Percurso Geológico na Serra de Monchique

Prof. Dr. Paulo Fernandes

Percurso – 19 de Fevereiro de 2011

Duração – 7 horas

Contos do Mago – “O maior puzzle do Mundo”; “O Bailado do talude” e “O

oceano remendado”

Formanda/Professora – Ana Bio

1ª Parte do Percurso

1ª Paragem – Caldas de Monchique (estacionamento)

Localização Geográfica

Figura 1 - Mapa geológico simplificado da região do Algarve (adaptado de Lopes, 2006).

A Serra de Monchique localiza-se no sector norte do Barlavento Algarvio, cujo

ponto mais elevado é o mais alto do Algarve. Esta serra constitui o relevo mais elevado

AGRUPAMENTO VERTICAL DE ESCOLAS GARCIA DOMINGUES

ESCOLA BÁSICA 2,3 DR. GARCIA DOMINGUES PREAA - Programa Regional de Educação Ambiental pela Arte

a sul do rio Tejo, distinguindo-se duas principais elevações: a Fóia, com 902 metros, e a

Picota, com 773 metros (figura 2), (no sector mais ocidental encontra-se uma terceira

elevação, Picos, com 574 metros).

Figura 2 – Projecção topográfica do relevo da Fóia e da Picota (adaptado de Correia, 2006)

Entre as duas principais elevações encontram-se vales bem demarcados (a

localidade de Monchique situa-se num desses vales).

A serra de Monchique é atravessada por uma falha que divide o Maciço de

Monchique em dois elementos geomorfológicos, a Oeste a Fóia e a Este a Picota.

O maciço de Monchique é formado por uma rocha ígnea ou magmática com a

forma elíptica alongada, orientada de W-E. As rochas circundantes são rochas

sedimentares formadas à superfície da terra (sub-aérea), ou da água (sub-aquática).

2ª Paragem – Caldas de Monchique

Percurso N-S

O maciço de Monchique é atravessado por uma falha que o divide em dois

elementos geomorfológicos

Figura 3 – Desenho do Dr. Paulo Fernandes, representando a falha que divide o Maciço de

Monchique em dois elementos geomorfológicos.

A vila de Monchique situa-se na falha. Esta é uma zona de divisão de águas, no

que diz respeito às bacias hidrográficas, senão vejamos, a Sul de Monchique a água

corre para Sul e a Norte de Monchique a água corre para Norte (N).

A água nas Caldas:

A serra constitui um obstáculo à condensação dos ventos marinhos que se

dirigem para o continente carregados de vapor de água, o que provoca o fenómeno

“chuvas orográficas”. Assim, chove muito mais em Monchique do que no resto do

Algarve, podendo a precipitação na Fóia atingir valores três vezes superior aos que se

verificam na costa algarvia.

A abundância de água nas Caldas deve-se à zona de falha/fractura.

Nas zonas onde existem falhas/fracturas as rochas perdem continuidade. Se as

rochas tem continuidade, muitas delas são impermeáveis, ao partir/fracturar deixam de

ter continuidade e então no local onde existe a falha pode correr água. Esta é uma das

razões pela qual existe abundância de água nas Caldas.

Nesta paragem observamos, essencialmente, uma zona de contacto. Duas

questões se levantam?

- Como é que este contacto se manifesta?

- Como é que o calor do magma que estava a arrefecer, irradiava para fora e

alterou as rochas sedimentares xistos argilosos e grauvaques, do Paleozóico) onde se

encaixou/intruíu?

Realizando um trajecto N-S observamos:

- a Norte o maciço de Monchique, com o seu tipo característico de rocha – o

Sienito;

- e à medida que caminhamos para Sul encontramos a zona de contacto, com a

sua rocha característica – as Corneanas e finalmente as rochas que não foram afectadas

pelo calor produzido durante a intrusão desta rocha magmática – as rochas sedimentares

(Xistos e Grauvaques).

O Sienito, rocha ígnea/magmática tem uma particularidade: tem esta designação

porque em termos geológicos ou geoquímicos é considerado, o grande grupo de rochas

ígneas, como rochas alcalinas.

Esta designação, rochas alcalinas, é antiga (século XIX) e não tem nada a ver

com a escala de pH. Por ocasião do seu baptismo como rochas alcalinas, pensava-se que

os elementos mais abundantes nesta rocha (sódio, potássio e cálcio), é que produziam o

alcalis.

