As rochas magmáticas formam-se pela solidificação de materiais fundidos e constituem uma parte importante das paisagens portuguesas. Encontramo-las nos granitos da serra da Freita, na diversidade do maciço de Sintra e nas formações vulcânicas dos Açores.
Apesar da origem magmática, estas rochas não apresentam todas os mesmos minerais, cores ou texturas. As diferenças dependem da composição dos materiais iniciais e das condições em que ocorreu a sua consolidação.
Para as compreender, é necessário relacionar formação do magma, cristalização, composição e ambiente geológico. Essa ligação permite interpretar uma amostra, em vez de apenas memorizar o seu nome.
Para comparar os processos de formação, lê também Rochas sedimentares: como se formam e o que revelam sobre a Terra. [Inserir ligação interna quando o artigo estiver publicado.]
O que são rochas magmáticas?
As rochas magmáticas, também chamadas ígneas, resultam da solidificação de material rochoso fundido.
Quando os constituintes se organizam em estruturas cristalinas, ocorre cristalização. Contudo, a solidificação pode acontecer sem cristalização completa, originando vidro vulcânico.
Assim, uma rocha magmática pode conter cristais, vidro ou ambos.
Esta origem distingue-a de uma rocha sedimentar formada por deposição e diagénese e de uma metamórfica transformada essencialmente no estado sólido.
Magma e lava: qual é a diferença?
O magma é um material natural que pode incluir:
- uma fase líquida, constituída por material fundido;
- cristais;
- substâncias voláteis dissolvidas e, em determinadas condições, bolhas de gás.
A água, o dióxido de carbono e compostos de enxofre são exemplos de constituintes voláteis importantes.
A designação lava aplica-se ao material magmático emitido à superfície. Durante a ascensão, a redução da pressão pode favorecer a formação e a expansão de bolhas, bem como a libertação de gases.
Por isso, magma não significa necessariamente «líquido sem cristais», e lava não deve ser definida simplesmente como «magma sem gases».
Como se forma o magma?
O magma pode resultar da fusão parcial de rochas do manto ou da crusta.
Na fusão parcial, apenas uma parte do material passa ao estado líquido. Como os constituintes não entram todos no fundido nas mesmas proporções, o líquido produzido pode ter composição diferente da rocha inicial.
O manto não é um oceano de magma: é predominantemente sólido, embora existam regiões onde ocorre fusão parcial.
Aumento da temperatura
Uma rocha pode começar a fundir quando recebe calor suficiente para atingir as condições de início de fusão.
Por exemplo, a transferência de calor de um magma para rochas envolventes pode contribuir para produzir novos fundidos.
Diminuição da pressão
Materiais quentes do manto que ascendem ficam sujeitos a menor pressão.
Essa diminuição pode permitir o início da fusão sem aumento significativo da temperatura. É a fusão por descompressão, importante em contextos de afastamento de placas e de ascensão mantélica.
Introdução de voláteis
A presença de água pode reduzir a temperatura necessária para iniciar a fusão de determinados materiais.
Nas zonas de subducção, substâncias libertadas pela placa que mergulha podem favorecer a fusão no manto situado acima dela.
Estes mecanismos mostram que a formação de magma não exige sempre um aumento de temperatura.
Onde consolidam as rochas magmáticas?
O ambiente de consolidação permite distinguir dois grandes grupos.
| Grupo | Local de consolidação | Tendência de arrefecimento |
|---|---|---|
| Plutónicas | Em profundidade | Geralmente mais lento |
| Vulcânicas | À superfície ou próximo dela, em contexto vulcânico | Geralmente mais rápido |
Rochas plutónicas
Quando o magma permanece no interior da crusta, perde calor para as rochas envolventes.
O arrefecimento relativamente lento favorece, em muitas situações, o crescimento de cristais observáveis a olho nu.
Granito, diorito e gabro são exemplos importantes.
Rochas vulcânicas
Quando o material é emitido, pode arrefecer rapidamente em contacto com ambientes muito mais frios.
O crescimento dos cristais pode ficar limitado, formando-se uma matriz fina, vidro ou ambos.
Basalto, andesito e riolito são exemplos.
Existem também intrusões de pequena profundidade, frequentemente designadas subvulcânicas. A divisão em dois grupos organiza o estudo, mas não elimina situações intermédias.
Como crescem os cristais?
Um cristal apresenta uma organização interna ordenada. Não precisa de ser transparente nem de ter faces geométricas perfeitas.
A cristalização envolve:
- Nucleação: aparecimento de pequenos núcleos cristalinos.
- Crescimento: incorporação de constituintes nesses núcleos.
O tamanho final depende da combinação destes processos, da composição e da história de arrefecimento.
A explicação «arrefecimento lento dá mais tempo para crescer» é útil, mas simplificada. Importa também quantos núcleos se formam e como os constituintes se deslocam no líquido.
