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COMPOSIÇÃO ISOTÓPICA DE BORO EM “TURMALINA PARAÍBA” DO<br />
PEGMATITO CAPOEIRA (PARELHAS-RN), NORDESTE DO BRASIL:<br />
IMPLICAÇÕES GENÉTICAS.<br />
Hartmut Beurlen 1§ ,<br />
Robert B. Trumbull 2 ,<br />
Michael Wiedenbeck 2 ,<br />
Dwight R. Soares 3<br />
1 Universi<strong>da</strong>de Federal de Pernambuco (UFPE) Progr. Pós-Graduação em Geociências; beurlen@ufpe.br<br />
2 GeoForschungsZentrum Pots<strong>da</strong>m, Alemanha<br />
3 Inst. Federal de Educação, Ciencia e Tecnologia, Campina Grande-PB, Brasil<br />
§ Suporte Financeiro: CNPq auxilios 302-348/2007-7 e 302076/2010-7
PRINCIPIOS GERAIS PARA O ESTUDO DE ISÓTOPOS DE B<br />
Isótopos de boro na natureza: 11 B (80,1%) e 10 B 19,9% ;<br />
Razão isotópica 11 B / 10 B = 4.0251<br />
Padrão : Acido bórico NIST NBS ou SRM 11 B / 10 B = 4.04362<br />
Variação medi<strong>da</strong> em δ 11 B = ( 11 B / 10 B amostra -1) x 10 3 (‰)<br />
11 B / 10 B padrão<br />
Principais causas do fracionamento 11/10 B entre 2 fases em<br />
equilíbrio:<br />
-Coordenação do B: trigonal (flúidos, HBO 3, turmalina,<br />
dumortierita, hambergita,...) + 11 B<br />
tetragonal {B(OH) 4 - }, fusão silicática,<br />
boratos=<strong>da</strong>nburite,rhodizite, behierite; muscovite-boromuscovita,<br />
argilas) + 10 B (mais leve)<br />
- Temperatura: fracionamento entre 2 fases se aproxima<br />
de 0 a >700°C, e aumenta com decréscimo <strong>da</strong> T conforme:<br />
1000 lnα = D d (A-B) = 1/T 2 x 10 6
Composição isotópica de turmalinas em pegmatitos e granitos associados na<br />
PPB comparados com outras províncias no mundo e outras fontes de B<br />
BORBOREMA<br />
Meteorites<br />
Este trabalho<br />
5A 5B<br />
1A<br />
Chondr<br />
2A<br />
Continental evaporite 2C<br />
1C<br />
Crust 2E,14<br />
Metasedimentst 3B<br />
6<br />
5C<br />
2H<br />
9<br />
x x<br />
4B<br />
4C<br />
4D<br />
9 9<br />
5D<br />
x<br />
7<br />
X<br />
11<br />
10<br />
1B<br />
Metapelites<br />
Marine evaporites 2D<br />
3A,1D<br />
-50 -40 -30 -20 -10 0 +10 +20 +30 +40<br />
4E<br />
8<br />
10<br />
2F<br />
2G<br />
2J<br />
2K<br />
12C 12B 12A<br />
3C 3D<br />
14<br />
4A<br />
3E<br />
13B 13A<br />
LEGEND<br />
2B sea<br />
water<br />
selected B-reservoirs<br />
pegmatite indiscriminated<br />
pegmatite core<br />
Intermediate zone<br />
border zone<br />
hydrothermal<br />
zoned crystal core to rim<br />
x pegmatite related granite<br />
Compilado de Marshall & Ludwig (2006) e<br />
complementado. Dados de:<br />
1) Swihart & Moore (1993) A=meteoritos,<br />
B=MORB, OIB, C=vulcano-exhalativas, C=<br />
evaporitos continentais; D=metapelitos &<br />
evaporitos marinhos; 2) Chaussidon &<br />
Albarede (1992) A=Chondritos; B=água do<br />
mar; C & D= evaporitos marinhos & não<br />
marinhos, E=crosta continental; 3) Jiang &<br />
Palmer (1998) A= metapelitos, B=metassedimentos;<br />
4) este trabalho M+/- D:<br />
b=granitos pegmatiticos, c= Turmalina<br />
Paraíba d= zona de bor<strong>da</strong> ao núcleo, e=<br />
crystais zonados centro→bor<strong>da</strong>; 5) Shabaga<br />
et al. (2009) Turmalina Paraíba A= Brasil,<br />
B= Nigeria C=Mozambique; 6)Slack et al.<br />
(1993) Broken Hill, Australia; 7) Mikova et al.<br />
(2010) pegmatitos Mol<strong>da</strong>nubicum: República<br />
Tcheca 8) Mathews et al. (2003) Naxos,<br />
Grécia; 9) Trumbull & Chaussidon (1999)<br />
Sinceni, Swaziland; 10) Trumbull et al.<br />
(2008) Namibia; 11) Tonarini et al (1998)<br />
Elba, Italia; 12) Leeman & Tonarini, (2001)<br />
Elbaitas, de Ma<strong>da</strong>gascar,Brasil,<br />
Moçambique; 13) Pezzotta et al. (2010)<br />
Moçambique;14) Marschall & Ludwig (2006)<br />
média crustal; O retangulo cinza compreende a<br />
