Metamorfismo

Conjunto de modificações ocorridas no estado sólido na composição e na estrutura de uma rocha que está sujeita a condições de temperatura e de pressão diferentes daquelas em que se formou.
As rochas sedimentares e as rochas magmáticas formam-se num domínio termodinâmico bem definido. As sedimentares formam-se a baixa temperatura e a baixa pressão. As magmáticas formam-se a temperatura mais elevada (650 a 1200 ^oC) e a pressões variáveis, que podem ir de uma atmosfera, no caso das rochas vulcânicas de superfície, a milhares de atmosferas, atingidas a alguns quilómetros de profundidade.
Os minerais são estáveis em domínios bem definidos de pressão e temperatura.Os minerais das rochas formadas a profundidade e que atingem a superfície por ação da erosão ou por efeito de erupções vulcânicas modificam-se. Ocorre alteração. Da mesma maneira, por efeito de afundamento, as rochas vão sendo sujeitas a altas temperaturas e elevadas pressões, transformando-se. É o metamorfismo.O domínio das rochas metamórficas varia entre temperaturas de 50 ^oC a 650-700 ^oC, e a pressão varia entre algumas atmosferas e milhares de atmosferas.
O limite superior do metamorfismo corresponde à fusão total das rochas. Este fenómeno depende em grande parte da hidratação do meio, da temperatura e da pressão. O metamorfismo pode definir-se como o conjunto de modificações ocorridas no estado sólido na composição e na estrutura de uma rocha submetida a condições de temperatura e de pressão diferentes daquelas em que se formou.
Se o metamorfismo assim definido afeta as rochas sedimentares, fala-se de parametamorfismo; se atua sobre rochas magmáticas, designa-se ortometamorfismo; e, finalmente, se atua sobre rochas já metamorfizadas designa-se polimetamorfismo.
No interior do domínio metamórfico, como a temperatura e a pressão apresentam um grande domínio de variação, não se pode falar de um metamorfismo mas de graus de metamorfismo.
Entre os fatores de metamorfismo distinguem-se a temperatura, a pressão e os fluidos de circulação. Atendendo à atuação destes fatores e ao local onde atuam, consideram-se diferentes tipos de metamorfismo, de que se destacam o metamorfismo de contacto, o metamorfismo regional e o dinamometamorfismo.

Fonte: http://www.infopedia.pt/$metamorfismo

Fatores de metamorfismo

Qualquer rocha, quando deslocada para regiões mais profundas pode sofrer alterações ao nível da sua estrutura e da sua composição mineralógica, sem que ocorra fusão. Este processo designa-se de metamorfismo e ocorre em zonas com características distintas que caracterizam o ambiente metamórfico. As rochas provenientes deste processo designam-se então de rochas metamórficas.

Fig. 1 - Ciclo das rochas.

Factores de metamorfismo

 

Tensão

Quando se aplica uma força numa determinada área diz-se que o material está a sofrer um estado de tensão.
Podem então considerar-se dois tipos de tensão que as rochas estão sujeitas no interior da Terra:

Tensões litostáticas - esta tensão resulta da tensão exercida pelo peso da massa rochosa suprajacente; é exercida de igual modo em todas as direcções, para profundidades de 3 km; origina a diminuição do volume dos materiais rochosos, consequentemente aumenta a sua densidade.

Tensões não litostáticas - este tipo de tensão resulta das forças tectónicas (compressivas, distensivas, cisalhamento); produzem uma orientação preferencial dos minerais, que ficam alinhados perpendicularmente à direcção da força.

Calor
À medida que se vão afundando, as rochas vão sofrendo a influência do calor interno da Terra. Calor esse que afecta a mineralogia e a textura de uma rocha, de um modo significativo. O facto da temperatura aumentar quando a profundidade aumenta não é suficiente para que as rochas se fundam, no entanto são provocadas alterações nos seus minerais constituintes. Estabelecem-se então novas ligações atómicas, surgem novas redes cristalinas, ou seja, novos minerais. A este processo dá-se o nome de recristalização.

