O documento aborda os princípios e métodos de classificação de rochas ígneas e metamórficas, incluindo sua identificação e características petrográficas. Ele detalha a formação de magmas, os tipos de fusão e as variáveis que influenciam a composição química do magma, além de discutir a relação entre tectônica de placas e a geração de magmas. Finalmente, enfatiza a importância de propriedades físicas como temperatura, densidade e viscosidade na dinâmica dos magmas.

1. Laura Nilza

2.  Objectivos da cadeira:
🞑 Conhecer os príncipios e métodos de classificação de rochas ígneas e
metamórficas;
🞑 Dominar osmétodos de observação e descrição de rochas ígneas e
metamórficas;
🞑 Identificar macro- e microscopicamente as rochas ígneas e
metamórficas;

3. Conteudos:
Parte I- Rochas Ígneas ou magmáticas
 Magma e rochas ígneas
 Classificação de rochas piroclásticas
 Classificação mineralógica de rochas ígneas
 Classificação geoquímica de rochas ígneas
 Séries magmáticas
 Microscopia de rochas igneas
 Teste 1
Parte II- Rochas Metamórficas
 Factores e tipos de metamorfismo
 Classificação de rochas metamorfismo, quanto T,Pe ambiente
tectónico
 Facies metamórficas e geotectónica
 Micróscopia de metamórficas
 Teste 2

4.  Philpotts, A.R. (1990). Principles of igneous and Metamorphic
Petrology.Prentice Hall, London.
 Mackenzie, W.S., Donaldson, C.H.,Guilford, C. (1984). Atlas of
Igneous rocks and their textures. LONGMAN, London.
 Mackenzie, W.S., Donaldson, C.H., Guilford, C. (1984). Atlas of
Metamorphic rocks and their textures. LONGMAN, London.

5.  Conceitos
 Composição Química do Magma
 Como São Gerados os magmas?
 Propriedades Físicas
 Formação de rochas ígneas

7.  petrografia é um ramo da petrologia cujo objeto é a descrição das rochas
e a análise das suas características estruturais, mineralógicas e químicas.
Distingue- se da petrologia, disciplina que se interessa pelos mecanismos
físicos, químicos e biológicos que formam e transformam as rochas.
 Baseia-se fortemente em observações feitas com o microscópio
petrográfico, mas as observação em afloramentos e com a lente da mão
(lupa) são também importantes.

8.  A descrição petrográfica de uma rocha:
i. Identificação de minerais e, se possível, determinação das suas
composições;
Relações texturais entre os grãos. Não só ajudam para classificação,
mas fornecem evidências dos processos activos durante a formação da
rocha;
ii.
iii. A rocha é então classificada com base nas percentagens do volume de
vários minerais formadores de rochas.

9. Magma – é uma mistura complexa de silicatos no estado de fusão (entre 800°C
e 1500°C), formada por percentagem variável de líquido + gases dissolvidos ou
de líquido + cristais + gases.

10.  A fase líquida dos magmas é formada por silicatos fundidos (com poucas
excepções, exemplo dos magmas carbonatíticos) com proporções variadas
de catiões (Si, O, Mg, Fe, Ca, Na, K, Ti entre outros) junto com iões
metálicos (Fe2+, Fe3+, Mg2+, Na+ entre outros).
 A fase sólida pode ser constituída por cristais que formam-se inicialmente
a partir do próprio líquido ou serem incorporados no magma (xenocristais),
junto com fragmentos de rochas (xenólitos) incorporados durante a
ascensão em direção as porções superiores da Terra.
 A fase gasosa inclui vapor de água, dióxido de carbono,dióxido de
enxofre e muitos outros.

11. Câmara magmática – espaço
ocupado pelo magma no interior
da Terra.
Basalto
Câmara magmática
Gabro
Ascensão
do magma
Quando o magma extravasa em
superfície passa receber a
designação de lava.

12.  Magma primário (primitivo ou parental) – magma cuja
composição não sofreu modificações desde a sua geração.
 Magma secundário – magma resultante de diversos processos
que modificaram a sua composição química original (exs.
contaminação, refusão, cristalização fracionada).

13.  Formação de magmas primários e secundários

14. Curva de solidus – T de começo de fusão
ou, então, do final da cristalização de um
magma.
Curva de liquidus – T onde começa a
cristalização de um magma ou, então, a
fusão total de uma fonte sólida .
As curvas de solidus representam o início da fusão, quando então coexiste o líquido
gerado pela fusão com os minerais ainda não fundidos. À medida que o processo
de fusão avança, a proporção líquido/sólido aumenta, até que, em uma situação
ideal, todos os minerais da rocha estejam fundidos. Nesse ponto o sistema
ultrapassa a linha de liquidus, passando a ser apenas fase líquida.

