Capítulo 10 - Metamorfismo e rochas metamórficas

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Metamorfose significa literalmente uma mudança na forma . Metamorfismo se refere a mudanças nas rochas - é o ajuste mineralógico, químico e estrutural das rochas sólidas às condições físicas e materiais impostos nas profundezas da superfície. O metamorfismo normalmente ocorre abaixo das zonas superficiais, onde ocorre os processos de sedimentação, compactação e cimentação. O metamorfismo pode ocorrer quando uma rocha está verificar a diferentes condições daquelas em que foi formada. Uma rocha metamórfica é uma rocha que já foi uma forma de rocha, mas mudou para outra sob a influência de calor , pressão ou fluidos sem passar por uma fase líquida (sem derreter completamente ). Este capítulo ensinamentos e segue como mudanças que acontecem com as rochas à medida que são enterradas mais profundas na Terra, seja por isostasia ou junta associada à construção de montanhas em uma variedade de configurações tectônicas. As rochas passam por mudanças metamórficas sempre que passam por mudanças de calor, pressão e exposição a fluidos quimicamente reativos - envolvendo uma variedade de olhares e líquidos (principalmente água e vapor) que existem sob pressão na Terra.	Clique nas imagens para ampliá-las neste site.
	Fig. 10-1. O Ciclo das Rochas inclui rochas e processos metamórficos.

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Origens das rochas metamórficas Rochas metamórficas se formam onde uma rocha pré-existente está apresentando a diferentes condições daquelas em que se formou. Rochas metamórficas não são derretidas enquanto se formam (isso seria ígnea); a mudança mineralógica ocorre no estado sólido. Metamorfismo e rochas metamórficas fazem parte do ciclo das rochas ( Figura 10-1) A maioria das rochas metamórficas é composta de minerais formadores de rocha comum, mas também podem conter minerais que só se formam em condições metamórficas (dos quais há uma variedade interessante). Muitos processos diferentes podem formar rochas metamórficas. As rochas sedimentares e ígneas podem se tornar rochas metamórficas. A atividade ígnea também pode causar metamorfismo à medida que as rochas são aquecidas ou até mesmo derretem parcialmente, liberando água e gases e alguns de seus minerais de fusão em baixa temperatura (como quartzo e micas). O metamorfismo ocorre à medida que as rochas se afundam na crosta terrestre à medida que são expostas a graus crescentes de pressão e temperatura. O termo gradiente geotérmico, refere-se ao aumento da temperatura com o aumento da profundidade em uma área ou região. Em média, o gradiente geotérmico é de cerca de 1 ° Fahrenheit por 70 pés (ou cerca de 25 ° C por quilômetro), mas pode ser maior em regiões ao longo dos limites de placas, cinturões de montanha ou em torno de regiões de vulcanismo e pontos quentes na crosta. Muitos minerais estão nas condições da superfície terrestre tornam-se instáveis ​​e mudam física e quimicamente condições crescentes de pressão e temperatura, formando novos minerais ou reorientando as estruturas cristalinas. O oposto pode ocorrer porque as rochas e minerais estáveis ​​no fundo da crosta podem sofrer metamorfismo retrógrado à medida que sobem e são expostos a pressões e melhores baixas próximas à superfície.

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Minerais metamórficos importantes ilustrados Muitos minerais formadores de rocha comum (incluindo minerais de silicato e não silicatos) encontrados em rochas ígneas e sedimentares intrusivas podem ocorrer em rochas metamórficas, incluindo quartzo, feldspatos, micas (biotita e muscovita), anfibólio, piroxênio, calcita, dolomita e ferro- minerais de óxido ( Figura 10-2 ). Os processos metamórficos podem causar a formação de novos minerais (muitas vezes à custa de outros). No entanto, alguns minerais são exclusivos para configurações metamórficas, incluindo o seguinte (ilustrado na Figura 10-3) . O talco é um mineral de grão fino branco, esverdeado ou cinza, Mg 3 Si 4 O 10(OH) 2 , com uma sensação suave de sabão (nº 1 na escala de dureza de Mohs). A clorita é um mineral verde escuro que consiste em um aluminossilicato hidratado básico de magnésio e ferro, qualificado por alteração metamórfica (fácies metamórfica de baixo grau ou xisto verde retrógrado). O epidoto é um mineral cristalino-esverdeado, comum em rochas metamórficas, consistindo de um hidroxil silicato de cálcio amarelo, alumínio e ferro. A enstatita é um mineral de silicato de magnésio translúcido esverdeado a marrom (um membro do grupo dos piroxênios) que ocorre em rochas metamórficas e ígneas, bem como em meteoritos rochosos. A cianita é um mineral de silicato de alumínio azul ou verde azulado que se forma em massas de cristal laminado; utilizado na fabricação de cerâmicas resistentes ao calor. Serpentinaé um nome comum usado para qualquer um de um grupo de minerais de silicato de magnésio hidratado esverdeado, acastanhado ou manchado [como Mg 3 Si 2 O 5 (OH) 4 ] que é extraído como fonte de magnésio e amianto. O crisotila é um branco para mineral fibroso verde que é uma variedade comum de minerais coletivos chamados amianto . Minerais de amianto têm sido usados ​​para fabricação e construção, cujo uso agora está proibido ou restrito por causa de riscos à saúde. A actinolita é um mineral verde do grupo de minerais anfibólios com cristais laminados ou platinados; silicato de cálcio, magnésio e ferro. Actinolita e sua forma mineral relacionada,tremolita, pode ter uma forma fibrosa que é regulada como o amianto. Grafite é um mineral de carbono que vai do cinza escuro ao preto com um brilho metálico e toque oleoso; ele é usado para grafites de lápis, um lubrificante e para muitos barbatanas industriais. A granada é mais comumente um mineral de silicato vítreo vermelho profundo encontrado em rochas metamórficas de alto grau, às vezes encontrado em cristais de qualidade de gema. Na verdade, existem muitas variedades de granada (discutidas abaixo). Uma estaurolita é um mineral opaco vítreo escuro que, em uma variedade de gemas, pode ocorrer como prismas hexagonais que geralmente consistem em cristais geminados em forma de cruz. Corindoé um mineral de óxido de alumínio extremamente duro (nº 9 na escala de dureza de Mohs). Rubi e safira são variedades de gemas de corindo. Na fabricação, é usado como abrasivo.
	Fig. 10-2. Todos os minerais formadores de rocha comum podem se formar ou ser alterados para formar outros minerais por metamorfismo.
	Fig. 10-3 . Minerais metamórficos comuns e importantes (alguns são joias)
	Fig. 10-4. Rochas metamórficas comuns e os protólitos relacionados (sedimentos ou rochas a partir dos quais se formaram).

