Aula 3

Prof. Massimo Matteini

Instituto de GeociênciasInstituto de GeociênciasUniversidade de BrasíliaUniversidade de Brasília

Aula 3:

CLASSIFICAÇÃO DAS ROCHAS IGNEAS

Petrologia Ígnea

A classificação das rochas ígneas é uma ferramenta indispensável aos fins de sistematizar as informações , comparar rochas de diferentes regiões da Terra e para facilitar a comunicação entre os científicos.

Existem diferentes critérios para a classificação das rochas ígneas:

-Classificação baseada nas relações de campo

-Classificação baseada na textura

-Classificação baseada na mineralogia e na composição modal

-Classificação baseada na composição química

Classificação baseada na relações do campo

Existem três diferentes categorias de rochas:

-Rochas intrusivas o plutônicas: o magma se solidifica na crosta profunda (tipicamente faneríticas)

-Rochas extrusiva o vulcânicas: o magma se solidifica na superfície (tipicamente afaníticas)

-Rochas hipoabissais o subvulcânicas: o magma se solidifica na crosta rasa (faneríticas a afaníticas)

As rochas intrusivas podem formar distintos tipos de corpos:

Corpos intrusivos rasos

Pescoços vulcânicos: São condutos vulcânicos circulares o eliptcos preenchidos de lava que geralmente apresentam-se expostos após da erosão diferencial do edifico vulcânico circundante

Soleiras (sills): corpos rasos, intrusivos, tabulares concordantes com disposição horizontal no momento do emprazamento.

Diques: corpos rasos, intrusivos, tabulares discordantes com disposição subvertical a vertical no momento do emprazamento.

Lopólitos: corpos intrusivos rasos, concordante subtabulares com forma de taça e que podem atingir até dezenas de quilômetros de diâmetros.

Lacólitos: corpos intrusivos rasos, concordante subtabulares com forma de quarda-chuva e dimensões menoresque as dos lopólitos

Corpos intrusivos de media a grandes profundidade

Stocks, plugs, plutons e intrusões circulares: são corpos intrusivos geralmente com área inferior a 100 km2. Genericamente são denominados plútons o maciços. São corpos discordantes que em planta apresentam formas arredondadas, elipticas, irregulares ou poligonais (contatos por falhas)

Batólitos: são gigantescas massas rochosas magmáticas formadas por coalescência de numerosas intrusões, que podem atingir centenas de quilômetros de comprimentos e dezenas de largo

A textura das rochas magmáticas é controlada por processos cinéticos, dependentes do tempo (t), que acontecem no magma, como a perda do calor, o esfriamento.

Esfriamento lento : textura fanerítica

Esfriamento rápido : textura afanítica

O tipo de textura es função do tipo de esfriamento do magma e porém da profundidade de consolidação do mesmo magma na crosta terrestre

Classificação baseada na texturas das rochas

Textura fanerítica

Textura de uma rocha em que os componentes minerais apresentam granulação suficientemente grossa para serem reconhecidos macroscopicamente.

O uso do termo fanerítica é aplicável, fundamentalmente, a rochas ígneas de granulação média-fina a grossa, como granitos e gabros, plutônicos ou hipabissais.

Textura afanítica

Textura micro- ou criptocristalina de uma rocha em que os componentes minerais são tão pequenos que não podem ser reconhecidos macroscopicamente.

O uso do termo afanítica é aplicável, fundamentalmente, a rochas ígneas vulcânicas, micro ou criptocristalinas.

Velocidade de nucleação e crescimento de cristais como função da temperatura

Idealized rates of crystal nucleation and growth as a function of temperature below the melting point. Slow cooling results in only minor undercooling (Ta), so that rapid

growth and slow nucleation produce fewer coarse-grained crystals. Rapid cooling permits more undercooling (Tb), so that

slower growth and rapid nucleation produce many fine-grained crystals. Very rapid cooling involves little if any nucleation or growth (Tc)

producing a glass.

