Artigo Revisado por pares

Chemical mobility during low-grade metamorphism of a Jurassic lava flow: Río Grande Formation, Peru

1988; Elsevier BV; Volume: 1; Issue: 4 Linguagem: Espanhol

10.1016/0895-9811(88)90022-3

ISSN

1873-0647

Autores

Luis Aguirre,

Tópico(s)

Geochemistry and Geologic Mapping

Resumo

Chemical and mineralogical changes produced by very low-grade metamorphism in a 40 meter thick, K-rich, calc-alkaline andesite flow of the marine Jurassic Río Grande Formation of southern coastal Peru are discussed. This metamorphism (=spilitization) was non-deformational and generated spilitic domains at (and near) both vesicular margins of the flow, whereas the massive central zone remained relatively unaltered. The metadomains are characterized by mineral associations of the zeolite facies. Primary minerals are Ca-plagioclase, augitic pyroxene, iron-titanium oxides, and (pseudomorphs after) olivine. Metamorphic minerals are: albite (three generations), K-feldspar, pumpellyite, chlorite, interlayered chlorite-celadonite, celadonite, various mixed-layer Si- and Fe-rich phyllosilicates, "iddingsite," calcite, analcime, titanite, and white mica. The effect of the metamorphism on the rock chemistry is reflected in changes especially observed at the marginal zones of the flow which affect major, trace, and RE elements: 1) strong increase of the iron oxidation ratio (Fe2O3/FeO); 2) enrichment in Na2O accompanied by a concomitant depletion of CaO in non-amygdaloidal domains; 3) depletion of SiO2; 4) strong enrichment in H2O and CO2; 5) marked depletion of Sr and Rb; 6) enrichment in Cl and S; and 7) slight depletion in RE elements, notably in the top zone of the flow. Conversely, elements such as Ti, P, Nb, and Y were fairly immobile, whereas Zr and K were only slightly mobilized. The effect of the metamorphism on the mineral chemistry is expressed by the predominance of metastable equilibrium evidenced by the existence of wide compositional ranges in the phyllosilicates, the incomplete albitization of the Ca-plagioclase, and the Al-rich character of the pumpellyites. The metamorphism is considered to be of hydrothermal-burial type, which takes place at low temperature and pressure — probably about 125–230°C and less than 3 kb, and is produced mainly through permeability-controlled seawater/rock interaction. Se discuten los cambios químicos y mineralógicos resultantes del metamorfismo de muy bajo grado de una colada de andesita calco-alcalina rica en potasio de 40 m de espesor perteneciente a la formación marina Río Grande de edad jurásica que aflora en la costa sur del Perú. El metamorfismo (=espilitizacion) es no-deformativo y dió lugar a la formación de dominios espilíticos en los dos extremos vesiculares de la colada y en sus zonas contiguas. La zona central, de carácter compacto, permaneció relativamente fresca. Los dominios metamórficos se caracterizan por la presencia de asociaciones mineralógicas pertenecientes a la facies de zeolita. Los minerales primarios corresponden a: plagioclasa cálcica, pyroxeno augítico, óxidos de hierro-titanio, y olivina, este último unicamente como pseudomorfos. Los minerales metamórficos son: albita (tres generaciones), feldespato potásico, pumpellyita, clorita, clorita-celadonita inter-estratificados, celedonita, varios tipos de filosilicatos inter-estratificados ricos in Fe y Si, "iddingsita," calcita, analcima, titanita, y mica blanca. Los efectos del metamorfismo sobre la composición química de la roca se manifiestan en cambios observables de preferencia en las zonas extremas de la colada. Ellos afectan a los elementos mayores, en trazas y Tierras Raras y consisten en: 1) un fuerte aumento de la razón de oxidación del hierro (Fe2O3/FeO); 2) un enriquecimiento en Na2O que se acompaña de una disminución concomitante del CaO en los dominios no-amigdaloideos; 3) una disminución del SiO2; 4) un enriquecimiento marcado en H2O y CO2; 5) una disminución notoria del Sr y del Rb; 6) un enriquecimiento en Cl y Si; y 7) una ligera disminución de las Tierras Raras, principalmente en la parte alta de la colada. Por el contrario, elementos como el Ti, P, Nb, e Y fueron relativamente estables y el Zr y el K sólo levemente móviles. El efecto del metamorfismo sobre la química mineral se expresa por el predominio de condiciones de equilibrio metastable evidenciadas por la existencia de amplios rangos composicionales en los filosilicatos, la albitización incompleta de la plagioclasa cálcica y el carácter alumínico de las pumpellyitas. Se concluye que el metamorfismo es del tipo hidrotermal de carga caracterizado por temperaturas y presiones bajas, probablemente alrededor de 125–230°C e inferior a 3 kb. La interacción entre el agua de mar y la roca, controlada por la permeabilidad de la colada, es un factor determinante del metamorfismo.

Referência(s)