2ª Assembleia Luso Espanhola de Geodesia e Geofísica
2ª Asemblea Hispano Portuguesa de Geodesia y Geofisica
Lagos 2000
S09-02
Dados geológicos preliminares sobre os lineamentos tectónicos da ilha da Madeira
Preliminary geological data on tectonic lineaments from the island of Madeira
Paulo E. Fonseca(1), José Madeira(2), António Serralheiro(2), Carlos F. Rodrigues(3), Susana N. Prada(4) e Carlos
Nogueira(5)
(1)
GeoFCUL, LATTEX e Centro de Geologia, Edif. C2 piso 5, Campo Grande, 1700 Lisboa, [email protected]
GeoFCUL e LATTEX, Edif. C2 piso 5, Campo Grande, 1700 Lisboa, [email protected]
(3)
ZAGOPE, SA. Rua das Mercês, nº34, 9000 Funchal
(4)
Universidade da Madeira, Campus Universitário da Penteada, 9000 Funchal, [email protected]
(5)
GeoFCUL, Edif. C2 piso 5, Campo Grande, 1700 Lisboa
(2)
SUMMARY
An analysis of lineaments from the island of Madeira was performed on a SPOT satellite image (CNES-SPOT IMAGE). A
total of 450 km of lineaments was obtained, distributed by four major families trending N108º, N12º, N76º, and N135º.
Preliminary field surveys allowed the validation of some of these lineaments as tectonic accidents. Surface outcrops
revealed striated fault planes and geomorphic expression along some of the major lineaments. Underground observations
in tunnels confirmed the importance of the N108º trending family, which is represented by numerous fault zones sometimes
presenting strong milonitization of basalt lava flows. The faults cross quaternary volcanic and sedimentary deposits
indicating active tectonics with low to extremely low slip rates.
1. INTRODUÇÃO
A ilha vulcânica da Madeira localiza-se na porção oceânica da
placa Africana (32ºN, 17ºW) onde a litosfera tem 130 Ma e 100 km
de espessura.
Uma síntese das idades isotópicas publicadas mostra que a
porção emersa da ilha foi edificada durante o Plio-Plistocénico, com
o desenvolvimento do vulcão no período entre 2,5 e 1 Ma (Mata,
1996). Consequentemente, a Madeira é mais jovem que a ilha
vizinha do Porto Santo, 40 km a nordeste, onde as lavas expostas
foram datadas de 18.8 a 10.2 Ma (Ferreira et al., 1988).
A demonstração por Mata (1996) de que alguns dos padrões
lineares geomorfológicos, materializados por alinhamentos de cones
vulcânicos com orientações bastante constantes, definem
alinhamentos de grande importância tectónica na ilha da Madeira, foi
validada e confirmada por este estudo de natureza sistemática
(Fonseca et al., 1998a; 1998b).
Os trabalhos agora apresentados, iniciados em 1996, basearamse na análise de imagem de satélite na escala 1/50 000 recolhidas
pelo satélite SPOT (CNES-SPOT IMAGE) no âmbito do “Projecto
de Cooperação Luso-Francês - CORINE Land Cover - Ilha da
Madeira”, e publicada pelo Centro Nacional de Informação
Geográfica (CNIG), Secretaria de Estado da Ciência e Tecnologia e
pelo Ministério do Planeamento e da Administração do Território.
2. RESULTADOS
A cartografia e estudo da representação de lineamentos através
da utilização de imagem de detecção remota é um procedimento
muito comum e de extrema utilidade e acuidade no reconhecimento
de falhas (activas ou não). De facto este tipo de padrões lineares,
causados por alinhamentos morfológicos regionais, tais como
ribeiras, escarpados, alinhamentos de elevações, e características de
padrão de cor, são habitualmente considerados como presumíveis
expressões superficiais de zonas fracturadas e/ou falhas (Drury,
1987; Siegal and Gillespie, 1979). Por outro lado os trabalhos de
campo subsequentes à análise e interpretação das imagens de satélite
são indispensáveis na validação dos lineamentos inferidos
susceptíveis de serem considerados falhas. Este trabalho alia estas
duas vertentes do estudo e interpretação da imagem e trabalho de
campo, provcesso que culminou com a elaboração de um mapa de
lineamentos tectónicos da Madeira (Fig. 1, Fonseca et al., 1998a;
1998b).
Na interpretação preliminar das imagens de satélite foram
identificados cerca de 137 lineamentos bem expressos, com
dimensões superiores a 1 km, totalizando no seu conjunto mais de
450 km (Fig. 1), dos quais os de maior expressão são apresentados
na tabela 1.