Outra fonte de calor importante nos processos metamórficos é as intrusões magmáticas. Quando o magma se instala nas rochas suprajacentes, sobreaquece-las originando um processo metamórfico.

No entanto, se as rochas estiverem sujeitas a temperaturas próximas dos 800ºC, os materiais entram no domínio magmático.

Fluidos

Durante o processo metamórfico as rochas podem estar em contacto com fluidos circulantes como por exemplo água. Estas soluções vão reagir com as rochas provocando a sua alteração ao nível da sua composição química e mineralógica.

Tempo

É também necessário considerar o tempo como um dos factores relevantes para a formação de rochas metamórficas visto que os fenómenos relacionados com o metamorfismo são bastante lentos.

Fonte: http://estudante-de-biogeo-11.blogspot.pt/2009/04/metamorfismo-factores.html

Mineralogia das rochas metamórficas
Os minerais que constituem as rochas são mais estáveis em ambientes semelhantes àqueles que estiveram presentes durante a sua formação. Quando essas condições se alteram, os minerais podem experimentar transformações.
Os minerais podem ser transformados originando diferentes texturas e/ou associações, devido a novos arranjos de partículas, ocorrendo desta forma a recristalização.

Alguns minerais são mesmo específicos de ambientes metamórficos e podem caracterizar as condições presentes num determinado contexto metamórfico. De entre esses minerais podemos citar a clorite, a estaurolite, a silimanite, a granada, a cianite, a andaluzite e o epídoto.
A presença de minerais permite inferir das condições de pressão e temperatura em que decorrem os processos metamórficos. Os minerais que permitem caracterizar essas condições são designados minerais-índice.
Tendo em conta ainda as condições de pressão e temperatura que estiveram presentes na formação de uma dada rocha metamórfica, pode considerar-se o metamorfismo de baixo, médio e alto grau.
Fig. 1 - Imagem com os tipos de rocha e os minerais: a ardósia é uma rocha de baixo grau; o filito é uma rocha de transição entre o baixo grau e o médio grau; o micaxisto (não representado) é uma rocha de baixo grau; o ganisse é uma rocha de alto grau.

Fonte: http://estudante-de-biogeo-11.blogspot.pt/2009/04/rochas-metamorficas.html

Tipos de metamorfismo

Tipos de metamorfismo Tendo em conta os contextos de ocorrência do metamorfismo, são habitualmente definidos vários tipos de metamorfismo dos quais se destacam: o metamorfismo de contacto e o metamorfismo regional.
Fig. 1 - Tipos de metamorfismo - metamorfismo de contacto e metamorfismo regional (imagem extraído de: CienTIC).

Metamorfismo regional - este tipo de metamorfismo afecta extensas áreas da crusta terrestre, tendo origem numa sequência de fenómenos relacionados com a formação de cadeias montanhosas (orogenia).
O metamorfismo regional está directamente relacionado com processos de convergência de placas.
Quando as condições de tensão e de temperatura ultrapassam determinados valores, ocorrem processos de fusão parcial entrando-se desta forma no o domínio magmático (transição do metamorfismo para o magmatismo - ultrametamorfismo).
Os principais factores do metamorfismo regional são os fluidos de circulação, tensões e temperaturas.
Metamorfismo de contacto – ocorre em zonas de próximas de intrusão de rochas.
As rochas que se encontram junto à intrusão são sujeitas a elevadas temperaturas, sendo assim, alteradas, desenvolvendo-se uma zona de alteração mineralógica e estrutural, denominada auréola de metamorfismo.
Neste tipo de metamorfismo o factor principal é o calor, daí este processo geológico ser denominado igualmente de metamorfismo térmico.
A extensão da auréola metamórfica depende da dimensão do corpo intrusivo que se instala. As rochas metamórficas que se originam nas zonas mais próximas do corpo intrusivo são designadas, geralmente, de corneanas.
Verifica-se que a variedade de rochas resultantes do metamorfismo de contacto depende do tipo de rocha-mãe (protólito) onde o corpo magmático se instala, ou seja da natureza de rocha encaixante.

