La figura a sinistra mostra la pseudosezione P-T calcolata per il campione tonalitico rappresentativo (J13). Le composizioni del fuso simulate per tre processi di fusione isobarici in condizioni di alta, le condizioni di media e bassa pressione sono presentate nel diagramma di destra (an-ab-or), l'ombra che mostra la gamma di composizione dei trondhjemites nell'Hebei orientale. Credito:©Science China Press
La crosta continentale terrestre si è formata principalmente nel periodo Archeano, ~ da 2,5 a 4,0 miliardi di anni fa, ed è composto principalmente da tonalite, trondhjemite e granodiorite (rocce TTG). Questi tre tipi di roccia conservano informazioni fondamentali sulla formazione e l'evoluzione della prima crosta continentale. Lo studio sulla petrogenesi delle rocce TTG può chiarire i regimi tettonici della Terra primordiale. Un recente studio che utilizza un approccio di modellizzazione della fase quantitativa per documentare il processo di fusione parziale dello gneiss tonalitico presenta un punto di vista innovativo della petrogenesi del trondhjemite di Archeano nell'Hebei orientale, Cina.
Un metodo avanzato per studiare la petrogenesi dei granitoidi prevede la conduzione di esperimenti ad alta temperatura e alta pressione selezionando diverse composizioni di roccia sfusa come materiali di partenza e confrontando le composizioni del fuso con quelle delle rocce reali. I risultati di precedenti studi sperimentali suggeriscono che le rocce Archeane TTG si siano formate dalla fusione parziale di rocce mafiche idrate, e bassi gradi di fusione o fusione in condizioni di alta pressione tendono a produrre fusione trondhjemitica. Le osservazioni sul campo in molti terreni precambriani mostrano che il trondhjemite si presenta comunemente come piccole vene, intrusioni e/o come leucosomi all'interno di gneiss tonalitici. Ciò suggerisce che la fusione trondhjemitica può essere generata dalla fusione parziale delle rocce tonalitiche. Così, è stato intrapreso uno studio sistematico per simulare l'origine del trondhjemite.
Prendendo come esempio le rocce trondhjemitiche dell'Hebei orientale, gli autori presentano la modellazione di fase per un campione tonalitico rappresentativo utilizzando un recente set di dati termodinamici coerenti internamente, disponibili modelli di attività di minerali e fusi e il software THERMOCALC. Sulla base della pseudosezione P-T calcolata, le composizioni del fuso sono state vincolate in diverse condizioni P-T, e confrontati con quelli delle rocce trondhjemitiche nell'Hebei orientale. I risultati della simulazione mostrano che i fusi generati sotto 0,9~1,1 GPa/800~850°C con un grado di fusione del 5~10% in peso sono paragonabili alle rocce trondhjemitiche dell'Hebei orientale sia nella composizione degli elementi maggiori che in quella degli elementi in tracce. Inoltre, la datazione isotopica dello zircone U-Pb rivela che l'età di formazione delle vene trondhjemitiche nell'Hebei orientale è coerente con l'età metamorfica dello gneiss tonalitico del paese, sostenendo ulteriormente il punto di vista che le rocce trondhjemitiche possono essere formate dalla fusione parziale di rocce tonalitiche.
Utilizzando un approccio di modellazione di fase quantitativa, i ricercatori hanno simulato la fusione parziale della tonalite e hanno proposto una nuova visione secondo cui la trondhjemite può essere un prodotto di fusione della tonalite, e non semplicemente prodotto dalla fusione parziale di rocce mafiche in condizioni di alta pressione. Questo sarà significativo per chiarire il regime tettonico Archeano per la formazione di rocce TTG. Inoltre, questo studio fornisce un metodo nuovo ed efficace per documentare la genesi dei granitoidi.