15/10/2012

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Assinatura Geoqumica de Ambientes Geotectnicos

Geoqumica de Rochas

-2009-

1- Comparao com ambientes recentes

Obteno das composies qumicas de elementos maiores, menores e principalmente traos de rochas de ambientes geotectnicos atuais

Buscar caractersticas geoqumicas tpicas do ambiente = assinatura geoqumica.

Ex. Ilhas ocenicas, Arcos de ilhas (OIB), Cadeias ocenicas (MORB), Margens continentais ativas, Bacias de retro-arco Provncias continentais (CFB), etc

Os trabalhos pioneiros sobre o tema so resultados de: Perce, J. A. & Cann, J.R. , 1971: Ophiolite Origin

Investigated by Discriminant Analysis Using Ti, Zr and Y. Earth Plan. Sci. Lett., 12: 339-349, e

Perce, J. A. & Cann, J.R. , 1973: Tectonic Setting of

Basic Volcanic Rocks Determined Using Trace Element Analysis.. Earth Plan. Sci. Lett., 19: 290-300.

Apresentam resultados excelentes para os basaltos cenozicos (com alguns problemas onde h forte interao destas rochas com a gua do mar espililitos por exemplo).

Quanto mais antigas forem as rochas, maior incerteza dos resultados, inclusive devido aos ambientes recentes no necessariamente serem semelhantes queles antigos (o presente nem sempre a chave do passado!!)

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importante para o estabelecimento de um bom diagrama discriminante:

Ter um bom nmero de amostras que permitam tratamento estatstico

Empregar elementos de fcil obteno mtodo analtico simples de boa acurcia e preciso (FRX, ICP-MS, Ativao Neutrnica)

Empregar elementos traos insensveis s modificaes qumicas das rochas: alterao deutrica, hidrotermalismo, metamorfismo, etc.

Observar que nestes processos, elementos maiores como Na, Ca, K e traos Rb, Sr, Ba, Cs e outros das famlias dos metais alcalinos e alcalinos terrosos, so mveis.

Empregam-se elementos traos ditos imveis nestes processos, sendo eles os HFSE: Ti, P, Zr, Hf, Y, Nb, Ta, Th e REE.

Um dos primeiros diagramas que surgiram foi apresentado por Chayes (1965)

Posteriormente modificado por Pearce & Cann (1971) Diagrama binrio simples de Zr x Ti (ppm).

H ainda diagramas mais elaborados como: Diagrama Ti Zr Y: segundo Pearce & Cann (1973):

A- Arcos de Ilha, B- MORB, C- Basaltos Clcio-alcalinos, D- Basaltos Intra-placas

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Zr

Ti/100

50

50

50

A

B

C

Sr/2

Diagrama: Ti Zr Sr: Segundo Pearce & Cann (1973)

A= basaltos Arco de Ilhas, B= basaltos Clcio-alcalinos, C= MORB

Sr mvel

Diagrama Y Nb Zr: Seg. Meschede, (1986)

A= lcali-basaltos intra-placa, B= E-MORB, C= basaltos toleticos intra-placa, D= N-MORB

Zr/4 50

50 50

BA

II

CD

I

Y

2*Nb

Todos os diagramas at agora apresentados para esse fim desuso.

Spidergrams = spiderdiagrams= padro de distribuio de elementos traos incompatveis.

Diagramas de Elementos Incompatveis

Normalizados (spiderdiagrams ou spidergrams)

H certa similaridade entre estes diagramas e aqueles dos ETR = Diagrama de ETR + Elementos incompatveis,

Agrupam-se os elementos traos incompatveis segundo a mineralogia do manto.

Representao: Diagrama de elementos x concentraes normalizadas em escala logartmica, agrupadas como um conjunto de elementos incompatveis, gerando um padro de distribuio, unindo-se os pontos.

Observe que os elementos so agrupados segundo suas afinidades geoqumicas

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Fuso Parcial menor D -> lquido

Padro distribuio MORB OIB

e crosta continental ocenica

Valores de normalizao mais comumente empregados:

Manto Primordial & Condritos

composio primordial da Terra

Basaltos de Cadeias Meso

Ocenicas (MORBs) rochas mais

abundantes da superfcie da Terra.

Deve-se observar o padro de distribuio destes elementos caractersticos dos ambientes tectnicos.

Para tanto, calcule sempre a relao Elemento / Elemento *

Estes diagramas tambm esto sujeitos a ao de processos que modificam as composies qumicas dos magmas

Ex observe o efeito da contaminao de uma rochas do tipo MORB com um gnaisse grantico veja como a curva se amolda ao padro do contaminante.

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Spiderdiagrams so amplamente utilizados em detrimento dos diagramas de Pearce & Cann, das dcadas de 1970-1980.

Assinatura geoqumica dos ambientes geotectnicos utilizado esses diagramas.

Cadeias Meso-Ocenicas

Modelo geolgico Perfil Cadeias Meso-Ocenicas

Modelo Hot-spot

Cadeias Ocenicas + Elevaes Ocenicos + Ilhas Ocenicos

Cadeia Meso-Atlntica

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Diferenas composies qumicas de elementos maiores entre basaltos de diferentes ambientes

Diferenas composies qumicas de elementos maiores entre basaltos de diferentes ambientes

Razes destacam as diferenas

Magma-mixing entre componentes mantlicos distintos

E-Morb (?)

Assinaturas Geoqumicas -MORB

P MORB OIB= Ambos Astenosfricos Enriquecidos

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Arcos de Ilhas Modelo Geolgico

Retro-arco

Arcos de Ilhas

Arcos de Ilhas

TH CAlk Alk

Assinaturas Geoqumicas Arcos

de Ilhas

OIB

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Margens Continentais Ativas Margens Continentais

Modelo Geolgico

Nazca x Placa Sul Americana

Assinaturas Geoqumicas Andes

Ilhas Ocenicas

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Ilhas Ocenicas Modelo Geolgico

Assinaturas Geoqumicas OIB (Hawaii)

Intra-Continental - CFB

Derrames PMP, SP

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Intra-Continental - CFB Magmatismo intra-continental

Modelo Geolgico

Assinaturas Geoqumicas CFB