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Title: Water-present eclogite melting – the effects of the phengite and water in the partial melting of basaltic rocks in earth’s early crust development.
Authors: Alkmin, Leonardo Azevedo Sá
metadata.dc.contributor.advisor: Lana, Cristiano de Carvalho
Stevens, Gary
Keywords: Petrologia
Granitóides potássicos
Fusão parcial
Issue Date: 2014
metadata.dc.contributor.referee: Lana, Cristiano de Carvalho
Novo, Tiago Amâncio
Nalini Júnior, Hermínio Arias
Stevens, Gary
Citation: ALKMIN, Leonardo Azevedo Sá. Water-present eclogite melting – the effects of the phengite and water in the partial melting of basaltic rocks in earth’s early crust development. 2014. 73 f. Dissertação (Mestrado em Evolução Crustal e Recursos Naturais) – Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2014.
Abstract: As suítes tonalíticas-trondjemíticas-granodioríticas (TTGs) de granidóides eram dominantes durante a formação da crosta oceânica félsica no Éon Arqueano. TTGs são granitóides caracterizados por alto teor de sílica (tipicamente superior a 68 wt.% SiO2) e sódio, com baixos valores das razões potássio-sódio (Na2O ~4.65 wt.%; K2O/ Na2O ~0.4), baixas razões La/Yb (~48) e baixos valores de concentração de Yb (~0.6 ppm). Laurie e Stevens (2012) demonstraram que magmas TTG com composição similar à média dos trondhjemitos arqueanos podem ser produzidos através da fusão parcial de rochas basálticas saturadas em água, sob condições de pressão e temperatura (PT) consistentes com a subducção arquena em fácies eclogíticas. O Barberton Granite Greesntone Terrane (BGGT), localizado no oeste da África do Sul e leste de Swazilândia é uma das províncias crustais mais antigas preservadas na Terra e provê um laboratório ideal para os estudos da evolução planetária nos seus estágios mais precoces da formação de crosta continental. Esse terreno é formado por rochas supracrustais associadas a três eventos de magmatismo TTG datados em ca 3.55, 3.42 e 3.23 Ga. Existe ainda um estágio de magmatismo potássico tardio de afinidade granítica-monazítica-sienítica (GMS) , originado a partir da fusão parcial dos plutons TTG. Esse estágio potássico não está relacionado, entretanto, com alguns seixos e rochas vulcânicas documentadas em Sanchez-Garrido et al. (2011) e Diegaardt (2013). Tratam-se de clastos peraluminosos de granitóides que ocorrem na forma de conglomerados e vulcanismo félsico no greenstone belt e possuem idades 3.550±45 Ma, 3.460±34 Ma e 3.270±36 Ma. Eles se diferem de típicos granitóides tipo-S da suíte GMS por seu caráter pouco sódico (0.30 wt.% em média) e concentrações razoáveis de Sr (12 – 330 ppm). Para esses granitos foi proposta uma gênese através da anatexia de rochas sedimentares subductadas junto com a crosta oceânica e isso explicaria a produção contemporânea desses granitóides peraluminosos e dos magmas TTG. Esse estudo investigou experimentalmente a possibilidade de magmas TTG e granitóides potássicos serem produzidos a partir da mesma fonte como consequência da fusão parcial em elevadas pressões. Os experimentos utilizaram-se de composições propostas por Smithies et al. (2009) para a composição média da crosta oceânica arqueana, em conjunto com condições de PT consistentes com as estruturas termais das zonas de subducção arqueanas propostas por Laurie et al. (2012). Os experimentos conduzidos demonstraram que em temperaturas relativamente baixas (800°C a 850°C a 2.5 GPa) a fonte máfica produz magmas graníticos peraluminosos com baixo teor de CaO (0.88 wt.% em média).
metadata.dc.description.abstracten: The tonalite-trondhjemite-granidiorite (TTGs) suites of granitoid rocks were dominant during the formation of the felsic continental crust in the Archean. TTGs are granitoids characterized by high contents of silica (typically higher than 68 wt.% SiO2) and sodium, with low potassium-sodium ratios (Na2O ~4.65 wt%; K2O/Na2O ~0.4), low La/Yb ratios (~48) and low Yb concentration (~0.6 ppm). It was demonstrated by Laurie and Stevens (2012) that TTG melts with compositions similar to the average Archean trondhjemite can be generated through partial melting of water saturated basaltic rocks, under pressure and temperature (PT) conditions consistent with Archean subduction in the eclogite facies. The Barberton Granite Greenstone Terrane (BGGT), located in west South Africa and east Swaziland is one of the oldest crustal provinces preserved on Earth and it makes an ideal laboratory to study the planetary early evolution. It comprises supralcrustal rocks associated to three TTG magmatism events dated at ca 3.55, 3.42 and 3.23 Ga. There is also a later potassic magmatism with granitic-monzonitic-syenitic affinity (GMS) stage, originated from the partial melting of the TTGs. This potassic stage is not related however to the older pebbles and volcanic rocks documented in Sanchez-Garrido et al. (2011) and Diegaardt (2013). These peraluminous granites which occur as clasts within conglomerates and felsic volcanism in the greenstone belt have ages of 3.550±45 Ma, 3.460±34 Ma and 3.270±36 Ma. They differ from typical S-type from the GMS suite rocks for they are characterized by very low CaO (0.30 wt% in average) and a reasonable concentration of Sr (12−330 ppm). It has been proposed that these granites formed by anatexis of sedimentary rocks subducted with oceanic crust as an explanation of the coeval production of peraluminous granite and TTG magmas. This study has experimentally investigated the possibility of TTG and potassic granitic magmas been produced by the same source as a consequence of high pressure melting. The experiments have used compositions proposed by Smithies et al. (2009) for average Archean oceanic crust, in conjunction with PT conditions consistent with the Archean subduction zone thermal structure proposed by Laurie et al. (2012). Experiments conducted demonstrate that at relatively low temperature (800°C to 850°C at 2.5 GPa) the mafic source produces peraluminous granitic melts with low CaO contents (0.88 wt% in average).
Description: Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais. Departamento de Geologia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/9901
metadata.dc.rights.license: Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo autor, 26/04/2018, com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho, desde que sejam citados o autor e o licenciante.
Appears in Collections:PPGECRN - Mestrado (Dissertações)

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