Geochimica isotopica Sr-‐Nd di sill CAMP del bacino Amazzonico
Relatore: Prof. Andrea Marzoli
Laureando: Lorenzo Albertini
Univesità degli studi di Padova -‐ Dipartimento di Geoscienze -‐20/07/2016
CAMP
•Central Atlantic Magmatic Province•LIP (Large Igneous Province), la più grandeprovinciamagmatica terrestre;•Evento sincrono in quattro continenti con diversi impulsi ravvicinati;•Magmatismo composto da basalti a basaltiandesitici con un picco di attività ca. 201 Madi breve durata (0,6 Ma);•Evento accaduto ca. 5-‐10 Ma prima dellarottura della Pangea;•Possibile fattore scatenantedell’estinzionedi massa Tr-‐J. Lava flows
Sills
Dykes
CAMP
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
3,50
4,00
0,00 10,00 20,00
TiO2(w
t%)
MgO (wt%)
Morocco
USA CanadaBrazil
USA dykes
Database CAMP
• Valori generalmente compresi tra OIB e basalti continentali.• Presenza due grandi gruppi: alti e bassi in Titanio.• Maggiormente rappresentati (∼90%) da basalti Low-‐TiO2 (<2wt%).
Database CAMP
• Valori ricadono nel campo EM-‐1, EM-‐2, HIMU e qualche DMM.• Magmi alti in Ti in zone cratoniche, di litosfera inspessita, con fonte di provenienza di tipo HIMU e DMM.
HTi
LTi
Magmi HTiCratoni
Campioni
• Campionamento nel bacino Amazzonico, nello stato di Parà, Brasile;
• Presenza di numerosi sillall’interno della sequenza sedimentaria paleozoica superiore (Carbonifero-‐Permiano);
• Intrusioni a diverse profondità con spessori variabili fino a 400m.
ALTAMIRA
MEDICILANDIA
PLACAS
Campioni LTi – HTiprossimi in età altri basalti CAMP, ed evento T-‐J.LTi più giovani rispetto HTi(0,2Ma).
Analisi petrografica
• Gabbri con granulometria da grossolana a fine• Plg, Cpx (augite±pigeonite), Ossidi, Olivina (alterata)• Composizione TAS [Les Bas et al, 1986]: basalti o basalti andesitici• Tessiture granofiriche (QRZ + K-‐FELD) – indice di assimilazione crostale
0
3
6
9
12
15
40 45 50 55 60 65 70 75
Na 2O + K
2O (w
t%)
SiO2 (wt%)
Basaltic Andesite
Tephrite
Trachy-‐andesite
RhyoliteTrachyte
Phonolite
Trachybasalt
Basaltic Trachyandesite
Basalt
Andesite Dacite
PLG
AUG
PIG
Preparazione campioni e metodologie analitiche
1. Frantumazione2. Pulizia3. Forno4. Macinazione5. TIMS (Spettrometria di massa a ionizzazione termica)
Analisi chimiche XRF a PadovaAnalisi isotopiche mediante la TIMS a Ginevra
• Ampiamente utilizzata in geocronologia, geochimica e cosmochimica;
• Tecnica distruttiva, piccole quantitadi campione (µg)
• Isotopi divisi in funzione del loro rapporto m/z• Fasci di ioni convertiti in tensione,
comparando le diverse tensioniè possibilecapire i rapporti isotopici
• per misure isotopiche di Sr e Nd errori sullaquinta/sesta cifra decimale
Nuovi dati isotopici Sr-‐Nd: due grandi famiglie
-‐12
-‐9
-‐6
-‐3
0
3
6
9
12
0,702 0,704 0,706 0,708 0,710 0,712 0,714
εNd
87Sr/86Sr
Generale CAMP Amazzonia CAMP
DMM
HIMU
EM-‐1
EM-‐2
• Molto impoverita(composizioni estreme della CAMP)
• Più arricchita, con valori medi CAMP.
• HTi: cadono nel campo tra HIMU e DMM;
• LTi: riflettono composizioni più arricchite, magmi verso EM-‐1 e EM-‐2.
Una possibile assimilazione crostale?
