1. CC
TÓPICO 4
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ROCHAS METAMÓRFICAS
Licenciatura em Ciências do Ambiente - Geologia Geral II (1º ano-2ºS)
Ano lectivo de 2007/08

2. As rochas metamórficas são mais difíceis de classificar do que as rochas magmáticas,
devido ao facto de serem diversos os parâmetros a exercerem influência (fig. 1), como:
- a existência de múltiplas sequências com composições químicas complexas;
- pressões e temperaturas variáveis;
- processos prógrados e retrógrados1;
- metamorfismos diferentes num mesmo contexto geodinâmico.
Figura 1 – Fácies metamórficas e minerais tipomorfos (barras cinzentas). Retirado de Laboratory Manual
in Physical Geology.
A denominação de uma rocha metamórfica pode privilegiar:
- a textura, por exemplo, se ela é anisotrópica, pode falar-se de xisto, micaxisto ou
gnaiss, se ela é isotrópica, poderemos ter uma corneana ou um granulito;
- a composição mineralógica, por vezes, em relação com a textura. Por exemplo,
os quartzitos, rochas formadas essencialmente por quartzo, o mármore, rocha
formada essencialmente por calcite, o gnaiss, rocha com uma composição análoga
ao granito;
1
Quando uma rocha sedimentar, argilosa por exemplo, formada nas condições da superfície, fica sujeita,
numa zona de subducção, a um aumento de P e T diz-se que o metamorfismo é prógrado. Por outro lado,
nas rochas formadas em profundidade que ascendem à superfície a paragénese de alta temperatura vai
evoluir para uma paragénese de baixa temperatura, este processo corresponde ao metamorfismo retrógrado.

3. - mas outras denominações existem que não estão relacionadas nem com a textura
nem com a composição mineralógica.
A – A importância da composição mineralógica
Na maior parte dos casos o metamorfismo é isoquímico ou quase isoquímico, sendo por
isso a composição química que vai determinar a composição mineralógica. Também é
possível verificar que algumas rochas metamórficas são formadas apenas por um ou dois
minerais (quartzitos, mármores) enquanto que outras apresentam uma paragénese mais
complexa (corneanas), isto significa que existe uma relação entre a complexidade
química e a complexidade mineralógica, sendo esta relação expressa pela regra de fases.
A regra de fases é uma lei termodinâmica que permite prever o número de minerais e de
fluidos que surgem no decurso de uma reacção química que coloque em jogo vários
elementos, em condições externas variáveis; esta regra exprime-se do seguinte modo:
v=n–f+2
n – número de constituintes químicos independentes que entram na reacção;
f – número de fases independentes, sólidas e fluidas, produzidas pela reacção;
v – variância do sistema, isto é o número de condições físicas que podem variar
sem alteração dos produtos da reacção.
O número n de constituintes independentes, expressos sob a forma de óxidos e
susceptíveis de participar em reacções metamórficas, é de aproximadamente uma dezena:
SiO2, Al2O3, Fe2O3, FeO, MgO, MnO, CaO, Na2O e K2O sem esquecer ainda H2O e CO2.
A variância é geralmente igual a 2, P e T, uma vez que as associações mineralógicas são
estáveis num intervalo de temperatura e de pressão relativamente largo.
Exemplo: se os minerais que entram na reacção contém CaO, Fe2O3, Al2O3, SiO2 e H2O
vão aparecer 5 minerais novos uma vez que:
v=n–f+2 → 2=5–f+2 → f=5
Se juntarmos K2O vamos fazer aparecer o sexto mineral. No exemplo escolhido os
minerais previsíveis são: quartzo, clorite, epidoto, anfíbola e calcite. Com a introdução de
K2O deverá aparecer uma mica branca.
Se passarmos em revista os principais elementos químicos presentes nas rochas,
constatamos que:
- a sílica é o mais abundante, combinando-se com outros elementos para formar
os silicatos, idênticos aos das rochas magmáticas ou específicos das rochas
metamórficas; se está presente em quantidade superior à necessária para fabricar

