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Geologia e petrologia do maciço monzodiorítico-monzonítico de Piracaia-SP / Geology and petrology of the massive monzodiorítico-monzonítico of Piracaia, SP

Janasi, Valdecir de Assis 27 August 1986 (has links)
0 maciço de Piracaia aflora na parte N do Estado de São Paulo, ocupando área de 32 km2. É composto por uma suite de rochas em boa parte gnaissificadas e metamorfisadas, dominada por monzodioritos e monzonitos, mas com variações desde dioritos até álcali-quartzo sienitos e álcali granitos. A tendência composicional assim definida é semelhante à da série granitóide, \"alcalina\",(Lameyre & Bowden, 1982) . As rochas do maciço invadem a região de contato entre ortognaisses do Complexo Socorro e rochas supracrustais migmatizadas do Complexo Metamórfico Piracaia. São invadidas restritamente por veios granitóides; as relações de contato com corpos maiores de granitóides anatéticos vizinhos não são claras. A geração da foliação presente nas rochas do maciço é atribuída à fase de deformação \'F IND.n+2\'; dobras mega e mesoscópicas da fase \'F IND.n+3\' afetam essa foliação. Rochas monzodioríticas e monzoníticas formam a parte central do maciço, e são invadidas, nas bordas, pelos termos mais diferenciados, numa seqüência geral de colocação \"máfico-félsico\". A colocação dos facies tardios se processa sob um regime de esforços. As rochas ígneas preservadas no maciço têm como minerais principais plagioclásio, feldspato alcalino, biotita e augita. Fe-hiperstênio só aparece em alguns monzonitos, e quartzo, nas rochas mais diferenciadas. Como acessórios mais comuns, encontram-se apatita, magnetita e ilmenita. A cristalização dos feldspatos geralmente se inicia com o plagioclásio, mesmo em termos mais diferenciados, onde ele é mais sódico. Nas rochas monzodioríticas-monzonítìcas, após a coprecipitação de ambos os feldspatos, pode ser atingido um estágio de reabsorção do plagioclásio. Os máficos principais, e a sua seqüência de cristalização (biotita antes de augita, em especial nos monzodiorìtos) refletem a composição das rochas (principalmente, a riqueza em potássio), e o caráter pouco hidratado do sistema. A tendência, com a diferenciação, é de um aumento da razão Fe/ (Fe + Mg) em ambos os minerais, considerada compatível com a progressiva diminuição de f(H2O) e f(O2) no sistema. Em rochas monzodioríticas e monzoníticas, são comuns estruturas de segregação, como ocelos \"sieníticos\" e vênulas estictolíticas, em parte com migração posterior ao desenvolvimento de uma foliação. Os litotipos dos facies claros tardios do maciço são petrograficamente semelhantes às vênulas maiores, o se colocam, ao menos em parte, após o início dos processos de segregação. A geração inicial dos facies dioríticos a monzoníticos \"antigos\" parece devida cristalização fracionada , possivelmente governada pela extração de cristais em meio líquido. A gênese das estruturas posteriores de segregação (e dos facies \"tardios\") é admitida como resultado de processos de extração de líquidos residuais, ao que parece favorecidos pela deformação. A hipótese de que as segregações sejam reflexo de processos anatéticos pode justificar a distribuição dos elementos traços, e não pode ser descartada, mas parece menos viável, dada a similaridade da composição dos minerais aí presentes com a dos que cristalizaram nas rochas ígneas primárias do maciço, e as temperaturas relativamente elevadas requeridas para a fusão de protolitos de composição intermediária. As hipóteses genéticas foram testadas, de um modo semi-quantitativo, por modelagens geoquímicas. A extração de fases de cristalização precoce (plagioclásio, biotita e augita) responde de modo satisfatório pelas tendências químicas principais do maciço. Nos modelos de cristalização fracionada, o plagioclásio responde por mais de 50% da fase sólida extraída, e tem sua participação aumentada nos estágios tardios de diferenciação, onde o clinopiroxênio é fracionado em proporção menor; a biotita é geralmente o mineral máfico mais importante no fracionamento. 0 metamorfismo inicial no rnaciço é considerado \"sin-plutônico\", e contemporâneo à geração de segregações. Provoca reequilíbrios químicos , como adaptação a temperaturas menores (porém ainda elevadas) e fugacidades de H2O maiores . A contínua diminuição de T e o aporte de mais água provoca uma sucessão de peragêneses de grau metarnórfico mais baixo nas rochas do maciço, com a instabilizaçáo dos piroxênios e geração de hornblendas, que posteriormente dão lugar a paragêneses com biotita esverdeada e epidoto. 