Origem das Rochas por Métodos Petrológicos

Mais cedo ou mais tarde, quase todas as rochas da Terra são decompostas em sedimentos, e o sedimento é levado para outro lugar por gravidade, água, vento ou gelo. Vemos isso acontecendo todos os dias na terra ao nosso redor, e o ciclo das rochas rótulos que conjunto de eventos e processos erosão.

Deveríamos ser capazes de olhar para um determinado sedimento e dizer algo sobre as rochas de onde ele veio. Se você pensa em uma rocha como um documento, o sedimento é esse documento desfiado. Mesmo que um documento seja fragmentado em letras individuais, por exemplo, poderíamos estudá-las e dizer com facilidade em que idioma foi escrito. Se houvesse algumas palavras inteiras preservadas, poderíamos adivinhar o assunto do documento, seu vocabulário e até sua idade. E se uma ou duas frases escaparem da fragmentação, podemos até combiná-la com o livro ou papel de onde veio.

Esse tipo de pesquisa sobre sedimentos é chamado de estudos de proveniência. Em geologia, proveniência (rima com "providência") significa de onde vieram os sedimentos e como chegaram aonde estão hoje. Significa trabalhar para trás, ou a montante, a partir dos grãos de sedimentos que temos (os fragmentos) para ter uma idéia da rocha ou rochas que costumavam ser (os documentos). É uma maneira de pensar muito geológica, e os estudos de proveniência explodiram nas últimas décadas.

A proveniência é um tópico restrito a rochas sedimentares: arenito e conglomerado. Existem maneiras de caracterizando os protólitos das rochas metamórficas e as fontes de rochas ígneas como granito ou basalto, mas são vagas em comparação.

A primeira coisa a saber, ao seguir seu caminho a montante, é que o transporte de sedimentos o altera. O processo de transporte quebra rochas em partículas cada vez menores do pedregulho ao tamanho da argila, por abrasão física. E, ao mesmo tempo, a maioria dos minerais no sedimento é alterada quimicamente, deixando apenas alguns resistentes. Além disso, o transporte longo nos riachos pode separar os minerais dos sedimentos por sua densidade, de modo que os minerais leves, como quartzo e feldspato, podem se deslocar à frente dos pesados, como magnetita e zircão.

Segundo, quando o sedimento chega a um local de descanso - uma bacia sedimentar - e se transforma em rocha sedimentar novamente, novos minerais podem se formar nela processos diagenéticos.

Fazer estudos de proveniência, portanto, exige que você ignore algumas coisas e visualize outras que costumavam estar presentes. Não é simples, mas estamos melhorando com a experiência e novas ferramentas. Este artigo se concentra em técnicas petrológicas, baseadas em simples observações de minerais ao microscópio. Esse é o tipo de coisa que os estudantes de geologia aprendem em seus primeiros cursos de laboratório. A outra avenida principal de estudos de proveniência utiliza técnicas químicas, e muitos estudos combinam ambas.

As grandes pedras (fenoclastos) em conglomerados são como fósseis, mas em vez de serem espécimes de seres vivos antigos, são espécimes de paisagens antigas. Assim como as rochas no leito do rio representam as colinas a montante e a subir, os clastos de conglomerados geralmente testemunham a paisagem próxima, a não mais do que algumas dezenas de quilômetros de distância.

Não é surpresa que os cascalhos dos rios contenham pedaços das colinas ao seu redor. Mas pode ser interessante descobrir que as rochas de um conglomerado são as únicas coisas que restam das colinas que desapareceram milhões de anos atrás. E esse tipo de fato pode ser especialmente significativo em lugares onde a paisagem foi reorganizada por falhas. Quando dois afloramentos de conglomerados amplamente separados têm a mesma mistura de clastos, é uma forte evidência de que eles já estavam muito próximos.

Uma abordagem popular para analisar arenitos bem preservados, pioneira em torno de 1980, é classificar os diferentes tipos de grãos em três classes e plotá-los por suas porcentagens em um gráfico triangular, um ternário diagrama. Um ponto do triângulo é para 100% de quartzo, o segundo é para 100% de feldspato e o terceiro é para 100% de litíticos: fragmentos de rochas que não foram totalmente decompostos em minerais isolados. (Qualquer coisa que não seja um desses três, geralmente uma pequena fração, é ignorada.)

Acontece que rochas de certas configurações tectônicas produzem sedimentos - e arenitos - que tramam em locais bastante consistentes naquele diagrama ternário da QFL. Por exemplo, as rochas do interior dos continentes são ricas em quartzo e quase não têm líticos. Rochas de arcos vulcânicos têm pouco quartzo. E as rochas derivadas das rochas recicladas das montanhas têm pouco feldspato.

Quando necessário, grãos de quartzo que são na verdade líticos - pedaços de quartzito ou chert em vez de pedaços de cristais de quartzo simples - podem ser movidos para a categoria de líticos. Essa classificação usa um diagrama QmFLt (quartzo monocristalino - feldspato - líticos totais). Eles funcionam muito bem em dizer que tipo de país placa-tectônico produziu a areia em um determinado arenito.

Além de seus três ingredientes principais (quartzo, feldspato e líticos), os arenitos possuem alguns ingredientes menores, ou minerais acessórios, derivados de suas rochas de origem. Exceto pelo mica mineral moscovita, eles são relativamente densos, por isso geralmente são chamados de minerais pesados. Sua densidade facilita a separação do resto de um arenito. Estes podem ser informativos.

Por exemplo, uma grande área de rochas ígneas pode produzir grãos de minerais primários duros como augita, ilmenita ou cromita. Terranos metamórficos acrescentam coisas como granada, rutilo e estaurolita. Outros minerais pesados ​​como magnetita, titanita e turmalina podem vir de ambos.

Zircão é excepcional entre os minerais pesados. É tão resistente e inerte que pode durar bilhões de anos, sendo reciclado repetidamente como as moedas no seu bolso. A grande persistência desses zircões detríticos levou a um campo muito ativo de pesquisa de proveniência que começa com a separação de centenas de grãos de zircão microscópicos e a determinação da idade de cada um usando métodos isotópicos. As idades individuais não são tão importantes quanto a mistura de idades. Todo grande corpo de rocha tem sua própria mistura de idades de zircão, e a mistura pode ser reconhecida nos sedimentos que dela correm.

Os estudos de proveniência do zircão-detrital são poderosos e tão populares hoje em dia que muitas vezes são abreviados como "DZ". Mas eles contam com laboratórios, equipamentos e preparação dispendiosos, portanto, são usados ​​principalmente para altos retornos pesquisa. As formas mais antigas de peneirar, classificar e contar grãos minerais ainda são úteis.