variação de turmalinas magmaticas segundo<br />
Marshal & Ludwig (2006)<br />
5D) Ludwig et al. (2011) Reanálise <strong>da</strong>s<br />
amostras de Shabaga et al. (2009)
INTRODUÇÃO<br />
A Provincia Pegmatítica <strong>da</strong> Borborema (PPB) no NE-do<br />
Brasil, ficou famosa no fim <strong>da</strong> II a Guerra como um dos mais<br />
importantes produtores de Be e concentrados de Ta como<br />
importante fornecedor peças de coleção e locali<strong>da</strong>des tipo de<br />
tantalatos exóticos como de tantalita=(Mn), simpsonite,<br />
Tantalaeshynita-(Y), Fluornatromicrolite etc. Recentemente<br />
passou a importante fornecedor de materiais cerâmicos (c.<br />
destaque p caulim e feldspato) e de pedras ornamentais e<br />
readquiriu fama internacional com a produção <strong>da</strong><br />
“Turmalina Paraíba”, uma <strong>da</strong>s mais caras gemas no mercado<br />
atual de pedras cora<strong>da</strong>s.<br />
Soares et al. (2008) e Beurlen et al. (2011) analisaram<br />
pioneiramente a variação <strong>da</strong> composição química <strong>da</strong>s<br />
turmalinas na PPB, comparando resultados de diferentes<br />
tipos de pegmatitos graníticos de elementos raros (REL)<br />
litiníferos. Observou-se trends composicionais evolutivos<br />
sistemáticos desde dravita nas bor<strong>da</strong>s, a schorlita nas zonas<br />
de parede e intermediárias, a elbaita, nos núcleos ou corpos<br />
de substituição dos pegmatitos mais evoluídos (complexos a<br />
espodumênio ou lepidolita).<br />
Neste estudo, amostras escolhi<strong>da</strong>s foram reanalisa<strong>da</strong>s com<br />
determinação de B total, Li e isótopos de B ( 11/10 B) por SIMS<br />
(espectrometria de massa de íons ecundários), para abor<strong>da</strong>r<br />
questões ain<strong>da</strong> polêmicas sobre a origem ignea ou anatética<br />
dos pegmatites e <strong>da</strong> própria turmalina Paraiba e avaliar o<br />
potencial do estudo de isótopos de B como traçadores <strong>da</strong><br />
origem e gráu de evolução dos pegmatitos <strong>da</strong> PPB.<br />
Simpsonite-<br />
Giz<br />
Uranmicrolite-<br />
Capoeira<br />
•4 cm<br />
Cristais de<br />
“Turmalina<br />
Paraíba” azul<br />
turquesa em<br />
textura de pente<br />
crescendo sobre<br />
placa de<br />
espodumênio na<br />
base, para o<br />
interior do<br />
núcleo de<br />
quartzo, para<br />
cima.
São<br />
Mamede<br />
Patos<br />
o<br />
3700<br />
5<br />
o<br />
o<br />
’ 3630’<br />
3600’<br />
Sta Luzia<br />
Salgadinho<br />
4<br />
Taperoá<br />
Equador<br />
Junco do<br />
Seridó<br />
Pedra<br />
Lavra<strong>da</strong><br />
Picuí Picuí<br />
Cubati<br />
Sole<strong>da</strong>de<br />
Baraunas<br />
0 20 40km<br />
Lajes Pinta<strong>da</strong>s<br />
Barra de<br />
Sta Rosa<br />
Jardim de<br />
Angicos<br />
Campina Grande<br />
o<br />
630’<br />
Mapa simplificado <strong>da</strong> Faixa de Dobramento Seridó, no Domínio<br />
Setentrional <strong>da</strong> Província Tectônica <strong>da</strong> Borborema, modificado<br />
dos mapas do Estado do Rio Grande do Norte (DNPM/UFRN/<br />
PETRO-BRÁS/CPRM, 1998) e Estado <strong>da</strong> Paraíba,<br />
(CPRM/DNPM , 2002). A linha negra interrompi<strong>da</strong> corresponde<br />
aos limites aproximados <strong>da</strong> Província Pegmatítica <strong>da</strong> Borborema<br />
o<br />
530’<br />
o<br />
600’<br />
o<br />
700’<br />
Aluviões<br />
Jan<strong>da</strong>íra Formation<br />
Brasiliano<br />
granitoids<br />
Formação Seridó<br />
Formação Equador<br />
Formação Jucurutu<br />
BRASIL<br />
LEGEND<br />
CENOZOIC<br />
Grupo Barreiras<br />
MESOZOIC<br />
Formação Açú<br />
NEO-PROTEROZOIC<br />
Serra São<br />
Maficas<br />