0 metamorfismo de grau mais baixo afeta as rochas de 75% do maciço, que paralelamente são as que têm aspecto gnáissico mais marcante. A distribuição espacial das rochas afetadas pelo meta morfismo indica que o aporte de fluidos foi facilitado na zona de borda do maciço, em especial a leste. Uma isócrona Rb-Sr em rocha total de 582±13 ma foi obtida em rochas metamorfisadas dos facies tardios do maciço, e é interpretada como a idade de rehomogeneização isotópica do sistema, que acompanha a recristalízação das rochas, contemporânea à fase de deformação \'F IND.n+ 2\'. / The Piracaia massif, located in the NE part of the State of São Paulo, crops out over 32 km2. Rock types cover a wide compositional range (diorites to alkali-feldspar quartz syenites and related granites), similar to the \"alkaline\" granitoid tendency of Lameyre & Bowden (1982), but monzodiorites and monzonites are by far predominant. Most rocks show, at least in part, tectonic foliation and metamorphic recrystallization. The massif was emplaced in the area of contact between the Socorro orthogneisses and migmatized supracrustal units of the Piracaia Metamorphic Complex. Locally, late granitoid veins intruded the massif with, but the contact and structural relations of the massif with nearby anatectic granites are unknown. Foliation within the massif is attributed to the regional \'F IND.n+2\' phase of deformation. Monzodiorites and monzonites, which comprise the central part of the massif, were intruded along their borders by late differentiated facies, apparently under forceful conditions. The intrusion sequence proceeded from more mafic to more felsic rock types. The principal primary minerals observed in preserved igneous textures are plagioclase, alkali feldspar, biotite and augite; Fe-hypersthene is found in some monzonites, and quartz in late differentiates. Main accessory minerals are apatite, magnetite and ilmenite. Crystallization usually began with plagioclase and biotite, followed by augite and alkali feldspar, this last mineral usually observed as an interstitial phase. Resorption of plagioclase was probably important in many monzonites and monzodiorites, alkali feldspar occasionally being seen as mantles around this mineral. The presence of augite and biotite in these rocks is a result of high K activity in the magmas, coupled with a relatively low H2O content. The chemical tendency, towards an increased Fe/ (Fe + Mg) ratio with differentiation in both minerals, is compatible with crystallization under diminishing fH2O and fO2. Syenitic ocellar and styctolithic \"segregation\" structures, in part later than the development of a foliation, occur pervasively in many monzodiorites and monzonites. Larger felsic veins are also found, in part later than the earliest segregations. The earliest rock types (diorites to leuco-monzonites) show petrographic and chemical relations compatible with derivation by crystal fractionation, possibly controlled by crystal extraction from a predominantly liquid mush. Late rock types, such as small segregations and larger masses of felsic differentiates, may represent residual liquids extracted from largely crystalline mushes. Thus, normal differentiation processes are possibly responsible for the generation of both early (predominant) rocks as well as late, more felsic varieties. On the other hand, an hypothesis of partial melting of and already crystallized intermediate rock mass (early monzodiorites and monzonites), coupled with segregation, is at least compatible with the distribution pattern of some trace elements in the late felsic facies. Crystallization processes are nevertheless favoured, since the compositions of minerals in segregations are very similar to those found in early rock types, and the temperature requirements for melting of intermediate, relatively dry protoliths seem to be unreasonably high. Petrogenetic hypotheses were tested using subtraction and trace-element diagrams. The separation of early-crystallizing minerals (plagioclase, biotite and augite) could reproduce differentiation paths like those shown by the Piracaia rocks. Up to 50% plagioclase would have to be fractionated in the early stages, and even more later; biotite and, to a lesser extent, augite, would have to be separated in significant amounts to account for major and trace element trends. Initial metamorphism within the massif is considered \"syn-plutonic\", related to the beginning of segregation; primary felsic and mafic minerals recrystallized in response to diminishing (but still high) temperatures and an increase in fH2O. Later metamorphism at diminishing temperatures generated hornblende (mainly from pyroxenes), and this, in turn, is replaced by lower-grade assemblages, mainly greenish biotite and epidote. Up to 15% of the massif shows both low-grade mineralogy and tectonic gneissic foliation; H2O influx, which favoured both deformation and recrystallization, was probably most significant along the marginal parts of the massif. A Rb-Sr whole-rock reference isochrone of 582 ± 13 Ma was obtained for the metamorphosed late facies. This value is interpreted as a metamorphic homogenization age, more or less contemporaneous with the \'F IND.n+2\' regional phase of deformation.
