Post on 19-Jan-2016
Calçada dos gigantes, Irlanda do Norte
Etna
Substância líquida, formada por uma
mistura complexa de silicatos no estado
de fusão ( entre 800ºC a 1500ºC ), com uma
percentagem variável de gases
dissolvidos (vapor de água, dióxido de
carbono, óxidos de enxofre, ácido
sulfídrico, metano, amoníaco, entre
outros), podendo conter ainda cristais em
suspensão.
Magma
As rochas magmáticas resultam da
consolidação/arrefecimento do magma.
Vulcão Etna
Por consolidação do
magma originam-se
rochas MAGMÁTICAS
- intrusivas ( A) e
rochas extrusivas (B).
B
A
Os magmas originam-se, geralmente, em locais
tectonicamente ativos ( ex. limites de placas
litosféricas convergentes e divergentes ), a
partir da fusão das rochas da crusta e do
manto superior.
ONDE SE FORMA O MAGMA?
Convergentes
Divergentes
Transformantes
ou conservativos
Limite divergente
À medida que as rochas se vão formando a
partir da consolidação do magma (e originando
a crosta oceânica), vão sendo arrastadas para
cada um dos lados da dorsal oceânica, em
direção ao continente.
Limite convergente – oceânica –
oceânica
Será que a terra está a aumentar o
seu diâmetro?
• O fundo oceânico
forma-se ao longo das
dorsais oceânicas.
• Expande-se lentamente
para os lados como um
tapete rolante.
É consumido prova-velmente em fossasprofundas, as fossasoceânicas ou zonas desubducção.
FALHAS TRANSFORMANTES
LIMITE CONSERVATIVO
Falha de Santo André
Fatores que contribuem para a
formação de magma.
• Fusão por diminuição
da pressão
• Fusão por hidratação
TEMPERATURA
Fatores que contribuem para a
formação de magma.
• RIFTE• ZONA DE
SUBDUCÇÃO
Fatores que contribuem para a
formação de magma.
• TEMPERATURA
• DIMINUIÇÃO DA PRESSÃO ( ZONAS DE
RIFTE E PLUMAS TÉRMICAS)
• PRESENÇA DE ÁGUA – DIMINUI A
TEMPERATURA DE FUSÃO DA ROCHA
O comportamento do magma, nomeadamente a
sua viscosidade, é condicionado, entre outros
aspetos, pela:
✰ Temperatura;
✰ Composição Química ( % sílica );
✰ Teor em voláteis
Kilauea, Hawai
Quanto maior for a riqueza do magma em
sílica, mais baixa é a temperatura necessária
para o manter no estado líquido maior
viscosidade.
➮ Magma Basáltico
➮ Magma Andesítico
➮ Magma Riolítico
Kilauea, Hawai
Magma basáltico – contém cerca de 50 % de sílica ( SiO2 );
Magma andesítico – contém cerca de 60 % de sílica;
Magma riolítico – contém cerca de 70 % de sílica
CARACTERÍSTICAS
MAGMA TEOR EM
SÍLICA
TEOR EM
ÁGUA
PONTO DE
FUSÃO
VISCOSIDADE ORIGEM
RIOLÍTICO
(ácido)
70% ou
mais
BASÁLTICO
(básico)
70% ou
mais10-15%
Baixo
(~800ºC)Alta
Crosta
continental
50% ou
menos
Alto
(~1200ºC)1-2%
BaixaManto
Superior
Magmas basálticos – riftes e pontos quentes
Magmas andesíticos – zonas de subducção
Magmas riolíticos – colisão de placas continentais
✰ Com pequena quantidade de gases dissolvidos;
✰ Sílica – 50 %;
✰ Expelido ao longo dos riftes e pontos quentes;
✰ Com origem na fusão parcial de rochas do manto ( peridotito );
✰ Temperatura mais elevada e maior fluidez.
✰ Corresponde a 80 % de todos os magmas que alimentam os
vulcões.
