedimentar (parametamórfica), magmática (ortometamórfica) ou até mesmo de outras rochas metamórficas. Formam-se toda vez que materiais sedimentares, ígneos ou mesmo metamórficos forem submetidos à condições de P e T diferentes das iniciais.
A sistematização do estudo de terrenos metamórficos é bastante complexo, pois envolve uma porção de fatores condicionantes. Para o estudo das variações metamórficas atuantes procura-se definir faixas, ou zonas, onde o metamorfismo atuou sob as mesmas condições, correlacionando-as entre si, de modo a definir o padrão de variação do metamorfismo.

O metamorfismo pode se desenvolver em diversos ambientes da crosta, com extensões variáveis e graus de metamorfismo e profundidade diversificados. Estes fatores são condicionados pelo (s):

parâmetros físicos envolvidos;

mecanismo responsável pela conjunção desses parâmetros;

localização e extensão na crosta terrestre;

tipos de rochas metamórficas que se formam.

É de conhecimento geral que existem três diferentes cenários de ocorrência metamórfica, sendo o ambiente regional ou dinamotermal, contato ou termal e dinâmico ou cataclástico. Foram reconhecidos, porém, outros tipos de metamorfismo, que podem em parte confundir-se com os três já mencionados, mas que apresentam combinações de fatores suficientemente particulares para serem considerados à parte. Destes, podem-se mencionar os metamorfismos de soterramento, hidrotermal, de fundo oceânico e de impacto.

O metamorfismo regional ou dinamotermal desenvolve-se em grandes extensões e profundidades na crosta, e está relacionado a cinturões orogênicos nos limites de placas convergentes. As transformações metamórficas são geradas pela ação combinada da temperatura, pressão litostática e pressão dirigida, atuantes durante milhões de anos. O fluxo de calor pode ser intenso, com gradientes geotérmicos elevados, de até 60ºC/Km.
As rochas são fortemente dobradas e falhadas, e sofrem recristalização, formando novas texturas e associações minerais estáveis nas novas condições, geralmente apresentam estrutura foliada, tendo como exemplos: ardósias, filitos, xistos, gnaisses, anfibolitos, granulitos e migmatitos.
Este tipo de metamorfismo é considerado responsável pela formação da grande maioria das rochas da crosta terrestre e frequentemente está associado a expressivos volumes de rochas graníticas.
Um caso especial de metamorfismo regional é o metamorfismo retrógrado, que corresponde às transformações sofridas pelas rochas em consequência de uma queda da pressão e temperatura.

O metamorfismo de contato ou termal é influenciado apenas pela temperatura. Este tipo de metamorfismo é caracterizado junto ao contato, sob influência do calor cedido por uma intrusão magmática que corte uma sequência de rochas sedimentares encaixantes, podendo ser metamórficas ou magmáticas. Esta transformação que ocorre na encaixante denomina-se auréola de contato onde sua extensão depende de vários fatores: da temperatura de intrusão, da capacidade calorífera (que depende da temperatura, massa e calor específico do magma invasor), da diferença da temperatura da intrusão e das rochas encaixantes, do tipo de esforço que acompanha a intrusão, a natureza química das rochas encaixantes e a natureza do magma. As rochas resultantes do metamorfismo de contato são denominadas de hornfels.

O metamorfismo dinâmico ou cataclástico desenvolve-se em faixas longas e estreitas nas adjacências de falhas ou zonas de cisalhamento, onde pressões dirigidas de grande intensidade causam movimentações e rupturas na crosta terrestre. A energia envolvida produz intensa diminuição dos minerais em zona de maior movimentação, reduzindo a granulação das rochas em escalas diversas e formando-as com intensidade variável.
O metamorfismo dinâmico é responsável pelas transformações texturais e estruturais, como microbandamento ou laminações. Em superfícies, nas zonas de cisalhamento, as deformações são do tipo rúptil, os minerais são fragmentados ou pulverizados. Já em zonas mais profundas, o cisalhamento provoca deformações dúcteis, onde os minerais são deformados. Em muitos casos, a deformação é acompanhada por percolação de fluidos, provocando recristalização dos minerais e cristalização de minerais novos, hidratados.

O metamorfismo de soterramento ocorre em bacias sedimentares em subsidência. É resultado do soterramento de espessas sequências de rochas sedimentares e vulcânicas a profundidades onde a temperatura pode chegar a 300ºC ou mais, devido o fluxo de calor na crosta.

O metamorfismo hidrotermal é o resultado da percolação de águas quentes ao longo de fraturas e espaços intergranulares das rochas. É considerado como um processo metassomático, onde ocorrem trocas iônicas entre a água quente e as paredes das fraturas. Os minerais perdem estabilidade e recristalizam-se sob temperaturas entre 100 a 370ºC. Ocorre frequentemente em bordas de intrusões graníticas, em áreas de vulcanismo basáltico submarino e em campos geotermais, sendo um importante processo gerador de depósitos minerais.

O metamorfismo de fundo oceânico ocorre próximo aos rifts das cadeias meso-oceânicas, onde a crosta recém formada e quente interage com a água fria do mar através de processos metassomáticos e metamórficos termais.