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Geologia e petrologia do maciço monzodiorítico-monzonítico de Piracaia-SP / Geology and petrology of the massive monzodiorítico-monzonítico of Piracaia, SP

Valdecir de Assis Janasi 27 August 1986 (has links)
0 maciço de Piracaia aflora na parte N do Estado de São Paulo, ocupando área de 32 km2. É composto por uma suite de rochas em boa parte gnaissificadas e metamorfisadas, dominada por monzodioritos e monzonitos, mas com variações desde dioritos até álcali-quartzo sienitos e álcali granitos. A tendência composicional assim definida é semelhante à da série granitóide, \"alcalina\",(Lameyre & Bowden, 1982) . As rochas do maciço invadem a região de contato entre ortognaisses do Complexo Socorro e rochas supracrustais migmatizadas do Complexo Metamórfico Piracaia. São invadidas restritamente por veios granitóides; as relações de contato com corpos maiores de granitóides anatéticos vizinhos não são claras. A geração da foliação presente nas rochas do maciço é atribuída à fase de deformação \'F IND.n+2\'; dobras mega e mesoscópicas da fase \'F IND.n+3\' afetam essa foliação. Rochas monzodioríticas e monzoníticas formam a parte central do maciço, e são invadidas, nas bordas, pelos termos mais diferenciados, numa seqüência geral de colocação \"máfico-félsico\". A colocação dos facies tardios se processa sob um regime de esforços. As rochas ígneas preservadas no maciço têm como minerais principais plagioclásio, feldspato alcalino, biotita e augita. Fe-hiperstênio só aparece em alguns monzonitos, e quartzo, nas rochas mais diferenciadas. Como acessórios mais comuns, encontram-se apatita, magnetita e ilmenita. A cristalização dos feldspatos geralmente se inicia com o plagioclásio, mesmo em termos mais diferenciados, onde ele é mais sódico. Nas rochas monzodioríticas-monzonítìcas, após a coprecipitação de ambos os feldspatos, pode ser atingido um estágio de reabsorção do plagioclásio. Os máficos principais, e a sua seqüência de cristalização (biotita antes de augita, em especial nos monzodiorìtos) refletem a composição das rochas (principalmente, a riqueza em potássio), e o caráter pouco hidratado do sistema. A tendência, com a diferenciação, é de um aumento da razão Fe/ (Fe + Mg) em ambos os minerais, considerada compatível com a progressiva diminuição de f(H2O) e f(O2) no sistema. Em rochas monzodioríticas e monzoníticas, são comuns estruturas de segregação, como ocelos \"sieníticos\" e vênulas estictolíticas, em parte com migração posterior ao desenvolvimento de uma foliação. Os litotipos dos facies claros tardios do maciço são petrograficamente semelhantes às vênulas maiores, o se colocam, ao menos em parte, após o início dos processos de segregação. A geração inicial dos facies dioríticos a monzoníticos \"antigos\" parece devida cristalização fracionada , possivelmente governada pela extração de cristais em meio líquido. A gênese das estruturas posteriores de segregação (e dos facies \"tardios\") é admitida como resultado de processos de extração de líquidos residuais, ao que parece favorecidos pela deformação. A hipótese de que as segregações sejam reflexo de processos anatéticos pode justificar a distribuição dos elementos traços, e não pode ser descartada, mas parece menos viável, dada a similaridade da composição dos minerais aí presentes com a dos que cristalizaram nas rochas ígneas primárias do maciço, e as temperaturas relativamente elevadas requeridas para a fusão de protolitos de composição intermediária. As hipóteses genéticas foram testadas, de um modo semi-quantitativo, por modelagens geoquímicas. A extração de fases de cristalização precoce (plagioclásio, biotita e augita) responde de modo satisfatório pelas tendências químicas principais do maciço. Nos modelos de cristalização fracionada, o plagioclásio responde por mais de 50% da fase sólida extraída, e tem sua participação aumentada nos estágios tardios de diferenciação, onde o clinopiroxênio é fracionado em proporção menor; a biotita é geralmente o mineral máfico mais importante no fracionamento. 0 metamorfismo inicial no rnaciço é considerado \"sin-plutônico\", e contemporâneo à geração de segregações. Provoca reequilíbrios químicos , como adaptação a temperaturas menores (porém ainda elevadas) e fugacidades de H2O maiores . A contínua diminuição de T e o aporte de mais água provoca uma sucessão de peragêneses de grau metarnórfico mais baixo nas rochas do maciço, com a instabilizaçáo dos piroxênios e geração de hornblendas, que posteriormente dão lugar a paragêneses com biotita esverdeada e epidoto. 