Rochas Magmáticas

Calçada dos gigantes, Irlanda do Norte

Etna

Substância líquida, formada por uma

mistura complexa de silicatos no estado

de fusão ( entre 800ºC a 1500ºC ), com uma

percentagem variável de gases

dissolvidos (vapor de água, dióxido de

carbono, óxidos de enxofre, ácido

sulfídrico, metano, amoníaco, entre

outros), podendo conter ainda cristais em

suspensão.

Magma

As rochas magmáticas resultam da

consolidação/arrefecimento do magma.

Vulcão Etna

Por consolidação do

magma originam-se

rochas MAGMÁTICAS

- intrusivas ( A) e

rochas extrusivas (B).

B

A

Os magmas originam-se, geralmente, em locais

tectonicamente ativos ( ex. limites de placas

litosféricas convergentes e divergentes ), a

partir da fusão das rochas da crusta e do

manto superior.

ONDE SE FORMA O MAGMA?

Convergentes

Divergentes

Transformantes

ou conservativos

Limite divergente

Limite divergente

À medida que as rochas se vão formando a

partir da consolidação do magma (e originando

a crosta oceânica), vão sendo arrastadas para

cada um dos lados da dorsal oceânica, em

direção ao continente.

Ex: Cordilheira dos Andes

Limite convergente – oceânica –

continental

Limite convergente – oceânica –

oceânica

Limite convergente – 2 placas

continentais

Será que a terra está a aumentar o

seu diâmetro?

• O fundo oceânico

forma-se ao longo das

dorsais oceânicas.

• Expande-se lentamente

para os lados como um

tapete rolante.

É consumido prova-velmente em fossasprofundas, as fossasoceânicas ou zonas desubducção.

FALHAS TRANSFORMANTES

LIMITE CONSERVATIVO

Falha de Santo André

Fatores que contribuem para a

formação de magma.

• Fusão por diminuição

da pressão

• Fusão por hidratação

TEMPERATURA

Fatores que contribuem para a

formação de magma.

• RIFTE• ZONA DE

SUBDUCÇÃO

Fatores que contribuem para a

formação de magma.

• TEMPERATURA

• DIMINUIÇÃO DA PRESSÃO ( ZONAS DE

RIFTE E PLUMAS TÉRMICAS)

• PRESENÇA DE ÁGUA – DIMINUI A

TEMPERATURA DE FUSÃO DA ROCHA

O comportamento do magma, nomeadamente a

sua viscosidade, é condicionado, entre outros

aspetos, pela:

✰ Temperatura;

✰ Composição Química ( % sílica );

✰ Teor em voláteis

Kilauea, Hawai

Quanto maior for a riqueza do magma em

sílica, mais baixa é a temperatura necessária

para o manter no estado líquido maior

viscosidade.

➮ Magma Basáltico

➮ Magma Andesítico

➮ Magma Riolítico

Kilauea, Hawai

Magma basáltico – contém cerca de 50 % de sílica ( SiO2 );

Magma andesítico – contém cerca de 60 % de sílica;

Magma riolítico – contém cerca de 70 % de sílica

CARACTERÍSTICAS

MAGMA TEOR EM

SÍLICA

TEOR EM

ÁGUA

PONTO DE

FUSÃO

VISCOSIDADE ORIGEM

RIOLÍTICO

(ácido)

70% ou

mais

BASÁLTICO

(básico)

70% ou

mais10-15%

Baixo

(~800ºC)Alta

Crosta

continental

50% ou

menos

Alto

(~1200ºC)1-2%

BaixaManto

Superior

Magmas basálticos – riftes e pontos quentes

Magmas andesíticos – zonas de subducção

Magmas riolíticos – colisão de placas continentais

✰ Com pequena quantidade de gases dissolvidos;

✰ Sílica – 50 %;

✰ Expelido ao longo dos riftes e pontos quentes;

✰ Com origem na fusão parcial de rochas do manto ( peridotito );

✰ Temperatura mais elevada e maior fluidez.