José granito<br />
NEO / MESOPROTEROZOIC<br />
Augen-Gnaisses<br />
& granitóides<br />
Cariris Velhos + Granitoides<br />
MESO- & PALEOPROTEROZOIC<br />
São Caetano Complex<br />
Sertânia Complex, Serra <strong>da</strong> Jabitacá<br />
ortogneisses & migmatites<br />
PALEO-PROTEROZOIC & ARCHEAN<br />
Gneissic-Migmatític Complex<br />
5) Mina Batalha Turmalina Paraíba (PT)<br />
4) Glorious prospecto novo de PT
3)<br />
2)<br />
Junco do<br />
Seridó<br />
C. Dos Dantas<br />
1)<br />
Equador<br />
o<br />
36 30’<br />
Pedra<br />
Lavra<strong>da</strong><br />
Picuí<br />
Picuí<br />
NovaPalmeira<br />
Pedra Lavra<strong>da</strong><br />
Cubati<br />
Baraunas<br />
o<br />
6 15’<br />
o<br />
7 00’<br />
Pegmatitos estu<strong>da</strong>dos<br />
(PT= com Turmalina Paraíba)<br />
1) Capoeira (PT), Boqueirão<br />
2) Quintos (PT)<br />
3) Carrascão (PT), Fazen<strong>da</strong><br />
Turmalina<br />
Granito Pegmatitico
RELAÇÕES DE CONTATO PEGMATITO / ROCHA ENCAIXANTE (QUARTZITO)<br />
(Alteração exomórfica ou segregação lateral / assimilação <strong>da</strong>s encaixantes?)<br />
As ban<strong>da</strong>s róseas do quartzito (Q) são<br />
GEOCHEMICAL APPROACH<br />
metamorfiza<strong>da</strong>s nos contatos com um pequeno<br />
dique de pegmatito (P): muscovita, mica rósea<br />
(flogopita) e turmalina (Mg-foitita) rósea do<br />
quartzito são instabilizados até a 30cm do<br />
contato e, portanto, não se formaram por<br />
alteração hidrotermal gera<strong>da</strong> pelo pegmatito,<br />
mas, ao contrário, os componentes dos<br />
minerais róseos (K, Mg e não Li) podem ter sido<br />
assimilados pelo pegmatito.<br />
Q<br />
P
ASSIMILAÇÃO PARCIAL DE ENCLAVES DE QUARTZITO PERTO DO CONTATO<br />
NA MINA DOS QUINTOS E GERAÇÃO DE DRAVITA EM PENTE<br />
Enclaves do<br />
quartzito no<br />
pegmatito dos<br />
Quintos são<br />
circun<strong>da</strong>dos por<br />
alinhamento de<br />
dravita em pente.<br />
Nas bor<strong>da</strong>s <strong>da</strong>s<br />
enclaves são<br />
preservados<br />
fantasmas <strong>da</strong> textu-<br />
ra do quartzito, mais<br />
esbranquiçados,<br />
devido à decompo-<br />
sição <strong>da</strong>s micas e<br />
máficos. O mesmo<br />
se observa ao longo<br />
de fraturas e juntas<br />
de estratificação.
VARIAÇÃO COMPOSICIONAL DE MINERAIS DO SUPERGRUPO DAS TURMALINAS<br />
NA PROVÍNCIA PEGMATÍTICA DA BORBOREMA, NE DO BRASIL<br />
DIAGRAMA CLASSIFICATÓRIO SEGUNDO O SÍTIO X : Ca / (Na+K) / vacância<br />
CR 24 PT core<br />
CR 24 green rind<br />
CR 22 sch-elb<br />
CR 25 border (dravite)<br />
CR 23 wall (schorl)<br />
BO 07 cob blue (Zn)<br />
BO 07 green rind<br />
BO 07 pink core<br />
BO 11 wall schorl<br />
CA 2 PT int zone<br />
CA 2 LB int zone<br />
CA 2 red core<br />
CA 2 green rind<br />
CA 2 border (dravite)<br />
CA 2 wall (schorl)<br />
QB 5 colorless core<br />
QB 5 PT rim<br />
QB 1 border dravite<br />
HB 33 Fz Turm (schorl)<br />
Quartzite (Magnesiofoitite,<br />
uvite, dravite)<br />
HB 47 granite (schorl, foitite)<br />
X3 biotite schist (dravite)<br />
Vacancy group<br />
(magnesiofoitite)<br />
(foitite)<br />
(Rossmanite)<br />
Calcic group<br />
(uvite)<br />
Dados de turmalina rósea a<br />
marron no quartzito Equador:<br />
três espécies em um mineral.<br />
(não é rubelita mas Mg-foitita a<br />
uvita)<br />
Alkali group<br />
Turmalina nos pegmatitos:<br />
As composições caem<br />
to<strong>da</strong>s no grupo de<br />
turmalinas alcalinas.<br />
Não se observa um<br />
trend definido de<br />
turmalinas menos<br />
evolui<strong>da</strong>s (dravitas de<br />
zona de bor<strong>da</strong>0 para as<br />
mais evoluí<strong>da</strong>s ( elbaíta<br />
em núcleos de<br />
pegmatitos mais<br />
fracionados).
