Aula 6
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- Words: 1,894
- Pages: 40
Séries de Rochas Ígneas É um conjunto de rochas ígneas que relacionam-se em sua genêse (em tempo e espaço) e possuem uma similaridade composicional que evidencia sua co-origem magmática (mineralógica e química)
Na atualidade se distinguem três séries litológicas principais: Série TOLEÌTICA Série ALCALINA Série CÁLCIO - ALCALINA E duas séries menores Série TRANSICIONAL Série POTÁSSICA
Cada série caracteriza-se por seu aspecto químico – mineralógico e pela abundância de alguma rocha em especial. Ex: basaltos - são os constituintes mais característicos das Séries Toleíticas e Alcalinas - são considerados constituintes subordinados na Série Cálcio-alcalina, na qual predominam as rochas intermediárias e ácidas (andesitos e dacitos)
SÉRIES Características geoquímicas -SiO2 < 52%
TOLEÍTICAS Ambientes geodinâmicos associados
-São pobres em elementos LIL e relativamente ricos en sílica e Al2O3.
-Se refletem nos basaltos menos fracionados das dorsais oceânicas.
-Elevada relação em Na/K-
-Rift e fundos oceânicos.
-Possuem Hy normativo
-Também existem basaltos toleíticos nos continentes (plateau).
-Baixas concentrações de: K2O, TiO2, Rb, Ba, Zr, Cr, Ni, Pb, U e terras raras -Seu mineral característico é a pigeonita e o ortopiroxênio
-Em arcos de ilhas ocasionalmente.
DIAGRAMAS DOS ELEMENTOS TRAÇOS DE TOLEÍTOS DE DORSAIS E ILHAS OCEÂNICAS
MODELOS DAS TERRAS RARAS NAS SÉRIES ALCALINAS E SUBALCALINAS
ROCHAS DAS SÉRIES TOLEÍTICAS DE DORSAL OCEÂNICA
SUA GEOQUÍMICA
DIAGRAMA DISCRIMINATÓRIO DOS AMBIENTES GEOTECTÔNICOS
AMBIENTE DE DORSAIS MESO OCEÂNICA SERIES TOLEITICAS
SÉRIES ALCALINAS Características geoquímicas - Baixas porcentagens de SiO2 -Apresentam um elevado conteúdo em K2O, as vezes superior a 12 % em rochas ultrapotássicas. -Altas concentrações de: -CaO-Mg -TiO2 -Ba, Sr, Rb, Z r, Nb, Y -Terras raras. -Olivina e nefelina normativa.
Ambientes geodinâmicos associados -As séries alcalinas estão ausente em dorsais e fundos oceânicos. -Estão representadas nas rochas dos rifts continentais. -Em algumas plataformas basálticas. -Em muitas ilhas oceânicas - Ocasionalmente em arcos de ilhas.
MODELOS DE TERRAS RARAS EM SÉRIES ALCALINAS E SUBALCALINAS
ROCHAS DAS SÉRIES ALCALINAS DE UM RIFT
SUA GEOQUÍMICA
DIAGRAMA DISCRIMINATÓRIO DOS AMBIENTES GEOTECTÔNICOS
MARGEM PASSIVO
SÉRIES ALCALINAS
DORSAL
MARGEM ATIVA
ILHAS VULCÂNICAS
HOT SPOT
SÉRIES ALCALINAS
Vulcanismo Intraplaca
ILHAS MAIS JOVENS
Ilhas vulcânicas do Hawai HOT
VULCANISMO ASSOCIADO A UM RIFT CONTINENTAL SÉRIES ALCALINAS
S É R I E S C ÁL CI O A L C A L I N A
Características geoquímicas -SiO2 = 56- 75% -Elevado conteúdo em Al2O3 ( 14-17%). -Conteúdo total de álcalis moderado a alto, aumenta suavemente com o incremento de SiO2. -Razão MgO/FeO constante ao longo de toda a série. - Altos conteúdos de Ba,Sr,Zr, Rb,Th,U. -Ricos em LIL -Apresentam grandes fenocristais de olivina plagioclásio, ortopiroxênio, clinopiroxênioo, hornblenda, biotita e quartzo.
