A Earthcache é um exercício muito básico sobre Petrologia, que estuda o processo da formação das rochas do ponto de vista da sua origem, composição, estrutura e processos geológicos que lhe deram origem. Se pretendermos afunilar um pouco mais os conceitos, a Earthcache versa o campo da Petrologia Ígnea intrusiva ou plutónica, isto é, de rochas formadas a partir da solidificação do magma no interior da terra e que nunca chegaram a perfurar a crosta terrestre. É simples, porque muito focado numa observação macroscópica essencialmente cromática (não tens de levar nem um microscópio nem sequer uma lupa), isto é, em que a observação das cores de uma amostra, procura determinar uma associação simplista para a sua identificação, o que está muito longe de esgotar as variáveis a considerar para esse efeito. Mas pretende-se uma lição simples, e as cores são um critério que se adequa a este propósito, por muito abrangente e acessível.
No GZ estás perante uma pedreira há muito abandonada que apresenta um afloramento de Gabro bastante degradado. A tua tarefa é ler cuidadosamente a listing para responderes às questões colocadas. Relembro que, de acordo com as guidelines, o upload de uma foto no teu found log e o envio das respostas para o mail do meu perfil, são duas etapas essenciais para uma tarefa de log completa.
P1: Tomando com referência o centro da pedreira, ligeiramante à esquerda encontras um trecho do afloramento fresco, não perturbado pela erorão mais ou menos à altura da cabeça e que, por essa razão apresenta boas condições de observação. Aproxima-te e analisa-o de perto. Se identificas cores diferentes, sendo que isso é indicação da presença de diferentes minerais, o que te oferece dizer a este respeito a amostra de mão que acabaste de recolher? Ou seja, quantos minerais nessa tua observação macroscópica consegues detetar de imediato por via da diferenciação de cores?
P2: Com base no que leste na listing estás, com toda a certeza, habilitado a selecionar a opção correta:
a) Um gabro é uma rocha félsica, extrusiva, fanerítica com composição essencialmente crustal e que se formou a temperaturas inf. a 1000º C por diferenciação magmática na base da camara de magma e, embora formado em profundidade, ascendeu à superfície aproveitando o movimento ascensional da coluna de magma.
b) Um gabro é uma rocha máfica, intrusiva, afanítica com composição essencialmente mantélica e que se formou a temperatura acima dos 1000º C. por diferenciação magmática na base da camara de magma e, embora formado em profundidade, ascendeu à superfície aproveitando o movimento ascensional da coluna de magma.
c) Tudo o exposto na hipótese a), mas com a retificação que se trata de uma rocha intrusiva.
d) Tudo o exposto na hipótese b) mas com a retificação de que se trata de uma rocha fanerítica.
O Gabro, essa Mafia:
Convocar o termo máfia referido a um Gabro não tem aqui a correspondência habitual de comparação com um grupo de crime organizado. Antes serve para dar destaque ao aspeto mais mediato e que salta à vista na análise das rochas e que são as cores, e como as cores, em muitas ocasiões (embora também com muitas cautelas), podem, desde logo, anunciar a litologia ou tipo de uma rocha ígnea.
Mafico, ou rochas Máficas, não tem, pois, nenhuma correspondência com Mafioso no que concerne aos gabros. Máfico é um acrónimo geológico que deriva da aglutinação de “magnésio e ferro” para designar as rochas ígneas que na sua composição, são ricas nesses minerais distinguindo-as das rochas Félsicas, outro acrónimo que em Geologia resulta da aglutinação dos termos Feldspato e Sílica. Além do atributo mineralógico, máfico também remete para uma variável cromática que indica a presença da cor negra ou cinza, típica das formações rochosas com predominância destes minerais, sendo o basalto (na categoria de rochas extrusivas, não intrusivas como o Gabro), um exemplo clássico.
Na ilustração abaixo podes verificar a “caminhada” das rochas ígneas, intrusivas e extrusivas, que vão de máficas a félsicas e que se resume à seguinte probabilidade muito genérica:
Quanto menos ferro, maior o conteúdo de sílica, mais clara a rocha (Félsica) e menor a profundidade em que foi gerada. Nesse caso o magma tem composição essencialmente crustal (contaminada com minerais existentes na crosta terrestre) como, por exemplo, o granito.
