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Classificação segundo a Concentração dos Elementos Elementos Maiores: Representados na forma de óxidos e assim na forma de percentagem, com concentrações superiores a 1% . Elementos Menores: Representados na forma de óxidos e assim na forma de percentagem, com concentrações entre 0,1 e 1%. Elementos Traços: Representados na forma de ppm, cuja concentração em óxido é inferior a 0,1% ou 1000 ppm. Elementos Sub ou Ultra Traços: São aqueles elementos traços com concentrações inferiores a 1 ppm (0,1% = 1000 ppm = 1.000.000ppb) Classificação segundo a Concentração dos Elementos Os elementos maiores e menores, na média, apresentam números atômicos (Z) menores do que os traços. Os elementos maiores e menores são utilizados na classificação e nomenclatura das rochas enquanto os elementos traços, na caracterização de processos geológicos e ambientes geotectônicos. Os Elementos Traços Os elementos traços ocorrem nas rochas ígneas principalmente: Substituindo isomorficamente os elementos maiores e menores nas estruturas cristalinas dos minerais constituintes das rochas. Alguns elementos estão concentrados em minerais acessórios como zircão (Zr), turmalina (B), bornita/calcopirita (Cu), etc. CLASSIFICAÇÃO DE GOLDSCHMIDT Aula 09 ELEMENTO INDICADOR PETROGENÉTICO Ni, Co, Cr Elementos compatíveis. O Ni e Co são concentrados na olivina e Cr no espinélio e clinopiroxênios. Grandes concentrações indicam fonte mantélica. V, Ti Ambos mostram forte fracionamento em óxidos de Fe-Ti, se eles se comportarem diferentemente, é provável que o Ti foi fracionado em uma fase acessória, exemplo de titanita ou rutilo Zr, Hf Elementos extremamente incompatíveis. Alguns casos podem substituir Ti nos esfenos ou rutilo. Não entram na estrutura nas fases silicáticos (silicatos maiores) Ba, Rb Elementos incompatíveis que substituem o K em KF, micas, ou hornblenda. Rb substitui em menor proporção nas Hbl do que em KF e micas. As razões K/Ba distinguem essas fases Sr Substitui o Ca em Plg, e em menor escala o K em KF. É mais compatível em Plg a baixa pressão em estágios precoces, mas incompatível em altas pressões. ETR Nas granadas os ETR pesados apresentam afinidade maior que os ETR leves, e em menor grau em piroxênios e hornblenda. Esfenos e plg tem mais afinidade com os ETR leves. O Eu é extremamente fracionado nos plagioclásios. Y Geralmente incompatível. Fortemente fracionado nas Grd e Anf. Esfenos (titanita) e apatita concentram Y, a presença destes acessórios pode ter um efeito significativo. After Green (1980). Tectonophys., 63, 367-385. From Winter (2001) An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology. Prentice Hall. Aula 09 Aula 0 ARCO DE ILHA OCEÂNICO ARCO MAGMÁTICO E MARGEM CONTINENTAL BACIAS MARGINAIS SOERGUIMENTO POS - COLISIONAL COLISÃO CONTINENTAL OBLIQUA (TRANSPRESSÃO) “RIFTEAMENTO” A B Cones vulcânicos e vulcanoclásticos. Basaltos de arco de ilha. Gabros quartzo-dioritos “tipo M”. Pequenos plutões zonados. Depósitos apicais disseminados de Cu-Au. Subduções de placa oceânica sob outra placa oceânica. Razão inicial Sr/ Sr menor que 0,704. 87 86 Preenchimento de “rifts”. Lavas e tufos alcalinos em caldeiras. Biotita-granitos, granitos alcalinos e sienitos “tipo A”. Caldeiras subsidentes. Disseminações em “vugs” e pegmatitos com fluorita, Sn, Nb, U e Th. “Rift” endocratônico ou pos-orogênico. Peralcalino. Relativamente rico em F. Razão inicial Sr/ Sr entre 0,703 e 0,712. 87 86 Sedimentação em bacias “pull-apart” e de frente de empurrões. Vulcanismo félsico raro. Migmatitos. Forte predominância de granitos “tipo S”. Predominam monzogranitos leucocráticos. “Diápiros” e batolitos concordantes em zonas de cisalhamentos. Veios e disseminações (greisens) de Sn e W em escarnitos. Superposição intercontinental de placa continental sobre placa continental. Al / (Na+K+Ca/2) maior que 1,05. Razão inicial Sr/ Sr maior que 0,708.8687 Bacias molássicas. Basaltos de platô. Granodioritos “tipo I” e “tipo S” em associação com dioritos e gabros. Plutões dispersos. Depósitos muito raros. Soerguimento rápido, após colisão. Al / (Na+K+Ca/2) próxima de 1,0. Razão inicial Sr/ Sr entre 0,705 e 0,709. 8687 Sedimentação em bacias marginais limitadas por falhas. Grandes volumes de dacitos e andesitos. Séries diferenciadas de tonalitos e granodioritos “tipo I”. Granitos e gabros presentes. Batolitos lineares, discordantes, com saídas vulcânicas. Depósitos apicais disseminados de Cu e Cu-Mo. Subducção de placa oceânica sob placa continental. Al / (Na+K+Ca/2) menor que 1,1, frequentemente menor que 1,0. Razão inicial Sr/ Sr menor que 0,706. 