Ambientes geodinâmicos associados -É típica dos arcos dee ilhas. -Margem continental ativa.
ELEMENTOS TRAÇOS EM ROCHAS CÁLCIOALCALINAS
ELEMENTOS TRAÇOS EM ANDESITOS BASALTÍCOS DA CVZ
ROCHAS DA SÉRIES (T), (CA) E (SHO) EM ARCO-ILHA SUA GEOQUÍMICA
DIAGRAMA DISCRIMINATÓRIO DOS AMBIENTES GEOTECTÔNICOS
AMBIENTE DE MARGEM CONTINENTAL ATIVA SERIES CALCOALCALINAS
AMBIENTE COMPRESSIVO- ARCOS DE ILHAS
SERIES DE ROCAS TOLEITICAS
SERIES CALCOALCALINAS
S É R I ES
SHOSHONÍTICA
Características geoquímicas -Associada geograficamente a série calcioalcalina. -Em transição desta última. -Se caracteriza por seu alto conteúdo em potássio. - Empobrecida em Al, Ca, Ti, Zr e TTRR. -Abundância em minerais como sanidina,leucita, biotita, flogopita.
Ambientes geodinâmicos associados
-Margem continental ativa. -Arcos insulares
AMBIENTE DE MARGEN CONTINENTAL ATIVA SERIES SHOSHONITICAS
AMBIENTE COMPRESSIVO- ARCOS DE ILHAS SERIES SHOSHONITICAS SERIES DE ROCAS TOLEITICAS
Série Magmática Sua química pode ser utilizada para distinguir famílias de magmas?
Foram considerados alguns parâmetros químicos que são indicativos para agrupar os magmas
Total de Alcalis (Na2O + K2O) – Sílica (SiO2) and saturação em sílica – Alumínio (Al2O3)
DIAGRAMA TAS Classifica rochas vulcânicas frescas
S= Séries subalcalinas (sobresaturadas).
C L A S I F I C A C I O N Q U IM IC A D E L E M A IT R E (1 9 8 8 ) D IA G R A M A TA S
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A=Séries alcalinas (transicionais).
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F= Séries foídicas (subsaturadas).
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55 S iO 2 ( % )
65
75
1,2,3=Trend de evolução
CLASSIFICAÇÃO DAS ROCHAS VULCÂNICAS
Nomenclatura para classificar as rochas vulcânicas de arco de ilha-margem continental ativa, é baseada em parâmetros químicos como o conteúdo de K2O vs SiO2, permitindo estabelecer limites entre as séries toleíticas, cálcioalcalina e shoshonítica destes ambientes.
Diagrama Alcalis vs. Sílica de vulcânicas do Hawai: Podem ser distinguidosdois grupos: alcalinas e subalcalinas
Figure 8-11. Total alkalis vs. silica diagram for the alkaline and sub-alkaline rocks of Hawaii. After MacDonald (1968). GSA Memoir 116
DIAGRAMA PARA DISCRIMINAR AS ROCHAS CÁLCIOALCALINAS E TOLEÍTICAS
70
CA LC OA TH LC OL AL EI T I IN O CO
75
% S iO 2
(MIYASHIRO 1978)
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60
55
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% F e O to t % M g O 1
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6
O Tetraedro de Basalto com a base Ne-Ol-Q Os campos Acalino and subalcalino são novamnete distintos
Left: the basalt tetrahedron (after Yoder and Tilley, 1962). J. Pet., 3, 342-532. Right: the base of the basalt tetrahedron using cation normative minerals, with the compositions of subalkaline rocks (black) and alkaline rocks (gray) from Figure 8-11, projected from Cpx. After Irvine and Baragar (1971). Can. J. Earth Sci., 8, 523-548.
