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A característica geológica mais peculiar da ilha de São Jorge corresponde à natureza marcadamente basáltica s.l. e fissural do seu vulcanismo. Na verdade, a ilha de São Jorge formou-se na sequência de sucessivas erupções vulcânicas (predominantemente do tipo estromboliano e havaiano) ao longo de uma extensa faixa eruptiva de direcção geral WNW-
ESE, com a edificação de diversos vulcões monogenéticos (na sua maioria cones de escórias, mas também cones de spatter e fissuras eruptivas) e a emissão de escoadas lávicas basálticas (essencialmente do tipo aa), que se movimentaram em direcção ao litoral.
Desta actividade vulcânica resultaram diversos alinhamentos vulcano-tectónicos definidos por dezenas de cones vulcânicos (muitas vezes de cratera múltipla) e um empilhamento lávico com algumas centenas de metros de espessura. No seu conjunto, estes produtos geraram uma cordilheira vulcânica com cerca de 55 km de comprimento no seu troço terrestre, e que se prolonga sob o oceano, para oeste da Ponta dos Rosais e para leste do ilhéu do Topo. Esta cordilheira vulcânica eleva-se cerca de 2300 m acima dos fundos marinhos envolventes, designadamente do Canal Pico-São Jorge.
Na ilha estão identificados três complexos vulcânicos que traduzem a história eruptiva da ilha e que, do mais antigo para o mais recente, são: o Complexo Vulcânico do Topo, o Complexo Vulcânico dos Rosais e o Complexo Vulcânico das Manadas.
O Complexo Vulcânico do Topo com cerca de 1,3 milhões de anos constitui a parte oriental da ilha, de vulcanismo fissural e efusivo, onde as escoadas lávicas predominam claramente sobre os piroclastos. Estes últimos, usualmente muito alterados e de coloração avermelhada, estão associados a cones de escórias na sua maioria de formas desgastadas e suavizadas pela erosão. As escoadas lávicas, bem como os diversos filões de orientação geral NW-SE e WNW-ESE presentes na região do Topo, são de composição basáltica, havaítica e mugearítica. Nas zonas mais altas (acima dos 700 m) existem espessos solos de cobertura, dados os elevados teores de humidade na zona (e.g. nevoeiros) e a presença de níveis piroclásticos (cinzas e lapilli) de cobertura.
O Complexo Vulcânico dos Rosais (com idade máxima estimada de 0,5 milhões de anos) apresenta diversos cones piroclásticos basálticos alinhados segundo uma direcção WNW-ESE predominante, com morfologias frequentemente erodidas e suavizadas. Alguns destes alinhamentos estão truncados pela falésia costeira, como é o caso do alinhamento da
Ponta Ruiva, a sul de Rosais. Tal como no Topo, as escoadas lávicas são na sua maioria do tipo aa, basálticas e havaíticas e estão presentes alguns filões e uma chaminé vulcânica, na Ponta dos Rosais. O C.V. dos Rosais integra, ainda, o cone de tufos surtseiano (e.g. vulcão submarino, associado a actividade hidrovulcânica basáltica) muito erodido do Morro de Lemos.
O Complexo Vulcânico de Manadas integra as formações geológicas associadas aos episódios vulcânicos mais recentes da ilha, predominantemente de idade Holocénica. É constituído por alinhamentos de cones estrombolianos de direcção WNW-ESE e NNW-SSE, algumas fissuras eruptivas, escoadas lávicas de natureza basáltica e havaítica predominantemente do tipo aa e pelo cone de tufos surtseianos do Morro Grande de Velas. Dada a natureza recente do vulcanismo, as formas vulcânicas (cones, crateras, superfície das escoadas, etc.) evidenciam morfologia vigorosa e estão em geral
bem preservadas.
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