11/04/23 Silvia F. de M. Figueirôa

Processos de formação de rochas

GM 861 - Mineralogia

Silicatos óxidos sulfetos sulfatos carbonatos ......

MINERAIS

COMO MINERAIS SE FORMAM NA CROSTA TERRESTRE?

Precipitação a partir de uma solução:Calcita cristalizando-se pela saturação de água subterrânea em caverna (condições P-T superficiais)

Precipitação a partir de uma solução:Malaquita formada pela saturação de fluidos em profundidade (baixas T-P). Cada banda marca um episódio de cristalização.

Precipitação a partir de resfriamento de material fundido: anfibólio e feldspato cristalizado em lava (alta T).

Sob condições de altas T e P, novos minerais formam-se a partir da reação de outros minerais: grafita – diamante.

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.

As rochas podem ser classificadas em:

ígneas (resultam da

solidificação de um fundido

silicático – silicatos que

atingiram seu ponto de fusão)

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)

PRINCIPAIS TIPOS DE ROCHAS NA CROSTA TERRESTRE

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Distribuição e abundância Em extensão,

as rochas sedimentares predominam, mas em volume são as rochas ígneas e metamórficas as mais abundantes.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

ígneas

sedimentares

metamórficas

Feldspatos 51%

Quartzo 12%

Piroxênio 11%

Mic

as 5

%

anfib

ólio

5%

Arg

ilo-m

iner

ais

4.6%

olivina 3%

Não silicatos 8.4%

PRINCIPAIS MINERAIS FORMADORES DE ROCHAS

ROCHAS ÍGNEAS OU MAGMÁTICAS MAGMA

Massa pastosa constituída por tetraedros de (SiO4)4- e (AlO4)4- (fundido alumino-silicático) unidos por cátions (Fe2+, Mg+2, Ca+2, Na+, K+).

Fases sólidas neo-cristalizadas (silicatos, óxidos, sulfetos).

T= 650°C a 1200°C

Fases voláteis dissolvidas ou em processo de degaseificação (bolhas) H2O mais abundante; CO2, compostos de S (H2S, SO2, SO4), HCl e HF em concentrações significativas.

Exs: Alaska = 1.250.000 ton HCl e 200.000 ton HF em 1 ano; Etna = 20 mil litros de H2O/dia, 80 - 1.200 kg Au/ano, 480 – 580 t Cu/ano.

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.

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MAGMA

% de SiO2 é variável e interfere nas

características e no comportamento do magma: > % SiO2 > polimerização

> % SiO2 > viscosidade

> % SiO2 < mobilidade

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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

MAGMA

A viscosidade do magma depende: Temperatura: > T° < Viscosidade

Composição: > SiO2 > Viscosidade

Voláteis: > voláteis (rompem as ligações Si-O e Al-O) < Viscosidade

Pressão: > P > Viscosidade

Mantendo-se o Vol magma constante, se P e T° aumentam simultaneamente

< viscosidade ( T° é mais influente)

MAGMA

A densidade do magma varia em função da pressão: > P > d

MAGMA: AMBIENTES DE FORMAÇÃO

Magma forma pela fusão parcial de regiões do manto superior ou crosta. Fusão parcial significa que apenas uma fração da rocha forma um fundido e o restante permanece sólido.

Intrusivas ou plutônicas:

•Magma cristaliza-se em profundidade

•Magma nunca atinge

a superfície

•Cristalização lenta

•Granulação média a

grossa (> 1mm)

•São expostas à

superfície somente após ascensão da crosta

ROCHAS ÍGNEAS: CLASSIFICAÇÃO Profundidade de cristalização:

Extrusivas ou

vulcânicas:

•Magma cristaliza-se na superfície

•Vulcão ou derrame:

lava

•Cristalização rápida

•Granulação fina a muito

fina (< 1mm) ou vítrea

ROCHAS ÍGNEAS: CLASSIFICAÇÃO Profundidade de cristalização:

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Mineralógica: 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.

ROCHAS ÍGNEAS: CLASSIFICAÇÃO

CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA

Rochas máficas = escuras

Rochas félsicas = claras

Vários tipos de rochas ígneas podem ser formadas pela separação de um magma durante a cristalização fracionada e sua migração no manto e crosta =

DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA.

CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA VERSUS ESTRUTURA CRISTALINA

nesossilicatos

inossilicatos

filossilicatos

tectossilicatos

KAlSi3O8

feldspato K

CaMgSi2O6

piroxênio

NaMg3Fe4Al3Si5O22(0H)2

anfibólio

KMgFe2AlSi3O10(0H)2

biotita

Mg2SiO4

olivina

KAl3Si3O10(0H)2

muscovita

SiO2

quartzo

CaAl2Si2O8

anortita

NaAlSi3O8

albita

ROCHAS ÍGNEAS: CLASSIFICAÇÃO

intrusivas

extrusivas

Composição mineralógica

+ claras

+ minerais félsicos

+ escuras

+ minerais máficos

Granito e basalto são as rochas ígneas mais abundantes na crosta terrestre. Crosta continental = granito; crosta oceânica= basalto

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Composição química de rochas ígneas (alguns exemplos – Nockolds, 1954)

Óxido Gabro/ba-salto

Diorito/an-desito

Rochas graníticas

Granito/riolito

SiO2 46,16 48,36 51,86 59,41 66,88 72,08

TiO2 0,20 1,32 1,50 0,83 0,57 0,37

Al2O3 0,84 16,40 16,40 17,12 15,66 13,86

Fe2O3 1,88 2,73 2,73 2,19 1,33 0,86

FeO 11,87 6,97 6,97 2,83 2,59 1,67

MnO 0,21 0,18 0,18 0,08 0,07 0,06

MgO 43,16 6,12 6,12 2,02 1,57 0,52

CaO 0,75 11,07 8,40 4,06 3,56 1,33

Na2O 0,31 3,36 3,36 3,92 3,84 3,08

K2O 0,14 1,33 1,33 6,53 3,07 5,46

P2O5 0,04 0,35 0,35 0,38 0,21 0,18

félsicasmáficas

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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

ROCHAS ÍGNEAS: CLASSIFICAÇÃO