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Rochas metamórficas comuns e como elas se formam Rochas metamórficas se formam em estágios conforme as rochas proteção metamorfismo crescente. Os processos envolvidos no metamorfismo podem alterar completamente o conteúdo mineral e a textura das rochas das quais é derivado (ver Figuras 10-4 a 10-10 ). Quando qualquer rocha pré-existente (chamada de protólito ) é aprimorada, os fluidos já dentro da rocha também podem estar envolvidos na mudança da rocha para uma nova forma (uma rocha metamórfica). A palavra "protólito" é um termo pneumônico subjugado de proto que significa primeiro , e lith significa rocha, portanto, a rocha original que foi metamorfoseada. Diferentes minerais se desenvolverão a partir de diferentes rochas originais. Isso é importante para procurar joias. Abaixo estão as descrições das rochas metamórficas mais comuns com seus protólitos. A ardósia é uma rocha metamórfica de granulação fina cinza, verde ou azulada facilmente dividida em placas e planos ao longo de planos de clivagem. A ardósia é usada para telhas e placas pretas. A ardósia exibe clivagem de rocha ardósia ( veja abaixo). O filito é uma rocha metamórfica de grão fino com uma estrutura laminar bem desenvolvida, intermediária entre a ardósia e o xisto, cristais minerais micáceos muito finos cintilam nas superfícies. Xistoé qualquer rocha metamórfica de granulação média a grossa composta de camadas paralelas laminadas, causadas em flocos, de minerais principalmente micáceos (biotita, muscovita, clorita, talco e outros). O gnaisse é uma rocha metamórfica com estrutura em faixas ou foliada, transportada de granulação grossa (cristalina) e consistindo principalmente de feldspato, quartzo, mica, podendo conter minerais máficos. Greenstone é uma rocha metamórfica derivada de qualquer rocha ígnea básica (basalto alterado alterado) colorida de verde pelos minerais clorita, hornblenda ou epidoto. O quartzito é uma rocha muito dura com uma textura primária uniforme e açucarada formada a partir do metamorfismo de arenito de quartzo ou cinza vulcânica rica em quartzo. Metasandstoneé um arenito que passou por metamorfismo parcial, mas retém características suficientes para mostrar que foi derivado de arenito. Metaconglomerado é um conglomerado que foi parcialmente metamorfoseado, retendo algumas das características distintas dos clastos de cascalho originais, embora possa ser alongados ou recristalizados. Metachert é uma rocha rica em quartzo extremamente dura, muitas vezes brechada, com textura microcristalina. Pode se formar a partir da recristalização de chert sedimentar ou de rochas vulcânicas de granulação fina ricas em sílica. O mármore é uma rocha metamórfica cristalina composta principalmente por carbonato de cálcio (CaCO 3) Um produto do metamorfismo do calcário ou dolostone. No entanto, o metamorfismo de alto grau normalmente se decompõe e destrói os minerais carbonáticos. Serpentinitoé uma rocha metamórfica que consiste quase inteira em "minerais do grupo serpentino". A serpentinita se forma a partir da alteração metamórfica de rochas silicatadas ultramáficas, particularmente peridotita e piroxenita, onde minerais serpentinos substituem minerais ígneos de olivina e piroxênio. A serpentinita é calculada uma rocha azul, verde, cinza ou preta consistindo quase totalmente de minerais do grupo serpentina, incluindo antigorita, lagartoita, brownita, crisotila, com minerais acessórios de clorita, magnetita e talco. Serpentinito é a rocha do estado da Califórnia e surge em grandes porções da cordilheira da costa norte da Califórnia ( Figuras 10-11 e 10-12 ).
	Fig. 10-5. Com a compactação, um lama rica em argila torna-se xisto e , com o metamorfismo crescente, muda para ardósia, filito, xisto e, por fim, gnaisse .	Fig. 10-6. As rochas graníticas podem ser metamorfoseadas em gnaisse . No entanto, o gnaisse pode se formar a partir de muitos outros materiais expostos a metamorfismo extremo.
	Fig. 10-7. O basalto, com metamorfismo crescente, transforma-se em pedra verde e, eventualmente, em xisto ou gnaisse .	Fig. 10-8. Quando sujeito a metamorfismo, arenito ou cinza vulcânica rica em quartzo torna-se quartzito .
	Fig. 10-9. Metasandstone , metachert e metaconglomerados .	Fig. 10-10. Quando o calcário ou dolostone é metamorfoseado, torna-se mármore .
	Fig. 10-11. Serpentinite é uma rocha composta principalmente por minerais serpentinos. Afloramentos como este são comuns em toda a cordilheira costeira do norte da Califórnia.	Figura 10-12. O serpentinito mostrando fissuras de expansão preenchidas com minerais formadas como minerais serpentinos substituíram o protólito ultramáfico (peridotito) derivado do manto.

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Processos que formam rochas metamórficas O metamorfismo ocorre quando uma rocha está encontrou a condições diferentes daquelas em que se formou. O metamorfismo envolve mudanças físicas e componentes que alteram os materiais terrestres pré-existentes (minerais, rochas, sedimentos). O metamorfismo pode ocorrer quando os materiais são expostos ao calor, pressão ou exposição a fluidos quimicamente ativos ( Figura 10-13 ). O metamorfismo pode ocorrer muito lentamente (como quando as rochas descem muito lentamente em uma zona de subducção) ou muito rapidamente (como nos efeitos catastróficos de um impacto do asteróide). Calor e pressão são formas de energia. Calor e pressão são os principais agentes da mudança metamórfica, mas apenas apenas um, calor ou pressão, domina. Recristalizaçãoé um processo metamórfico que ocorre em situações de temperatura e pressão intensas, onde grãos, átomos ou moléculas de uma rocha ou mineral são embalados mais próximos, criando uma nova estrutura cristalina. Apesar das mudanças físicas na rocha e nos minerais, uma composição química básica a mesma ( Figura 10-14 ). O calor contribui para os processos metamórficos de duas maneiras ( Figura 10-15) Primeiro, os átomos podem se combinar de maneiras diferentes em diferentes instalações. Isso significa que um mineral estável em uma temperatura pode se tornar instável em uma temperatura mais alta (ou mais baixa) e pode ser convertido em um mineral diferente com uma estrutura atômica mais estável. Em segundo lugar, o calor torna praticamente todas as reações transformadas mais rápidas, o que significa que as transformações minerais são muito mais fáceis em temperaturas mais altas. A pressão pode controlar quais minerais ou formas de minerais são estáveis. Alguns minerais podem ser convertidos em minerais com composição semelhante, mas com embalagem atômica diferente, simplesmente porque a pressão é aumentada. Dois tipos de pressão incluem: 1) pressão de confinamento(a pressão em qualquer ponto é igual em todas como diluída, semelhante a um balão mantido sob a água) e 2)pressão direcionada (compressão de rochas, como causada por placas tectônicas convergentes) ( Figura 10-16 ). Fluidos quimicamente ativos podem causar ou servir para acelerar processos metamórficos ( Figura 10-17) Como transmutação transição água e a maioria ocorre muito mais rápido à medida que a quantidade de água aumenta. Os íons dissolvidos no fluido também fazem aquelas transformações minerais que buscam a ocorrência de mudanças minerais nos minerais, seja fornecida os íons localizados ou eliminando os excessivos. A compactação contínua força os fluidos a migrar para fora dos espaços dos poros. Como os fluidos quimicamente ativos também estão envolvidos na formação de muitas rochas ígneas e sedimentares e minerais, às vezes é difícil distinguir se o termo "metamórfico" se aplica apenas.		Fig. 10-13. Agentes de metamorfismo: calor, pressão e fluidos quimicamente ativos.	Fig. 10-14. Uma recristalização resulta na formação de minerais e rochas metamórficas.
		Fig. 10-15. O calor pode causar metamorfismo ao impulsionar agentes.	Fig. 10-16. Dois tipos de pressão associados ao metamorfismo: pressão de confinamento e pressão direcionada
		Fig. 10-17. Fluidos quimicamente ativos (gases dissolvidos em água quente) dentro das rochas podem causar mudanças metamórficas próximo ou profundamente abaixo da superfície.	Fig. 10-18. Epidoto verde em um depósito skarn criado por fluidos quentes que alteram os depósitos de calcário ao redor de um dique intrusivo máfico.