15. geotérmico
abaixo
e abaixo
dos
do
 Gradiente
normal,
oceanos
continente,
linha dos
bem como a
solidus do
peridotito (composição
média do manto).
 Sob condiçõesnormais o
manto é sólido.

16. A composição química do magma depende
basicamente de três principais factores:
1. composição da rocha fonte;
2. condições em que ocorreu a fusão e de taxa da
fusão;
3. históriaevolutivado magma,desde seu local de
geração até seu alojamento na crusta

17.  A composição química de um magma é expressa em termos
de elementos maiores, menores e traços.
 Os elementos maiores e menores são expressos como
óxidos: SiO2, Al2O3, FeO, Fe2O3, CaO, MgO, Na2O,
K2O e TiO2 (elementos maiores), e MnO e P2O5
(elementos menores).
 Elementos maiores são aqueles com abundâncias acima de
1% em massa, ao passo que elementos menores são
aqueles entre 0,1 e 1% da massa.
 Alguns elementos, tais como o Potássio (K) e o Titânio (Ti)
estão presentes como elementos de abundância menor em
algumas rochas, mas podem atingir proporções de
elementos maiores em outras.

18.  Abaixo de 0,1% de massa, entra-se no domínio dos elementos
traço, sendo que a concentração desses elementos é
convencionalmente expressa em termos de ppm (partes por milhão).
 Os principais elementos traços presentes no magma são: V, Cr, Ni,
Rb, Sr, Y,Zr, Nb, Ba, La, Ce, Nd, Sm, Eu,Gd, Yb, Lu, Ta, Hf, The U.
 Diversos óxidos e elementos voláteis (os gases) podem ser
adicionados a esta lista, entre os quais se destacam o H2O, o CO2,
o SO2, o Cl e o F.
 Magmas de origem crustal (riolíticos, dacíticos ou andesíticos) são
ricos em O, Si, Al, Na, K e H, já os magmas gerados no manto
(basálticos) são mais ricos em O, Si, Al, Ca, Mg e Fe.

19.  Tipos de magmas: – silicatado (+ comum), carbonatítico (CaO
30-50%, CO2 30-40%, SiO2<20%) e sulfetado.

20. Tipos de Magmas Silicatados Porcentagem de SiO2
Ultrabásico: ricos em Mg e Fe < 45%
Básico: ricos emMg, Fe e Ca 45 a 52%
Intermediários: ricos em Fe e Ca 52 a 63%
Ácido: ricos em Si, Ke Na Ácido: > 63%
Diagramas comparando
as composições médias de
magmas silicatados.

22. Composiçõesquímicasde rochas representativasdos diferentes tipos de
magmas.

24.  A geração de qualquer tipo de magma requer sempre a fusão
parcial (processo também conhecido por anatexia) de um material
fonte, sólido ou essencialmente sólido.
 A integração de estudos geofísicos, petrológicos (experimentos sob
condições variadas de P
, T), geoquímicos e isotópicos mostra que as
fontes possíveis de magma são o manto superior (litosférico e
astenosférico) e crusta (continental e oceânica).
 Após sua geração por fusão parcial, o magma normalmente tem
uma evolução complexa (cristalização fracionada, reação com
encaixantes, contaminação crustal, dentre outros) até formar as
rochas como produtos sólidos finais.

25.  A fusão não progride indefinidamente e nunca alcança 100%.
 O líquido de fusão (melt) tem menores densidade e viscosidade em
relação à sua fonte sólida, tornando-se, assim, fisicamente instável;
por isto, o líquido tende a escapar da região fonte.
 Acredita-se que até no máximo 40% de fusão ainda é possível
reter o líquido no local onde ele é gerado (caso de magmas
komatiíticos).
 A fusão ocorre em resposta à atuação de vários fatores:
 elevação da temperatura;
 descompressão (fusão por alívio de pressão): a queda na pressão
provoca uma diminuição do ponto de fusão das rochas; e
 adição de componentes voláteis ao sistema: provoca o rebaixamento
do ponto de fusão das rochas.

26. Tipos de Fusão Parcial
 Fusão em equilíbrio ou sequencial:
o líquido gerado na fusão reage e se re-equilibra
continuamente com o sólido residual (fonte) até o momento em
que ocorre extração do magma; a composição química global
do sistema permanece constante até a segregação.
 Fusão fracionada:
O líquido gerado é extraído do sistema imediatamente após
ser formado, impedindo o seu re-equilíbrio químico com o
sólido residual.