0 metamorfismo de grau mais baixo afeta as rochas de 75% do maciço, que paralelamente são as que têm aspecto gnáissico mais marcante. A distribuição espacial das rochas afetadas pelo meta morfismo indica que o aporte de fluidos foi facilitado na zona de borda do maciço, em especial a leste. Uma isócrona Rb-Sr em rocha total de 582±13 ma foi obtida em rochas metamorfisadas dos facies tardios do maciço, e é interpretada como a idade de rehomogeneização isotópica do sistema, que acompanha a recristalízação das rochas, contemporânea à fase de deformação \'F IND.n+ 2\'. / The Piracaia massif, located in the NE part of the State of São Paulo, crops out over 32 km2. Rock types cover a wide compositional range (diorites to alkali-feldspar quartz syenites and related granites), similar to the \"alkaline\" granitoid tendency of Lameyre & Bowden (1982), but monzodiorites and monzonites are by far predominant. Most rocks show, at least in part, tectonic foliation and metamorphic recrystallization. The massif was emplaced in the area of contact between the Socorro orthogneisses and migmatized supracrustal units of the Piracaia Metamorphic Complex. Locally, late granitoid veins intruded the massif with, but the contact and structural relations of the massif with nearby anatectic granites are unknown. Foliation within the massif is attributed to the regional \'F IND.n+2\' phase of deformation. Monzodiorites and monzonites, which comprise the central part of the massif, were intruded along their borders by late differentiated facies, apparently under forceful conditions. The intrusion sequence proceeded from more mafic to more felsic rock types. The principal primary minerals observed in preserved igneous textures are plagioclase, alkali feldspar, biotite and augite; Fe-hypersthene is found in some monzonites, and quartz in late differentiates. Main accessory minerals are apatite, magnetite and ilmenite. Crystallization usually began with plagioclase and biotite, followed by augite and alkali feldspar, this last mineral usually observed as an interstitial phase. Resorption of plagioclase was probably important in many monzonites and monzodiorites, alkali feldspar occasionally being seen as mantles around this mineral. The presence of augite and biotite in these rocks is a result of high K activity in the magmas, coupled with a relatively low H2O content. The chemical tendency, towards an increased Fe/ (Fe + Mg) ratio with differentiation in both minerals, is compatible with crystallization under diminishing fH2O and fO2. Syenitic ocellar and styctolithic \"segregation\" structures, in part later than the development of a foliation, occur pervasively in many monzodiorites and monzonites. Larger felsic veins are also found, in part later than the earliest segregations. The earliest rock types (diorites to leuco-monzonites) show petrographic and chemical relations compatible with derivation by crystal fractionation, possibly controlled by crystal extraction from a predominantly liquid mush. Late rock types, such as small segregations and larger masses of felsic differentiates, may represent residual liquids extracted from largely crystalline mushes. Thus, normal differentiation processes are possibly responsible for the generation of both early (predominant) rocks as well as late, more felsic varieties. On the other hand, an hypothesis of partial melting of and already crystallized intermediate rock mass (early monzodiorites and monzonites), coupled with segregation, is at least compatible with the distribution pattern of some trace elements in the late felsic facies. Crystallization processes are nevertheless favoured, since the compositions of minerals in segregations are very similar to those found in early rock types, and the temperature requirements for melting of intermediate, relatively dry protoliths seem to be unreasonably high. Petrogenetic hypotheses were tested using subtraction and trace-element diagrams. The separation of early-crystallizing minerals (plagioclase, biotite and augite) could reproduce differentiation paths like those shown by the Piracaia rocks. Up to 50% plagioclase would have to be fractionated in the early stages, and even more later; biotite and, to a lesser extent, augite, would have to be separated in significant amounts to account for major and trace element trends. Initial metamorphism within the massif is considered \"syn-plutonic\", related to the beginning of segregation; primary felsic and mafic minerals recrystallized in response to diminishing (but still high) temperatures and an increase in fH2O. Later metamorphism at diminishing temperatures generated hornblende (mainly from pyroxenes), and this, in turn, is replaced by lower-grade assemblages, mainly greenish biotite and epidote. Up to 15% of the massif shows both low-grade mineralogy and tectonic gneissic foliation; H2O influx, which favoured both deformation and recrystallization, was probably most significant along the marginal parts of the massif. A Rb-Sr whole-rock reference isochrone of 582 ± 13 Ma was obtained for the metamorphosed late facies. This value is interpreted as a metamorphic homogenization age, more or less contemporaneous with the \'F IND.n+2\' regional phase of deformation.
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Fusão por desidratação de quartzo-biotita-anfibolito do Complexo Piracaia (Estado de São Paulo) sob temperatura de 950º C e pressões de 900 e 1100 MPa e implicações para a geração de magmas graníticos / not available