4. estes silicatos, ela vai persistir na forma de quartzo, exactamente como na família
das rochas magmáticas;
- a alumina pode formar por si só um mineral que é o corindo ou combinar-se com
a sílica para formar os silicatos de alumina puros (andalusite, distena, silimanite),
ou ferromagnesianos;
- o ferro trivalente (férrico) pode substituir o alumínio graças à semelhança do
raio iónico e ao facto de terem um comportamento idêntico;
- o ferro bivalente (ferroso) tem um raio iónico maior, combina-se com a alumina,
o magnésio e a sílica;
- o cálcio pode combinar-se com CO2 para dar origem à calcite ou com a sílica
para dar origem a uma variedade de piroxena (wollastonite) ou ainda com outros
óxidos para formar piroxenas, anfíbolas e epidoto;
- o sódio encontra-se principalmente nas plagioclases alcalinas (albite,
oligoclase), podendo substituir o potássio em algumas micas, assim como entrar
na constituição de algumas piroxenas e anfíbolas (glaucofano);
- o potássio é o constituinte fundamental das micas, moscovite e biotite, e dos
feldspatos potássicos sob a forma de microclina e pertites;
- a água é dos constituintes importantes dos minerais hidratados formados a baixa
temperatura, zéolitos, epidotos, micas e anfíbolas.
As reacções metamórficas correspondem a equilibrios reversíveis (termodinamicamente)
controlados pela pressão, temperatura e composição química. Estas reacções podem ser
classificadas em três grandes categorias.
a) Reacções de inversão a seco
O silicato de alumina pode apresentar três polimorfos em função da temperatura e da
pressão (fig. 2):
- andalusite: baixa pressão (mineral indicador de pressão – geobarómetro)
- distena: média e alta pressão (mineral indicador de pressão – geobarómetro)
- silimanite: alta temperatura (mineral indicador de temperatura – geotermómetro)

5. Figura 2 – Campos de estabilidade de três silicatos de alumina (distena, silimanite e andalusite)
Estes três polimorfos são representados por um diagrama temperatura-pressão, que
regista os campos de estabilidade dos três silicatos de alumina, com um ponto triplo onde
todos eles são estáveis o qual varia de autor para autor, mas que geralmente se situa nos
600ºC e 6kb.
Este tipo de reacções, que ocorrem na ausência de uma fase fluida, são pouco numerosas,
correspondendo na maior parte do caso a mudanças na estrutura. Os polimorfos da sílica
também podem ilustrar uma situação idêntica. Por aumento de pressão o quartzo
transforma-se em coesite mais stishovite, enquanto que por aumento de temperatura
origina tridimite mais cristobalite.
b) Reacções com produção de fluidos
Neste tipo de reacções, que se produzem na maior parte dos casos a alta temperatura, dois
minerais reagem entre eles para dar espécies novas e um fluido, CO2 ou H2O, segundo a
composição das fases em presença. Por exemplo,
moscovite + quartzo ↔ silimanite + feldspato K + H2O
Esta água pode migrar e induzir a anatexia de rochas quartzo-feldspáticas envolventes.
c) Reacções com mudança dos elementos químicos entre os minerais
Neste caso, a estrutura cristalina não se altera, isto é, em termos numéricos não surgem
novas espécies: há o deslocamento de elementos químicos entre dois ou mais minerais
cujo teor em determinados elementos vai sofrer variações: o mineral que ganha os
elementos é obrigado a perder outros para compensar a mudança.
B – Origem e significação de algumas texturas e estruturas das rochas metamórficas
A descrição macroscópica e microscópica das rochas metamórficas é um primeiro passo
na inventariação das rochas metamórficas, o qual deve ser seguido de uma interpretação