27. Fator-chave
Interseção
material.
do gradiente geotérmico com a curva de solidus do
Comoisto ocorre?
 fusão por elevação
geoterma);
de temperatura (anomalias térmicas na
 descompressão adiabática (fusão por alívio de pressão,
praticamente semperda de calor para a encaixante);
 magmas granitóides em zonas de subducção;
 abaixamento do solidus (e liquidus) pela adição de voláteis (ex.:
fluidos altamente aquecidos provenientes da litosfera subductante
hidratam a placa sobrejacente).
O que causa a fusão parcial?

28. Fusão por aumento da Temperatura:
Não é u
m mecanismo muito atuante no
manto.
Está mais relacionado a efeito local dos
Hot Spot
Fusão por diminuição da Pressão:
Ascensão adiabática sem perda de calor
por condução.
É um dos principais processos. Ocorre
quando a rocha expandida do manto
alcança níveis mais superficiais.

29. Fusão em Zona de Subducção:
Nesta região o progresso aquecimento
resulta na liberação de fluídos, acima
da placa subductada.
Provoca um rebaixamento na linha do
solidus e sua fusão parcial.
Fusão por adição de voláteis
(especialmente H2O) :
Peridotito seco (dry) comparado com
várias experiências em peridotitos
saturados em H2O.

30. Potenciais fontes de magmas:
1. Manto (litosférico/astenosférico)
2. Crusta
 O processo de fusão parcial de rochas do interior da terra
é o responsável pela geração de magmas.
 Isso ocorre como resposta as novas condições de
estabilidade (P
, T e X) as quais as rochas estão submetidas.
As principais fontes de calor para o processo de fusão
parcial são o calor residual do núcleo e do manto, a
radioatividade espontânea e os grandes movimentos
tectônicos.

31.  Existe uma estreita relação entre a tectônica de placas e a geração de
magmas.
 Os magmassão gerados principalmenteem dois ambientesgeológicos
principais:
1. Limite de placas
divergentes e
2. Limite de placas
convergentes

32. Distribuição geográfica das placas tectônicas da Terra. Os números representam
as velocidades em cm/ano entre as placas e as setas os sentidosdo movimento.

33. Seção esquemática da Crosta / Manto (astenosfera / litosfera) indicando a
localização dos sítios formadores de magmas no modelo da Tectônica de
Placas.

34. Seção esquemática da Crusta / Manto (astenosfera / litosfera) indicando a
localização dos sítios formadores de magmas no modelo da Tectônica de
Placas.
Vulvanismo de subdução (colisão de duas placas oceânicas
Vulcanismo intraplaca oceânica (ponto quente)
Vulcanismo de Vale de rift
Vulcanismo de subdução (colisão de uma placa oceânica com uma placa continental)
Vulcanismo intraplaca continental
A
B
C
D
E

35. Diferentes contextos de formação de magmas
Cadeia montanhosa Cadeia montanhosa
vulcânica Ilha vulcânica
Arco de ilhas
vulcânicas
Litosfera
Astenosfera
Magma basáltico- resultante da fusão de uma rocha constituinte do manto
Magma riolítico- resultante da fusão de rochas da crosta terrestre
Magma andesítico- resultante da fusão de sedimentos oceânicos e da placa oceânica
Magma basáltico- resultante da fusão de uma rocha constituinte do manto, o peridotito
Magma basáltico- resultante da fusão de sedimentos oceânicos e da placa oceânica
1
2
3
4
5

36. Consolidação dos magmas
A rocha resultante, como
este basalto, é finalmente
granulada ou tem uma
textura vítrea.
Intrusão
ígnea
As rochas ígneas intrusivas cristalizam-se
quando o magma intrude massas de rochas
não fundidas na crosta terrestre
Os cristais grandes crescem durante
o lento processo de resfriamento,
produzindo rochas de granulação
grossa como granito, mostrado aqui
como exemplo.
Extrusão
ígnea
(lava)
rapidamente se resfria como cinza vulcânica ou
lava e forma cristais minúsculos.
Por consolidação, os magmas podem originar rochas ígneas extrusivas (basalto) e
intrusivas
(granito)
As rochas ígneas extrusivas são formadas quando
o magma extravasa na superfície, onde

38. As propriedades físicas são relevantes no estudo do
comportamento deformacional dos materiais, a reologia.
Os principais factores que afetam o comportamento
reológico dos magmas incluem a temperatura, a
densidade e a viscosidade.
 Temperatura
Medições diretas das T em lavas podem ser feitas tanto
utilizando-se uma sonda térmica inserida dentro do fluxo
de lava (ou de um lago de lava) como utilizando-se um
pirômetro ótico (especialmente utilizado para medição da
Tde fontes de lava).

