Deformações das rochas

É a mobilidade da litosfera e o peso das camadas suprajacentes que provocam, ao longo dos tempos, tensões, ou seja, forças aplicadas por unidade de área que vão originar deformações nas rochas.


 Tensões compressivas – conduzem à redução do volume da rocha na direcção paralela à actuação das forças e ao seu alongamento na direcção perpendicular. Podem também provocar fractura da rocha.


 Tensões distensivas – conduzem ao alongamento da rocha, na direcção paralela à actuação das forças, ou à sua fractura.


 Tensões de cisalhamento – causam a deformação da rocha por movimentos paralelos em sentidos opostos.


 Deformação elástica – a deformação é reversível e proporcional ao esforço aplicado, desde que não seja ultrapassado o limite de elasticidade.


 Deformação plástica – acima do limite de elasticidade, o material fica deformado permanentemente, sem rotura, se não for ultrapassado o limite de plasticidade. A deformação é chamada deformação contínua, quando não se verifica descontinuidade entre partes contíguas do material deformado.


 Deformação por rotura – quando é ultrapassado o limite de plasticidade, a rocha cede e entra em rotura. Essas deformações podem ser consideradas deformações descontínuas.


 Comportamento frágil – as rochas fracturam facilmente quando são sujeitas a tensões, em condições de baixa pressão e baixa temperatura. Este comportamento relaciona-se com a formação de falhas.


 Comportamento dúctil – as rochas sofrem alterações permanentes de forma e/ou volume, sem fracturarem, em condições de elevada pressão e elevada temperatura. Este comportamento relaciona-se com a formação de dobras.





Factores que condicionam a deformação das rochas:


 Tensão confinante ou litostática – é a tensão resultante do peso das camadas suprajacentes. Aumenta a ductilidade da rocha, aumentando a resistência à rotura.


 Tensão não litostática ou dirigida – ocorre quando um corpo está sujeito a forças de intensidade diferente nas diversas direcções.


 Temperatura – aumenta a plasticidade. Aumenta com a profundidade.


 Conteúdo em fluidos – faz aumentar a plasticidade das rochas.


 Tempo de actuação das forças – faz com que as rochas sejam mais plásticas.


 Composição e estrutura da rocha – certos aspectos, como a xistosidade, fazem aumentar a plasticidade.








Falhas


Uma falha é uma superfície de fractura ao longo da qual ocorreu movimento relativos dos blocos fracturados. Podem resultar da actuação de qualquer tipo de tensão em rochas com comportamento frágil.

Elementos que caracterizam uma falha:

 Plano de falha – superfície de fractura.

 Tecto – bloco que se sobrepõe ao plano de falha.

 Muro – bloco que se situa abaixo do plano de falha.

 Rejecto – menor distância entre dois pontos que estavam juntos antes da fractura e do respectivo deslocamento.

 Escarpa de falha – ressalto topográfico produzido pela falha.

 Direcção – ângulo formado por uma linha horizontal do plano de falha com a linha N-S

 Inclinação – ângulo formado pelo plano de falha com um plano horizontal que intersecta o plano de falha.

Dobras

São deformações nas quais se verifica o encurvamento de superfícies originalmente planas. As dobras resultam da actuação de tensões de compressão, em rochas com comportamento dúctil.

Elementos que caracterizam uma dobra:

 Charneira – linha que une os pontos de máxima curvatura da dobra.

 Flancos da dobra – vertentes da dobra; situam-se de um e de outro lado da charneira.

 Superfície axial ou plano axial – plano de simetria da dobra, que a divide em dois flancos aproximadamente iguais.

 Eixo da dobra – linha de intersecção da charneira com a superfície axial.

Tendo em conta a idade relativa das rochas:

 Anticlinal – dobra em que o núcleo da antiforma é ocupado pelas rochas mais antigas.

 Sinclinal - dobra em que o núcleo da sinforma é ocupado pelas rochas mais recentes.

Diferenciação magmática e Série Reaccional de Bowen

Diferenciação magmática

Um só magma pode dar origem a diferentes tipos de rochas, visto ser constituído por uma mistura complexa que, ao solidificar, forma diferentes associações de minerais. Um dos processos envolvidos na diferenciação magmática é a cristalização fraccionada. Quando o magma arrefece, minerais diferentes cristalizam a temperaturas diferentes, numa sequência definida que depende da pressão e da composição do material fundido. A fracção cristalina separa-se do restante líquido, por diferenças de densidade ou efeito da pressão, deixando um magma residual diferente do magma original. Assim, um mesmo magma pode originar diferentes rochas.





Série Reaccional de Bowen



Série que traduz a sequência pela qual os minerais cristalizam num magma em arrefecimento. Segundo Bowen, existem duas séries de reacções que se designam, respectivamente, por série dos minerais ferromagnesianos (ramo descontínuo) e série das plagióclases (série contínua).

No ramo descontínuo, à medida que se verifica o arrefecimento, o mineral anteriormente formado reage com o magma residual, dando origem a um mineral com uma composição química e uma estrutura diferente, e que é estável nas novas condições de temperatura.

No ramo contínuo, verifica-se uma alteração nos iões da plagióclase, sem que ocorra alteração da estrutura interna dos minerais.



São várias as formas pelas quais os cristais originados podem ser separados do líquido residual. Se a pressão comprime o local onde se formam os cristais, o líquido residual tende a escapar por pequenas fendas, enquanto que os cristais ficam no local da sua génese. Se os cristais são mais densos ou menos densos do que o líquido residual, eles deslocam-se para o fundo ou para o cimo da câmara magmática, respectivamente. Acumulam-se por ordem da sua formação e das suas densidades – diferenciação gravítica. As últimas fracções do magma, constituídas por água com voláteis e outras substâncias em solução constituem as soluções hidrotermais e podem preencher fendas das rochas, dando origem a filões.

