Contribuição ao conhecimento geológico e petrológico das rochas alcalinas da Ilha dos Búzios, SP - Alves, Francisco Rubens (1997)
Este trabalho se ocupa do estudo geológico e petrológico da Ilha de Búzios, litoral norte do Estado de São Paulo. Com menos do que 8 \'km POT.2\' de área, a ilha tem forma irregular e dimensões de aproximadamente 2,5 km (NNE) e 5,0 km (EW), com topos achatados e cume a 400 m de altura, centralmente localizado. É formada por sienitos, que representam mais que 80% de sua área, e encaixantes charnoquíticas. Diques de litologia variada cortam tanto os sienitos como as encaixantes. As rochas encaixantes mostram-se gnissificadas, em parte por cisalhamentos antigos, e apresentaram intercalações de caráter mais diorítico até \"anortosítico\", todos os tipos portadores de ortopiroxênio, semelhantes a outras ocorrências continentais encontradas desde a Serra de Itatins (Peruibe), a sudoeste, até Ubatuba, a noroeste. Os sienitos, variáveis entre tipos finos e de granulação grossa, estes últimos predominates, têm relações complexas com as encaixantes. Sienitos finos, que englobam xenólitos em quantidade variável, passam a tipos mais grossos, também com xenólitos, formando faixa de centenas de metros. Os contatos podem ser gradativos, com os sienitos grossos passando a charnoquitos e dando lugar à formação de prováveis rochas híbridas. Os xenólitos, decimétricos a métricos, são angulosos e subangulosos, de natureza charnoquítica ou \"diabásica\". Com alguma freqüência, os microssienitos xenólitos incluem parcialmente porções de charnoquito com dique diabásico, mostrando relações cronológicas claras. Outros diques ocorrem. Na parte oeste, diques máficos variados, que rareiam nas porções leste e sul. Nas partes sudeste e leste, aparecem mais diqueis félsicos, principalmente fonólitos finos a afaníticos. A maior parte dos diques apresenta direção em torno de N50-55E, subvertical. Diques com direção ortogonal, NW, radiais e mergulhantes, são encontrados na porção sudeste. Algumas feições especiais chamam atenção. As cavidades ) miarolíticas presentes nas porções a oeste, próximas aos contatos, e a presença de bolsões pegmatóides por todo o corpo sienítico. O Saco Grande, enseada aberta na costa sul, tem forma semi-elíptica aberta para o mar. Além dos diques radiais, mostra dique estratificado espesso, paralelo à orla marinha por longa distância e com mergulho centrípeto. Os sienitos posssuem mineralogia monótona, com grande maioria sendo classificável como álcali feldspato sienitos. São rochas predominates, podendo conter quartzo. Com o aumento do quartzo, raramente acima dos 5%, passam aos quartzos-ácali feldspato sienitos, que ocorrem mais na extremidade NW e SW. O feldspato presente é uma micromesopertita, com leve predomínio das fases albíticas, e com padrão variado. Os ferromagnesianos incluem clinopiroxênio, biotita, anfibólio e opacos. As associações mais comuns contêm sempre clinopiroxênio, opacos, além de biotita e/ou anfibólio. Os tipos com mais quartzo tendem a apresentar mais anfibólio, chegando a ausentar-se o clinopiroxênio. Não há registro de nefelina sienitos. Esses sienitos variam para variedades de granulação mais fina, principalmente nas proximidades dos contatos. Os microssienitos formam tratos inteiros, bolsões ou diques, nos sienitos. Os diques félsicos variam desde microgranitos -\"-\"riólititos\", quartzo traquitos, traquitos, traquifonólitos e fonólitos. As variedades mais ricas em Si\'O IND.2\' ocorrem mais nas encaixantes e nas porções ocidentais da Ilha; já os tipos insaturados estão presentes no Saco Grande e na extremidade leste. As variedades com e sem quartzo são semelhantes, e nelas predominam as mesmas micromesopertitas, variando apenas o teor de quartzo. Os traquitos, típicos ou não, são encontrados por toda a Ilha, e se mostram constituídos por micromesopertita\'+ OU -\'clinopiroxênio\'+ OU -\'anfibóio\'+ OU -\'biotita, com pequena fração de opacos. Os tipos insaturados são portadores de ) nefelina\'+ OU -\'sodalita em teores relevantes e compõem, ao lado das micro mesopertitas, 80 a 85% da rocha. Nestas rochas, que podem ser classificadas como fonólitos e nefelina microssienitos, o feldspato potássico pode