Geologia de Macau

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Macau (澳門) é, desde 1999, uma Região Administrativa Especial (RAEM) da República Popular da China. Situada na margem ocidental do delta do rio das Pérolas, faz fronteira com Guangdong a norte e com o Mar da China Meridional a leste e a sul (coordenadas geográficas: 22 ° 10′N 113 ° 33′E).

O território cobre uma área de cerca de 30 km2 e consiste na própria Península de Macau, ligada por um istmo à província de Guangdong, e nas ilhas de Taipa e Coloane, que atualmente se encontram conectadas por aterros formando a Faixa do CoTai.

Evolução Geográfica de Macau

Figure 1 - Topographic and administrative map of Macau since 1555 until 2011 (Bourrichon 2010).

A península de Macau era originalmente uma ilha, esporadicamente conectada a norte à China continental por um banco de areia que gradualmente se transformou num istmo estreito. A recuperação sucessiva de terras transformou a geografia de Macau ao longo dos últimos séculos (ver Figura 1 animada). Atualmente, as ilhas da Taipa e Coloane estão ligadas por uma área designada por CoTai e juntas formam apenas uma ilha. Esta ilha (Taipa – CoTai – Coloane) está conectada, através de três pontes, à península de Macau, a norte, e através de um túnel a uma pequena área da ilha de Hengqin (também chamada de Ilha de Dom João ou Ilha da Montanha) a oeste, que está agora sob controlo da RAEM, conforme aplicado por um acordo macaense-chinês. Em novembro de 2017, a parte oriental de Macau foi conectada a Hong Kong e à China Continental (Zhuhai) através da maior ponte marítima do mundo (HKZMB; 港 珠澳 大桥).

Lista de ilhas originais de Macau:

  • Ilha de Macau
  • Taipa
  • Coloane
  • Ilha Verde, Ilhéu de Macau-Siac (em Macau)
  • Ilha Kai Kiong (na Taipa, perto do Aeroporto Internacional)
  • Ilhéu das Lázaras (em Coloane)

Geologia de Macau

Evolução tectónica

Antes da Era Mesozóica (251 milhões de anos atrás; visualizar tabela cronoestratigráfica internacional aqui), o território de Macau encontrava-se totalmente submerso pelo mar e os terrenos do sul da China sofriam deriva do hemisfério sul para o hemisfério norte. A reconstrução da distribuição dos continentes desde o proterozoico tardio (~ 650 Ma) até à disposição atual e futuras distribuições nos 250 Ma seguintes podem também ser visualizadas aqui.

Foi durante a Era Mesozóica (a Era dos Dinossauros, que se estende entre os 252 Ma e os 66 Ma) que a região do sudeste da China foi afetada pelo plutonismo granítico produzido no decorrer das orogenias Indosiniana (Triássico) e Yanshaniana (Jurássico–Cretáceo), sobrepondo-se a todos os eventos anteriores do Cinturão de Dobra do Sul da China (SCFB; Quelhas et al., 2020b). 

Como consequência, do ponto de vista geológico, o sul da China é um cratão cercado pelo bloco do Norte da China, a norte, pelo bloco Tibetano, a oeste, pelo bloco da Indochina a sudoeste e pela Placa das Filipinas a este (Figura 2).

O sul da China é composto por dois grandes blocos crustais, justapostos ao longo de uma complexa sutura tectónica: (1) bloco Yangtze, a NW, e (2) o bloco Cathaysia (ou Huanan), a SE, onde Macau se situa. Este último formou-se pelo amalgamento de sectores crustais estreitos de tendência NE–NNE caracterizados por TDM (idades modelo de manto empobrecido) que variam do Paleoproterozóico a Mesoproterozóico (por exemplo, Quelhas et al., 2020b;Liu et al., 2009; Li et al., 2007;  Fletcher et al., 2004; Sewell et al., 2000).

Figura 2 - (a) Principais unidades tectónicas do sudeste da China (Pirajno and Bagas, 2002). Podem observar-se várias zonas de falha de direção nordeste a atravessar o Cinturão de Dobra do Sul da China (SCFB), incluindo as zonas de falha de Jiangshan-Shaoxing e Yuao-Macau, as quais constituem importantes estruturas de escala crustal. A zona de falha de Jiangshan-Shaoxing marca a zona de subducção continente-continente e a falha de Yuao-Macau constitui o limite da crosta inferior (Sewell et al., 1992); (b) Principais unidades geológicas da China; (c) Mapa tectónico da Ásia (Kusky et al., 2007).