Tabela 1 – Principais lineamentos (Major lineaments)
Nome do Lineamento
Comp.
Seixal-Machico (SML)
38.5 km
Ponta de S. Jorge- S. Vicente (SJSVL)
18 km
Sta Catarina-Pico Ruivo (SCPRL)
13.75 km
Caniço-Pico do Arieiro (CPAL)
12 km
Poço do Borralho-S. Jorge (PBSJL)
11.75 km
Curral das Freiras-Arco S. Jorge (CFASJL)
11.5 km
Arco da Calheta-Seixal (ACSL)
11 km
Fajã da Ovelha-Salão (FOSL)
10.75 km
Ribeira Brava-Encumeada (RBEL)
9 km
Costa Oeste (WCL)
9 km
Azim.
108º
77º
110º
134º
28º
8º
12º
14º
27º
43º
Posteriormente a maioria destes lineamentos foram confirmados
e validados na escala do afloramento (através de diversos critérios;
tectónicos, geomorfológicos, hidrológicos, etc.) como acidentes
tectónicos – planos de falha estriados indicando movimentação em
desligamento às vezes com componente vertical associada (e.g.
Ribeira Grande, Portela, Machico, Pico do Arieiro e Pico da Urze).
Também a uma escala maior se encontraram critérios
geomorfológicos indicadores da presença destes acidentes
tectónicos: degraus representando quebras rápidas de declive (a S de
Porto Moniz) e padrões de drenagem anómalos sugerindo controlo
tectónico (e.g. ribeiras Seca, S. Roque and S. Vicente).
Figura. 1 – Lineamentos tectónicos da Madeira. Madeira island tectonic
lineament.
De todos os lineamentos considerados, o mais importante pelas
suas dimensões, expressões geomorfológica (apresentando um
degrau muito acentuado com abatimento do bloco N) e tectónica, é o
de Seixal-Machico (SML). Este desenvolve-se no bordo N da ilha
apresentando-se paralelamente ao eixo de maior alongamento numa
extensão de 38.5 km.
Este grande lineamento corresponde a uma falha de
desligamento direito com abatimento do bloco N confirmado em
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alguns afloramentos localizados. A maioria das estrias observadas na
escala do afloramento mostram componente oblíqua como resultado
de desligamento direito associado a componente vertical. A abertura
em regime direito é, também, comprovada pelo padrão cartográfico
dos filões da região central da ilha. Com espessuras na maioria das
vezes superiores a 10 metros, estes filões apresentam direcções
N150º compatíveis com uma abertura de fendas escalonadas em
regime direito. A observação de encraves de natureza ultramáfica em
alguns deles (Fonseca et al, 1999) sugere uma zona de raiz muito
profunda. A origem bastante profunda destes acidentes é também
sugerida pela emergência de águas com elevados teores de CO2 (>
2000 ppm), a temperaturas próximas de 30º C e com condutividades
muito altas (> 2250 S/cm) em duas fracturas atravessadas por um
túnel sob a Encumeada.
A falha de Seixal-Machico, que possui grande extensão
comparativamente às dimensões da ilha, corta formações de idade
mal constrangida. Em todo o caso, nas proximidades da ribeira do
Faial, a falha afecta uma escoada datada de 1.09 a 1.26 Ma (Mata,
1996) que correu dentro de um vale, demonstrando claramente a
existência na ilha da Madeira de actividade tectónica quaternária.
Para além desta evidência a imagem de satélite forneceu indicações
de que a escoada do Seixal (0.39 Ma) poderá estar igualmente
afectada, não tendo as observações de campo sido conclusivas. De
facto existem evidências da presença da falha nas vertentes do vale
no qual esta escoada correu, porém e como é usual, em escoadas
muito recentes, o acidente não se encontra bem expresso no derrame
moderno.
A actividade neotectónica é também sugerida na região do Paul
da Serra pela existência de alinhamentos de cones de escórias de
idade quaternária provável (Zbyszewski et al., 1975; MitchellThomé, 1979; Nascimento, 1990; Mata, 1996).
Com o objectivo de caracterizar com maior precisão os
lineamentos tectónicos da Ilha da Madeira, construiram-se diagramas
sob a forma de rosa vectorial (Fig. 2) onde se evidenciam quatro
famílias de lineamentos. A versão ponderada (Fig. 2B), na qual foi
considerada a extensão de cada lineamento, as 4 famílias estão
hierarquizadas com a seguinte ordem decrescente: N108º, N12º,
N76º e N135º.
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da Fajã da Ama com um caudal oscilante entre os 285 e 350 l/seg.
