geologia e petrologia do maciço alcalino da ilha de vitória, sp

278 Pages·2006·4.41 MB·English

UNIVERSIDADE DE SÀO PAULO
jf0
INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS
GEOLOGIA E PETROLOGIA DO MACIÇO
ALCALINO DA ILHA DE VITÓRIA, SP
Akihisa Motoki
Orientador: Prof. Dr. Celso de Barros Gomes
TESE DE DOUTORAMENTO
Área de Concentração: Mineralogia e Petrologia
São Paulo
1986
-1-
TNDICE
Pg-
RESUMO xix
ABSTRACT
1. INTRODUÇÃO
1.1. Apresentação
1.2. Localização 5
1.3. Trabalhos-anteriores 7
1.4. Agradecimentos 12
2. METODOLOGIA 15
2.1. Mapeamento geológico 15
2.2. Trabalhos de laboratório 16
3. ASPECTOS FISIOGRAFICOS E GEOGRÁFICOS 18
3.1. Topografia 18
3.2. Clima e vegetação 18
3.3. Habitação 19
3.4. Acesso aos afloramentos 20
4. GEOLOGIA 21
4.1. Rochas encaixantes do corpo intrusivo sienítico 21
4.2. Corpo principal sienítico 24
4.2.1. Sienitos azuis 26
4.2.2. Sienitos brancos 2 7
4.3. Diques 2 8
4.3.1. Diques de primeira geração 28
4.3.2. Diques de segunda geração 32
4.4. Depósitos recentes 34
4.5. Estruturas 34
5. PETROGRAFIA 36
5.1. Caracteres gerais 36
-11-
Pg.
5.2. Xenolitos \ * ' 3b
5.3. Alcali sienitos 51
5.4. Pulaskitos e nefelina sienitos 54
5.5. Alcali traquitos e álcali traquitos con nefelina 57
5.6. Fonolitos 58
5.7. Bostonitos 60
5.8. Alcali diabásios 60
6. GEOQUfMICA . 63
6.1. Generalidades 63
6.2. Rochas plutônicas 86
6.3. Rochas de dique 93
7. ANALISES DIFRATOMÉTRICAS 98
7.1. Generalidades 98
7.2. Pertita 100
7.3. Método das três reflexões: (201), (060),(204) 102
7.4. Diagramas b-c e a* - g* 109
8. QUÍMICA MINERAL 117
8.1. Generalidades 117
8.2. Clinopiroxênios 118
8.2.1. Química geral 118
8.2.2. Composição química em perfil 124
8.2.3. Substituições químicas 130
8.2.4. Cálculo dos componentes finais 133
8.3. Anfibôlios 141
8.3.1. Química geral 141
8.3.2. Composição química em perfil 150
8.3.3. Substituições químicas 156
8.4. Biotita 168
8.4.1. Química geral 168
8.4.2. Substituições químicas 174
8.5. Feldspatos alcalinos 184
8.6. Nefelina 195
-iii-
Pg.
9. GEOCRONOLOGIA 201
10. PETROGÊNESE 206
10.1. Assimilação 206
10.2. A barreira termal 209
10.3. Superaquecimento do magma 213
11. CONCLUSÕES 221
BIBLIOGRAFIA 224
-IV-
LEGENDAS DAS FIGURAS
Pg-
Fig. I - Mapa de localização das ocorrências alcalinas da
região sul-sudeste (A) e norte (B) do Brasil (mo
dificado de Ulbrich e Gomes, 1981). Os números
associados às ocorrências correspondem a idades
radiométricas. 2
Fig. 2 - Diagrama cumulativo de idades radiométricas dos
maciços alcalinos da região sul-sudeste (modifi-
cado de Ulbrich e Gomes, 1981). 4
Fig. 3 - Localização das ocorrências de rochas alcalinas
do litoral paulista. 6
Fig. 4 - Topografia e acesso ã Ilha de Vitória. 8
Fig. 5 - Mapas geológicos das Ilhas de São Sebastião (A),
Búzios (B) e Monte de Trigo (C) modificados, re£
peetivãmente, de Ulbrich e Gomes (1981), BjOrn-
berg e Ellert (1955) e Coutinho e Melcher (1973). 10
Fig. 6 - Mapa geológico das Ilhas de Vitória, Pescadores
e Cabras. 22
Fig. 7 - Mapa de localização das amostras. Os números em
itálico correspondem a amostras analisadas quirai.
camente. 23
Fig. 8 - Esquema de xenólitos deformados de rochas encai-
xantes observados na Ponta do Toyo, am. 37 (A) ,e
no Saco de Dom Miguel, am. 80 (B). 25
Fig, 9 - Esquemas de afloramentos dediques: A, am. 4; B,
am. 33, C, am. 40; D, am. 44; E, am. 48; F, am.
