As rochas ígneas

Material extraído de: --WICANDER, Reed e MONROE, James S. Fundamentos de Geologia. São Paulo : Cencage Learning, 2014, p. 83-91.-- TEIXEIRA e outros. Decifrando a Terra. São Paulo : Cia Ed. Nacional, 2009, p. 162-163.

Textura• A textura refere-se ao tamanho, formato e arranjo dos

grãos minerais que compõem as rochas.– o tamanho do grão é o mais importante porque está

relacionado com a história do resfriamento do magma ou lava e, geralmente, indica se uma rocha ígnea é intrusiva ou extrusiva.

• Quando o resfriamento começa, alguns átomos se ligam para formar pequenas nucleações minerais.

• A medida que os outros átomos no líquido se unem, quimicamente, a esse núcleos, eles o fazem segundo um arranjo ordenado e geométrico, e as nucleações crescem como grãos minerais cristalinos, que são as partículas individuais que compõem as rochas ígneas.

• Resfriamento rápido a velocidade de formação das nucleações minerais excede as suas taxas individuais de crescimento, e o resultado é um agregado de grãos minerais muitos pequenos.

– textura de grãos finos ou textura afanítica, na qual os minerais são, individualmente, pequenos demais para serem vistos a olho nu.

• Resfriamento lento a velocidade de crescimento excede a velocidade de nucleação e grãos relativamente grandes se formam.

• textura granulada grosseiramente ou textura fanerítica, na qual os minerais são claramente visíveis a olho nu.

• Texturas afaníticas: geralmente, indicam uma origem extrusiva.

• Textura fanerítica: em sua maioria, indicam rochas intrusivas.

• Exceção: rochas formadas em plútons subsuperficiais podem ter uma textura afanítica, e as rochas que se formam no interior de alguns fluxos espessos de lava podem ser faneríticas.

• Textura porfirítica: minerais de tamanhos marcadamente diferentes estão presentes na mesma rocha.

• Os minerais maiores são os fenocristais e os menores constituem a matriz de rocha, que é predominantemente fina, envolvendo os fenocristais .

• A matriz pode ser afanítica ou fanerítica.

• O único requisito para uma textura ser porfiríticaé que os fenocristais sejam consideravelmente maiores que os minerais na matriz.

• Uma textura porfirítica é gerada quando o magma se resfria lentamente sob a superfície, permitindo a formação e o crescimento de alguns cristais minerais.

• Mas se esse magma for lançado para a superfície, antes que a cristalização seja completada, o restante da fase líquida se resfria muito mais rapidamente, gerando uma textura mais fina, até afanítica em alguns casos.

• Por exemplo, se uma rocha ígnea máficaapresenta grandes cristais (fenocristais) imersos em uma matriz afanítica, ela é caracterizada como um basalto porfirítico.

• Resfriamento muito rápido: os constituintes atômicos não conseguem se arranjar na configuração ordenada tridimensional típica dos minerais formam-se as obsidianas, que são vidros naturais.

– (Embora a obsidiana com sua textura vítrea, não seja composta de minerais, ela é, ainda assim, considerada uma rocha ígnea).

• Textura vesicular: alguns magmas contêm grandes quantidades de vapor de água e gases que podem ficar presos na lava em resfriamento. Ao escaparem para a atmosfera, depois da lava consolidada, eles deixam pequenos buracos ou cavidades que são conhecidas como vesículas.

• Textura piroclástica:caracteriza as rochas ígneas formadas pela atividade vulcânica explosiva.

– A cinza pode ser lançada para o alto na atmosfera e finalmente assentar-se sobre a superfície onde se acumula. Se ela for consolidada e virar rocha, será uma rocha ígnea piroclástica.

Composição das rochas ígneas

• A maior parte das rochas ígneas, assim como os magmas dos quais elas se originam, pode ser caracterizada como básicas (45%-52%o de sílica), intermediárias (53%-65% de sílica) ou ácidas (> 65%).

• Algumas poucas rochas são referidas como ultrabásicas (< 45% de sílica), mas essas derivaram, provavelmente, de magmas básicos.

Félsico, máfico e ultramáfico• Originalmente, esses conceitos estavam relacionados à

composição mineral em termos do conteúdo de sílica, ferro e magnésio.

• Posteriormente, foram relacionados à densidade relativa dos minerais: – minerais máficos são densos, escuros e, geralmente,

formados por ferro magnésio;– minerais félsicos são leves, claros, geralmente com muita

sílica.

• Contudo, a calcita, principal constituinte de uma rara e importante rocha magmática -- o carbonatito -- é clara, às vezes, transparente. Mas, por ser um mineral denso é considerado máfico.

Classificação das rochas ígneas

• São classificadas com base em sua textura e composição mineralógica.

• Todas as rochas, exceto o peridotito, constituem pares petrográficos.