Sismicidade

O território de Macau encontra-se relativamente afastado das fronteiras entre placas tectónicas mais próximas, designadamente,  as que separam as placas Euroasiática e Filipinas e as as placas Euroasiática e Australianas (que, por sua vez, se encontram divididas noutras de menor dimensão;  Figura 3). Macau encontra-se, desta forma, posicionado em ambiente intraplaca, ou seja, longe de uma influência direta do movimento entre aquelas placas tectónicas. Esse fato explica a razão pela qual a atividade sísmica é menos frequente e intensa do que, por exemplo, em Taiwan ou no Japão.

Parte da atividade sísmica registada em Macau está relacionada com o seu posicionamento no Cinturão Sísmico da Zona Costeira do Sudeste da China (SCSB; Figure 4), cujo dinamismo resulta do movimento relativo entre as placas de Sunda e a Euroasiática que é, então, absorvido pelas falhas que se localizam ao longo da costa.

Figura 3 - Mapa onde estão representadas as placas litosféricas de maior e menor dimensão, assim como o tipo de limites tectónicos (fonte: United States Geological Survey; domínio público). 
Figura 4 - Distribuição dos principais cinturões sísmicos na China (modificado após mapa sísmico da Administração de Terremotos da China: http://www.gb18306.net/detail/53).

Macau posiciona-se na zona de falha de Lianhuashan (direção NE), bordeada por duas falhas principais: a de Shenzhen a norte e a de Haifeng a sul (Figura 5).

Ao longo do SCSB é frequente a ocorrência de terremotos de pequena magnitude. Muitos não são sentidos pela população mas são detetados por sismógrafos. Em média são registados mais de 10 sismos de M>2 por mês na província de Guangdong (ver relatórios em http://www.gddzj.gov.cn/gddzj/dzpd/yzqgk/index.html), mas a população somente sente a atividade sísmica quando a sua magnitude é superior a  2-3. Contudo, essa região tem experienciado tremores de terra de maior magnitude, embora com intervalos de recorrência (períodos de retorno) maiores. Abaixo estão listados alguns exemplos dos sismos históricos de intensidades moderada a forte (M> 5) que ocorreram nesta zona e que foram sentidos pela população de Macau (localização; magnitude na escala Richter; data):
– Baía de Honghai: M 6.0 em 15 de maio de 1991
– Yangjiang: M 6.4 em 26 de julho de 1969
– Heyuan: M 6.1 em 19 de março de 1962
– Nanao: M 7.3 em 13 de fevereiro de 1918
– Mo Dao Men (adjacente a Macau): M5.5 em 12 de agosto de 1905.
– Ilhas Dangan: M 5,8 em 23 de junho de 1874.

Macau está, portanto, inserido numa zona de risco sísmico baixo a moderado, onde a probabilidade de ocorrer sismos de baixa magnitude é maior. No entanto, sismos de magnitude moderada a forte (M> 5), e consequentemente mais desastrosos, poderão igualmente ocorrer. Ver mapa de risco sísmico para esta região (Figura 6).

Embora a sismicidade do território seja geralmente intraplaca e relacionada com a zona de falha de Lianhuashan, é possível registarem-se sismos  produzidos diretamente nos limites das placas tectónicas vizinhas (sismicidade interplaca). É o caso, por exemplo, dos sismos gerados ao longo do estreito de Taiwan (limite convergente entre as placas Euroasiática e Filipinas – zona de subducção). Embora raros, alguns sismos com o epicentro naquele limite já formam sentidos pela população de Macau. Foi o caso, por exemplo, dos sismos que ocorreram a 16 de novembro de 2018 (M5.7) e a 16 de setembro de 1994 (M7.3). Apesar de não afetarem fortemente o território de Macau, dado o seu epicentro longínquo, este tipo de  sismos interplaca com localização nos fundos marinhos apresentam um risco adicional, na medida em que  podem ser potencialmente geradores de tsunamis.