74. Note-se a ramificação do dique apresentado
em (B), indicando a direção de injeção do magma,
da esquerda para a direita. 29
-v-
Pg-
Fig. 10 - Direção dos diques da área investigada. 31
Fig. 11 - Diagramas indicando a direção dos diques de pri
meira (A) e segunda (B) geração. 53
Fig. 12 - Projeção da composição mineralogica das rochas
de granulação grossa (A) e fina (B) da área in-
vestigada no diagrama Q-A-P-F de Johannsen
(1931) e Streckeisen (1967). 37
Fig. 13 - Distribuição dos teores nodais de quartzo e ne-
felina no corpo principal sienítico da Ilha de
Vitoria. 56
Fig. 14 - Projeção das rochas de granulação grossa (A) e
fina (B) da área investigada no diagrama reunin
do quartzo-nefelina-forsterita normativos. 64
Fig. 15 - Projeção das rochas de granulação grossa (A) e
fina (B) da área investigada no diagrama MAF. 0
FeO reflete a quantidade total de ferro recaieu
lado como FeO. As curvas correspondem ãs seqüên
cias fracionadas do corpo intrusivo de Skaerga-
ard (1) (Wager, 1960), rochas toleíticas (2) e
calcoalcalinas (3) do Japão (MiyashiTO e Kushi-
ro, 1975). 65
Fig. 16 - Diagramas de variação dos elementos principais
para as rochas de granulação grossa (A) e fina
(B). 87
Fig. 17 - Diagramas de variação dos elementos menores pa-
ra as rochas de granulação grossa (A) e fina
(B). 89
-VI-
Pg-
Fig. 18 - Projeção das rochas de granulação grossa e fina
nos diagramas de (Na+K)/Al moleculares (A,B) e
(Na+K+Ca)/Al moleculares (C.D) em função dos va
lores normativos de quartzo-nefelina. Os círcu-
los de linha pontilhada representam possíveis
composições do magma original do maciço. 92
Fig. 19 - Distribuição de quartzo e nefelina normativos
no corpo principal da Ilha de Vitória. 94
Fig. 20 - Típico difratograma de raios X (filtro de cobre)
de feldspatos alcalinos das rochas sieníticas da
Ilha de Vitória (am. 6). Na, picos de hospedeiro
sódico, K, picos de lameIa potássica; Si, picos
do padrão de silício. 99
Fig. 21 - Diagrama (204)-(060) para leituras de ângulos
(grau) de 29 Cu: A, todos os feldspatos analisa-
dos; B, amostras com reflexões relativamente bem
resolvidas. Inclui também os valores estimados
de (201) 26 Cu (diagrama de Wright, 1968).
AA, albita de alta temperatura; AB, albita de
baixa temperatura; MM, microclínio máximo; Or,
ortoclásio; SA, sanidina de alta temperatura. 104
Fig. 22 - Exemplos de difratograma mostrando os picos (060)
e (204) das fases potássica e sódica: A,B e C, a
largados; E, F e G, relativamente bem resolvidos. 107
Fig. 23 - Diagrama b-c (em Â) para os feldspatos analisa-
dos. Inclui também os valores estimados de tjO +
tjfli (diagrama de Stewart e Wright, 1974). Símbo-
los iguais aos da Fig. 21. 112
Fig. 24 - Diagrama a* - y* (em grau) para os feldspatos a-
nalisados. Inclui também os valores estimados de
-vii-
Pg.
t^o-tjm (diagrama de Stewart e Wright, 1974).
Símbolos iguais aos da Fig. 21; FM, feldspa -
tos monoclínicos. 113
Fig. 25 - Projeção dos clinopiroxenios no diagrama dioj>
sídio-hedenbergita-enstatita-ferrossilita. 121
Fig. 26 - Projeção dos clinopiroxenios no diagrama
(Na-K)-Ca. Símbolos iguais aos da Fig. 25. 123
Fig. 27 - Projeção dos clinopiroxenios no diagrama dio£
sídio-hedenbergita-acmita. Símbolos iguais aos
da Fig. 25. 125
Fig. 28 - Perfil obtido na microssonda em cristais de
piroxênio; ams. 25 (A), 111 (B), 6 (C) e 58
(D). Simbologia para as inclusões: ac, acraíti
ca; jd, jadeítica; di, diopsídica, margem, m;
escalas para A, B e C são idênticas, Fe calcu
lado como FeO. 126
Fig. 29 - Projeção dos clinopiroxenios no diagrama
(Na+K)-Fe . Símbolos iguais aos da Fig. 25. 131
Fig. 30 - Projeção dos clinopiroxenios no diagrama
(Na+K)-Al. Símbolos iguais aos da Fig. 25. 131
Fig. 31 - Projeção dos piroxênios no diagrama acmíta-
diopsídio + hedenbergita-jadeíta. Símbolos i-
guais aos da Fig. 25. 132
Fig. 32 - Projeção dos clinopiroxenios no diagrama Ti-
Al. Símbolos iguais aos da Fig. 25. 134
Fig. 33 - Projeção dos clinopiroxenios no diagrama (2-
Si)-Al. Símbolos iguais aos da Fig. 25. 135
-viii-
Pg.