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Metamorfismo e tempo geológico Enquanto a compactação e a cimentação são considerados processos que convertem sedimentos em rochas sedimentares, esses mesmos processos lentos são parcialmente responsáveis ​​pela formação de rochas metamórficas, embora em condições muito mais extremas. Por exemplo, areia e lama depositadas em um ambiente de delta de rio podem, ao longo do tempo, tornar-se compactadas com o aumento do soterramento e cimentadas pela água subterrânea para se tornarem rochas sedimentares, arenito e argilito. No entanto, a medida que os depósitos sedimentares são enterrados cada vez mais profundamente em uma bacia sedimentar que está afundando, a pressão e a resolução aumentam o ponto de recristalização mineral ir irreversivelmente ocorrer se as condições anteriores, produzindo minerais metamórficose texturas rochosas associadas ao metamorfismo. Quanto mais profundo para o sepultamento, maiores serão conforme as mudanças que ocorrerem. Por exemplo, sedimentos que antes foram depositados em ambientes delta ao longo da costa do Mississippi e da Louisiana cerca de 100 milhões de anos atrás estão agora enterrados cerca de 7 a 9 quilômetros abaixo da superfície e estão sob a influência de grande pressão e calor ( quase ao ponto de Derretendo). Um dia, no futuro distante, essas rochas podem ser erguidas e expostas na superfície, como as rochas de origem semelhante agora expostas em cadeias de montanhas ao redor do mundo. Onde as rochas metamórficas estão expostas hoje? A maioria das rochas metamórficas consiste em materiais que passaram por longas jornadas no tempo geológico. Rochas metamórficas são principalmente expostas em cadeias de montanhas e em porções antigas e estáveis ​​de continentes que já foram o núcleo das cadeias de montanhas há muito tempo. As rochas expostas nas cordilheiras podem ter sido enterradas dezenas de milhas abaixo da superfície, onde o calor e a pressão as alteraram do que eram antes - como sedimentos depositados no fundo do mar ou material ejetado de erupções vulcânicas. Observe que perto da superfície como rochas são relativamente frias e quebradiças e tendem a se estilhaçar (causando terremotos), ao passo que no fundo da crosta terrestre, como rochas tendem a se curvar e fluir em vez de quebrar quando submetidas ao movimento tectônico.A transição entre onde as rochas tendem a quebrar em vez de fluir de forma dúctil está na maioria dos lugares em profundidades na faixa de 8 a 11 milhas (13-17 milhas) e onde as rochas estão normalmente na faixa de 480 ° a 750 ° Fahrenheit (250 ° a 400 ° Celsius) (Figura 10-19 ).

Fig. 10-19 . A zona de transição frágil-dúctil na Terra está em uma profundidade onde ocorre um metamorfismo intenso porque as rochas se deformam e fluem ao provocar de se fraturar.

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Metamorfismo Regional O termo metamorfismo regional se aplica às rochas que foram alteradas por pressão. Onde existem rochas metamórficas desse tipo, elas normalmente são abundantes e distribuídas por uma ampla área geográfica. O nome “regional” se aplica a uma grande área como um cinturão de montanhas (como o Himalaia, Alpes, Apalaches ou Andes). Rochas metamórficas nessas regiões foram altamente comprimidas antes de serem levantadas e expostas pela erosão. Rochas associadas ao metamorfismo regional são geralmente encontradas em regiões montanhosas expostas ou na região de escudo de continentes onde associado a cadeias de montanhas antigas estão expostas. O metamorfismo regional está mais associado a limites de placas convergentes(passado e presente), e particularmente entre massas continentais em colisão ( Figura 10-20 ). As colisões continentais fazem com que o metamorfismo ocorra em escala regional. Em geral, quanto mais fundo uma rocha se move na crosta, maior o grau de metamorfismo que ela suporta. À medida que cadeias de montanhas são empurradas para cima, grandes volumes de rocha sobre uma área regional são erguidos e lentamente expostos à medida que a erosão afasta milhas ou mesmo dezenas de milhas de rocha. As rochas "mais antigas e profundas" costumam ser expostas nos núcleos expostos das cadeias de montanhas.

Fig. 10-20. O metamorfismo regional está associado à colisão continental e ao encurtamento da crosta.

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O Manhattan Schist, um famoso exemplo de metamorfismo regional O xisto de mica às vezes contém granada e vários outros minerais de gema. O xisto de mica pode ter começado sua "jornada geológica" como uma rocha de granulação extremamente fina chamada xisto argiloso. Como o xisto foi esmagado sob enorme pressão durante as mudanças nos processos metamórficos e também se tornou devido ao atrito e soterramento mais profundo na crosta abaixo de uma cadeia de montanhas, os minerais de argila (que eram grãos microscópicos de mineral) iniciar a crescer e aumentar e foram substituídos por as folhas finas de minerais de mica, como biotita e muscovita. Esses minerais, como vimos, formam folhas finas. O Manhattan Schist na região da cidade de Nova York é um exemplo. Granadas de gemas, turmalina e crisoberil foram encontradas no xisto de Manhattan. A Figura 10-21 é um mapa altamente esquemático e antigo que mostra as rochas metamórficas sob a cidade de Nova York. O xisto de Manhattan, o Fordham Gneiss e o calcário Inwood (na verdade uma bola de gude) são ilustrados. Eles se formaram nas raízes de uma antiga cadeia de montanhas que surgiu cerca de 400 milhões de anos. A rocha mais antiga, o Fordham Gneisse, pode ter 1,1 bilhão de anos! (Ilustração modificada de Lobeck, 1932.)