•Rochas faneríticas

•Rochas afaníticas

•Rochas porfiríticas

•Rochas vidrosas

Classificação baseada na texturas das rochas

Granito Granito Tonalito

Diorito Peridotito

Rochas faneríticas

Gabbro

Rochas faneríticas porfiríticas

Rochas afaníticas

Riolito AndesitoTraquito

Andesito Basalto Basalto

Rochas afaníticas porfirítica

Classificação baseada na mineralogía e na composição modal

-Rochas félsicas (feldspato e silice): rochas que contem grandes proporção de feldspatos, quartzo o feldspatoides

-Rochas máficas (magnesio e ferro): rochas que contem grandes proporção de minerais ferromagnesianos como olivino, piroxênios, anfibólios, biotita e Fe-Ti oxides

-Rochas ultramáficas: extremamente ricas em Mg e Fe, contem sô minerais ferromagnesianos e no tem feldspatos

Indice de color: Proporção modal de mineral máfico numa rocha

moda: porcentagem (%) em volume dos minerais constituintes uma rocha

Exemplo:uma rocha è constituída por 5 fases minerales• A = 20 vol%• B = 40 vol%• C = 10 vol%• D = 10 vol%• E = 20 vol%• qual è o ponto representativo da sua moda no

diagrama ternário A-B-C?

AA

BB CC

• Recalculam- se a 100 A, B, C:– AABC = A/(A+B+C)*100 = 20/70*100=29

– BABC = B/(A+B+C) *100 = 40/70*100=57

– CABC = C/(A+B+C) *100 = 10/70*100=14

• Desenhai no diagrama ternário A-B-C os valores de AABC , BABC , CABC

Classificação modal

X

Y Z

X=50

Y=20

Z=30

X=50

Y=20

Z=30

Subcommission on the Systematics of Igneous rocks da International Union of Geological Sciences (IUGS)

Classificação das rochas plutonicas faneríticas

Quartz-richGranitoid

9090

6060

2020Alkali Fs.Quarzo Sienite Quarzo

SienitoQuarzo

MonzonitoQuarzo

MonzodioritoSienito Monzonito Monzodiorito

(Foid)-bearingSyenite

5

10 35 65

(Foid)-bearingMonzonito

(Foid)-bearingMonzodiorito

90

Alkali Fs.Sienito

(Foid)-bearingAlkali Fs. Sienito

10

(Foide)Monzosienito

(Foide) Sienito

(Foide)Monzodiorito

(Foi

d) G

abbr

o

Qtz. Diorito/Qtz. Gabbro

5

10

Diorite/Gabbro/Anortosito

(Foid)-bearingDiorito/Gabbro

60

Foiditos

Quartzolite

Granitos Grano-diorito

TonalitoAl

kali F

eldsp

ar G

ranit

e

Q

A P

F

60

Diagrama de Streckeisen


9090

6060


SienitoQuarzo

MonzonitoQuarzo

Monzodiorito

Sienito Monzonito Monzodiorito


5

10 35 65



90

Alkali Fs.Sienito


10

(Foide)Monzosienito

(Foide) Sienito

(Foide)Monzodiorito

(Foi

d) G

abbr

o


5

10



60

Foiditos

Quartzolite


Tonalito

Alka

li Feld

spar

Gra

nite

Q

A P

F

60

Diagrama de classificação de Streckeisen para as rochas ígneas intrusivas faneríticas com porcentagem modal de Q (quarzo) + P (plagioclásio) + A (feldspato alcalino) + F (feldspatoides) > 10% (IUGS)

Q: quartzo

A: feldspato potássico, albita (An0-An5)

P: plagioclásio (An5-An100)