Quanto menos sílica, maior o conteúdo de ferro, mais escura (Máfica) é a rocha e maior foi a profundidade em que foi gerada. Neste caso o magma tem composição essencialmente mantélica (que provém do manto como, por exemplo, o Gabro.
Características do Gabro (breve sumário):
Trata-se de uma rocha ígnea intrusiva, isto é, gerada do magma que, após um arrefecimento lento e por diferenciação magmática, se depositou na base da camara magmática permitindo o desenvolvimento dos cristais (nucleação).
Composição (Plagioclase + Piroxena + Olivina)
A Plagioclase cujo exemplar podes observar AQUI constitui mais de metade da crosta terrestre. Não se refere a um mineral em concreto, mas de um arranjo de minerais sólidos. A Plagioclase divide-se em dois membros, consoante contenha maior percentagem de Albite (Ab) ou SÓDIO (NaAlSi3O8), ou Anortite (An) ou CÁLCIO (CaAl2Si2O8). Pode ocorrer na cor branca, variando até cinza-escuro. Frequentemente, os cristais apresentam uma textura tabular (com a fisionomia de uma tábua) ou prismática.
A Piroxena e a Olivina cuja imagem, apresentando granulos verde e negros, olivina e piroxena, respetivamente, também podes observar AQUI, são ambos minerais contendo grandes percentagens de ferro e magnésio (ferromagnesianos). Apresentam uma cor verde escuro, preto ou marrom, e frequentemente uma textura prismática ou fibrosa.
Em resumo, macroscopicamente, no caso dos gabros, a cor dos minerais pode variar, mas de uma forma geral, em amostra de mão, a plagioclase tende a ser mais clara, enquanto a piroxena e a olivina tendem a ser mais escuras.
Textura: O gabro tem uma textura Fanerítica, contrariamente a Afanítica, o que significa que os minerais arrefeceram lentamente e tiveram tempo de se formar, sendo visíveis a olho nu e não apenas ao microscópio.
Ocorrência e Processos de formação:
Quase todos os gabros ocorrem em corpos plutónicos ou intrusivos como é o caso do local onde te encontras.
1. Temperatura: Formam-se em temperaturas elevadas, geralmente acima de 1000°C.
2. Pressão: Formam-se sobre condições de pressão estimadas entre 2.05 a 5.58 bars, equivalente, mais ou menos à pressão registada a 14km de profundidade.
3. Diferenciação magmática: Formam-se por diferenciação magmática que é o processo pelo qual um magma se separa em diferentes partes com composições químicas e mineralógicas distintas. Isso ocorre devido à cristalização de minerais em diferentes temperaturas e pressões (também designada por cristalização fracionada): os minerais mais pesados (essencialmente os ferromagnesianos) e com maior ponto de fusão depositam-se, por precipitação, no fundo da camara magmática.
O processo ocorre em fases: o magma primário que é uma mistura de minerais fundidos e gases que se forma no manto terrestre, à medida que arrefece, dá início à cristalização dos minerais, formando cristais de plagioclase e piroxena. Estes, por serem mais pesados, separam-se do magma, e depositam-se no fundo do corpo ígneo onde se acumulam, formando uma rocha gabro.
Enquadramento Geológico (fig.1):
Enfatizar o que já foi amplamente divulgado: no Cretácico Superior (aprox 80 m.a.), aproveitando um sistema de falhas e de tectónica compressiva que se começava a esboçar, uma coluna de magma, aproveitando esse sistema de falhas instalou-se e, por compressão hidráulica, forçou e abaulou os sedimentos de topo do Jurássico formando um domo gde rocha ígnea. A posterior exumação dessas camadas sedimentares por via dos fenómenos erosivos, expôs todas as litologias ígneas intrusivas existentes no M.E.S. (maciço eruptivo de Sintra), como sejam os granitos, os sienitos, os gabros e os mafraítos. Segundo Kullberg, a intrusão foi algo complexa, “mas pode ser descrita, sinteticamente, como composta por um núcleo de natureza sienítica envolvido por um largo anel granítico e por um anel gabro-diorítico descontínuo; este encontra-se melhor representado a sul, onde se dispõe entre os sienitos e os granitos e é bastante mais reduzido a norte, onde aflora perifericamente em relação ao anel granítico” (Kullberg, pag. 10). Por sua vez M. Ramalho na notícia explicativa da folha 34 – A – Sintra, descreve estes afloramentos na pedreira da Malveira da Serra referindo que “têm uma tonalidade cinzento-esverdeada ou verde; são granulares de grão fino (podendo ser grosseiras ou quase pegmatíticas, dependendo dos grandes cristais de anfíbola castanha (…)São rochas plagioclásicas com grandes cristais zonados(…) A piroxena, kaersutite, biotite, clorite, epídoto, apatite, minerais opacos e quartzo completam o quadro mineralógico. (M.Ramalho, pag. 31).