✰ Corresponde a 80 % de todos os magmas que alimentam os

vulcões.

Kilauea, Hawai

Rifte

MAGMA

BASÁLTICO

MAGMA BASÁLTICO

Uma pluma ascende do limite núcleo- manto, originando uma pluma quente

e turbulenta. Quando a frente de pluma alcança o topo do manto, achata,

gerando um volume muito grande de magma basáltico.

HIPÓTESE DAS PLUMAS TÉRMICAS

BASEIA-SE EM...

- Mecanismos de convecção complexos e profundos comorigem no limite Núcleo-Manto.

Rochas do manto são aquecidas

< densidade

HIPÓTESE DAS PLUMAS TÉRMICAS

HAVAI

HAVAI

HAVAI

HAVAI

HAVAI

HAVAI

HAVAI

Peridotito com granada ( mineral )

Basalto

Gabro

✎ Consolidação de magma

basáltico em câmaras magmáticas

Gabro ( rocha plutónica )

✎ Magma basáltico expelido em

erupções de lava consolidação

à superfície Basalto ( rocha

vulcânica ) (com textura pouco

cristalina podendo ter

componente vítrea, dependendo

da velocidade de arrefecimento).

Popocatepetl, México

✰ Contém bastantes gases dissolvidos;

✰ Sílica – 60%

✰ Forma-se nas zonas de subducção, de uma placa oceânica sob

uma placa continental;

✰ Composição complexa, dependente da quantidade e qualidade

do material subductado ( água, sedimentos – com H2O nos poros e

ricos em argila; mistura de material – crosta oceânica + crosta

continental )

✰ Corresponde a 10 % de todos os magmas que alimentam os

vulcões.

A presença de água retida nos sedimentos

transportados pela placa facilita a fusão dos materiais.

A litosfera oceânica em subducção contém água aprisionada nos sedimentos.

À medida que esses sedimentos são transportados para baixo, aquecem,

expelindo água sob a forma de vapor.

Esse vapor ajuda a induzir a fusão do manto e também da placa descendente.

Diorito

Andesito

Consolidação de magma andesítico

em profundidade Diorito

Consolidação de magma

andesítico à superfície

Andesito

➮ Contém elevada quantidade de gases dissolvidos;

➮ Sílica – 70 %;

➮ Forma-se por fusão de rochas da crusta continental ricas em

H2O e CO2;

➮ Viscoso e com menor temperatura;

➮ Ocorre em zonas de choque de placas continentais (

cadeias montanhosas );

➮ Corresponde a 10 % de todos os magmas que alimentam os

vulcões

A presença de água faz baixar o ponto de fusão dos materiais. Este efeito deixa de se

verificar a baixas pressões, isto é, em zonas perto da superfície.

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.

Granito

Riolito

Magma riolítico consolida em

profundidade granito

Magma riolítico consolida à

superficie Riólito

A – Vulcanismo de subducção ( colisão de duas placas oceânicas );

B – Vulcanismo intraplaca oceânico ( ponto quente );

C – Vulcanismo de vale de rifte;

D – Vulcanismo de subducção ( colisão de uma placa oceânica com uma

placa continental );

E – Vulcanismo intraplaca continental

Quartzo

Inorgânico

Composição química definida

Natural

Sólido e Cristalino

Quartzo

Actividade prática - enxofre

1. Observa atentamente a figura 1 referente a uma atividade prática realizada.

Figura 1

1.1. Em que região do cadinho o enxofre arrefeceu mais rapidamente?

1.1. O enxofre arrefeceu mais rapidamente na zona 2, junto às paredes do

cadinho. No centro do cadinho (zona 1) o arrefecimento foi mais lento.

1.2. Em que zona do cadinho se formaram cristais de enxofre mais

desenvolvidos?

1.2. Formaram-se cristais de enxofre mais desenvolvidos no centro do

cadinho. Junto às paredes do cadinho formaram-se cristais mais pequenos.

1.3. Apresenta uma explicação para as diferenças de tamanho dos cristais

formados nas zonas 1 e 2?

1.3.

