Esse trabalho apresenta as descrições de campo e observações petrográficas de uma brecha tectônica no embasamento gnáissico das áreas de Cabo Frio e Arraial do Cabo, RJ, e seu contato intrusivo com um dique máfico do Eocretáceo. Na proximidade da ilha do Japonês, ocorre um excelente afloramento de contato entre esses litotipos. A zona da brecha tectônica tem 10 a 20 m de largura e tem direção de N30ºE. Os clastos da brecha são angulosos e caracterizados pela textura de auto-brechação, sendo similares aos de brecha tectônica. A matriz é firmemente consolidada por hidrotermalismo e silicificação. O dique máfico tem 7 a 10 m de largura e N45ºE de direção. Ao longo do contato, observa-se a margem de resfriamento do dique, caracterizada por basalto de granulometria fina e disjunções prismáticas. Na Praia das Conchas e Arraial do Cabo, ocorrem quatro afloramentos de contato, demonstrando a intrusão dos diques máficos nas brechas tectônicas consolidadas. Esses afloramentos comprovam que as brechas tectônicas silicificadas são mais antigas do que os diques toleíticos do Eocretáceo. As brechas poderiam ter sido formadas durante a fase hidrotermal e tal processo estaria associado ao tectonismo rúptil do estágio final da Orogenia Pan-Africana, sem atividades magmáticas. A existência dos clastos constituintes da brecha, que são compostos de brecha, sugere que os movimentos de falha e atividades hidrotermais ocorreram repetidamente.

This paper presents the field descriptions and microscopic observations of a tectonic breccia in the basement gneiss of the Cabo Frio and Arraial do Cabo areas, State of Rio de Janeiro, Brazil, and its intrusive contact with the Early Cretaceous mafic dyke. At the sea cliff close to the Ilha do Japonês, there is an excellent contact outcrop between them. The tectonic breccia zone is 10 to 20m wide and has N30ºE direction. The breccia clasts are angular and characterized by auto-brecciation texture, and composed of breccia with similar aspect of the host tectonic breccia. The matrix is firmly consolidated by hydrothermalism and following silicification. The mafic dyke is 7 to 10m wide and of N45ºE direction. Along the contact, the dyke chilled margin featured by fine-grained basalt and prismatic joints can be observed. At the Conchas Beach and Arraial do Cabo city, there are four outcrops demonstrating the mafic dyke intrusion into the consolidated tectonic breccias. These outcrops prove that the tectonic breccias are older than the Early Cretaceous tholeiitic dykes. The fault breccias could have been formed during the brittle-phase tectonism of the last stage of the Pan-African Orogeny by hydrothermalism without magmatic activities, namely tectonic hydrothermalism. The existence of the clasts constituent of the breccia that are composed of breccia suggests that the fault movement and following hydrothermalism occurred repeatedly.

O arquipélago de São Pedro e São Paulo situa-se no Oceano Atlântico Equatorial, no topo de uma elevação morfológica submarina de 90 km de comprimento, 25 km de largura e 3.800 m de altura, composta de rochas peridotíticas do manto, denominada Cadeia Peridotítica de São Pedro e São Paulo. A morfologia submarina é altamente acidentada com escarpas subverticais de centenas de metros de altura, sugerindo ocorrência de tectonismo recente, provavelmente ativo. O mapa de seppômen do arquipélago mostra duas plataformas de abrasão marinha, com altitude respectiva de 4~5 m e de 7~9 m. As plataformas são observadas nas três ilhas maiores nas mesmas faixas de altitude, indicando que não houve basculamento ou soerguimento diferencial entre as ilhas. Considerando a plataforma superior formada durante a Transgressão Flandriana e a plataforma inferior desenvolvida por erosão recente, a taxa média de soerguimento nos últimos 6 mil anos é calculada como 1.2~1.5 mm/ano. As datações 14C para os fósseis coralígenos da ilha Belmonte indicam a taxa de soerguimento nos últimos 6.600 anos como 1.5~1.8 mm/ano. Portanto uma taxa de 1.5 mm/ano é razoável para o soerguimento atual. Interpretando a cadeia peridotítica como um megamullion tectonicamente deformado, o soerguimento total seria 1500~3000 m e o início do tectonismo seria 1~2 Ma. Se a cadeia peridotítica é originada do manto oceânico subcrustal, o soerguimento total seria, aproximadamente, 9000 m e o início do tectonismo seria cerca de 6 Ma.

