As rochas preexistentes, quando sujeitas a um ambiente diferente daquele em que foram formadas sofrem alterações que restabelecem o equilíbrio com o novo ambiente. Por exemplo, qualquer rocha, quando deslocada para regiões profundas, pode ser mais ou menos alterada a nível da composição mineralógica e/ou textura, sem que ocorra fusão. Este processo designa-se por metamorfismo e situa-se no meio-termo entre a diagénese e o magmatismo.
Este fenómeno ocorre em locais com características termodinâmicas (temperatura e pressão) específicas caracterizando o ambiente metamórfico, designando-se como metamórficas as rochas que assim se formam.
Factores de metamorfismo
Existem quatro tipos de factores de metamorfismo que, conjugando-se com diferentes graus de intensidade nos diversos locais da Terra, conduzem à formação de uma grande variedade de rochas metamórficas:
· Pressão/Tensão: a tensão é a força exercida por unidade de área, podendo no interior da Terra existir tensões litostáticas e não litostáticas. A tensão litostática ou confinante resulta do peso das rochas suprajacentes, sendo aplicada igualmente em todas as direcções e provocando a redução do volume e o aumento da densidade das rochas, pela redução do espaço entre as partículas que constituem os minerais. A tensão não litostática ou dirigida é a pressão resultante dos movimentos tectónicos. Essas forças, de natureza compressiva, distensiva (ou de tracção) ou de cisalhamento, provocam a deformação das rochas e o alinhamento dos minerais ou foliação.
· Temperatura: com o aumento da profundidade, as rochas vão sofrendo a influência do calor interno da Terra, do calor resultante da pressão litostática ou do calor resultante da proximidade de uma intrusão magmática. Por acção do calor, certos minerais ficam instáveis e reagem com outros minerais, ficando os elementos da sua rede cristalina dispostos segundo novos arranjos cristalinos. Este processo de recristalização (figura) permite a formação de novos minerais mais estáveis nas novas condições de temperatura, tensão e fluidos envolventes. Caso se ultrapasse o ponto de fusão das rochas a determinada profundidade, tensão ou temperatura, as rochas começam a fundir, iniciando-se a transição do metamorfismo para o magmatismo.
· Fluidos de circulação: as alterações metamórficas que ocorrem quando as temperaturas e a pressão se elevam são muito facilitadas se estiverem presentes fluidos de circulação. Estes fluidos, ao reagirem com os minerais constituintes da rocha, podem dar origem a minerais de composição diferente, por remoção ou introdução de determinados componentes químicos, provocando alterações importantes ao nível da composição química e mineralógica da rocha inicial. Os fluidos de circulação podem ser libertados por magmas ou ter origem na desidratação de certas rochas durante o processo de metamorfização.
· Tempo: todos os fenómenos relacionados com o metamorfismo ocorrem ao longo de grandes períodos de tempo.
Tipos de metamorfismo
Os diferentes tipos de metamorfismo definem-se em função da intensidade relativa dos factores de metamorfismo e da extensão da área atingida.
Metamorfismo de contacto
Neste tipo de metamorfismo os factores determinantes são o calor e a circulação de fluidos. O metamorfismo de contacto localiza-se a baixas profundidades numa zona de contacto com uma intrusão magmática, que aquece e liberta fluidos para as rochas encaixantes. Estas rochas começam a ser metamorfizadas ao longo de uma zona envolvente designada por auréola de metamorfismo ou metamórfica. A extensão desta zona depende da susceptibilidade da rocha metamorfizada, bem como da dimensão e temperatura da intrusão.
O grau de metamorfismo diminui com o aumento da distância à intrusão magmática. Como a tensão tem, neste tipo de metamorfismo, um papel pouco importante as rochas originadas não apresentam foliação. Os fluidos que se libertam na zona de contacto circulam nas rochas encaixantes e no próprio corpo magmático, promovendo reacções químicas que levam à formação de novos minerais.
As rochas conhecidas como corneanas resultam da alteração das rochas encaixantes, que estão em contacto directo com o magma da intrusão. Os quartzitos e o mármore são exemplos de outras rochas formadas sobre influência do calor das intrusões, respectivamente, a partir da recristalização de arenitos e calcário.
Metamorfismo regional
A maior parte das rochas metamórficas que fazem parte da crusta terrestre resulta, geralmente, de metamorfismo regional. Este tipo de metamorfismo actua em extensas áreas a profundidades de temperatura e tensões elevadas, geralmente associadas a fenómenos tectónicos que ocorrem nos limites convergentes de placas, relacionando-se com processos orogénicos. Nestes limites o aumento de espessura da crusta é responsável pelas elevadas pressões litostáticas e altas temperaturas no seu interior, enquanto a compressão tectónica devida à convergência de placas que gera tensões não litostáticas ou dirigidas.
