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PetrologiaPetrologiaPetrologiaPetrologia ÍÍÍgneaÍgneaÍgneaÍgnea SÉRIES MAGMÁTICASSÉRIES MAGMÁTICASSÉRIES MAGMÁTICASSÉRIES MAGMÁTICAS Séries Magmáticas São manifestações vulcano-plutônicas que ocorrem no espaço (tem distribuição mundial) e no tempo (existência de sériesmundial) e no tempo (existência de séries magmáticas idênticas com diferentes idades geológicas) com características mineralógicas químicas e tendênciasmineralógicas, químicas e tendências evolutivas bem definidas. Devido às suas característcas mineralógicas, químicas e evolutivas bem definidas , as diferentes séries ocupam posições distintas em alguns diagramas: NÃO CONFUNDIR SÉRIES MAGMÁTICAS COM A CLASSIFICAÇÃO DE NÃO CONFUNDIR SÉRIES MAGMÁTICAS COM A CLASSIFICAÇÃO DE ROCHAS DE STRECKEISEN (1967)!!!ROCHAS DE STRECKEISEN (1967)!!! Q CLASSIFICAÇÃO DE ROCHAS DE 9090 ROCHAS DE STRECKEISEN (1967):STRECKEISEN (1967): 6060 Riolito D it - CAMPOS NATURAIS; -NENHUMA RELAÇÃO GENÉTICAENTRE AS Álcali-fds.- qz- traquito 2020 quartzo traquito Riolito Dacito quartzo latitoGENÉTICA ENTRE AS ROCHAS Álcali-fds.- traquito Foid traquito 5 10 35 65 Foid latito 90 10 5 10 A P traquito Traquito Latito latito Foid Basalto Andesito basáltico Andesito SÉRIES MAGMÁTICAS: álcali-fds.- traquito Fonolito tefrítico Basanito fonolítico Olivina>10% Basanito (olivina>10%) Tefrito (olivina<10%) Tefrito fonolítico Olivina<10% -CAMPOS NATURAIS RELAÇÕES GENÉTICAS 60 Foidito tefrítico 60 Foidito fonolítico - RELAÇÕES GENÉTICAS ENTRE AS ROCHAS F Foidito Séries Magmáticas Série de rochas vulcânicas Série de rochas vulcânicas (I i d B 1971)(I i d B 1971)(Irvine and Baragar 1971) (Irvine and Baragar 1971) -- Classificação descritiva e relação genética entre as rochasClassificação descritiva e relação genética entre as rochasç ç gç ç g Série de granitóides (Lameyre Série de granitóides (Lameyre & B 1982)& B 1982)& Bowen 1982) & Bowen 1982) -- Classificação descritiva e Classificação descritiva e relação genética entre as rochasrelação genética entre as rochasrelação genética entre as rochasrelação genética entre as rochas Tipologia de granitóidesTipologia de granitóidesTipologia de granitóides Tipologia de granitóides –– Classificação genética (FONTES DOS GRANITÓIDES)Classificação genética (FONTES DOS GRANITÓIDES) SÉRIES DE ROCHAS VULCÂNICAS (Irvine & Baragar, 1971) • Origem da classificação: Canadá – (Subcomitê de vulcanologia) • 2500 análises de rochas vulcânicas de diferentes localidades e ambientes, porém limitadas ao Pré-Cambriano e Cenozóico; OBJETIVO • Dar uma definição química para rochas convencionais, as quais foram definidas originalmente com base na mineralogiadefinidas originalmente com base na mineralogia. CONCEPÇÃOÇ Mineralogia + Mineralogia Normativa + Química + Grupos de rochas CAMPOS COMPOSICIONAIS Representatividade Limites Naturais LIMITAÇÕES • Dificuldade em representar sistemas químicos complexos em gráficos. • Atenção às alterações: Álcalis CLASSIFICAÇÃO 1. Rochas Subalcalinas Basaltos Toleíticos Basaltos Cálcico-AlcalinosBasaltos Cálcico Alcalinos 2. Rochas Alcalinas Á Á Álcali-Olivina Basaltos (= Álcali basaltos) Basaltos Nefelínicos, Leucíticos