Datation des mineralisations d`emeraude du Bresil par les methodes K-Ar ET40AR/39AR: Mise em évidence d`âges Transamazonien (2 Ga) et Brésilien (650-500 Ma). Influence de la cristallochimie de la phlogopite sur la rétention de 1`argon /
Resumo: As mineralizações de esmeralda do Brasil são sempre encontradas dentro de formações de rochas básicas-ultrabásicas metassomatisadas por fluidos hidrotermais e transformadas em flogopititos. Dois tipos de mineralização são definidos: um associado a pegmatitos, e outro associado a zonas de cis...
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| Resumo: | Resumo: As mineralizações de esmeralda do Brasil são sempre encontradas dentro de formações de rochas básicas-ultrabásicas metassomatisadas por fluidos hidrotermais e transformadas em flogopititos. Dois tipos de mineralização são definidos: um associado a pegmatitos, e outro associado a zonas de cisalhamento. Nos dois tipos a cristalização da esmeralda é contemporânea da flogopita. A datação da flogopita, pelos métodos K-Ar e 40Ar/39Ar, permitiu a determinação da idade da maior parte das mineralizações. Para os depósitos do tipo pegmatito as idades variam entre 2.0 e 1.9 Ga (Carnaíba e Socotó) e entre 650 e 500 Ma (Pombos, Juca, Pirenópolis, Capoeirana e Coqui). O depósito de Santa Terezinha, associado a uma zona de cisalhamento sem pegmatitos, mostra uma idade de 520 Ma. Estes resultados mostram que a esmeralda brasileira se formou durante dois ciclos orogênicos distintos: o ciclo Transamazônico (2.0 Ga), no domínio do Cráton do São Francisco, e o ciclo Brasiliano (650 -500 Ma), no domínio dos cinturões móveis do Proterozóico Superior.
As flogopitas de Santa Terezinha são fortemente associadas com o talco e apresentam espectros 40Ar/39Ar perturbados. As investigações sobre o efeito dessa associação na geocronologia K-Ar et 40Ar/39Ar mostram a existência inesperada de 40Ar no talco. Este argônio é considerado como herdado e seria responsável pelas irregularidades observadas nos espectros 40Ar/39Ar das flogopitas. A liberação distinta do argônio na flogopita e no talco provoca a forma "upward-convex" obtida para os espectros 40Ar/39Ar das flogopitas impuras.
A Carnaíba, o estudo de flogopitas sincrônicas da mineralização e provenientes de diferentes minas, mostra uma variação de idade que reflete diferenças nas temperaturas de bloqueio do sistema K-Ar nestas micas. Os resultados obtidos à partir do estudo da liberação do argônio (coeficiente de difusão e energia de ativação) para quatro flogopitas indicam que as temperaturas de bloqueio variam entre 250 e 315°C.
A capacidade das micas em reter o argônio depende de suas características cristaloquímicas. Uma correlação bem definida pode ser observada entre a variação das idades e substituições químicas que interferem nos sítios tetraédrico, octaédrico e alcalino (em especial as substituições Fe-Mg, F-OH, Al-Tschermak e as substituições em direção de uma mica "tetrasilicatada" e do talco). Além disso, uma correlação clara entre a liberação do argônio e a liberação do radical OH é confirmada para as flogopitas de Carnaíba.
Este estudo mostra que a diminuição das idades, a diminuição das temperaturas de liberação do argônio e das temperaturas de liberação da água estrutural e a diminuição das energias de ativação para a difusão do argônio são correlacionadas com o aumento do teor em ferro das micas.
Assim, um estudo cristaloquímico fino dos minerais constitue uma etapa preliminar necessária à interpretação de dados geocronológicos K-Ar e 40Ar/39Ar.
#$&Abstract: The emerald deposits of Brazil are always found within basic and ultrabasic formations which have been metasomatised by hydrothermal fluids, and transformed into phlogopitites. Two types of deposits may be distinguished: one associated with pegmatites, the other with shear zones, fn both cases the precipitation of emerafd is contemporaneous with that of phlogopite. The age of these deposits has been determined by dating of the latter, using K-Ar and 40Ar/39Ar methods. Deposits associated with pegmatite have ages between 2.0 et 1.9 Ga (Carnaíba, Socotó), and between 650 et 500 Ma (Pombos, Juca, Pirenópolis, Capoeirana, Coqui). The Santa Terezinha deposit, associated with a shear zone where pegmatites are absent, gives an age of formation of 520 Ma. These results show that brazilian emeralds were formed during two distinct orogenic periods: the Transamazonian (2.0 Ga), in the São Francisco craton, and the Brasilian (650 - 500 Ma), characterised by the mobile belts of the Upper Proterozoic.
The Santa Terezinha phlogopites, strongly imbricated with talc, have very noisy 40Ar/39Ar age spectra. This mineralogical association has an effect on the K-Ar and 4°Ar/39Ar geochronology, which we find to be due to the unexpected presence of 4°Ar in the talc. This argon, considered as inherited, would thus be responsable for the observed irregularities in the age spectra of the phlogopites. It is probably the non-synchronous degassing of the argon from the phlogopite and from the talc which gives rise to the "hump" observed in the age spectra of impure phlogopites.
In the Carnaíba deposit we observe differences in the ages of phlogopites coming from several synchronous mineralisations, which reflect differences in the closure temperature of the K-Ar system in these micas. Argon release data (diffusion coefficients and activation energies) of four samples indicate that closure temperatures are in the range 250 - 315°C, close to those inferred geologically.
We show that the ability of micas to retain argon is linked to their crystal chemistry. Correlations are found to exist between the differences in age and chemical substitutions involving tetrahedral, octahedral and interlayer sites (in particular Fe-Mg, F-OH, and Al-Tschermak substitutions, as well as substitutions towards tetrasilicic mica and talc). Similarly, for the Carnaíba phlogopites, we find a clear correlation between the release of argon, and that of structural water.
This study also shows that decreasing ages, release temperatures of structurally bonded water, release temperatures of argon, and activation energies of argon diffusion, are all correlated with the iron content of the micas.
A detailed study of the crystal chemistry of these minerals is therefore a necessary prerequesite for the interpretation of Ar geochronological data. |
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