Torres Corredor, Johan Santiago 01 June 2017 (has links)
Dois experimentos de fusão por desidratação de quartzo-biotita anfibolito do Complexo Metamórfico Piracaia, Estado de São Paulo, foram efetuados sob condições de 950°C, 900 e 1100 MPa, em aparato pistão-cilindro, tipo end-loaded, Bristol de 200 tons. Em ambos foram utilizadas cápsulas e celas experimentais constituídas por \'Au IND.75\'\'Pd IND.25\' e folha de Pb - NaCl - vidro pirex - grafita - MgO, respectivamente. O tempo total dos experimentos foi superior a 160h e eles simulam condições da crosta inferior (ca. 30 km de profundidade) e crosta inferior profunda (ca. 35-40 km), respectivamente. A amostra de partida apresenta estrutura levemente bandada, migmatítica, textura granoblástica equigranular de granulação média e M\' \'quase igual a\' 50. Localmente apresenta venulações tardias contendo epídoto. Anfibólio cálcico e plagioclásio constituem 90%vol. e ocorrem em proporção próxima a 1:1; em menor proporção aparecem flogopita (5%), quartzo (4%) e os acessórios titanita, apatita, sulfetos, allanita, zircão. A rocha apresenta assinatura geoquímica similar aos E-MORBs, contendo teores mais elevados de K2O e ETRLs em relação a anfibolitos típicos de afinidade MORB. O anfibólio corresponde a pargasita/Mg-hornblenda (0,51 \'<OU=\' mg# \'<OU=\' 0,62), enquanto o plagioclásio é oligoclásio (An20-25); a flogopita apresenta 0,53 mg# \'<OU=\' 0,60. O conteúdo em Al da hornblenda e o equilíbrio hornblenda-plagioclásio indicam pressões e temperaturas de metamorfismo/ migmatização sob 600 (±60) MPa e 660 (±50)°C. Nos dois casos foi obtido 15-20 %vol de fusão de composição monzogranítica, magnesiana, metaluminosa a moderadamente peraluminosa e 80-85 % de fases cristalinas residuais-reequilibradas e/ou neoformadas. Entre estas, predominam o plagioclásio zonado reequilibrado (50% vol, com núcleos de oligoclásio e bordas de andesina) e, como fases neoformadas, ortopiroxênio (Opx) enstatítico (0,67 \'<OU=\' mg# \'<OU=\' 0,85) e clinopiroxênio (Cpx) augítico (0,64 <= mg# <= 0,77), que constituem 19-24% (maior no experimento sob 900 MPa), em uma proporção cpx:opx mais ou menos constante de aproximadamente 10:1. Óxidos neoformados de Fe-Ti correspondem a Ti-magnetita e ilmenita nos experimentos sob 900 e 1100 MPa, respectivamente. Pargasita/Mgedenita (9%) e flogopita residuais/reequilibradas aparecem particularmente nas zonas de borda das cápsulas experimentais; a biotita apenas no experimento de menor pressão. Entre os minerais acessórios, a titanita é a fase mais reativa, aparecendo frequentemente com mantos de óxidos de Fe-Ti. Granada, ao contrário do inicialmente esperado, não aparece entre os produtos do experimento de maior pressão. Os anfibólios apresentam valores mg# algo menores e ocupações de Ca+Na+K maiores no sítio cristalino A quando comparados aos presentes na amostra de partida. As condições de fugacidade de O2 ( fO2) calculadas para o equilíbrio oxired entre Timagnetita e ilmenita do experimento sob 1100 MPa indicam condições relativamente oxidantes, pouco superiores ao buffer Ni-NiO (\'quase igual a\'\'delta\'NNO+0,5). As atividades de H2O (aH2O), estimadas a partir das composições normativas Qz-Ab-Or dos vidros (fusões), sugerem valores abaixo da saturação e pouco menores (0,3 -0,5) para o experimento de maior pressão. Estimativas de P e T independentes, bem como de partição Mg-Fe, embasadas em termômetros e termobarômetros envolvendo os pares opx-fusão, cpxfusão e opx-cpx e partições Mg-Fe entre estas fases [KD(Fe-Mg)Opx-Liq, KD(Fe-Mg)Cpx-liq e KD(Fe-Mg)Opx-Cpx] são perfeitamente compatíveis com as esperadas para as condições de realização dos experimentos e sugerem que ambos alcançaram condições próximas e/ou de equilíbrio mesmo nas zonas centrais das cápsulas. As variações composicionais dos produtos e das texturas associadas reafirmam a ideia de que, em processos de fusão deste tipo, o equilíbrio químico é geralmente alcançado antes que o equilíbrio textural. Os resultados obtidos indicam que a fusão por desidratação de pequenas parcelas (15- 20%) de anfibolitos \"enriquecidos\" sob temperaturas de 950°C e pressões na faixa entre 900 e 1100 MPa, pode gerar fusões monzograníticas magnesianas, metaluminosas a marginalmente peraluminosas, com K2O>Na2O, similares aos líquidos precursores do denominado magmatismo de \"tipo-I\", em parte gerados por fusão de rochas meta-ígneas da crosta inferior. A fusão de fontes meta-basálticas deste tipo e a extração dos líquidos insaturados em H2O produzidos deixaria para trás um resíduo de hornblendaclinopiroxênio-granulito máfico, representativos das fácies granulito intermediário, dado pelo equilíbrio entre ortopiroxênio e plagioclásio. A ausência de granada no experimento de maior pressão, bem como as composições monzograníticas obtidas para as fusões, possivelmente estão relacionadas à composição, relativamente \"enriquecida\", do material de partida utilizado quando comparado