• Os membros do par possuem a mesma composição, mas texturas diferentes: – basalto e o gabro, andesito e diorito, riolito e granito

são equivalentes composicionais (mineralógicos), mas

– o basalto, o andesito e o riolito são afaníticos e extrusivos,

– enquanto o gabro, o diorito e o granito possuem textura fanerítica, indicando uma origem intrusiva.

• As rochas ígneas são também diferenciadas pela composição:

– do riolito para o andesito, e desse para o basalto, as proporções relativas dos silicatos não-ferromagnesianos e ferromagnesianos diferem.

• No entanto, as diferenças na composição são graduais, de forma que existem rochas com composições intermediárias entre o riolito e o andesito, e assim por diante.

Como nomear as rochas ígneas

• As rochas são subdivididas em:– vulcânicas - textura afanítica ou vítrea; – Intrusivas – textura fanerítica.

• O nome é definido pelos constituintes minerais majoritários ou pela proporção entre os constituintes inferidos por outro critérios, quando os minerais individuais não forem visíveis.

• As rochas ultramáficas (M > 90) são consideradas à parte.

• A maioria das rochas ígneas (M < 90) são classificadas pelas proporções entre os constituintes félsicos: feldspatos alcalinos (A), plagiocásio (P), quartzo (Q) e feldspatóides (F).

• O nome-raiz da rocha é obtido no diagrama e acrescido de informações adicionais relevantes. Exemplo:

– textura fanerítica, granulação média, constituída por quartzo, plagioclásio, feldspato alcalino em proporções equivalentes granito;

– quantidades representativas de biotita e alguns fenocristais de feldspato biotita granito porfirítico.

• Para rochas vulcânicas, a composição mineralógica é inferida a partir dos fenocristais, quando presentes...– (fenocristais de quartzo indicam elevado teor em

sílica; logo, a rocha seria o equivalente vulcânico do granito)

• ... ou pela cor: – rochas escuras são, em geral, máficas; rochas

avermelhadas, arroxeadas, acinzentadas ou mais claras são félsicas.

• Felsitos ou mafitos são termos que podem ser usados genericamente.

Rochas ultramáficas

• Têm < 45% de sílica• São compostas em grande parte de silicatos

ferromagnesianos. • Peridotito:

– contém principalmente olivina, piroxênio em menor quantidade e, às vezes, um pouco de plagioclásio.

– o piroxenito é composto predominantemente de piroxênio, com olivina e plagioclásio subordinados.

• Cores: pretas ou verde-escuras .• O peridotito é, provavelmente, a rocha típica do manto

superior mas, na superfície, as rochas ultramáficas são raras. • Origem: considera-se que as rochas ultramáficas são geradas

a partir de uma concentração de silicatos ferromagnesianos, extraída de magmas básicos.

• Greenstone belts: (cinturões de rochas verdes) associações metavulcanossedimentares de idades pré-cambrianas, que ocorrem em meio a terrenos granitognáissicos, nas regiões cratônicas do globo.– Exemplos: Supergrupo Rio das Velhas, no Quadrilátero Ferrífero,

em Minas Gerais; Rio Itapicuru, na Bahia; Serra de Santa Rita, em Pilar de Goiás; Guarinos, em Goiás; Rio Maria, sudeste do Pará etc.

• Fluxos de lava ultramáfica são comuns em sequências supracrustais do Arqueano, mas são raros ou ausentes em sequências supracrustais mais jovens.

• Acredita-se que para entrar em erupção, uma lava máficadeve estar próxima da superfície e a uma temperatura de cerca de 1.600 ºC. Atualmente, a temperatura da superfície dos fluxos de lava máfica está entre 1.000 ºC e 1.200 ºC.

• No início da história da Terra, a temperatura do manto era cerca de 300 ºC superior a atual; além disso, a crosta era menos espessa. Por isso, os fluxos de lava ultramáfica foram cessando.

Importância dos greenstone belts• Depósitos minerais principalmente constituídos por lentes de

sulfetos maciços, (pirita, calcopirita, esfalerita e galena), geralmente associados com ouro e prata, que ocorrem preferencialmente relacionados com os termos intermediários a ácidos do pacote vulcânico.

• Na base dessas lentes e relacionados com os condutos vulcânicos, ocorrem também veios entrelaçados (stockworks) com pirita e calcopirita.

• Sulfetos de cobre e zinco podem também ocorrer associados aos termos básicos do vulcanismo, como nos depósitos do tipo Chipre.

• Os termos ultramáficos podem abrigar importantes concentrações de sulfetos de cobre-níquel.

• Camadas de silexito ferruginoso, hematita, gipsita e barita ocorrem com muita frequência nas fácies sedimentares que ladeiam as lentes de sulfetos maciços. Elas nem sempre constituem depósitos econômicos, mas são ótimos indicadores da proximidade de corpos de sulfetos maciços.

