Elektromagnetiske stråling og lyshastighet

Os zircões metamórficos são caracterizados por superfícies arredondadas que, por vezes, definem a morfologia ovoide, interpretada como resultado da reabsorção diferencial por fluidos intergranulares insaturados em Zr (Hoskin & Black 2000) (Fig. 8.1a). Contudo, o crescimento na presença de fluidos/fundido pode produzir terminações prismáticas. Em granulitos também é comum a ocorrência de grãos equidimensionais, euédricos e multifacetados, padrão conhecido como “soccer- ball” (Schaltegger et al. 1999) (Fig. 8.1b). Embora esse hábito tenha sido descrito em diversos terrenos de alto grau ao redor do mundo, ainda não existe um consenso se sua origem decorre da cristalização subsolidus ou da recristalização completa de grãos remanescentes (Harley et al. 2007).

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A cristalização sub-solidus e a recristalização no estado sólido não originam estruturas internas, exceto um possível zonamento por setor. Os limites entre os setores podem ser retilíneos ou suavemente curvos, mas também é comum apresentarem a forma de zig-zag, padrão conhecido como fir-tree (Fig. 8.1c). Já os novos grãos e bordas cristalizadas a partir de fluidos/fundido exibem, além das terminações prismáticas, o zonamento oscilatório típico dos grãos ígneos, resultante da distribuição heterogênea de elementos traços (Hoskin 2000) (Fig. 8.1d).

A recristalização no estado sólido, quando não é completa, pode resultar em uma ampla diversidade e complexidade de texturas internas originadas por modificações em estruturas magmáticas primárias (Corfu et al. 2003). Os zircões de rochas de alto grau frequentemente exibem a seguinte sequência de estruturas internas: um núcleo herdado, um sobrecrescimento prismático com zonamento oscilatório (melt-precipitated) parcialmente modificado pela recristalização e uma zona homogênea de alta luminescência (Pidgeon et al. 1998; Vavra et al. 1999) (Fig. 8.1e). O zonamento oscilatório se torna progressivamente mais espesso, indistinto e convoluto em resposta ao metamorfismo (Fig. 8.1f). Os tipos texturais mais complexos exibem feições caóticas que lembram estruturas de fluxo (Fig. 8.1g).

Outra textura comum na fácies granulito é a recristalização transgressiva, que ocorre por meio de frentes de recristalização que migram a partir das terminações do cristal em direção ao centro e apagam as texturas magmáticas remanescentes (Fig. 8.1h). O resultado final desse processo é a recristalização total do grão, com a obliteração completa das estruturas primárias (Hoskin & Schaltegger 2003). Entretanto, a recristalização transgressiva pode preservar parcialmente a composição isotópica do protólito, o que resulta em domínios com idades U-Pb mistas (Hoskin & Black 2000) (Fig. 8.1i).

8.4. RESULTADOS ANALÍTICOS

8.4.1. Amostra K11A – Ortopiroxênio granulito félsico

Os zircões da amostra K11A são predominantemente límpidos e incolores e podem ser diferenciados em dois subgrupos morfológicos. O subgrupo dominante é constituído de cristais prismáticos com terminações variavelmente arredondadas. Os comprimentos variam de 80 a 420µm e a elongação (razão comprimento/espessura) varia entre 5:3 e 5:1. O subgrupo minoritário é composto por grãos bem arredondados e mais curtos (elongação 3:2).

As imagens CL revelam que os zircões prismáticos apresentam estruturas internas complexas (Fig. 8.2). Os tipos mais preservados são raros e exibem núcleos homogêneos ou com texturas complexas (Fig. 8.2a-b). Esses são circundados por sobrecrescimentos magmáticos (melt-precipitated) com zonamento oscilatório típico. Porém, a maioria dos zircões é desprovida de núcleo e exibe o

Figura 8.1 - Morfologias externas e estruturas internas típicas de zircões metamórficos de rochas de alto grau.

(a) Morfologia ovoide com faces e arestas arredondadas (Hoskin & Schaltegger 2003); (b) Morfologia “soccer-

ball” (Harley et al. 2007); (c) Sobrecrescimento metamórfico com zonamento por setor e padrão fir-tree (ft)

(Vavra et al. 1996); (d) Sobrecrescimento magmático (melt-precipitated) com zonamento oscilatório e borda prismática (Silva 2006); (e) Sequência de estruturas comuns em zircão da fácies granulito: núcleo herdado (core), sobrecrescimento prismático com zonamento oscilatório (prismatic) e sobrecrescimento homogêneo com alta luminescência (isometric) (Vavra et al. 1999); (f) Zonamento convoluto em zircão parcialmente recristalizado (Hoskin & Schaltegger 2003); (g) Feições caóticas com estruturas de fluxo em grão intensamente recristalizado (Harley et al. 2007); (h) Frente de recristalização que migra da borda para o centro do grão e oblitera o zonamento oscilatório primário (Corfu et al. 2003); (i) Resquícios do zonamento oscilatório preservados após a recristalização transgressiva, o que resulta em domínios de idade mista (Hoskin & Black 2000).