Figura 1: Litologias ígneas do M.E.S. (maciço eruptivo de Sintra). Orlado a azul a distribuição dos gabros (folha 34A - Sintra)
Fontes:
- Nota explicativa da Carta Geológica de Portugal, folha 34A – Sintra, M. Ramalho et al, 1993
- Tectónica da região de Sintra, KULLBERG, M. C & KULLBERG, J. C. (2000).
- Meta IA, uma interação sobre Gabros / Meta AI, an interaction versing Gabros.
The Earthcache is a very basic exercise in petrology, which studies how rocks are formed and what they're made of, as well as their structure and the geological processes that created them. If we want to narrow down the concepts a bit more, Earthcache covers the field of intrusive or plutonic igneous petrology. In other words, this is all about rocks that have formed from the solidification of magma deep inside the Earth, and which have never made it to the Earth's crust. It's pretty straightforward, really. It's all about observing things from a distance (no microscope or magnifying glass needed), and it's all about colours. You take a look at the colours of a sample and figure out what it is, which is a pretty basic way of identifying it. But there are still a bunch of other things to think about when it comes to rock identification. But we want a simple lesson, and colours are a good way to do that, as they're very comprehensive and accessible.
In the GZ, you've got this old quarry that's been left behind, and there's this exposed piece of gabbro rock very deteriorated. Just read the listing carefully and answer the questions. Please be aware of the guidelines, say you've got to upload a photo to your found log and send the answers to the e-mail address on my profile for the logging task to be complete.
Q1 Taking the centre of the quarry as a point of reference, you will find a fresh section of the outcrop slightly to the left, at about head height and undisturbed by the erosion. This section therefore offers good conditions for observation. Go closer and take a closer look. If you see different colours, and if this indicates the presence of different minerals, what does sample you've just observed tell you? In other words, how many minerals can you immediately detect in this macroscopic observation by differentiating colours?
Q2 You should be able to pick the right option based on what you've read in the listing:
a) Gabbro is defined as a felsic, extrusive, phaneritic rock with an essentially crustal composition that was formed at temperatures below 1000°C by magmatic differentiation at the base of the magma chamber. Despite having been formed at depth, the gabbro rose to the surface by taking advantage of the upward movement of the magma column.
b) Gabbro is defined as a mafic, intrusive, aphanitic rock with an essentially mantle composition, formed at temperatures of approximately 1000°C by magmatic differentiation at the base of the magma chamber. Despite its formation at depth, the rock rose to the surface, taking advantage of the upward movement of the magma column.
c) If I may propose an alternative for a first option, I would suggest selecting option a), with the correction that it is an intrusive igneous rock.
d) Option B would be my preferred choice, with the correction that it is a phaneritic igneous rock.
The Gabro, that Mafia:
Saying 'mafia' when talking about a Gabro doesn't usually mean it's like an organised crime group. Instead, it shows how colour is the most obvious and striking part of rock analysis, and how colour can often (but carefully) indicate what kind of rock is made of.
So, Mafic, or Mafic rocks, doesn't match up with Mafia when it comes to gabbros. Mafic is a geological term that comes from the combination of 'magnesium and iron'. It's used to describe igneous rocks that contain high levels of these minerals, which is different to felsic rocks. The latter is another geological term that comes from the combination of the words feldspar and silica. As well as the mineralogical attribute, mafic also refers to a chromatic variable that indicates the presence of a black colour, typical of rock formations with a predominance of these minerals, with basalt (in the category of extrusive rocks, not intrusive ones like Gabbro) being a classic example.
The illustration below shows how igneous rocks can go through different changes, from mafic to felsic, and can be both intrusive and extrusive. Here's a rough summary of what's going on which is basically sustained in the following premiss:
The less iron, the higher the silica content, the lighter the rock (felsic) and the shallower the depth at which it was generated. Basically, the magma is crustal in composition, which means it's contaminated with minerals found in the earth's crust, like Granite.
