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Revisão
MetamorfismoMetamorfismo
Meta = mudança Morfos = forma
(língua grega)
O metamorfismo corresponde à transformação de uma rocha pré-existente através da acção do calor, da pressão e/ou de fluidos quentes.
O tempo potencia as variáveis anteriores
Quanto mais tempo a rocha estiver nas mesmas condições (P,T) maiores serão as transformações que sofrerá.
Ma
MetamorfismoMetamorfismo
As As ModificaçõesModificações texturais e texturais e mineralógicasmineralógicas representamrepresentam a a adaptaçãoadaptação dada rocharocha original original àsàs novas novas condiçõescondições e e serãoserão tantotantomaismais pronunciadaspronunciadas quantoquanto maiormaior for o for o contrastecontraste entreentre aquelasaquelascondiçõescondições e as do e as do seuseu ambienteambiente de de formaçãoformação..
P1, T1, X
P1, T2, X
P3, T3, X
T3> T2 >T1P3> P2 >P1
P2, T1, X
P2, T2, X
T – temperaturaP – pressãoX - composição
Transformações Isoquímicas∆X ≈ 0 Rocha original = Protólito
Isotérmicas na crosta e manto superior
ZONAS DE SUBDUÇÃO RIFTES
Qual é o gradiente geotérmico médio na crosta ?
FACTORES DE METAMORFISMO
POR
TUG
AL
FER
REI
RA
(197
2)
Qual é o gradiente geobárico médio na crosta ?
DiagéneseDiagénese -- Metamorfismo Metamorfismo –– Fusão parcial Fusão parcial
A DIAGÉNESE é uma modificação da forma, ocorrente no domínio sedimentar. Designam-se porprocessos diagenéticos aqueles que ocorrem a temperaturas inferiores a 200ºC e a pressões inferiores a cerca de 300 MPa (equivalentes a cerca de 3000 atmosferas).
O METAMORFISMO ocorre a temperaturas e pressões superiores a 200ºC e 300 MPa, respectivamente. Estas condições dependem do domíniocrustal considerado e estão dependentes dos processostetónicos, nomeadamente da colisão continental e de fenómenos de subducção.
O limite superior do metamorfismo corresponde aodomínio da FUSÃO PARCIAL HÚMIDA da rocha emquestão. A partir do momento em que a rocha começa a fundir (ULTRAMETAMORFISMO ou ANATEXIA) o processo aproxima-se dos processos ígneos e as estruturas geradas são mais complexas.
DOMÍNIO SEDIMENTAR
DOMÍNIO METAMÓRFICO
DOMÍNIO MAGMÁTICO
Principais processos actuantes Principais processos actuantes no Metamorfismono Metamorfismo
Recristalização – Aumento da dimensão dos cristais, relativamente àrocha original; reporta-se essencialmente a rochas de composição monomineral (ex. siliciosas, calcárias).
Neomorfismo - Aparecimento de novas espécies minerais*, adaptadas a condições de pressão e de temperatura superiores; reporta-se a rochas com mineralogia diversificada ou com minerais de composição químicacomplexa.
* ex. moscovite, clorite, talco, granada, turmalina, serpentina
Metassomatismo - Modificações da composição química das rochaspromovidas pelo contacto com fluidos hidrotermais, que são responsáveis pelaremoção de alguns componentes da rocha e pelo fornecimento de novoscomponentes.
Cataclase – Esmagamento dos componentes da rocha devido a movimentos tectónicos compressivos repetidos; estas rochas, de ocorrência maislimitada, são designadas por milonitos.
Metamorfismo e Tectónica de Placas
• Fundos oceânicos (riftes médio-oceânicos)T muito alta/ P baixa
• Zonas de subducção Elevada P/ Baixa T
• Arcos vulcânicos Baixa P / Elevada T
• Colisão Continente–ContinenteP intermédia/ T intermédia
• Riftes continentais P intermédia / Elevada T
FÁCIES DE METAMORFISMOO QUE É ?
Designa o conjunto de ROCHAS METAMÓRFICAS, independente da sua natureza (origem), que se formaram sob as MESMAS CONDIÇÕES de P e T e é definida pela associação de minerais tipomorfos*presentes numa dessas rochas escolhidas para o efeito.
* MINERAIS TIPOMORFOS
Termómetros e Barómetros das rochas
Ex. polimorfos de Al2SiO5cianite (P elevada) – andaluzite (P e T menores) – silimanite (T elevada)
Sequências de metamorfismo
Diferentes composições de rochas originais (protólitos)
Argilosas, siliciosas, quartzo-feldspáticas, ígneas básicas, ígneas ultrabásicas,…, carbonatadas
Diferentes sequências evolutivas
Menor grau metamorfismo Maior grau
Que tipo de rocha se obtém pelo metamorfismo de…?