Fig. 34 - Projeção dos clinopiroxenios no diagrama Fe -Al.
Símbolos iguais aos da Fig. 25. 136
Fig. 35 - Diagrama triangular reunindo os cátions que pre-
enchem a posição X dos anfibõlios do maciço alça
lino da Ilha de Vitória. 146
Fig. 36 - Diagrama triangular Mg-Fe +-Ca dos anfibólios do
maciço alcalino da Ilha de Vitória. Fe total cal_
culado como FeO. Símbolos iguais aos da Fig. 35. 147
Fig. 37 - Diagrama triangular Mg-Fe -(Na+K) dos anfibóli-
os do maciço alcalino da Ilha de Vitória. Fe to-
tal calculado como FeO. Símbolos iguais aos da
Fig. 35. 149
Fig. 38 - Perfil obtido na microssonda em cristais de anfi
bólio: ams. 25(A), 6(B) , 4(C) e 58(D). 152
Fig. 39 - Diagrama esquemático do sistema solução - sólida
(Mg-Fe) para explicar zoneamento invertido devi-
do ao abaixamento da temperatura do "liquidus" e
"solidus" por injeção de água sob condições de
temperatura constante do magma. 15 7
Fig. 40 - Projeção dos anfibólios no diagrama T?-A1. Sím-
bolos iguais aos da Fig. 35. 158
Fig. 41 - Projeção dos anfibólios no diagrama de Ti-(8-Si).
Símbolos iguais aos da Fig. 35. 159
Fig. 42 - Projeção dos anfibólios no diagrama de Al-(8-Si).
Símbolos iguais aos da Fig. 35. 161
Fig. 43 - Projeção dos anfibólios no diagrama de (Na+K)-
(8-Si). Símbolos iguais aos da Fig. 35. Io2
-IX-
Pg.
Fig. 44 - Projeção dos anfibólios no diagrama triangular
de anfibólios cálcicos (modificado de Halli-
mond, 1943). Símbolos iguais aos da Fig. 35. Ib6
Fig. 45 - Projeção dos anfibólios no diagrama triangular
de anfibólios cãlcicos e alcalinos (NTySigO^fOt^)
M1 M2 M3 Si O (OH) - M1 M2 M3 Si O (OH) .Sím
2 7 2 6 22 2 2 3 2 g 22 2
bolos iguais aos da Fig. 35. 167
Fig. 46 - Diagrama quadrangular para flogopita - annita -
eastonita - siderofilita das biotitas do maciço
alcalino da Ilha de Vitoria. 172
Fig. 47 - Projeção das biotitas analisadas no diagrama
MgO-FeO - A1 O (l de peso). Símbolos iguais aos
2 3
da Fig. 46. 173
2 2+
Fig. 48 - Diagrama de variação de M - 6 (Fe + Mn • Mg
• Ca - 6) em função de Si + Al - 8 para bioti-
tas do maciço alcalino da Ilha de Vitória. Sím-
bolos iguais aos da Fig. 46. 17b
2 2 +
Fig. 49 - Diagrama de variação de M - 6 (Fe • Mn + Mg
+ Ca - 6 ) em função de Ti para as biotitas ana
lisadas. Símbolos iguais aos da Fig. 46. 177
Fig. 50 - Diagrama de variação de Ti em função de número
catiônico total para as biotitas analisadas.Sim
bolos iguais aos da Fig. 46. 178
Fig. 51 - Diagrama de variação de Si + Al - 8 era função
de número catiônico total para as biotitas ana-
lisadas. Símbolos iguais aos da Fig. 46. 179
Fig. 52 - Diagrama de variação de M + 2Ti - 6 em função
de Si • Al - 8 para as biotitas analisadas. Sim
bolos iguais aos da Fig. 46. 181