Então os Sienitos são rochas ricas em sódio (Na), potássio (K) e cálcio (Ca).

Estes elementos químicos encontram-se nos feldspatos (minerais).

Os feldspatóides são minerais especiais destas rochas, uma vez que originam um

mineral que só encontramos nestas rochas alcalinas – a nefelina.

Os sienitos são pobres em silício, isto é não tem sílica, ou seja, não tem o

mineral que é mais abundante e que caracteriza os granitos – o quartzo. Apesar dos

granitos e dos sienitos terem a mesma aparência, distinguimo-los da seguinte forma:

rocha com quartzo Granito

rocha sem quartzo Sienito

Que minerais existem no Sienito?

Feldspatos; Micas; Nefelina; Anfíbolas; Piroxenas e minerais raros como o

Zircão (em pequena quantidade); Apatite (principal constituinte dos dentes); Titanite;

Esfena; entre outros.

O maciço de Monchique não é todo homogéneo, a rocha não é toda igual, daí

que as tenham baptizado com nomes diferentes – Foiaito e Monchiquito.

No Sienito, que encontramos aqui nas Caldas, observamos que tem uma textura

em que os minerais são visíveis à vista desarmada por isso diz-se que tem uma textura

holocristalina ou fanerítica (do grego faneros – visível)

Figura 4 – Sienito nefelínico de Monchique

Os minerais de cor cinzenta que se observam na rocha (figura 3) são os feldspatos, este

é o mineral mais abundante, daí que seja uma rocha alcalina. É nestes minerais de

feldspatos que encontramos o potássio, o cálcio e o sódio. Os minerais mais escuros são

micas e por vezes também se encontram piroxenas. O mineral de tom acastanhado,

muito típico do maciço de Monchique, é a nefelina. Daí a designação Sienito nefelínico

Figura 5. Fotografia de comparação entre uma amostra de laboratório de granito e o sienito nefelínico homogéneo nuclear.

Em Monchique encontramos dois tipos de Sienitos: Sienito nefelínico heterogéneo

(Foiaito) e Sienito nefelínico homogéneo nuclear (Monchiquito).

Sienito nefelínico heterogéneo

Foiaito

Sienito nefelínico homogéneo nuclear

Monchiquito

Encontramo-lo na Fóia, Nave e nas Caldas de

Monchique

Apresenta um tamanho de grão variável (muito

fino a grosseiro) e um teor de nefelina entre 10 a

20%.

Encontramo-lo na Picota.

Apresenta fácies grosseiras com grande

desenvolvimento de cristais de feldspato alcalino e

teor de nefelina entre 20 a 40%

Os minerais são grandes (o arrefecimento foi

muito lento, logo tiveram mais tempo para crescer)

A aparência é diferente, esta está relacionada com a consolidação do magma

dentro de uma câmara magmática muito grande.

Ao arrefecer o magma movimenta-se através de movimentos convectivos, dentro

do próprio magma, arrefecendo de maneiras diferentes (junto à periferia o magma

arrefece mais depressa; no interior arrefece mais rapidamente).

No entanto esta situação pode ser modificada pelas correntes de convecção,

arrastando as rochas, que já tinham arrefecido para outros locais, ou então pelos pulsos

magmáticos.

Figura 6. Fotografia de um pormenor de Sienito nefelínico heterogéneo

Figura 7 - Movimentos de convecção do magma

Esta é a principal razão de o sienito não ser homogéneo. A composição química,

é no geral igual, mas há locais onde, devido aos processos de segregação, são mais

ricos num tipo de minerais do que noutros.

É essencialmente uma rocha ornamental, ou de construção. É exportada para

todo o Mundo, principalmente para o Japão (para jazigos ou pedras tumulares).

Curiosidade:

- na pedreira da Nave observam-se muitos blocos marcados com caracteres

japoneses, para posteriormente serem exportados.

Existem locais onde o arrefecimento foi muito lento, logo os minerais tiveram

mais tempo para crescer. Havendo espaço e tempo para crescer, formam-se os minerais

maiores que se conhecem – os pegmatitos, que possivelmente existiam aqui no maciço

e foram erodidos.