Diferentes rochas metamórficas
… deixando para trás toda esta “conversa”
Como Como reconhecerreconhecer umauma rocharochaouou
formaçãoformação metamórficametamórfica ??
MetamorfismoMetamorfismo
O metamorfismo reconhece-se pelas transformações minerais, estruturais e texturais
• Estruturas deformadas
• Orientação dos minerais
• Minerais típicos (novos minerais)
• Texturas típicas
RELATÓRIO DE PETROGRAFIA
Quais os parâmetros a considerar na descrição/classificação de uma rocha metamórfica ?
A. EstruturaB. TexturaC. Descrição
Minerais constituintesAbundância relativaEstado de alteração e outros aspectos gerais
D. Nome
Estrutura
… No Campo
Morfologia e organização interna das formações
[muitas estruturas são herdadas de outras pré-existentesdestacando-se, geralmente, pela existência de deformação
(tectónica) e/ou de recristalização]
… Em Amostra de mão (relatório)
Orientação preferencial dos constituintes da rocha- depende do processo evolutivo e da mineralogia presente
Como avaliar este aspecto ?A rocha apresenta orientação preferencial?
A rocha tem clivagem fácil ?Os constituintes minerais estão dispostos em bandas?
ESTRUTURAS
ESTRUTURAS ISOTRÓPICAS
Os minerais apresentam distribuição e orientação aleatória na rocha. Típica de rochas monominerais que sofreram recristalização. As propriedades mecânicas destas rochas não variam significativamente consoante a direcção considerada.
ESTRUTURAS ANISOTRÓPICAS
Parte ou a quase totalidade dos minerais estão orientados espacialmente, como resposta às tensões aplicadas durante o processo de formação ou deformação da rocha. As propriedades mecânicas destas rochas variam significativamente consoante a direcção considerada.
ESTRUTURAS ANISOTRÓPICAS
ESTRUTURAS COM FOLIAÇÃO
Os minerais, com forma lamelar, dispõem-se em leitos ou camadas conferindo à rocha uma orientação preferencial (direcção de fraqueza mecânica)
ESTRUTURAS COM LINEAÇÃO(não se estudam na aula prática)
Os minerais, fibrosos ou prismáticos alongados, dispõem-se segundo uma direcção preferencial formando alinhamentos
ESTRUTURAS COM FOLIAÇÃO
ESTRUTURAS XISTOSAS
Com foliação muito fina (clivagem xistenta) – típica de rochas constituídas por minerais filitosos de pequena dimensão (minerais argilosos, sericite, clorite, talco)
Sericitoxisto
ESTRUTURAS COM FOLIAÇÃO
ESTRUTURAS LISTRADAS
Foliação fácil – típica de rochas com grande conteúdo em micas (moscovite e biotite). Minerais lamelares e granulares (finos) alternam em leitos.
Micaxisto biotítico
ESTRUTURAS COM FOLIAÇÃO
ESTRUTURAS GNAISSICAS
Foliação muito grosseira, conferida pelas micas, que conferem à rocha uma orientação também grosseira. As micas formam bandas, interrompidas pelos cristais granulares (quartzo, feldspato,..) bem desenvolvidos
Gnaisse biotítico
ESTRUTURAS COM FOLIAÇÃO
ESTRUTURAS PLISSADAS
Para além da foliação, sobrepõem-se microdobras. Aplicável a qualquer dos tipos anteriores
Xisto grafitoso
Factores Geológicos e Engenharia
ESTRUTURAS GEOLÓGICASEstruturas geológicas e problemas geotécnicos
Estruturas geológicas
Propriedades típicas Problemas geotécnicos
Falhas e fracturas
Superfícies muito contínuas; espessura variável
Roturas, instabilidades, acumulação de tensões, infiltrações e alterações
Planos de estratificação
Superfícies contínuas; pequena separação
Roturas, instabilidades e infiltrações
Diaclases Superfícies pouco contínuas, fechadas ou pouco separadas
Roturas, instabilidades, infiltrações e alterações
DobrasSuperfícies de grande
continuidadeInstabilidade, infiltrações e tensões condicionadas pela
orientação
Foliação, xistosidade
Superfícies pouco contínuas e fechadas
Anisotropia em função da orientação
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Linguagem e outros factores distintivosGeologia Engenharia
Devido à independência das terminologias próprias da geologia e da engenharia, cada área dá destaque a aspectos diferentes e os resultados são valorizados de modo distinto, de acordo com as suas especificidades próprias.• Materiais anisotrópicos e heterogéneos, e apresentam propriedades muito variáveis e que sofrem modificações com o tempo.
• Quantificação numérica e a atribuição precisa das propriedades é difícil, ou às vezes impossível de modo a cumprir os requisitos de um projecto.
