Análise da deformação do quartzo pelos geotermômetros de Ti no quartzo e ângulo de abertura do eixo-c em zonas de cisalhamento nos Orógenos Ribeira e Brasília

Abstract

Este trabalho visou verificar a influência da deformação em zonas de cisalhamento no registro da temperatura utilizando os geotermômetro Ti no quartzo e ângulo de abertura do eixo-c em rochas ígneas e metamórficas. A emissão de catodoluminescência observada com filtro azul é correlata com a concentração de Ti no quartzo e demonstrou certos zoneamentos em sua distribuição dentro dos cristais, com padrões diferentes em cada amostra. As análises quantitativas de Ti no quartzo foram obtidos pontos por EPMA e por ablação a laser acoplado a um espectrômetro de massas com plasma indutivamente acoplado (LA-ICP-MS). Dados obtidos a partir do geotermômetro Ti no quartzo para rochas ígneas do Orógeno Ribeira (Granito Capote) resultaram em temperaturas na faixa de 521 a 628°C (13,19 a 46,16 µg/g Ti) para amostra não deformada, e entre 537 e 621°C (16,19 e 42,56 µg/g Ti) para a deformada pelo cisalhamento, ambas sob estimativas de pressão equivalentes a 4,8 kbar. As temperaturas obtidas para o Orógeno Brasília (xistos da Unidade Santo Antônio) variaram de 507 a 594°C (8,09-24,58 µg/g Ti) a 5,9 kbar fora da zona de cisalhamento e 509 a 632°C (6,41 a 29,38 µg/g Ti) a 6,9 kbar na Zona de Cisalhamento Três Corações. As pressões foram estimadas a partir da utilização do termômetro do ângulo de abertura do eixo-c do quartzo, do qual foram obtidos os valores de 579°C (OA=77°) para a amostra milonitizada do Orógeno Ribeira, 641°C (OA=86°) para o xisto e 695°C (OA=95°) para o xisto milonítico da Unidade Santo Antônio, Orógeno Brasília. Para ambas as zonas de cisalhamento fica claro que a recristalização do quartzo, associada a estruturas deformacionais do cisalhamento, afeta a distribuição de Ti no quartzo e, consequentemente a termometria. Além disso, os efeitos do retrometamorfismo observado no Orógeno Brasília aparenta registrar condições do pico metamórfico na orientação cristalográfica dos cristais, e, consequentemente, não reequilibrar o termômetro de ângulo de abertura do eixo-c.

This work aimed to verify the influence of deformation in shear zones on temperature recording using the Ti-in-quartz geothermometer and the c-axis opening angle in igneous and metamorphic rocks. The cathodoluminescence emission observed with a blue filter correlates with the Ti concentration in quartz and demonstrated certain zoning in its distribution within the crystals, with different patterns in each sample. Quantitative analyses of Ti in quartz were obtained point-by-point through EPMA and laser ablation coupled to an inductively coupled plasma mass spectrometer (LA-ICP-MS). Data obtained from the Ti-in-quartz geothermometer for igneous rocks from the Ribeira Orogen (Capote Granite) resulted in temperatures ranging from 521 to 628°C (13,19 to 46,16 µg/g Ti) for the undeformed sample and between 537 and 621°C (16,19 and 42,56 µg/g Ti) for the shear-deformed sample, both under pressure estimates equivalent to 4,8 kbar. The temperatures obtained for the Brasília Orogen (schists from the Santo Antônio Unit) varied from 507 to 594°C (8,09-24,58 µg/g Ti) at 5,9 kbar outside the shear zone and from 509 to 632°C (6,41 to 29,38 µg/g Ti) at 6,9 kbar in the Três Corações Shear Zone. Pressures were estimated using the thermometer of the c-axis opening angle of quartz, from which values of 579°C (OA=77°) were obtained for the mylonitized sample from the Ribeira Orogen, 641°C (OA=86°) for the schist, and 695°C (OA=95°) for the mylonitic schist of the Santo Antônio Unit, Brasília Orogen. For both shear zones, it is clear that quartz recrystallization, associated with shear deformational structures, affects the distribution of Ti in quartz and, consequently, the thermometry. Additionally, the effects of retro-metamorphism observed in the Brasília Orogen appear to record peak metamorphic conditions in the crystallographic orientation of the crystals and, consequently, do not re-equilibrate the c-axis opening angle thermometer.