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Aula 5 - Petrologia das
rochas metamórficas
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METAMORFISMO
META = MUDANÇA MORPHO = FORMA
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A) Temperatura: ao aprofundarem-se progressivamente sob um crescente número de camadas de sedimentos as rochas vão sofrendo temperaturas cada vez mais elevadas.
B) Pressão: a simples elevação de temperatura não é um fator determinante do metamorfismo, mas é principalmente a pressão em combinação com a temperatura que mais contribui para as profundas modificações das rochas.
C) Fluidos: os fluidos (tais como água, gás carbono, oxigênio, flúor, etc.) desempenham a função de facilitar as reações e transformações mineralógicas e a atividade química. A circulação de fluidos que ascendem na crosta passando pelas rochas é denominada de “alteração hidrotermal”.
Agentes do metamorfismo
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A influência das pressões
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• Deformação e orientação dos minerais• Crescimento e recristalização de minerais• Dobramento das bandas
Caracteres metamórficos
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Protólito 200°C → → Cresce o grau de metamorfismo → → 800°C
conglomerado Metaconglomerado
arenito quartzito de baixo grau quartzito de alto grau
lamito
(folhelho)ardósia filito
xisto
(micaxisto)
gnaisse
(paragnaisse)migmatito
calcário calcário metamórfico mármore
carvão antracito grafite
granitognaisse
(ortognaisse)migmatito
basalto xisto verde xisto azul eclogito
basalto rico
em olivinasserpentinito
esteatita
(pedra
sabão)anfibolito
Principais rochas metamórficas e seus protólitos
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Metamorfismo dos lamitos
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Metamorfismo dos lamitos
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Metamorfismo dos basaltos
300°C
Xisto Verde Xisto Azul EclogitoBasalto
Rocha ígnea
Cresce o grau de metamorfismo
600°C
Baixo grau Grau intermediário Elevado grau
Cresce o tamanho dos minerais
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Tipos principais de metamorfismos
regionalde contato
cataclástico
plutônico
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a) Metamorfismo regional
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Evolução do metamorfismo regional
I
II
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III
IV
Evolução do metamorfismo regional
abaixo dos 13 km
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Evolução do metamorfismo regional
V
VI
superiores a 400°C
Menos de 20km
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VII
Formação de cadeias de montanhas
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Intemperismo e erosão
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b) Metamorfismo térmico ou de contato - hipoabissal
Hornfel ou cornubianito
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Metamorfismo de contato
plutônico
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c) Metaformismo dinâmico ou cataclástico:
Conglomerado completamente transformado no entorno de uma falha. A
nova rocha denomina-se milonito.
Farinha de rocha
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Metamorfismo cataclástico
(filitos e quatzitos)
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Brechas cataclásticas
e milonitos
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d) Metamorfismo plutônico
1km – diagênese
5km - metamorfismo
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Metamorfismo plutônico e de contato
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tipo de metamorfismo
descrição característicastipos de rochas
contatoaquecimento de rochas encaixantes durante intrusão ígnea
formação de minerais metamórficos sem orientação
Hornfels
plutônicometamorfismo de grande escala que ocorre abaixo de espessas bacias sedimentares abrange grandes extensões e
ocorre nos níveis profundos da crosta sob pressão e temperatura elevadas
Ardósias, filitos, xistos, gnaisses e migmatitos.
Quartzitos, mármores.
regional
metamorfismo de grande escala característico de cinturões orogênicos e áreas de escudo como resultado de tectonismo
dinâmico ou cataclástico
esforços tectônicos intensos e geralmente localizados
fragmentação e orientação de minerais
Milonitos e brechas tectônicas
de impactorelacionado com impacto de meteoros e asteróides
Fragmenta e funde as rochas a elevadíssimas temperaturas
hidrotermalreações químicas resultantes da circulação de fluidos
alteração na composição química da rochas original
Escarnitosou tactitos
Síntese dos tipos de metamorfismo e seus produtos
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Metamorfismo de impacto na cratera de Barringer - Arizona
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Metamorfismo de impacto na cratera de Araguainha - MT
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Rochas metamórficas que têm os lamitos como protólitos:
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ARDÓSIA
Argilito e ardósia
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Detalhe de ocorrência de ardósias na natureza: observa-se a separação de lâminas no intemperismo físico
Ardósias
50% dos argilominerais
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Pedreira de ardósia em Minas Gerais
Aplicação de placas de ardósia em revestimento de calçadas
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FILITO
Ardósia e filito
Desenvolvimento de mica
Com lupa - alinhamento
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Filitos
Minerais – olho desarmado
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O brilho mais sedoso as rocha à esquerda mostra que é um filito e o mais opaco à direita é uma ardósia.
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XISTOS
Ardósia – filito - xisto
piroxênios, anfibólios e biotitas,
alguns evoluíram para feldspatos
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PLANO DE XISTOSIDADE:
Camada de concentração de micas
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Xistos
potencial como revestimento
ornamental
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GNAISSE
metamorfismo de alto grau
Bandas feldpática e quarzosa
Bandas micáceas
Sem plano de xistosidade
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Gnaisses
Quanto mais evoluído é o metamorfismo, mais os gnaisses se aproximam dos granitos. A diferença é que nas rochas metamórficas os minerais estão ainda orientados
gnaisses facoidais
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Paragnaisses: bandas e dobras
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Paragnaisses: bandas e dobras
Bandas mais ricas em biotita,
correspondendo a antigas camadas
argilosas.
