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On the evolution of alkali ultrabasic to intermediate magmatism: insights from experimental petrology and geochemistry (2023)

  • Authors:
  • Autor USP: SALAZAR NARANJO, ANDRES FABIAN - IGC
  • Unidade: IGC
  • Sigla do Departamento: GMG
  • DOI: 10.11606/T.44.2023.tde-16062023-074017
  • Subjects: GEOQUÍMICA; PETROLOGIA; ENXAME DE DIQUES; MAGMA
  • Keywords: Alkali magma series; Intensive parameters; Parâmetros intensivos; Serie magmática alcalina; Titanian Ca-clinopyroxene; Titano clinopiroxênio cálcico
  • Language: Inglês
  • Abstract: Duas composições alcalinas ultrabásicas do enxame de diques da Província Alcalina MesoCenozóica Serra do Mar foram caracterizadas geoquímica e mineralogicamente e usadas como materiais de partida em experimentos de cristalização para examinar a evolução de magmas ultrabásicos a intermediários alcalinos e suas fases cristalinas em equilíbrio sob uma ampla faixa de parâmetros físico-químicos. A primeira amostra corresponde a um basanito com afinidade sódica, sua composição é próxima a magmas primários (Mg# = 63) e enriquecida em LILE, HFSE e REE em relação ao manto primitivo. Sua mineralogia compreende macrocristais de olivina em uma matriz de granulação fina de olivina, clinopiroxênio, espinélio e feldspato alcalino. A segunda amostra é um tefrito (sem olivina) com afinidade potássica, com Mg# = 48 e apresenta macrocristais de clinopiroxênio em uma matriz de granulação fina de clinopiroxênio, espinélio e plagioclásio. Simulações de cristalização foram realizadas sob pressão atmosférica (100kPa) e sob baixas a altas pressões (0.5-2.0 GPa). Sob 100 kPa, os experimentos foram realizados em uma faixa de fugacidades de O2 (O2), desde 2 unidades logarítmicas abaixo até 2 unidades logarítmicas acima do tampão fayalita-magnetita-quartzo (QFM), usando um forno vertical de alta temperatura acoplado com sistema de mistura de gases CO/CO2. Os experimentos de baixa a alta pressão foram conduzidos em um pistão-cilindro usando uma cápsula de Pt-grafite (tampão CCO) e umaassembleia de NaCl-pirex-grafite-MgO. Os fundidos apresentam diferentes trajetórias composicionais. A partir do basanito, uma liquid line of descent (lld) sódica e fortemente insaturada em SiO2 (basanito-tefrito-fonotefrito-tefrifonolito) é derivada. A partir do tefrito, obteve-se llds sódico-potássicas/potássicas, levemente insaturada em SiO2 (tefrito-álcalibasalto-fonotefrito) a saturada em SiO2 (tefrito-traquibasalto-traquiandesito), sob condições reduzidas e oxidadas, respectivamente. Com base nas porcentagens de vidros experimentais resultantes, conclui-se que quantidades significativas de magmas sódicos podem ser derivados por fracionamento de magmas originais basaníticos. Os coeficientes de troca ferro-magnésio entre minerais silicáticos máficos e fusões alcalinas (2+ ) são ligeiramente inferiores aos observados em fusões toleíticas, com valores de 0.29±0.02 para olivina e 0.25±0.02 para clinopiroxênio. Em ambas as composições iniciais, os clinopiroxênios cristalizados são ricos em Ti e Al, e pobres em Si, com uma trajetória composicional de evolução de augita rica em Mg para diopsídio ferroano. Indicadores termobarométricos como MgO-em-vidro e composição de clinopiroxênio foram aprimorados para aplicação em rochas alcalinas ultrabásicas a intermediárias, obtendo-se respectivamente as calibrações: (±5°) = 27.35 () + 984 para pressão atmosférica e condições anidras e, (±1.4 ) = 160.20 80.68 17.683+ + 6.36 para todo o intervalo experimentalinvestigado, onde Na, Ti e Fe3+ são as proporções catiônicas relativas a 6O do clinopiroxênio. A partição de elementos traços entre titano clinopiroxênio cálcico e fusões alcalinas também foi estudada, resultando em valores otimizados que permitem modelamentos geoquímicos mais apropriados para a gênese e evolução das séries alcalinas. Os elementos traços investigados incluíram metais de transição da primeira série, lítio, elementos de baixo potencial iônico (litófilos, LILE), elementos de alto potencial iônico (HFSE) e os elementos de terras raras (REEs, incluindo Y). Os resultados mostram que os parâmetros P-T-O2 influenciam fortemente o comportamento dos cátions trivalentes, tanto no sítio M1 quanto no M2. / e / variam seguindo a trajetória composicional da evolução dos clinopiroxênios de acordo principalmente com uma substituição heterovalente de tipo tschermakita. O lattice-strain model ajusta muito bem os cátions divalentes e trivalentes no sítio M2. Os modelos de Wood e Blundy (1997) e Sun e Liang (2012) que preveem a partição dos REEs entre clinopiroxênio e fusões silicáticas não preveem as correlações negativas entre / e pressão. O modelo de Wood e Blundy (1997), baseado nas atividades do componente Na0.5(REE)0.5MgSi2O6, reproduz muito bem a partição do REE sob 100 kPa. Finalmente, os titano clinopiroxênios cálcicos são capazes de fracionar significativamente as razões U/Th, mas não as razões Zr/Hf e Ta/Nb
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 13.04.2023
    • Acesso à fonteAcesso à fonteDOI
    Informações sobre o DOI: 10.11606/T.44.2023.tde-16062023-074017 (Fonte: oaDOI API)
    • Este periódico é de acesso aberto
    • Este artigo é de acesso aberto
    • URL de acesso aberto
    • Cor do Acesso Aberto: gold
    • Licença: cc-by-nc-sa
    How to cite
    A citação é gerada automaticamente e pode não estar totalmente de acordo com as normas

    • ABNT

      SALAZAR NARANJO, Andres Fabian. On the evolution of alkali ultrabasic to intermediate magmatism: insights from experimental petrology and geochemistry. 2023. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2023. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/44/44143/tde-16062023-074017/. Acesso em: 04 jan. 2026.

    • APA

      Salazar Naranjo, A. F. (2023). On the evolution of alkali ultrabasic to intermediate magmatism: insights from experimental petrology and geochemistry (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/44/44143/tde-16062023-074017/

    • NLM

      Salazar Naranjo AF. On the evolution of alkali ultrabasic to intermediate magmatism: insights from experimental petrology and geochemistry [Internet]. 2023 ;[citado 2026 jan. 04 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/44/44143/tde-16062023-074017/

    • Vancouver

      Salazar Naranjo AF. On the evolution of alkali ultrabasic to intermediate magmatism: insights from experimental petrology and geochemistry [Internet]. 2023 ;[citado 2026 jan. 04 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/44/44143/tde-16062023-074017/

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