Pegmatitos

Normalmente quando há este tipo de plutões, nas partes superiores há injecções,

dos últimos episódios magmáticos, com fluidos enriquecidos em elementos químicos

que não são incorporados nestes minerais e que formam os melhores minerais para

colecções (muitas vezes raros).

Um dos melhores exemplos de pegmatitos existe na mina da Panasqueira, que

são minas filonianas, são filões pegmatíticos, são praticamente horizontais que se

encontram no topo de um grande maciço granítico, que se encontra em profundidade.

Nota - Sempre que encontramos rochas com minerais grandes, significa que

estas arrefeceram muito lentamente.

Filões

Filão é uma intrusão de rocha magmática que tem uma composição química

diferente da do sienito.

Os filões surgem quando o magma que não é todo igual arrefece no interior da câmara

magmática.

Por vezes neste tipo de rochas magmáticas, se temos duas rochas em fusão, com

composições diferentes, elas não se misturam, são imiscíveis (como a água e o azeite).

Então podem ser injectadas noutras rochas que são mais plásticas, ou que não estão

completamente solidificadas. É o que origina estes filões que são muito comuns dentro

do maciço de Monchique.

Normalmente estes filões tem uma cor/tonalidade muito mais escura, que advém dos

minerais que o constituem (minerais máficos), muitos deles diferentes dos minerais do

maciço de Monchique.

Em termos de composição química ou geoquímica, é uma rocha máfica (com minerais

escuros).

A existência destes filões é a prova de que nem tudo o que se passa dentro de uma

câmara magmática é pacífico.

Como é que as rochas ígneas do maciço, que estão à superfície se alteram?

Sofrem meteorização ou erosão?

As rochas tem um aspecto de bola (caos de blocos) muito característica também das

rochas graníticas.

O tipo de alteração (meteorização/erosão) do sienito é muito parecida com a do granito,

dá-se em escamas, a rocha vai sendo erodida e progressivamente vai formando bolas e

posteriormente areia (arenização). A alteração da areia deve-se essencialmente à

presença de água (H2O).

Figura 8 - Sienito nefelínico alterado

A água em Monchique

Monchique é uma das zonas com maior precipitação do Algarve. A água é o mais

poderoso agente de alteração das rochas. Principalmente quando as águas se misturam

com o dióxido de carbono (CO2) atmosférico (chuvas ácidas), formando um ácido fraco,

o ácido carbónico, que com o tempo, à escala geológica, é muito eficaz na alteração das

rochas, conseguindo alterar uma rocha muito dura em areia.

(Nota: Areia desprovida de quartzo (não esquecer que o sienito não tem quartzo).

Água de nascente – são águas da chuva, desprovidas de minerais (água pura).

Água mineral – são águas mineralizadas. Contém grandes quantidades de minerais

dissolvidos. Nascem a uma temperatura superior a 20 ºC.

Na Fóia a água é menos mineralizada, é mais leve que a água que se bebe nas Caldas,

mais pesada.

Isto deve-se, essencialmente, ao tempo que a água que se encontra no interior da Terra

antes de “nascer”.

Toda a água que nasce naturalmente, teve que ser recarregada, pelas águas da

chuva/precipitação.

No maciço as principais zonas de recarga, são as zonas mais elevadas (Fóia e Picota).

Se temos uma nascente próximo da Fóia, significa que a água que precipitou na Fóia se

infiltrou e veio nascer perto da zona de infiltração.

Então, o tempo que percorreu nas fracturas, no interior da Terra foi curto, logo teve

tempo de contactar com as rochas e retirar-lhe alguns minerais e mineralizar-se. O

tempo que percorreu dentro das fracturas foi curto, mas teve tempo de retirar alguns

minerais e mineralizar-se. (É o que é mais se aproxima da composição original da água

da chuva). Por isso, é uma água mais leve, menos mineralizada com pH mais próximo

do 7, ou mais ácida.

A água que nasce nas Caldas é diferente, alguma dela infiltrou-se na Fóia e depois

percorreu as fracturas no interior da Terra, até chegar ao destino.

Curiosidades:

Alguns cientistas do ramo da hidrogeologia tentaram calcular o tempo que uma

molécula de água demorava a chegar às Caldas, desde que se infiltrava na Fóia.

