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.