Volcanostratigraphy of pyroclastic deposits and lava flows, Fernando de Noronha, Brazil

Abstract

Estabelecer relações estratigráficas precisas em sucessões vulcânicas antigas é um meio fundamental para entender a evolução, a dinâmica eruptiva e o comportamento passado dos vulcões. A metodologia de identificação, associação e interpretação de litofácies foi aplicada sistematicamente a fim de reconstruir a estratigrafia de áreas importantes do Arquipélago Fernando de Noronha, Oceano Atlântico Sul, Brasil. Este trabalho apresenta uma estratigrafia detalhada de parte das formações Remédios e Quixaba, permitindo a compreensão da distribuição lateral e vertical das fácies vulcânicas e da geometria 3D dos depósitos, e discussões sobre os mecanismos e estilos eruptivos. Através da descrição e associação de litofácies, três colunas estratigráficas foram construídas em escala 1:50 na Enseada da Caieira. Elas resultaram na distinção de quatro litofácies (todas piroclásticas) para a Formação de Remédios. As litofácies piroclásticas são tufo maciço (Tm), lapilli-tufo maciço (Ltm), lapilli-tufo maciço com blocos angulares, vesiculados de até 49 cm (Ltb), e brecha-tufo maciça (Btm). A associação das litofácies da Enseada da Caieira caracteriza os depósitos piroclásticos como ignimbritos não soldados de composição majoritariamente fonolítica com brechas co-ignimbríticas proximais, tendo sido originados a partir da deposição de correntes de densidade piroclástica. Para os fluxos de lava e depósitos piroclásticos da Formação Quixaba, foram construídas doze seções, distribuídas nas praias do Americano e Bode e na Ponta do Capim-Açu. A análise estratigráfica resultou na distinção de quatro litofácies piroclásticas, uma autoclástica e três coerentes. As litofácies piroclásticas presentes na Ponta do Capim-Açu são: lapilli-tufo maciço (Ltm), lapilli-tufo maciço com blocos vesiculados de até 28 cm (Ltb), brecha-tufo maciça (Btm), e lapilito com gradação normal (Lng) formado por agregados de cinzas (agregados de cinzas maciços, e variedades de lapili acrescionários). Por meio da associação das litofácies na Ponta do capim-Açu, os depósitos piroclásticos são caracterizados como Scoria-and-ash flow deposits e depósitos proximais de queda. As litofácies coerentes presentes na Ponta do Capim-Açu correspondem à olivina-nefelinito maciço (Onm), olivina-nefelinito vesicular (Onv), olivina-nefelinito escoriáceo (One) e melilita olivina-nefelinito maciço (Onmm). A associação das litofácies coerentes as caracteriza como fluxos de lava pahoehoe. Nas praias de Americano e Bode, a litofácie autoclástica corresponde à brechas monolíticas de olivina-nefelinito (Onb) e ocorre em associação com as litofácies Onv e Onm, caracterizando fluxos de lava 'A'a'. Durante o vulcanismo Quixaba, pulsos de atividade estromboliana levaram à formação de Scoria-and-ash flow deposits alternados com atividades efusivas de estilo Hawaiiano e à formação de extensos derrames Pahoehoe. Uma etapa posterior de atividade freatomagmática levou à formação de depósitos proximais de queda com agregados de cinzas.