The Saint Peter and Saint Paul Islets are situated in the Equatorial Atlantic Ocean at the top of a submarine ridge made up of mantle peridotite. It is 90 km long, 25 km wide, and 3,800 m high, and is called the Saint Peter Saint Paul Peridotite Ridge. The submarine morphology is highly rugged with hundreds-of-meters-high scarps, suggesting the occurrence of probably recent active tectonism. The summit level map shows two surfaces of wave-cut benches with respective altitudes of 4~5 m and 7~9 m. The wave-cut benches are observed on three major islets in the same altitude ranges, indicating that no tilting or differential uplifting between the islets has occurred. Considering the upper platform to be formed during the Flandrian Transgression and the lower one developed by a recent erosive process, the mean uplift rate in the last 6.000 years is calculated to be 1.2~1.5 mm/year. The 14C datings for the coral fossils collected from the Belmont Island indicate the uplift rate in the last 6600 years to be 1.5~1.8 mm/year. Therefore, a rate of 1.5 mm/year should be reasonable for the present-day uplifting. Interpreting the peridotite ridge as a tectonically deformed megamullion, the total uplift would be 1500~3000 m and the tectonism should have started at 1~2 Ma. If the Peridotite Ridge is originated from the subcrustal oceanic mantle, the total uplift would be approximately 9000 m and the tectonism would have started close to 6 Ma.

Na extremidade sudoeste da ilha do Cabo Frio, RJ, ocorre um corpo piroclástico exposto em uma área de 500 x 600 m, intrusivo no ortognaisse, com contato subvertical. Entre o ortognaisse e o corpo piroclástico, ocorre uma intercalação de traquito de 5 a 10 m de largura. As rochas piroclásticas têm estrutura suportada por clasto e matriz. Os clastos são de tamanho que variam de 1 mm a 40 cm. Os clastos maiores do que 10 cm são semi-arredondados e os menores do que 5 cm são angulosos. Esses clastos são compostos principalmente de traquito, subordinadamente de ortognaisse e eventualmente de tufo soldado. A textura é heterogênea, não se observando seleção granulométrica e acamamento vulcânico. Ao microscópio, observa-se alteração hidrotermal caracterizada por disseminação de calcita, sericitização de feldspato alcalino e decomposição de minerais máficos. A matriz é preenchida por fragmentos angulosos de feldspato alcalino, quartzo, plagioclásio e minerais opacos, de tamanho menor do que 0,6 mm. A existência de clasto de tufo soldado indica que as erupções explosivas ocorreram repetidamente. O contato intrusivo subvertical, a pequena área de distribuição, o tamanho heterogêneo dos clastos e a ausência de acamamento vulcânico indicam que a rocha piroclástica corresponde à brecha soldada de preenchimento de conduto subvulcânico, e não constituinte de um depósito eruptivo subaéreo.

At the southwestern corner of Cabo Frio Island, State of Rio de Janeiro, Brazil, a pyroclastic body is present in an area of 500 x 600 m, intruding into the host orthogneiss with subvertical contact. Between the orthogneiss and pyroclastic body, there is a trachyte intercalation, 5 to 10 m wide. The pyroclastic rocks have a clast-matrix supported structure and the clast size ranges from 1 mm to 40 cm. Larger than 10 cm clasts are semi-rounded and those that are less than 5 cm are angular. They are composed mainly of trachyte, subordinately of orthogneiss, and eventually of welded tuff. The texture is heterogeneous and no grain-size sorting or volcanic layering of the clasts was observed. Microscopic observations have revealed hydrothermal alteration featured by calcite dissemination, alkaline feldspar sericitization, and mafic mineral decomposition. The matrix is filled by angular fragments of alkaline feldspar, quartz, plagioclase, and opaque minerals, smaller than 0.6 mm. The existence of the welded tuff clasts indicates that explosive eruptions took place repeatedly. The subvertical intrusive contact, small exposure area, rounded clasts, heterogeneous clast size, and absence of volcanic layering indicate that the pyroclastic rock is subvolcanic vent-filling welded tuff breccia, and not a constituent of a subaerial eruptive deposit.