Fig. 2 - Intrusão magmática que ocorre no processo geológico representado - metamorfismo de contacto (imagem extraído de: CienTIC).


Fonte: http://estudante-de-biogeo-11.blogspot.pt/2009/05/rochas-metamorficas-cont.html 

Textura das rochas metamorficas

Um critério importante para a classificação das rochas metamórficas é a foliação. A foliação é um aspecto da textura caracterizado pela existência de estruturas planares, resultantes do alinhamento paralelo de certos minerais, por acção de tensões dirigidas. Em relação à foliação, as rochas metamórficas podem ser classificadas em rochas foliadas e rochas não foliadas.

O quadro que se segue resume os principais tipos de foliação.

As rochas foliadas e não foliadas são, por sua vez, classificadas de acordo com a composição mineralógica. No quadro seguinte, estão, sumariamente, caracterizadas principais rochas metamóricas.

Fonte: http://soraiabiogeo.blogs.sapo.pt/10908.html

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Deformação das rochas

As rochas são consideradas como um exemplo de estabilidade e solidez, no entanto, os processos a que estas se encontram sujeitas podem provocar alterações significativas nos materiais geológicos.
Há milhões de anos, que a energia proveniente do interior da Terra provoca a deformação da litosfera. Processo esse que tem sido responsável pela formação das cadeias montanhosas.
A dinâmica da própria litosfera origina forças tectónicas que tendem a deformar os materiais rochosos. Esta deformação pode traduzir-se pelo aparecimento de falhas e dobras nas estruturas geológicas.


As rochas que integram a litosfera, encontram-se sujeitas a forças de tensão. Tensão esta que é considerada a força exercida por unidade de área. Se a mesma força for aplicada em duas superfícies distintas, cada uma delas com diferentes áreas, a tensão aplicada será maior quando a área considerada for menor (vice-versa).
Um estado de tensão pode expressar-se segundo duas componentes, por tensão normal e por tensão cisalhante (tensão de corte). As tensões normais podem ser consideradas compressivas (limites convergentes) ou distensivas (limites divergentes).

Fig. 1 - Diferentes tipos de tensões existentes (imagem extraída de: CienTIC). A deformação pode corresponder a alterações no volume ou a alterações de forma, ou a ambos, simultaneamente. Para cada tipo de tensão ocorre um tipo de deformação. Existem então diferentes tipos de estados de tensão:

- Estado de tensão compressivo – origina falhas compressivas ou inversas, e dobras;

- Estado de tensão distensivo – origina falhas normais ou extensivas, e estiras;

- Estado de tensão cisalhante - origina falhas de cisalhamento.

Fig. 2 - Estruturas tectónicas originadas pela actuação de diferentes tipos de tensões (imagem extraída de: CienTIC).

Comportamento mecânico das rochas
O resultado da deformação de estruturas geológicas, depende de características estruturais das rochas como a pressão e a temperatura a que estão sujeitas.
O comportamento dos materiais quando sujeitos a estados de tensão pode ser elástico ou plástico.

Comportamento elástico – a deformação é reversível e proporcional ao estado de tensão aplicado. Quando a tesão é cessada, o material recupera a forma inicial.

Comportamento plástico – acima do limite de elasticidade (ponto de cedência), a alteração de forma ou de volume dos materiais mantém-se de modo permanente, ou seja, a deformação é irreversível, o material não volta ao seu estado inicial mesmo que cesse a actuação da tensão. Nestes casos, devido à actuação contínua da tensão, as rochas atingem o limite de resistência máxima (limite de plasticidade), entrando em ruptura.