Figura 5 - Enquadramento tectonic de Macau e Hong Kong com a localização da falha de Lianhuashan (adaptado de Ding & Lar, 1997).
Figura 6 - Mapa de risco sísmico para a zona costeira do SE da China (adaptado de Ding&Lai 1997 e CEDD, Hong Kong).

Petrologia, Geoquímica e Geocronologia das Rochas Magmáticas de Macau

O território de Macau (~30 Km2) é composto por várias intrusões graníticas que se integram na Faixa Magmática do Sudeste da China (FMSC), localizada na parte SE do bloco Cathaysia (Figura 7). Esta faixa é conhecida pela ocorrência de grandes volumes de rochas magmáticas mesozoicas (mais de 90% são rochas graníticas e equivalentes vulcânicas com basaltos em quantidades subordinadas), ocupando uma área total de aproximadamente 220.000 km2 (e.g. Zhou et al., 2006).

Figura 7 - Mapa tectónico simplificado da China; (b) mapa geológico do SE da China, mostrando a distribuição das rochas graníticas e vulcânicas mesozóicas no bloco Cathaysia. As zona de falha de Lianhuashan (LFZ) e as falhas de Shenzhen (SF), Haifeng (HF) e ChangleeNa’nao (CF) estão também representadas (fonte: Quelhas et al., 2020b).

As idades determinadas nas diferentes rochas graníticas que afloram em Macau (geocronologia de U–Pb de alta precisão em zircões) permitiram inferir que o magmatismo do território ocorreu em alturas distintas do tempo geológico. Um grupo de granitos foi intruído entre 164.5 ± 0.6 e 162.9 ± 0.7 Ma (MGI – granitos do grupo I) e o outro entre 156.6 ± 0.2 e 155.5 ± 0.8 Ma (MGII – granitos do grupo II). Além dos granitos, filões dacíticos mais recentes foram datados em 150.6 ± 0.6 Ma e <120 Ma (; Figura 8; Quelhas et al., 2020).

Figura 8 - Mapa geológico simplificado de Macau, mostrando a distribuição dos dois grupos de granitos no território, bem como a localização das amostras escolhidas para datação geocronológica. Os dois grupos de granitos diferenciam-se pelas suas idades e características petrográficas (fonte Quelhas et al., 2020).

A existência de dois distintos pulsos graníticos espacial e temporalmente próximos, abrangendo um período de cerca de 9 Ma e separados por cerca de 6 Ma, sugere que a suíte granítica de Macau tenha resultado de um crescimento incremental. Esta hipótese é também extensível à região vizinha de Hong Kong, onde a atividade magmática ocorreu em quatro pulsos principais ao longo de um período de cerca de 24 Ma (Sewell et al., 2012). Contudo, os granitos do MGII indicam a ocorrência, na região do Delta do Rio da Pérola, de um pulso magmático entre aqueles que, em Hong Kong, estiveram na origem do “Lamma Suite” (165-160 Ma) e do “Kwai Chung Suite” (148-146 Ma; Figura 9; Quelhas et al., 2020).

Figure 9 - Diagrama mostrando a ocorrência no tempo dos pulsos magmáticos nos territórios de Macau e Hong Kong, bem como os períodos da Orogenia Yanshaniana e o pico de actividade magmática (160–150 Ma) no SE da China (fonte: Quelhas et al., 2020).
Figura 10 - Diagrama Sm/La vs. Lu/Ho para os granitos de Macau. As setas representam tendências evolutivas distintas seguidas pelos dois grupos de granitos. A área cinzenta contém dados de rochas graníticas jurássicas (160–150 Ma) do SE da China (fonte Quelhas et al., 2020)

Além disso, a evolução das razões de Elementos das Terras Raras (ETR; Figura 10) sugere que este pulso poderá apenas ter ocorrido na área de Macau, enquanto que os granitos do MGI apresentam tendências de evolução de razões de ETR semelhantes às dos granitos jurássicos que afloram em vastas áreas do bloco Cathaysia (no SE da China).

O padrão de distribuição das idades dos zircões herdados apontam para a presença de uma população de antecristais (165-180 Ma) cristalizados em pulsos magmáticos anteriores e outra de zircões herdados de fontes pré-câmbricas a fanerozóicas, incorporados nos magmas durante a fusão e/ou ascensão/intrusão em níveis crustais mais superficiais. As idades mais antigas determinadas nestes cristais herdados sugerem a contribuição de fontes crustais proterozóicas e, possivelmente, arcaicas (2.4 Ga e 2.9 Ga; Quelhas et al., 2020) para o magmatismo de Macau (Figura 11).