Chegaram ao resultado de aproximadamente 3000 anos.

Porque é que a água é quente?

Alguns minerais, das rochas do maciço de Monchique, têm elementos radioactivos

naturais. Esses elementos radioactivos naturalmente desintegram-se noutros elementos

mais estáveis, ao faze-lo provocam calor/aquecem.

A origem da água quente nas Caldas de Monchique deve-se:

- às fracturas;

- ao gradiente geotérmico mais elevado ( que se deve ao percurso que a água faz em

profundidade, junto das rochas que estão mais quentes que as circundantes, devido à

desintegração dos elementos radioactivos).

Figura 9 - vestígios de “provetes”

Os “furos” que visualizamos na fotografia são

os vestígios de “provetes” que foram retirados

desta rocha. Estes “provetes” são analisados

com o objectivo de identificar o magnetismo

natural das rochas (estudos de

paleomagnetismo), que permitem calcular a

posição das rochas na superfície terrestre

(próximo do equador ou dos pólos), aquando

da sua formação.

Zona de contacto/fronteira entre o Sienito e as rochas onde este se intruíu.

Corneanas versus Sienito

As rochas que estão no contacto são aquelas que foram colocadas numa fornalha a 800

ºC.

O arrefecimento foi quase instantâneo (+/- 1 M.a.), originando uma rocha metamófica.

Rochas metamórficas resultam da transformação de uma rocha pré-existente, por acção

do calor (metamorfismo de contacto).

Metamorfismo de contacto porque o agente de metamorfismo responsável pela

alteração foi o calor produzido pelo arrefecimento das rochas ígneas do maciço de

Monchique.

As rochas resultantes deste tipo de alteração são as corneanas.

Neste caso os xistos e os grauvaques por acção do calor transformaram-se em

corneanas (rocha mais dura de cor negra).

Rocha Corneana

Figura 10 – Imagens de rocha corneana.

Figura 11 – Desenho do Dr. Paulo Fernandes. Metamorfismo de contacto.

Imaginemos a superfície do Algarve à 72 M.a. (A).

A escala vertical é de 5/7 km (B).

Foi nesta zona (C) que o magma proveniente de zonas de maior profundidade se intruíu

(sem forma defenida). Há 72 M.a. esta zona assemelhava-se a uma “batata” grande de

magma, rocha em fusão, que começou a arrefecer a aproximadamente 800/900 ºC.

Intruíu em rochas sedimentares que já existiam (as rochas mais antigas da serra) os

xistos e grauvaques (D), que se encontravam deformadas (dobradas) e muito mais fria,

mesmo a 7/8 km de profundidade o máximo de temperatura a que as encontraríamos

seria de 100/120/150ºC.

É obvio que há um contraste térmico muito grande entre as duas, o calor vai começar a

irradiar e no contacto vai alterar as rochas sedimentares, que já existiam, ou seja, muito

próximo do contacto vai alterá-las, modificando-as completamente.

Ao caminharmos para Sul, afastamo-nos do contacto e as rochas vão-se modificando,

deixam de ser escuras/negras e passam a ser mais claras apresentando camadas ou

estratos* que nos indicam o que eram antes de serem modificadas pelo calor.

Rochas que apresentam estratos ou camadas são rochas sedimentares.

Xistos e Grauvaques

150 m abaixo desta formação deixamos de estar próximo da fronteira do maciço de

Monchique com as rochas encaixantes (as mais antigas) e passamos a encontrar rochas

sedimentares que são mais brandas, já não são tão duras. Isto quer dizer que não foram

tão afectadas pelo calor da intrusão, houve dissipação de calor.

Em Monchique:

Rochas sedimentares Xistos e Grauvaques (as rochas mais antigas)

Rocha metamórfica Corneana (rochas mais recentes, mais ou menos com a mesma

Rocha magmática Sienito idade)

Rocha mosqueada

Inicialmente tínhamos xistos e grauvaques, que foram alterados pelo calor, são agora

rochas metamórficas de contacto, mas tem uma característica das corneanas, que vimos

inicialmente, negras e homogéneas que estão salpicadas com minerais de cor branca.

Encontram-se, por exemplo, na Frecha da Mizarela (Vale de Cambra/Arouca).