C px
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Classificação dos basaltos sobre a base de minerais normativos
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Campos de projeção dos diferentes tipos de basaltos no sistema nefelina-olivina-clinopiroxênioquartzo, segundo Yoder e Tilley (1962): Os basaltos toleíticos se projetam em volume compreendido entre a vértice Qz e o plano Cpx-Pl-Opx (plano de saturação de sílica). Os basaltos alcalinos se projetam em volume compreendido entre o planp Cpx-Ol-Pl (plano de subsaturação em sílica) e a vértice Ne. Os basaltos transicionais se projetam em volume compreendido entre os planos de saturação e subsaturação.
Diagrama AFM : podem se subdividir a série subalcalina entre as série toleítica e cálcioalcalina AFM diagram showing the distinction between selected tholeiitic rocks from Iceland, the Mid-Atlantic Ridge, the Columbia River Basalts, and Hawaii (solid circles) plus the calc-alkaline rocks of the Cascade volcanics (open circles). From Irving and Baragar (1971). After Irvine and Baragar (1971). Can. J. Earth Sci., 8, 523-548.
F
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Calc-alkaline
A
M
Alumina saturation classes based on the molar proportions of Al2O3/(CaO+Na2O+K2O) (“A/CNK”) after Shand (1927). Common non-quartzo-feldspathic minerals for each type are included. After Clarke (1992). Granitoid Rocks. Chapman Hall.
Plot of CaO (green) and (Na2O + K2O) (red) vs. SiO2 for the Crater Lake data. Peacock (1931) used the value of SiO2 at which the two curves crossed as his “alkali-lime index” (dashed line). b. Alumina saturation indices (Shand, 1927) with analyses of the peraluminous granitic rocks from the Achala Batholith, Argentina (Lira and Kirschbaum, 1990). In S. M. Kay and C. W. Rapela (eds.), Plutonism from Antarctica to Alaska. Geol. Soc. Amer. Special Paper, 241. pp. 67-76.
A tabela de características utilizada mundialmente para destacar as importantes diferenças entre as três séries Characteristic Plate Margin Series Convergent Divergent Alkaline yes Tholeiitic yes yes Calc-alkaline yes
Within Plate Oceanic Continental yes yes yes yes
After Wilson (1989). Igneous Petrogenesis. Unwin Hyman - Kluwer
INCORPORAÇÃO DOS ELEMENTOS TRAÇOS NOS MINERAIS DAS ROCHAS ÍGNEAS Os elementos traços entram na estrutura de um mineral por substituição iônica dos elementos majoritários, quando mais próximo seu raio iônico e sua eletronegatividade o elemento que irá substituir.
Substitução dos elementos maiores por traços Feldspatos
Ca,Na,K, Al,Si
Ba, Eu, Pb, Rb Ge
Olivina
Mg,Fe Si
Co, Cr, Mn, Ni Ge
Clinopiroxênios Ca,Na, Mg,Fe, Si
Ce, La, Mn Co, Cr, Ni, Sc, V, Ge
Micas
K Al,Mg,Fe Si, Al
Ba, Cs, Rb Co, Cr, Li, Mn, Sc, V, Zn Ge
Apatita
Ca P
Ce, La, Mn, Sr, Th, U, Y As, S, V
Zircão
Zr Si
Ce, Hf, La, Lu, Th, Y, Yb P
Elementos traços abundantes, formam minerais acessórios Ex:. O zirconio forma o zircão.
ELEMENTOS TRAÇOS INDICADORES, E A EVOLUÇÃO DOS MODELOS PETROGENÉTICOS Ni, Cr.
Altos valores destes elementos (Ni=250-300ppm,Cr=500-600), indicam a derivação do magma, de um peridotito. A disminuição progressiva de Ni em uma série de rochas, sugere fracionamento de olivina. Disminuição do conteúdo de Cr sugere fracionamento de espinélio e clinopiroxênio.
Ba
Sustituição do K do feldp K, hornblenda e biotita.Trocas de conteúdo de Ba na razão K/Ba, indica as fases do processo.
