TEORIA DO VULCANISMO EXPLOSIVO
Esta teoria envolve o apontamento de
magma kimberlítico em baixas profundidades e o subseqüente acúmulo de voláteis.
Quando a pressão confinada é suficiente para romper a rocha superior segue-se
uma erupção. Acreditava-se que epicentro da erupção encontrava se no contato da
fácies abissal com a diatrema.
Através da extensiva atividade
mineradora desenvolvida nas regiões kimberlíticas tornou-se claro que esta
teoria não é sustentável. Não foi encontrada nenhuma câmara intermediária nas
profundidades sugeridas. Além disso o ângulo de mergulho da grande maioria é
muito alto (80-85 graus) para ter sido formado em tais profundidades, ou seja,
a relação entre o raio na superfície e a profundidade é muito pequena. Fácies
de transição entre diatremas e fácies abissais têm cerca de 2km de
profundidade, enquanto crateras têm geralmente cerca de 1km de largura,
perfazendo assim uma taxa de 1:2. Estudos do ponto original das explosões
revelaram que a taxa deveria estar perto de 1:1.
TEORIA MAGMÁTICA
(FLUIDIZAÇÃO)
Segundo Kopylova, a proposição
original desta teoria foi feita por Dawson (1962,
1971). Subseqüentemente foi
desenvolvida por Clement (1982) e vem sendo estudada atualmente por Field e
Scott Smith (1999).
Em termos gerais a teoria aponta que
o magma kimberlítico sobe à superfície em diferentes pulsos, formando o que é
denominado de “embryonic pipes” (chaminés embrionárias; Mitchell, 1986). O
resultado é uma rede complexa de chaminés embrionárias sobrepostas de fácies
abissais de kimberlito. A superfície não é rompida e os voláteis não escapam.
Um algum ponto as chaminés embrionárias alcançam uma profundidade rasa o
suficiente (cerca de 500 metros) na qual a pressão dos voláteis é capaz de
vencer o peso da rocha que o recobre e os voláteis escapam. Com a fuga dos
voláteis um breve período de fluidização ocorre. Isto envolve o movimento
ascendente dos voláteis, que é suficientemente rápido para “fluidizar” o
kimberlito e a rocha hospedeira fragmentada de modo que as partículas são
carregadas em um meio sólido-líquido-gasoso. Fragmentos da rocha encaixante que
se encontrem neste sistema fluidizado podem afundar dependendo de sua
densidade. A fronte fluidizada move-se descendentemente a partir da
profundidade inicial. Acredita-se que a fluidização seja muito breve pois os
fragmentos normalmente são angulares.
Esta teoria supostamente explica as
características observadas em chaminés kimberlíticas tais como: fragmentos de
rocha encaixante encontrados até 1km abaixo do nível estratigráfico através de
fluidização; chaminés íngremes com ângulos de ~80-85 graus, dado que a explosão
inicial acontece a profundidades relativamente baixas; Rede complexa de
chaminés de fácies abismais encontradas em profundidade; a transição de fácies
abismais para fácies de diatremas.
Descobertas recentes de chaminés de
kimberlitos em Fort a la Corne no Canadá sugerem uma re-avaliação da teoria
magmática. Field e Scott Smith não negam que a água pode desempenhar um papel
na vasta variedade de chaminés de kimberlitos obervados. Eles acreditam que em
alguns casos os magmas kimberlíticos possam entrar em contato com aquíferos e
neste caso a morfologia resultante será significantemente diferente das
chaminés encontradas em outros lugares, particularmente na África do Sul. Eles
consideram que a configuração geológica em que o kimberlito está inserido
desempenha um papel significante na sua morfologia. Rochas bem consolidadas,
que são aqüíferos pobres, tais como basaltos, que cobrem a maior parte da
África do Sul, promovem a formação de chaminés muito inclinadas com 3 fácies
kimberlíticas distintas. Sedimentos mal consolidados são excelentes aqüíferos e
podem promover a formação de chaminés com ângulo de mergulho suave, o quais são
preenchidos com kimberlitos de crateras, enquanto existe ausência de
kimberlitos de diatremas. De especial interesse é a morfologia da chaminé de
kimberlitos de Fort a la Corne em Saskatchewan no Canadá. As paredes da chaminé
possuem mergulho especialmente raso e são preenchidas com rochas vulcanoclásticas
ou sedimentos das fácies da cratera. A geologia local apresenta sedimentos
pouco consolidados. Field e Scott Smith atribuem a diferença na morfologia
observada nas chaminés de Saskatchewan ao hidrovulcanismo.
TEORIA HIDROVULCÂNICA (FREATOMAGMÁTICA)
O
principal propositor desta teoria é Lorenz (1999), que desenvolveu o modelo
hidrovulcânico por 3 décadas.
Magmas
kimberlíticos ascendem à superfície por fissuras estreitas (~1m). Pode ocorrer
de o magma kimberlítico encontrar-se em falhas estruturais, que agem como foco
de água, ou a “brechação” resultante da exsolução (desmescla) dos voláteis pela
ascensão do kimberlito pode atuar como foco para água. Em qualquer um dos casos
o ambiente próximo à superfície é rico em água e a interação do magma quente com
a água fria produz uma explosão freatomagmática.
A
explosão tem curta duração. A rocha brechada satura-se novamente com a água
superficial. Outro pulso de magma kimberlítico segue a mesma fraqueza
estrutural da rocha até a superfície e novamente entra em contato com a água
produzindo outra explosão. Pulsos subseqüentes reagem com a água da mesma
maneira enquanto a fronte de contato move-se para baixo até alcançar a
profundidade média da transição entre a fácie abismal e a diatrema.
Críticas
a esta teoria apontam os seguintes problemas:
I) A
teoria não explica porque toda erupção ocorre em contato com água, certamente
algumas erupções teriam ocorrido em regiões pobres em água. I) A complexa rede
de chaminés encontradas na área de transição da fácie abismal e da diatrema não
é explicada. I) A falta de características que apontem para a subsidência
através da chaminé. IV) A ausência de soerguimento associado com as chaminés
kimberlíticas.
A
teoria hidrovulcânica tem seus méritos e é aceita como o processo de formação
dos kimberlitos encontrados em Saskatchewan pelos propositores da teoria da
fluidização (Field e Scott Smith, 1999). No entanto não explica as
características observadas na maior parte das outras chaminés kimberlíticas. A
formação de “maares” são associadas a explosões hidrovulcânicas e possuem
estrutura interna diferente dos kimberlitos, sendo as principais
características a estrutura interna com subsidência em forma de disco, a
descontinuidade que forma um anel no entorno da cratera e o soerguimento da
rocha encaixante associado à explosão.
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