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Os morros da Ilha são constituídos por rochas graníticas-migmatíticas, datadas em mais de seiscentos milhões de anos (pré-cambriano).
Aqui neste geozone há um afloramento que ilustrará algumas das características como dobras de fluência em migmatito e a heterogeneidade deste tipo de rocha.
A geologia da Ilha do Mel é formada por rochas muito antigas de idade pré-cambrianas, bem como formações arenosas muito recentes, pleistocênicas e holocênicas. Entre elas um hiato de muitas centenas de milhões de anos. Entre as rochas metamórficas encontram-se também migmatitos diferenciados, localmente anfibolitos, biotita e moscovita-xistos com veios quartzo-feldspáticos.
Os migmatitos formaram-se a grandes profundidades e, se hoje afloram nos morros, deve-se à ação da erosão que continuamente remove as camadas superficiais da crosta.
Ainda em profundidade, essas rochas foram atravessadas por intrusões de rochas ígneas básicas (diabásios) de idade mesozóica, contemporâneas ao maior vulcanismo basáltico conhecido na História Geológica da Terra, que atingiu grandes áreas do Brasil, bem como do Paraguai, Argentina e Uruguai. Vestígio desta atividade magmática encontra-se no diabásio que corta a Gruta das Encantadas ao sudeste daqui.
A planície arenosa ocupa a maior parte da Ilha. As areias jazem sobre as rochas ou então sobre sedimentos terrígenos da Formação Alexandra não-aflorante. A formação arenosa (restinga) é de origem marinha, embora sua parte superior não tenha sido formada por areias.
Migmatito [migma=mistura]
Mistura de fácies de rochas metamórficas na qual, pelo menos, um componente é representado por material granítico ou granitóide derivado de fusão parcial (anatéxico) e/ou de metassomatismo com significativo aporte de elementos granitófilos.
A fusão parcial ocorre quando o conjunto rochoso atinge condições de forte metamorfismo sob alta pressão de H2O o que leva a fusão dos componentes granitófilos mais leves que tendem a se entremeiar com fácies remanescentes, não fundidos, mais máficos.
Os migmatitos podem ter estrutura muito variável, desde rocha maciça, homogênea, granitóide (diatexitos) até a combinação heterogênea de duas ou mais fácies distintas (metatexitos). Nestes, ocorrem fases rochosas mais escuras representando, normalmente, os relictos (paleossoma) não fundidos da rocha original e fases mais félsicas representando a parte fundida (neossoma).
Em condições extremas de pressão e temperatura, correspondentes a grandes profundidades, as rochas comportam-se como fluidos viscosos, originando um tipo de dobras bastante diferente das anteriores, designadas por dobras de fluência.