Este enorme volume de água provém quase totalmente de uma única
zona de fractura (que funciona como armadilha e/ou barreira
hidrogeológica), com uma largura aproximada de 10 metros e
orientação geral N80º. De igual modo, para o planeamento e projecto
de túneis rodoviários, o conhecimento exacto da localização de
grandes acidentes tectónicos é de grande importância. Assinale-se
ainda que um dos principais problemas da ilha da Madeira, no que
respeita a construção civil, é o dos escorregamentos. A pressão
urbanística na Madeira requere informações precisas do ponto de
vista estrutural para gestão correcta da implantação de conjuntos
habitacionais e outras estruturas.
3. AGRADECIMENTOS
O presente trabalho foi financiado pelo projecto “Magmatismo
nas Ilhas Oceânicas” do Centro de Geologia da Universidade de
Lisboa (PF) e pelo financiamento plurianual do LATTEXLaboratório de Tectonofísica e Tectónica Experimental (JM e AS).
Os autores agradecem às empresas ZAGOPE SA.e Consórcio
TD EPOS/SC as facilidades concedidas nas visitas aos túneis em
construção.
4. REFERÊNCIAS
Avery, T. E. and Berlin, G. L. (1985): “Fundamentals of Remote Sensing and Airphoto
Interpretation”. Macmillan, Fifth Edition, 472 p.
Carvalho, A. M. G. and Brandão, J. M. (1991): “Geologia do Arquipélago da Madeira”.
Museu Nacional de História Natural (Univ. Lisboa), 170 p.
Drury, S. A. (1987): “Image interpretation in Geology”. Chapman & Hall, Second
Edition, 283 p.
Ferreira, M. P., Macedo, C. R. and Ferreira, J. F. (1988): “K-Ar geochronology in the
Selvagens, Porto Santo and Madeira islands (Eastern Central Atlantic): A 30 m. y.
spectrum of submarine and subaerial volcanism”. Lunar Planetary Institute
(Abstracts), 19,. 325-326.
Fonseca, P. E., Mata, J. and Domingos, R. (1998a): “Preliminary data on tectonic
lineaments from Madeira Island”. GEOlogos - Revista do Dept. de Geol. da Fac.
de Ciên. da Univ. do Porto, 2, 89-90.
Fonseca, P. E.; Mata, J. and Munhá, J. (1998b): Tectonic lineaments from Madeira
Island evidenced from Satellite Image analysis and preliminary geological data,
Actas do V Congresso Nacional de Geologia, Lisboa, Comun. Inst. Geol. Min.,
84(1); D-101 a D-104.
Mata, J. (1996): “Petrologia e geoquímica das lavas da Ilha da Madeira: implicações
para os modelos de evolução mantélica”. Tese de Doutoramento (Univ. Lisboa),
471 p.
Mitchell-Thomé, R. C. (1976): “Geology of Middle Atlantic Islands”. Gebrüder
Borntraeger (Berlin), 382p.
Mitchell-Thomé, R. C. (1979): “Notes on the geomorphology of Madeira”. Bol. Mus.
Mun. Funchal, 32,. 5-18.
Nascimento, S. L. R. (1990): “Estudo hidrogeológico do Paul da Serra”. Tese de
Mestrado (Univ. Lisboa), 147 p.
Siegal, B. and Gillespie, A. R. (1979): “Remote sensing in Geology”. John Wiley &
Sons, 702 p.
Figura 2 – Rosas vectoriais dos 100 maiores lineamentos. A: direcções
dos lineamentos medidas directamente na imagem de satélite. Este
diagrama mostra a existência de quatro famílias dominantes sendo mais
importante a que se orienta segundo N76º (28% das medidas). As outras
direcções são N12º, N135º e N108º. B: Rosa vectorial ponderada dos
mesmos lineamentos. Este diagrama revela que a direcção N108º é a
dominante seguida das direcções N12º, N76º e N135º. Em ambos os
diagramas as quatro famílias principais são coincidentes, apenas
variando a sua importância relativa. Flowchart rose diagrams of the main
100 lineaments. A: Satellite Image measurements of lineament directions.
This rose diagram reveals the existence of 4 dominant families, with the
N76º direction being the most important (28% of the measurements). The
other directions are N12º, N135º and N108º. B:. Weighted rose diagram of
the lineaments. The rose diagram clearly shows that the N108º direction is
the most important, followed by the N12º, N76º and N135º directions. In
both rose diagrams, the 4 most explicit families are the same, only
changing the ranking of its importance.
O conhecimento da localização exacta e da orientação destes
grandes acidentes é de grande importância do ponto de vista
económico. Como fica demonstrado no túnel de prospecção de água
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