Na zona 1, no centro do cadinho, o arrefecimento e

solidificação do enxofre foram mais lentos, logo os cristais

tiveram tempo para se desenvolver. Originaram-se, por isso

cristais bem desenvolvidos.

Na zona 2, junto às paredes do cadinho, o arrefecimento e

solidificação do enxofre foram rápidos, logo os cristais não

tiveram tempo para crescer. Originaram-se, assim, cristais

de reduzidas dimensões.

1.4. Como já sabes, as rochas plutónicas resultam do arrefecimento do magma

em profundidade e as rochas vulcânicas resultam do arrefecimento do magma

à superfície. Indica, justificando, qual destes dois tipos de rochas (plutónicas

ou vulcânicas) deverá apresentar cristais bem desenvolvidos, visíveis a olho

nu?

1.4.

As rochas que deverão apresentar cristais bem desenvolvidos, visíveis a olho

nu, são as plutónicas.

O magma que dá origem a rochas plutónicas arrefece e solidifica em

profundidade e, por isso, lentamente. Assim, os cristais têm tempo para se

desenvolver, atingindo dimensões que permitem a sua observação a olho nu.

O magma que dá origem a rochas vulcânicas arrefece e solidifica à superfície

e, por isso rapidamente. Assim, os cristais não têm tempo para crescerem,

apresentando, por isso, dimensões reduzidas, só sendo possível a sua

observação usando-se um microscópio.

As rochas magmáticas plutónicas

formam-se a partir do arrefecimento e

solidificação do magma em

profundidade.

O arrefecimento do magma é lento,

podendo formar-se cristais bem

desenvolvidos, visíveis, na rocha, a olho

nu.

O granito, por exemplo, é uma rocha plutónica.

As rochas magmáticas vulcânicas

formam-se a partir do arrefecimento e

solidificação do magma à superfície ou

muito próximo dela.

O arrefecimento do magma é rápido e, por

isso, formam-se cristais de pequenas

dimensões, não visíveis, na sua maioria, a

olho nu. Se o arrefecimento do magma for

muito rápido podem nem se formar

cristais.

O basalto e a obsidiana, por exemplo, são

rochas vulcânicas.

A cristalização é condicionada pelos seguintes

factores externos:

❀ Agitação do meio

❀ Espaço disponível

❀ Temperatura

❀ Tempo

Ambiente mais calmo, maior espaço

disponível, menor temperatura,

processo lento cristais mais

desenvolvidos e perfeitos.

Quartzo

As propriedades dos minerais estão

relacionadas com a sua composição

química e estrutura interna.

Quartzo ametista

As formas dos cristais não dependem apenas das condições externas

que determinam a sua génese. Fatores internos contribuem também

para a sua organização espacial interna e, consequentemente, para as

formas que assumem.

A forma dos cristais é dependente de fatores

externos, mas a estrutura cristalina é constante e

independente desses fatores

A estrutura cristalina implica uma disposição ordenada dos

átomos ou iões, que formam uma rede tridimensional que

segue um modelo geométrico regular e característico de cada

espécie mineral.

Deve-se a Bravais (1850) a teoria reticular segundo a qual a rede cristalina éformada por fiadas de partículas ordenadas ritmicamente segundo diferentesdirecções do espaço.

Estrutura

de um

cristal

Repetição triperiódica de um motivo, isto

é, conjunto de átomos, moléculas, iões

com geometria definida e orientação

constante nas três direções do espaço

Malha elementar ou motivo cristalino – unidades que se repetem e

caracterizam a rede cristalina.

Nós- designação adoptada para cada ponto da rede, onde se localizam

partículas elementares, cuja massa se considera concentrada no seu centro

de gravidade.

Fiadas- alinhamentos das partículas em direções definidas por dois nós

consecutivos e iguais.

Planos reticulares- planos definidos por duas fiadas não paralelas.

As faces correspondem a planos reticulares.

Os vértices correspondem aos nós.

As arestas correspondem a fiadas de

partículas.