aos experimentos similares da literatura, efetuados a partir de anfibolitos típicos, que resultam em fusões menos evoluídas, com composições tonalíticas/trondhjemíticas a granodioríticas. / Two dehydration melting experiments of a quartz-biotite amphibolite of the Piracaia Metamorphic Complex (São Paulo, Brazil) were carried out at a temperature of 950°C, and pressure ranges of 900 and 1100 MPa, in an end-loaded, Bristol Type, pistoncylinder apparatus of 200 ton. Both experiments used experimental capsules and cells made of \'Au IND.75\'\'Pd IND.25\' and Pb foil - NaCl - Pyrex glass - Graphite - MgO, respectively. The total time of the two experiments was greater than 160 h and they simulate lower crust (~30 km) and deep lower crust (~35-40 km) conditions, respectively. The starting material employed is characterized by a migmatitic-like banding structure with equigranular granoblastic, medium-grained, texture and M\' (color index) \'quase igual a\' 50. Calcic amphibole and plagioclase are the main minerals (90 wt %) occurring in a 1:1 proportion ratio. Phlogopite (5 %), quartz (4%) and accessory minerals such as titanite, apatite, sulfides, allanite and zircon are also present. The rock has a geochemical signature of E-MORB, with relatively high content of K2O and LREE as compared with typical MORBderived amphibolites. The amphibole is pargasite/Mg-hornblende (0.51 \'<OU=\' mg# \'<OU=\' 0.62), while plagioclase is oligoclase (An20-25) and phlogopite has 0.53 \'<OU=\' mg# \'< OU\'= 0.60. Al-inhornblende and hornblende-plagioclase geothermobarometry point to P-T metamorphic conditions at 600 (± 60) MPa and 660 (± 50)°C. In both cases, it was obtained a 15-20%vol of magnesian monzogranitic melts of metaluminous to moderately slightly peraluminous signatures and 80-85% of newly formed and/or re-equilibrated, residual, crystalline phases. These include re-equilibrated plagioclase with zoned texture (50% vol, from oligoclase cores to andesine rims) and newly formed orthopyroxene (enstatite, 0.67 <= mg# <= 0.85) and clinopyroxene (augite, 0.64 \'< OU=\' mg# \'<OU=\' 0.77) constituting 19-24% (great volume in the 900 MPa experiment) and with a cpx:opx relatively constant proportion of 10:1. Newly grown Fe-Ti oxides are Timagnetite and Ti-magnetite together with ilmenite in the 900 and 1100 MPa experiments, respectively. Residual, re-equilibrated, pargasite/Mg-edenite (9%) and phlogopite appear particularly in capsules border areas; biotite occurs only in the low-pressure experiment. Among the accessory minerals, titanite is the most reactive, with rims of FeTi oxides. Garnet, unlike expected, was not found among the products of the highpressure experiment. Amphiboles have lower mg# and higher Ca+Na+K occupations in the A sites as compared with those of the starting material. Oxygen fugacity (fO2) calculated for redox equilibrium between Ti-magnetite and ilmenite from the highpressure experiment indicates oxidizing conditions somewhat above the Ni-NiO \'quase igual a\' \'\'delta\' NNO+0.5) buffer. Water activities (aH2O) estimates from the Qz-Ab-Or normative compositions of the formed glasses suggest under-saturated water environments, with values somewhat lower (0,3 -0,5) for the low-pressure experiment. Independent pressure and temperature estimates as well as Fe-Mg partitioning coefficients, based on opx-melts, cpx-melts and opx-cpx pairs thermometry and thermobarometry and Fe-Mg partitioning coefficients [KD(Fe-Mg)Opx-melt,KD(Fe-Mg)Cpx-melt and KD(Fe-Mg)Opx-Cpx], are compatible with the expected results under the selected conditions for both experiments and suggests that equilibrium or near-equilibrium conditions were reached in the central area of the capsules. Compositional variations in the final products and associated textures reaffirm the idea that, in melting experiments of the conducted type, chemical equilibria is reached before textural equilibria. Experimental results indicate that dehydration melting in relatively small fractions (15- 20% melt volumes) of \"enriched\" amphibolites under a temperature of 950°C and pressures between 900 and 1100 MPa could generate magnesian monzogranitic melts with a metaluminous to moderately peraluminous character and K2O>Na2O, like precursor liquids of the so-called I-type magmatism, partly generated by partial melting of meta-igneous rocks constituting the lower crust. The partial melting of such meta-basaltic sources and extraction of the waterundersaturated liquids would leave behind a hornblende-clinopyroxene bearing mafic granulite residue representative of the intermediate granulite facies given by the orthopyroxene and plagioclase equilibria. The absence of garnet in the higher-pressure experiment as well as the monzogranitic compositions obtained are related to a relative \"enriched\" nature of the starting material as compared to other experimental results, starting from typical amphibolites, which result in less evolved melts, with tonalitictrondhjemitic to granodioritic compositions.