Rb
Sustituição do K do feldp K, hornblenda e biotita.Trocas na razão K/Rb, indica as fases, do processo petrogenético.
Sr
Sustituição do Ca no plag. e do K nos felp. K, Sr, e a razão Ca/Sr, são usados como indicadores dos níveis de fracionamento dos plagioclásios. A granada e a horblenda particiona REE pesadas.A esfena REE
REE
leves.O Eu é fracionado pelos feldspatos refletindo anomalias positivas ou negativas.
Na atualidade se distinguem três séries litológicas principais: Série TOLEÌTICA Série ALCALINA Série CÁLCIO - ALCALINA E duas séries menores Série TRANSICIONAL Série POTÁSSICA
Cada série caracteriza-se por seu aspecto químico – mineralógico e pela abundância de alguma rocha em especial. Ex: basaltos - são os constituintes mais característicos das Séries Toleíticas e Alcalinas - são considerados constituintes subordinados na Série Cálcio-alcalina, na qual predominam as rochas intermediárias e ácidas (andesitos e dacitos)
SÉRIES Características geoquímicas -SiO2 < 52%
TOLEÍTICAS Ambientes geodinâmicos associados
-São pobres em elementos LIL e relativamente ricos en sílica e Al2O3.
-Se refletem nos basaltos menos fracionados das dorsais oceânicas.
-Elevada relação em Na/K-
-Rift e fundos oceânicos.
-Possuem Hy normativo
-Também existem basaltos toleíticos nos continentes (plateau).
-Baixas concentrações de: K2O, TiO2, Rb, Ba, Zr, Cr, Ni, Pb, U e terras raras -Seu mineral característico é a pigeonita e o ortopiroxênio
-Em arcos de ilhas ocasionalmente.
DIAGRAMAS DOS ELEMENTOS TRAÇOS DE TOLEÍTOS DE DORSAIS E ILHAS OCEÂNICAS
MODELOS DAS TERRAS RARAS NAS SÉRIES ALCALINAS E SUBALCALINAS
ROCHAS DAS SÉRIES TOLEÍTICAS DE DORSAL OCEÂNICA
SUA GEOQUÍMICA
DIAGRAMA DISCRIMINATÓRIO DOS AMBIENTES GEOTECTÔNICOS
AMBIENTE DE DORSAIS MESO OCEÂNICA SERIES TOLEITICAS
SÉRIES ALCALINAS Características geoquímicas - Baixas porcentagens de SiO2 -Apresentam um elevado conteúdo em K2O, as vezes superior a 12 % em rochas ultrapotássicas. -Altas concentrações de: -CaO-Mg -TiO2 -Ba, Sr, Rb, Z r, Nb, Y -Terras raras. -Olivina e nefelina normativa.
Ambientes geodinâmicos associados -As séries alcalinas estão ausente em dorsais e fundos oceânicos. -Estão representadas nas rochas dos rifts continentais. -Em algumas plataformas basálticas. -Em muitas ilhas oceânicas - Ocasionalmente em arcos de ilhas.
MODELOS DE TERRAS RARAS EM SÉRIES ALCALINAS E SUBALCALINAS
ROCHAS DAS SÉRIES ALCALINAS DE UM RIFT
SUA GEOQUÍMICA
DIAGRAMA DISCRIMINATÓRIO DOS AMBIENTES GEOTECTÔNICOS
MARGEM PASSIVO
SÉRIES ALCALINAS
DORSAL
MARGEM ATIVA
ILHAS VULCÂNICAS
HOT SPOT
SÉRIES ALCALINAS
Vulcanismo Intraplaca
ILHAS MAIS JOVENS
Ilhas vulcânicas do Hawai HOT
VULCANISMO ASSOCIADO A UM RIFT CONTINENTAL SÉRIES ALCALINAS
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Características geoquímicas -SiO2 = 56- 75% -Elevado conteúdo em Al2O3 ( 14-17%). -Conteúdo total de álcalis moderado a alto, aumenta suavemente com o incremento de SiO2. -Razão MgO/FeO constante ao longo de toda a série. - Altos conteúdos de Ba,Sr,Zr, Rb,Th,U. -Ricos em LIL -Apresentam grandes fenocristais de olivina plagioclásio, ortopiroxênio, clinopiroxênioo, hornblenda, biotita e quartzo.
