Abstract
This paper presents a general model for the magmatic evolution for the felsic alkaline rocks of the State of Rio de Janeiro, Brazil. The rocks are meta-alkaline nepheline syenite, alkaline syenite, phonolite, and trachyte of potassic and ultrapotassic series. The compositional variation diagrams indicate the fractionation crystallisation of clinopyroxene, amphibole, titanite, ilmenite, and apatite. The magmatic fractionation for the mafic and intermediate alkaline rocks is characterised by the crystallisation of leucita and alkaline feldspar, and for the felsic alkaline rocks, of leucita and alkaline feldspar. By means of fractionation crystallisation, the felsic alkaline magma changes its composition from meta-alkaline to peralkaline and from potassic to sodic. The SSI diagram (silica saturation index) for the felsic alkaline rocks presents a linear trend crossing over the thermal divide, pointing out a strong effect of continental crust assimilation. The magmatic evolution occurs in three stages: 1) Leucite crystallisation; 2) Alkaline feldspar and nepheline crystallisation; 3) Continental crust assimilation and consequent transformation of the silica-undersaturated composition into oversaturated one. The assimilation rate is high, reaching up to 54%. The assimilation events took place during the Stage 2, which suggests magma super-reheating and consequent wall rock partial melting, proposing the origin of alkaline syenite and trachyte magmas of thermodynamically unstable composition.
Highlights
Em adição, o magma alcalino félsico possui comportamento peculiar na cristalização fracionada
O presente trabalho mostra composições químicas de elementos principais das rochas alcalinas félsicas com base nos dados do acervo dos autores e de novas análises realizadas e discute a relação entre a cristalização fracionada e assimilação
A Figura 14 apresenta que as rochas alcalinas félsicas do Estado do Rio de Janeiro formam uma seqüência de alta convergência linear, com o R2 de 0,8004, que cortam indubitavelmente ambos os eixos
Summary
Dentre as amostras coletadas a partir de um mesmo vulcão ou um mesmo complexo intrusivo, existem certas variações geoquímicas. No caso de rochas alcalinas félsicas, tais como de nefelina sienito e fonolito, o magma é subsaturado em sílica e a rocha encaixante é supersaturada. A assimilação da rocha encaixante supersaturada pelo magma subsaturado de nefelina sienito é um assunto polêmico. O magma nefelina sienítico está na zona de estabilidade termodinâmica de baixa temperatura. O magma gerado pela fusão da rocha encaixante tem composição granítica e está em outra zona de estabilidade termodinâmica de baixa temperatura. Devido à existência de barreira térmica entre as duas composições, a mistura física dos magmas não permite formar um magma de composição intermediária, que corresponde a álcali sienito e traquito devido à instabilidade termodinâmica. O presente trabalho mostra composições químicas de elementos principais das rochas alcalinas félsicas com base nos dados do acervo dos autores e de novas análises realizadas e discute a relação entre a cristalização fracionada e assimilação. Concedera também sobre a gênese de álcali sienito e traquito, cuja composição está na zona de instabilidade termodinâmica
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