An experimental study of the partitioning of trace elements between rutile and silicate melt as a function of oxygen fugacity



Título del documento: An experimental study of the partitioning of trace elements between rutile and silicate melt as a function of oxygen fugacity
Revista: Anais da Academia Brasileira de Ciencias
Base de datos: PERIÓDICA
Número de sistema: 000399401
ISSN: 0001-3765
Autors: 1
2
3
Institucions: 1Universidade de Sao Paulo, Instituto de Geociencias, Sao Paulo. Brasil
2Universitat Bonn, Steinmann Institut fur Geologie, Mineralogie und Paleontologie, Bonn, Nordrhein-Westfalen. Alemania
3Universidade de Sao Paulo, Instituto de Astronomia, Geofisica e Ciencias Atmosfericas, Sao Paulo. Brasil
Any:
Període: Dic
Volum: 86
Número: 4
Paginació: 1609-1630
País: Brasil
Idioma: Inglés
Tipo de documento: Artículo
Enfoque: Analítico, descriptivo
Resumen en inglés Subduction zone or arc magmas are known to display a characteristic depletion of High Field Strength Elements (HFSE) relative to other similarly incompatible elements, which can be attributed to the presence of the accessory mineral rutile (TiO2) in the residual slab. Here we show that the partitioning behavior of vanadium between rutile and silicate melt varies from incompatible (∼0.1) to compatible (∼18) as a function of oxygen fugacity. We also confirm that the HFSE are compatible in rutile, with D(Ta)> D(Nb)>> (D(Hf)>/∼ D(Zr), but that the level of compatibility is strongly dependent on melt composition, with partition coefficients increasing about one order of magnitude with increasing melt polymerization (or decreasing basicity). Our partitioning results also indicate that residual rutile may fractionate U from Th due to the contrasting (over 2 orders of magnitude) partitioning between these two elements. We confirm that, in addition to the HFSE, Cr, Cu, Zn and W are compatible in rutile at all oxygen fugacity conditions
Resumen en portugués Magmas produzidos em zonas de subducção possuem um característico empobrecimento em elementos de elevado potencial de ionização (HFSE) em comparação com outros elementos de incompatibilidade similar. Essa assinatura geoquímica pode ser atribuída a presença do mineral acessório rutilo (TiO2) como fase residual. Dados experimentais obtidos nesse estudo mostram que o coeficiente de partição de vanádio entre rutilo e líquidos silicáticos varia entre ∼0,1 (incompatível) e ∼18 (compatível) em função da fugacidade de oxigênio. Os resultados experimentais confirmam ainda que HFSE são compatíveis em rutilo, com coeficientes de partição (D) para Ta> Nb>> Hf>/∼ Zr, porém fortemente dependentes da composição do líquido silicático. Coeficientes de partição para HFSE aumentam aproximadamente uma ordem de magnitude com aumento do grau de polimerização do líquido silicático (ou decréscimo da basicidade). Os resultados experimentais também indicam que a presença de rutilo como fase acessória residual pode resultar no fracionamento de U relativo a Th devido a diferença (∼ duas ordens de magnitude) entre os coeficientes de partição desses dois elementos. Também confirma-se com os resultados desse estudo que além dos HFSE, Cr, Cu, Zn e W são compatíveis em rutilo em qualquer fugacidade de oxigênio
Disciplines Geociencias
Paraules clau: Mineralogía, petrología y geoquímica,
Zonas de subducción,
Arcos magmáticos,
Coeficiente de partición,
Rutilo,
Silicatos,
Redox
Keyword: Earth sciences,
Mineralogy, petrology and geochemistry,
Subduction zones,
Magmatic arcs,
Partition coefficient,
Rutile,
Silicates,
Redox
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