VARIAÇÃO COMPOSICIONAL DE TURMALINAS DA<br />
PROVINCIA PEGMATITICA DA BORBOREMA, NE DO BRASIL<br />
NO DIAGRAMA SCHORL - DRAVITA – ELBAÍTA: Y ( Al + Li/Mg/Fe)<br />
Schorlite<br />
Y<br />
Elbaite<br />
Al + Li*<br />
)<br />
Dravite<br />
CR24 PT core<br />
CR24 green rind<br />
CR 22 sch-elb<br />
CR25 border dravite<br />
CR 23 wall schorl<br />
BO07 cob blue (Zn)<br />
BO07 green rind<br />
BO07 pink core<br />
BO 11 wall schorl<br />
CA2 PT int zone<br />
CA2 LB int zone<br />
CA2 pink core<br />
CA2 green rind<br />
CA2 border dravite<br />
CA2 wall schorl<br />
QB5 colorless core<br />
QB5 PT rim<br />
QB1 border dravite<br />
HB33 Fz Turm schorl<br />
Quartzite magnesiofoitite<br />
HB47 granite schorl<br />
X3 biotite schist dravite<br />
As turmalinas dos pegmatitos formam nítido trend linear ligeiramente descontínuo desde dravita<br />
ricas em Fe (<strong>da</strong>s zonas de bor<strong>da</strong>) a schorlita (zona de parede) infletindo para composição de<br />
elbaíta ferrosa e <strong>da</strong>í para o vértice <strong>da</strong> elbaíta sem Fe e Mg (dos núcleos de quartzo ou corpos de<br />
substituição): o aparente aumento de Li* (calculado) nos campos <strong>da</strong> dravita e schorlita é, na<br />
reali<strong>da</strong>de, superestimado e corresponde a acréscimo de vacância e Al em Y ou do componente<br />
olenita { YAlWOY (Mg,Fe) W Y<br />
Y<br />
Fe<br />
Mg<br />
(OH) -1}, como confirmado por análises de Li via SIMS, e que implica na<br />
possivel presença de vacâncias em Y ( até 0.27 apfu segundo Ertl et al. 2006).
A l a p fu<br />
Y<br />
1.8<br />
1.6<br />
1.4<br />
1.2<br />
1.0<br />
0.8<br />
0.6<br />
0.4<br />
0.2<br />
Y Al / Y (Al+Fe+Mg+Mn +Ti) e Y Al/ X apfu em turmalina <strong>da</strong> PPB<br />
0.0<br />
1.3 1.5 1.7 1.9 2.1 2.3 2.5 2.7 2.9<br />
Y<br />
(Al+Fe+Mg+Mn+Ti) apfu<br />
Os valores de Y Al apfu obtidos via cálculo estequiométrico a partir de EMPA (excesso além de<br />
6.0 apfu no sítio Z) cresce continuamente até 1.8 apfu alocados no site Y. Este valor excede<br />
em 0.3 apfu o que pode ser compensado com Y Li. O decréscimo do total em outros<br />
Y Al apfu<br />
componentes em Y (sem Li) de 2.9 a 2.5 apfu é correlacionado pois com o acréscimo de Y Al<br />
de 0.0 a 0.8 pela entra<strong>da</strong> de olenita e foitita e também de vacância em Y, e não pela entra<strong>da</strong> de<br />
elbaita. O “gap” entre 2.5 and 2.1 no total de Y se deve pois à Y vacancy, não representa<strong>da</strong> no<br />
diagrama. Só a partir de Y Al 0.8 até 1.8 apfu ele é compensado com a entra<strong>da</strong> acopla<strong>da</strong> de Li.<br />
1.8<br />
1.6<br />
1.4<br />
1.2<br />
1.0<br />
0.8<br />
0.6<br />
0.4<br />
0.2<br />
0.0<br />
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6<br />
X-site vacancy<br />
CR 24 pt<br />
CR 24gb<br />
Cr 22<br />
BO-007a<br />
BO07gr<br />
BO07pk<br />
CA2 PT<br />
CA2 LB<br />
CA2 Pink<br />
CA2 green<br />
QB05LB<br />
QB PT<br />
Sch-Drv
Correlação Li 2O (SIMS) versus Li calc apfu (EMPA)<br />
Os teores de Li* obtidos por<br />
cálculo estequiométrico {diferença<br />
Y 3 – Y (Fe,Mg,Mn,Ti,Al)} a partir dos<br />
<strong>da</strong>dos de EMPA, até um total de<br />
0,4 apfu correspondem a valores<br />
próximos do limite de detecção<br />
( 0.8) mostram uma boa<br />
correlação positiva, indicando boa<br />
eficiência para ambos métodos<br />
analíticos.