6. que permita compreender as transformações físicas que a rocha sofreu. Neste contexto, é
importante começarmos por conhecer a origem e significação das principais texturas e
estruturas metamórficas.
O termo textura é utilizado para designar as relações espaciais entre os minerais de uma
rocha, enquanto o termo estrutura corresponde ao arranjo de partes da rocha,
independentemente da escala, incluindo as interrelações geométricas entre as diferentes
partes, as configurações e as características internas das rochas. Para ajudar a diferenciar
estes dois conceitos tomemos como exemplo um micaxisto com granadas no qual são
visíveis dobras a uma escala macroscópica. Neste caso a estrutura é xistosa e dobrada
(macroscopia) e a textura é grano-lepidoblástica (microscopia).
Em termos gerais as estruturas das rochas metamórficas são as herdadas, total ou
parcialmente, da rocha primitiva, resultado do facto do metamorfismo corresponder a
alterações que decorrem no estado sólido. Mas é frequente que estas se encontra
deformadas por acção de processos orogénicos. Por exemplo, com frequência se mantém
mais ou menos reconhecível o carácter estratiforme das séries sedimentares primitivas,
mas a este sobrepõem-se novos elementos estruturais (xistosidade, foliação e lineação).
Quanto às texturas também é normal que permaneçam na rocha metamorfizada vestígios
de texturas das rochas primitivas.
Os elementos estruturais podem ser visíveis a nível de afloramento, a nível de amostra de
mão ou ao microscópio petrográfico. De acordo com a escala em que estes arranjos
ocorrem utilizam-se, respectivamente, os prefixos mega, meso e micro.
Os elementos mesoestruturais podem assumir as seguintes características:
A foliação é o resultado do alinhamento paralelo dos minerais, devido à actuação
de pressões orientadas, durante a recristalização (fig. 3). Esta pode ser devida à
disposição dos minerais em lâminas de poucos centímetros de espessura, à
orientação planar de diferentes grãos minerais ou à orientação preferencialmente
planar de minerais alongados. Consoante o grau de perfeição das superfícies
paralelas pode ser dividida em clivagem dos xistos, xistosidade e estrutura
gnaissica.
Figura 3 – Efeitos da pressão dirigida sobre as rochas (retirado de Figueiredo, 1999).

7. A clivagem dos xistos é um tipo de foliação que se caracteriza pela disposição
paralela dos filossilicatos de grão fino, como as micas. Em consequência, a rocha
tende a partir paralelamente aos planos ricos em micas, em lâminas mais ou
menos uniformes.
A xistosidade é um outro tipo de foliação que se distingue do anterior porque,
neste caso, os minerais são visíveis a olho nu. Geralmente é devida ao arranjo
paralelo de minerais laminares, como a mica e clorite.
A estrutura gnaissica ocorre quando a rocha é formada por lentículas difusas de
minerais com diferentes estruturas cristalinas.
Por sua vez, a lineação corresponde a um paralelismo linear direccional que a
rocha apresenta devido, por exemplo, ao alinhamento dos minerais alongados
como a silimanite e a turmalina, à intersecção de duas foliações ou, ao eixo
comum da intersecção de grãos de minerais tabulares (fig. 4).
Figura 4 – Distinção entre foliação e lineação (retirado de Wiswall e Fletcher III, 1997).
1. Diferencie este tipo de clivagem da clivagem dos minerais.
Sempre que é possível identificar a rocha que esteve na origem de uma determinada
rocha metamórfica esta última pode ser designada por uma expressão composta pelo
nome da que lhe deu origem, antecedida do prefixo meta. Por exemplo: metagrauvaque,
metarcose, metabasalto, etc..
Apesar de ser possível ter uma ideia da textura através da estrutura, a observação
microscópica é indispensável para determinar o tipo exacto de textura. As texturas são
condicionadas pela natureza dos minerais, a sua forma e a abundância relativa. Elas são
ditas cristoblásticas porque, ao contrário dos fenómenos que se produzem no decurso da
cristalização de um magma, o crescimento dos minerais, designados aqui por blastos. Os
blastos crescem num meio essencialmente sólido, por transformação dos minerais
preexistentes ou, como resultado de reacções entre as fases preexistentes. É importante