e AnalcíticosBasaltos Nefelínicos, Leucíticos e Analcíticos 3. Rochas Peralcalinas (pouco freqüentes) Esquema de classificação para rochas vulcânicas comuns (Irvine & Baragar 1971) Rochas Subalcalinas Rochas Alcalinas Série Tholeítica Série álcali-olivina basaltos (Irvine & Baragar 1971) Série Tholeítica Série álcali olivina basaltos Rochas nefelínicas leucíticas e analcíticas Série Ca-alcalina Picrito basaltos Álcali-picrito basaltos Ankaramitos Á Nefelinito Ol tholeítos Tholeititos Basaltos com alto Al Álcali-olivina basaltos Basanitos Série-Na Série-K Melilita-Nefelinito Analcititoo o Qz-tholeítos Andes tholeít. Icelanditos Andesitos com alto Al Andesitos Série Na Série-K Hawaiito Ne-Hawaiito Traquibasalto Leuc-traquibas. Leucitito Wyomingito Rochas Icelanditos Dacitos Riolitos Mugearito Ne-mugearito Benmorito Tristanito Leuc-tristanito PeralcalinasNe-benmorito Traquito Fonolito Traquito rico K Leuc-fonolito Panteleritos ComenditosFonolito SÉRIES ALCALINASSÉRIES ALCALINASSÉRIES ALCALINAS SÉRIES ALCALINAS vs SUBALCALINASvs SUBALCALINAS Suítes do Hawai 20 20 Suítes Alcalinas Diagrama (NaDiagrama (Na22O+KO+K22O) x SiOO) x SiO22 (% em peso)(% em peso) SÉRIES ALCALINAS vs SUBALCALINASSÉRIES ALCALINAS vs SUBALCALINAS o a l c a l i n o Suítes do Hawai M d ld (1968) O + K O 2 2 + Nefelínicas Alcalinas Tholeíticas 12 16 + Tristão O + K O 2 2 12 16 Suítes Alcalinas + + + ++ ++ St Helena Tahiti Gough C a m p o a l c a l i n o + ++++++ b a l c a l i n o C a m p o a Macdonald (1968) N a 8 12 N a 8 12 + +++++ + ++ ++ ++ ++ ++++ +++++ + p o s u b a l c a l i n o C a + + +++ + ++ ++ C a m p o s u b a SiO40 0 60 70 80 4 50 0 4 SiO40 50 60 70 80 + +++ C a m p o Irvine & Baragar (1971) SiO2 40 60 70 8050 SiO2 40 50 60 70 80 Suítes Tholeíticas O 20 O 20 + Cascades Suítes Ca-alcalinas Calcico-alcalinas ou Toleíticas Columbia River + a O + K O 2 2 12 16 Meso-atlântico Thingmulii N a O + K O 2 2 12 16 + Aleutians Cascades c a l i n o i n o ++ ++ N 4 8 ++ + ++++ + + N 4 8 ++ ++ + + +++ + ++ + + + +++ + + + + + + + + ++ + + + + u b a l c a l i n oC a m p o a l c a b a l c a l i n oC a m p o a l c a l i n SiO2 40 0 50 60 70 80 4 ++ SiO2 40 50 60 70 80 4 + +++ C a m p o s u b C a m p o s u b a DiagramaDiagrama AlcálisAlcális vsvs SilícaparaSilícapara as as rochasrochas vulcânicasvulcânicas do do HawaíHawaí NotaNota--se a se a divisãodivisão de de doisdois gruposgrupos: : SubalcalinoSubalcalino e e AlcalinoAlcalino SÉRIES ALCALINAS vs SUBALCALINASSÉRIES ALCALINAS vs SUBALCALINAS Diagrama (NaDiagrama (Na22O+KO+K22O) x SiOO) x SiO22 (% em peso)(% em peso) SÉRIES ALCALINAS vs SUBALCALINASSÉRIES ALCALINAS vs SUBALCALINAS Fonolito 15 13 e s o ) Traquito Foidito 11 9O ( % p Tefrifonolito Fonotefrito Traquito Traquidacito i Alcalino 9 7 O + K 2 2 F onotefrito Tefrito Basanito RiolitoTraqui-andesito Traqui- Traqui- andesito basáltico 5 N a 3 Dacito Basalto Picro Andesito Andesito basáltico q basalto Subalcalino 1 Campo suba lca lino/a lca lino 2º Irvine & Baragar (1971) 37 41 45 49 53 57 61 65 69 73 77 SiO (% peso)2 P icro basalto Subalcalino Ultramásicas Másicas Interm ediárias Félsicas45 52 63 Subdivisões Traquibasalto Traquiandesito Traquiandesito basáltico Na