39. Estimativas de temperaturas de
erupção típicas dos principais
tipos dos magmas (Cas &
Wright, 1988):
Estimativas de temperaturas
baseadas na correspondência
entre a cor e a temperatura
das lavas:

40.  Densidade
A densidade é diferente para cada tipo composicional, mas
mostra uma diminuição na densidade com o aumento da T.
A densidade é também dependente da P
, aumentando em
proporção junto com a P confinante. A tabela abaixo mostra
quatro medições de densidade a diferentes T para três tipos
de rochas vulcânicas realizadas por Murase & McBirney, 1973
(in Cas & Wright, 1988).

41. A densidade dos magmas torna-se um parâmetro
importante quando é considerada como um
comportamento do corpo de magma com respeito as
rochas fonte e o possível movimento dos cristais dentro da
câmara magmática.
A densidade do magma acompanha o aumento de
pressão indicando a relativa compressibilidade do líquido
magmático.
A diferença de densidade entre uma fase sólida
qualquer e o magma em que ele se encontra é um dos
fatores principais para se determinar a eficiência dos
processos de diferenciação magmática por afundamento
ou flutuação dos cristais.

42. No caso, a densidade de óxidos, sulfetos e minerais silicatados ferromagnesianos é, de
uma maneira geral, bem maior que a de qualquer líquido silicatado, fazendo com que
esses minerais tendam a afundarem para a base da câmara magmática.
Por outro lado a densidade dos, plagioclásios
gira em torno daquela dos magmas basálticos
ou andesíticos.
Assim, eles devem afundar em magmas dessas
composições sob baixas pressões; porém, sob
pressões elevadas, podem flutuar.

43.  Viscosidade (resistência ao escoamento)
Segundo Williams & McBirney, 1979 (in Middlemost, 1985) aviscosidade é a
propriedade física mais importante dos magmas.
Ela é particularmente importante:
a) nos processos que separam os magmas desde as fases que permanecem
na região fonte;
c)
b) na ascensão e posicionamento dos magmas;
na diferenciação magmática; e
d) na difusão dos elementos dentro do magma. Viscosidade é a
propriedade que todo fluido real oferece ao movimento relativo de
qualquer de suas partes; também é conhecido por atrito interno de um
fluido.

44.  Dados de viscosidade são obtidos em estudo de lavas no
campo e também em estudos laboratoriais de materiais
naturais ou sintéticos.
 Estes estudos têm demonstrado que variações na
viscosidade dos magmas são principalmente derivadas de
mudanças na T e P
, composição química, conteúdo de
voláteis, conteúdo de cristais e conteúdo de bolhas no
magma.
 Magmas ricos em SiO2 (dacitos, riolitos): possuem maior
grau de polimerização de tetraedros de sílica (SiO4)-4,
formando minerais com arcabouço tridimensional (Quartzo,
Feldspatos), provocando aumento de viscosidade.

45.  Magmas pobres em SiO2 (komatiitos, basaltos): possuem menor
grau de polimerização de tetraedros de sílica (SiO4)-4, formando
minerais com estrutura de nesossilicato (olivina, granada),
sorossilicato (allanita, epidoto), implicando menor viscosidade.
 A união de tetraedros de sílica e oxigênio é comumente
denominada de polimerização. Quanto mais sílica (SiO2) existir na
composição de um magma, mais polimerizado é este magma,
conseqüentemente, também mais viscoso.
 Estudos têm demonstrado que magmas riolíticos (72-75% de SiO2)
são mais polimerizados e viscosos que magmas dacíticos (65-71%
de SiO2) e andesíticos (53-64% de SiO2), e esses são mais
polimerizados e viscosos que magmas basálticos (45-52% de SiO2).

46.  Magmas ultramáficos, por exemplo Komatiíticos, contém
menos sílica (< 45% de SiO2) que os magmas basálticos e,
portanto, são menos polimerizados e viscosos.
 A redução de viscosidade associada com variações de
densidade e de voláteis permitem movimentos de convecção
no interior de câmaras magmáticas e consequente
homogeneização de líquidos.
 Emresumo:
 Baixa viscosidade: magmas fluidos (derrames de basaltos).
 Alta viscosidade: magmas de difícil escoamento (formam
domos ou cristalizam em profundidade - riolitos).

47. Relação entre viscosidade e
temperatura de algumas rochas
vulcânicas.
Notar a alta viscosidade para
rochas ácidas (riolito) em
comparação com as básicas
(basalto alcalino).