8. referir que este processo é temporalmente muito demorado, decorrendo ao longo de
milhões de anos.
O desenvolvimento de uma textura cristoblásticas implica quase sempre o
desaparecimento da textura da rocha original, mas esta também pode permanecer pelo
menos parcialmente. Isto acontece em rochas de baixo grau de metamorfismo ou, quando
existe uma reorganização essencialmente mecânica dos minerais.
São frequentes nas rochas metamórficas os porfiroblastos, ou cristais bastante
desenvolvidos, contrastando com os restantes minerais. Por exemplo são comuns os
pofiroblastos de anadaluzite, estaurolite, granada, cordierite, etc.
Alguns autores propõem que a designação das texturas, desenvolvidas durante o
metamorfismo, deve ser composta do nome da textura típica, acrescentando-se o termo
‘blasto’.
Figura 5 – Texturas típicas das rochas metamórficas. A- Textura granoblástica; B – Textura lepidoblástica;
C-Textura Nematoblástica; D- Textura porfiroblástica (retirado de Figueiredo, 1999).
Existem quatro grandes tipos de texturas: granoblástica, lepidoblástica, nematoblástica e
porfiroblástica (fig.5).
Textura granoblástica – caracterizada por grãos mais ou menos equidimensionais
e sem orientação preferencial. Esta textura é típica das rochas monominerais
como, por exemplo, os mármores e os quartzitos. Aparece também em rochas
polimenerais granulíticas, como é o caso dos gnaisses, ou em rochas que durante a
sua formação não sofreram a acção de pressões orientadas.
Textura lepidoblástica – com predomínio de minerais lamelares, ou em escamas,
como, por exemplo, as micas. Rochas metamórficas com textura lepidoblástica
típica são, por exemplo, os xistos micaceos e alguns gnaisses.

9. Textura nematoblástica – caracterizada pela preponderância de minerais
aciculares e fibrosos, como as anfíbolas. As rochas mais comuns com este tipo de
textura são os anfibolitos e alguns gneisses anfibolíticos.
Textura porfiroblástica – sempre que apresenta porfiroblastos no seio de uma
matriz com minerais de menores dimensões.
A maior parte das rochas polimenerais não apresenta nenhuma das texturas referidas
anteriormente, mas uma combinação de duas ou mais texturas, pois são constituídas por
minerais planares, aciculares e equidimensionais. Assim, as rochas metamórficas
apresentam geralmente uma combinação da textura granoblástica com uma das outras
três acima referidas, dando origem a texturas que se designam por granolepidoblástica,
granonematoblástica e granoporfidoblástica (fig.6).
Figura 6 – Texturas mais comuns em rochas metamórficas. A- Textura granolepidoblástica; B- Textura
granonematoblástica; C- Textura granoporfiroblásticas (retirado de Figueiredo, 1999)
Galopim de Carvalho (1997) considera ainda que existem as seguintes texturas:
Textura cataclástica – revelando traços evidentes de esmagamento (cataclase) dos
seus minerais.
Textura milonítica – representa uma situação extrema da anterior.
As texturas das rochas metamórficas podem ainda ser agrupadas em dois tipos,
isotrópicas e anisotrópicas, em função da orientação preferencial dos minerais.
Texturas isotrópicas – Ocorrem quando não há orientação preferencial dos
minerais. Estas texturas podem surgir associadas a situações de metamorfismo de
contacto em que o calor e, eventualmente, os fluidos foram os principais agentes
de metamorfismo.
Texturas anisotrópicas – Ocorrem quando existe uma disposição preferencial dos
minerais. Esta textura interpreta-se como reflectindo episódios de deformação,
durante os quais os minerais da rocha estiveram sujeitos à acção de pressões
dirigidas.