O - 2.0 K O havaiito mugearito benmoreito Na O - 2.0 < K O traquibasalto-K shoshonito latito 2 2 2 2 b s co TETRAEDRO DOS BASALTOSTETRAEDRO DOS BASALTOS SÉRIES ALCALINAS vs SUBALCALINASSÉRIES ALCALINAS vs SUBALCALINAS Cpx (augita, diopsídio) domínio dos álcali basaltos, nefelinitos, basanitos (subsaturados em SiO2) Plano crítico de saturação em SiO2 ( 2) Domínio dos Qz-tholeítos(Supersaturados em SiO2) RochasRochas RochasRochas Pl Rochas Rochas AlcalinasAlcalinas Rochas Rochas SubalcalinasSubalcalinas Pl Qz Ne Opx (Hyperstênio Henstatita)Opx (Hyperstênio, Henstatita) Plano crítico de subsaturação em SiO2 Ol Domínio dos Ol-tholeítos(Saturados em SiO2) SÉRIESSÉRIES CÁLCICOSÉRIES SÉRIES CÁLCICO- ALCALINAS vsALCALINAS vs ÍTOLEÍTICAS F F Diagrama AFMDiagrama AFM A= NaA= Na22O+KO+K22OO F= FeO+0 8998 FeF= FeO+0 8998 Fe OO SÉRIES CÁLCICOSÉRIES CÁLCICO--ALCALINAS vs TOLEÍTICASALCALINAS vs TOLEÍTICAS F F Suítes Tholeíticas F= FeO+0,8998 FeF= FeO+0,8998 Fe22OO33 M= MgOM= MgO + + + +++++ ++++++ + ++ + ++ ++ + + A Thingmuli M Hawai A M Meso-atlântica Columbia river A M A M F F Suítes Ca-alcalinas +++ ++ ++++ + + + ++ +++ ++ + + + + ++ + + + + +++++ + + +++ + ++++ + + + + + + ++ + A M ++ ++ Cascade Aleutians Paricutim A M DiagramaDiagramaAFM:AFM: SubdividindoSubdividindo a a sériesérie subalcalinasubalcalina emem séreisséreis toleíticatoleítica ee calciocalcio alcalinoalcalino SÉRIES CÁLCICOSÉRIES CÁLCICO--ALCALINAS vs TOLEÍTICASALCALINAS vs TOLEÍTICAS calciocalcio--alcalinoalcalino.. AFM diagram showing the distinction between selected tholeiitic rocks from Iceland, the Mid-Atlantic Ridge, the Columbia River Basalts, and Hawaii (solid circles) plus the calc-alkaline rocks of the Cascade volcanics (open circles). From Irving and Baragar (1971). After Irvine and Baragar (1971). Can. J. Earth Sci., 8, 523-548. Summary of the differences between Calc- alkaline and Tholeiitic fractionation trends SÉRIES CÁLCICOSÉRIES CÁLCICO--ALCALINAS vs TOLEÍTICASALCALINAS vs TOLEÍTICAS Calc-alkaline volcanic suites are characterized by decreasing Fe and increasing Al with decreasing Mg, in the range from basalt to andesite, while Si rises relatively rapidly with fractionation Ti isrises relatively rapidly with fractionation. Ti is typically low (< 1.2 wt.% TiO2) and remains relatively constant and then decreases slowly with increasing Si. The magmas of calc-alkaline suitesg g are also characterized by relatively high oxidation states compared to the tholeiitic basalts of MORB or OIB suites. Tholeiitic volcanic suites are characterized by increasing Fe and decreasing Al with decreasing Mg in the range from basalt to andesite, while Si i i l l i h f i i hrises quite slowly with fractionation. These differences are greatest at the boundary between basalt and andesite (SiO2 = 55 wt.%), where tholeiitic andesites typically have Al2O3 contenttholeiitic andesites typically have Al2O3 content less than 15%, in contrast to the higher Al2O3 contents of calc-alkaline andesites. Ti first increases by a factor of 2 or more and then decreases rapidly with increasing Si in the range 50 to 55 wt.