A relação entre arrefecimento e dimensão dos cristais ajuda a interpretar as texturas, sem permitir calcular tempos exatos apenas pela observação.
Textura: o que revela a organização dos constituintes?
A textura descreve a dimensão, a forma e as relações entre os constituintes.
Não é sinónimo de composição:
A composição indica o que existe na rocha; a textura descreve como os constituintes se apresentam e relacionam.
Grau de cristalização
| Designação | Característica |
|---|---|
| Holocristalina | Constituída por material cristalino |
| Hemicristalina ou hipocristalina | Apresenta cristais e vidro |
| Holohialina | Constituída essencialmente por vidro |
Não observar cristais a olho nu não demonstra que a rocha seja vítrea. Os cristais podem ser microscópicos.
Textura granular
Os cristais são geralmente individualizáveis a olho nu e encontram-se interligados.
É frequente em rochas plutónicas. A designação fanerítica destaca precisamente a possibilidade de distinguir os cristais sem microscópio.
Texturas finas
Numa textura afanítica, os cristais são demasiado pequenos para serem facilmente individualizados a olho nu.
A designação microlítica refere-se à presença de pequenos cristais, os micrólitos, por vezes associados a vidro.
Textura porfirítica
Apresenta cristais relativamente grandes, os fenocristais, numa matriz mais fina ou vítrea.
Uma história possível envolve crescimento inicial em profundidade, seguido de ascensão e arrefecimento mais rápido do líquido restante.
A textura não determina, por si só, a duração ou a profundidade exata de cada etapa.
Textura vítrea
Resulta de uma organização cristalina muito limitada. A obsidiana é um exemplo de vidro vulcânico.
Não deve ser confundida com uma rocha de cristais microscópicos.
Vesículas e materiais piroclásticos
As vesículas são cavidades relacionadas com bolhas de gás preservadas durante a solidificação.
Podem observar-se em basaltos, escórias vulcânicas e pedra-pomes. A dimensão das cavidades não corresponde à dimensão dos cristais.
A pedra-pomes pode apresentar densidade aparente suficientemente baixa para flutuar. Porém, isso depende da estrutura dos poros e da entrada de água, não sendo uma propriedade obrigatória de qualquer amostra.
Os piroclastos são fragmentos produzidos por atividade vulcânica. Incluem cinzas, lapilli, blocos e bombas.
As cinzas vulcânicas não são cinzas de combustão: podem conter fragmentos de vidro, cristais e materiais rochosos. A consolidação de depósitos piroclásticos pode originar tufos vulcânicos.
Composição química: o significado do teor de sílica
O teor de sílica, expresso como SiO₂, é um parâmetro utilizado na caracterização química.
Não corresponde à quantidade de quartzo. Silício e oxigénio integram também feldspatos, piroxenas, olivinas e outros silicatos.
Uma classificação escolar frequente distingue:
| Grupo | Teor aproximado de SiO₂, em massa |
|---|---|
| Ácidas | Superior a 65% |
| Intermédias | Entre 52% e 65% |
| Básicas | Entre 45% e 52% |
| Ultrabásicas | Inferior a 45% |
Os limites podem variar entre classificações.
As palavras «ácida» e «básica» são designações geológicas tradicionais. Não indicam diretamente o pH da rocha.
A classificação científica completa também pode considerar outros componentes, como os teores de sódio e potássio.
Minerais félsicos, máficos e cor
Os constituintes félsicos relacionam-se sobretudo com feldspatos e sílica. Quartzo e feldspatos são frequentemente claros.
Os minerais máficos são relativamente ricos em magnésio e ferro. Incluem olivinas, piroxenas, muitas anfíbolas e biotite.
Quanto ao aspeto geral, usam-se frequentemente:
- Leucocrata: predominantemente claro.
- Mesocrata: intermédio.
- Melanocrata: predominantemente escuro.
A cor é uma pista, não uma identificação definitiva. Uma obsidiana escura pode ser rica em sílica.
Também não se deve identificar um mineral apenas pela cor. Dureza, clivagem, brilho, forma e relações com os restantes constituintes fornecem informação adicional.
Granito, riolito, diorito, andesito, gabro e basalto
| Composição geral | Rocha plutónica | Rocha vulcânica |
|---|---|---|
| Rica em sílica, geralmente félsica | Granito | Riolito |
| Intermédia | Diorito | Andesito |
| Básica, geralmente máfica | Gabro | Basalto |
Estes pares apresentam afinidade composicional geral, não composição rigorosamente idêntica em todas as amostras.
Granito e riolito
O granito apresenta habitualmente quartzo e feldspatos, podendo conter micas e outros minerais. A textura é geralmente granular.
O riolito possui composição globalmente comparável, mas textura vulcânica, fina ou porfirítica.
Diorito e andesito
Representam composições intermédias.
O diorito contém frequentemente plagioclases e minerais escuros, como anfíbolas e piroxenas, com cristais observáveis.