ocorrer sozinho. Como representantes fêmicos aparecem clinopiroxênio, anfibólio e biotita. Boa parte dessas rochas tem caráter agpaítico e apresenta mineralogia acessória rara (Ti-Zr silicatos). Os diques máficos são de difícil definição no campo. Ao lado das variedades alcalinas e de idade cretácica, reconhecem-se outros tipos, diabásicos e microdioríticos, parte cortando charnoquitos, parte deformados, de filiação duvidosa, ou mesmo brasilianos. Os tipos alcalinos e sincrônicos às associações sieníticas são de basaltos alcalinos, basanitos, tefritos e traquibasaltos e, à exceção dos primeiros, classificados como lamprófiros: camptonitos ou monchiquitos. Os basaltos alcalinos são semelhantes a diabásios comuns, contendo plagioclásio zonado, feldspato alcalino intersticial, piroxênio ou anfibólio, opacos, e com ou sem biotita. A grande maioria dos diques máficos é de filiação lamprofírica, e portadora de olivina, sem clinopiroxênio, kaersutita, biotita e opacos, envolvidos por mineralogia semelhante, mais fina, a menos olivina. Nos interstícios e nos ocelos, que podem representar 40% da amostra, aparecem feldspato potássico, analcima, vidro, material criptocristalino, carbonatos, zeólitas e serpentina. Os feldspato das rochas félsicas mostram lamelas, que variam continuamente do ponto de vista composicional entre \'Or IND.100\' e \'Ab IND.100\', ou grupam-se nos dois extremos composicionais, sempre com teor de An muito baixo. Nas rochas máficas, esses minerais aparecem intersticialmente ou nos ocelos como fase potássica muito pura. Os plagioclásios são zonados e exibem variação dos indivíduos maiores para as matrizes, estas em geral mais sódicas. Sua composição é variável ) entre \'An IND.75\' e \'An IND.15\'. As olivinas, analisadas em apenas duas amostras, têm composição entre \'Fo IND.75\' e \'Fo IND.85\'. os piroxênios incluem tipos mais cálcio-ferromagnesianos, desde diopsídicos (rochas máficas) a hedembergíticos, até tipos mais cálcio-sódicos, nos sienitos. O caráter sódico acentua-se nos diques félsicos chegando às egirinas nos fonólitos. Entre os diques máficos, os mesmos tipos dos sienitos passam a admitir teores elevados de Ti e Al, saindo do campo \"Quad\", com possível molécula Ti-tschermakítica. Os anfibólios nos diques máficos são cálcicos, sendo a maioria, kaersutitas. Nos sienitos, são cálcicos, com composição mais primitivas de Mg-hornblendas, evoluindo para tipos mais cálcio-sódicos, winchitas, barroisitas e catoforitas. Tornam-se sódicos nos diques félsicos, ocorrendo então arfvedsonita e riebeckita. Tanto os clinopiroxênios como os anfibólios evoluem paralelamente das composições mais magnesianas para as mais ricas em ferro, derivando então em direção ao sódio. Essa evolução acompanha o tipo de rocha, mas, nos sienitos, ela pode se apresentar entre núcleos (mais Mg) e bordas (mais Fe, Na) do mesmo grão. As biotitas mostram continuidade composicional, variando desde flogopitas/Mg-biotitas (diques máficos) até Fe-bititas (annita 90%) nos diques máficos. Os opacos são da série Mt-Usp, ou II-Hem, esta mais rara nos diques máficos. As composições aproximam-se dos membros extremos Mt e Ilm nos sienitos; nos diques máficos, elas estão próximas de Ilm variando a outra série de Usp a Mt. A análise química das rochas mostra um \"gap\" composicional particularmente no teor de Si\'O IND.2\', entre 50 e 60%, correspondendo ao intervalo entre diques máficos e sienitos, tefritos e traquibasaltos. As rochas sieníticas correspondem aos sienitos (=traquitos), com composição evoluindo para os sienitos nefelina normativos, traquifonólitos e fonólitos, entre os diques félsicos. ) Os mesmos sienitos evoluem, também, para composições mais ricas em Si\'O IND.2\', culminando nos diques félsicos supersaturados, os quartzo traquitos e riólitos (e riólitos alcalinos). A bimodalidade das rochas de Búzios e ausência composicional entre Si\'O IND.2\'=50-60%, reflete-se em outros elementos químicos, particularmente FeO, MgO, CaO e \'K IND.2\'O. O índice mg#, que varia entre 0 e 60, mostra pequena interrupção em torno de 40. Os outros elementos maiores apresentam distribuição mais contínua, ainda que pouco definida. Já os elementos traços, incluindo-se os TR, têm