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Título

GEOTHERM: MODELAGEM DO FLUXO TÉRMICO UNIDIMENSIONAL EM INTRUSÕES ÍGNEAS

Texto do resumo

A modelagem do fluxo térmico de intrusões magmáticas é uma técnica analítica indispensável para o entendimento do efeito do aporte de calor advindo de corpos ígneos nas rochas encaixantes. Fenômenos físicos acerca do transporte, tanto por condução quanto por convecção, desempenham uma importância significativa nos processos geológicos relacionados ao magmatismo, tais como cristalização fracionada, metamorfismo de contato, desenvolvimento de mineralizações e maturação de matéria orgânica. Outrossim, a modelagem térmica por meio de soluções analíticas do fluxo térmico nos meios rochosos permite analisar como diferentes geometrias intrusivas, simples ou complexas, influenciam na formação da auréola térmica em detrimento às propriedades petrofísicas das rochas circundantes. Tais técnicas facilitam a discretização eficiente e a inclusão de variáveis para prever fenômenos associados ao magmatismo, como, por exemplo, emissões de gases durante eventos vulcânicos, a influência térmica no desencadeamento de terremotos, a evolução de sistemas geotérmicos, e a influência de falhas e zonas de cisalhamento no alojamento magmático. Em tal contexto, apresentamos aqui o GeoTherm, uma ferramenta baseada em linguagem Python visando modelar os efeitos térmicos de corpos ígneos. O programa emprega as equações clássicas de condução de calor em meio infinito, aplicando em formas geométricas intrusivas simples (planos, cilindros ou esferas). Para isto, são consideradas as seguintes propriedades petrofísicas das rochas intrusiva e encaixante: condutividade térmica (k), densidade (d), difusividade térmica (a) e aspectos geométricos da intrusão (forma e dimensão) permitindo uma análise detalhada pico térmico e seus impactos nas rochas adjacentes. Para demonstrar a eficácia do modelamento, realizamos análises em dois cenários distintos. O primeiro caso relacionado ao resfriamento de uma rocha plutônica tabular, intrusiva em paragnaisses, com condições iniciais da fácies anfibolito a 4 kbar. No segundo caso, investigamos uma intrusão esférica em um ambiente sub-vulcânico, intrusiva em arenitos, em condições iniciais de 0,5 kbar. Por conseguinte, tais análises simulam a dinâmica de resfriamento e gradientes térmicos estabelecidos no contato entre a intrusão e as rochas encaixantes, obtendo as temperaturas ao longo do tempo de resfriamento no entorno rochoso. Os resultados foram comparados com dados de termobarometria Al-em-Hornblenda, Clinopiroxênio-Liquidus e Anfibólio-Plagioclásio, para o primeiro caso, e dados petrográficos de texturas e associações metamórficas, para ambos, fundamentando condições termodinâmicas similares às alçadas no GeoTherm. Testado com sucesso na plataforma Windows, o software está disponível no repositório GitHub (https://github.com/valkgeo/GeoTherm), incluindo arquivos fonte, executáveis e documentação detalhada. Esta ferramenta facilita a análise unidimensional das dinâmicas de fluxo de calor intrusivo de forma precisa e replicável, contribuindo para uma compreensão mais profunda da modelagem térmica de processos magmáticos.

Palavras Chave

python; MAGMATISMO; Modelagem Termal; GeoTherm