Figura 11 – (a) Imagem e (b) histograma das idades determinadas nos zircões herdados das rochas magmáticas de Macau (Quelhas et al., 2020).

As rochas graníticas de Macau correspondem, na sua maioria, a granitos metaluminosos a fracamente hiperaluminosos, calco-alcalinos com alto teor em K, de tipo-I e com graus de fracionação variáveis (Quelhas et al. 2020b). 

As composições isotópicas e a geoquímica de elementos maiores, juntamente com as idades modelo dos granitos, sugerem que os magmas graníticos de Macau terão sido gerados pela fusão parcial de protólitos infracrustais basálticos (elevado teor em K), proterozoicos como referido acima, aquecidos pela intrusão contemporânea de magmas máficos de origem mantélica, estacionados na base da crosta inferior (mais detalhes em Quelhas et al., 2020).

Evolução tectono-magmática de Macau e do SE da China

A associação temporal e espacial dos granitos tipo-I jurássicos com rochas basálticas/gabróicas, sienitos e granitos tipo-A com características químicas intraplaca do SE da China, sugere a ocorrência de um regime extensional na origem destas rochas, ao invés de uma margem continental ativa. Tal associação aponta também para um papel importante dos magmas mantélicos na geração dos granitos jurássicos do SE da China. A fusão parcial por descompressão adiabática do manto astenosférico terá produzido magmas máficos, que ao estacionarem na base da crosta (Moho), terão induzido a fusão parcial desta, gerando assim os magmas graníticos. Os granitos jurássicos de Macau são interpretados como tendo sido produzidos num ambiente extensional intraplaca, consequência do rompimento (“breakoff”) e afundamento de uma placa Paleo- Pacífica previamente subductada sob a placa Eurasiática (Figura 12).

Figura 12 – Representação do modelo de evolução tectono-magmática de Macau e do SE da China durante o período Jurássico a Cretácico: (a) distribuição das rochas graníticas e intrusões associadas após a colisão e roll-back da zona de subducção entre 165 e 155 Ma. (b) Corte esquemático ao longo da linha A–B mostrando o evento magmático principal entre 165 a 155 Ma em resposta ao afundamento da placa subductada. (c) Corte esquemático ao longo da linha A–B mostrando o retorno a um sistema de subducção normal entre 150 e 110 Ma. SCB—South China block; NCB—North China block; Q-D OB—Qing­lin-Dabie orogenic belt; ZDF— Zhenghe-Dapu fault. (Quelhas el al., 2020b)

Além do magmatismo granítico em Macau, gerado no período inicial da orogenia Yanshaniana (Jurássico), as idades mais recentes obtidas para os filões dacíticos indicam que o território terá sido também afectado, em menor grau, pelo magmatismo do período tardio da orogenia Yashaniana (Cretácico). A transição de magmatismo granítico para dacítico, deverá ter correspondido a uma mudança no regime tectónico regional, induzindo alterações significativas nos processos de génese magmática. Em contraste com as características intraplaca dos granitos jurássicos de Macau e do SE da China, assim como das rochas máficas coevas, os filões dacíticos de Macau deverão ter resultado de magmas de arcos magmáticos associados a zonas de subducção. Estas rochas dacíticas representam provavelmente produtos mais evoluídos de magmatismo do tipo arco magmático e poderão testemunhar o restabelecimento de um sistema de subducção normal nesta área do SE da China (Quelhas el al., 2020).

Mapas geológicos de Macau

Figura 13 - Nova carta geológica de Macau onde são apresentadas as litologias aflorantes no território (Quelhas et al, em prep.) e a idade determinada em locais selecionados (Quelhas et al, 2019).