A forma dos cristais depende de factores internos como a sua

estrutura cristalina – disposição ordenada de átomos ou iões

segundo diferentes direcções do espaço ( rede tridimensional ).

O arranjo interno das partículas da matéria cristalina pode traduzir-

se pelo aparecimento de uma forma poliédrica com faces, arestas e

vértices.

Mas em grande parte dos cristais, essa forma poliédrica não é

visível devido às condições não ideais de cristalização. Nesta

situação formam-se minerais informes, isto é, sem superfícies

planas.

CRISTAL EUÉDRICO –

mineral totalmente limitado

por faces bem desenvolvidas.

CRISTAL SUBÉDRICO – o mineral

apresenta faces parcialmente bem

desenvolvidas.

CRISTAL ANÉDRICO – o mineral não

apresenta qualquer tipo de faces.

Turmalina Pirite

Feldspato

Cobre nativo

Em condições ideais, o arranjo interno pode traduzir-se

externamente no aparecimento de uma forma poliédrica,

com faces, arestas e vértices. No entanto, na maioria dos

cristais essa forma poliédrica não é visível.

TIPOS DE CRISTAIS

As propriedades de um cristal são

condicionadas pela(s):

-organização espacial das suas partículas;

-natureza química das partículas;

-proporções em que se encontram as partículas na

rede;

- forças de ligação que mantêm as partículas em

oscilação em torno das suas posições de equilíbrio.

Por vezes, as partículas não

se dispõem regularmente no

espaço não chegando a

atingir o estado cristalino.

A matéria nestas condições

tem textura amorfa ou

vítrea.

Ausência de ordenação interna

Matéria amorfa ou vítrea

Silicatos – um caso particular

Os silicatos constituem cerca de 85% do peso e do

volume da crosta terrestre.

A estrutura mais comum dos silicatos é o tetraedro

(SiO4)4- que, por não ser electricamente neutro, tende a

polimerizar formando conjuntos complexos.

Diamantes

Ocorrência de substâncias minerais com a

mesma composição química e redes

cristalinas diferentes.

O carbono pode cristalizar em dois minerais diferentes – o diamante e a grafite,

com arranjos diferentes dos átomos de carbono que os constituem.

Diamante Grafite

Calcite

Calcite

Aragonite

Aragonite

O carbonato de cálcio ( CaCO3 ) pode originar dois minerais diferentes – a calcite e a aragonite.

Isomorfismo

• Minerais com composição química

diferente mas com a mesma estrutura

cristalina e formas externas semelhantes.

Série isomorfa ou solução sólida –

conjunto de minerais que mantendo a

sua estrutura variam a composição

química.

Sendo constituídos por

cristais de mistura ou

misturas sólidas

Série isomorfa das

plagioclases – um grupo

de feldspatos em que os

iões Na+ e Ca2+ se podem

intersubstituir dado serem

muito semelhantes. O

mesmo sucede entre os

iões Si 4+ e Al 3+.

ROCHAS MAGMÁTICAS OU ÍGNEAS

Nota: Diferentes condições de formação e de magmas na sua génese

Rochas magmáticas apresentam diferentes aspectos.

Rochas intrusivas,

plutónicas ou plutonitos

Rochas extrusivas,

vulcânicas ou vulcanitos

O magma consolida em profundidade. O magma consolida à superfície.

Ex: Granito, Diorito,

Gabro, PeridotitoEx: Riólito, Andesito, Basalto

Paisagem granítica, Califórnia

✰ COR

✰ TEXTURA

✰ COMPOSIÇÃO QUÍMICA E

MINERALÓGICA

A cor da rocha está relacionada com o tipo de

minerais mais abundantes que entram na sua

constituição.

❀ Minerais félsicos ( feldspato + sílica ) –

de cor clara. Ex.: quartzo, feldspato e

moscovite

Feldspato

Quartzo

Piroxena

Biotite

❀ Minerais máficos ( magnésio +

ferro ) – de cor escura. Ex:

piroxena, olivina, anfíbola, biotite.