O metamorfismo de impacto ocorre em extensões reduzidas na crosta terrestre, e desenvolve-se em locais submetidos ao impacto de grandes meteoritos. A energia do impacto é dissipada na forma de ondas de choque que fraturam e deslocam as rochas formando a cratera de impacto, e de calor (alcançam até 5000ºC), que vaporiza o meteorito e funde as rochas.

Os principais fatores que levam uma rocha pré-existente ao metamorfismo são: pressões litostática e dirigida, temperatura, ação dos fluidos e tempo.

A pressão litostática está relacionada com o metamorfismo regional. Age nos locais de formação de cadeias de montanhas e áreas de evolução de geossinclinais (Figura ao lado). A ação da pressão dirigida diminui a granulação de uma rocha fragmentando seus cristais, imprimindo também à rocha uma estrutura planar. Um aumento da temperatura leva a um desenvolvimento de granulação maior, denominado processo de recristalização. Sob estes aspectos distinguem-se dois grupos principais de rochas metamórficas, geradas pelo metamorfismo regional:

fonte Tasa graphic art.

Rochas nas quais a deformação predomina sobre a recristalização. São rochas de granulação muito fina a fina e de estrutura planar intensa. Ex: ardósias e os filitos.

Rochas nas quais a recristalização predomina sobre a deformação. São rochas de granulação média a grosseira e com estrutura planar desenvolvida ou mais irregular.Ex: xistos , gnaisses e granulitos.

A temperatura oscila entre 200ºC e 800ºC. A principal fonte de calor é o manto e o núcleo do planeta Terra. O mecanismo mais importante para transferência de calor do seu interior para a superfície é promovido pelo sistema motor da tectônica global, com o qual grande volume de material mantélico de alta temperatura é trazido à superfície junto às cadeias meso-oceânicas.
As oscilações térmicas existentes na crosta do planeta Terra devem-se ao fluxo de calor, que varia nos distintos ambientes tectônicos, sendo maior na crosta continental quando comparado as crostas oceânicas mais antigas.
No geral, a temperatura sempre aumenta com a profundidade (grau geotérmico), que varia dependendo das fontes de calor e mecanismos de transferência para superfície. Por exemplo, nas áreas de cadeias de montanhas jovens, o gradiente geotérmico mais elevado é devido à rápida exumação dessas regiões, expondo rochas mais quentes à superfície antes que o seu calor possa se dissipar em profundidade.

A fase fluida predominate é a água, cuja existência pode ser constatada pela presença de minerais hidratados (micas, anfibólios, cloritas) e/ou carbonatos, na maioria das rochas metamórficas.
A pressão de fluidos é a pressão exercida pelos fluidos intersticiais nos minerais e pode equiparar-se à pressão litostática, sendo inferior ou superior à mesma. Se a pressão de fluidos superar a resistência da rocha, ocorrerá fraturamento e perda de fluídos através das fraturas.
É um importante processo para a formação de depósitos minerais onde os minérios se concentram em veios.

O tempo também é considerado um fator importante para o metamorfismo. Em muitos casos, reações metamórficas se processam de maneira relativamente lenta em resposta às mudanças nas condições físicas, formando-se associações minerais e texturas "mistas", que registram toda a série de mudanças que a rocha sofreu adaptando-se continuamente às novas condições.

Quanto às mudanças químicas e temperaturas, temos :

metassomatismo : A temperatura pode ter papel mais ou menos ativo. É dividido em dois tipos: um ligado a soluções hidrotermais e pneumatolíticas que emanam de intrusões durante o metamorfismo de contato e originam frequentemente valiosas jazidas. O outro, frequentemente de âmbito regional, provocado pela migração de frentes iônicas ricas em potássio e sódio. Estas frentes iônicas atuam sobre as rochas pré-existentes, modificando sua composição que tende a tornar-se granítica, denominado granitização ou feldspatização atuando pricipalmente no campo Unterbau.

aloquímico: mudança química sofrida durante o metamorfismo.

isoquímico: transformações metamórficas sem mudança na composição química.

O grau metamórfico refere-se à intensidade do metamorfismo: alto grau implica condições energéticas, de altas temperaturas, enquanto baixo grau define condições brandas, de temperaturas mais baixas. Entre estes dois extremos encontra-se o metamorfismo de médio grau.

Os minerais índices definem as etapas seqüênciais do processo metamórfico. A linha definida pelos locais do primeiro aparecimento de cada um deles no terreno é chamada de isógrada, que separa faixas de disposição mais ou menos paralelas, as zonas metamórficas, estas, recebendo o nome do mineral da isógrada anterior.

CONCEITOS

As fácies metamórficas são definidas pelas associações minerais e rochas características, que indicam as variações do grau metamórfico, essencialmente em função da temperatura e pressão. Com base neste princípio, podemos estabelecer o fato de que as rochas de mesma composição, mas de terrenos distintos, apresentarão paragêneses similares quando submetidas a metamorfismo sob condições idênticas.

Abaixo, estão ilustradas as principais fácies metamórficas de acordo com o tipo de metamorfismo atuante:

Metamorfismo Regional em rochas argilo - potássicas