Vlach, S.R.F.

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Cadernos Espinosanos (E-Journal)

GEOQUÍMICA DE ELEMENTOS TERRAS RARAS EM ALLANITAS E TITANITAS DE ROCHAS GRANÍTICAS DE MORUNGABA (SP) E IMPLICAÇÕES PRELIMINARES S.R.F.V1ach Agradavam ao Prof. Mario Figueiredo as discussões sobre a geoquímica das rochas graníticas e associadas, com destaque para os elementos terras raras (ETR) e o seu significado para a discriminação da tipologia e para a evolução do magmatismo granítico de uma forma geral. Parece oportuno então se apresentar e discutir neste memorial dados de quinúsmo mineral para allanitas e titanitas de rochas graníticas. Estes minerais estão entre os que contêm as maiores concentrações em elementos terras raras em granitóides meta-alunúDosos a moderadamente peraluminosos, e, portanto, o seu quimismo é fundamental para a compreensão da variabilidade dos ETR nestas rochas e para quaisquer modelagens de evolução magmática. Pares coexistentes de allanitas-titanitas em amostras representativas do Complexo Ouro Verde e dos Plútons Jaguari, Meridional e Oriental do magmatismo Morungaba (VIach, 1993) foram selecionados para estudo. Nas amostras consideradas, estes minerais aparecem com dimensões submilimétricas a milimétricas e são em geral idiomórficos, mais ou menos zonados ao microscópio óptico~ cada qual soma quantidades modais sempre inferiores a 1 %. Em geral, a allanita é mais precoce, a sua cristalização iniciando pouco antes do aparecimento da apatita e do zircão. A titanita é algo posterior e a sua formação se inicia a partir de reações peritéticas entre ilmenita ou ilmenita+homblenda e líquido magmático. As análises foram realizadas na microssonda JEOL JXA-8600S, automatizada com o sistema TRACOR-NORAN lN-5600 do Departamento de Mineralogia e Petrologia do Instituto de Geociências da USP, sob feixe eletrônico com diâmetro de 1Of.1, 20 kVa de aceleração e 100 nA de corrente. Varreduras detalhadas de comprimento de onda foram efetuadas para a determinação dos elementos acima do limite de identificação e posicionamento adequado para leituras da radiação de fundo~ entre os ETR., La, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd e Dy, além de Y, foram passíveis de determinação quantitativa na maioria das amostras. Análises pontuais completas em regiões de núcleo e de borda de cristais selecionados foram acompanhadas de perfis semi-quantitativos núcleo => borda para os elementos que apresentaram maior variabilidade. Os padrões utilizados. são referidos internamente no laboratório. As correções para os efeitos de matriz seguiram o procedimento PROZA disponível no sistema lN-5600. A maioria das allanitas estudadas, mesmo quando de aparência muito límpida ao microscópio, encontra-se variavelmente metamictizada, fato refletido por valores relativamente baixos para os totais analíticos (90-95% em peso de óxidos); de fato, apenas alguns núcleos cristalinos, em especial aqueles com teores mais baixos em Th02, encontram-se preservados. Deve ser destacado que nas análises com totais superiores a 92-94%, em cristais com alteração carbonática ausente ou muito incipiente, não foram observadas evidências claras de alteração significativa nos teores relativos em (ETR)T. A maioria dos cristais mostra zonamento químico, DMP, Instituto de Geociências, Universidade de São Paulo. VIach, S.RF. Geoquímica de elementos terras raras ... ora mais regular, ora complexo e de tipo oscilatório, com tendências mais ou menos marcadas de diminuição nos teores de (ETR)T dos núcleos para as bordas, paralelizadas pelo aumento de Na, Sr e Th; os valores de (ETR)T20 3 se situam entre 17% e 25% em peso e são em média mais elevados nas allanitas das rochas mais máficas do Complexo Ouro Verde e do Plúton Jaguari (amostras A-1208 e A-281, respectivamente), as quais são também relativamente mais ricas nas terras raras médias e pesadas. As titanitas mostram, analogamente, padrões diversificados de zonamento químico, com tendência melhor marcada de diminuição dos teores nas terras raras dos núcleos para as margens dos cristais, paralelizada por Nb e Zr e contraposta por Al. Nas amostras consideradas, os