As sequências ofiolíticas

• O termo ofiolito está ligado à palavra para designar os serpentinitos alpinos por causa da sua coloração verde e seu aspecto mosqueado serpentiniforme.

• Compreendem uma associação de rochas envolvendo peridotitos (serpentinizados), gabros, diabásios, espilitos e, ocasionalmente, metassedimentos. Ocorrem comumente nas cadeias montanhosas, como dos Alpes e do Himalaia.

Origem dos ofiolitos• Eram interpretados como a fase magmática inicial

de geossinclíneos, formados por diferenciação de magma basáltico. Mas não se podia explicar a quantidade de rochas ultramáficas em relação às máficas.

• Sabe-se hoje que eles representam a crosta oceânica empurrada tectonicamente, em forma de fatias, sobre a parte continental.

• Em relação ao ambiente no qual eles ocorrem, os ofiolitos são alóctones.

• Investigações geofísicas sísmicas demonstram uma estrutura em camadas da crosta oceânica, com uma estratigrafia similar à de ofiolitos .

• Nos Alpes, os metassedimentos associados são, principalmente, cherts, argilas pelágicas e calcários.

• Dessa forma, a tríade de serpentinitos, diabásios e cherts foi tomada como uma associação típica de ofiolitos. Porém, existem sequências contendo, essencialmente, as rochas ígneas na maioria dos casos.

• O termo ofiolito não deve ser usado como nome de rocha, pois refere-se a uma associação distinta de rochas máfico-ultramáficas em uma sequênciabastante característica.

• Uma sequência completa, por exemplo, apresenta da base para o topo as seguintes unidades:– harzburgitos ou Iherzolitos com texturas metamórficas

tectônicas, serpentinizados ou não;

– um complexo máfico-ultramáfico cumulático com peridotitos, piroxenitos e gabros;

– gabros maciços não-cumuláticos;

– um enxame de diques máficos;

– rochas vulcânicas máficas constituídas por lavas almofadadas (pillow lavas).

Principais cinturões ofiolíticos

• pré-cambriano - ofiolito arqueano do Barberton, África do Sul; os demais da Arábia, do Egito Oriental, do Wyoming - EUA, da Índia e do Brasil (possivelmente somente da faixa Paraguai-Araguaia).

• paleozóico superior - Caledoniano e Apalachiano do leste norteamericano, o oeste de Fennoscândia, planalto Grampian do Reino Unido; Baía das Ilhas (Bay of Islands) de New Foundland; cadeia dos Urais, Mongólia; costa pacífica norteamericana, oeste canadense e norte do Alaska; Austrália, em Queensland e Tasmânia.

• mesozóico e cenozóico – Cinturão de Tetis: Espanha, norte da África, os Alpes, os Dinarides, Grécia, Turquia, Irã, Omã, Paquistão, Himalaias, Myanmar e Indonésia; cinturão pacífico - da Nova Zelândia a Nova Caledônia, Nova Guiné, Sulawesi, Filipinas, Japão, Sakalin e Kamchatka; da Guatemala, Grandes Antilhas, Cuba, Porto Rico, Venezuela Colômbia e Equador.

Litologias e geoquímica dos ofiolitos

• A) Os peridotitos com feições tectônicas são constituídos de subtipo harzburgito e de subtipo Iherzolito, sendo o primeiro mais comum. As feições tectônicas desses peridotitos evidenciam uma cristalização sob temperaturas e pressões elevadas, típicas do manto.– Harzburgito: 80%) e ortopiroxênio (20%).– Lherzolito: 40-90% de olivina, >5% de ortopiroxênio e >5% de

clinopiroxênio.

• B) Complexo cumulático constituído de rochas ultramáficas até leucocráticas, gradando de peridotitos na base para rochas mais feldspáticasgábricas, e destas para zonas irregulares e descontínuas de plagiogranito.

• C) Enxames de diques, formando uma unidade contínua de diabásios de até 1,5 km de espessura, e que agem como alimentadores das lavas almofadadas situadas acima, e se estendem para baixo até os gabros.

– Diabásio: plagioclásio cálcico, piroxênio, magnetita e ilmenita.

Os depósitos sulfetados de dorsais oceânicas

• foram descobertas fumarolas ativas na dorsal do leste do Pacífico que depositam sulfetos, principalmente de Cu, Zn e Fe, em pequenos morros no assoalho oceânico.

• Os minerais principais que compõem esses sulfetos são: pirita - FeS:, esfalerita - ZnS, calcopirita - CuFeS:, covelita - CuS e calcocita Cu2S. A descarga dessas fumarolas, chamadas os black smokers, é considerada como sendo o processo responsável também pelos depósitos de sulfetos em antigos ofiolitos.