2ª Parte do Percurso

Precurso Nave Aljezur

Era Paleozóica

Período Carbonífero (300/320 M.a.)

A partir do Devónico Superior e do Carbonífero as plantas colonizam os continentes,

anteriormente a Vida estava, praticamente, restrita ao meio aquático. Estas vão

regularizar o clima, devido à produção de oxigénio e ao aprisionamento de dióxido de

carbono durante a fotossíntese.

Vai haver um sequestro de CO2 ,isto é, as árvores retiram grandes quantidades deste gás,

que vai ficar retido nas plantas (na madeira), reduzindo o efeito de estufa global,

fazendo com que o clima arrefecesse.

Curiosidade:

Todo o carvão que “alimentou” a revolução industrial era do carbonífero.

Entramos no período glaciar – glaciações.

Por outro lado a grande quantidade de O2 que as plantas lançaram para a atmosfera

permitiu que os organismos respirassem.

Este foi um passo muito importante na evolução do planeta, como agora o conhecemos.

Nesta altura para além destes acontecimentos da paleologia, em simultâneo, na tectónica

de placas também estava a acontecer algo muito importante.

Se recuarmos no tempo:

Temos o globo terrestre e nele encontramos duas grandes massas continentais.

Figura12 - Laurasia e Gonwana (http://www.google.pt/imgres)

Uma a norte do Equador, ou próximo do Equador – a Euro-América ou Laurasia

(Noroeste Europeu, Norte da América e a Península Escandinava); outra a Sul do

Equador, sobre o pólo Sul, que era o continente Gondwana (África, Austrália, América

do Sul e a Índia).

O que viria a dar origem a Portugal eram pequenas massas continentais (micro

continentes) no rebordo Norte do Continente Gondwana.

Em termos paleogeográficos, Portugal estava muito próximo do Equador.

Com a aproximação destes super-continentes o oceano que os envolvia, o REIC

(Oceano Reno-hercinico), vai desaparecer devido à colisão das duas massas

continentais, todos os microcontinentes e toda a sedimentação da olataforma vai ser

comprimida. No local da compressão, no final da Era Paleozóica, no Pérmico, forma-se

uma única massa continental, a Pangeia, “suturada” mais ou menos a meio, por uma

grande cadeia de montanhas (a Hercínica).

No Paleozóico:

- altura em que surgem mais fósseis nas rochas;

- está dividido em sistemas, desde o mais antigo (o Câmbrico) até ao mais recente (o

Pérmico):

- Pérmico

- Carbonífero (xistos e grauvaques)

- Devónico

- Silúrico

- Ordovicíco

- Câmbrico.

Nas primeiras fases de colisão continental, destas duas grandes massas continentais,

iniciou-se a formação das primeiras cadeias montanhosas, processo que terá durado 30 a

40 M.a..

Aquando do crescimento da cadeia montanhosa Hercínica, esta enquanto crescia estava

simultaneamente a ser erodida. Os sedimentos resultantes desta erosão estavam a ser

arrastados pelos rios, para o oceano, onde depois se depositavam, na plataforma

continental. Após esta deposição os sedimentos eram arrastados para o talude.

Figura13 – Relevo do fundo oceânico.

Ora como as montanhas estavam a crescer e em simultâneo a serem erodidas, muito

rapidamente havia uma quantidade de sedimentos disponíveis. Estes permitiam uma

alimentação constante de sedimentos em excesso, o que os tornava instáveis, porque se

acumulavam, enchendo rapidamente a plataforma, saturando a plataforma de

sedimentos.

Depois, através das correntes de maré ou correntes litorais, eram transportados para o

rebordo da plataforma, muito próximo do talude. Em caso de perturbação, todos os

sedimentos, misturados com a água, podem escorregar pelo talude abaixo, avalanches

submarinas (serpentes gordas de areia). Estas avalanches transportam areias para a

plataforma e que depois são distribuídas, pelas correntes, para as planícies abissais (os

fundos oceânicos – a mais de 200 m de profundidade).

As rochas que observamos nesta paragem são xistos e grauvaques que se acumularam

numa coluna de água superior a 2 km.

(Supondo que se estivéssemos neste mesmo local à +/- 300, 320 M.a., então sobre nós

teríamos uma coluna de água 2 km acima das nossas cabeças).