teores em (ETR)T20 3 estão entre 3,5% e 0,5%. As principais variações dos elementos terras raras, incluindo Y, são ilustradas em diagramas parciais normalizados pelos teores condriticos (Boynton, 1984) e pelos teores em rocha total (Vlach, 1993) na Figura 1. Por simplicidade, estão representadas nesta Figura apenas . os resultados obtidos para os núcleos cristalinos dos pares allanita-titanita, os quais reafirmam, por um lado, a preferência relativa dos ETRL pela allanita e dos ETRP pela titanita, e, por outro, a importância destes dois minerais como depositários principais dos ETR nas amostras estudadas, apresentando concentrações entre 10 e 1300 vezes superiores às da rocha hospedeira. De fato, avaliações modais e normativas das fases minerais mais ricas em ETR (homblenda, allanita, titanita, apatita e zircão) mostram que mais de 85% em peso destes elementos nos granitóides meta-aluminosos a moderadamente peraluminosos de Morungaba estão concentrados nestes dois minerais. :O:O:CG r Mineral/Coodrito Mineral/Rocha --A-1208 --T-1208 --T-2e: -+-k-81: --A-!6 10 -!l- T-!6 :OG +---+--+--+--+-I--+--+--+--+....l....! ~ ) La Ce ?r KC 50 --+- T-22 La Ce PI Nd Gd Dy Y SI Figura 1 - Diagramas parciais para elementos terras raras, incluindo Y, normalizados pelo condrito de Boynton (1984), à esquerda, e pela rocha hospedeira, à direita. Números na legenda identificam amostras 1208 (Complexo Ouro Verde), 281 e 811 (plúton Jaguari), 16 (plúton Oriental), 22 (plúton Meridional). Letras A e T identificam allanitas e titanitas, respectivamente. 68 Bol.IG-USP, Publ.Especial, 18:67-69, 1996. A concentração dos ETR nas allanitas e nas titanitas das rochas estudadas, a exemplo de outras ocorrências graníticas, depende do índice de diferenciação, da paragênese e da seqüência de cristalização. Destacam-se, por um lado, os teores maiores e menores de terras raras nas titanitas e allanitas, respectivamente, das rochas relativamente mais félsicas dos Plútons Meridional e Oriental (A-16, A-22) quando comparados aos das demais amostras, e, por outro, a importância relativamente menor das titanitas e allanitas como concentradores dos ETR na amostra A-281 quando comparadas com o caso da amostra A-1208, ambas com índice de diferenciação parecido. Este último caso é explicado pela presença de homblenda, mineral que pode concentrar teores significativos de ETR (e.g., Sawka, 1988), de cristalização precoce em relação à allanita e titanita, na amostra A-281, e a sua ausência em A-1208. As variações composicionais observadas nas amostras estudadas, em especial aquelas associadas ao zonamento oscilatório, quando estudadas à luz do quimismo de rocha total, são compatíveis com modelos evolutivos embasados em mecanismos simples de cristalização fracionada a partir de volumes discretos de magmas, com envolvimento de mistura e/ou desmistura entre liquidos magmáticos e frações previamente cristalizadas. Por outro lado, a combinação dos padrões minerais obtidos com os de rocha total apontam para a proporcionalidade entre as quantidades fracionadas de minerais acessórios e os respectivos coeficientes de partição para os elementos considerados (v. também VIach, 1993). Referências Bibliográficas BOYNTON, W.V. (1984) Cosmochemistry of the rare earth elements: meteorite studies. In: HENDERSON, P. (Ed.) Rare earth element geochemistry. Amsterdan, Elsevier, p.63-114. SAWKA, W .N. (1988) REE and trace element variations in accessory minerals and homblende from the strongly zoned McMurry Meadows plutoo, California. Transactions of the Royal Society ofEdinburgh: Earth Sciences, v.79, n.2-3, p.157-168. VLACH, S.R.F. (1993) Geologia e Petrologia dos granitóides de Morungaba, SP. São Paulo, 414p. (Tese - Doutorado) -Instituto de Geociências, Universidade de São Paulo. 69 

Geoquímica de elementos terras raras em allanitas e titanitas de rochas graníticas de Morungaba (SP) e implicações preliminares

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Geoquímica de elementos terras raras em allanitas e titanitas de rochas graníticas de Morungaba (SP) e implicações preliminares

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