O presente trabalho mostra evidências geofísicas e geoquímicas para a possível existência de fragmentos frios do manto originados da placa subductada abaixo da Zona de Fratura de São Paulo no Oceano Atlântico Equatorial. A planície abissal desta área é caracterizada por uma abundância de rochas peridotíticas, com presença de poucas rochas basálticas originadas de baixo grau de fusão parcial. Arquipélago de São Pedro e São Paulo se localiza no topo de uma elevação morfológica com mais de 4000m de altura, constituída por peridotitos abissais, posicionados por um soerguimento tectônico da litosfera oceânica. A razão isotópica de Os dos peridotitos da Zona de Fratura de São Paulo indica a presença de materiais originados de antigo manto depletado nesta região com as idades modelo de 0.32 a 1.1Ga. As inclusões de magma trapeadas nos fenocristais de plagioclásio nos basalto da cadeia meso-oceânica pouco mais ao sul apresentam composição boninítica, típicas de zona de arco. Os modelos da tomografia mundial do manto demonstram alta velocidade sísmica tanto no manto superior quanto no inferior do Oceano Atlântico Equatorial, o que corrobora a interpretação da presença de placa subductada de baixa temperatura. As idades do modelo de depleção de Re dos peridotitos são consistentes com a reconstituição de movimento das placas, sugerindo que os fragmentos de placa fóssil subductada são provenientes do fechamento tanto do Oceano Iapetus como o do Oceano Rheic.

This paper presents geophysical and geochemical evidence for the possible existence of cold, subducted lithosphere beneath the Saint Paul Fracture Zone of the Equatorial Atlantic Ocean. The ocean floor along the fracture zone is characterized by a high percentage of abyssal peridotites. The abyssal peridotites were emplaced by tectonic uplift of the oceanic lithosphere. The top of the ridge is exposed at Saint Peter and Saint Paul islets. The Os isotopic composition of these abyssal peridotites indicate the presence of old depleted mantle material in this region with Re-depletion model ages (T RD) from 0.32 to 1.1Ga. Melt inclusions in plagioclase phenocrysts of the MORB close to this location have boninitic composition, suggesting that some basalts originated from low-degree mantle melting. The global tomography models show fast seismic velocities in the upper and lower mantle of the Equatorial Atlantic Ocean, consistent with the presence of cold subducted lithosphere. The range of Re-depletion model ages are consistent with paleo-reconstructions of plate motion, suggesting that the fossil subducted slab was formed during the closure of both the Iapetus and the Rheic oceans.

O presente trabalho reexamina as estruturas geológicas que foram consideradas como de origem eruptiva do Complexo Alcalino de Mendanha, no Estado do Rio de Janeiro. O vale interpretado como cratera não é constituído por aglomerado piroclástico, mas por traquito maciço. O depósito aluvionar presente no referido vale é composto de materiais regolíticos de espessura de poucos metros. Não foi encontrado o tálus composto de grandes blocos sugestivo de colapso da cratera. Não ocorre a saliência morfológica correspondente ao cone vulcânico. Os afloramentos em torno da suposta cratera não apresentam a estratificação vulcânica. Desta forma, considera-se que esse vale não corresponde à cratera vulcânica, mas a uma morfologia originada de erosão. O traquito mais abundante é intrudido pelo álcali sienito e, portanto, não pode ser derrame de lava que cobre o sienito. O traquito ocorre até o topo do maciço, 600 m acima da suposta cratera. A disjunção colunar é originada de diques e a estrutura parecida à crosta-de-pão é atribuída a intemperismo. As observações anteriores indicam que esse traquito não é constituinte de derrames de lava, mas de corpos subvulcânicos. Os autores concluem que as rochas vulcânicas em questão não são constituintes de edifício vulcânico, mas de preenchimento de condutos e fissuras subvulcânicos, e a hipótese do Vulcão de Nova Iguaçu é inviável.

