Rochas Metamórficas

Marco Antonio Barcelos Lima

A palavra metamorfismo vem do grego meta-mudança e morfos-forma.

Trata-se de um processo de transformação da composição mineral e/ou da sua textura da rocha com a simultânea manutenção da composição química original do protólito.

Podemos então definir Metamorfismo como sendo um processo por meio do qual as rochas (ígneas, sedimentares ou mesmo metamórficas) sofrem transformação de sua composição mineralógica, textura e estrutura.

Adaptação a um novo ambiente interno-endógeno.

   Paralelamente pode ocorrer a perda de componentes voláteis. É um processo que ocorre fundamentalmente isoquímico em estado sólido. No entanto os fluidos jogam papel de primeira importância como meio de difusão iônica.

    Os principais fatores que determinam o resultado final da transformação, isto é, a composição mineral e a textura do rocha metamórfica são:
    a) Temperatura;
    b) Pressão;
    c) Tempo;
    d) Movimentação Mecânica
    e) Voláteis

   Não há fusão (as fases permanecem sólidas).

As rochas metamórficas atingem aproximadamente 15% do volume da crosta.
 

Fatores:
Tipos de Metamorfismo

Os tipos de metamorfismo podem ser classificados de acordo com a ação de pressão, temperatura e deformação que afetam as rochas. Os mais comuns são metamorfismo de contato e metamorfismo regional.

1. Decorrente da Tectônica e/ou ação de corpos ígneos
       a) Metamorfismo Regional
       b) Metamorfismo Dinâmico ou Cataclástico
       c) Metamorfismo de Contato ou Termal

2. Independente da Tectônica
a) Metamorfismo de Impacto
b) Metamorfismo de Soterramento ou Enterramento

O metamorfismo regional ocorre em grande escala na formação de cadeias de montanhas (orogênese), onde as rochas são sujeitas as pressões e temperaturas elevadas e deformação intensa. As rochas regionalmente metamorfizadas ocupam faixas de centenas de quilômetros, sendo típicas de terrenos pré-cambrianos, ( mas não somente), e constituem uma grande variedade de ardósios, filitos, xistos e gnaisses, de diversas composições.

Metamorfismo regional: transformação ocorre devido a mudança de P e T.

O metamorfismo de contato ou termal é resultado de aquecimento através de intrusão de um corpo ígneo que aumenta a temperatura das rochas encaixantes. As rochas mais próximas à intrusão sofrem efeitos de temperatura maior que decresce com a distância relativa ao corpo. Sem um efeito de pressão e deformação, e somente da temperatura, há cristalização e crescimento dos minerais metamórficos num arranjo aleatório, ou seja sem foliação. A rocha típica do metamorfismo de contato é denominada hornfels.

Metamorfismo de contato: transformação da mineralogia ocorre devido a mudança de T.

3.  Metassomatismo

Trata-se de um caso especial de metamorfismo ocorre quando o sistema rochoso está aberto a passagem de grandes quantidades de fluidos. Nesse processo há perda ou ganho de elementos de uma rocha devido o fluxo de fluidos, sendo que a razão fluido-rocha é grande. Em geral, quando isso não ocorre, a perda é apenas de H₂O (desidratação) ou de CO₂ (descarbonatação), sem que haja uma mudança significativa na composição química da rocha original.

O melhor critério de metassomatismo é a preservação de texturas originais da rocha, preservando as formas e tamanho dos minerais originais. Um bom exemplo desse é de serpentinização da olivina com perda de Mg e Si e ganho de H₂O, que pode ser ilustrado com a reação:

 5Mg₂SiO4 + 4H₂O + 6H⁺ →  2Mg₃Si₂O₅(OH)₄ + 4Mg²⁺ + Si⁴⁺ + 6OH ⁻

olivina                                   serpentina

Há mudanças de composição (às vezes intensas) ao longo do processo, pela permuta de elementos do protolito e das fases fluidas (hidratação, carbonatação). O sistema é aberto.

1. Mudanças provocadas pelo metamorfismo

a) Texturais: Os grãos de minerais sofrem recristalização, mudando sua forma externa e, ou adquirem orientação preferencial em uma direção;
b) Estruturais: As feições macroscópicas da rocha inicial (protolito) também se orientam e, ou se deformam e, ou demonstram sinais de rupturas e fraturamento, como resposta a forças intensas que atuam sobre ela.

2. Metamorfismo independente da tectônica
 

a) Independentes de movimento tectônico - Metamorfismo de impacto
Exemplo:Queda de meteoritos na superfície da Terra;
 

b) Metamorfismo de soterramento - Zonas subsidentes com acúmulo de sedimentos
b.1 Decorrente da subsidência prolongada do terreno
b.2 Pressão exercida pelos sedimentos
b.3 Calor decorrente da alta profundidade

Zonas de metamorfismo
A identificação de áreas de ocorrência de minerais metamórficos formados em temperaturas e pressões diferentes serviu para definição das zonas de metamorfismo.

Entende-se por essa zona, uma área delimitada pelas linhas isógradas definidas pelo aparecimento dum mineral representativo de grau mais baixo de metamorfismo e aparecimento do mineral representativo de grau mais elevado.

Ex. Clorita → biotita → almandina → estaurolita → cianita → silimanita.

3. Texturas das Rochas Metamórficas

a) Textura granoblástica - Mármore. Observe junções triplas de 120º entre os blastos eqüigranulares da calcita. Por causa da semelhança da geometria de grãos, nesse caso usa-se também o termo de textura de mosaico ou textura poligonal, vivo exemplo do principio da minimização da energia do sistema.
b) Textura lepidoblástica (foliada) - Xisto quartzo-moscovítico. A foliação é provocada pelo crescimento da mica (moscovita) na direção perpendicular a maior tensão.
c) Textura nematoblástica - Própria situação de crescimento unidirecional dos cristais aciculares, neste caso anfibólios.
d) Textura porfiroblástica - este termo refere-se a grande porfiroblásto de anadalusita repleto de pequenas inclusões de quartzo.

 

4. Conceito de facies e grau metamórfico

Entre os limites inferior e superior de temperaturas de metamorfismo, numa faixa de 150-200° C e 700-900°C, as rochas metamórficas são submetidas a transformações mineralógicas e texturais em função da estabilidade dos minerais que elas contem e da sua composição química. Achou-se conveniente dividir essa faixa em campos designados facies metamórfica.

A facies metamórfica incluem diversas rochas metamorfizadas sob condições idênticas (em geral, no que diz respeito a pressão e temperatura). Rochas com composições químicas iguais desenvolvem a mesma mineralogia (paragênese de vários minerais) em uma mesma facies metamórfica. É evidente que rochas de composições diferentes vão ter mineralogias diferentes na mesma facies. Variações de pressão e temperatura caracterizam a subdivisão em facies. As mais comuns são:

a)    Facies zeolito - temperaturas do início de metamorfismo entre 200 - 400°C;
b)    Facies xisto verde - temperaturas baixas < 500° C;
c)    Facies anfibolito - temperatura média 500 até 700° C;
d)    Facies xisto azul -pressão elevada e temperatura baixa P > 6 kb/ T < 400° C;
e)    Facies granulito - pressão e temperatura elevadas T 700 a 900° C.

Segundo Winkler, 1977, um outro conceito conveniente é o grau metamórfico, que corresponde aproximadamente as facies metamórficas supramencionadas. São eles:
a) Grau incipiente;
b) Grau fraco;

c) Grau médio;
d) Grau forte.