10. C – Diversidade e classificação das rochas metamórficas
Como já foi referido a nomenclatura das rochas metamórficas pode ter por base critérios
texturais, estruturais ou composicionais, ou ainda critérios mistos.
Vamos adoptar a classificação de Bucher e Frey (1994) baseada em termos estruturais,
que divide as rochas metamórficas em dois grupos:
- Rochas com foliação (filitos, xistos, gnaisses e anfibolitos);
- Rochas sem foliação (corneanas, granulitos, quartzitos, mármores e eclogitos)
Por sua vez, a distinção entre as rochas metamórficas de cada um dos grupos baseia-se
em critérios mineralógicos e texturais.
Quadro 1 – Classificação das rochas metamórficas mais comuns e indicação dos seus
minerais principais.
Rocha metamórfica Rocha inicial Minerais característicos
Ardósia Argila Minerais de argila, micas e clorite
Filádio Argila Micas e clorite
Micaxisto Argila, basalto, grauvaques Micas, clorite, epídoto, granada,
arenosos talco, hornoblenda, grafite
Gnaiss Xistos, granitóides, Quartzo, feldspatos, granada,
Rochas foliadas grauvaques arenosos mica, augite, hornoblenda,
estaurolite, distena
Mármore Calcário puro ou dolomite Calcite ou dolo mite
Rochas não foliadas Escarnito Rochas calcosilicatadas Calcite, dolomite, granada
Quartzito Areia quartzosa Quartzo
Corneana Xistos argilosos Andalusite, mica, quartzo
A ardósia constitui a primeira rocha metamórfica da sequência. Diferencia-se das
anteriores por partir, paralelamente aos planos ricos em micas, em fragmentos finos e
relativamente uniformes. A cor das ardósias depende da composição química do
protólito.
Quando a temperatura aumenta, até cerca de 300ºC, os grãos microscópicos de clorite e
mica formam um mosaico de grãos, já visível á vista desarmada, e diz-se que as ardósias
se transformam em filádios ou filitos. Esta rocha apresenta superfícies de foliação
acetinadas, devido à reflexão da luz nas superfícies de micas e clorites. Estas rochas
também são conhecidas por xistos luzentes, podendo apresentar-se com colorações
diferentes: acinzentadas, esverdeadas, avermelhadas, arroxeadas, críticas. Se ao nível da
superfície lamelar ocorrerem pontuações, como que embrionárias de novos minerais,
recebem o nome de xistos mosqueados.
Com o aumento dos valores da temperatura e da pressão, os grãos de clorite e mica
continuam a crescer, atingindo cerca de 1 cm de diâmetro. A rocha formada nesta fase
chama-se xisto e apresenta-se fortemente foliada (xistosidade).

11. Quando a temperatura atinge valores entre os 400ºC e os 500ºC, os minerais dos xistos
sofrem uma diferenciação, ocorrendo uma segregação dos minerais em bandas distintas,
formadas alternadamente por minerais félsicos e máficos, isto é, dando origem ao ao
bandado metamórfico típico dos gnaisses.
Se a temperatura continuar a aumentar até valores da ordem dos 600ºC-800ºC regista-se a
fusão parcial de alguns minerais dos gnaisses como o quartzo e feldspato potássico,
formando-se os migmatitos.
No que se refere às rochas não foliadas a ausência de estrutura foliada justifica-se pelo
facto de se tratar de uma rocha monominerálica, ou ainda por essa rocha não ter estado
submetida à acção de pressões dirigidas.
D – Distribuição das rochas metamórficas em Portugal e interesse económico
As diferentes fases de metamorfismo que afectaram o maciço antigo ibérico deixaram
bastantes vestígios nos terrenos antemesozóicos portugueses. Há exemplos de rochas
polimetamórficas (anfibolitos, piroxenitos, eclogitos, granulitos, serpentinitos, micaxisto,
gnaiss, migmatitos, etc.) nas séries precâmbricas de Morais e Bragança-Vinhais, em Trás-
os-Montes. Estas séries são cavalgantes sobre outras, mais modernas, de idade
paloezóica, hercínica afectadas por metamorfismo de baixo grau (filádios,
metavulcanitos, etc.).
Do ponto de vista económico as rochas metamórficas são com frequência fonte de
matérias primas importantes. Em alguns casos são as próprias rochas (mármores,
serpentinitos, etc.), noutros são alguns dos seus minerais (blenda, galena, fluorite, grafite,
talco, serpentina, cromite, ilmenite, magnetite, hematite, corindo, etc.).
2. Procure informar-se sobre quais as zonas, em Portugal, onde se procede à
exploração de mármores.
3. Quais os minerais de metamorfismo com interesse para a gemologia?
O presente deste foi retirado e adaptado das seguintes obras:
Busch, R.M. (Ed.) (1997). Laboratory Manual in Physical Geology. New Jersey: Prentice-Hall.
Carvalho, A.M.G. (1997). Geologia. Petrogénese e Orogénse. Lisboa : Universidade Aberta.
Figueiredo, M.T. (1999). Concepções, sobre metamorfismo, de alunos do ensino secundário. Contributos
para a sua compreensão implicações educacionais. Dissertação de mestrado. Universidade de Aveiro.
Pons, J-C. (2001). La pétro sans peine. Minéraux et roches métamorphiques. Grenoble : Focus.
Wiswall, C.G. e Fletcher III, C.H. (1997). Investigating Earth. A Geology Laboratory Text. Dubuque, IA:
Wm. C. Brown Publishers.