Kilauea, Hawai
Rifte
MAGMA
BASÁLTICO
MAGMA BASÁLTICO
Uma pluma ascende do limite núcleo- manto, originando uma pluma quente
e turbulenta. Quando a frente de pluma alcança o topo do manto, achata,
gerando um volume muito grande de magma basáltico.
HIPÓTESE DAS PLUMAS TÉRMICAS
BASEIA-SE EM...
- Mecanismos de convecção complexos e profundos comorigem no limite Núcleo-Manto.
Rochas do manto são aquecidas
< densidade
HIPÓTESE DAS PLUMAS TÉRMICAS
HAVAI
HAVAI
HAVAI
HAVAI
HAVAI
HAVAI
HAVAI
Peridotito com granada ( mineral )
Basalto
Gabro
✎ Consolidação de magma
basáltico em câmaras magmáticas
Gabro ( rocha plutónica )
✎ Magma basáltico expelido em
erupções de lava consolidação
à superfície Basalto ( rocha
vulcânica ) (com textura pouco
cristalina podendo ter
componente vítrea, dependendo
da velocidade de arrefecimento).
Popocatepetl, México
✰ Contém bastantes gases dissolvidos;
✰ Sílica – 60%
✰ Forma-se nas zonas de subducção, de uma placa oceânica sob
uma placa continental;
✰ Composição complexa, dependente da quantidade e qualidade
do material subductado ( água, sedimentos – com H2O nos poros e
ricos em argila; mistura de material – crosta oceânica + crosta
continental )
✰ Corresponde a 10 % de todos os magmas que alimentam os
vulcões.
A presença de água retida nos sedimentos
transportados pela placa facilita a fusão dos materiais.
A litosfera oceânica em subducção contém água aprisionada nos sedimentos.
À medida que esses sedimentos são transportados para baixo, aquecem,
expelindo água sob a forma de vapor.
Esse vapor ajuda a induzir a fusão do manto e também da placa descendente.
Diorito
Andesito
Consolidação de magma andesítico
em profundidade Diorito
Consolidação de magma
andesítico à superfície
Andesito
➮ Contém elevada quantidade de gases dissolvidos;
➮ Sílica – 70 %;
➮ Forma-se por fusão de rochas da crusta continental ricas em
H2O e CO2;
➮ Viscoso e com menor temperatura;
➮ Ocorre em zonas de choque de placas continentais (
cadeias montanhosas );
➮ Corresponde a 10 % de todos os magmas que alimentam os
vulcões
A presença de água faz baixar o ponto de fusão dos materiais. Este efeito deixa de se
verificar a baixas pressões, isto é, em zonas perto da superfície.
Formam-se por fusão parcial de rochas da crosta continental, ricas em água e
dióxido de carbono.
Ocorrem em zonas de choque de placas, com deformação, onde surgem cadeias
montanhosas.
Granito
Riolito
Magma riolítico consolida em
profundidade granito
Magma riolítico consolida à
superficie Riólito
A – Vulcanismo de subducção ( colisão de duas placas oceânicas );
B – Vulcanismo intraplaca oceânico ( ponto quente );
C – Vulcanismo de vale de rifte;
D – Vulcanismo de subducção ( colisão de uma placa oceânica com uma
placa continental );
E – Vulcanismo intraplaca continental
Quartzo
Inorgânico
Composição química definida
Natural
Sólido e Cristalino
Quartzo
Actividade prática - enxofre
1. Observa atentamente a figura 1 referente a uma atividade prática realizada.
Figura 1
1.1. Em que região do cadinho o enxofre arrefeceu mais rapidamente?
1.1. O enxofre arrefeceu mais rapidamente na zona 2, junto às paredes do
cadinho. No centro do cadinho (zona 1) o arrefecimento foi mais lento.
1.2. Em que zona do cadinho se formaram cristais de enxofre mais
desenvolvidos?
1.2. Formaram-se cristais de enxofre mais desenvolvidos no centro do
cadinho. Junto às paredes do cadinho formaram-se cristais mais pequenos.
1.3. Apresenta uma explicação para as diferenças de tamanho dos cristais
formados nas zonas 1 e 2?