Fig. 10-21. Mapa geológico da extremidade norte da área da cidade de Nova York. O Manhattan Schist é o alicerce sob a maior parte da Ilha de Manhattan na cidade de Nova York.

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Metamorfismo de contato Algumas rochas são alteradas principalmente pelo calor associado à atividade ígnea próxima. Conforme o magma é injetado para cima ou se mover ao longo de fraturas ou zonas naturais de fraqueza entre as camadas de rocha, o material quente e derretido “coze” como rochas circundantes para realizar a mudança. Uma analogia seria um pedaço de pão branco sendo aquecido e transformado em torrada. O pão é macio e maleável, mas a torrada é dura e quebradiça. A torrada exigia a adição de energia térmica para fazer a mudança. Esse é o caso também com rochas, a energia térmica e possivelmente a liberação de fluidos reativos causam mudanças de contato em torno de uma intrusão ígnea. Longe da intrusão, os efeitos vão diminuindo gradativamente até que a rocha fique sem aquecimento e em seu estado original. A zona de "cozimento"em torno de uma intrusão ígnea ou abaixo de um fluxo de lava é chamada de "metamorfismo de contato . " A Figura 10-22 mostra uma zona metamórfica de contato em torno de um magma ou rocha plutônica em um terreno vulcânico. A zona vermelha é magma ou rocha plutônica posterior em resfriamento. A zona ao redor é a auréola ou skarntransmissão pela “queima” da rocha integrada. A ilustração mostra rochas dobradas que provavelmente foram metamorfoseadas por convergência (metamorfismo regional) antes da intrusão que então causou o contato metamorfoseando como rochas circundantes. Intrusões ígneas em terranos de calcário transformam as rochas em mármore e, se persistirem alta altas, os minerais carbonáticos são destruídos (o CO2 é eliminado) e o material remanescente consiste em minerais de silicato de cálcio. Skarns costumam ter minerais interessantes, como granadas. Além das mudanças causadas pelo calor, fluidos quentes ricos em minerais dissolvidos (água, vapor e outros gases sob pressão) introduzem outros elementos (geralmente metais raros ou incomuns) na zona específica de metamorfismo de contato. A Figura 10-23mostra um exemplo famoso de metamorfismo de contato ao longo das laterais de uma intrusão ígnea exposta em penhascos de calcário. O Purcell Sill é composto de uma rocha ígnea intrusiva (diorito) e corta rochas sedimentares mais antigas da era pré-cambriana. Esta exposição está no Parque Nacional Glacier, Montana. O metamorfismo de contato ocorreu tanto na parte superior quanto na parte inferior do peitoril. Embora o metamorfismo de contato seja diferente do metamorfismo regional, isso se deve principalmente à pressão. As rochas ígneas que causam a alteração podem ser formadas por processo de placas tectônicas que também causam metamorfismo regional. Normalmente, uma área que é metamorfoseada por contato é muito menor do que uma área afetada pelo metamorfismo regional.

Fig. 10-22. Zonas de metamorfismo de contato ocorrem em torno de intrusões ígneas. Fig. 10-23. O Purcell Sill mostra metamorfismo de contato no Parque Nacional Glacier, Montana.

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Metamorfismo hidrotérmico Algumas rochas são alteradas principalmente por água quente e dizemos que essas rochas foram alteradas por metamorfismo hidrotérmico (hidrotermal implica água quente , Figura 10-24 ). Geralmente, também estão em torno de rochas ígneas, e algumas pessoas consideram isso bem diferente dos outros tipos de processos metamórficos. Também chamada de "alteração hidrotermal" é metamorfismo em decorrência da exposição a fluidos quentes que passam por rochas permeáveis. Os fluidos que saem do próprio magma causam isso, mas também a água subterrânea escorre da superfície e é aquecida pelas rochas ígneas e então sobe porque é quente e carrega minerais dissolvidos para cima para formar veias hidrotermais. Os veios podem ser ricos em metais preciosos ou podem crescer cristais como quartzo, granadas e até esmeraldas. Métodos hidrotérmicos de laboratório são usados ​​para fazer gemas sintéticas em condições semelhantes às que acontecem na terra. A frase fluidos quimicamente ativos talvez seja melhor do que o termo hidrotérmico, porque os fluidos que podem transformar materiais em rochas metamórficas podem não ter sido água, nem necessariamente quentes (como em ebulição). Outros agentes "fluidos" associados ao "metamorfismo hidrotérmico" incluem dióxido de carbono, óxidos de enxofre, metano e outros hidrocarbonetos. Essas águas são melhor descritas como "salmouras" devido às altas concentrações de materiais dissolvidos que contêm.

Fig. 10-24. Água quente e gases são altamente reativos quimicamente e alteram as rochas com as quais entram em contato.

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Metamorfismo Dinâmico O metamorfismo dinâmico é o metamorfismo exclusivo exclusiva ou em grande parte da formação da rocha, principalmente dobras e falhas. O metamorfismo dinâmico pode ocorrer lentamente, como a flexão gradual de uma dobra em uma rocha (exemplo na Figura 10-25 ). O metamorfismo dinâmico pode ocorrer em associação com outras formas de metamorfismo resultantes acima, ou também pode acontecer catastroficamente, como dentro de uma zona de falha de terremoto (onde ocorre o cisalhamento de rocha), ou em associação com uma erupção vulcânica explosiva ou impacto de um asteróide ( Figura 10-26) A história geológica de nosso planeta é pontuada por muitos grandes catastróficos, nenhum dos eventos ocorridos (felizmente) em tempos históricos. A Terra foi atingida por grandes asteróides, produzindo crateras massivas e causando extinções em massa, como a ocorrência há cerca de 65,5 milhões de anos, associada ao desaparecimento de dinossauros, amonites e muitos outros organismos na terra e nos oceanos. Muitos locais antigos de impacto de asteróides são hospedeiros de minerais incomuns. Por exemplo, diamantes microscópicos e outros minerais raros foram encontrados em associação com antigos locais de impacto dos asteróides. As rochas ao redor das crateras de impacto e dentro ou ao redor das zonas de falha às vezes são altamente fragmentadas ou esmagadas em novas formas metamórficas de rochas. Além dos impactos de asteróides, grandes terremotos e erupções vulcânicas, explosivas podem quebrar e alterar as rochas e resultar em metamorfismo durante e após os eventos, pois os fluidos têm novas passagens para migrar através da zona de ruptura.