F: nefelina, leucita, sodalita

M = minerais máficos

olivino

piroxenios

anfibolios

Biotita

accessorios

se M ≥ 90 rochas ultramáficas

Granito

Granito


9090

6060


SienitoQuarzo

MonzonitoQuarzo

Monzodiorito



5

10 35 65



90

Alkali Fs.Sienito


10

(Foide)Monzosienito

(Foide) Sienito

(Foide)Monzodiorito

(Foi

d) G

abbr

o


5

10



60

Foiditos

Quartzolite

Grano-diorito

Tonalito

Alka

li Feld

spar

Gra

nite

Q

A P

F

60

Granitos


9090

6060


SienitoQuarzo

MonzonitoQuarzo

Monzodiorito



5

10 35 65



90

Alkali Fs.Sienito


10

(Foide)Monzosienito

(Foide) Sienito

(Foide)Monzodiorito

(Foi

d) G

abbr

o


5

10



60

Foiditos

Quartzolite

Alka

li Feld

spar

Gra

nite

Q

A P

F

60


Tonalito

Granodiorito


9090

6060


SienitoQuarzo

MonzonitoQuarzo

Monzodiorito



5

10 35 65



90

Alkali Fs.Sienito


10

(Foide)Monzosienito

(Foide) Sienito

(Foide)Monzodiorito

(Foi

d) G

abbr

o


5

10



60

Foiditos

Quartzolite

Grano-diorito

Alka

li Feld

spar

Gra

nite

Q

A P

F

60

Granitos

Tonalito

Tonalito


9090

6060


SienitoQuarzo

MonzonitoQuarzo

Monzodiorito



5

10 35 65



90

Alkali Fs.Sienito


10

(Foide)Monzosienito

(Foide) Sienito

(Foide)Monzodiorito

(Foi

d) G

abbr

o


5

10



60

Foiditos

Quartzolite

Grano-diorito

Alka

li Feld

spar

Gra

nite

Q

A P

F

60

Granitos

Tonalito

Diorito

Gabbro


9090

6060


Sienito

Sienito


5

10 35



90

Alkali Fs.Sienito


10

(Foide)Monzosienito

(Foide) Sienito

(Foide)Monzodiorito

(Foi

d) G

abbr

o


5

10



60

Foiditos

Quartzolite

Grano-

Alka

li Feld

spar

Gra

nite

Q

A P

F

60

Granitos

Tonalito

Monzonito

QuarzoMonzonito

QuarzoMonzodiorito

Monzonito Monzodiorito65

diorito


9090

6060


SienitoQuarzo

MonzonitoQuarzo

Monzodiorito



5

10 35 65



90

Alkali Fs.Sienito


10

(Foide)Monzosienito

(Foide) Sienito

(Foide)Monzodiorito

(Foi

d) G

abbr

o


5

10



60

Foiditos

Quartzolite

Grano-diorito

Tonalito

Alka

li Feld

spar

Gra

nite

Q

A P

F

60

Granitos

Sienito

Sienito


9090

6060


SienitoQuarzo

MonzonitoQuarzo

Monzodiorito



5

10 35 65



90

Alkali Fs.Sienito

(Foid)-bearingAlkali Fs.

(Foide)Monzosienito

(Foide)Monzodiorito

(Foi

d) G

abbr

o


5

10



60

Foiditos

Quartzolite

Grano-diorito

Tonalito

Alka

li Feld

spar

Gra

nite

Q

A P

F

Granitos

Sienito

10

(Foide) Sienito

60

Sienitos com fedspatóides


9090

6060


SienitoQuarzo

MonzonitoQuarzo

Monzodiorito



510 35 65



90

Alkali Fs.Sienito


10

(Foide)Monzosienito

(Foide) Sienito

(Foide)Monzodiorito

(Foi

d) G

abbr

o


5

10



60

Foiditos

Quartzolite


Tonalito

Alka

li Feld

spar

Gra

nite

Q

A P

F

60

Rochas gabróicas

M ≥ 90 rochas ultramáfica

Rochas ultramáficas


9090

6060


SienitoQuarzo

MonzonitoQuarzo

Monzodiorito



510 35 65



90

Alkali Fs.Sienito


10

(Foide)Monzosienito

(Foide) Sienito

(Foide)Monzodiorito

(Foi

d) G

abbr

o


5

10



60

Foiditos

Quartzolite


Tonalito

Alka

li Feld

spar

Gra

nite

Q

A P

F

60

Plagioclásio

OlivinoPiroxênio

Gab

bro

Troctolite

Olivin-gabbro(Norito)

Rochas ultramaficas com Plagioclásio

90

Anortosito

Diagrama de classificação para as rochas ígneas faneríticas gabroica, composta por Plagioclásio + Piroxênio + Olivino (IUGS)