1.3.
Na zona 1, no centro do cadinho, o arrefecimento e
solidificação do enxofre foram mais lentos, logo os cristais
tiveram tempo para se desenvolver. Originaram-se, por isso
cristais bem desenvolvidos.
Na zona 2, junto às paredes do cadinho, o arrefecimento e
solidificação do enxofre foram rápidos, logo os cristais não
tiveram tempo para crescer. Originaram-se, assim, cristais
de reduzidas dimensões.
1.4. Como já sabes, as rochas plutónicas resultam do arrefecimento do magma
em profundidade e as rochas vulcânicas resultam do arrefecimento do magma
à superfície. Indica, justificando, qual destes dois tipos de rochas (plutónicas
ou vulcânicas) deverá apresentar cristais bem desenvolvidos, visíveis a olho
nu?
1.4.
As rochas que deverão apresentar cristais bem desenvolvidos, visíveis a olho
nu, são as plutónicas.
O magma que dá origem a rochas plutónicas arrefece e solidifica em
profundidade e, por isso, lentamente. Assim, os cristais têm tempo para se
desenvolver, atingindo dimensões que permitem a sua observação a olho nu.
O magma que dá origem a rochas vulcânicas arrefece e solidifica à superfície
e, por isso rapidamente. Assim, os cristais não têm tempo para crescerem,
apresentando, por isso, dimensões reduzidas, só sendo possível a sua
observação usando-se um microscópio.
As rochas magmáticas plutónicas
formam-se a partir do arrefecimento e
solidificação do magma em
profundidade.
O arrefecimento do magma é lento,
podendo formar-se cristais bem
desenvolvidos, visíveis, na rocha, a olho
nu.
O granito, por exemplo, é uma rocha plutónica.
As rochas magmáticas vulcânicas
formam-se a partir do arrefecimento e
solidificação do magma à superfície ou
muito próximo dela.
O arrefecimento do magma é rápido e, por
isso, formam-se cristais de pequenas
dimensões, não visíveis, na sua maioria, a
olho nu. Se o arrefecimento do magma for
muito rápido podem nem se formar
cristais.
O basalto e a obsidiana, por exemplo, são
rochas vulcânicas.
A cristalização é condicionada pelos seguintes
factores externos:
❀ Agitação do meio
❀ Espaço disponível
❀ Temperatura
❀ Tempo
Ambiente mais calmo, maior espaço
disponível, menor temperatura,
processo lento cristais mais
desenvolvidos e perfeitos.
Quartzo
As propriedades dos minerais estão
relacionadas com a sua composição
química e estrutura interna.
Quartzo ametista
As formas dos cristais não dependem apenas das condições externas
que determinam a sua génese. Fatores internos contribuem também
para a sua organização espacial interna e, consequentemente, para as
formas que assumem.
A forma dos cristais é dependente de fatores
externos, mas a estrutura cristalina é constante e
independente desses fatores
A estrutura cristalina implica uma disposição ordenada dos
átomos ou iões, que formam uma rede tridimensional que
segue um modelo geométrico regular e característico de cada
espécie mineral.
Deve-se a Bravais (1850) a teoria reticular segundo a qual a rede cristalina éformada por fiadas de partículas ordenadas ritmicamente segundo diferentesdirecções do espaço.
Estrutura
de um
cristal
Repetição triperiódica de um motivo, isto
é, conjunto de átomos, moléculas, iões
com geometria definida e orientação
constante nas três direções do espaço
Malha elementar ou motivo cristalino – unidades que se repetem e
caracterizam a rede cristalina.
Nós- designação adoptada para cada ponto da rede, onde se localizam
partículas elementares, cuja massa se considera concentrada no seu centro
de gravidade.
Fiadas- alinhamentos das partículas em direções definidas por dois nós
consecutivos e iguais.
Planos reticulares- planos definidos por duas fiadas não paralelas.
As faces correspondem a planos reticulares.
Os vértices correspondem aos nós.
As arestas correspondem a fiadas de
partículas.