• Informação geológico-geotécnica - número limitado de reconhecimentos, ocasionando um factor de incerteza que afecta a maioria dos projectos.
• Materiais cujas propriedades variam muito pouco. Podem ser ensaiados em laboratório (betões, aços, etc.) e não existe variação significativa das propriedades com o tempo.
• Dados quantificáveis e susceptíveis de serem modelizados
• Grau de conhecimento muito preciso sobre os materiais de construção
A utilização do conceito de coeficiente de segurança faz parte também da prática da engenharia geológica
Factores Geológicos e Engenharia
LITOLOGIA – Tipos de rochas
Influência da litologia no comportamento geotécnico dos terrenosLitologia Propriedades típicas Problemas
geotécnicosRochas duras
Minerais duros e abrasivos
AbrasividadeDificuldade de escavação
Rochas brandas
Resistência média a baixaMinerais alteráveis
Roturas em taludesDeformabilidade em túneisAlteração das propriedades com o tempo
Solos duros Resistência média a alta Problemas nas fundações com argilas expansivas e com estruturas instáveis
Solos brandos
Resistência baixa a muito baixa
Assentamentos de fundações Roturas em taludes
Solos orgânicos/ biogénicos
Compressibilidade altaEstruturas meta-estáveis Subsidência e colapsos
Texturas
Lepidoblástica
Granoblástica
Porfiroblástica
Mais comuns
Nematoblástica(minerais alongados e estreitos)
Cataclástica e Milonítica(esmagamento dos constituintes)Menos comuns
Textura Textura lepidoblásticalepidoblástica(minerais filitosos)(minerais filitosos)
Micaxisto biotítico(Esmoriz)
Xisto Luzente(Serra da Freita)
Cristalinidade baixa a elevada
Textura Textura granoblásticagranoblástica(minerais granulares)(minerais granulares)
Calcário cristalino fétido(Serra de Sintra)
Mármore rosa(Vila Viçosa)
Quartzito ferruginoso
Grão grosseiro a microgranular (compacta)
Composição simples => recristalização
Textura Textura porfiroblásticaporfiroblástica((porfiroblastosporfiroblastos + matriz fina)+ matriz fina)
Meta
mo
rfis
mo
de C
on
tact
o
Xisto Mosqueado (andaluzítico)(Serra da Freita)
Porfiroblastos: andaluzite, estaurolite, granada, micas…
QuadroQuadro--resumoresumo das rochas metamórficas das rochas metamórficas (Colecção das aulas)(Colecção das aulas)
Tipo de metamorfismo
Rocha de origem
Rocha metamórfica Estrutura Textura Componentesessenciais
CalcárioCALCÁRIO CRISTALINO
(MÁRMORE) CALCÁRIO CRISTALINO
FÉTIDO
Calcite + silicatos de metamorfismo
Grés silicioso
QUARTZITO* Quartzo
TTÉÉRMICORMICOXisto
argilosoXISTO MOSQUEADO Anisotrópica
XistosaPorfiroblástica Matriz + Porfiroblastos
ARDÓSIA Minerais filitosos + quartzo +…
SERICITOXISTO Sericite
CLORITOXISTO Clorite
TALCOXISTO Talco
MICAXISTOS AnisotrópicaListrada
Lepido-granoblástica
Moscovite, Biotite + minerais granulares
finos
GNAISSES AnisotrópicaGnaissica
Grano-lepidoblástica
Minerais granulares (quartzo + feldspato) + micas ou anfíbolas
Xisto argiloso
Rochas ígneas básicas
AnisotrópicaXistosa
LepidoblásticaXisto
argiloso
REGIONALREGIONAL
Isotrópica
Granoblástica
* Geralmente grão mais fino
que os calcários cristalinos
TTÉÉRMICORMICOE E
REGIONALREGIONAL
Sem
folia
ção
Com
folia
ção
MineralogiaMineralogia
Minerais comuns nas rochas metamórficas das aulas :
Sericite – moscovite muito fina Clorite – mica fina esverdeadaTalco – silicato de Mg, muito macio, D=1
Moscovite CalciteBiotite DolomiteFeldspatoQuartzo
Silicatos de alumínio – andaluzite e estauroliteGranada – mineral duro de cor avermelhada
Classificação macroscópica de rochas metamórficas
Como atribuir o Nome à rocha ?
1. Definir o Tipo em função da Estrutura e da Textura
2. Definir o Subtipo de acordo com a mineralogia essencial ou com os porfiroblastos
QUARTZITO - Isotrópico e textura granoblástica – composição siliciosa
MICAXISTO BIOTÍTICO - Anisotrópico listrado e textura lepidogranoblástica, com biotite dominante
XISTO MOSQUEADO ANDALUZÍTICO - Anisotrópico xistento e textura porfiroblástica, com porfiroblastos de andaluzite