GEOLOGY AND PETROGRAPHY OF NEPHELINE SYENITE FOR ORNAMENTAL USE AT MARAPICU PEAK, MENDANHA INTRUSIVE COMPLEX, STATE OF RIO DE JANEIRO, BRAZIL

Este trabalho apresenta geologia e petrografia das rochas ornamentais de nefelina sienito no Pico do Marapicu, complexo intrusivo de Mendanha, RJ, Brasil, conhecido comercialmente Granito Cinza Ás de Paus. Existem três tipos de produtos de nefelina sienito: Tipo Clássico, Tipo Moderno e Tipo Anfibólio Prismático. O Tipo Clássico é caracterizado pelo aspecto visuais suaves de cor cinza de tonalidade ondulante. A textura é equigranular e homogênea sem orientação dos minerais. O Tipo Moderno tem aspectos similares, porém sem tonalidade ondulante da cor cinza. O Tipo Anfibólio Prismático é caracterizado por cristais prismáticos de anfibólio com notável orientação. Os minerais constituintes principais são feldspato alcalino de anortoclásio, nefelina, anfibólio e biotita. Apesar da vulnerabilidade ao intemperismo químico, as rochas são muito frescas devido aos efeitos da passividade intempérica. O nefelina sienito é mecanicamente resistente, com a compressão uniaxial para a ruptura superior àquela de granitos ornamentais comuns. O corpo rochoso é maciço sem notáveis sistemas de fratura e falhas de origem tectônica, o que facilita a extração de grandes blocos. A especificação quantitativa de cores revela que a tonalidade suave da cor cinza é devida principalmente à abundância de anfibólio, com o parâmetro B em torno de 15, relativa a biotita, com o B próximo ao zero. A ondulação na tonalidade de cinza do Tipo Clássico é originada do metassomatismo

MORPHOLOGIC ANALYSES BY SUMMIT LEVEL AND BASE LEVEL MAPS BASED ON THE ASTER GDEM FOR MORRO DE SÃO JOÃO FELSIC ALKALINE MASSIF, STATE OF RIO DE JANEIRO, BRAZIL

Este trabalho apresenta as análises morfológicas para o maciço de rochas alcalinas félsicas do Morro de São João, RJ, com o auxílio das técnicas de seppômen e sekkokumen e o modelo digital de elevação de satélite ASTER (GDEM). Os mapas de seppômen mostram a escarpa marginal íngreme de cerca de 30º, o platô virtual de 480 m a 500 m de altitude e a saliência de topo com altura relativa de 150 m. A escarpa marginal tem alta declividade não somente nos mapas de seppômen como também de sekkokumen. Os mapas para a diferença entre o seppômen e sekkokumen, denominados mapas de kifukuryô, demonstram a zona de alta declividade ao longo da borda do corpo e relevos suaves no planalto central. Essas observações indicam alta resistência erosiva das rochas constituintes deste maciço. As drenagens apresentam um sistema radial. Essas são rasas, curtas e íngremes, em média, 20 m de profundidade, 1.1 km de comprimento e 22° de declividade. A maioria das drenagens tem perfil longitudinal quase linear, e não, côncavo. O índice de macro concavidade (MCI) é -1.2, indicando que a forma tridimensional geral deste maciço é altamente convexa, que é muito diferente daquele de edifícios vulcânicos. A morfologia cônica deste maciço não é originada de um vulcão extinto, mas erosão diferencial da intrusão de nefelina sienito, que tem forte resistência à erosão devido à firmeza mecânica e passividade intempérica

MORPHOLOGIC CHARACTERISTICS AND EROSIVE RESISTANCE OF FELSIC ALKALINE INTRUSIVE MASSIF OF TANGUÁ, STATE OF RIO DE JANEIRO, BRAZIL, BASED ON THE ASTER GDEM