8687 ‘A’ - ANATEXIA ‘B’ - CÂMARA MAGMÁTICA OROGÊNICO ANOROGÊNICO INTRODUÇÃO DA ASTENOSFERA Aula 0 Table 18-3. The S-I-A-M Classification of Granitoids Type SiO2 K2O/Na2O Ca, Sr A/(C+N+K)* Fe 3+ /Fe 2+ Cr, Ni 18 O 87 Sr/ 86 Sr Misc Petrogenesis M 46-70% low high low low low < 9‰ < 0.705 Low Rb, Th, U Subduction zone Low LIL and HFS or ocean-intraplate Mantle-derived I 53-76% low high in low: metal- moderate low < 9‰ < 0.705 high LIL/HFS Subduction zone mafic uminous to med. Rb, Th, U Infracrustal rocks peraluminous hornblende Mafic to intermed. magnetite igneous source S 65-74% high low high low high > 9‰ > 0.707 variable LIL/HFS Subduction zone high Rb, Th, U metaluminous biotite, cordierite Supracrustal Als, Grt, Ilmenite sedimentary source A high Na2O low var var low var var low LIL/HFS Anorogenic 77% high peralkaline high Fe/Mg Stable craton high Ga/Al Rift zone High REE, Zr High F, Cl * molar Al2O3/(CaO+Na2O+K2O) Data from White and Chappell (1983), Clarke (1992), Whalen (1985) Aula 0 Na cristalização: Olivina: empobrecimento leve a regular de ETRs pesados – enriquecimento geral de ETRs no líquido residual. Hiperstênio: incorpora preferencialmente as ETRs pesados – enriquecimento geral de ETRs no líquido residual, podendo ocorrer leves anomalias positivas de Eu. Espinélio: incorpora ETRs leves, com empobrecimento deste elementos no líquido residual. Augita: incorpora preferencialmente ETRs pesados, com enriquecimento por vezes acentuado de ETRs leves. Anomalias positivas de Eu são detectadas. Anfibólio (hornblenda): incorpora preferencialmente os ETRs intermediários, provocando enriquecimento maior nos leves e menos acentuado nos pesados Micas: Incorporam todos os ETRs de uma mesma forma e sua presença afeta muito pouco o padrão destes elementos. Plagioclásios: empobrece o líquido em ETRs leves. São particularmente enriquecidos em Eu, pelo comportamento anômalo do Eu, que apresenta valência +2., provocando fortes anomalias deste elemento no líquido residual. Esta anomalia diminui com o aumento da fugacidade do oxigênio (Eu +3) ou da temperatura (diminui o valor do KD). Feldspato Potássico: incorpora ETRs de forma semelhante aos plagioclásios, porém de forma menos acentuada, com exceção do Eu, que produz uma anomalia muito mais fortemente negativa no líquido residual. Granada: possui coeficientes de partição muito baixos para os ETRs leves, aumentando progressivamente em direção às pesadas. Quando cristaliza, empobrece o líquido residual em ETRs pesadas. Pode provocar leves anomalias positivas de Eu no líquido residual. Apatita: todos os ETRs tem caráter compatível para a apatita, ou seja, apresentam KD > 1. A apatita não altera o padrão de distribuição dos ETRs (ou seja não fraciona os ETRs), provocando porém forte empobrecimento desteselementos no líquido residual. Pode provocar leve empobrecimento de ETRs intermediários em relação aos leves e pesados. Grau de fracionamento: o grau de fracionamento imposto pelo processo petrogenético, pode ser avaliado pela razão da concentração normalizada de um ETR leve em função de outro pesado. Ex.: (La/Lu)N ; (La/Yb)N. => Quanto maior a diferença em relação a unidade, maior o grau de fracionamento. Anomalias de Európio: Em alguns casos, quando houver extração de feldspatos na evolução magmática. Isto ocorre devido ao estado de oxidação +2 (baixa fO2) do Eu que substitui com facilidade o Ca e o Na dos feldspatos (veja figura da pag. 2) => monitora o fracionamento dos feldspatos quando estes estão envolvidos no processo petrogenético. Assim em relação aos ETRs vizinhos ao Eu (Sm e Gd), o Eu pode-se mostrar enriquecido (anomalia +) ou empobrecido (anomalia -) Uma maneira de se quantificar o tamanho desta anomalia é através da relação Eu/Eu*. O Eu* é a concentração do Eu se não houvesse anomalia e é obtido através da média (aritmética ou geométrica) entre os seus elementos vizinhos (normalmente Sm e Gd). Assim se a relação: Eu/Eu* > 1 a anomalia é positiva Eu/Eu* < 1 a anomalia é negativa Eu=Eu* = 1 não há anomalia (!) A relação então fornece a quantidade de feldspato fracionado: + : Assimilação ou acúmulo de feldspato; - : Fracionamento através de fusão ou cristalização Assim se a relação: Eu/Eu* > 1 a anomalia é positiva Eu/Eu* < 1 a anomalia é negativa Eu=Eu* = 1 não há anomalia (!) A relação então fornece a quantidade de feldspato fracionado: + : Assimilação ou acúmulo de feldspato; - : Fracionamento através de fusão ou cristalização
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