Rocha

Hololeucocrata

Rocha

Leucocrata

Rocha

mesocrata

Rocha

melanocrata

Rocha

Holomelanocrata

ou ultramáfica

Tons muito claros; só apresenta

minerais félsicos. Ex: alguns sienitos

Tons claros; com predomínio de

minerais félsicos. Ex. Granito e Riólito

Tonalidade intermédia; minerais félsicos e

máficos em proporções idênticas. Ex. Diorito

e Andesito

Tons escuros; com predomínio de minerais

máficos. Ex. Gabro e basalto

Tons muito escuros; só apresenta minerais

máficos. Ex. Peridotito.

Composto predominante nas rochas ígneas é o silício, que se encontra

associado ao oxigénio constituindo óxidos (SiO2 ).

Com base na riqueza em sílica (SiO2), as rochas magmáticas dizem-

se:

CLASSIFICAÇÃO % DE SÍLICA ROCHAS

Ácidas 65/70 granito e riólito

Intermédias 65-52 sienito, traquito, diorito e andesito

Básicas 52-45/43 gabro e basalto

Ultrabásicas 45/43 peridotito e kimberlito

Aspecto geral da rocha resultante das dimensões, forma e arranjo dos

minerais constituintes.

Textura granular ou fanerítica –com cristais visíveis a olho nú. Típica

de rochas plutónicas que sofreram um arrefecimento lento em

profundidade, o que permitiu o desenvolvimento de cristais.

Textura agranular ou afanítica – com cristais muito pequenos,

indistintos a olho nú. Típica de rochas vulcânicas que sofreram um

arrefecimento rápido à superfície, o que não permitiu o crescimento dos

cristais.

Textura vítrea – nenhum dos minerais da rocha se encontra

cristalizado,; traduz um arrefecimento muito rápido à superfície.

Porfírica – grandes cristais – fenocristais – dispersos

no seio de uma matriz afanítica ou fanerítica de grão

fino. O termo porfiróide é utilizado para

granitos.

Pegmatítica – minerais muito desenvolvidos

(centimétricos a decimétricos) e frequentemente com

grande perfeição morfológica.

Vesicular – rocha com pequenas cavidades

(vesículas) de forma variada (tipicamente esferóides),

parcialmente preenchidas (textura amigdalóide)

ou não por minerais secundários; textura típica de rochas

vulcânicas. São exemplos o basalto vesicular, a pedra

pomes e a escória vulcânica.

Textura Fanerítica

Textura Afanítica Textura vítrea

ASSOCIAÇÕES DE MINERAIS

❀ Minerais Essenciais – minerais que conferem carácter à rocha

e determinam a sua designação. Ex: Quartzo, feldspato,

moscovite,biotite, piroxena, anfíbola e olivina.

❀ Minerais acessórios – minerais que não afetam o aspeto

fundamental, ocorrem em diminutas quantidades e, geralmente,

só são visíveis ao microscópio. Ex: magnetite, zircão, apatite,

turmalina, etc.

Tendo em conta a composição mineralógica, podem formar-se

agrupamentos de rochas chamadas famílias.

Fanerítica

ou granular

Afanerítica

ou agranular

Textura

C orLeucocratas Mesocratas Melanocratas Ultramáficas

Melanocrata e granular Melanocrata e agranular

Andesito – mesocrata e afaníticaDiorito – mesocrata e fanerítica

Riólito – leucocrata agranular Granito – leucocrata granular

Basalto – piroclastos rugosos, irregulares e porosos

Escória basáltica porosa devido à libertação dos gases e com os minerais de ferro oxidados

Processos que podem ocorrer durante a evolução de

um magma até à formação de rochas magmáticas:

✰ cristalização fracionada;

✰ diferenciação gravítica;

✰ assimilação magmática.

Diferenciação

magmática

O magma é uma mistura de substâncias minerais, com

pontos de solidificação diferentes.

Cristalização desses minerais a temperaturas diferentes,

num magma residual cuja composição varia

continuamente.

CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA ( realizada em tempos

diferentes )

Quando um magma ( basáltico ) começa a arrefecer, ocorre a génese

dos minerais segundo uma ordem definida, da qual resulta uma

diferenciação magmática por cristalização fraccionada.

A diferenciação magmática é um processo que, a partir do mesmo

magma, conduz à formação de magmas com composição diferente.

Magma

Basáltico

Magma

Andesítico

Magma

Riolítico

A sequência de cristalização dos minerais

(cristalização fraccionada ) é conhecida

por SÉRIES REACCIONAIS DE BOWEN.

Primeiro cristalizam os minerais de

ponto de fusão mais elevado e,

seguidamente, os de ponto de fusão

mais baixo.

Temperatura Sequência de cristalização dos minerais

( sequência de Bowen )

Rochas

Ígneas

Alta

temperatura

Baixa temperatura

Peridotito

Basalto

Gabro

Andesito

Diorito

Riólito

Granito

Olivina

Piroxena

Anfíbola

Biotite

Anortite ( + Ca 2+ )

Albite ( + Na+ )

Feldspato potássico /

ortóclase

Moscovite

Quartzo

1200ºC

500ºC

Plagióclases

Na sequência de Bowen consideram-se duas séries de reacções:

❀ Série descontínua ou série dos minerais ferromagnesianos;

❀ Série contínua ou série das plagióclases.

SÉRIE DESCONTÍNUA OU DOS MINERAIS FERROMAGNESIANOS

Durante o arrefecimento, os

minerais, ao reagirem com o

magma residual, originam novos

minerais com uma composição

química e uma estrutura cristalina

diferentes.

Todos os minerais desta série possuem

ferro ( Fe ) e magnésio ( Mg ).

Anortite

Albite

SÉRIE CONTÍNUA OU DAS PLAGIÓCLASES

Nas plagiocláses o cálcio vai sendo

progressivamente substituído pelo

sódio, originando plagióclases de

composição gradualmente diferente,

mas que mantêm a sua estrutura

interna.

Após a cristalização dos minerais das duas séries, o magma residual

apresenta um baixo teor em Fe e Mg e pode apresentar um elevado teor

em sílica ( SiO2 ), K+ e Al forma-se a moscovite, feldspato potássico e

quartzo.

Quartzo último mineral a cristalizar ( ponto

de fusão mais baixo ) ocupa os espaços

existentes entre os minerais já formados.

Quartzo formado a baixas temperaturas

mais estável quando sujeito a meteorização à

superfície.

Quartzo

Durante a consolidação, os cristais formados podem ir-se separando do

magma residual e, assim, um mesmo magma original pode originar rochas

diferentes.

Se a pressão comprime o local onde se formam os cristais, o magma residual

tende a escapar por pequenas fendas, enquanto os cristais ficam no local da

sua formação.

Se os cristais são menos densos ou mais densos do que o líquido residual,

eles deslocam-se para o cimo ou para o fundo da câmara magmática,

respectivamente e, tendem a acumular-se por ordem da sua formação e por

ordem das suas densidades Diferenciação gravítica.

As últimas fracções do magma ( água, voláteis, sílica e outros solutos

minerais ) – soluções hidrotermais podem preencher fendas das rochas e

solidificar, originando filões.

Filão

Praia de Ribeira D´Ilhas

Durante a ascensão do magma, este

atravessa rochas encaixantes a uma menor

temperatura, pelo que vai reagindo com

elas e alterando a sua composição inicial.

Xenólitos de granito ( arrancados durante a

ascensão de magma ) em basalto

Importante

Diferenciação… um processo

em descoberta

Diferenciação… um processo

em descoberta• Os magmas não arrefecem uniformemente

Variações locais na

composição do magma.

• Alguns magmas são imiscíveis

Quando coexistem cada um

forma os seus cristais.

Diferenciação… um processo

em descoberta• Os magmas imiscíveis e miscíveis

Originam cristais diferentes daqueles

que originariam isoladamente.

• Durante a consolidação pode ocorrer

assimilação de rochas encaixantes

O que modifica a composição do mesmo.