fatores de metamorfismo

O metamorfismo compreende uma série de processos que têm lugar no interior da crosta terrestre e que provocam alterações mineralógicas, químicas e estruturais nas rochas preexistentes quando sujeitas a condições físico-químicas diferentes das que as originaram.

As rochas metamórficas devem as suas características a diversos fatores, dos quais os mais importantes são: a composição das rochas preexistentes e que experimentam fenómenos de metamorfismo, a temperatura e a pressão durante o processo de metamorfismo, e os efeitos dos fluidos de circulação. 
Composição das rochas preexistentes

Durante os processos de metamorfismo, em geral, não ocorre a adição de novos elementos ou compostos químicos. Contudo, a composição mineralógica das rochas metamórficas é condicionada pela composição química das rochas preexistentes.
Por exemplo, muitas rochas metamórficas apresentam grande teor de sílica, o que indica que as rochas preexistentes eram também ricas em sílica.
Uma rocha basáltica metamorfizada pode apresentar nos novos minerais, no seu conjunto, cerca de 50% de sílica e percentagens de óxidos de ferro, magnésio, cálcio e alumínio resultantes da rocha anterior.
Por outro lado, um calcário, composto essencialmente por calcite (CaCO₃), não pode, ao ser metamorfizado, originar uma rocha com sílica.

Temperatura
Um mineral é estável se, durante um determinado tempo, não reage ou não se transforma num novo mineral ou substância. Todos os minerais são estáveis dentro de determinados intervalos de temperatura. Alguns minerais são estáveis entre amplos intervalos de temperatura. O quartzo, se não estiver associado com outros minerais, é estável, em condições normais de pressão atmosférica, até à temperatura de cerca de 800 ^oC. A altas pressões, o quartzo também se mantêm estável a altas temperaturas. Outros minerais são estáveis quando a temperatura se mantém num intervalo de somente 100 a 200 ^oC.
Pelo conhecimento do intervalo de temperatura em que o mineral se mantém estável, os geólogos podem deduzir a temperatura de metamorfismo da rocha onde se inclui o mineral.

Os minerais estáveis a altas temperaturas têm tendência a ser menos densos que os minerais quimicamente idênticos estáveis a baixas temperaturas. Quando a temperatura aumenta, os iões vibram com mais intensidade nos seus locais da estrutura cristalina. Se o calor resultante dessas vibrações é também significativo, os iões separam-se e a substância torna-se líquida.

O calor é importante porque as altas temperaturas aumentam a velocidade das reações. Devido às taxas de reação, o metamorfismo raramente ocorre a temperaturas inferiores a 200 ^oC, mesmo que os minerais possam ser instáveis a esta temperatura. O limite superior da temperatura durante o metamorfismo corresponde à temperatura de fusão parcial da rocha. Se a fusão parcial ocorre, a componente fundida forma um magma e a parte sólida remanescente é uma rocha metamórfica. As temperaturas a que as rochas magmáticas e metamórficas podem coexistir varia consideravelmente. Para uma rocha ultramáfica contendo só minerais ferromagnesianos, a temperatura pode ser superior aos 1000 ^oC; para um granito ou riólito, sob alta pressão na presença de vapor de água, pode ser inferior a 700 ^oC.
As fontes de calor para o metamorfismo são o gradiente geotérmico, a fricção, as plumas quentes do manto, a radioatividade e o calor transferido das formações magmáticas próximas.

Pressão
Os minerais são sensíveis à pressão. Se os átomos de um cristal forem submetidos a pressões muito elevadas, as ligações entre os átomos podem quebrar-se. Os átomos reorganizam-se em novos minerais que são estáveis quando submetidos a altas pressões. Muitos minerais são mais sensíveis à variação da temperatura que à variação da pressão. Contudo, a pressão também desempenha um importante papel no metamorfismo.
Normalmente, quando falamos de pressão, referimo-nos à pressão confinada, também designada pressão geostática, que é a pressão que se distribui igualmente por toda a superfície do corpo que se encontra situado a maior ou menor profundidade.

Um mineral que tenha cristalizado em condições de alta pressão tende a ocupar menos espaço que os minerais que não tenham sido formados nessas condições. A densidade dos minerais está relacionada com a pressão.
Além da pressão confinada ou geoestática, outro tipo de pressão atua, a denominada pressão diferencial, orientada ou dirigida, que é diferente nas diferentes direções do objeto sujeito à sua ação.

A pressão diferencial influencia fortemente a textura das rochas metamórficas porque força os constituintes das rochas a tornarem-se paralelos uns aos outros. O alinhamento paralelo característico das rochas denomina-se foliação. A foliação das rochas pode manifestar-se de diferentes maneiras. As texturas das rochas metamórficas são variações da foliação e são importantes na sua classificação. Pode falar em textura gnéissica, xistosa, etc.
 

Fluidos de circulação
A água na forma de vapor é, sem dúvida, o mais importante fluido envolvido nos processos metamórficos. Outros gases, tais como dióxido de carbono, também desempenham um papel importante. A água intervém de maneira significativa nas reações químicas metamórficas. Aparentemente, a água a grande pressão força o seu caminho entre os grânulos minerais, dissolve os seus iões e transporta-os para qualquer outra parte da rocha onde podem reagir com os iões de um outro mineral. O novo mineral formado é estável nas condições existentes durante a sua génese. A água permite uma tranferência de iões no interior da rocha.

Um outro fator importante no metamorfismo é o tempo, o que nem sempre é fácil de compreender. Muitas rochas metamórficas são compostas por minerais silicatados, e os compostos silicatados são caracterizados pela sua lenta taxa de reação química. Recentemente, o estudo de granadas revelou que a sua taxa de crescimento foi de 1,4 milímetros por milhão de anos. Muitos laboratórios têm visto frustradas as suas experiências para obter reações metamórficas, em virtude do fator tempo. Os vários milhões de anos durante as quais uma específica combinação de temperatura e pressão prevaleceu são impossíveis de repetir nos laboratórios.