B 2O 3 % peso SIMS versus B 2O 3 % pesoEMPA (calculated) plot<br />
B O wt.% SIMS<br />
2 3<br />
11.4<br />
11.0<br />
10.6<br />
10.2<br />
9.8<br />
9.4<br />
9.0<br />
10.4 10.8 11.2 11.6<br />
B O wt.% calc EMPA<br />
2 3<br />
A boa correlação B 2O 3<br />
SIMS versus B 2O 3<br />
EMPA calc indica a<br />
eficiência de ambos os<br />
métodos analíticos.
HISTOGRAMA DE DADOS DE d11B‰ EM TURMALINAS DA<br />
PROVÍNCIA PEGMATÍTICA DA BORBOREMA, NE - BRASIL<br />
HB47 = granito pegmatítico<br />
PEGMATITOS<br />
BO = Boqueirão<br />
CA = Capoeira 2<br />
QB = Quintos<br />
HB33 = Faz. Turmalina<br />
CR = Carrascão<br />
No histograma os <strong>da</strong>dos são organizados segundo o pegmatito hospedeiro. 80% (53 de 65 <strong>da</strong>dos)<br />
dos valores de d 11 B‰ de todos os pegmatitos e três de um granito pegmatitico se concentram entre<br />
- 9 e -17 d 11 B‰. Este tipo de granito é, pois, confirmado comoprovável fonte dos pegmatitos e é<br />
similar aos de pegmatitos tipo LCT-REL derivados de granitos tipo S de outras locali<strong>da</strong>des no<br />
mundo. A diferença entre pegmatitos mais (CA, QB, CR) e menos evoluídos (HB33, BO) é<br />
insignificante. Da distribuição normal destes 80% dos <strong>da</strong>dos distinguem se alguns <strong>da</strong>dos<br />
isotópicamente mais pesados.
HISTOGRAMA DE DADOS DE d11B‰. EM TURMALINAS DA PROVÍNCIA<br />
PEGMATÍTICA DA BORBOREMA, NE - BRASIL<br />
Os símbolos<br />
gráficos são os<br />
mesmos do<br />
histograma anterior.<br />
Os símbolos para a<br />
elbaíta são<br />
coloridos conforme<br />
a cor <strong>da</strong> mesma no<br />
ponto (zona de<br />
crescimento no<br />
caso de cristais<br />
zonados) analisado.<br />
Os símbolos para a<br />
schorlia e dravita (+<br />
olenite component)<br />
foram mantidos em<br />
p & b.<br />
Histograma dos <strong>da</strong>dos agora organizados de acordo com as espécies (elbaítas colori<strong>da</strong>s ou <strong>da</strong> série<br />
dravita-schorlita em p & b). Tanto elbaíta como dravita-schorlita apresentam uma concentração de<br />
valores de d 11 B‰ entre -9 and -17, com um máximo proeminente entre -13 and -15 ‰) identicos ao<br />
histograma anterior. Valores exóticos são observados tanto para a elbaita cmo para dravita-schorlita.<br />
Os <strong>da</strong>dos <strong>da</strong> Turmalina Paraíba (azul forte) não se distinguem <strong>da</strong> população normal, e por isso podem<br />
ser interpretados como magmáticas, como as demais.