Ambientes geodinâmicos associados -É típica dos arcos dee ilhas. -Margem continental ativa.
ELEMENTOS TRAÇOS EM ROCHAS CÁLCIOALCALINAS
ELEMENTOS TRAÇOS EM ANDESITOS BASALTÍCOS DA CVZ
ROCHAS DA SÉRIES (T), (CA) E (SHO) EM ARCO-ILHA SUA GEOQUÍMICA
DIAGRAMA DISCRIMINATÓRIO DOS AMBIENTES GEOTECTÔNICOS
AMBIENTE DE MARGEM CONTINENTAL ATIVA SERIES CALCOALCALINAS
AMBIENTE COMPRESSIVO- ARCOS DE ILHAS
SERIES DE ROCAS TOLEITICAS
SERIES CALCOALCALINAS
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SHOSHONÍTICA
Características geoquímicas -Associada geograficamente a série calcioalcalina. -Em transição desta última. -Se caracteriza por seu alto conteúdo em potássio. - Empobrecida em Al, Ca, Ti, Zr e TTRR. -Abundância em minerais como sanidina,leucita, biotita, flogopita.
Ambientes geodinâmicos associados
-Margem continental ativa. -Arcos insulares
AMBIENTE DE MARGEN CONTINENTAL ATIVA SERIES SHOSHONITICAS
AMBIENTE COMPRESSIVO- ARCOS DE ILHAS SERIES SHOSHONITICAS SERIES DE ROCAS TOLEITICAS
Série Magmática Sua química pode ser utilizada para distinguir famílias de magmas?
Foram considerados alguns parâmetros químicos que são indicativos para agrupar os magmas
Total de Alcalis (Na2O + K2O) – Sílica (SiO2) and saturação em sílica – Alumínio (Al2O3)
DIAGRAMA TAS Classifica rochas vulcânicas frescas
S= Séries subalcalinas (sobresaturadas).
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55 S iO 2 ( % )
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1,2,3=Trend de evolução
CLASSIFICAÇÃO DAS ROCHAS VULCÂNICAS
Nomenclatura para classificar as rochas vulcânicas de arco de ilha-margem continental ativa, é baseada em parâmetros químicos como o conteúdo de K2O vs SiO2, permitindo estabelecer limites entre as séries toleíticas, cálcioalcalina e shoshonítica destes ambientes.
Diagrama Alcalis vs. Sílica de vulcânicas do Hawai: Podem ser distinguidosdois grupos: alcalinas e subalcalinas
Figure 8-11. Total alkalis vs. silica diagram for the alkaline and sub-alkaline rocks of Hawaii. After MacDonald (1968). GSA Memoir 116
DIAGRAMA PARA DISCRIMINAR AS ROCHAS CÁLCIOALCALINAS E TOLEÍTICAS
70
CA LC OA TH LC OL AL EI T I IN O CO
75
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(MIYASHIRO 1978)
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O Tetraedro de Basalto com a base Ne-Ol-Q Os campos Acalino and subalcalino são novamnete distintos
Left: the basalt tetrahedron (after Yoder and Tilley, 1962). J. Pet., 3, 342-532. Right: the base of the basalt tetrahedron using cation normative minerals, with the compositions of subalkaline rocks (black) and alkaline rocks (gray) from Figure 8-11, projected from Cpx. After Irvine and Baragar (1971). Can. J. Earth Sci., 8, 523-548.
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Campos de projeção dos diferentes tipos de basaltos no sistema nefelina-olivina-clinopiroxênioquartzo, segundo Yoder e Tilley (1962): Os basaltos toleíticos se projetam em volume compreendido entre a vértice Qz e o plano Cpx-Pl-Opx (plano de saturação de sílica). Os basaltos alcalinos se projetam em volume compreendido entre o planp Cpx-Ol-Pl (plano de subsaturação em sílica) e a vértice Ne. Os basaltos transicionais se projetam em volume compreendido entre os planos de saturação e subsaturação.
