Processos de formação de rochas

1. Processos de formação de rochas GM 861 - Mineralogia Silvia F. de M. Figueirôa

2. O que é uma rocha? Rochas são agregados naturais multigranulares, uni ou poliminerálicos – isto é, constituídos de um único tipo ou de vários tipos de minerais. As rochas costumam ser analisadas e classificadas segundo o critério genético (isto é, de origem), que por sua vez está relacionado aos diferentes ambientes de formação. Silvia F. de M. Figueirôa

3. As rochas podem ser formadas por processos ENDÓGENOS (dependentes das condições subcrustais) ou EXÓGENOS (dependentes das condições superficiais): • ígneas (ou magmáticas): intrusivas (ou plutônicas) extrusivas (ou vulcânicas) •  metamórficas (resultam de transformação de outras rochas, em profundidade, envolvendo > P e T) •  sedimentares(resultam de materiais provenientes de outras rochas, depositados e consolidados em sub-superfície) Silvia F. de M. Figueirôa

4. Distribuição e abundância • Em extensão, as rochas sedimentares predominam, mas em volume são as rochas ígneas e metamórficas as mais abundantes. Silvia F. de M. Figueirôa

5. ROCHAS ÍGNEAS OU MAGMÁTICAS Formadas a partir da cristalização do magma: • massa fluido-pastosa de Si e O, formando estruturas uni, bi e tridimensionais (frouxas); • + parte sólida, correspondendo a minerais já cristalizados e eventuais fragmentos de rocha “engolidos”; • + cátions sem posição definida [ > % Ca, Fe+2/+3, Mg, Na, K, Al, Ti e < % P, Mn + traços (ppm ou ppb); há magmas silicatados, carbonatados, sulfetados e óxido-fosfatados; • + voláteis: H2O, CO2, CO, H2, N2, S2, SO3, HCl, H2S, etc. (Alaska = 1.250.000 ton HCl e 200.000 ton HF em 1 ano; Etna = 20 mil de H2O/dia) Silvia F. de M. Figueirôa

6. A importância dos voláteis está ligada ao abaixamento da T° de fusão, à diminuição da viscosidade (rompem as ligações Si-O) e à formação de minerais economicamente importantes. Durante uma erupção vulcânica, os voláteis são "perdidos", de modo que a lava não é exatamente magma, mas é o que de mais semelhante podemos encontrar. Silvia F. de M. Figueirôa

7. Características do magma • Temperatura : ~ 600°C a 1200°C • A % de SiO2 é variável e interfere nas características e no comportamento do magma: • > % SiO2 > polimerização • > % SiO2 > viscosidade • > % SiO2 < mobilidade Silvia F. de M. Figueirôa

8. Características do magma • A polimerização também é influenciada pelos cátions presentes em maior quantidade: N.C. 6 N.C. 8 N.C. 12 Fe Mg Ca Li Na K      > polimerização Silvia F. de M. Figueirôa

9. Características do magma • A viscosidade do magma depende: • Temperatura > T°  < Viscosidade • Composição > SiO2  > Viscosidade • Voláteis > voláteis  < Viscosidade • Pressão > P  > Viscosidade • Mantendo-se o Vol magma constante, se P e T° aumentam simultaneamente  < viscosidade (T° é mais influente) Silvia F. de M. Figueirôa

10. Características do magma • A densidade do magma varia em função da pressão: > P  > D • Isso é importante nos processos de diferenciação magmática, pois dependendo da densidade os minerais formados podem ou não flutuar no restante líqüido. Silvia F. de M. Figueirôa

11. CLASSIFICAÇÃO DAS ROCHAS MAGMÁTICAS OU ÍGNEAS Genética: INTRUSIVAS (ou plutônicas = grãos variam de 1mm a 1cm) EXTRUSIVAS (ou vulcânicas = grãos < 1mm). Silvia F. de M. Figueirôa

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14. CLASSIFICAÇÃO DAS ROCHAS MAGMÁTICAS OU ÍGNEAS Mineralógica e química: basicamente estão presentes 6 grupos mineralógicos (silicatos) - feldspatos, quartzo, olivinas, piroxênios, anfibólios, micas, com quantidades subordinadas de magnetita, ilmenita e apatita. A % dos minerais essenciais é o critério básico para classificação das rochas ígneas. Silvia F. de M. Figueirôa

15. CLASSIFICAÇÃO DAS ROCHAS MAGMÁTICAS OU ÍGNEAS Em termos de composição química, o critério fundamental é a % SiO2 (essa variação se reflete quase que diretamente na coloração das rochas): > 65% = ácidas < 65% e > 55% = intermediárias < 55% e > 45% = básicas < 45% = ultrabásicas Silvia F. de M. Figueirôa

16. Composição química das rochas ígneas A partir de milhares de análises químicas de rochas, observou-se que há 2 "picos" de freqüência para SiO2 = 53% (basaltos) e 73% (granitos). Isso é coerente com observações de campo e com os 2 grandes tipos de crosta (continental e oceânica). Silvia F. de M. Figueirôa

17. Hipótese 1: diferentes tipos de rochas se originam de um mesmo magma, por meio de diferenciação magmática seqüências de rochas vulcânicas com variação composicional + intrusões estratificadas) Hipótese 2: cada tipo de rocha se origina de um tipo de magma, por meio de contaminação e,ou fusão parcial Mas há vários outros tipos de rochas ígneas e uma questão sempre intrigou os praticantes da Geologia: POR QUÊ EXISTEM TANTOS TIPOS DE ROCHAS ÍGNEAS? Silvia F. de M. Figueirôa

18. Composição química de rochas ígneas (alguns exemplos – Nockolds, 1954) Silvia F. de M. Figueirôa

19. EXPERIMENTOS COM VÁRIAS MISTURAS DE SILICATOS, SIMULANDO OS DIVERSOS AMBIENTES PARA UMA CÂMARA MAGMÁTICA, VISANDO COMPREENDER A DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA (Série de Bowen) Silvia F. de M. Figueirôa

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