Fig. 10-25. Esta laje de xisto cinza mostra o metamorfismo de aplicação da evidência de dobramento com fraturas preenchidas com quartzo e feldspato (a amostra também pode ser chamada de migmatita ).

Fig. 10-26. Impactos de asteróides, terremotos e erupções vulcânicas podem quebrar rochas e causar metamorfismo de várias maneiras.

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Metamorfismo Retrógrado Metamorfismo retrógrado Figura 10-27 - esta amostra é das montanhas de Santa Cruz na Califórnia). Em partes das cordilheiras costeiras da Califórnia, há lugares onde o serpentinito flui sob pressão e penetra para cima, para a superfície e flui, de maneira muito semelhante a uma erupção vulcânica lenta, exceto pelas rochas são frias.é o metamorfismo clássico acontecendo um tanto ao contrário. O metamorfismo retrógrado envolve mudanças mineralógicas que ocorrem quando as rochas formadas em grandes profundidades migram para a superfície por meio de elevação tectônica e são expostas a pressões mais baixas e configurações geológicas mais ricas em fluidos. Isso faz com que alguns minerais mudem para corresponder aos ambientes geológicos superficiais. Por exemplo, o serpentinito se forma a partir de rochas de alteração de composição ultramáfica (protólitos de rochas ígneas máficas piroxenito e peridotito). Essas rochas densas são estáveis ​​nas profundezas do manto, mas à medida que são transportadas para a superfície, elas se expandem, possivelmente se fundem novamente, resfriam e ficam expostas à água do mar modificada que escoa para a crosta oceânica superior. Os minerais originais (olivina e piroxena, etc.) se expandem e suas estruturas cristalinas se transformam em novos minerais serpentinos (dos quais existem muitos).Essa expansão diminui sua densidade e eles se tornam mais macios e podem fluir como plástico sob pressão, sendo ejetados para cima através de zonas de fraqueza na crosta. Pedaços de serpentinito frequentemente exibem texturas semelhantes a fluidos (

Fig. 10-27. Facóide serpentinita - uma rocha em forma de semente de melancia naturalmente polida exibindo um padrão de textura de fluxo semelhante ao plástico em sua superfície.

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Os efeitos do metamorfismo são cumulativos Em algumas regiões, como rochas foram submetidas a vários estágios de metamorfismo . Através do tempo geológico, os corpos de rochas dentro da Terra podem estar sujeitos a campos de tensão variáveis, selecionar-se, subindo, afundando, quebrando, sendo aquecidos, resfriados e assim por diante. Quanto mais velha a rocha, maior uma probabilidade de ela ter sido exposta a diferentes processos metamórficos. Todos os materiais sólidos têm uma história, algumas das quais podem ser decifradas ( Figura 10-28 ). Em muitos casos, é praticamente impossível decifrar todas as mudanças que ocorreram ou de que ou onde a rocha se originou.

Fig. 10-28. Todo objeto sólido tem uma história.

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Qual é a relação entre metamorfismo e placas tectônicas? O metamorfismo ocorre regionalmente ao longo da zona de subducção e também próximo a uma intrusão ígnea (metamorfismo de contato). As setas na Figura 10-29 ilustram que as opções compressivas estão vindo uma para a outra representam a tensão diferencial e podem levar à foliação de rochas metamorfoseadas. O movimento das placas tectônicas transporta sedimentos e rochas para diferentes configurações geológicas - essas mudanças podem resultar em metamorfismo, particularmente em zonas onde as placas tectônicas estão convergindo, como em uma zona de subducção ou onde as placas continentais convergem, empurrando montanhas altas enquanto o material Abaixo das montanhas são empurradas para baixo sob condições crescentes de temperatura e pressão ( Figura 10-29) Essas são regiões de grande escala que experimentam uma ampla gama de condições ao longo do tempo e são chamadas de metamorfismo regional. As áreas que estão relacionadas às condições definíveis, em parte com base nos minerais formados, são chamadas de fácies metamórfica ( Figura 10-30 ). Os exemplos incluem: pressão moderada + baixa temperatura = fácies xisto verde (ver Figura 10-32 ) alta pressão + baixa temperatura = fácies xisto azul ( ver Figura 10-33 ) pressão moderada + alta temperatura = fácies anfibolito ( ver Figura 10-34 ) alta temperatura + pressão mais alta = fácies eclogito(ver Figura 10-35 ) temperatura mais alta + alta pressão = fácies granulito (ver Figura 10-36 ) Mesmo que o material de rocha venha a ter a composição química, suas composições minerais, textura e aparência são diferentes, e as rochas que eles compreendem são classificadas em rochas de metamórfico diferentes graus (fácies metamórfica). Ao longo do século passado, os cientistas estudaram a distribuição e as ocorrências de minerais no campo e também os manufaturaram em laboratórios, simulando as pressões e configurações dentro da terra onde ocorrem diferentes graus de metamorfismo. Como resultado, como faixas de temperatura e pressão de formação (e destruição) de muitos minerais e como rochas metamórficas que eles são bem conhecidos ( Figura 10-31 ). Exemplos de rochas de diferentes fácies metamórficas são ilustrados abaixo ( Figuras 10-32 a 10-36 ). É importante notar que as rochas podem ter sido expostas a diferentes graus de metamorfismo, mas os minerais presentes nessas rochas são baseados na composição elementar do protólito a partir do qual se formaram. Por exemplo, uma rocha metamórfica formada na fácies anfibolito (ou grau de anfibolito ) pode ou não conter o anfibólio mineral (um mineral máfico comum). Pode não conter anfibólio se não houver componente mineral máfico suficiente no protólito original a partir do qual se formou, mas experimentou calor e pressão na faixa em que o anfibolito se forma. Eclogiteé uma rocha metamórfica de alto grau contendo minerais granulares, primária granada vermelha misturada com grãos de piroxênio, quartzo e feldspatos e outros minerais metamórficos formados sob grande pressão ( Figura 10-35 ). O granulito é uma rocha metamórfica de alto grau contendo minerais granulares, granada vermelha misturada com grãos de piroxênio, quartzo e feldspatos formados sob grande calor sem derreter ( Figura 10-36 ).