Este artigo apresenta características morfológicas e resistência erosiva do maciço intrusivo de rochas alcalinas félsicas de Tanguá, RJ, com base nos dados topográficas de satélite do ASTER GDEM. O maciço intrusivo possui uma extensão de 5.5 x 7.5 km e altura relativa de 700 m. Os mapas de seppômen mostram escarpa marginal íngreme de 28º de declividade na borda nordeste, platô virtual com 450 m de altitude na parte central e saliência de topo com altura relativa de 250 m. Os mapas de sekkokumen apresentam forma tridimensional convexa do fundo das drenagens da área noroeste. Os mapas de kifukuryo demonstram zona de alta declividade ao longo da borda da intrusão. O índice de macro concavidade (MCI) do maciço inteiro é -0.9, indicando forma tridimensional convexa do maciço. A área nordeste do maciço tem baixo MCI de -1.1 e a área sudeste possui MCI mais alto de -0.8. A morfologia côncava da área sudeste é devido às rochas piroclásticas subvulcânicas e o nefelina sienito sob alteração do metassomatismo e hidrotermalismo. As drenagens forma um sistema radial e são íngremes e curtos com comprimento médio de 1.2 km. Na área noroeste do maciço, as drenagens têm alta declividade de 19.5° me média. Na área sudeste, as drenagens possuem baixa declividade de 10.1°. O histograma de distribuição altimétrica mostra a escarpa marginal íngreme na faixa de altitude de 50 a 450 m. A forma tridimensional geral convexa do maciço Tanguá é originada de alta resistência erosiva do nefelina sienito devido à firmeza mecânica e passividade intempérica. O maciço foi formado pela erosão diferencial do corpo intrusivo relativa ao gnaisse encaixante

Xenólitos tabulares ao longo do plano de contato dos diques máficos da área de Cabo Frio, RJ: Delaminação térmica ou fraturamento hidráulico de cizalhamento ?

This article presents field descriptions and genetic considerations for the tabular xenoliths observed along contact plane of the mafic dykes of Cabo Frio and Arraial do Cabo area, State of Rio de Janeiro, Brazil. They are 10 cm to 1 m wide, commonly 30 to 50 cm, with horizontal extension up to 100 m and vertical extension at least 20 m. The aspect ratio measured on the outcrop surface is more than 100. The xenolith terminals are generally sub-rectangular, but they sometimes show acute edges. The fractures parallel to the xenolith extension are often observed. These fractures and the high aspect ratio suggest a strong tendency of fracture formation in parallel to the dyke contact plane. For the tabular xenolith genesis, the thermal delamination model is a possible opinion. However, considering the very high-aspect ratio of the tabular xenoliths and their occurrence with the leftward branching of the mafic dykes, the model based on combined effects of the dyke branching by the hydraulic shear fracturing and xenolith detachment by the thermal delamination is more plausible. Keywords: tabular xenolith, mafic dyke, thermal delamination, hydraulic shear fracturing, Cabo Frio, Arraial do Cabo.Este artigo apresenta descrições de campo e consideração genéticas para os xenólitos tabulares observados ao longo do plano de contato dos diques máficos da área de Cabo Frio e Arraial do Cabo, RJ. Esses têm 10 cm a 1 m de largura, comumente 30 a 50 cm, com extensão horizontal de até 100 m e extensão vertical de pelo menos 20 m. A razão entre comprimento e largura medida na superfície dos afloramentos é maior do que 100. As extremidades dos xenólitos são geralmente sub-retangulares, porém encontram-se às vezes extremidades agudas. As fraturas paralelas à extensão dos xenólitos são comumente observadas. Essas fraturas e a alta razão entre comprimento e largura sugerem uma forte tendência de fraturamento em paralela ao plano de contato dos diques. Para a gênesis dos xenólitos tabulares, o modelo de delaminação térmica é uma possível opinião. Entretanto, considerando a alta razão entre comprimento e largura muito alta dos xenólitos tabulares e sua ocorrência junto com a ramificação sinistral dos diques máficos, o modelo com base nos efeitos conjuntos da ramificação dos diques pelo fraturamento hidráulico de cizalhamento e descolamento dos xenólitos pela delaminação térmica é mais aplausível. Palavras-chave: xenólito tabular, dique máfico, delaminação térmica, fraturamento hidráulico de cizalhamento, Cabo Frio, Arraial do Cabo

Geology, Petrology and Magmatic Evolution of the Felsic Alkaline Rocks of the Vitória Island, São Paulo State, Brazil

