PROVENANCE AND ALTERATION OF GLACIAL SEDIMENTS IN KING GEORGE ISLAND, ANTARCTICA

Abstract

Mineralogical and geochemical data of glacial sediments of Low Head, King George Island, Antarctica, are presented to approach its provenance and alterations aspects. Mineralogical analyses were performed using petrography and an x-ray diffraction method, while to the geochemistry was performed by x-ray fluorescence. Comparisons using major elements in the sediments with possible source areas, suggested that they are closest to the King George Island parent rocks, with no contribution of rocks from Antarctic Peninsula. The gravel and sand fractions demonstrate that the till is composed of basaltic and andesitic rock fragments, plagioclase, pyroxene and amphibole, typical of active immature volcanic arc. The mud fraction indicates chemical characteristics consistent with calc-alkaline to tolleitic and metalluminous affinity of source rock of the till and the presence of secondary mineral phases, such as laumontite, brucite and saponite. The values of alteration indices, such as the chemical index of alteration (CIA) and the SiO₂/Al₂O₃ ratio, in the regional rocks and sediments reflect a remarkable degree of alteration, possibly due to hydrothermal activity, exemplified by the presence of laumontite. In addition, bivariate chemical diagrams suggest slight weathering compared to the South Shetland Islands, which may have been responsible for the formation of brucite and saponite. The results suggest that although there are secondary mineral products, some grade of weathering could have acted in the till during sedimentary cycles or the till was strongly influenced by components of local weathered basalts.

Titulo:

PROVENIÊNCIA E ALTERAÇÃO DE SEDIMENTOS GLACIAIS NA ILHA KING GEORGE, ANTÁRTICA

Resumo

Este trabalho baseia-se em dados mineralógicos e geoquímicos de sedimentos glaciais de Low Head, Ilha King George, Antártica, tendo em vista analisar aspetos relacionados com a sua proveniência e alteração. Recorreu-se a métodos petrográficos e de difração de raios X para efetuar a análise mineralógica dos sedimentos. A geoquímica foi realizada por fluorescência de raios-x. A comparação das concentrações de elementos maiores nos sedimentos com possíveis áreas de fonte, sugerem que estes estão mais próximos das rochas-mãe da Ilha King George e não recebem contribuição das rochas da Península Antártica. A mineralogia das frações cascalho e areia mostraram que o tilito é composto de fragmentos rochosos basálticos e andesíticos, plagioclásio, piroxênio e anfibólio, típicos do arco vulcânico imaturo ativo. A fração fina revelou características químicas consistentes com uma rocha fonte de tilito cálcio-alcalina a toleítica e metaluminosa e a presença de fases minerais secundárias, como laumontita, brucita e saponita. Os valores dos índices de alteração, como o índice químico de alteração (CIA) e a razão SiO₂/Al₂O₃, nas rochas e sedimentos regionais, refletem um notável grau de alteração, possivelmente devido à atividade hidrotermal, como sugere a presença da laumontita. Por outro lado, os diagramas químicos bivariados sugerem um leve intemperismo em comparação com as Ilhas Shetland do Sul, que podem ter sido responsáveis pela formação de brucita e saponita. Os resultados sugerem que, embora existam produtos minerais secundários, algum grau de intemperismo poderia ter atuado no tilito durante os ciclos sedimentares ou este foi fortemente influenciado por basaltos locais alterados.

Palavras-chave: Proveniência de sedimentos. Alteração. Sedimentos glaciogênicos. Mineralogia. Geoquímica