O xisto e o gnaisse são bons exemplos de rochas formadas sob estas condições, e apresentam foliação, pois a pressão não litostática é um dos factores determinantes neste tipo de metamorfismo.
No limiar do metamorfismo define-se um domínio de transição para o magmatismo – o ultrametamorfismo -, em que se originam rochas com uma parte clara que chegou a fundir e outra parte escura, metamórfica, formada por minerais de ponto de fusão mais alto que resistiram a fusão.
Mineralogia das rochas metamórficas
Existem minerais, como a calcite e o feldspato, que são estáveis em várias condições de pressão e temperatura, sendo comuns a rochas metamórficas, sedimentares ou magmáticas. Existem no entanto minerais, como a andaluzite a silimanite, que são polimorfos de fórmula (Al2SiO2), exclusivos das rochas metamórficas, que se formam apenas dentro de certos valores de pressão e temperatura pelo que a sua presença numa rocha permite inferir as condições em que ela se formou – minerais-índice, que funcionam como”paleotermómetros” e “paelobarómetros”. Outros minerais exclusivos das rochas metamórficas são a estaurolite, epídoto, granada, cordierite, clorite, …
O aumento progressivo das condições de pressão e temperatura relaciona-se com diferentes graus de metamorfismo – de baixo grau, grau intermédio e de alto grau – que são acompanhados pelo aumento da intensidade dos fenómenos de recristalização e pelo aparecimento de certos tipos de minerais-índice. Uma dada rocha original pode assim originar diferentes tipos de rochas metamórficas, conforme as condições e o grau de metamorfismo a que é sujeita.
As diferentes zonas metamórficas são delimitadas por superfícies de igual grau de metamorfismo, chamadas isógradas, sendo definidas pelos pontos onde ocorrem pela primeira vez determinados minerais-índice.
Quanto maior o grau de metamorfismo, maior a diferença entre as rochas finais e as que lhe deram origem, de modo que um gnaisse, por exemplo, pode derivar de rochas tão diferentes como argilitos, arenitos ou granitos.
Rochas metamórficas
As rochas metamórficas classificam-se com base na sua textura , pois a composição química e mineralógica não são relevantes para a sua classificação. Assim, determina-se que em termos texturais existem dois tipos principais de rochas metamórficas:rochas foliadas e rochas não foliadas.
A foliação é consequência da acção das tensões dirigidas no metamorfismo regional, e pode estar relacionada com a presença de certos minerais com hábito tabular/lamelar, como as micas. Estas, sob acção de tensões dirigidas (não litostáticas), tendem a ficar orientadas numa posição perpendicular à da tensão que afectou a rocha. Tipos de rochas foliadas são as ardósias, filitos, xistos e gnaisses – por esta ordem crescente de grau de metamorfismo. A foliação da rocha pode ser muito evidente ou mais subtil, sendo necessária, por vezes, uma observação ao microscópio petrográfico para determinar o tipo de textura com maior precisão.
Tipos de foliação
Clivagem – frequente em rochas de baixo grau de metamorfismo. A clivagem pode ser reconhecida em rochas metamórficas como as ardósias e os filitos. Os processos metamórficos provocam a orientação paralela dos minerais lamelares, como a moscovite e os minerais de argila. Este tipo de estrutura conduz ao aparecimento de planos de clivagem favoráveis à existência de fissilidade (facilidade de a rocha se dividir em lâminas). O filito possui ainda um brilho sedoso/lustroso nas superfícies de foliação, resultante da presença de minerais micáceos.
Xistosidade – frequente em rochas de médio grau de metamorfismo. Ocorre um maior desenvolvimento dos cristais devido ao aumento do grau, nomeadamente de micas, quartzo e feldspatos. Estes minerais são, por isso, mais facilmente distinguidos à vista desarmada. A xistosidade é uma forma de foliação desenvolvida pela orientação paralela de minerais tabulares e lamelares em rochas metamórficas de grão grosseiro, como os micaxistos, que já apresentam menor fissilidade que a ardósia e o filito.
Bandado gnáissico – frequente em rochas de alto grau de metamorfismo. É um tipo de foliação gerada por diferenciação em bandas alternadas de minerais escuros e claros por efeito de tensões dirigidas. O bandado forma-se devido aos intensos fenómenos de recristalização, nomeadamente de minerais não lamelares, como o quartzo e o feldspato, que se vão separando de outros como a biotite e as anfíbolas, formando-se bandas alternadas destes minerais que lhe conferem o bandado característico. Este tipo de foliação pode ser identificada em rochas como a gnaisse.
Outro tipo de textura é a textura não foliada, ou granoblástica. Rochas como o quartzito, o mármore e as corneanas apresentam textura granoblástica e por vezes ao o resultado de processos metamórficos relacionados com o metamorfismo de contacto
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