geologia física

todos os processos importantes de metamorfismo com os quais estamos familiarizados podem estar diretamente relacionados a processos geológicos causados por Placas tectônicas. As relações entre tectônica de placas e metamorfismo estão resumidas na figura 7.14, e em mais detalhes nas figuras 7.15, 7.16, 7.17 e 7.19.

a maior parte do metamorfismo regional ocorre dentro da crosta continental. Embora as rochas possam ser metamorfoseadas em profundidade na maioria das áreas, o potencial de metamorfismo é maior nas raízes das cadeias montanhosas, onde há uma forte probabilidade de enterro de rochas sedimentares relativamente jovens a grandes profundidades, conforme descrito na figura 7.15. Um exemplo seria a Cordilheira do Himalaia. Nesta fronteira convergente Continente-continente, as rochas sedimentares foram empurradas para grandes alturas (quase 9.000 m acima do nível do mar) e também enterradas em grandes profundidades. Considerando que o normal gradiente geotérmico (a taxa de aumento de temperatura com a profundidade) é de cerca de 30°C, por quilómetro, de rock, enterrado a 9 km abaixo do nível do mar nesta situação poderia estar perto de 18 km abaixo da superfície do solo, e é razoável esperar que as temperaturas de até 500°C. as rochas Metamórficas formadas não são susceptíveis de ser foliados, por causa da forte direcional pressão de convergência de placas.

em uma crista oceânica espalhada, a crosta oceânica recentemente formada de gabbro e basalto está lentamente se afastando do limite da placa (figura 7.16). A água dentro da crosta é forçada a subir na área próxima à fonte de calor vulcânico, e isso atrai mais água de mais longe, o que eventualmente cria um sistema Convectivo onde a água do mar fria é atraída para a crosta e depois para o fundo do mar perto da crista. A passagem desta água através da crosta oceânica a 200° a 300°C promove reações metamórficas que mudam o piroxênio original na rocha para clorito e serpentina. Como esse metamorfismo ocorre em temperaturas bem abaixo da temperatura na qual a rocha se formou originalmente (~1200°C), é conhecido como metamorfismo retrógrado. A rocha que se forma dessa maneira é conhecida como greenstone se não for Foliada, ou greenschist se for. Clorito ((Mg5Al) (AlSi3)O10(OH)8) e serpentina ((Mg, Fe)3si2o5 (OH)4) são ambos “minerais hidratados”, o que significa que eles têm água (como OH) em suas fórmulas químicas. Quando a crosta oceânica metamorfoseada é posteriormente subduzida, o clorito e a serpentina são convertidos em novos minerais não hidratados (por exemplo. Granada e piroxênio) e a água que é liberada migra para o manto sobreposto, onde contribui para o derretimento do fluxo (Capítulo 3, Seção 3.2).

em uma zona de subducção, a crosta oceânica é forçada para baixo no manto quente. Mas como a crosta oceânica agora é relativamente fria, especialmente ao longo de sua superfície superior do fundo do mar, ela não aquece rapidamente, e a rocha subdutora permanece várias centenas de graus mais fria do que o manto circundante (figura 7.17). Um tipo especial de metamorfismo ocorre nestas muito alta-pressão, mas relativamente condições de baixa temperatura, produzindo um anfibólio mineral, conhecido como glaucophane (Na2(Mg3Al2)Si8O22(OH)2), que é de cor azul, e é um componente importante de uma rocha, conhecido como blueschist.

se você nunca viu ou mesmo ouviu falar de blueschist, não é surpreendente. O que é surpreendente é que alguém o tenha visto! A maioria das formas blueschist em zonas de subducção, continua a ser subducted, se transforma em eclogite a cerca de 35 km de profundidade, e, em seguida, eventualmente, afunda profundamente no manto — para nunca mais ser visto novamente. Em apenas alguns lugares do mundo, onde o processo de subducção foi interrompido por algum processo tectônico, a rocha blueschist parcialmente subduzida retornou à superfície. Um desses lugares é a área ao redor de São Francisco; a rocha é conhecida como Complexo Franciscano (figura 7.18).

o Magma é produzido em limites convergentes e sobe em direção à superfície, onde pode formar corpos de magma na parte superior da crosta. Tais corpos de magma, a temperaturas de cerca de 1000°C, aquecem a rocha circundante, levando ao metamorfismo de contato (figura 7.19). Como isso acontece em profundidades relativamente rasas, na ausência de pressão direcionada, a rocha resultante normalmente não desenvolve foliação. A zona de metamorfismo de contato em torno de uma intrusão é muito pequena (normalmente metros a dezenas de metros) em comparação com a extensão do metamorfismo regional em outros ambientes (dezenas de milhares de quilômetros quadrados).

metamorfismo Regional ocorre também dentro vulcânica-arco de montanhas, e por causa do calor, associado a vulcanismo, o gradiente geotérmico é normalmente um pouco mais acentuada nestas definições (em algum lugar entre 40° e 50°C/km). Como resultado, graus mais altos de metamorfismo podem ocorrer mais perto da superfície do que é o caso em outras áreas (figura 7.19).

outra maneira de entender o metamorfismo é usando um diagrama que mostra a temperatura em um eixo e a profundidade (o que equivale à pressão) no outro (figura 7.20). As três linhas pontilhadas pesadas neste diagrama representam os gradientes geotérmicos da terra em diferentes condições. Na maioria das áreas, a taxa de aumento da temperatura com profundidade é de 30°C/km. Em outras palavras, se você descer 1.000 m em uma mina, a temperatura será aproximadamente 30°C mais quente do que a temperatura média na superfície. Na maioria das partes do Sul do Canadá, a temperatura média da superfície é de cerca de 10°C, portanto, a 1.000 m de profundidade, será de cerca de 40°C. Isso é desconfortavelmente quente, então as minas profundas devem ter sistemas de ventilação eficazes. Este gradiente geotérmico típico é mostrado pela linha pontilhada verde na figura 7.20. A 10 km de profundidade, a temperatura é de cerca de 300°C e a 20 km é de cerca de 600°C.

em áreas vulcânicas, o gradiente geotérmico é mais parecido com 40° a 50°C / km, então a temperatura a 10 km de profundidade está na faixa de 400° a 500°C. Ao longo das zonas de subducção, conforme descrito acima, a crosta oceânica fria mantém as temperaturas baixas, de modo que o gradiente é tipicamente inferior a 10°C/km. Os vários tipos de metamorfismo descritos acima estão representados na figura 7.20 com as mesmas letras (A A e) usadas nas figuras 7.14 a 7.17 e 7.19.

a título de exemplo, se olharmos para o metamorfismo regional em áreas com gradientes geotérmicos típicos, podemos ver que o enterro na faixa de 5 km a 10 km nos coloca na zona mineral de zeólito e argila (ver Figura 7.20), o que equivale à formação de ardósia. A 10 km a 15 km, estamos na zona greenschist (onde a clorita se formaria em rocha vulcânica máfica) e micas muito finas se formam em mudrock, para produzir filita. A 15 km a 20 km, micas maiores se formam para produzir xisto, e a 20 km a 25 km amphibole, feldspato e forma de quartzo para produzir gnaisse. Além de 25 km de profundidade neste cenário, cruzamos a linha de fusão parcial para granito (ou gnaisse) com água presente e, portanto, podemos esperar que a migmatita se forme.