% SiO2. Aleutians 26 Diagrama AlDiagrama Al22OO33 vs Plagioclásio normativovs Plagioclásio normativo SÉRIES CÁLCICOSÉRIES CÁLCICO--ALCALINAS vs TOLEÍTICASALCALINAS vs TOLEÍTICAS ParicutimCampo Ca-alcalinoA l O 2 3 22 18 Campo th 14 10 Basaltos e andesitos cálcicoBasaltos e andesitos cálcico-- alcalinos: 16alcalinos: 16--20% de Al20% de Al22OO33 po tholeítico 10 6 100 80 60 40 20 0 alcalinos: 16alcalinos: 16 20% de Al20% de Al22OO33 Basaltos toleíticos: 12Basaltos toleíticos: 12 16% de Al16% de Al OO Composição Normativa do Plagioclásio +Cascade 26 Tholeítos 3 22 Basaltos toleíticos: 12Basaltos toleíticos: 12--16% de Al16% de Al22OO33 + ++ ++ ++ ++ + ++ + ++ ++ ++ + +++++ ++ + + ++ ++ + ++ ++ + +++ + + +++ + + + + ++++ +++ ++++++ + + Tholeítos Hawaianos A l O 2 3 22 18 ++ ++ +++ +++++ ++ + +++ + ++++ ++ + ++ + + +++ ++ +++ + +++++ + + ++ + + 14 10 6 100 80 60 40 20 0 Composição Normativa do Plagioclásio Diagrama FeODiagrama FeOtt/MgO vs SiO/MgO vs SiO22 SÉRIES CÁLCICOSÉRIES CÁLCICO--ALCALINAS vs TOLEÍTICASALCALINAS vs TOLEÍTICAS Rochas reduzidas gg tt gg 22 Rochas oxidadas Diagrama K2O vs SiO2Diagrama K2O vs SiO2 SÉRIES CÁLCICOSÉRIES CÁLCICO--ALCALINAS vs TOLEÍTICASALCALINAS vs TOLEÍTICAS • K2O is an important discriminator 3 sub-series gg Figure 16-4. The three andesite series of Gill (1981) Orogenic Andesites and Plate Tectonics. Springer-Verlag. Contours represent the concentration ofrepresent the concentration of 2500 analyses of andesites stored in the large data file RKOC76 (Carnegie Institute of Washington). SÉRIES CÁLCICOSÉRIES CÁLCICO--ALCALINAS vs TOLEÍTICASALCALINAS vs TOLEÍTICAS Figure 16-6 a K O-SiO diagram distinguishing high-K medium-K and low-K series Large squares = high-K stars =Figure 16-6. a. K2O-SiO2 diagram distinguishing high-K, medium-K and low-K series. Large squares = high-K, stars = med.-K, diamonds = low-K series from Table 16-2. Smaller symbols are identified in the caption. Differentiation within a series (presumably dominated by fractional crystallization) is indicated by the arrow. Different primary magmas (to the left) are distinguished by vertical variations in K2O at low SiO2. After Gill, 1981, Orogenic Andesites and Plate Tectonics. Springer-Verlag. Tholeiitic vs. Calc-alkaline differentiation SÉRIES CÁLCICOSÉRIES CÁLCICO--ALCALINAS vs TOLEÍTICASALCALINAS vs TOLEÍTICAS Figure 16Figure 16--6. From Winter (2001) An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology. Prentice Hall.6. From Winter (2001) An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology. Prentice Hall. SUBDIVISÕES DAS PRINCIPAIS SÉRIES MAGMÁTICAS Toleítica • Picrito basaltos toleíticos: grandes cristais de Ol; Ol normativa > 25%; • Olivina toleítos • Toleítos Não podem ser separados quimicamente • Quartzo toleítos R h Q ti• Quartzo toleítos • Andesitos toleíticos: possuem mais Fe e Pl mais sódico que andesitos Rochas com Qz normativo cálcico-alcalinos. Cálcico-Alcalinas • Índice de cor normativa x Composição normativa do Plagioclásio Ol O C Mt Il HOl + Opx + Cpx + Mt + Il + Hm Separa basaltos subalcalinos de Andesitos, Dacitos e Riolitos. • Diagrama An – Ab – OrDiagrama An Ab Or Separa grupos pobres em K e ricos em K SÉRIESSÉRIES ALCALINASSÉRIES SÉRIES ALCALINAS DiagramaAnDiagramaAn AbAb OrOr SÉRIES ALCALINASSÉRIES