Resumindo, a resposta dos materiais geológicos desde a superfície até profundidades entre os 15 km e os 20 km, traduz-se num comportamento elástico, seguido de ruptura. Diz-se, neste caso, que a deformação ocorre em regime frágil. Nestas circunstâncias, a deformação pode originar falhas.
A profundidades mais elevadas e sob a acção de grandes tensões, as rochas entram, normalmente, em ruptura mais facilmente – comportamento elástico. Neste caso, a deformação diz-se que ocorre em regime dúctil. Nestes casos, tendem-se a formar dobras como resultado das forças de tensão aplicadas.

Fig. 3 - Comportamentos dos materiais geológicos quando sujeitos a diferentes tipos estados de tensão (imagem extraída de: CienTIC).

Diferentes factores, como a temperatura, tensão (tensões litostáticas e não litostáticas), pressão, composição química e mineralógica e o teor em água, variam com a profundidade, provocando diferentes condições que afectam o comportamento dos materiais geológicos.

 

Fonte: http://estudante-de-biogeo-11.blogspot.pt/2009/04/deformacao-das-rochas.html

Estruturas geológicas originadas por deformação: dobras e falhas

Quando se ultrapassa o limite de elasticidade das rochas estas deformam-se permanentemente e em resposta a forças compressivas formam-se dobras.

Dobra - é uma deformação em que se verifica o encurvamento de superfícies originalmente planas. Resultam de rochas com comportamento dúctil.

Podem ser caracterizadas pelos seguintes elementos:

Classificação das dobras segundo a disposição espacial dos elementos:


Antiforma – convexidade da dobra orientada para cima;

Sinforma – convexidade da dobra orientada para baixo;

Dobras neutras – convexidade orientada na horizontal.

Em relação à idade, a dobra pode ser anticlinal se apresentar no seu núcleo as rochas mais antigas, e sinclinal se tiver no seu núcleo as rochas mais recentes.

A orientação das dobras é feita através do levantamento de dois parâmetros:

• Direcção da dobra:

• ângulo entre a linha N-S e a linha de intersecção do plano dado com o plano horizontal (linha horizontal do plano ou directriz).
• Inclinação da dobra: ângulo definido entre a linha de maior declive (pendente) da superfície planar considerada com um plano horizontal, este ângulo varia entre 0º e 90º.
  

 

Falhas

As falhas são deformações associadas a comportamentos frágeis do material geológico. Correspondem a superfícies de fractura, ao longo das quais ocorreram movimentos relativos entre os dois blocos que separam. Surgem quando o limite de plasticidade das rochas é ultrapassado e estão, muitas vezes, associadas a sismos.

Plano de falha – superfície de fractura ao longo da qual ocorreu o movimento dos blocos;

Tecto (bloco superior) – bloco que se encontra acima do plano de falha;

Muro (bloco inferior) – bloco que está situado abaixo do plano de falha;

Rejecto – distância do deslocamento relativo entre os dois blocos da falha;

Inclinação da falha – ângulo definido entre o plano da falha e um plano horizontal;

Direcção da falha – alinhamento horizontal do plano de falha.

Tipos de falhas

De acordo com o movimento relativo entre os dois blocos da falha (tecto e muro), as falhas podem ser classificadas como normais, inversas e de desligamento.

Falha normal

– Tecto desloca-se para baixo relativamente ao muro (ângulo obtuso entre o plano de falha e o plano horizontal). Este tipo de estrutura resulta da actuação de tensões distensivas;

Falha inversa –Tecto desloca-se para cima relativamente ao muro (ângulo agudo entre o plano de falha e o plano horizontal;

Falha de desligamento – O movimento pode ser lateral direito ou lateral esquerdo, se o bloco no lugar oposto da falha, relativamente ao observador, se desloca para a direita ou para a esquerda.

 

Fonte: http://terra-online.blogspot.pt/2010/05/estruturas-geologicas-originadas-por.html