distribuição contínua e regular, bem definidas. Todas as rochas são alcalinas, com exceção daquelas \"riolíticas\". O caráter potássico é manifesto, mostrando-se sódicos parte dos fonólitos, além de peralcalinos e agpaíticos típicos. Todas as rochas máficas são metaluminosas, e os sienitos dividem-se entre levemente metaluminosos a peraluminosos, com alguns poucos fracamente peralcalinos. Diagramas multielementos, normalizados para o manto primitivo, exibem padrão evoluído para as rochas máficas, com enriquecimento em praticamente todos elementos. Essa característica é compatível com os teores moderados a baixos em Cr e Ni e MgO. Nos sienitos, os padrões se alteram, passando a haver empobrecimento em Ba, Sr e Ti, e acentuando-se o enriquecimento nos outros elementos. As mesmas tendências observadas nos sienitos são ainda mais pronunciadas nos diques, mais nos fonólitos que nos \"riólitos\". Os padrões verificados nas abundâncias relativas dos elementos são compatíveis com processos de cristalização fracionada a partir dos sienitos, com concomitante enriquecimento em álcalis e elementos incompatíveis nos fonólitos e, em menor escala, nos \"riólitos\", com queda nos teores de Ba, Sr e Ti. Alguma química isotópica foi feita, obtendo-se nove idades K/Ar em biotitas e anfibólios (e uma rocha total), com resultados razoáveis. Também ) foram efetuadas cinco análises Rb/Sr, com quatro delas aceitáveis. A idade preferencial K/Ar para os sienitos é de 81,4 \'+ OU -\'2,6 Ma e de 79,0 \'+ OU -\' 2,4 Ma para os diques. \"Errócrona\" ou diagrama isocrônico \'ANTPOT.87 Sr\'/\'ANTPOT.86 Sr\' vs \'ANTPOT.87 Rb\'/\'ANTPOT.86 Sr\' revela idade de 78,0 \'+ OU -\'2,2 Ma e \'R IND. 0\'=0,70500. A utilização do programa ISOJOB, a partir das razões atuais, chega a número semelhante, com \'R IND.0\'=0,70497, mas com alguma diferença para a idade, em torno de 75 Ma. As diferenças individuais para \'R IND.0\' não parecem significativas, sendo o valor médio obtido coincidente com a freqüência máxima para as rochas alcalinas brasileiras. A convivência de rochas supersaturadas e insaturadas em Si\'O IND.2\', entre as alcalinas, parece mais regra geral que exceção. Apesar disso, representa um problema, com várias soluções propostas. Os sienitos de Búzios, recalculados quimicamente, mostram composições sobre o alto termal Ab-Or, na superfície \"liquidus\", do sistema Q-Ne-Ks, a 1 kb de P\'H IND.2\'O (Fig.29). Os fonólitos, por um lado, concentram-se no sentido do eutético granítico. Essa configuração é bastante coerente com a suposta evolução química dessas rochas. Atribui-se à insaturação a evolução normal do magma sienítico, sendo que a supersaturação pode ser resultante de pressões de água moderadas, suficientes para supersaturação nas zonas com temperaturas mais baixas (bordas do corpo), desentabilização do piroxênio e cristalização de anfibólio e/ou biotita, com sobra de Si\'O IND.2\'. Parte da sílica excessiva, caracrística das bordas, pode ter vindo da fusão parcial das encaixantes charnoquíticas. Tal como em outras províncias alcalinas brasileiras, os magmas parentais primitivos mais prováveis estão representados pelas rochas máficas. Entre estas, as mais primitivas incluem basanitos, tefritos e basaltos alcalinos, cada qual podendo ser um derivado ou um representante ) evoluído de líquidos ainda mais primitivos, de origem em fusões mantélicas diferentes (fonte ou taxa), ou o conjunto de rochas máficas pode representar produtos resultantes de graus diferentes de fusão parcial da mesma fonte mantélica. Os tipos mais evoluídos são os traquibasaltos que por fracionamento de fases fêmicas e do plagioclásio, poderiam dar origem a diferenciados mais félsicos (monzogabros/dioritos a sienitos). Estes magmas, por cristalização fracionada e acumulação, formariam líquidos mais enriquecidos em NA e K e empobrecidos em Ca (e em Fe e Mg), chegando-se ao ponto do desaparecimento do plagioclásio. Modas com 90% defeldspato alcalino são características, e até comuns, em rochas de outras províncias, incluindo-se a ILha de Vitória. Em Búzios, não ocorrem essas rochas intermediárias, que aparecem na Ilha de São Sebastião, ao lado de tipos tão evoluídos quanto os sienitos de Búzios e da Ilha de Vitória.