O andesito apresenta geralmente matriz fina, podendo conter fenocristais.
Gabro e basalto
São geralmente máficos, com plagioclases e piroxenas, podendo conter olivina.
O gabro apresenta habitualmente cristais visíveis; o basalto, constituintes muito mais finos.
O basalto não é granito arrefecido mais depressa: diferem também na composição.
Porque não cristalizam todos os minerais ao mesmo tempo?
Um magma cristaliza normalmente ao longo de um intervalo de temperaturas.
À medida que os minerais se formam, incorporam constituintes do líquido. A composição do líquido restante pode, por isso, mudar.
É necessário distinguir a composição dos cristais, a do líquido residual e a composição global do sistema.
Se os cristais permanecerem no conjunto, sem entradas ou saídas, a alteração do líquido não significa criação ou desaparecimento de elementos químicos.
Série de Bowen: compreender a sequência
A série de Bowen organiza relações de cristalização de minerais comuns durante o arrefecimento de determinados magmas.
Na série descontínua, uma sequência simplificada é:
Olivina → piroxena → anfíbola → biotite.
Sucедem-se minerais com estruturas diferentes. Quando permanecem em contacto com o líquido, podem ocorrer reações.
Na série contínua, as plagioclases podem evoluir de composições mais ricas em cálcio para composições mais ricas em sódio, mantendo o tipo estrutural geral.
Nos esquemas simplificados, feldspato potássico, moscovite e quartzo aparecem associados a fases mais tardias.
O modelo não é uma receita universal: a composição e as condições determinam quais os minerais efetivamente formados.
Cristalização fracionada e diferenciação magmática
Na cristalização fracionada, parte dos cristais é separada do líquido ou deixa de reagir eficazmente com ele.
A separação pode envolver acumulação, fixação nas margens ou extração do líquido. Não significa que todos os cristais afundem.
Como os cristais incorporam determinados constituintes, o líquido residual evolui com proporções diferentes.
Esse processo contribui para a diferenciação magmática, produção de materiais de composições distintas durante a evolução do sistema. A cristalização do magma permite compreender essa mudança.
A incorporação de materiais das encaixantes, chamada assimilação, e a interação entre magmas também podem modificar a composição.
Nem todo o magma basáltico origina obrigatoriamente um magma granítico.
Isomorfismo e polimorfismo
O isomorfismo envolve minerais de composição diferente com estruturas cristalinas semelhantes, permitindo substituições entre certos constituintes.
As plagioclases exemplificam uma série de solução sólida entre termos ricos em cálcio e termos ricos em sódio.
O polimorfismo corresponde à existência de estruturas cristalinas diferentes para a mesma composição química.
Andaluzite, cianite e silimanite têm composição Al₂SiO₅, mas estruturas e campos de estabilidade diferentes.
A distinção essencial é:
- Isomorfismo: composição variável e estrutura semelhante.
- Polimorfismo: mesma composição e estruturas diferentes.
Como observar uma amostra?
Uma análise fundamentada segue uma sequência:
- Descrever a dimensão e a organização dos constituintes.
- Procurar cristais, vidro, vesículas ou fragmentos.
- Identificar minerais quando possível.
- Relacionar textura e composição com hipóteses de formação.
- Reconhecer os limites da observação.
Uma rocha clara e granular não deve ser chamada granito apenas por esse aspeto. É necessário verificar os minerais.
Também importa distinguir o local atual do ambiente de consolidação. Movimentos tectónicos e erosão podem expor rochas formadas em profundidade.
Perguntas frequentes sobre rochas magmáticas
1. Todas se formam em vulcões?
Não. Muitas consolidam em profundidade e nunca são emitidas como lava.
2. O basalto tem cristais?
Pode ter muitos cristais microscópicos e, em certas amostras, fenocristais visíveis.
3. Uma rocha escura é sempre básica?
Não. A cor não substitui a determinação da composição.
4. Cristais grandes indicam uma idade maior?
Não. A dimensão relaciona-se com as condições de crescimento, não diretamente com a idade da rocha.
5. A cristalização fracionada cria elementos?
Não. Modifica a distribuição dos constituintes entre cristais e líquido.
6. Granito e riolito são iguais?
Têm afinidade composicional geral, mas diferem habitualmente na textura e no ambiente de consolidação.
7. As rochas vulcânicas são todas vesiculares?
Não. A preservação de cavidades depende da formação e do comportamento das bolhas.
8. Porque encontramos granito à superfície?
Porque processos tectónicos e erosivos podem expor materiais anteriormente profundos.
Compreender a rocha para interpretar a paisagem
As rochas magmáticas conservam evidências da formação do magma, da sua evolução e das condições de consolidação.
Relacionar composição e textura permite compreender tanto uma pequena amostra como parte das paisagens portuguesas. A observação ganha significado quando é acompanhada por uma explicação dos processos.
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