Bandas mais ricas em feldspatos e
quartzos correspondem a antigas
camadas arenosas
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Ortognaisse
Alguns granitos são novamente empurrados pelo movimento de placas continentais para o interior da crosta, sofrendo deformação de seus minerais
Quando o gnaisse é proveniente de granitos ou riolitos, é denominado de ortognaisse.
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Milonito de granito: detalhe dos
porfiroclastos de feldspato
Paragnaisse: bandas de anfibólio
metamorfismo cataclástico no
entorno de uma falha
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Xisto micáceo (micaxisto)
Paragnaisse
Migmatito
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Migmatitos
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Veio de quartzo em gnaisse residual
Vista de um gnaisse pouco fraturado
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Metaconglomerado
Os conglomerados podem sofrer metamorfismo que pode ser notado pelos pedregulhos achatados e orientados.
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Os campos de dunas
areias quartzosas geral quartzitos
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O Quartzito (a)
(b)
(c)
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Quartzitos
Arenitos
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Os quartzitos são rochas muito duras e muito resistentes. Quando constituídos por areias quartzosas puras e de elevado grau de metamorfismo, podem produzir britas de ótima qualidade.
Quartzitos
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Caxambu é um quartzito
xistoso
Protólito - arcose
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Utilização de placas e Filetes de quartzito
De grau alto – duras
Cimentados fracos – coloridos, fracos
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Mármores
O metamorfismo dos calcários
Baixa dureza
Aumento de minerais carbonáticos
Concreto Branco
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Extração de pedra sabão (esteatito)
rochas ígneas ultramáficas
(peridotito, por exemplo)
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Deformações na crosta
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Vela com 20°C
Vela com 45°C
Comportamento dos materiais
Comportamento
frágil
Comportament
o dúctil
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Deformações nas rochas
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Deformações Rúpteis
Fraturas (diáclases)Coação interna
Falhas (Paráclases)tectonismo
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Fraturas ou Diáclases(redução de temperatura ou pressão)
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Resfriamento de rocha magmática extrusiva ou
intrusiva hipoabissal
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Exemplo de diáclasescausadas por alívio de pressões - batólitos
Em basaltos
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Falhas ou Paráclases
Falha normal
Falha inversa
Falha transcorrente
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Falhas normais ou de tração
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Falha normal com rejeito de 50cm
em lamito
Falha normal em calcário: o rejeito pode ser identificado
pelo desalinhamento de estratificações
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Falhas normais, afetando arenitos
e conglomerados da Formação
Itaquaquecetuba (SP).
Detalhe das faces polidas de uma
falha (slickensides – movimento
relativo).
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Falhas de tração e o relevo
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Fossas tectônicas só se formam em
regimes distensivos (tração)
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Secção geológica esquemática da
bacia (graben) do Vale do Rio
Paraíba do Sul, São Paulo.
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FALHA INVERSA OU DE COMPRESSÃO
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falha
Zona fraturada
Cortes da RS-471,
trecho Barros Cassal –
Herveiras
Falha de compressão
próxima a Santana da Boa
Vista - RS
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Analogia das fraturas em um corpo de prova
cilíndrico.
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Falhas inversas
e o relevo
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FALHA TRANSCORRENTES
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Falha transcorrente de Santo
André, na Califórnia - EUA
rejeito
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Falhas transcorrentes e o relevo
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Falha de tração com
deformação nas
estratificações:
temperaturas altas
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DEFORMAÇÕES DÚCTEIS: DOBRAS
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Escala das
dobras
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Componentes
geométricas de uma
dobra
Dobras podem
influenciar o
relevo
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Anticlinal
TIPOS DE DOBRAS
Sinclinal
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Anticlinal
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Exemplos de anticlinal
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Eixo da dobraFlancos
Flancos
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Sinclinal
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Exemplos de sinclinal
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Exemplo de sinclinal nas Astúrias.
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Dobra neutra
abertura se orienta lateralmente
metamorfismo de grau mais
elevado
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Dobras e suas implicações sobre as
obras de engenharia
intemperismo e
a erosão
heterogeneidade do subsolo
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Relação das dobras com a
estabilidade das escavações
Onde é melhor colocar a obra?
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Relação das dobras com a
estabilidade das escavações
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Relação das dobras com a
estabilidade das escavações
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Relação das dobras com a
drenagem
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Dobras no choque de
placas continentais: nem
sempre são
organizadas...
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Dobras no choque de
placas continentais: nem
sempre são
organizadas...
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Camadas de rochas
sedimentares
Regime compressivo:
dobras
Erosão
Rebaixamento do
continente
1
2
3
4
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Novos sedimentos
Regime distensivo: falhas normais
Novos sedimentos
5
6
7
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Exemplos de trapas: (a) anticlinal, (b) falha
Deformações na crosta e o petróleo