Rochas gabbricas


9090

6060

2020Alkali Fs.Quarzo Sienite

QuarzoSienito

QuarzoMonzonito

QuarzoMonzodiorito



5

10 35 65(Foid)-bearing

Monzonito(Foid)-bearingMonzodiorito

90

Alkali Fs.Sienito


10

(Foide)Monzosienito

(Foide) Sienito

(Foide)Monzodiorito

(Foi

d) G

abbr

o


5

10


(Foid)-bearing

Diorito/Gabbro

60

Foiditos

Quartzolite


Tonalito

Alka

li Feld

spar

Gra

nite

Q

A P

F

60

Rochas gabróicas

Norito

Plagioclásio

OlivinoPiroxênio

Gab

bro Troctolite

Olivin-gabbro(Norito)

Rochas ultramaficas com Plagioclásio

90

Anortosito

Rochas gabróicas

Diagrama de classificação para as rochas ígneas faneríticas ultramáficas com porcentagem modal de Q (Quarzo) + P (Plagioclásio) + A (Feldspato alcalino) + F (Feldspatoides) < 10% (IUGS)

OlivinoOlivino

ClinopiroxenioClinopiroxenioOrthopiroxenioOrthopiroxenio

LherzolitoLherzolito

Har

zbur

gito

Wehrlito

Websterito

OrthopiroxenitosOrthopiroxenitos

ClinopyroxenitoClinopyroxenito

Olivin - Websterito

PeridotitosPeridotitos

PiroxenitosPiroxenitos

90

40

1010

DunitosDunitosRochas ultramáficas

Diagrama de classificação para as rochas ígneas faneríticas ultramáficas com porcentagem modal de Q (Quarzo) + P (Plagioclásio) + A (Feldspato alcalino) + F (Feldspatoides) < 10% (IUGS)

OlivinoOlivino

ClinopiroxenioClinopiroxenioOrthopiroxenioOrthopiroxenio

LherzolitoLherzolito

Har

zbur

gito

Wehrlito

Websterito

Olivin - Websterito

90

40

1010

DunitosDunitos

Peridotito

Tetraedro Plagioclásio: Olivina: Clinopiroxênio: Ortpiroxênio

Classificação baseada na composição geoquímica

Importância da classificação geoquímica para as rochas de granulação fina (afaníticas o vidrosas) para as quais não es possível uma classificação mineralógica

A classificação geoquímica não daí informação sobre os processos de formação (condições de P, T) que controlaram a composição mineralógica da rocha

• SiO2 35-78 %

• TiO2 0,01-2 %

• Al2O3 8-20 %

• FeOtot 0,1-15 %

• MnO 0,01-0,5 %

• MgO 0,01-20%

• CaO 0,01-15 %

• Na2O 0,01-10 %

• K2O 0,01- 10 %

• P2O5 0,01-1,5 %

conteúdo de SiO2 em peso %

Ultrabásica< 45

Básica45 - 52

Intermediária52 - 63

Ácida>63

Sílice (SiO2) é o principal óxido entre os constituintes das rochas magmáticas. Por isso representa o parâmetro mas comumente usado para a classificação das rochas magmáticas

Em geral as rochas ultrabásicas correspondem ás ultramáficas, as básicas ás máficas, as intermediaria e ácida ás félsicas

Norma CIPWIdeada a començo de 1900 por tres petrologos (Croos, Iddings, Pirsson) e um geoquimico (Washington)

Calculo teorico, a partir da composição química duma rocha, da paragenesis hipotética de mineraiss ánidros representativos da rocha mesma

Os minerais normativos estandard são indicados com letras itálicas Q, An, Ol, etc...e representam os términos extremos de soluções sólidas mais complexas (ex. Plagioclasa é representada na norma por An (anortita) e Ab (albita).

Quais são os benefícios da norma CIPW?

Pequenas variações na composição química das rochas no reflexam mudanças na composição mineralógica o modal.