Metamorfismo – rochas metamórficas

O metamorfismo é a alteração das rochas que tem lugar no interior da Terra. Essa alteração pode verificar-se ao nível da composição mineralógica, da textura, ou de ambas e ocorre sem que haja fusão das rochas. Ocorre em condições de temperatura e pressão elevadas e ocorre ao nível das zonas de subducção e em zonas de formação de cadeias montanhosas.
Agentes de metamorfismo:

 Temperatura – A temperatura a que uma rocha está exposta é tanto maior quanto maior for a profundidade a que se encontra. No entanto, o contacto com intrusões magmáticas pode submeter a rocha a temperatura elevadas a baixas profundidades. Por acção do calor, certos minerais podem-se tornar instáveis e reagir com outros minerais, formando combinações que são estáveis nas novas condições. Assim, verifica-se a quebra de ligações químicas na esturutra cristalina dos minerais e a formação de novas ligações, dando origem a uma estrutura cristalina diferente.
 Tensão – Tensão litostática – é o resultado do peso da massa de rocha suprajacente e é aplicada igualmente em todas as direcções. Tem como consequência a redução do volume e aumento da densidade da rocha. Tensão não litostática – caracteriza-se por ter diferente intensidade em diferentes direcções. Pode ser compressiva, distensiva ou de cisalhamento e está, geralmente, associada a movimento tectónicos. Este tipo de tensão causa a deformação da rocha e o alinhamento dos minerais ou foliação.
 Fluidos – Os fluidos que circulam entre os grãos de minerais dissolvem iões de certos minerais e transportam-nos para outros locais onde podem reagir com outros minerais.
 Tempo – Todos os fenómenos relacionados com o metamorfismo ocorrem ao longo de grandes períodos de tempo.


Recristalização e minerais de origem metamórfica

A recristalização é a reorganização dos elementos de um mineral original numa combinação mais estável, nas novas condições de tensão, temperatura e fluidos envolventes.
Existem minerais que se formam apenas numa gama restrita de condições, permitindo inferir as condições em que a rocha que os contém se formou. Estes designam-se por minerais índice. O aumento progressivo das condições de pressão e temperatura relaciona-se com diferentes graus de metamorfismo, sendo considerados o metamorfismo de baixo grau, o metamorfismo de grau intermédio e o metamorfismo de alto grau.

Consolidação de magmas

Processos de formação de minerais

Os principais factores que influenciam a cristalização são: a temperatura, o tempo, a agitação do meio, o espaço disponível e a natureza do próprio material. A estrutura cristalina implica uma disposição ordenada dos átomos ou iões, que formam uma rede tridimensional que segue um modelo geométrico característico de cada espécie mineral. A rede é constituída por unidades de forma paralelepipédica que constituem a malha elementar ou motivo cristalino, que se repetem. Num cristal, os nós correspondem às partículas elementares, as fiadas são alinhamentos de partículas e os planos reticulares são planos definidos por duas fiadas não paralelas. Por vezes, as partículas não chegam a atingir o estado cristalino. A textura fica desordenada, designando-se a matéria, nestas condições, por textura amorfa ou vítrea.



Isomorfismo e polimorfismo

 Isomorfismo verifica-se quando ocorrem variações ao nível da composição química dos minerais sem, contudo, se verificarem alterações na estrutura cristalina. Substâncias com estas características designam-se por substâncias isomorfas. A um conjunto de minerais como estes chama-se série isomorfa ou solução sólida e os cristais constituídos designam-se por cristais de mistura, misturas sólidas ou misturas isomorfas. Um exemplo de minerais que constituem uma série isomorfa é o das plagióclases, que são silicatos em que o Na+ e o Ca2+ se podem intersubstituir.
 Polimorfismo verifica-se quando os minerais têm a mesma composição química , mas estruturas cristalinas diferentes.

Magmatismo – rochas magmáticas

Diversidade de magmas

As rochas magmáticas formam-se pelo arrefecimento e pela cristalização do magma. O magma é rocha fundida, normalmente rica em sílica, com gases dissolvidos e alguns ristais. Origina-se da fusão parcial da porção inferior da crosta ou da porção superior do manto. A formação de rochas magmáticas está relacionada com a mobilidade da litosfera e ocorre, em regra, nos limites convergentes e divergentes das placas litosféricas. São estes movimentos associados a determinadas condições de pressão e temperatura que condicionam a fusão das rochas. Por consolidação do magma, são formadas rochas intrusivas, ou plutonitos, e rochas extrusivas ou vulcanitos.

 Magmas basálticos (pobres em sílica) – dão origem, por consolidação, aos fundos oceânicos. São expelidos principalmente em riftes e pontos quentes, tendo-se originado a partir de rochas do manto – peridotito. Se estes magmas solidificam em profundidade, dão origem a gabros.
 Magmas andesíticos (composição intermédia) – formam-se nas zonas de subducção e relacionam-se com zonas altamente vulcânicas. A composição destes magmas depende da quantidade e tipo de material subductado. Quando solificam em profundidade, dão origem a dioritos; quando solidificam à superfície ou perto dela dão origem a andesitos.
 Magmas riolíticos (ricos em sílica) – formam-se a partir da fusão parcial da crosta continental e tendem a ser muito ricos em gases, em zonas de convergência de placas. Em profundidade, dão origem a granitos; à superfície ou perto dela formam riólitos.