DADOS DE d11B‰. versus COMPOSIÇÃO QUIMICA ( Y Al APFU) EM<br />
TURMALINAS DA PROVÍNCIA PEGMATÍTICA DA BORBOREMA, NE - BRASIL<br />
δ B<br />
11<br />
2.0<br />
0.0<br />
-2.0<br />
-4.0<br />
-6.0<br />
-8.0<br />
-10.0<br />
-12.0<br />
-14.0<br />
-16.0<br />
-18.0<br />
-20.0<br />
-22.0<br />
Fig. 2<br />
schorl<br />
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8<br />
YAl<br />
apfu<br />
elbaite<br />
CR 21 dravite/wall<br />
CR 25 dravite<br />
CR 22 schorl - elbaite/0IZ<br />
HB 3304 schorl/border<br />
HB 3310 schorl/wall<br />
CA2-08 dravite/wall<br />
CA2-02-1 elbaite/IIZ<br />
CA2-02-2 elbaite/IIZ<br />
CA2-02 PT elbaite/IIZ<br />
QB 01 dravite/border<br />
BO-07-1 elbaite/vug<br />
BO-07-2 elbaite/vug<br />
BO-11 schorl - elbaite/wall<br />
HB 47 pegmatitic granite<br />
Distribuição dos <strong>da</strong>dos de d 11 B‰ versus composição química ( Y Al) em átomos por fórmula<br />
unitária (apfu). O Al no sítio Y em turmalina, é usado por ser um dos melhores indicadores de<br />
fracionamento para os magmas pegmatíticos. Nota-se uma ausência de correlação clara para<br />
d 11 B‰ / Y Al. Os <strong>da</strong>dos de schorlita-dravita apresentam média ligeiramente mais pesa<strong>da</strong> que<br />
os de elbaíta mais evoluí<strong>da</strong>, porém com diferença estatisticamente insignificante. Variações<br />
dos núcleos de cristais zonados para as bor<strong>da</strong>s, mostram-se erráticas isotópicamente ora<br />
mais pesa<strong>da</strong>s ora mais leves: supõe-se pois, que as variações nos <strong>da</strong>dos excepcionais de<br />
d 11 B‰ (com uma possível exceção representados por <strong>da</strong>dos de bor<strong>da</strong>s de cristais zonados)<br />
são controlados principalmente por fatores distintos e indepententes do fracionamento<br />
magmático normal em sistema fechado.<br />
Os retângulos<br />
cinzentos incluem a<br />
média (linha cheia) e<br />
população normal +/- 2<br />
sd dos dois subgrupos<br />
de turmalinas: schorl -<br />
dravite à esquer<strong>da</strong> e<br />
elbaitain à direita e<br />
incluem os 80% do<br />
total <strong>da</strong> população de<br />
<strong>da</strong>dos.<br />
Os <strong>da</strong>dos excepcionais<br />
de elbaíta (outliers)<br />
são, na sua maioria<br />
mais leves isotópicamente.<br />
Já as exceções de<br />
schorlita-dravita sõ<br />
normalmente mais<br />
pesa<strong>da</strong>s.<br />
As linhas com setas,<br />
conectam <strong>da</strong>os de<br />
zonas de crescimento<br />
de cristais dos centros<br />
para a bor<strong>da</strong>.
Relação d 11 B versus Y Li, W F, Y Fe/(Fe+Mg) apfu e B 2O 3 % peso.<br />
Como na relação<br />
com Al, a variação<br />
de d 11 B com Y Li, F,<br />
Y Fe/Fe+Mg apfu e<br />
B 2O 3 %peso na<br />
população normal<br />
também não<br />
apresenta trends<br />
bem definidos.<br />
Apenas se incluídos<br />
os valores extremos<br />
de d 11 B uma ligeira<br />
tendência de<br />
enriquecimento do<br />
isótopo mais leve se<br />
insinua na evolução<br />
<strong>da</strong> dravite-schorl à<br />
elbaita.
Composição isotópica de turmalinas em pegmatitos e granitos associados na<br />
PPB comparados com outras províncias no mundo e outras fontes de B<br />
BORBOREMA<br />
Meteorites<br />
Este trabalho<br />
5A 5B<br />
1A<br />
Chondr<br />
2A<br />
Continental evaporite 2C<br />
1C<br />
Crust 2E,14<br />
Metasedimentst 3B<br />
6<br />
5C<br />
2H<br />
9<br />
x x<br />
4B<br />
4C<br />
4D<br />
9 9<br />
5D<br />
x<br />
7<br />
X<br />
11<br />
10<br />
1B<br />
Metapelites<br />
Marine evaporites 2D<br />
3A,1D<br />
-50 -40 -30 -20 -10 0 +10 +20 +30 +40<br />
4E<br />
8<br />
10<br />
2F<br />
2G<br />
2J<br />
2K<br />
12C 12B 12A<br />
3C 3D<br />
14<br />
4A<br />
3E<br />
13B 13A<br />
LEGEND<br />
2B sea<br />
water<br />
selected B-reservoirs<br />
pegmatite indiscriminated<br />
pegmatite core<br />
Intermediate zone<br />
border zone<br />
hydrothermal<br />
zoned crystal core to rim<br />
x pegmatite related granite<br />
Compilado de Marshall & Ludwig (2006) e<br />
complementado. Dados de:<br />
1) Swihart & Moore (1993) A=meteoritos,<br />
B=MORB, OIB, C=vulcano-exhalativas, C=<br />
evaporitos continentais; D=metapelitos &<br />
evaporitos marinhos; 2) Chaussidon &<br />
Albarede (1992) A=Chondritos; B=água do<br />
mar; C & D= evaporitos marinhos & não<br />
marinhos, E=crosta continental; 3) Jiang &<br />
Palmer (1998) A= metapelitos, B=metassedimentos;<br />
4) este trabalho M+/- D:<br />
b=granitos pegmatiticos, c= Turmalina<br />
Paraíba d= zona de bor<strong>da</strong> ao núcleo, e=<br />
crystais zonados centro→bor<strong>da</strong>; 5) Shabaga<br />
et al. (2009) Turmalina Paraíba A= Brasil,<br />
B= Nigeria C=Mozambique; 6)Slack et al.<br />
(1993) Broken Hill, Australia; 7) Mikova et al.<br />