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Fusão por desidratação de quartzo-biotita-anfibolito do Complexo Piracaia (Estado de São Paulo) sob temperatura de 950º C e pressões de 900 e 1100 MPa e implicações para a geração de magmas graníticos / not available

Johan Santiago Torres Corredor 01 June 2017 (has links)
Dois experimentos de fusão por desidratação de quartzo-biotita anfibolito do Complexo Metamórfico Piracaia, Estado de São Paulo, foram efetuados sob condições de 950°C, 900 e 1100 MPa, em aparato pistão-cilindro, tipo end-loaded, Bristol de 200 tons. Em ambos foram utilizadas cápsulas e celas experimentais constituídas por \'Au IND.75\'\'Pd IND.25\' e folha de Pb - NaCl - vidro pirex - grafita - MgO, respectivamente. O tempo total dos experimentos foi superior a 160h e eles simulam condições da crosta inferior (ca. 30 km de profundidade) e crosta inferior profunda (ca. 35-40 km), respectivamente. A amostra de partida apresenta estrutura levemente bandada, migmatítica, textura granoblástica equigranular de granulação média e M\' \'quase igual a\' 50. Localmente apresenta venulações tardias contendo epídoto. Anfibólio cálcico e plagioclásio constituem 90%vol. e ocorrem em proporção próxima a 1:1; em menor proporção aparecem flogopita (5%), quartzo (4%) e os acessórios titanita, apatita, sulfetos, allanita, zircão. A rocha apresenta assinatura geoquímica similar aos E-MORBs, contendo teores mais elevados de K2O e ETRLs em relação a anfibolitos típicos de afinidade MORB. O anfibólio corresponde a pargasita/Mg-hornblenda (0,51 \'<OU=\' mg# \'<OU=\' 0,62), enquanto o plagioclásio é oligoclásio (An20-25); a flogopita apresenta 0,53 mg# \'<OU=\' 0,60. O conteúdo em Al da hornblenda e o equilíbrio hornblenda-plagioclásio indicam pressões e temperaturas de metamorfismo/ migmatização sob 600 (±60) MPa e 660 (±50)°C. Nos dois casos foi obtido 15-20 %vol de fusão de composição monzogranítica, magnesiana, metaluminosa a moderadamente peraluminosa e 80-85 % de fases cristalinas residuais-reequilibradas e/ou neoformadas. Entre estas, predominam o plagioclásio zonado reequilibrado (50% vol, com núcleos de oligoclásio e bordas de andesina) e, como fases neoformadas, ortopiroxênio (Opx) enstatítico (0,67 \'<OU=\' mg# \'<OU=\' 0,85) e clinopiroxênio (Cpx) augítico (0,64 <= mg# <= 0,77), que constituem 19-24% (maior no experimento sob 900 MPa), em uma proporção cpx:opx mais ou menos constante de aproximadamente 10:1. Óxidos neoformados de Fe-Ti correspondem a Ti-magnetita e ilmenita nos experimentos sob 900 e 1100 MPa, respectivamente. Pargasita/Mgedenita (9%) e flogopita residuais/reequilibradas aparecem particularmente nas zonas de borda das cápsulas experimentais; a biotita apenas no experimento de menor pressão. Entre os minerais acessórios, a titanita é a fase mais reativa, aparecendo frequentemente com mantos de óxidos de Fe-Ti. Granada, ao contrário do inicialmente esperado, não aparece entre os produtos do experimento de maior pressão. Os anfibólios apresentam valores mg# algo menores e ocupações de Ca+Na+K maiores no sítio cristalino A quando comparados aos presentes na amostra de partida. As condições de fugacidade de O2 ( fO2) calculadas para o equilíbrio oxired entre Timagnetita e ilmenita do experimento sob 1100 MPa indicam condições relativamente oxidantes, pouco superiores ao buffer Ni-NiO (\'quase igual a\'\'delta\'NNO+0,5). As atividades de H2O (aH2O), estimadas a partir das composições normativas Qz-Ab-Or dos vidros (fusões), sugerem valores abaixo da saturação e pouco menores (0,3 -0,5) para o experimento de maior pressão. Estimativas de P e T independentes, bem como de partição Mg-Fe, embasadas em termômetros e termobarômetros envolvendo os pares opx-fusão, cpxfusão e opx-cpx e partições Mg-Fe entre estas fases [KD(Fe-Mg)Opx-Liq, KD(Fe-Mg)Cpx-liq e KD(Fe-Mg)Opx-Cpx] são perfeitamente compatíveis com as esperadas para as condições de realização dos experimentos e sugerem que ambos alcançaram condições próximas e/ou de equilíbrio mesmo nas zonas centrais das cápsulas. As variações composicionais dos produtos e das texturas associadas reafirmam a ideia de que, em processos de fusão deste tipo, o equilíbrio químico é geralmente alcançado antes que o equilíbrio textural. Os resultados obtidos indicam que a fusão por desidratação de pequenas parcelas (15- 20%) de anfibolitos \"enriquecidos\" sob temperaturas de 950°C e pressões na faixa entre 900 e 1100 MPa, pode gerar fusões monzograníticas magnesianas, metaluminosas a marginalmente peraluminosas, com K2O>Na2O, similares aos líquidos precursores do denominado magmatismo de \"tipo-I\", em parte gerados por fusão de rochas meta-ígneas da crosta inferior. A fusão de fontes meta-basálticas deste tipo e a extração dos líquidos insaturados em H2O produzidos deixaria para trás um resíduo de hornblendaclinopiroxênio-granulito máfico, representativos das fácies granulito intermediário, dado pelo equilíbrio entre ortopiroxênio e plagioclásio. A ausência de granada no experimento de maior pressão, bem como as composições monzograníticas obtidas para as fusões, possivelmente estão relacionadas à composição, relativamente \"enriquecida\", do material de partida utilizado quando comparado aos experimentos similares da literatura, efetuados a partir de anfibolitos típicos, que resultam em fusões menos evoluídas, com composições tonalíticas/trondhjemíticas a granodioríticas. / Two dehydration melting experiments of a quartz-biotite amphibolite of the Piracaia Metamorphic Complex (São Paulo, Brazil) were carried out at a temperature of 950°C, and pressure ranges of 900 and 1100 MPa, in an end-loaded, Bristol Type, pistoncylinder apparatus of 200 ton. Both experiments used experimental capsules and cells made of \'Au IND.75\'\'Pd IND.25\' and Pb foil - NaCl - Pyrex glass - Graphite - MgO, respectively. The total time of the two experiments was greater than 160 h and they simulate lower crust (~30 km) and deep lower crust (~35-40 km) conditions, respectively. The starting material employed is characterized by a migmatitic-like banding structure with equigranular granoblastic, medium-grained, texture and M\' (color index) \'quase igual a\' 50. Calcic amphibole and plagioclase are the main minerals (90 wt %) occurring in a 1:1 proportion ratio. Phlogopite (5 %), quartz (4%) and accessory minerals such as titanite, apatite, sulfides, allanite and zircon are also present. The rock has a geochemical signature of E-MORB, with relatively high content of K2O and LREE as compared with typical MORBderived amphibolites. The amphibole is pargasite/Mg-hornblende (0.51 \'<OU=\' mg# \'<OU=\' 0.62), while plagioclase is oligoclase (An20-25) and phlogopite has 0.53 \'<OU=\' mg# \'< OU\'= 0.60. Al-inhornblende and hornblende-plagioclase geothermobarometry point to P-T metamorphic conditions at 600 (± 60) MPa and 660 (± 50)°C. In both cases, it was obtained a 15-20%vol of magnesian monzogranitic melts of metaluminous to moderately slightly peraluminous signatures and 80-85% of newly formed and/or re-equilibrated, residual, crystalline phases. These include re-equilibrated plagioclase with zoned texture (50% vol, from oligoclase cores to andesine rims) and newly formed orthopyroxene (enstatite, 0.67 <= mg# <= 0.85) and clinopyroxene (augite, 0.64 \'< OU=\' mg# \'<OU=\' 0.77) constituting 19-24% (great volume in the 900 MPa experiment) and with a cpx:opx relatively constant proportion of 10:1. Newly grown Fe-Ti oxides are Timagnetite and Ti-magnetite together with ilmenite in the 900 and 1100 MPa experiments, respectively. Residual, re-equilibrated, pargasite/Mg-edenite (9%) and phlogopite appear particularly in capsules border areas; biotite occurs only in the low-pressure experiment. Among the accessory minerals, titanite is the most reactive, with rims of FeTi oxides. Garnet, unlike expected, was not found among the products of the highpressure experiment. Amphiboles have lower mg# and higher Ca+Na+K occupations in the A sites as compared with those of the starting material. Oxygen fugacity (fO2) calculated for redox equilibrium between Ti-magnetite and ilmenite from the highpressure experiment indicates oxidizing conditions somewhat above the Ni-NiO \'quase igual a\' \'\'delta\' NNO+0.5) buffer. Water activities (aH2O) estimates from the Qz-Ab-Or normative compositions of the formed glasses suggest under-saturated water environments, with values somewhat lower (0,3 -0,5) for the low-pressure experiment. Independent pressure and temperature estimates as well as Fe-Mg partitioning coefficients, based on opx-melts, cpx-melts and opx-cpx pairs thermometry and thermobarometry and Fe-Mg partitioning coefficients [KD(Fe-Mg)Opx-melt,KD(Fe-Mg)Cpx-melt and KD(Fe-Mg)Opx-Cpx], are compatible with the expected results under the selected conditions for both experiments and suggests that equilibrium or near-equilibrium conditions were reached in the central area of the capsules. Compositional variations in the final products and associated textures reaffirm the idea that, in melting experiments of the conducted type, chemical equilibria is reached before textural equilibria. Experimental results indicate that dehydration melting in relatively small fractions (15- 20% melt volumes) of \"enriched\" amphibolites under a temperature of 950°C and pressures between 900 and 1100 MPa could generate magnesian monzogranitic melts with a metaluminous to moderately peraluminous character and K2O>Na2O, like precursor liquids of the so-called I-type magmatism, partly generated by partial melting of meta-igneous rocks constituting the lower crust. The partial melting of such meta-basaltic sources and extraction of the waterundersaturated liquids would leave behind a hornblende-clinopyroxene bearing mafic granulite residue representative of the intermediate granulite facies given by the orthopyroxene and plagioclase equilibria. The absence of garnet in the higher-pressure experiment as well as the monzogranitic compositions obtained are related to a relative \"enriched\" nature of the starting material as compared to other experimental results, starting from typical amphibolites, which result in less evolved melts, with tonalitictrondhjemitic to granodioritic compositions.

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