Dados da Submissão

Título

INVESTIGAÇÃO EXPERIMENTAL DO EFEITO DE VOLÁTEIS C-O-H NO CONTATO LITOSFERA-ASTENOSFERA SUBCONTINENTAL

Texto do resumo

Esta pesquisa constitui uma simulação experimental das interações entre duas litologias, representando o contato entre a astenosfera e a litosfera em condições subcontinentais. As diferentes litologias foram dispostas em camadas em uma cápsula e submetidas a pressões e temperaturas correspondentes a condições mantélicas de 2,5 e 4,5GPa. Os experimentos foram realizados em uma prensa do tipo Belt ou Toroidal (1000 Tonf.) de alta capacidade de pressão e temperatura, na Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). As composições utilizadas são feitas a partir da mistura de óxidos, carbonatos e hidróxidos puros, misturados nas proporções estequiométricas necessárias para cada composição. A primeira camada representa um lherzolito fértil (MPY) enriquecido com 30% de eclogito (GA1) e 0,75% em peso de CO2 e corresponde ao manto astenosférico. A segunda camada representa um lherzolito depletado e posteriormente metassomatizado (NHD) contendo 0,8 wt.% de H2O e 0,17 wt.% de K2O e corresponde a litosfera. Todas essas composições já foram utilizadas individualmente em investigações experimentais anteriores (ex: Yaxley, 2000; Conceição e Green, 2004; Kiseeva et al., 2012; Green, 2014), assim nossos reultados em sistemas complexos podem ser comparados com resultados em sistemas composicionais mais simples.

Até o momento, foram conduzidos experimentos em pressões de 2,5 GPa (75 km) e 4,5 GPa (130 km), com temperaturas variando de 900°C a 1450°C, em incrementos de 100°C ou 50°C. Essas condições simulam ambientes litosféricos subcontinentais com espessuras correspondentes a litosferas de idades fanerozoicas. Após cada experimento, a cápsula é aberta e a amostra é polida para a realização das análises químicas. As técnicas analíticas utilizadas foram a microssonda eletrônica, a microscopia eletrônica de varredura e a espectroscopia micro-Raman. Os resultados confirmam o rebaixamento do ponto de fusão do peridotito pela adição de voláteis C-O-H. A 900°C, em 2.5 GPa, e a 1050°C, em 4.5 GPa, as composições atingem as temperaturas iniciais de fusão. Os experimentos também mostram uma grande estabilidade do anfibólio, mesmo em pressões de 4,5 GPa, comprovando uma significativa capacidade de preservação da água na litosfera quando esta reage com composições astenosféricas enriquecidas por subducções precursoras. O carbono é dissolvido em fases minerais carbonáticas em 4,5 GPa até 1050°C. Após isso, ele é dissolvido primeiramente na fase líquida; conforme a temperatura do experimento aumenta, ele está presente apenas na fase vapor. As composições dos líquidos são basaníticas em baixas taxas de fusão e evoluem para traqui-andesíticas a partir de 1200°C.

O objetivo deste estudo é investigar os efeitos da água e do dióxido de carbono no limite litosfera-astenosfera subcontinental, visando compreender as reações metassomáticas dos fluidos e a composição primária dos produtos de fusão que podem surgir devido a anomalias térmicas ou descompressão adiabática, contribuindo para o entendimento de processos magmáticos em aberturas de riftes em sistemas supercontinentais com a ação de voláteis acumulados em placas litosféricas antigas (Foley e Fischer, 2017). Outra contribuição da pesquisa é o entendimento da geodinâmica da água e do carbono no manto por meio do armazenamento desses elementos em fases minerais e das reações de desidratação e decarbonatação observadas nos experimentos.

Palavras Chave

Petrologia Experimental; metassomatismo mantélico; geodinâmica de voláteis no manto; magmatismo de alta pressão