ALCALINAS An Diagrama AnDiagrama An--AbAb--OrOr + Hawai Sta. Helena An G h + Sta e e a + Gough Tristão+ + + ++ ++++ Ab Or + + + ++ + + +++ + Ab OrSérie Sódica Ab OrSérie Potássica Álcali-Olivina Basaltos • Diagrama An – Ab – Org Separa a Série Sódica da Série Potássica: Série Sódica picrito basaltos alcalinos (Hawaiita, mugearito, benmorito, traquito) Série Potássica Ankaramitos (Traquibasalto, tristanito, traquitos)( q , , q ) Nomes Particulares Ankaramitos: ricos em fenocristais de augita; 20% de Cpx normativo; Fonolitos: traquitos com nefelina; Basanito: álcali basalto com > 5% de Ne normativa e com Ne modalBasanito: álcali basalto com > 5% de Ne normativa e com Ne modal. SumárioSumário Subalcalinos X Alcalinos (Na2O+K2O) X SiO2 Cpx – Ol – Ne – Qz Cpx – Ol – Opx (Chayes, 1965, 1966) Cálcico-Alcalinos X Toleíticos AFM Composição Normativa do Pl X Al2O3 FeOt/MgO vs SiO2 K2O vs SiO2 Série Toleítica • Basaltos subalcalinos • Opx na Norma • Podem ter quartzo modal (intercrescimento granofírico) • Pigeonita (Cpx) modal; podem ocorrer Opx e Ol• Pigeonita (Cpx) modal; podem ocorrer Opx e Ol • Termos máficos a félsicos • Enriquecimento em Fe com a diferenciaçãoq ç • Baixo K2O; cresce com a diferenciação • Baixa razão (Na2O+K2O)/SiO2 • Baixo Al2O3 (12 a 16%)Tipos: 1 Normais: pobres em elementos incompatíveis (Rb Sr Ba Zr Y TR)1. Normais: pobres em elementos incompatíveis (Rb, Sr, Ba, Zr, Y, TR) 2. Enriquecidos: ricos em elementos incompatíveis 3. Transicionais: intermediários aos anteriores Grandes platôs basálticos do mundo (ex. Columbia River, Paraná), fundos oceânicos, ilhas oceânicas, componentes de greenstone- belts Arqueanos. Série Cálcico-Alcalina • Subalcalino • Basaltos a riolitos • Alto Al2O3 (16 a 20%) • Baixo TiO2 e P2O • (Na2O+K2O) > que em Toleítos Tipos:Tipos: • baixo, médio e alto-K • Trend retilíneo no diagrama AFM, sem enriquecimento em Fe com a g , q diferenciação • Os teores de elementos incompatíveis são mais elevados do que os de Toleítos • Ocorrência freqüente de Hiperstênio modal • Freqüentes nas regiões circum Pacíficas sendo representados por • Freqüentes nas regiões circum-Pacíficas, sendo representados por basaltos-andesitos-dacitos-riolitos. • Comuns também em greenstone-belts Arqueanos e arcos de ilhasg q Série Alcalina • Na2O e K2O elevados2 2 • Peralcalinos (Na2O+K2O) mol > (Al2O3) mol • Subsaturadas em SiO2; Ol como fenocristal Tipos: • sódico e potássico Anfibólios sódicos nas rochas mais evoluídas• Anfibólios sódicos nas rochas mais evoluídas • Nefelina em basanitos-fonolitos • Lavas ultra-potássicas: leucita basanitos, leucititosp , • Minerais ricos em TiO2; Al2O3 inferior ao das outras séries • Teores altos de MgO, Ba, Nb, Zr, Ta, Y, Rb, Ni, Cr e TR • Álcali-olivina basaltos: pequenos vulcões de ilhas oceânicas e partes internas de arcos de ilhas. Ocorrências menores de platôs continentais; pequenos vulcões associados a riftscontinentais; pequenos vulcões associados a rifts. SÉRIES GRANITÓIDESSÉRIES GRANITÓIDES A & O (1982)LAMEYRE & BOWDEN (1982) AS SÉRIES GRANITÓIDES LAMEYRE & BOWDEN (1982), utilizando uma grande quantidade de análises modais de rochas graníticas disponíveis na literatura definiram no