Modelagem Geoquímica Geoquímica de Rochas -2007-
Introdução Tradução de um processo petrogenético através de equações matemáticas que expressam as variações químicas no sistema.
Princípios Magma A Cristalização 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
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.
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: 100MgO Mg ; ; SI MgO FeO Mg Fe 100MgO MgO FeO Fe O Na O K Índices variam de 0 a 100% ou de 0 a 1 e possuem forte dependência com o valor de MgO 2 3 2 2 O
Observar a forte relação linear entre o MgO e o índice SI. SI=
Principais índices de evolução magmática utilizados na literatura. SiO 2 = 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): 1 3 SiO2 K2O ( FeO MgO CaO)
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
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
Premissas: O Princípio da Mistura 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.
O Princípio da Mistura 0011 0010 Seja 1010 A e 1101 B dois 0001 elementos 0100 1011 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: B (% peso) I A (% peso) % pesof ID x100 ou então % F ( ) x100; % I x100 % pesoi IF IF IF % D _ ID D F DF
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: % K ID x100 KD Y (% peso) K I X (% peso) É conveniente testar a hipótese para vários diagramas diferentes D
Aplicabilidade à cristalização fracionada 1 só mineral, vários elementos E assim teríamos: cristalização de olivina (ol), P= magma primário e D= magma derivado.
Aplicabilidade à cristalização fracionada 2- duas fases minerais (K, L) simultâneamente K Y (% peso) D I P X (% peso) Onde: P= proporção de K e L cristalizadas e assim: P % K % L PL KP Ou então, em termos de membros finais: PL KP % K x100; % L KL KL PI e, a quantidade de líquido residual em relação à fase cristalina total, será: ID x100
Avaliação da cristalização simultânea de diversas fases minerais, é conveniente construir diversos diagramas e verificar a consistência das fases consideradas. -A- -B- -C- A B C cpx+ol cpx+ol cpx+ol pl+ol pl+cpx
Em uma suíte de rochas que apresenta como fenocristais o ortopiroxênio e a olivina evolução pode ocorrer através da cristalização destes minerais?
A (% peso) 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 K J L1 P L M B (% peso) L2 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.
Em um trend de rochas, pontos de inflexão normalmente representam mudanças no regime de evolução petrogenética.