A forma dos cristais depende de factores internos como a sua
estrutura cristalina – disposição ordenada de átomos ou iões
segundo diferentes direcções do espaço ( rede tridimensional ).
O arranjo interno das partículas da matéria cristalina pode traduzir-
se pelo aparecimento de uma forma poliédrica com faces, arestas e
vértices.
Mas em grande parte dos cristais, essa forma poliédrica não é
visível devido às condições não ideais de cristalização. Nesta
situação formam-se minerais informes, isto é, sem superfícies
planas.
CRISTAL EUÉDRICO –
mineral totalmente limitado
por faces bem desenvolvidas.
CRISTAL SUBÉDRICO – o mineral
apresenta faces parcialmente bem
desenvolvidas.
CRISTAL ANÉDRICO – o mineral não
apresenta qualquer tipo de faces.
Turmalina Pirite
Feldspato
Cobre nativo
Em condições ideais, o arranjo interno pode traduzir-se
externamente no aparecimento de uma forma poliédrica,
com faces, arestas e vértices. No entanto, na maioria dos
cristais essa forma poliédrica não é visível.
TIPOS DE CRISTAIS
As propriedades de um cristal são
condicionadas pela(s):
-organização espacial das suas partículas;
-natureza química das partículas;
-proporções em que se encontram as partículas na
rede;
- forças de ligação que mantêm as partículas em
oscilação em torno das suas posições de equilíbrio.
Por vezes, as partículas não
se dispõem regularmente no
espaço não chegando a
atingir o estado cristalino.
A matéria nestas condições
tem textura amorfa ou
vítrea.
Ausência de ordenação interna
Matéria amorfa ou vítrea
Silicatos – um caso particular
Os silicatos constituem cerca de 85% do peso e do
volume da crosta terrestre.
A estrutura mais comum dos silicatos é o tetraedro
(SiO4)4- que, por não ser electricamente neutro, tende a
polimerizar formando conjuntos complexos.
Diamantes
Ocorrência de substâncias minerais com a
mesma composição química e redes
cristalinas diferentes.
O carbono pode cristalizar em dois minerais diferentes – o diamante e a grafite,
com arranjos diferentes dos átomos de carbono que os constituem.
Diamante Grafite
Calcite
Calcite
Aragonite
Aragonite
O carbonato de cálcio ( CaCO3 ) pode originar dois minerais diferentes – a calcite e a aragonite.
Isomorfismo
• Minerais com composição química
diferente mas com a mesma estrutura
cristalina e formas externas semelhantes.
Série isomorfa ou solução sólida –
conjunto de minerais que mantendo a
sua estrutura variam a composição
química.
Sendo constituídos por
cristais de mistura ou
misturas sólidas
Série isomorfa das
plagioclases – um grupo
de feldspatos em que os
iões Na+ e Ca2+ se podem
intersubstituir dado serem
muito semelhantes. O
mesmo sucede entre os
iões Si 4+ e Al 3+.
ROCHAS MAGMÁTICAS OU ÍGNEAS
Nota: Diferentes condições de formação e de magmas na sua génese
Rochas magmáticas apresentam diferentes aspectos.
Rochas intrusivas,
plutónicas ou plutonitos
Rochas extrusivas,
vulcânicas ou vulcanitos
O magma consolida em profundidade. O magma consolida à superfície.
Ex: Granito, Diorito,
Gabro, PeridotitoEx: Riólito, Andesito, Basalto
Paisagem granítica, Califórnia
✰ COR
✰ TEXTURA
✰ COMPOSIÇÃO QUÍMICA E
MINERALÓGICA
A cor da rocha está relacionada com o tipo de
minerais mais abundantes que entram na sua
constituição.
❀ Minerais félsicos ( feldspato + sílica ) –
de cor clara. Ex.: quartzo, feldspato e
moscovite
Feldspato
Quartzo
Piroxena
Biotite
❀ Minerais máficos ( magnésio +
ferro ) – de cor escura. Ex:
piroxena, olivina, anfíbola, biotite.