A nova carta geológica de Macau é uma versão actualizada das edições anteriores e encontra-se actualmente disponível em papel e em formato digital. O território de Macau foi mapeado de forma abrangente e detalhada, através da aquisição de dados obtidos ao longo de diversas saídas de campo e baseado em estudos petrográficos e geoquímicos realizados durante o projeto MagIC (FDCT 043/2014 / A1). A cartografia foi digitalizada e todos os dados foram projectados com o auxílio de sistemas de informação geográfica. Para além de uma versão georeferenciada e disponível em formato digital, esta nova versão tem também todas as informações disponíveis em Inglês, Chinês e Português. A carta está disponível através deste website, no entanto a sua utilização deverá ter um carácter meramente pedagógico e científico e a sua fonte deverá ser mencionada (@Geology of Macau, ISE website, USJ, Macau). A reprodução para quaisquer fins comerciais é proibida. (A versão disponibilizada é de baixa resolução, no entanto, será disponibilizada uma versão de elevada resolução após a sua publicação final).

Nota: encontra-se disponível na Biblioteca da USJ (https://www.usj.edu.mo/en/libraries/) uma colecção de amostras representativa das rochas de Macau e o mapa geológico de Macau.

Cartas anteriores

Antes da elaboração da nova carta de Macau, o documento mais recente publicado acerca da geologia do território foi elaborado por Ribeiro et al. (1992). O documento é constituído pela Carta Geológica de Macau à escala de 1: 5000 e acompanhado pela sua notícia explicativa, e foi editado pelos Serviços Geológicos de Portugal (SGP), actualmente Laboratório Nacional de Energia e Geologia (LNEG). Os primeiros trabalhos publicados descrevendo a Geologia do território de Macau e as suas principais litologias datam de meados do século XX (Carrington da Costa, 1944; Carrington da Costa e Lemos, 1964; Lemos, 1963) que também produziram o primeiro esboço de uma mapa geológico de Macau. Mais tarde, Marques (1988) também contribuiu para o conhecimento da geologia de Macau com um estudo fortemente focado em análises geotécnicas. Aqui, seções estratigráficas relevantes foram apresentadas através do estudo de núcleos coletados no território.

Figura 14 - Geological map / Carta geológica de Macau 1:5000, de Ribeiro et al, 2002.
Figura 15 - Geological draft of Macao / Esboço geológico de Macau (Esboço Geológico da Província Ultramarina de Macau” de M. J. Lemos de Sousa em 1963 (IICT-Centro de Documentação e Informação Carta Geológica de 1963, impressa na Imprensa Nacional de Macau).

Notas

Publicações sobre a geologia de Macau
 
  • Dias, Á (2015) Presentation of the Magic Project. First Meeting on the Geology of Macao, ISE/USJ, Macao, 9 -13 of Nov.
  • M. Luisa Ribeiro, J. Farinha Ramos, E. Pereira, R. Dias (2010) Macau, evolução do conhecimento geológico / The evolution of the Macao Geological Knowledge. “Ciências Geológicas – Ensino e Investigação e sua História”, 2010; Volume III, Capítulo III – Geologia das Ex-Colónias da Ásia e Oceânia, Macau |259. http://repositorio.lneg.pt/bitstream/10400.9/1301/1/34425.pdf
  • Farinha Ramos J M & Neiva, Cotelo Neiva J M (2010)  Algumas características geológicas e geotécnicas do território de Macau : recursos geológicos.  “Ciências Geológicas: Ensino, Investigação e sua História” Eds. J. M. Cotelo Neiva (et al.). Lisboa : APG, SGP, Vol. III, Cap. III, p. 267-277
  • So C L & Ribeiro M L (1997) Encyclopedia of European and Asian Regional. Encyclopedia of Earth Science, Portugal: Macao, pp 620-621
  • Ribeiro, M. L., et al. (1992) Carta Geológica de Macau na escala 1:5000 (inclui Notícia Explicativa, link). Ministério da Indústria e Energia, Direcção-Geral de Geologia e Minas, Serviços Geológicos de Portugal. (now LNEG), Portuga
  • Marques, F M S F (1988) Contribuição para o conhecimento geológico e geotécnico do Território de Macau. MSc thesis, Geology Dep., FCUL, 188pp.
  • Carríngton da Costa J &, Lemos de Sousa M J (1964) Fisiografia e geologia da província de Macau “Governo da Província de Macau”, Centro de Informação e Turismo, 53pp
  • Lemos de Sousa M J (1963) Esboço Geológico da Província Ultramarina de Macau “Imprensa Nacional de Macau” Carta Geológica; IICT-Centro de Documentação e Informação de Macau.

Outros links:

Ciências da Terra | Geologia de Hong Kong