This paper re-examines the geologic structures that were considered to be of eruptive origin of the Mendanha Alkaline Complex, State of Rio de Janeiro, Brazil. The valley interpreted to be a crater is not underlain by pyroclastic agglomerate, but by massive trachyte. The alluvial deposit on this valley is a few meters thick and composed of regolitic materials. The talus deposit of large boulders suggestive of crater wall collapse is not observed. No morphologic elevation indicative of volcanic cone is found. The outcrops around the supposed crater show no volcanic stratification. The valley is not considered to be a volcanic crater but a landform resulted from erosion. The most abundant trachyte of this area is cut by the alkali syenite, and therefore, cannot be the lava flow that covers the syenite. The trachyte takes place up to the top of the massif, 600 m above the supposed crater. The columnar joints are originated from dikes, and the bread crust-like structure is attributed to weathering. These observations indicate that the trachyte is not constituent of lava flows, but of subvolcanic bodies. The authors conclude that the volcanic rocks in question are not constituent of volcanic edifice, but of subvolcanic vent-filling tuff breccia, and the hypothesis of the Nova Iguaçu Volcano is implausible.

Esse artigo apresenta descrições de campo e considerações genéticas de feições intempéricas observadas em rochas alcalinas félsicas de Nova Iguaçu, RJ, com atenção especial aos clastos traquíticos de brecha vulcânica. Observam-se dois tipos de feições notáveis: "case hardening", o endurecimento da superfície da rocha por cimentação dos minerais intempéricos com o auxílio de hidróxidos dissolvidos na água superficial percolante; "dissociação mineral", o intemperismo seletivo de minerais e a conseqüente formação de cavidades na superfície da rocha. Nos afloramentos intemperizados das brechas, o case hardening forma saliência centimétrica dos clastos traquíticos sobre a superfície da matriz. Os clastos maiores do que 30 cm mostram a feição de saliência e reentrância na borda, que é originada do contraste entre a superfície endurecida e a subsuperfície não endurecida. Esses clastos têm suave saliência central cuja subsuperfície é composta do núcleo sem alteração. A lixiviação dos fenocristais de feldspato alcalino forma numerosas cavidades na superfície intemperizada de clastos de traquito porfirítico, gerando uma estrutura pseudovesicular, porém, na subsuperfície, a rocha menos alterada com textura maciça está presente. Esse fato demonstra que essas não são bombas, spatter ou escória. Essas observações são desfavoráveis à hipótese do Vulcão de Nova Iguaçu, que adota uma origem extrusiva dos clastos como um argumento fundamental.

This paper presents the field description and genetic consideration of weathering fabrics observed in the Nova Iguaçu felsic alkaline rocks, State of Rio de Janeiro, Brazil, with special attention to trachytic clasts of volcanic breccia. Two types of notable fabrics are observed: "case hardening", the rock surface induration by cementation of weathered minerals with the help of the hydroxides dissolved in the surface water; and "mineral dissociation", the selective mineral weathering and consequent formation of cavities on the rock surface. On the weathered outcrops of the breccia, case hardening forms centimetric positive relief on the trachytic clasts of the matrix surface. Clasts larger than 30 cm show positive and negative reliefs along the rim, which are originated from the contrast between the hardened surface and relatively soft subsurface. They have a gentle central prominence underlain by a fresh rock core. The elimination of alkaline feldspar phenocrysts forms numerous cavities on the weathered surface of the trachyte clasts, generating a pseudovesicular structure, but in the subsurface, less weathered massive rock can be found. This fact demonstrates that these clasts are not bomb, spatter or scoria. These observations are unfavourable to the hypothesis that the Nova Iguaçu complex is a volcano, which is based on the extrusive origin of the clasts as a fundamental argument.

O presente artigo propõe um novo método para análise modal de fenocristais e porfiroblastos de tamanho centimétrico a partir de imagem digital. A imagem matricial da rocha é importada para um software de desenho vetorial como background. O contorno de todos os fenocristais é marcado na overlay por curvas vetoriais fechadas, sendo sua área interna pintada em preto. Após esta operação, a imagem da rocha no background é retirada e o background é pintado em branco. Os objetos vetoriais compostos do background e a overlay são exportados como uma imagem matricial de formato BMP. A porcentagem das áreas pintadas em preto corresponde à quantidade modal dos fenocristais e essa quantidade é calculada por software para análise quantitativa de cores Wilbur. Esse método tem alta precisão no processamento gráfico. Entretanto a translucidez da massa fundamental pode causar incerteza na marcação vetorial dos fenocristais. Portanto este método é recomendado para rochas com fenocristais maiores do que 5 mm.