diagrama QAPdisponíveis na literatura definiram, no diagrama QAP, várias associações ou séries magmáticas com seus respectivos trends. A principal vantagem desta classificação é a de fundamentar-se na composição mineralógica real da rocha Foram definidos sete domínios ocupados pelas sériesrocha. Foram definidos sete domínios ocupados pelas séries magmáticas com características próprias, típicas de diferentes ambientes geotectônicos. Domínio 1- Granitóides Toleíticos (ou “Plagiogranitos Oceânicos”, de Coleman & Peterman, 1975; ou ainda, “Trondhjemitos”, de Barker, 1979). São granitos desprovidos de K-feldspato e com composições correspondentes ao eutético Qz-Ab. p ç p Q GRANITÓIDES TOLEÍTICOS Domínios 2, 3 e 4 - Formam as séries Cálcico-Alcalinas, com seus diferentes trends composicionais relacionados aos ambientes orogênicos. (2)- Série cálcico-alcalina Trondhjemítica (baixo-K K2O>2%) Apresenta(2) Série cálcico alcalina Trondhjemítica (baixo K, K2O>2%). Apresenta características marcadas pelo fracionamento da Hb, seguida pela Bt e Pl. (3)- Série cálcico-alcalina Granodiorítica (médio K), com teores normais de K2O. (4) Série cálcico alcalina Monzonítica (alto K) É também denominada de(4)- Série cálcico-alcalina Monzonítica (alto K). É também denominada de Subalcalina e apresenta similaridades composicionais com as vulcânicas Shoshoníticas. É caracterizada pela sequência gabros-monzogabros (ou di i ) i i imonzodioritos)-monzonitos-quartzo monzonitos-monzogranitos. GRANITÓIDES CALCICO-ALCALINOS GRANITÓIDES CALCICO-ALCALINOS Domínios 5 e 6 - Pertencem à serie de granitos alcalinos. As composições das rochas variam de gabros até sienitos. Uma das cacacterísticas desta série é a pequena proporção de tipos intermediários Ó proporção de tipos intermediários. (5)- Corresponde aos granitos aluminosos potássicos de províncias alcalinas. (6)- Pertence aos granitos peralcalinos. GRANITÓIDES ALCALINOS Magmatismo bimodalbimodal Domínio 7- Pertence aos granitos ou mobilizados crustais.São leucogranitos tidos como formados a partir da fusão parcial de material crustal, com grande envolvimento de metassedimentos. São rochas caracterizadas pela ausência de enclaves básicos, pobres emp p minerais ferromagnesianos e Ca. Apresentam abundantes enclaves metassedimentares, minerais aluminosos como, granada, muscovita, cordierita, silimanita. São rochas denominadas genericamente de “leucogranitos peraluminosos”. GRANITOS CRUSTAIS MINERALIZAÇÕES ASSOCIADAS As diferentes séries graníticas também podem fornecer informações importantes acerca das mineralizações associadas. Por exemplo, os depósitos de sulfeto maciço estão relacionados às séries toleíticas e trondhjemíticas. Depósitos de Cu e Mo são comuns nas séries granodiorítica e monzonítica, com esta última mostrando enriquecimento também em U e Th. As séries alcalinas podem conter mineralizações em Th, REE, Y, Zr, Mo. Os mobilizados graníticos apresentam concentrações econômicas de U, Sn, Nb, Ta, Be, Li, etc. QUAIS SÃO OS AMBIENTES QUAIS SÃO OS AMBIENTES GEOTECTÔNICOS QUE AS GEOTECTÔNICOS QUE AS SÉRIES MAGMÁTICAS SÉRIES MAGMÁTICAS OCORREM?OCORREM?OCORREM? OCORREM?
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