Fig. 10-29. Ilustração generalizada de um limite de placa convergente mostrando metamorfismo regional. Fig. 10-30. Facies metamórfica na Tectônica de Placas Fig. 10-31. Efeitos de temperatura e pressão no metamorfismo

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Exemplos de rochas das 5 principais fácies metamórficas
Fig. 10-32. Xisto Verde	Fig. 10-33. Xisto azul	Fig. 10-34. Anfibolito	Fig. 10-35. Eclogite	Fig. 10-36. Granulito

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Texturas de rocha associadas ao metamorfismo As rochas metamórficas são normalmente as mais difíceis de identificar claramente por uma variedade de razões. Eles não são identificados apenas por sua composição mineral, mas talvez também sejam importantes pela aparência de sua textura. Sua composição e composição estão relacionadas à sua origem por meio de processos metamórficos. O metamorfismo regional ocorre em estágios à medida que as rochas resultam em mudanças a cada vez maior de pressão e temperatura com soterramento, e o inverso durante o levantamento e exposição à erosão. Foliação A pressão direcionada reorienta os minerais com estrutura linear ou platy ou para criar uma orientação preferencial dos novos grãos minerais à medida que se formam. Assim, minerais alongados, como anfibólios, ou minerais platinados, como argilas ou micas, tendem a se alinhar paralelamente uns aos outros quando sob pressão. Isso só acontece quando há pressão direcionada; a pressão de confinamento não realiza. Uma textura desse tipo em uma rocha metamórfica é chamada de foliação ( Figuras 10-37 a 10-39 ). Foliaçãoé qualquer tecido de alinhamento mineral plano penetrativo presente em rochas, especialmente rochas afetadas por compressão metamórfica regional típica de cinturões orogênicos (regiões onde montanhas se formam a partir de quadros compressionais na crosta). Nas rochas foliadas, as folhas de mica (ou outros minerais platinados ou fibrosos) são todas orientadas na mesma direção. Pense em como a pressão sobre um castelo de cartas derrubadas sob pressão e a planura do cartão os alinharia em um plano paralelo. Esta textura de muitos minerais paralelos forma um xisto e chamamos a textura de textura foliada ou rocha foliada. Portanto, o xisto tem uma textura foliada semelhante ao grão da madeira, ou pense também em outras coisas, como um baralho de cartas com as bordas alinhadas, etc. Crenulaçãoé um tecido de clivagem formado em rochas metamórficas que passaram por duas ou mais mudanças nas tendências de tensão, descobrindo em folheações sobrepostas ( Figura 10-40 ). Rochas incluindo filito, xisto e gnaisse apresentam crenulação que tem uma aparência de pequenas dobras firmes ou uma aparência enrugada de camadas (observe que é foliação, não estratificação!). A textura foliada é extremamente importante para reconhecer rochas metamorfoseadas regionalmente e você deve ter certeza de ter certeza de que as rochas que a mostram. Clivagem de pedra Figura 10-44 ) . O xisto também se transforma em gnaisse com o aumento da pressão do calor. isso causa a segregação em bandas minerais claras e escuras.é a capacidade de uma rocha se dividir ao longo de certas superfícies paralelas mais facilmente do que ao longo de outras, como planos de estratificação. Nem todas as rochas têm clivagem de rocha, mas talvez seja mais comum em rochas metamórficas de baixo grau a moderado com um alto teor de mica, como ardósia ou filito onde uma estrutura cristalina de minerais platy ou folha de silicato foram reorientados por processos metamórficos em um alinhamento perpendicular à direção do vetor principal da tensão pela compressão ( Figura 10-41 ). A clivagem de ardósiaé uma variedade de clivagem de rocha formada pela reorientação e alinhamento de minerais de argila e mica em rochas sedimentares de granulação fina por compactação (alta pressão de confinamento) que resulta em propriedades de divisão estreitas da ardósia ( Figura 10-42) A divisão (clivagem em slaty) se forma perpendicular à direção do vetor principal de tensão no cenário metamórfico. Esquistossidade o tipo de foliação de rocha que caracterização o xisto, resultante do arranjo paralelo de minerais platinados de granulação grossa, como micas (biotita e muscovita), clorita e talco ( Figura 10-43 ). A textura gnáissica é uma textura foliada na qual os cristais minerais de granulação grossa foram segregados em faixas descontínuas - cada faixa é dominada por um ou dois minerais, dando à rocha uma aparência listrada. Quando um granito é submetido à pressão direcionada , seus minerais realinham-se para se ajustar à pressão, formandognaisse de granito (O gnaisse pode formar-se por alteração gradual do xisto, mas também por aumento do metamorfismo de outras rochas. Pode ser difícil dizer a partir de um espécime de mão se uma amostra de gnaisse se formar a partir da recristalização de um protólito granítico ou da série de mudanças quando rochas sedimentares experimentam metamorfismo de alto grau (como ilustrado na Figura 10-5 ). O xisto muda para xisto e pode ser alterado para gnaisse. Texturas distintas de rocha metamórfica Migmatita é uma rocha intermediária entre metamórfica e ígnea em caráter. A migmatita apresenta bandas irregulares e muita recristalização, típicas de gnaisses metamórficos e xistos que adquiriram caráter ígneo por fusão parcial. As migmatitas comumente apresentam numerosas bandas pequenas e claras de rocha ígnea cortando xistos foliados mais escuros ou gnaisse ( Figura 10-45 ). A milonita é uma rocha metamórfica de granulação fina, normalmente em faixas, resultante da trituração, cisalhamento ou esmagamento de outras rochas em uma zona de falha ( Figura 10-46 ). Zonas de falha são locais por onde os fluidos podem se mover, aumento dos processos de metamorfismo. Brecciaé uma rocha que consiste em fragmentos angulares de rocha cimentados ( Figuras 10-47 e 10-48 ). O porfiroblasto é um grande cristal cercado por uma matriz de granulação mais fina em uma rocha metamórfica. Porfiroblasto são cristais tridimensionais formados pela recristalização às custas de outros minerais durante o metamorfismo. A granada é sim o mineral mais comum que forma o porfiroblasto, muitas vezes implanta simetria de cristal euédrica perfeita que quebra o paralelismo de outros minerais platinados ou de crescimento paralelo ( Figura 10-49 ). Como o porfiroblasto se forma, a foliação não está necessariamente aprimorando à medida que novos minerais maiores crescem e a rocha muda. Hum augené um grande grão mineral (porfiroblasto) ou aglomerado de grãos com a forma de um olho em seção transversal encontrada em rochas foliadas (xistos ou gnaisses). Os augens se formam quando grandes cristais minerais são cortados e deformados durante o metamorfismo ( Figura 10-50 ).	Fig. 10-37. A foliação se forma a partir da recristalização (realinhamento) de minerais em bandas que são perpendiculares à força de pressão direcionada .	Fig. 10-38. A foliação em rochas metamórficas se desenvolver em estágios. A pressão direcionada associada ao metamorfismo regional cria essas texturas.
	Fig. 10-39. A foliação é ilustrada neste pedaço de gnaisse . Faixas claras são quartzo e feldspatos, faixas escuras são biotita e minerais máficos.	Fig. 10-40. A crenulação é o dobramento estreito de bandas minerais em pequena escala , comum em rochas metamórficas que passaram por mais de um estágio de metamorfismo.
	Fig. 10-41 . Clivagem de rocha ilustrada neste afloramento de rocha metavulcânica.	Fig. 10-42. Clivagem em ardósia (uma forma de clivagem em rocha ilustrada por ardósia ).
	Figura 10-43. Esquistosidade (conforme ilustrado neste espécime de biotita xisto )	Fig. 10-44. Textura gnáissica (conforme ilustrado neste pedaço de gnaisse de granito ).
	Fig. 10-45. Migmatita (conforme ilustrado por esta pedra de gnaisse escuro com veios de cor clara de diques pegmatita e aplito).	Fig. 10-46. Milonita (blocos esticados e fraturados de gnaisse e xisto) exposta no desfiladeiro interno do Grand Canyon.
	Fig. 10-47. Breccia em mármore exposta no Parque Nacional do Vale da Morte, CA	Fig. 10-48. Breccia chert verde, branca e cinza (metachert)
	Fig. 10-49. Porfiroblastos de granada em uma matriz de micaxisto.	Fig. 10-50. Augens ( porfiroblastos de feldspato cisalhado) em gnaisse.