This paper proposes a new method for modal analyses of centimetric phenocrysts and porphyroblasts using a digital rock image. The dot matrix image of the rock is imported into vectorial draw software as background. The outline of all of the phenocrysts is marked on the overlay by closed vectorial curves and their internal area is painted in black. After this operation, the rock image on the background is deleted and the background is painted in white. The vectorial objects composed of the background and the overlay are exported as a matrix image of BMP format. The percentage of the areas painted in black corresponds to modal abundance of the phenocrysts, and it is calculated by the Wilber colour specification software. This method has high precision in graphic processing. However the translucency of the groundmass causes uncertainness in vectorial phenocryst marking. Therefore, it is recommended for rocks with phenocrysts larger than 5 mm.

A integração de dados geológicos e geofísicos permitiu um melhor entendimento da inter-relação entre estruturas oceânicas e continentais. Fenômenos tectônicos e magmáticos do Meso-Cenozóico do Sudeste Brasileiro podem ter sido condicionados pelo prolongamento das zonas de fratura oceânicas em direção à margem continental. O foco deste trabalho é a evolução da Zona de Fratura de Vitória-Trindade (ZFVT). A Zona de Fratura de Vitória-Trindade (ZFVT), localizada na latitude de 18º40' na Cordilheira Mesoatlântica (CMA), foi mapeada utilizando-se sísmica de reflexão, gravimetria e isócronas magnéticas. A ZFVT na CMA corresponde a um deslocamento axial em torno de 6 km, configurando uma descontinuidade de segunda ordem. O segmento assísmico da ZFVT é definido por uma depressão gravimétrica de direção E-W. Sua extensão para oeste corresponde à Cadeia Vitória-Trindade, representada por altos topográficos individualizados, que limitam desníveis crustais de mais de 400 m e províncias sedimentares de características e espessuras distintas. Esta região cortada pela intrusão de diques (alguns aflorando na superfície) e sills, indica instabilidade tectônica com a movimentação de falhas e ocorrência de estruturas transpressivas (estruturas em flor), elevando toda a coluna sedimentar incluindo o assoalho oceânico. Estas observações sugerem reativações recentes da crosta oceânica com esforços alternantes, ora compressivos ora distensivos, associados a vulcanismos e falhamentos normais. Evidências geológicas e geofísicas, além do mapeamento do alinhamento de epicentros de terremotos, sugerem que o prolongamento da ZFVT está relacionado ao Alto de Vitória e ao tectonismo e magmatismo na porção emersa, representado pelo Lineamento Sismo-Magmático Alcalino Trindade-Paxoréu / Alto do Paranaíba. Propõe-se que a ZFVT atuou e continua atuando como conduto para o magmatismo da Pluma Mantélica de Trindade.

The integration of geological and geophysical data allowed a better understanding of the inter-relation between the oceanic and continental structure. Tectonic and magmatic phenomena of the Meso-Cenozoic were probably related to the prolongation of oceanic fracture zones into the Brazilian Southeast continental margin. This work will focus on the behaviour of the Vitória-Trindade Fracture Zone (VTFZ). The Vitória-Trindade Fracture Zone (VTFZ), located at 18º40S in the Mid-Atlantic Ridge (MAR), was defined by seismic, gravity and magnetic isochrones. At the MAR axis the VTFZ corresponds to a second-order discontinuity, with a 6 km axial offset. Away from the ridge axis, potential field data shows a gravimetric depression in E-W direction, which represents the asseismic portion of the VTFZ. Towards the Brazilian Continental Margin there is a series of topographic highs defining the Vitória-Trindade Chain, which is divided into distinct sedimentary thickness and tectonic domains. This area is cut by sills and dikes, indicating tectonic instability, remobilization of faults and strike-slip tectonics which has uplifted the entire sedimentary column, including the oceanic bottom. All of these observations suggest recent oceanic crust reactivation with alternations of compressive and extensional stress associated with volcanism and normal faulting. Geological and geophysical studies, in addition to mapping the earthquakes epicenters, suggest that the continuation of the VTFZ that occurs onland is related to the Vitória High and to tectonic and volcanic activities, which are expressed by the Trindade-Paxoréu /Alto do Paranaíba Alkalic Magmatic and Seismic Lineaments. We propose that the VTFZ acts as a pathway for the magma generated by the Trindade Mantle Plume.