This paper presents geological, petrographic, geochemical characteristics and radiometric ages for the felsic alkaline rocks of the Vitória Island Intrusive Complex, São Paulo State, Brazil, and discusses its geochemical evolutionary processes. This intrusive body is about 3 km in diameter and the emerged island areas correspond to its northeastern border. The main intrusion is constituted by nepheline syenite at the central zone, nepheline-bearing syenite at the outer zone, syenite at the border, and quartz syenite at the contact zone with alkali feldspar represented by orthoclase. Clinopyroxene vary from hedenbergite, soda-augite to aegirine-augite, and some crystals have resorption shape and amphibole reaction rim. They are intruded by phonolite, trachyte and lamprophyre dykes. Based on the intrusion relation, the dykes are subdivided into two generations: the first one encompass a radial system and the second a parallel system with NE-SW orientation and sinistral displacement. The alkaline rocks vary from silica undersaturated to oversaturated, show peralkaline to peraluminous compositions and belong to the potassic series. The K-Ar ages for amphibole of the nepheline-bearing syenite and syenite are 89.58 ± 3.18 Ma and 84.35 ± 3.92 Ma, respectively. The rocks are strongly fractionated with high differentiation index (DI) of 88.15 in average, indicating mafic minerals fractionation. K2O/ (K2O+Na2O) ratios are low, in average 0.51, in accordance to crystallization of pseudo leucite and potassic feldspar the last observed in thin sections

GEOLOGY, PETROGRAPHY AND EMPLACEMENT MODE OF THE MORRO DOS GATOS ALKALINE INTRUSIVE COMPLEX, STATE OF RIO DE JANEIRO, BRAZIL

Este artigo apresenta características geológicas, litológicas e petrográficas do complexo intrusivo de rochas alcalinas do Morro dos Gatos, que é situado na região central do Estado do Rio de Janeiro. As rochas alcalinas ocorrem na parte oeste do Morro dos Gatos e tem 1,2 x 1,2 km de extensão sendo distribuídas em uma área de 0,5 km2. A parte leste do corpo intrusivo é constituída por rochas alcalinas félsicas, constituídas por feldspato alcalino, plagioclásio, clinopiroxênio, biotita e muito pequena quantidade de quartzo, variando de sienito a monzonito. Observam-se os cristais relativamente grandes de feldspato, de 2 x 5 mm, cujo centro é constituído por plagioclásio e a borda por feldspato alcalino de crescimento epitaxial. Plagioclásio ocorre também como arcabouço de textura intersticial. Os espaços triangulares são preenchidos por feldspato alcalino. A biotita é idiomórfica, de 2 a 3 mm de tamanho e tem cor marrom. O clinopiroxênio, identificado opticamente como augita, tem forma semi-arredondada e cor verde claro, apresentando notável textura poikilítica com abundantes inclusões minerais de apatita e magnetita. Observa-se uma notável heterogeneidade litológica tanto na composição mineralógica quanto na granulometria. O traquito ocorre tanto como intrusão precursora constituindo a borda do corpo intrusivo principal de sienito e monzonito, denominado traquito da primeira geração, quanto como diques que cortam o corpo principal, a segunda geração. O traquito da primeira geração ocorre na parte noroeste da área de distribuição das rochas alcalinas formando um corpo de 700 m x 400 m e na borda sul, como diques e sills de 0,5 a 3,0 m de largura. Não se observa a passagem gradativa entre o traquito e monzonito. O traquito é porfirítico e contém fenocristais de feldspato alcalino de 4 a 6 mm de tamanho. A massa fundamental é holocristalina e relativamente grossa, sendo composto de micrólitos de feldspato alcalino de 0,1 x 0,4 mm. Ocorrem pequenos cristais de biotita, hornblenda e magnetita. A granulometria da massa fundamental sugere que este traquito não seja formador de derrame ou domo de lava mas um corpo intrusivo pequeno. Encontram-se, localmente, o tufo soldado com abundância de cristais e dique composto de rocha piroclástica. Os corpos piroclásticos constituem fissuras subvulcânicas e acompanham o traquito da segunda geração ao longo do contato dos diques. A exposição atual do corpo intrusivo do Morro dos Gatos corresponde à parte inferior de um plutão. O complexo intrusivo foi formado por: 1) intrusão precursora do traquito da primeira geração; 2) intrusão principal do monzonito; 3) intrusão dos diques piroclásticos junto com o traquito da segunda geração