Em termos de sedimentação, na altura, estas avalanches de areia misturadas com água

(serpentes gordas de areia), vão formar os grauvaques.

Grauvaques

São as bancadas

mais grossas

Cada bancada

corresponde a uma

avalanche de

sedimentos

submarinos

Em termos

geolóicos é um

processo

instantâneo

Pode durar horas ou

minutos

Figura 14 - Bancadas de xistos e grauvaques.

XA

Entre as camadas de grauvaques existem os xistos argilosos.

Estes resultam das argilas, sedimentos mais finos que se encontravam em

suspensão no oceano, e que lentamente se depositavam no fundo dos

oceanos.

Formando uma sucessão de xistos argilosos (XA) e de grauvaques (G),

representado no esquema 1, que na Serra Algarvia e Baixo Alentejo, tem

mais de 7 km de espessura.

Quanto mais espessa for a camada de xisto argiloso, mais tempo demorou a

sua acumulação, isto é, houve maior distância temporal entre avalanches.

G

XA

G

XA

G

XA

G Esquema 1

Porque é que estas rochas não se encontram actualmente no fundo do mar?

Porque é que são visíveis?

A resposta está, uma vez mais no choque de titãs, na aproximação dos dois super-

continentes (Laurasia e Gondwana).

Com o passar do tempo, os sedimentos que se acumularam neste oceano, à medida que

os continentes se aproximam, estes vão ser deformados, enrugados (como duas folhas

de papel que aproximamos uma da outra) e vão formar topografia (relevo).

Figura 15 - Exemplo de xistos e grauvaques dobrados

Intrusão do filão de sienito

Estamos muito próximos do Maciço de Monchique, se por vezes existe uma fraqueza

nas rochas, o magma do Maciço pode acompanhar essa fraqueza e intruir nas rochas.

Quando isto acontece conseguimos determinar a idade das rochas.

Figura 16 - Filão de sienito alterado.

Seguindo, com o olhar, as bancadas de grauvaques observamos que estas se encontram

dobradas (inclinam para o nosso lado esquerdo) e depois são interrompidas por um filão

de sienito, muito alterado, que intruíu entre os xistos e os grauvaques.

Figura 17 - Filão de sienito alterado.

As rochas sedimentares acumulam-se numa superfície horizontal que tem continuidade

lateral, esta continuidade só é interrompida quando o ambiente sedimentar muda.

Princípio de sobreposição dos estratos

Esquema 2 – Desenho representativo do princípio de sobreposição dos estratos

São as forças tectónicas que actuam para tirarem as rochas da horizontalidade.

Figura 18 - Dobra de xistos e grauvaques.

Ainda observamos que as rochas estão dobradas, foram retiradas da sua horizontalidade

por movimentos tectónicos, estão intruídas, isto é houve uma intrusão que as cortou. A

intrusão é mais recente do que as rochas encaixantes.

Mas neste caso, como a intrusão corta a dobra, a intrusão só aconteceu posteriormente à

deformação (datação relativa).

Camada mais recente

Camada mais antiga

Figura 19. História geológica da instalação do maciço de Monchique. Adaptado de Penetra et al. (2009) e

Lopes (2005)

Com a formação do Pangea formou-se a cadeia montanhosa Hercínica (deformação de Xistos argilosos e Grauvaques).

No Triásico, o Pangea começa a fragmentar-se devido a forças distensivas e há erosão e deposição de sedimentos da cadeia montanhosa Hercínica. Ocorre a formação de falhas ao longo da litosfera devido aos movimentos distensivos.

No Cretácico Superior, há cerca de 72 M.a., ocorre a instalação, na crosta superior, de corpos intrusivos de composição básica, ao longo de falhas pré-existente.

Ao longo da Era Mesozóica ocorre uma nova sequência sedimentar. No Cretácico Superior dá-se uma inversão do domínio tectónico que passa a ser compressivo.

Através de diversos pulsos magmáticos mantélicos ocorre a instalação de corpos sieníticos (Sienitos nefelínicos heterogéneos de bordo).

Através de um único pulso magmático ocorre a intrusão do sienito central (Sienito nefelínico homogéneo nuclear).

Ainda durante o Cretácico Superior o maciço magmático de Monchique, agora instalado, começou a sofrer exumação.

Estado actual do maciço de Monchique.