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Modelagem Geoquímica

Geoquímica de Rochas

-2007-

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Introdução

Tradução de um processo petrogenético

através de equações matemáticas que

expressam as variações químicas no

sistema.

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Princípios

Magma ACristalização Fracionada

Fases cristalizadas: x, y, z, w, k

% fases cristalizadas: a, b, c, d, e

Magma B

• Traduzindo: A= ax+by+cz+dw+ek+B; e se: ax+by+cz+dw+ek= M; então podemos escrever:

A= B+M

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Diagramas de Variação:

Conjunto de rochas que supostamente pertençam a uma

mesma província magmática são plotadas em um

diagrama de um elemento em função de outro.

No eixo das abscissas: um ou mais elementos que são

denominados de “índices de evolução magmática”.

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Principais índices de evolução magmática

utilizados na literatura.

MgO

diminuição de sua concentração com o avanço da cristalização;

decréscimo de sua concentração com o avanço da fusão.

recomenda-se sua utilização na análise de suítes básica-intermediárias.

No estágio ácido, sua concentração está muito empobrecida.

Variações:

OKONaOFeFeOMgO

MgOSI

FeMg

Mg

FeOMgO

MgO

2232

100;;

100

Índices variam de 0 a 100% ou de 0 a 1 e possuem forte dependência com o valor de MgO

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0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011Observar a forte relação linear entre o MgO e o

índice SI.

SI=

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Principais índices de evolução magmática

utilizados na literatura.

SiO2= índice de Harker.

aumento de concentração com o avanço da cristalização;

decréscimo de sua concentração com o avanço da fusão.

Recomenda-se sua utilização quando se estuda suítes de

composição intermediária – ácida.

Naquelas de natureza básica, pequenas variações.

Variações: índice de Larsen (1938):

)(3

122 CaOMgOFeOOKSiO

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Quando empregado o índice de Larsen os trends são

mais lineares. O índice é mais difícil de se calcular e

interpretar. “Quanto mais simples melhor”

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Interpretação dos diagramas de variação.

Avaliar processos petrogenéticos simples:

Cristalização fracionada/fusão parcial;

Mistura magmática;

Magma-mixing.

→ Uso do princípio da mistura ou “regra da

balança”

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O Princípio da Mistura

Premissas:

Emprega diagramas binários e ternários;

Estes diagramas devem ser capazes de representarem as

composições químicas e mineralógicas dos magmas

envolvidos, através de pontos;

Ex.: MgO/FeO+MgO, representa bem a variação do

magma com a cristalização de olivina, piroxênios, biotita e

anfbólios mas é insensível a presença de feldspatos.

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O Princípio da Mistura Seja A e B dois elementos

químicos quaisquer

Seja I e F dois líquidos magmáticos (= rochas), com composições de A e B´;

Se ao líquido I é misturado o líquido F a composição do líquido derivado se fará ao longo da linha IF.

Não se aplica a razões entre elementos (as linhas se tornam curvas).

Em termos de membros finais I e F, a composição de D será:

A (% peso)B (%

pe

so)

I

D

F

100%

%%

_____

____

x

IF

ID

pesoI

pesoFD ou então 100%;100)(%

____

____

____

____

x

IF

DFIx

IF

IDF

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Aplicabilidade à cristalização fracionada

1- uma única fase mineral

Sejam as rochas “I” (parental)

e “D” (derivada);

Suspeita-se que D seja derivada de I a partir da cristalização do mineral K;

Escolhidos os elementos X e Y capazes de representarem I, D e K;

Se a hipótese for verdadeira, K, I e D deverão definir uma reta e a percentagem de cristalização de K, será:

100%____

____

x

KD

IDK

X (% peso)

Y (%

pe

so)

I

D

K

É conveniente testar a hipótese para vários

diagramas diferentes

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Aplicabilidade à cristalização fracionada – 1 só mineral, vários elementos

E assim teríamos: cristalização de olivina (ol), P= magma primário e D= magma derivado.

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Aplicabilidade à cristalização fracionada

2- duas fases minerais (K, L) simultâneamente

X (% peso)

Y (%

pe

so)

I

D

K

P

____

____

%

%

KP

PL

L

KP

100%;100%____

____

____

____

x

KL

KPLx

KL

PLK

Onde:

P= proporção de K e L cristalizadas e assim:

Ou então, em termos de membros finais:

e, a quantidade de líquido residual em relação à fase cristalina total, será: ____

____

ID

PI

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0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011-A- -B- -C-

ABC

cpx+olcpx+olcpx+ol

pl+olpl+cpx

Avaliação da cristalização simultânea de diversas fases minerais, é conveniente construir diversos diagramas e verificar a consistência das fases consideradas.

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Em uma suíte de rochas que apresenta como fenocristais o ortopiroxênio e a olivina →

evolução pode ocorrer através da cristalização destes minerais?

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Aplicabilidade à cristalização fracionada

3- em etapas: entrada de uma segunda fase mineral

Líquido inicial= L1

Inicia cristalização de K, até o

líquido atingir uma composição M. →

líquido varia sua composição segundo

L1M

Em M, inicia-se cristalização de

uma segunda fase mineral, L,

concomitantemente a K → Inflexão

da curva

Marcha de cristalização segue

segundo o vetor ML2= KM+LM.

A proporção de K e L cristalizadas é

dado por P.

A evolução de L1 para L2 pdoeria

se dar pela cristalização de K e L

simultaneamente na proporção de J.

B (% peso)

A (%

pe

so)

L1K

L

MP L2

J

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Em um trend de rochas, pontos de inflexão normalmente representam

mudanças no regime de evolução petrogenética.

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