0,511860
0,511940
0,512020
0,512100
0,512180
0,512260
0,512340
0,512420
0,512500
0,512580
0,512660
0,512740
0,512820
0,7020 0,7040 0,7060 0,7080 0,7100 0,7120 0,7140 0,7160 0,7180
143 Nd/
144 Nd
87Sr/86Sr
Generale CAMP
Amazzonia CAMP
AFC 0,3
AFC 0,5
AFC 0,7
• Dati non seguono curve modello AFC De Paolo 1981.• Modesta differenza SiO2 tra HTi e LTi (∼ 2wt.%).
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
3,50
4,00
0,00 10,00 20,00
TiO2(w
t%)
MgO (wt%)
Morocco
USA Canada
Brazil
USA dykes
Europe
Amazzonia
Distribuzione geografica LTi – HTiBasalti alti in titanio (∼2,8%wt) a Nord del Rio delle Amazzoni e nelle località di Altamira e Monte Alegre;
Basalti bassi in titanio (∼1,9%wt) a Sud del Rio delle Amazzoni e nelle zone di Placas e Medicilandia;
• Composizioni isotopicamente impoverite rappresentano magmi alti in Ti• Gruppi distinti geograficamente con età diversa
Due possibili fonti di provenienza 1. HTi: Basalto tipo MORB impoverito lievemente contaminato da fusi metasomatici litosferici.
2. LTi: classico CAMP: miscuglio magma tipo MORB contaminato da materiale subdotto, input sedimentario.
Contesto geodinamico – Ambiente distensivo1. HTi: Litosfera ispessita, contaminazione con materiale litosferico mantellico.
2. LTi: (0,2 Ma dopo) Assottigliamento litosferico, minor contaminazione.
Interpretazione dati
Conclusioni• Età e composizioni comparabili con dati generali CAMP (in termini di SiO2 e isotopi di Nd (+) e Sr (-‐) soprattutto per alti in Ti.• Presenza della distribuzione bimodale HTi – LTi anche a sud del Rio (numero maggiore di campioni ad HTi, i più impoveriti);• Differenza geografica composizionale tra Nord-‐Sud e Est-‐Ovest• Non vi è la presenza di un’assimilazionecrostale/contaminazione importante• Possibili due diverse fonti di provenienza dei magmi • Zonazione distribuzione bimodale in base alle aree cratoniche (notevole importanza ispessimento crostale).
Bibliografia• RenaudMerle, Andrea Marzoli, Hervž Bertrand, Laurie Reisberg, Chrystle Verati, Catherine
Zimmermann, Massimo Chiaradia, Giuliano Bellieni, Marcia Ernesto. 40Ar/39Ar ages and Sr–Nd–Pb–Os geochemistry of CAMP tholeiites from Western Maranhão basin (NE Brazil), Lithos; 122: 137–151, 2011.
• De Min, A., Piccirillo, E.M., Marzoli, A., Bellieni, G., Renne, P.R., Ernesto, M., & Marques, L.S. (2003). The Central Atlantic Magmatic Province (CAMP) in Brazil: Petrology, Geochemistry, 40Ar/39Ar Ages, Paleomagnetism and Geodynamic Implications. In: Hames, W., McHone, G., and Renne, P.R., Ruppel, C. (eds), AGU-‐ Geophysical Monograph 136, The Central Atlantic Magmatic Province, pp. 91-‐128.
• Marzoli, A., et al. (2004). Synchrony of the Central Atlantic magmatic province and the Triassic-‐Jurassic boundary climatic and biotic crisis. Geology 32, 973-‐976. Marzoli et al., 2011;
• Jessica H. Whiteside, Paul E. Olsen, Dennis V. Kent, Sarah J. Fowell, Mohammed Et-‐Touhami . Synchronybetween the Central Atlantic magmatic province and the Triassic–Jurassic mass-‐extinction event? Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 244 (2007) 345–367
• Lisa Whalen, Esteban Gazel, Christopher Vidito, John Puffer, Michael Bizimis, William Henika, and Mark J. Caddick. Supercontinental inheritance and its influence on supercontinental breakup: The Central Atlantic Magmatic Province and the breakup of Pangea. Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 2015.
• Andrea Marzoli, Paul R. Renne, Enzo M. Piccirillo, Marcia Ernesto, Giuliano Bellieni, Angelo De Min. Extensive 200-‐Million-‐Year-‐Old Continental Flood Basalts of the Central Atlantic Magmatic Province. SCIENCE, VOL 284, 1999.
• Andrea Marzoli, materiale didattico, lezioni di geochimica.