Geotermômetro isotópico calcita-grafita aplicado para estimar condições de pico metamórfico em mármores da Província Borborema, nordeste do Brasil.

Abstract

The chemical composition of marbles is a limiting factor for common mineral geothermometry. But carbon isotope fractionations occur in the system carbonate-CO2-graphite-CH4 both at low and high temperatures. Thus, the fractionation of the 13C and 12C isotopes between calcite and graphite has become a useful geothermometer for a large range of temperatures. In this work, the results of the calcite-graphite geothermometer are reported to estimate the temperature of the metamorphic peak of the Itajubatiba region, Borborema Province, Northeastern Brazil. Calibration curves were used that are valid for a range of temperatures (0-700 °C and 400-680 °C) that include those (572-627 oC; mineral geothermometry in mica schists) considered as the peak of the regional metamorphism. The temperatures (560-656 oC) obtained for the metamorphic peak are coherent with those previously known from the regional scenario. The agreement between the temperatures found and those already established indicates that calcite and graphite are in isotopic equilibrium, as corroborated by the intimate physical contact between both minerals. The 13C/12C isotopic ratios of calcite and graphite are a good tool to estimate metamorphic peak temperatures in marbles, and therefore can be applied as a geothermometer in other regions. Keywords: 13C and 12C isotope ratios, calcite-graphite geothermometer, phlogopite-bearing marble, Itajubatiba region, Borborema Province.Os mármores não possuem uma composição que permita se utilizar geotermômetros minerais comuns. Por outro lado, o fracionamento de isótopos de carbono no sistema carbonato-CO2-grafita- CH4 ocorre tanto em baixa quanto em alta temperatura. Dessa forma, o fracionamento dos isótopos 13C e 12C entre a calcita e a grafita tem se tornado um geotermômetro usual em amplo intervalo de temperaturas. Neste trabalho, os resultados do geotermômetro calcita-grafita são apresentados e tiveram como objetivo a estimativa da temperatura do pico metamórfico da região de Itajubatiba (Província Borborema, nordeste do Brasil). Foram utilizadas curvas de calibração válidas para o intervalo de temperaturas (0-700 °C e 400-680 °C) que inclui aquelas consideradas para o pico do metamorfismo regional (572-627 oC; geotermometria mineral em mica xistos). As temperaturas obtidas (560-656 oC) são coerentes com as do metamorfismo regional. Esta coerência sugere que a calcita e a grafita estão em equilíbrio isotópico, como atesta a íntima relação de contato observada entre estes dois minerais. As razões isotópicas 13C/12C da calcita e grafita revelam ser uma ferramenta apropriada para se estimar as temperaturas do pico metamórfico em mármores, e podem ser aplicadas como geotermômetro em outras áreas. Palavras-chave: Razões isotópicas 13C e 12C, geotermômetro calcita-grafita, flogopita mármore, Região de Itajubatiba, Província Borborema