Extração de líquidos em tramas cristalinas “Filter Pressing”

O mecanismo de cristalização fracionada por extração de cristais parece ser eficiente em líquidos de caráter básico, mas essa eficiência declina com o aumento da viscosidade do magma à medida que aumenta o teor de SiO2. Com o aumento da densidade da trama cristalina e conseqüentemente da viscosidade do magma, a extração de cristais atinge um limite, e não é mais um mecanismo eficiente de diferenciação. A partir daí, o processo de cristalização fracionada só pode ocorrer se houver a extração do líquido viscoso intersticial da trama cristalina; na passagem entre os dois regimes, pode existir um hiato composicional (Eichelberger et al. 2006).

Atualmente o modelo de câmara magmática mais aceito é aquele derivado dos trabalhos de McBirney & Noyes (1979) e Wright & Okamura (1977), entre outros, e sumarizado por Marsh (1996). Contrariamente ao modelo clássico, onde a formação de cristais ocorre no

SiO2 40 50 60 70 80 90

FeO +MnO+TiO +CaO+P OT

2 2 5 30 40 50 60 Na 0+K O+ Al O +MgO 2 2 2 3 60 50 40 30 20 10 20 10  

BASA LTO (TOPO) BASA LTO (BASE )

D IAB ÁSIO OC ELAR D IAB ÁSIO MON ZOD IOR ITO QTZ MON ZOD IOR ITO QTZ MON ZON ITO R IOL ITO LEG ENDA

BASA LTO AMIGD AL OID AL (TOP O)

OCE LO  

Figura 42 – Composições químicas das rochas do sill de Limeira plotadas no diagrama com campo de

imiscibilidade líquida estimado experimentalmente por Roedder (1951) e modificado por Philpotts

(1982). Notar que nenhuma das rochas está no campo da imiscibilidade, descartando este processo como um mecanismo de diferenciação magmática do sill.

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interior da câmara magmática, neste caso a cristalização ocorreria essencialmente a partir das margens do corpo, nas chamadas “frentes de solidificação”.

Nesse modelo, em um momento qualquer do processo de cristalização, os líquidos intersticiais presentes na frente de solidificação têm composições variadas, em função da proporção de cristalização, desde basáltica (no contato com a porção central líquida) até riolítica (próximo à porção sólida). Nesta configuração geométrica, os líquidos residuais gerados na frente de solidificação superior não podem ascender e tendem a ficar aprisionados. Já os líquidos diferenciados da frente de solidificação inferior poderiam, em situações favoráveis, migrar para cima, o que teria um papel importante no fracionamento magmático.

Modelos experimentais gerados por Tait & Jaupart (1996) e Worster (1997) sugerem que o contraste de densidade entre o magma do centro da câmara e os líquidos residuais gerados em um “mush” (mistura entre cristais e líquido residual) na frente de cristalização

inferior pode provocar uma convecção composicional, e os líquidos residuais, de menor densidade, tendem a migrar para o topo, ao longo de estruturas do tipo “chaminés”.

Evidências da presença de líquidos residuais ricos em sílica estão presentes por toda a extensão do sill de Limeira; ocorrem próximos a borda resfriada do topo como ocelos, e também como veios riolíticos que cortam todas as rochas presentes no sill. Os contrastes estruturais entre ocelos e veios mostram claramente que eles não são contemporâneos. Os ocelos foram gerados em uma fase anterior aos veios, como indicado pela composição menos diferenciada (quartzo monzonito), e pela sua própria geometria, que indica formação em um meio mais plástico em relação aos veios, que implicam em um meio suficientemente “rígido”.

Considerando que a cristalização ocorre a partir das bordas do corpo (Marsh, 1996), os líquidos residuais gerados na frente de solidificação inferior tendem a migrar para cima e conseqüentemente poderiam encontrar a frente de cristalização superior, permeando os interstícios da trama cristalina e assim se segregar, gerando os ocelos que se encontram próximos ao topo do sill.

Os líquidos residuais gerados na frente de solidificação superior possuem potencial de migração restrito, uma vez que se localizam abaixo de material já solidificado. É menos provável, portanto que os ocelos tenham se gerado por migração de material intersticial gerado nessa frente, a menos que esses líquidos pudessem permear os interstícios da trama cristalina ao seu redor, por serem extraídos por algum tipo de pressão durante a cristalização.

O processo de expulsão de líquidos diferenciados gerados nas frentes de solidificações pode ser responsável, em estágio posterior à geração de ocelos, também pela origem dos veios riolíticos. No caso os líquidos residuais expulsos encontram um meio já solidificado para penetrar.

Os líquidos diferenciados são ricos em SiO2 e voláteis, principalmente H2O, características que favorecem a sua ascensão. No sill de Limeira observa-se um processo

hidrotermal vinculado aos líquidos diferenciados (veios e ocelos), onde muitas vezes não há uma separação clara dos processos.

A camada de amígdalas preenchidas por minerais de origem hidrotermal se encontra diretamente acima dos ocelos, o que pode indicar a migração dos voláteis a partir destes, ou seja, o líquido hidrotermal, menos denso, continua a ascender se separando dos ocelos.

Algumas feições observadas no sill de Limeira sugerem desequilíbrio químico entre cristais precoces e líquidos residuais. Quando presentes, os cristais de pigeonita mostram sinais de corrosão e são manteados por augita, e os cristais de plagioclásio mostram variações abruptas entre o núcleo e bordas, que são freqüentemente de composições sódicas-alcalinas e estão sempre associados com granófiros intersticiais, indicando que há uma relação entre ambos. Existem também no sill de Limeira indícios de que pode ter ocorrido um aumento no teor de ferro em algumas rochas nas quais, após a cristalização dos piroxênios ocorreu a substituição parcial deles por titano-magnetita e illmenita, minerais ricos em Fe e Ti, além de ocorrer alteração dos mesmos também para anfibólios ricos em ferro.

Todas essas feições de reação são abundantes e ocorrem principalmente em rochas de composição “anômala” no contexto da PMP, sendo essas o monzodiorito e o quartzo monzodiorito (53-63% SiO2). Uma possibilidade é que tais reações poderiam ser locais e “estacionárias” (em sistema fechado), geradas como reflexo de um desequilíbrio químico entre o líquido residual da matriz e os cristais.

Algumas feições peculiares do sill sugerem que talvez a matriz não tenha se mantido “estacionaria” e se moveu, gerando feições semelhantes a segregação ou aglomeração de porções ricas em composição quartzo-feldspática, e outras em que há predomínio de minerais máficos. Outra possibilidade é a de que essas reações tenham sido geradas através da interação de líquidos residuais com a trama cristalina. Esses líquidos poderiam penetrar em

mushes ao seu redor e reagir com os cristais, causando os sinais de corrosão. Os ocelos são

evidências de que líquidos residuais migraram pela câmara, assim como os veios riolíticos; uma interpretação alternativa para a presença de rochas de caráter intermediário (e.g., quartzo

monzodiorito) no sill poderia, portanto ser a interação entre líquidos residuais mais ácidos com o magma da câmara, corroborando a idéia da migração de líquidos e interação deles com a trama cristalina.  

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