Diagrama AFM : podem se subdividir a série subalcalina entre as série toleítica e cálcioalcalina AFM diagram showing the distinction between selected tholeiitic rocks from Iceland, the Mid-Atlantic Ridge, the Columbia River Basalts, and Hawaii (solid circles) plus the calc-alkaline rocks of the Cascade volcanics (open circles). From Irving and Baragar (1971). After Irvine and Baragar (1971). Can. J. Earth Sci., 8, 523-548.
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Alumina saturation classes based on the molar proportions of Al2O3/(CaO+Na2O+K2O) (“A/CNK”) after Shand (1927). Common non-quartzo-feldspathic minerals for each type are included. After Clarke (1992). Granitoid Rocks. Chapman Hall.
Plot of CaO (green) and (Na2O + K2O) (red) vs. SiO2 for the Crater Lake data. Peacock (1931) used the value of SiO2 at which the two curves crossed as his “alkali-lime index” (dashed line). b. Alumina saturation indices (Shand, 1927) with analyses of the peraluminous granitic rocks from the Achala Batholith, Argentina (Lira and Kirschbaum, 1990). In S. M. Kay and C. W. Rapela (eds.), Plutonism from Antarctica to Alaska. Geol. Soc. Amer. Special Paper, 241. pp. 67-76.
A tabela de características utilizada mundialmente para destacar as importantes diferenças entre as três séries Characteristic Plate Margin Series Convergent Divergent Alkaline yes Tholeiitic yes yes Calc-alkaline yes
Within Plate Oceanic Continental yes yes yes yes
After Wilson (1989). Igneous Petrogenesis. Unwin Hyman - Kluwer
INCORPORAÇÃO DOS ELEMENTOS TRAÇOS NOS MINERAIS DAS ROCHAS ÍGNEAS Os elementos traços entram na estrutura de um mineral por substituição iônica dos elementos majoritários, quando mais próximo seu raio iônico e sua eletronegatividade o elemento que irá substituir.
Substitução dos elementos maiores por traços Feldspatos
Ca,Na,K, Al,Si
Ba, Eu, Pb, Rb Ge
Olivina
Mg,Fe Si
Co, Cr, Mn, Ni Ge
Clinopiroxênios Ca,Na, Mg,Fe, Si
Ce, La, Mn Co, Cr, Ni, Sc, V, Ge
Micas
K Al,Mg,Fe Si, Al
Ba, Cs, Rb Co, Cr, Li, Mn, Sc, V, Zn Ge
Apatita
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Ce, La, Mn, Sr, Th, U, Y As, S, V
Zircão
Zr Si
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Elementos traços abundantes, formam minerais acessórios Ex:. O zirconio forma o zircão.
ELEMENTOS TRAÇOS INDICADORES, E A EVOLUÇÃO DOS MODELOS PETROGENÉTICOS Ni, Cr.
Altos valores destes elementos (Ni=250-300ppm,Cr=500-600), indicam a derivação do magma, de um peridotito. A disminuição progressiva de Ni em uma série de rochas, sugere fracionamento de olivina. Disminuição do conteúdo de Cr sugere fracionamento de espinélio e clinopiroxênio.
Ba
Sustituição do K do feldp K, hornblenda e biotita.Trocas de conteúdo de Ba na razão K/Ba, indica as fases do processo.
Rb
Sustituição do K do feldp K, hornblenda e biotita.Trocas na razão K/Rb, indica as fases, do processo petrogenético.
Sr
Sustituição do Ca no plag. e do K nos felp. K, Sr, e a razão Ca/Sr, são usados como indicadores dos níveis de fracionamento dos plagioclásios. A granada e a horblenda particiona REE pesadas.A esfena REE
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leves.O Eu é fracionado pelos feldspatos refletindo anomalias positivas ou negativas.