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Rochas Metamórficas Não Folheadas Algumas rochas metamórficas não apresentam foliação. Rochas que foram submetidas a alto calor, mas com uma quantidade relativamente baixa a moderada de pressão direcionada, podem não apresentar foliação (realinhamento de cristais). Exemplos de rochas metamórficas que geralmente carecem de foliação incluem mármore , quartzito e anfibolito . Mármoreé calcário metamorfoseado. O calcário é um acúmulo de calcita (CaCO3; bolhas com ácido), pode ser proveniente de restos de esqueletos calcários (conchas, restos de algas, etc.) ou de deposição do tipo evaporita precipitada inorganicamente de origem sedimentar. Qualquer que seja sua fonte original, o calcário, quando aquecido ou colocado sob pressão, pode recristalizar (os cristais de calcita aumentam para grãos visíveis) e formar uma rocha cristalina grossa chamada mármore. O mármore pode ser branco, rosa, azul ou mesmo em cores escuras. O que distingue o mármore do calcário é a aspereza dos cristais de calcita e o fato de que quaisquer restos fósseis são destruídos pelo processo de recristalização ( Figura 10-51 ). À medida que o calcário recristaliza, as impurezas podem fornecer uma fonte para a formação de granadas, turmalina, espinélio e, mais importante, rubi; outros minerais de gema também podem ocorrer. Embora o mármore seja um bom exemplo de rocha que pode se formar a partir do metamorfismo de contato, nem todo mármore se forma dessa maneira. Em regiões montanhosas, os calcários podem sofrer pressão direcionada onde ocorre o metamorfismo regional. Assim, para interpretar a origem de um mármore, você deve ver se as outras rochas próximas a ele são foliadas ou não. Os mármores são geralmente feitos de calcita ou dolomita, que possuem duas propriedades importantes que afetam a aparência das rochas. Os minerais calcita e dolomita formam cristais romboédricos que recristalizam facilmente sob calor e pressão. Não é fácil foliate mármore ( Figura 10-52) Para determinar se o mármore é composto de calcita ou dolomita, uma calcita borbulha se ácido for aplicada, mas às vezes são feitas de um mineral relacionado ao chamado dolomita, que só borbulha se for primeiro moído em pó e depois tiver ácido forçado.

Fig. 10-51. O mármore é criado mudando o calcário (protólito) por recristalização. Os fósseis são destruídos. O contato ou o metamorfismo regional podem fazer isso. Fig. 10-52. Mármore dolomita da cordilheira Gavilan, na Califórnia.

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Metamorfismo de Materiais Orgânicos Esta seção disciplinar resumidamente o papel do metamorfismo de materiais orgânicos na formação de petróleo, gás e carvão. A respiração trófica envolve todos os processos nos organismos que resultam na liberação de energia relacionada ao consumo de substâncias que passam por mudanças transformadas. Esses processos podem resultar na excreção de substâncias que podem se alterar e / ou se acumular no meio ambiente ( Figura 10-53 ). Isso inclui organismos depois de morrerem (se seus restos não forem completamente consumidos por outros organismos). Restos altos são altamente suscetíveis a mudanças sob aumento de temperatura e pressão com o enterro. Maturação Orgânica Muitos processos ocorrem nos processos que transformam a matéria orgânica morta em recursos energéticos como carvão, petróleo e gás. Essas mudanças ocorrem à medida que os sedimentos contendo matéria orgânica de um soterramento crescente - envolvendo o aumento do calor da pressão ao longo do tempo geológico. As mudanças que ocorrem são chamadas de maturação orgânica e são semelhantes aos processos que ocorrem quando os alimentos são cozidos no forno. A maturação orgânica são os processos metamórficos graduais que ocorrem ao longo do tempo, envolvendo soterramento e aquecimento geotérmico, que convertem os restos orgânicos preservados nos sedimentos em petróleo (óleo, gás e alcatrão) ou carvão(conversão de material vegetal em turfa, linhita, carvão sub-betuminoso, carvão betuminoso e carvão antracítico , em ordem crescente de maturação) ( Figuras 10-54 a 10-56 ). Rochas contendo matéria orgânica passam por estágios de maturação orgânica, até o ponto de emissão torradas ou queimadas - fazendo com que os materiais orgânicos se decomponham, expulsando seus componentes voláteis (incluindo metano, CO2, amônia, água e outros gases) eliminando para trás quase resíduos de carbono puro. Alcatrão e asfalto são altamente enriquecidos em carbono ( Figura 10-55 ).

Fig. 10-53. A respiração trófica produz resíduos orgânicos (tecido vegetal e animal, ossos, resíduos fecais, etc.). Fig. 10-54. Petróleo e gás, e carvão, todos se formam por maturação orgânica

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Origem do Carvão Em geral, o carvão se forma a partir dos restos de materiais vegetais terrestres ricos em carboidratos, principalmente materiais chamados ligninas e derivados de celulose . O carvão se forma a partir do acúmulo de materiais vegetais em ambientes pantanosos com condições de água estagnada (o oxigênio é esgotado, então o composto orgânico pode sobreviver à decomposição aeróbia). Com o tempo, o soterramento e a compactação, o material vegetal se transforma em turfa , depois em linhita e depois em carvão (primeiro carvão betuminoso, depois carvão antracito ) ( Figura 10-56) Antracito pode ser considerado uma rocha metamórfica de baixo grau. (Como gemas chamadas jato são uma variedade de carvão muito puro de carvão antracítico.) O efeito que aumenta o calor e a pressão resulta na eliminação de compostos orgânicos (voláteis) enquanto o resíduo se enriquece em carbono. Os compostos voláteis incluem gás natural (principalmente metano , CH4), CO2, água, outros gases naturais e ácidos (compostos contendo hidrogênio, oxigênio, nitrogênio e outros são eliminados enquanto o carbono permanece para trás, tornando-se carvão. Observe isso na Figura 10-56 que os materiais orgânicos se tornam cada vez mais pretos à medida que o metamorfismo avança. Estágios na conversão de material vegetal em carvão (Figura 10-56). Turfa - um acúmulo de matéria vegetal parcialmente decomposta que tem um caráter marrom, semelhante ao solo, típico de terreno pantanoso, ácido ou pantanoso. Lignita - um depósito orgânico de carvão castanho-claro que preserva traços da estrutura da planta, intermediário entre a turfa e o carvão betuminoso. Carvão betuminoso - carvão preto macio com alto teor de voláteis e normalmente queima com uma chama amarela esfumaçada. Antracito - uma variedade de carvão metamórfico e duro, com baixo teor de voláteis. Normalmente queima muito quente e limpo em relação a outras variedades de carvão.