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zonamento magmático amplamente modificado pela recristalização. As modificações variam desde zonamentos mais espessos, turvos e sinuosos até texturas caóticas, caracterizadas por bandamentos convolutos e difusos que não preservam registros da estrutura original (Fig. 8.2c-h). Segundo Corfu et al. (2003) essas feições são típicas de zircão de rochas de fácies granulito.

Os cristais prismáticos apresentam também bordas de alta luminescência de espessuras variadas, que obliteram total ou parcialmente as estruturas pretéritas (Fig. 8.2i-k). Por vezes, essas bordas formam frentes de alteração lobulares que adentram os domínios zonados (Fig. 8.2j). Segundo Harley et al. (2007), essas feições são sugestivas de processos de alteração associados ao ingresso de fluidos no grão.

Os zircões do subgrupo minoritário possuem alta luminescência e não exibem registros de zonamento oscilatório. Em contrapartida, são identificadas feições que se assemelham ao zonamento por setor (Fig. 8.2l). De acordo com Hoskin & Black (2000), tais texturas sugerem que esses zircões são de origem metamórfica.

As datações U-Pb foram realizadas em 79 spots, distribuídos entre os domínios internos e as bordas de alta luminescência de 65 zircões. As idades obtidas por meio das razões 207_Pb/206_Pbvariam entre 1988 ± 19 Ma e 2159 ± 19 Ma (0–10% de discordância) (Tab. 1 - Anexo VII). Na maioria dos casos, as idades mais antigas correspondem aos domínios internos de zircões zonados e as mais jovens às bordas e aos cristais homogêneos (e.g. Fig. 8.2a). Porém, nota-se que essa coerência não é mantida para todos os grãos. Alguns apresentam idades idênticas para o centro zonado e a borda recristalizada, enquanto outros exibem centros mais jovens que suas respectivas bordas (e.g. Fig. 8.2e). Segundo Gerdes & Zeh (2009), isso sugere que algumas bordas foram menos afetadas por perdas de Pb do que os domínios centrais.

O diagrama concórdia Wetherill mostra que todas as análises constituem um único agrupamento subconcordante (Fig. 8.3a). O resultado de maior consistência analítica foi obtido a partir das 73 razões mais concordantes (0–5% de discordância) e corresponde a uma idade 207_Pb/206_{Pb média} de 2077 ± 4,6 Ma (MSWD = 0,93). A ausência de uma idade concórdia revela que, de maneira geral, os zircões dessa amostra experimentaram uma ou múltiplas perdas de Pb após a cristalização (Gerdes & Zeh op. cit.). Desse modo, embora a maioria das idades constitua um conjunto de dados coerente, não é seguro interpretar que a média calculada corresponda à idade de cristalização magmática.

As características texturais observadas nas imagens CL, associadas aos resultados isotópicos, indicam que a maior parte das idades provém de domínios parcial ou totalmente recristalizados e também de zircões que cresceram durante o metamorfismo de alto grau. Sendo assim, considera-se que a média das razões 207_Pb/206_{Pb(~2077 Ga) pode representar a melhor estimativa para a idade do} metamorfismo de fácies granulito. Quanto à idade de cristalização, a razão 207_Pb/206_{Pbdo spot 105} (2159 ± 19 Ma; 1% de discordância) pode ser interpretada como a idade mínima da cristalização do

protólito ígneo, visto que provém de um domínio zonado e representa o resultado concordante mais antigo (Fig. 8.3a).

Figura 8.2 - Imagens de catodoluminescência (CL) de zircões representativos da amostra K11A. Os círculos

indicam o local das análises (diâmetro do spot = 20µm). Também estão informados o número do spot, a idade

207_Pb/206_{Pb (em Ma) e a porcentagem de discordância (Disc.).}

8.4.2. Amostra HMI-6C – Ortopiroxênio granulito félsico

Os zircões da amostra HMI-6C são translúcidos, incolores a amarelados e apresentam hábito predominantemente prismático com graus variados de arredondamento. Os comprimentos variam de

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Figura 8.3 - Diagramas concórdia Wetherill e diagramas de variação (detalhe) das amostras do granulito félsico.