The less silica, the higher the iron content, the darker (mafic) the rock and the deeper it was generated. So, the magma in this case is basically mantle in composition (which minerals coming from the mantle), like Gabbro.
Here's a quick summary of what gabbro is like:
This is an intrusive igneous rock, which means it's made from magma. After the magma has slowly cooled and gone through a process called magmatic differentiation, it's deposited at the base of the magma chamber. This allows crystals to develop (nucleation).
Mineral composition plagioclase + pyroxene + olivine.
Plagioclase, whose image you can see HERE , makes up more than half of the Earth's crust. It's not referring to a specific mineral, but more like a group of minerals arranged in a certain way. Plagioclase is split into two groups depending on whether it contains more albite (Ab) or sodium (NaAlSi3O8), and anortite (An) or calcium (CaAl2Si2O8). Color tend to be white, or go all the way from white to dark grey. The crystals often have a tabular texture (they look like a board) or a prismatic texture.
Pyroxene and olivine (acess Img HERE), are minerals that contain lots of iron and magnesium (they're ferromagnesians). They come in dark green, black or brown, and often have a prismatic or fibrous texture.
To sum up, when it comes to gabbros, the minerals can vary a lot in colour. But usually, plagioclase is lighter, while pyroxene and olivine are darker.
Texture The gabbro has a phaneritic texture, which is different to an aphanitic texture. This means that the minerals have cooled slowly and have had time to form. You can see them with your naked eye, not just under a microscope.
Occurrence and formation processes:
Almost all gabbros occur in plutonic or intrusive bodies, as is the case in your location.
1. Temperature: They form at high temperatures, typically above 1000°C.
2. Pressure: They form under pressure conditions estimated to be between 2.05 and 5.58 bars, which is roughly equivalent to the pressure recorded at a depth of 14 kilometres.
3. Magmatic differentiation: They form through magmatic differentiation, whereby a magma separates into parts with different chemical and mineralogical compositions. This occurs due to the crystallisation of minerals at different temperatures and pressures (also known as fractional crystallisation): the heavier minerals (essentially ferromagnesians) and those with a higher melting point are deposited by precipitation at the bottom of the magma chamber, in a process that occurs in phases: the primary magma, a mixture of molten minerals and gases formed in the Earth's mantle, begins to crystallise minerals as it cools. This forms plagioclase and pyroxene crystals. These minerals are heavier and separate from the magma, accumulating at the bottom of the igneous body to form gabbro rock.
Geological framework (fig.1):
In the Upper Cretaceous (around 80 million years ago), a column of magma took advantage of a system of faults and compressive tectonics that was beginning to emerge. It forced and bulged the top sediments of the Jurassic by hydraulic compression, forming this granite dome. When the layers of sediment were washed away by erosion, all the igneous intrusive rocks found in the M.E.S. (Sintra eruptive massif) were exposed, like granites, syenites, gabbros and mafraites. Kullberg, one of our prominent geologists, said the intrusion was quite complex. However, it is feasible to synthesize a description which delineates this formation as comprising an syenitic core which is encircled by an expansive granitic ring and a discontinuous gabbro-diorite ring. The gabbro-diorite ring is more clearly delineated in the southern region where it is positioned between the syenites and granites. Conversely, in the northern region, the gabbro-diorite ring is more modest in size and exhibits peripheral outcropping in relation to the granitic ring (Kullberg, page 10).
In his explanatory report on sheet 34 - A - Sintra, Ramalho provides a detailed description of the outcrops observed in the Malveira da Serra quarry, noting their distinctive appearance with hues of grey-green or greenish tint. These outcrops are characterised by their fine-grained granular texture, which can vary in coarseness, at times exhibiting a pegmatitic composition. The presence of large brown amphibole crystals further contributes to the heterogeneity of these specimens. Based on his observations, Ramalho concludes that the outcrops in question are plagioclase rocks, distinguished by their prominent zoned crystal formations. The rocks are of the plagioclase variety, with the presence of large zoned crystals. The mineralogical composition is further enriched by pyroxene, kaersutite, biotite, chlorite, epidote, apatite, opaque minerals and quartz. (M. Ramalho, page 31).
Figure 1: Igneous lithologies of the Sintra eruptive massif. The distribution of gabbros is outlined in blue (sheet 34A - Sintra)