Fig. 10-55. petróleo e carvão de resíduos orgânicos. Fig. 10-56. Formação de carvão a partir de matéria vegetal por meio da maturação orgânica .

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Origem do Petróleo (Petróleo e Gás) O petróleo é uma mistura líquida natural inflamável de hidrocarbonetos que está presente em certas camadas de rocha e pode ser extraída e refinada para produzir combustíveis, incluindo gasolina, querosene, óleo diesel ou convertido quimicamente em outros materiais, como plásticos e outros subprodutos à base de petróleo. O petróleo é o componente líquido do petróleo (em denominação ao gás, asfalto ou alcatrão). O petróleo é o derivado do metamorfismo de rochas sedimentares orgânicas ricas em componentes voláteis, especialmente lipídios. O gás natural inclui hidrocarbonetos que estão em estado gasoso sob pressões atmosféricas normais. O petróleosofre os mesmos graus de metamorfismo com o aumento do calor e da pressão ao longo do tempo. A maior parte do petróleo é derivado de rochas geradoras que são ricos em betumes - principalmente óleos e ceras (compostos orgânicos em hidrogênio). O plâncton marinho, particularmente as plantas unicelulares, introduzem mais altas altas compostos que acabam enterrados em sedimentos no fundo do mar. Embora os restos de animais sejam compostos ricos, volumetricamente seus restos são uma fração minúscula dos resíduos orgânicos preservados nos sedimentos. Conforme os resíduos de petróleo amadurecem, eles passam pelo mesmo processo de separação dos compostos ricos em hidrogênio e ricos em carbono.O calor faz com que os óleos se transformem nos membros finais finais do gás natural rico em hidrogênio (principalmente metano, CH4) e moléculas ricas em carbono associado a alcatrões e asfalto (que podem ser duros como uma rocha). Características de um reservatório de petróleo (petróleo e gás) A Figura 10-57 mostra como a geometria de um reservatório de petróleo pode se parecer no subsolo. Um reservatório é uma piscina subterrânea de hidrocarbonetos contidos em formações rochosas porosas ou fraturadas. O óleo e o gás flutuam na água e preenchem os poros dos sedimentos à medida que a água é deslocada. O gás é menos denso e flutua sobre o óleo. Um reservatório precisa de uma camada de "rocha de cobertura" que atua como uma barreira para evitar que o óleo e o gás migrem para a superfície. Ilustrados OS reservatórios NA Figura 10-57 São anticlinais com uma rocha Do Reservatório Sendo arenito poroso EO CapRocksão camadas de folhelho impermeável. Um reservatório também precisa de rochas geradoras. Rochas de origem são rochas sedimentares ricas em resíduos sólidos que com bastante calor e tempo liberam seus componentes voláteis, permitindo que migrem para outros locais, inclusive a superfície. Fracking é uma nova tecnologia usada para extrair petróleo diretamente de rochas geradoras que não liberaram seu petróleo porque os componentes de petróleo e estão presos em espaços de poros confinados em sedimentos de granulação fina. Um poço é perfurado em uma camada de rocha geradora e cargas explosivas são acionadas para fraturar a rocha. Produtos químicos são bombeados na rocha para forçar a abertura das fraturas e ajudar a liberação para o petróleo diretamente das rochasgeradoras (a Figura 10-58 ilustração um poço tradicional de petróleo e gás com o método mais recente de extração por fracking .) O óleo cru que é enviado para uma refinaria passa por um processo de aquecimento e destilação semelhante ao que ocorre naturalmente no subsolo, conforme as rochas contendo matéria orgânica em amadurecimento ao longo do tempo. Em uma refinaria de petróleo, à medida que o petróleo bruto é aquecido, diferentes produtos orgânicos, se separam e condensam em diferentes instalações ( Figura 10-59 ). Compostos de hidrocarbonetos voláteis ricos em hidrogênio são separados daqueles ricos em carbono. No subsolo, com o tempo, esses diferentes componentes se separam em gás, óleo e alcatrão.

Fig. 10-57. Maturação orgânica de petróleo e carvão por meio de metamorfismo crescente. O carvão é ilustrado à direita. O lado esquerdo ilustra os reservatórios de petróleo . Com o aumento do metamorfismo, o petróleo se decomporá para Formar Gás Natural (rico em hidrogênio) e Resíduos de alcatrão ( rico em carbono ). Fig. 10-58. Poço de petróleo tradicional e poço de fracking de xisto . Fig. 10-59. Os produtos petrolíferos são destilados do petróleo bruto nas refinarias de petróleo.

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Grafite

Grafite é um mineral metamórfico de alto grau composto de carbono puro, possivelmente formado a partir da decomposição metamórfica de hidrocarbonetos. No entanto, o carbono no depósito de grafite pode ou não ser diretamente de origem orgânico , pode vir de outras fontes, como gases portadores de carbono liberados do magma ou do metamorfismo extremo de minerais carbonáticos (como calcita ou dolomita) que facilmente perdem seus CO2 quando aquecido. No entanto, mesmo o carbono sem magma e certamente nenhum calcário e não provavelmente é de origem orgânica no passado. O grafite é abundante em algumas rochas metamórficas de alto grau ( Figura 10-60 )Em contraste, o carbono que forma os diamantes vem das profundezas do manto (onde existem condições de pressão e temperatura muito maiores), mas se esse carbono nos diamantes já foi resíduo orgânico da superfície da terra em um passado distante, não se sabe.

Os diamantes são de origem orgânica?

Uma discussão sobre o metamorfismo dos restos produtos tem alguma relação com a formação dos diamantes. A maioria dos diamantes é mineral de carbono derivado de fontes ígneas profundas no manto superior (discutido na Seção 6.24 no Capítulo 6 ). Eles também foram encontrados em associação com depósitos de grandes impactos de asteroides.

Introdução à Geologia