• Dragagens no leste do Pacífico revelaram também uma variedade de rochas típicas de sequências ofiolíticas.

O processo de black smokers é de circulação de fluidos aquosos hidrotermais, de temperaturas em torno de 300 ºC, através das rochas ígneas da crosta oceânica, lixiviando os metais e depositando-os ao encontrar as águas frias do mar.

Basalto - Gabro

• São, respectivamente, rochas de granulação fina e grosseira, cristalizadas a partir de um magma básico (45%-52% de sílica).

• São formadas predominantemente por plagioclásio rico em cálcio e piroxênio, com menor quantidade de olivina e anfibólio.

• Em razão de conterem uma grande proporção de silicatos ferromagnesianos, o basalto e o gabro são escuros e, portanto, máficos.

• Mas não são ultramáficos porque o plagioclásio, que é um mineral claro (félsico), apresenta-se em grande quantidade nessas rochas.

• As variedades porfiríticas contêm fenocristais de plagioclásio cálcico ou olivina.

• No Brasil, a região conhecida como Bacia do Paraná tem um gigantesco derrame de basalto que cobre a maior parte da região sul do país, estendendo-se ainda pela Argentina, Uruguai e Paraguai.

• Trata-se de uma área intensamente ocupada pela atividade agrícola em função das terras férteis ("terra roxa") decorrentes da alteração intempérica do basalto.

• O gabro é muito menos comum do que o basalto, pelo menos na crosta continental ou onde ela é facilmente observada.

• No entanto, a parte inferior da crosta oceânica é composta de gabro.

Andesito -- Diorito

• Os magmas de composição intermediária (53%-65% de sílica) cristalizam-se para formar o andesito e o diorito, que são equivalentes na composição, mas diferentes quanto à granulação.

• Ambos são compostos, predominantemente, de plagioclásio e, subordinadamente, de minerais ferromagnesianos, como anfibólio ou biotita

• O andesito é uma rocha ígnea extrusiva formada das lavas expelidas nos arcos das ilhas vulcânicas, nos limites convergentes de placas - Os vulcões dos Andes, na América do Sul, e a Cadeia de Cascade, na América do Norte, são, em parte, compostos de andesito.

• Corpos intrusivos de diorito são bastante comuns na crosta continental.

Diorito de granulação média

Riolito -- Granito

• O riolito e o granito (> 65% de sílica) cristalizam-se de magmas ácidos e são, portanto, rochas ricas em sílica.

• São principalmente constituídos de feldspato potássico, plagioclásio rico em sódio e quartzo, com alguma biotita e, raramente anfibólio.

• Por causa da predominância de silicatos não-ferromagnesianos, essas rochas são geralmente de cor clara.

• O riolito tem textura, geralmente, afanítica, possuindo em alguns casos um certo arranjo orientado como consequência do movimento da lava (textura fluidal). Os fenocristais são normalmente de quartzo e feldspatos.

• Formam-se em zonas de colisão de placas continentais.

• O riolito é finamente granulado, embora, frequentemente contenha fenocristais de feldspato potássico ou quartzo.

• Normalmente, os fluxos de lava riolítica são espessos e altamente viscosos, e se movem apenas por curtas distâncias.

Riolito - Microfotografia com nicóis cruzados

Granito Granito

Riolito

Pegmatitos

• Pegmatitos são rochas ígneas formadas dominantemente pela cristalização de magmas graníticos residuais enriquecidos em fundentes, como p. ex. H2O, B, F e/ou P, e, que são distinguidos de outras rochas ígneas pela granulação extremamente grossa (ou variável da borda ao núcleo) ou pela abundância de cristais com hábitos esquelético, gráfico ou fortemente unidirecional.

• O termo pegmatito se refere a uma textura particular e não a uma composição específica.

A característica mais notável das rochas pegmatíticas é o tamanho de seus minerais, que têm pelo menos 1 cm, de um lado a outro. Não é raro ter alguns cristais medidos em metros ou, até mesmo, em dezenas de metros.

• A composição mineralógica dos pegmatitos é comumente granítica (quartzo, plagioclásio sódico e feldspato potássico), embora zonas monominerálicas constituídas por esses minerais sejam semelhantes a veios ou segregações hidrotermais, assim como, elementos como Li, Be, B, F, P, Sn, Ta, Nb e de terras raras (ETR) podem constituir importantes assembleias de minerais que são distintamente não graníticas

• Muitos pegmatitos estão associados a plútons de granito e são compostos de minerais oriundos das fases fluidas e de vapor remanescentes da cristalização do granito.

• Os pegmatitos podem ocorrer como– Veios em granitos;

– Como corpos irregulares em terrenos metamórficos;

– Associados a intrusões estratiforme;

– Como segregação hidrotermal;

– Associados a migmatitos.