(a) Idade de metamorfismo (Mean) e idade mínima de cristalização (Spot 105) da amostra K11A. (b) Idade de cristalização da amostra HMI-6C. (c) Reta discórdia cujos interceptos correspondem a idades de dois possíveis eventos metamórficos da amostra HMI-6C. (d) Detalhe do intercepto inferior com a idade interpretada como correspondente ao metamorfismo de fácies granulito da amostra HMI-6C.

85 a 560µm e a elongação de 2:1 a 5:1. Nessa amostra ocorrem também grãos ovoides e grãos equidimensionais multifacetados que caracterizam a morfologia soccer-ball.

Sob imagens CL, os cristais prismáticos comumente exibem núcleos de luminescência baixa a média, com texturas caóticas ou completamente homogêneas (Fig. 8.4a-c). Esses são circundados por sobrecrescimentos com zonamento oscilatório, o qual é característico de cristalização na presença de fundido. No entanto, alguns zircões prismáticos são desprovidos de núcleo e apresentam o zonamento ígneo variavelmente recristalizado (Fig. 8.4d-g). Parte dos grãos exibe também bordas de alta luminescência, responsáveis pela obliteração parcial ou total dos domínios zonados (Fig. 8.4h-i).

Os zircões soccer-ball e alguns grãos ovoides possuem alta luminescência e são carentes de estruturas magmáticas. Em contrapartida, exibem o zonamento por setor, textura típica de grãos metamórficos (Fig. 8.4j-l).

Figura 8.4 - Imagens de catodoluminescência (CL) de zircões representativos da amostra HMI-6C. Os círculos

indicam o local das análises (diâmetro do spot = 20µm). Também estão informados o número do spot, a idade

207_Pb/206_{Pb (em Ma) e a porcentagem de discordância (Disc.).}

Foram datados 65 spots em 59 grãos, distribuídos entre os diversos domínios descritos (Tab. 2 – Anexo VII). Vinte e cinco spots obtidos nos domínios internos de zircões prismáticos forneceram uma idade concórdia de 2704 ± 2,8 Ma (MSWD = 7,7), interpretada como correspondente à cristalização do protólito ígneo (Fig. 8.3b).

Os demais spots forneceram idades 207_Pb/206_{Pb concordantes a subconcordantes que variam} entre 2001 ± 31 Ma e 2655 ± 29 Ma (0–9% de discordância). No diagrama concórdia Wetherill nota-

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se que as análises mais consistentes definem uma reta discórdia com idade do intercepto superior de 2596 ± 34 Ma (MSWD = 3.0). Esse intercepto é marcado por spots obtidos em sobrecrescimentos magmáticos (melt-precipitated) e no interior de alguns zircões zonados (Fig. 8.3c). A idade do intercepto inferior é de 2097±83 Ma e corresponde às análises de domínios metamórficos de alta luminescência _{– bordas homogêneas, cristais soccer-ball, grãos ovoides e prismáticos extensivamente} recristalizados. Esse padrão discordante reflete perdas episódicas de Pb dos zircões primários e/ou de novos zircões formados durante o metamorfismo (Gerdes & Zeh 2009).

Em razão de o intercepto inferior ser definido exclusivamente por spots correspondentes a domínios metamórficos, essas dados foram retrabalhados separadamente a fim de se obter um valor mais preciso para a idade do metamorfismo. O cálculo, efetuado a partir do diagrama de variação com base nas sete análises mais concordantes, resultou em uma idade 207_Pb/206_{Pb média de 2057 ± 32 Ma} (MSWD = 1,6) (Fig. 8.3d).

Esses resultados permitem interpretar que o granulito analisado foi afetado por dois distúrbios isotópicos, possivelmente relacionados a eventos metamórficos que sucederam a cristalização magmática do protólito em ~ 2,7 Ga. O primeiro (~2,60 Ga) pode ter sido associado a anatexia, conforme indicado pelas idades de sobrecrescimentos magmáticos (melt-precipitated) (e.g. Fig. 8.4c, e) e novos zircões. O segundo (~ 2,06 Ga) ocorreu em condições de fácies granulito e foi responsável tanto pela recristalização de grãos primários (e.g. bandamento por setor, bordas de alta luminescência) como pela nucleação de zircões metamórficos de alto grau (e.g. soccer-ball) (e.g. Fig. 8.4g - l).