Porem uma mesma composição modal (ex. Cpx + Plag + Ol + Fe-Ti óxidos) pode representar distintos tipos de rochas (ex. basanito, traquibasalto, basalto)

Os cálculos normativos modelizam a cristalização dum magma e ilustram bem o conceito de grau de saturação em sílice

•Rochas sobresaturada em sílice: contem Q + Hy na norma (ex. granitos)

•Rochas saturada em sílice: contem Hy, mais não Q nem Ne na norma (ex. diorítos, andesitos)

•Rochas subsaturada em sílice: contem Ol e possivelmente Ne na norma (ex. Basaltos, basanitos, nefelinitos)

O grau de saturação em sílice depende da relativa concentração da silice (SiO2) e os outros óxidos.

2NaAlSiO4 + 4SiO2 2NaAlSi3O8

Nefelina quartzo albita

Mg2SiO4 + SiO2 2MgSiO3

olivino quartzo piroxénio

A formula da nefelina (NaAlSiO4) pode ser escrita como

Na2O – Al2O3 – 2SiO2

com uma razão SiO2/Na2O = 2

mientras que a formula da albita (NaAlSi3O8) pode ser escrita como

Na2O – Al2O3 – 6SiO2

com uma razão SiO2/Na2O = 6

No caso de um magma teorico constituido por Si, Al, Na e O

•Se a razão SiO2/Na2O > 6 o magma tem sufficiente SiO2 para a albita e quartzo cristalizar e define-se supersaturado em silice

•Se a razão SiO2/Na2O = 6 o magma tem sufficiente SiO2 para a albita cristalizar e define-se saturado em silice

•Se a razão SiO2/Na2O < 6 o magma não tem sufficiente SiO2 para a albita cristalizar e cristaliza nefelina. Este magma define-se sub saturado em silice

IAS= (Al203) molecular

(CaO + K2O + Na2O) molecular

Índice de Alumina Saturação (IAS)

Equivale a 1 nos feldspatos e feldspatoides, uns dos minerais mais abundantes nas rochas magmáticas

IAS > 1 rochas peraluminosas com minerais ricos em Al como muscovita, cordierita, andalusita, sillimanita, coríndon; coríndon (C) na norma CIPW

IAS < 1 rochas metaluminosas com piroxénio, hornblenda, biotita

Al2O3 representa o secundo constituintes mais abundantes nas rochas magmáticas e porem um bom parametro de classificação

(Al203) molecular

K2O + Na2O) molecular

Quando a relação < 1 rochas peralcalinas com Na-piroxénios (egirina), Na-anfibólio (riebequita)

Total Alkali Silice (TAS): Diagrama de classificação para as rochas vulcânicas

Comparação entre classificação modal e química

Total Alkali Silice (TAS)Diagrama de classificação para as rochas vulcânicas

3 5 4 0 4 5 5 0 5 5 6 0 6 5 7 0 7 50

2

4

6

8

1 0

1 2

1 4

1 6

Picro -basalt

Basalto

AndesitoDacito

R io lito

Traqu ito

Traqu idacitoFo idito

Na

O+

KO

22

S iO 2

traqu i-andesito

Fonolito

Tefro-fonolito

Fono-tefrito

TefritoBasanito

Andesito-basaltico

traqui-andesitobasáltico

traqui-basálto

3 5 4 0 4 5 5 0 5 5 6 0 6 5 7 0 7 50

2

4

6

8

1 0

1 2

1 4

1 6

Picro -basalt

Basalto

AndesitoDacito

R io lito

Traqu ito

Traqu idacitoFo idito

Na

O+

KO

22

S iO 2

traqu i-andesito

Fonolito

Tefro-fonolito

Fono-tefrito

TefritoBasanito

Andesito-basaltico

traqui-andesitobasáltico

traqui-basálto

4 5 5 25 7

6 3

Na- Traquito

Lacito (K)

Shoshonito (K)

K -traquibasálto

Hawaito

Benmoreito (Na)K- Traquito

Na2O –2<K2O

Na2O –2>K2O

Diagrama AFM

Diagrama de classificação SiO2 vs K2O para as rochas vulcânicas subalcalinas

Classificação dos basaltosTetraedro basáltico normativo de Yoder & Tilley, 1962

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