Water-present eclogite melting – the effects of the phengite and water in the partial melting of basaltic rocks in earth’s early crust development.

Abstract

As suítes tonalíticas-trondjemíticas-granodioríticas (TTGs) de granidóides eram dominantes durante a formação da crosta oceânica félsica no Éon Arqueano. TTGs são granitóides caracterizados por alto teor de sílica (tipicamente superior a 68 wt.% SiO2) e sódio, com baixos valores das razões potássio-sódio (Na2O ~4.65 wt.%; K2O/ Na2O ~0.4), baixas razões La/Yb (~48) e baixos valores de concentração de Yb (~0.6 ppm). Laurie e Stevens (2012) demonstraram que magmas TTG com composição similar à média dos trondhjemitos arqueanos podem ser produzidos através da fusão parcial de rochas basálticas saturadas em água, sob condições de pressão e temperatura (PT) consistentes com a subducção arquena em fácies eclogíticas. O Barberton Granite Greesntone Terrane (BGGT), localizado no oeste da África do Sul e leste de Swazilândia é uma das províncias crustais mais antigas preservadas na Terra e provê um laboratório ideal para os estudos da evolução planetária nos seus estágios mais precoces da formação de crosta continental. Esse terreno é formado por rochas supracrustais associadas a três eventos de magmatismo TTG datados em ca 3.55, 3.42 e 3.23 Ga. Existe ainda um estágio de magmatismo potássico tardio de afinidade granítica-monazítica-sienítica (GMS) , originado a partir da fusão parcial dos plutons TTG. Esse estágio potássico não está relacionado, entretanto, com alguns seixos e rochas vulcânicas documentadas em Sanchez-Garrido et al. (2011) e Diegaardt (2013). Tratam-se de clastos peraluminosos de granitóides que ocorrem na forma de conglomerados e vulcanismo félsico no greenstone belt e possuem idades 3.550±45 Ma, 3.460±34 Ma e 3.270±36 Ma. Eles se diferem de típicos granitóides tipo-S da suíte GMS por seu caráter pouco sódico (0.30 wt.% em média) e concentrações razoáveis de Sr (12 – 330 ppm). Para esses granitos foi proposta uma gênese através da anatexia de rochas sedimentares subductadas junto com a crosta oceânica e isso explicaria a produção contemporânea desses granitóides peraluminosos e dos magmas TTG. Esse estudo investigou experimentalmente a possibilidade de magmas TTG e granitóides potássicos serem produzidos a partir da mesma fonte como consequência da fusão parcial em elevadas pressões. Os experimentos utilizaram-se de composições propostas por Smithies et al. (2009) para a composição média da crosta oceânica arqueana, em conjunto com condições de PT consistentes com as estruturas termais das zonas de subducção arqueanas propostas por Laurie et al. (2012). Os experimentos conduzidos demonstraram que em temperaturas relativamente baixas (800°C a 850°C a 2.5 GPa) a fonte máfica produz magmas graníticos peraluminosos com baixo teor de CaO (0.88 wt.% em média).