Rocha
Hololeucocrata
Rocha
Leucocrata
Rocha
mesocrata
Rocha
melanocrata
Rocha
Holomelanocrata
ou ultramáfica
Tons muito claros; só apresenta
minerais félsicos. Ex: alguns sienitos
Tons claros; com predomínio de
minerais félsicos. Ex. Granito e Riólito
Tonalidade intermédia; minerais félsicos e
máficos em proporções idênticas. Ex. Diorito
e Andesito
Tons escuros; com predomínio de minerais
máficos. Ex. Gabro e basalto
Tons muito escuros; só apresenta minerais
máficos. Ex. Peridotito.
Composto predominante nas rochas ígneas é o silício, que se encontra
associado ao oxigénio constituindo óxidos (SiO2 ).
Com base na riqueza em sílica (SiO2), as rochas magmáticas dizem-
se:
CLASSIFICAÇÃO % DE SÍLICA ROCHAS
Ácidas 65/70 granito e riólito
Intermédias 65-52 sienito, traquito, diorito e andesito
Básicas 52-45/43 gabro e basalto
Ultrabásicas 45/43 peridotito e kimberlito
Aspecto geral da rocha resultante das dimensões, forma e arranjo dos
minerais constituintes.
Textura granular ou fanerítica –com cristais visíveis a olho nú. Típica
de rochas plutónicas que sofreram um arrefecimento lento em
profundidade, o que permitiu o desenvolvimento de cristais.
Textura agranular ou afanítica – com cristais muito pequenos,
indistintos a olho nú. Típica de rochas vulcânicas que sofreram um
arrefecimento rápido à superfície, o que não permitiu o crescimento dos
cristais.
Textura vítrea – nenhum dos minerais da rocha se encontra
cristalizado,; traduz um arrefecimento muito rápido à superfície.
Porfírica – grandes cristais – fenocristais – dispersos
no seio de uma matriz afanítica ou fanerítica de grão
fino. O termo porfiróide é utilizado para
granitos.
Pegmatítica – minerais muito desenvolvidos
(centimétricos a decimétricos) e frequentemente com
grande perfeição morfológica.
Vesicular – rocha com pequenas cavidades
(vesículas) de forma variada (tipicamente esferóides),
parcialmente preenchidas (textura amigdalóide)
ou não por minerais secundários; textura típica de rochas
vulcânicas. São exemplos o basalto vesicular, a pedra
pomes e a escória vulcânica.
Textura Fanerítica
Textura Afanítica Textura vítrea
ASSOCIAÇÕES DE MINERAIS
❀ Minerais Essenciais – minerais que conferem carácter à rocha
e determinam a sua designação. Ex: Quartzo, feldspato,
moscovite,biotite, piroxena, anfíbola e olivina.
❀ Minerais acessórios – minerais que não afetam o aspeto
fundamental, ocorrem em diminutas quantidades e, geralmente,
só são visíveis ao microscópio. Ex: magnetite, zircão, apatite,
turmalina, etc.
Tendo em conta a composição mineralógica, podem formar-se
agrupamentos de rochas chamadas famílias.
Fanerítica
ou granular
Afanerítica
ou agranular
Textura
C orLeucocratas Mesocratas Melanocratas Ultramáficas
Melanocrata e granular Melanocrata e agranular
Andesito – mesocrata e afaníticaDiorito – mesocrata e fanerítica
Riólito – leucocrata agranular Granito – leucocrata granular
Basalto – piroclastos rugosos, irregulares e porosos
Escória basáltica porosa devido à libertação dos gases e com os minerais de ferro oxidados
Processos que podem ocorrer durante a evolução de
um magma até à formação de rochas magmáticas:
✰ cristalização fracionada;
✰ diferenciação gravítica;
✰ assimilação magmática.
Diferenciação
magmática
O magma é uma mistura de substâncias minerais, com
pontos de solidificação diferentes.
Cristalização desses minerais a temperaturas diferentes,
num magma residual cuja composição varia
continuamente.
CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA ( realizada em tempos
diferentes )
Quando um magma ( basáltico ) começa a arrefecer, ocorre a génese
dos minerais segundo uma ordem definida, da qual resulta uma
diferenciação magmática por cristalização fraccionada.
A diferenciação magmática é um processo que, a partir do mesmo
magma, conduz à formação de magmas com composição diferente.
Magma
Basáltico
Magma
Andesítico
Magma
Riolítico
A sequência de cristalização dos minerais
(cristalização fraccionada ) é conhecida
por SÉRIES REACCIONAIS DE BOWEN.
Primeiro cristalizam os minerais de
ponto de fusão mais elevado e,
seguidamente, os de ponto de fusão
mais baixo.
Temperatura Sequência de cristalização dos minerais
( sequência de Bowen )
Rochas
Ígneas
Alta
temperatura
Baixa temperatura
Peridotito
Basalto
Gabro
Andesito
Diorito
Riólito
Granito
Olivina
Piroxena
Anfíbola
Biotite
Anortite ( + Ca 2+ )
Albite ( + Na+ )
Feldspato potássico /
ortóclase
Moscovite
Quartzo
1200ºC
500ºC
Plagióclases
Na sequência de Bowen consideram-se duas séries de reacções:
❀ Série descontínua ou série dos minerais ferromagnesianos;
❀ Série contínua ou série das plagióclases.
SÉRIE DESCONTÍNUA OU DOS MINERAIS FERROMAGNESIANOS
Durante o arrefecimento, os
minerais, ao reagirem com o
magma residual, originam novos
minerais com uma composição
química e uma estrutura cristalina
diferentes.
Todos os minerais desta série possuem
ferro ( Fe ) e magnésio ( Mg ).
Anortite
Albite
SÉRIE CONTÍNUA OU DAS PLAGIÓCLASES
Nas plagiocláses o cálcio vai sendo
progressivamente substituído pelo
sódio, originando plagióclases de
composição gradualmente diferente,
mas que mantêm a sua estrutura
interna.
Após a cristalização dos minerais das duas séries, o magma residual
apresenta um baixo teor em Fe e Mg e pode apresentar um elevado teor
em sílica ( SiO2 ), K+ e Al forma-se a moscovite, feldspato potássico e
quartzo.
Quartzo último mineral a cristalizar ( ponto
de fusão mais baixo ) ocupa os espaços
existentes entre os minerais já formados.
Quartzo formado a baixas temperaturas
mais estável quando sujeito a meteorização à
superfície.
Quartzo
Durante a consolidação, os cristais formados podem ir-se separando do
magma residual e, assim, um mesmo magma original pode originar rochas
diferentes.
Se a pressão comprime o local onde se formam os cristais, o magma residual
tende a escapar por pequenas fendas, enquanto os cristais ficam no local da
sua formação.
Se os cristais são menos densos ou mais densos do que o líquido residual,
eles deslocam-se para o cimo ou para o fundo da câmara magmática,
respectivamente e, tendem a acumular-se por ordem da sua formação e por
ordem das suas densidades Diferenciação gravítica.
As últimas fracções do magma ( água, voláteis, sílica e outros solutos
minerais ) – soluções hidrotermais podem preencher fendas das rochas e
solidificar, originando filões.
Filão
Praia de Ribeira D´Ilhas
Durante a ascensão do magma, este
atravessa rochas encaixantes a uma menor
temperatura, pelo que vai reagindo com
elas e alterando a sua composição inicial.
Xenólitos de granito ( arrancados durante a
ascensão de magma ) em basalto
Importante
Diferenciação… um processo
em descoberta
Diferenciação… um processo
em descoberta• Os magmas não arrefecem uniformemente
Variações locais na
composição do magma.
• Alguns magmas são imiscíveis
Quando coexistem cada um
forma os seus cristais.
Diferenciação… um processo
em descoberta• Os magmas imiscíveis e miscíveis
Originam cristais diferentes daqueles
que originariam isoladamente.
• Durante a consolidação pode ocorrer
assimilação de rochas encaixantes
O que modifica a composição do mesmo.