O metamorfismo é o conjunto de processos físicos e/ou químicos que ocorrem em estado sólido no interior ou na superfície da Terra quando rochas são submetidas a pressões e temperaturas diferentes das condições de sua formação. Essas alterações são suficientes para transformar a rocha original (chamada de protólito) em outra rocha. No entanto, não são suficientes para fundi-la. Assim, os minerais formados através do metamorfismo são resultado da transformação de minerais de uma rocha anterior (chamada de protólito). Logo, diz-se que são recristalizados ao invés de cristalizados (termo utilizado para formação de minerais através de resfriamento de magma).
O protólito de rochas metamórficas podem ser rochas ígneas, sedimentares ou metamórficas. E a recristalização pode dar-se sob condições hidrostáticas ou não. O metamorfismo sob condições hidrostáticas é aquele em que a alteração na pressão (simbolizada por P) foi igual em todas as direções ao redor da rocha. Podemos comparar essa situação a uma bolinha de borracha mergulhada em uma piscina que permanece a uma certa profundidade da superfície da água. Se afundarmos a bolinha, esta ficará sujeita a um aumento de pressão que é igual em todas as direções. Esse aumento é diretamente proporcional a profundidade em que a bolinha se encontra. Se a afundarmos mais, o aumento será maior. Entretanto, se pegarmos a mesma bolinha e a mergulharmos em um córrego ou rio e a segurarmos, haverá um aumento de pressão que não será igual em todas as direções, já que há a correnteza. Assim, a bolinha é submetida a uma condição não hidrostática. E, dependendo do material de que é feita, esta pode vir a se deformar. Se, por outro lado, imaginarmos que a colocamos em um rio e que não a seguramos com a devida força para que ela fique parada, ela pode vir a se mover e também se deformar.
Agora, imagine que ao invés de uma piscina ou rio, temos a litosfera. E, ao invés da bolinha, temos rochas. Existem movimentos na dinâmica da Terra que são capazes de transportar as rochas que estavam em certo local da litosfera para outro, em maior ou menor profundidade, sob condições hidrostáticas ou não. E, como a temperatura aumenta a medida que a profundidade aumenta, as rochas ficam sujeitas a alterações tanto na pressão (simbolizada por P) quanto na temperatura (simbolizada por T). E como os minerais são estáveis apenas em uma faixa de P e T, estes se transformam em outros reagindo uns com os outros até que a rocha entre em equilíbrio com a novas condições de P e T ao seu redor. Esses movimentos fazem parte da dinâmica da Terra e se manifestam no movimento da Placas Tectônicas e fenômenos magmáticos associados (ex: magmatismo de rifte oceânico, magmatismo associado a subducção, magmatismo associado a formação de orógenos colisionais e etc.). Por isso, o metamorfismo na Terra é quase inteiramente focado em limites de placas divergentes e convergentes porque apenas nesses locais há fluxo de calor e massa suficientes para causar mudanças significativas em P e T.
Quando a temperatura e/ou a pressão aumentam, o metamorfismo é dito progressivo. Quando a temperatura e/ou pressão diminuem, o metamorfismo é dito retro-metamorfismo.
Os processos envolvidos no metamorfismo podem gerar modificações na composição mineralógica da rocha e/ou modificações na configuração geométrica e espacial da mesma. Essa configuração se refere ao formato dos minerais e disposição original dos mesmos e é chamada de fabric (Hobbs et al., 1976). Fabric inclui foliação, lineação, falta de orientação preferencial e tamanho de cristais (Passchier. & Trouw, 2005). Esse termo é frequentemente traduzido como fábrica, o que não é aconselhado por alguns especialistas.
Em escala microscópica, também ocorrem modificações: o formato dos cristais, tipos de contatos e a configuração geométrica e espacial destes se alteram (Figura 1). A configuração geométrica e espacial em escala microscópica é chamada de textura, microfabric ou microstructure (traduzida por alguns autores como microestrutura) (Passchier. & Trouw, 2005).
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| Figura 1: Diferença entre arenito e quartzito quando observados no microscópio petrográfico. A) Arenito poroso formado por grãos de quartzo arredondados e com alta a baixa esfericidade; B) Quartzito com textura granoblástica poligonal com cristais que se tocam formando ângulos próximos a 120°. Modificado de Ruberti et al. (2001). |
A temperatura em que ocorre o metamorfismo depende do protólito. Nos evaporitos, material vítreo e orgânico, as transformações metamórficas começam a ocorrer a baixas temperaturas. Por outro lado, só começam a ocorrer em temperaturas mais altas em rochas carbonáticas e silicáticas. Entretanto, o limite do metamorfismo é encarado como acima de 200°C e a abaixo das temperaturas em que ocorre fusão parcial (Bucher & Grapes, 2011). A fusão parcial é o processo em que a rocha submetida ao metamorfismo começa a apresentar uma fração de melt (isto é, fusão), cuja composição varia de acordo com o protólito. Ela pode se iniciar em temperaturas tão baixas quanto 700°C (se houver água presente). Entretanto, a maior quantidade de produção de melt ocorre por volta de 800°C (Brown, 2008).
BIBLIOGRAFIA E REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
- Best, M. G. 2003. Igneous and metamorphic petrology. 2nd edition, Brigham Young University, Blackwell Science Ltd., 729 p.
- Brown, M. 2008. Working with migmatites: nomenclature for the constituent parts. Working with migmatites, Sawyer, E. W. & Brown, M. (eds). Mineralogical Association of Canada, Short Course Series, 38, p. 97- 139.
- Bucher, K. & Grapes, R. 2011. Petrogenesis of Metamorphic Rocks. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 441 p.
- Hobbs, B.E., Means W.D., Williams P.F. 1976. An outline of structural geology. Wiley, New York.
- Passchier, C. W. & Trouw R. A. J. 2005. Microtectonics. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 371p.
- Ruberti, E., Szabó, G. A. J., Machado, R. 2000. Rochas metamórficas. Decifrando a Terra, Teixeira, W., Toledo, M. C. M., Fairchild, T. R., Taioli, F. (org). Oficina de Textos, 557 p.
- Sawyer, E. W. 2008. Working with migmatites: nomenclature for the constituent parts. Working with migmatites, Sawyer, E. W. & Brown, M. (eds). Mineralogical Association of Canada, Short Course Series, 38, p. 1-28.
COLABORAÇÃO
Este artigo foi escrito pela colaboradora Renata Augusta Azevedo, bacharel e mestra em geologia pela Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG). Atuou como professora em cursos técnicos de mineração e geologia, além de atuar na área de petrologia de rochas metamórficas de alto grau, petrologia de migmatitos e geotectônica. Co-fundadora e co-orientadora do EPISGEO (Grupos de Estudos de História e Epistemologia da Geologia) do Instituto de Geociências da UFMG (IGC-UFMG). Fundadora e supervisora do LUGAR - Núcleo de Estudos sobre a Terra (grupo interdisciplinar de divulgação científica de assuntos relacionados a Terra em escolas de Ensino Fundamental e Médio). [Confira o currículo completo clicando http://lattes.cnpq.br/2101917942644754]