DRAINAGE EROSION AND CONCAVE LANDFORM OF TIJUCA GNEISSIC MASSIF, STATE OF RIO DE JANEIRO, BRAZIL, WITH THE HELP OF SUMMIT LEVEL AND BASE LEVEL TECHNIQUE BASED ON ASTER GDEM

Este trabalho apresenta o estado de erosão por drenagens e a concavidade tridimensional do maciço gnáissico de Tijuca, Município do Rio de Janeiro, por meio das análises geomorfológicas com base no ASTERM GDEM. O maciço tem uma extensão de 15 x 10 km e altitude relativa de 1000 m e, é constituído principalmente por ortognaisse e paragnaisse. Os mapas de seppômen mostram a ausência de escarpa marginal e a área limitada do platô virtual. O maciço é dividido em Floresta da Tijuca e Serra da Carioca pela zona de vale do Alto de Boa Vista, com largura maior do que 2 km. Os pequenos morros rochosos formam cinco alinhamentos paralelos com orientação de N60°E. Os mapas de sekkokumen apresentam as drenagens com largura maior do que 1 km orientando a N45°E, que é diferente de orientação dos morros. As drenagens estreitas e curtas na zona mais alta da serra constituem um sistema radial. As áreas da Floresta da Tijuca, Serra da Carioca e Pedra da Gávea possuem alto kifukuryo, com o risco de deslizamento de grande escala. Essas são caracterizadas por exposições subverticais de gnaisse. O histograma de distribuição altimétrica mostra distribuição parecida à forma da Torre Eiffel, indicando a forma tridimensional côncava do maciço. Os índices de concavidade tridimensional (TCI) e de macro concavidade (MCI) são, respectivamente, 0.54 e -0.5 que são significativamente maiores do que os maciços de rochas alcalinas félsicas. A forma côncava do maciço Tijuca é atribuída à vulnerabilidade erosiva do gnaisse, devido à fraqueza mecânica, textura de gnaisse e baixos efeitos da passividade intempérica

Nepheline syenite magma differentiation with continental crustal assimilation for the Cabo Frio Island intrusive complex, State of Rio de Janeiro, Brazil

Diferenciação do magma de nefelina sienito com assimilação da crosta para o corpo intrusivo da Ilha de Cabo Frio, RJ. Este artigo apresenta a composição química e evolução magmática das rochas alcalinas da Ilha de Cabo Frio, RJ, e das áreas adjacentes, com atenção especial para a assimilação da crosta continental. O corpo intrusivo principal é composto de nefelina sienito, álcali sienito e traquito. O ortognaisse encaixante é intrudido também por brecha de conduto subvulcânico e diques de lamprófiro, traquito e fonolito. O álcali sienito é distribuído na zona de contato em que ocorrem muitos xenólitos digeridos da rocha encaixante. A maioria das amostras de nefelina sienito e fonolito é altamente subsaturada em sílica com moderada proporção molecular de (Na+K)/Al e de K2O/(Na2O+K2O) em peso, sendo classificadas como nefelina sienito potássico. A idade 40Ar- 39Ar para o nefelina sienito é 54.83±0.35 Ma. Os diagramas de variação indicam a cristalização fracionada de titanita, ilmenita, apatita e clinopiroxênio durante o resfriamento magmático no corpo intrusivo. O nefelina sienito e traquito foram originados do magma de grau avançado em diferenciação cuja composição é próxima ao ponto terminal do campo subsaturado em sílica. A assimilação da crosta continental é relevante e algumas amostras de álcali sienito e traquito são constituídas por cerca de 50% de materiais provenientes da rocha encaixante. A assimilação crustal ocorreu na fase final da cristalização fracionada do magma de nefelina sienito. Esta composição é termodinamicamente instável e poderia ser originada de super-reaquecimento do magma ou elevação rápida do teor de fluídos que foi causado por injeção de novo pulso de magma à câmara magmática