Dados da Submissão

Título

RELAÇÕES FÍSICO-QUÍMICAS ENTRE LÍQUIDOS SILICÁTICOS-CARBONATADOS EM CONDIÇÕES HIDRATADAS NA LITOSFERA PROFUNDA

Texto do resumo

Líquidos carbonatíticos podem ser gerados e migrarem através da astenosfera e litosfera, causando metassomatismo mantélico (Green & Wallace, 1988) e evoluírem para magmas silicáticos-carbonatados ao reagirem com o manto (Dasgupta & Hirschmann, 2007). Estudos experimentais sugerem que a origem de líquidos kimberlíticos está ligada a esse processo (Russel et al., 2012; Sharygin et al., 2014). Em função da quantidade de álcalis, líquidos carbonatíticos e silicáticos podem ser imiscíveis (Kamenestky & Yaxley, 2015). Em maior detalhe, considera-se que líquidos Na-dolomíticos reagem com o manto, transformando lherzolitos e harzburgitos em wherlitos ao consumirem piroxênio e gerar clinopiroxênio sódico (Green & Wallace, 1988; Yaxley et al., 1991; Kogarko et al., 1995). Esses líquidos carbonatíticos capazes de ascender ao manto litosférico usualmente contêm componentes alcalinos (Na e K), visto que líquidos carbonatíticos calcio-magnesianas sem álcalis são muito refratários e não estáveis em condições da litosfera (Dalton & Presnall, 1998; Shatskiy et al., 2018, 2021). O objetivo do presente estudo, realizado a partir de petrologia experimental, é determinar composições primárias de magmas ultramáficos derivados de líquidos silicáticos-carbonatados e suas relações de fase na presença de água e álcalis em condições mantélicas. Duas amostras que representam diferentes proporções de componentes carbonatíticos e kimberlíticos (Carbonatito10/Kimberlito90 e Carbonatito30/Kimberlito70, C10/K90 e C30/K70, respectivamente) foram preparadas, inseridas em uma cápsula de Au-Pd e processadas em uma prensa de perfil toroidal sob diferentes condições de pressão e temperatura (4 à 6 GPa, 1200-1300°C). Os experimentos foram analisados usando-se MEV-EDS para investigação semi-quantitativa, microssonda eletrônica para determinação quantitativa das composições das fases e espectroscopia Raman para confirmação de espécies de líquidos carbonatíticos. Os resultados mostraram estabilidade de liquidos carbonatíticos Fe-dolomíticos em equilíbrio com composições minerais wherlíticas e ortopiroxeníticas. A diminuição da pressão de 6 para 4 GPa aumenta o teor de sílica do sistema C10/K90 e gera uma série de líquidos de composição entre carbonatítico e lamprofírico. Entretanto, o aumento de temperatura no sistema C30/K70 diminui o teor de sílica dos líquidos desde lamprofírico alcalino para um líquido transicional entre carbonatítico e aillikítico em 4 GPa, e de um líquido aillkítico para carbonatítico, a 6 GPa. Apesar da expectativa que fusões carbonatíticas relativamente depletadas em álcalis fossem refratárias demais para estabilizarem em condições litosféricas, como proposto por Dalton & Presnall (1998) e Shatskiy et al. (2018), os experimentos realizados demonstraram que é possível estabilizar composições de líquidos carbonatíticos Fe-dolomíticas em condições hidratadas, mesmo com baixas quantidades de álcalis. Os resultados deste trabalho também demonstram que da composição silicática-carbonatada investigada rica em cálcio e magnésio, nenhuma composição kimberlítica pode ser produzida, mas corrobora estudos prévios (Pintér et al., 2021) que mostram uma série evolutiva de líquidos carbonatíticos e lamprofíricos. Finalmente, o trabalho sugere que ambientes ricos em carbonatos no manto, em condições hidratadas, podem produzir líquidos silicáticos alcalinos que podem evoluir para composições carbonatíticas.

Palavras Chave

Petrologia Experimental; carbonatitos; manto litosférico