(2010) pegmatitos Mol<strong>da</strong>nubicum: República<br />
Tcheca 8) Mathews et al. (2003) Naxos,<br />
Grécia; 9) Trumbull & Chaussidon (1999)<br />
Sinceni, Swaziland; 10) Trumbull et al.<br />
(2008) Namibia; 11) Tonarini et al (1998)<br />
Elba, Italia; 12) Leeman & Tonarini, (2001)<br />
Elbaitas, de Ma<strong>da</strong>gascar,Brasil,<br />
Moçambique; 13) Pezzotta et al. (2010)<br />
Moçambique;14) Marschall & Ludwig (2006)<br />
média crustal; O retangulo cinza compreende a<br />
variação de turmalinas magmaticas segundo<br />
Marshal & Ludwig (2006)<br />
5D) Ludwig et al. (2011) Reanálise <strong>da</strong>s<br />
amostras de Shabaga et al. (2009)
Modelo p fracienamento rayleigh fluido / turmalina (calibragem a 600 C°)<br />
Segundo Marschall et al. (2009) Contrib Miner Petr (vol 158)
MODELOS POSSÍVEIS DE FRACIONAMENTO DE ISÓTOPOS DE B PARA PEGMATITOS<br />
=(- 13) fusão<br />
flúido = - 8<br />
turmalina = -10<br />
A aprox 550° C fusão = -13<br />
muscovita = -22
CONCLUSÕES MAIS IMPORTANTES<br />
1) Razões isotópicas de 11/10 B de turmalinas em cinco pegmatitos <strong>da</strong> PPB variam<br />
entre -21 and +2 ‰ d 11 B, mas<br />
2) 53 de 65 <strong>da</strong>dos (cerca de 80%) apresentam distribuição unimo<strong>da</strong>l com valores<br />
entre -9 and -17‰, similar a <strong>da</strong>dos de d 11 B obtidos mundialmente em turmalinas<br />
magmáticas de numerosos granitos do tipo S e pegmatitos relacionados.<br />
3) Turmalina de um granito pegmatítico – tipo G4 - na PPB mostra valores de - 13.0<br />
a -15.1 ‰ d 11 B, o que permite a suposição de que este tipo de granito é a<br />
provável fonte dos pegmatitos mineralizados <strong>da</strong> PPB.<br />
4) Os <strong>da</strong>dos de “Turmalina Paraíba ” do pegmatito Capoeira 2 <strong>da</strong> Mineração Serra<br />
Branca ( -13 a -17 ‰ d 11 B) também indicam origem magmática.<br />
5) Estes valores contrastam fortemente com <strong>da</strong>dos obtidos por Shabaga et al. (2009)<br />
para Turmalina Paraíba <strong>da</strong> Mina de Batalha no extremo WSW <strong>da</strong> PPB (-32.9 to -<br />
42.4‰ d 11 B), por isto considera<strong>da</strong> pelos autores como hydrothermal.<br />
6) As mesmas amostras usa<strong>da</strong>s por Shabaga foram re-analisa<strong>da</strong>s por Ludwig et al.<br />
(2011) e confirmaram valores entre -10 e -15 ‰ d 11 B também para estas amostras<br />
de Batalha, corroborando uma origem magmática.
DISCUSSÃO E CONCLUSÕES REFERENTES ÀS VARIAÇÕES ERRÁTICAS (20%<br />
RESTANTES DOS DADOS)<br />
1) Razões isotópicas de 11/10 B de turmalinas em cinco pegmatitos <strong>da</strong> PPB variam entre -21 and +2 ‰ d 11 B.<br />
7) 80% dos valores estão entre -9 e -17 ‰ d 11 B com proeminente máximo com 24 valores, (40% dos <strong>da</strong>dos) entre -13<br />
and -15‰<br />
8) Mesmo a variação entre -9 to -17‰ d 11 B desta parte principal bem mais ampla que a variação observa<strong>da</strong> por Tonarini<br />
et al. (1998), em um pegmatito de Elba, na itália (-9 a - 10 ‰).<br />
9) O intervalo observado para a população principal é incompatível com a de pegmatitos cujos granitos fonte foram<br />
formados a partir de sequências com importante contribuição evaporítica, seja marinha (valores ≧ ) ou continental<br />
(valores « -20), ou que assimilaram B de eventuais evaporitos encaixantes.<br />
10) Não obstante a ampla variação de d 11 B, não foi possível correlacioná-la nem com variações na composição química<br />
<strong>da</strong> turmalina nem com o gráu de fracionamento <strong>da</strong>s zonas de corpos de pegmatitos individualmente ou entre<br />
diferentes tipos.<br />
11) A variação de d 11 B em cristais zonados, do núcleo à bor<strong>da</strong>, tambem pode ser ampla, mas também é errática pois com<br />
casos em que o núcleo é isotópicamente mais leve e outros com trend oposto.<br />
12) A variação significativa porém errática de d 11 B com a cristallzação do núcleo para a bor<strong>da</strong> tanto em cristais zonados<br />
como em diferentes partes dos pegmatitos, provavelmente resulta <strong>da</strong> convergência de vários processos interferindo<br />
local- e momentaneamente com intensi<strong>da</strong>de variável, sobrepondo-se e interferindo no fracionamento que<br />
acompanha a cristalização normal a partir de uma fusão magmática com o decréscimo de temperatura .<br />
13) Estes processos podem incluir a assimilation momentânea e localiza<strong>da</strong> <strong>da</strong>s rochas encaixantes ou influxo de fluidos<br />
externos ou, ain<strong>da</strong>, contribuição variável de diferentes fontes internas pela coexistencia de frações de fusão<br />
imiscíveis e fases volateis do próprio sistema pegmatítico, e que poderiam contribuir simultaneamente com<br />
diferentes composições isotópicas durante a cristalização <strong>da</strong> turmalina.
Obrigado<br />
pela atenção e paciência
15 cm
11/10B in Tourmaline from pegmatites apud Chaussidon & Albarede 1992<br />
2F = Tanco pegmatite;<br />
2G = pegmatite dike Canadá;<br />
2H = pegmatite pockets in granite China;<br />
2J = Pegmatite Nigeria<br />
2K = Pegmatite Central Massif France;<br />
11/10 B in Tourmaline apud Jang & Palmer 1998<br />
3C pegmatites in Pb-Zn deposits, Liaoning, China<br />
3D pegmatite, Cana<strong>da</strong>;<br />
3E pegmatites in metassediments with borate deposits; Liaoning, China
olenita<br />
Fórmula geral do supergrupo <strong>da</strong>s turmalinas<br />
X (Na,Ca, ,K) Y (Mg,Fe,Al,Li,Mn,Ti...)3 Z( Al)6 T (Si)6 O 18 (BO 3) 3 V [(OH),O])3 W [(OH),F]<br />
Y Al3 V O3 Y (Mg)-3 V (OH)-3<br />
Espécie Formula básica:<br />
Dravita X Na Y Mg3 Z Al6 T Si6O 18 (BO 3) 3 V [(OH)3 W [(OH)]<br />
Mecanismos de substitução p. formação <strong>da</strong>s outras espécies<br />
Schorlita ( Y Fe) 3( Y Mg) -3<br />
Elbaita<br />
Y (Al+Li)1.5 ( Y Mg) -3<br />
Foitita ( X Y Al) ( X Na Y Mg) -1<br />
Magnesiofoitita ( X Y Al)( X Na Y Fe) -1<br />
Rossmanita ( X Y Al,Li)( X Na Y Mg) -1<br />
Liddicoatita<br />
X Ca Y (Li2, Al) X Na -1 Y Mg-3<br />
Uvita ( X Ca z Mg) ( T Al, X Na) -1<br />
Feruvita ( X Ca z Mg) Y Fe 3 ( T Al, X Na) -1 Y Mg-3<br />
Olenita<br />
Buergerita<br />
Y Al3 V O3 Y (Mg)-3 V (OH)-3<br />
Y( Fe +3 )3 V O3 Y (Mg)-3 V (OH)-3<br />
Etc. até 27 outras espécies possíveis (eg W F W [(OH)] -1; Y Mn, Cr......
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• Apart from temperature and potentially also pressure (Palmer et al., 1992), B-<br />
isotope partitioning between two phases depends on a change in the boron<br />
coordination number, whereby trigonal sites favor 11 B and tetrahedral sites<br />
favor 10 B (Palmer and Swihart, 1996). Therefore, knowing the coordination<br />
number for boron in melt, fluid and tourmaline gives a relative sense of the<br />
isotopic fractionation.<br />
• The magnitude of fractionation and its dependence on temperature must be<br />
determined by experimental or empirical studies.<br />
• Trigonal B(OH) 3 complexes dominate in hydrothermal fluids sufficiently acidic<br />
for tourmaline stability, even at high T and P (Palmer and Swihart, 1996;<br />
Schmidt et al., 2005).<br />
CORTAR ESTE SLIDE<br />
• Boron in tourmaline is also in trigonal coordination with oxygen, but the fluid-<br />
tourmaline fractionation factor is still significant (see below).<br />
• Muscovite and clay minerals contain tetrahedral-coordinated boron, and the<br />
fluid-mica fractionation factor is much larger than fluild-tourmaline at the same<br />
temperature (Palmer and Swihart, 1996; Wunder et al., 2005).<br />
• fractionation between tourmaline and melt at 500°C would be about 5 ‰ based<br />
on “ab initio” modelling by Kowalski et al. (2012, sub.). This is about half the<br />
size of the effect predicted by Hervig et al. (2002).