geocronologia U-Pb em zircão Neste capítulo são apresentados os resultados geocronológicos obtidos na datação de
IV- 2 Grauvaques carbónicos (Grupo do Flysch do Baixo Alentejo Zona Sul Portuguesa)
IV-2.1.AMOSTRA ST-8(GRAUVAQUE CARBÓNICO; ARRIBA DA PRAIA DE S.TORPES)
A fração de minerais pesados não magnéticos da amostra ST-8 correspondeu a 0,58 gramas, ou seja 0,07% do total da fração de 63 a 250 µm, correspondendo também a 0,02% do total da amostra. Nesta amostra foram estudados 115 grãos, com dois grãos compósitos onde se analisou o núcleo e o crescimento à sua volta. Do conjunto de 117 resultados, 101 apresentam idades U/Pb concordantes (concordância no intervalo 90-110%), (ver Apêndice D – Tabela1).
O diagrama de concórdia 206Pb/238U versus 207Pb/235U com a totalidade dos grãos
(n=117; Figura IV.10), concordantes e discordantes, mostra duas subpopulações principais: uma entre ca. 1,9 Ga e ca. 2,1 Ga, e uma segunda, em detalhe na mesma figura, que inclui a grande maioria da população de idades, e que se concentra entre os ca. 550 Ma e os ca. 750 Ma. A maioria dos grãos concordantes pertence ao intervalo de referência 90-110%, observando-se apenas 16 grãos discordantes cujas elipses de erro estão fora da curva de concórdia.
Figura IV.10 – Diagrama de concórdia para as idades U-Pb obtidas nos zircões da amostra ST-8 de grauvaque Carbónico da arriba da Praia de S. Torpes, com detalhe da curva com idade inferior a 1 Ga (estão representadas todas as idades obtidas na amostra, concordantes e não concordantes).
A grande maioria dos grãos de zircão da amostra ST-8 é transparente: incolores (26%), com tonalidades amareladas (26%) e acastanhadas (21%) e, em menor proporção coloração baça translúcida (25%) ocasionalmente com tons acastanhados (2%). O tamanho destes grãos recai nas duas classes selecionadas, entre 63-125 µm e entre 125-250 µm a que correspondem
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respetivamente 65% e 35% grãos, apresentando a maioria eixo maior entre os 80 e 150 µm. No que diz respeito à forma dos grãos de zircão a maioria são subéricos (57%) com proporção menor de anédricos (36%) e mais rara de euédricos (7%). A maioria dos grãos é subangular (62%) e subrolada (21%) com poucos grãos angulares (11%) e rolados (6%). O hábito dos grãos observados nesta amostra recai de modo aproximadamente equitativo pelas classificações de grãos achatados (37%), grãos prismáticos (28%) e grãos sem hábito definido (32%), observando-se ainda grãos prismáticos com hábito piramidal bem definido (3%). Na amostra ST-8 observou-se que pouco mais de metade dos grãos (52%) apresentavam inclusões no seu interior.
A análise da morfologia interna dos grãos a partir das imagens de catodoluminescência (Figura C.1 - Apêndice C) permitiu identificar grãos simples e grãos compósitos, que para esta amostra revelaram valores muito semelhantes, nomeadamente 49% de grãos simples e 51% de grãos com potenciais núcleos herdados.
Nos grãos simples predominam os crescimentos concêntricos (12%) (Figura IV.11, A54) mas também é frequente observar um zonamento distinto entre a zona central dos grãos e as zonas mais externas. Existem grãos com zonas externas também com zonamento concêntrico mas com a zona interior a revelar zonamentos bandados (2%), irregulares (3%) e mesmo sem qualquer zonamento (4%) (Figura IV.11, A37). O segundo grupo mais representado são os zonamentos bandados (8%) (Figura IV.11, B4) que podem também apresentar uma zona central distinta com zonamentos irregulares (1%).
Figura IV.11 – Imagens CL de alguns grãos da amostra ST-8 onde se observam morfologias internas típicas dos grãos desta amostra. A54 – Grão simples com zonamento concêntrico; B4 – Grão simples com zonamento bandado; B7 – Grão simples com zonamentos irregulares; B37 – Grão simples com zonamento concêntrico na zona mais externa e sem zonamento no centro do grão; B15/B16 – Grão compósito com zonamentos concêntricos; A57 – Grão compósito com zonamento bandado no núcleo e concêntrico na zona exterior.
O zonamento do tipo setorial está presente em 3% dos grãos e também ocorre este zonamento apenas na zona externa com uma zona central não zonada (3%). Podem ainda
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observar-se nesta amostra grãos com zonamento apical em cristais prismáticos ou achatados com a zona central a mostrar zonamento setorial (1%) ou irregular (2%). Foi também observado 1% de grãos não zonados e diversos grãos com zonamentos irregulares (9%) (Figura IV.11, B7). Independentemente da morfologia interna muitos grãos evidenciam zonas de dissolução e/ou recristalização na zona de auréola dos grãos quase sempre de cores claras.
Nos grãos compósitos verifica-se que a maioria apresenta núcleos herdados com bandado concêntrico e crescimentos posteriores também concêntricos (13%) (Figura IV.11, B15/B16), do tipo apical (6%), bandado (1%) ou irregular (6%). Observam-se também núcleos com zonamento bandado e crescimentos concêntricos (4%) (Figura IV.11, A57) ou irregulares (1%). Ocorrem ainda grãos cujo núcleo herdado tem zonamento setorial e os crescimentos envolventes são concêntricos (3%) ou irregulares (2%).
Apenas numa ocasião foi possível observar um núcleo com crescimento apical rodeado por um crescimento posterior também apical (1%). Com alguma frequência existem também núcleos herdados com zonamento irregular não identificável rodeados por crescimentos mais tardios do tipo concêntrico (7%), bandado (3%), setorial (1%) e igualmente irregular (3%).
Figura IV.12 – Distribuição das idades dos zircões da amostra ST-8 (Grauvaque Carbónico da arriba da Praia de S. Torpes) pelos principais intervalos estratigráficos (apenas idades com concordância no intervalo 90-110%).
Nas análises isotópicas efetuadas, a concentração de U variou entre 2 ppm (A60) e 172 ppm (B4) (Apêndice D – Tabela 1). A variação da razão Th/U apresentou um mínimo de 0,004 (B6) e um máximo de 1,66 (A57) com uma média de 0,49.
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As idades da população de 101 grãos de zircão com concordância no intervalo 90-110% variam entre os ca. 353 Ma (Carbónico) e os ca. 3,5 Ga (Paleoarcaico), representando portanto, o zircão mais recente e o mais antigo depositado no grauvaque amostrado.
A maioria dos grãos de zircão pertence ao Precâmbrico (98%) enquanto os restantes (2%) são de idade paleozoica (Figura IV.12). Os zircões paleozoicos são de idade carbónica (Tournaisiano, ca. 353 Ma) e de idade ordovícica (Floiano, ca. 475 Ma). Na população de zircões precâmbrica predominam idades neoproterozoicas (72,3%), paleoproterozoicas (19,8%), mesoproterozoica (3%) e arcaica (3%).
Os zircões neoproterozoicos distribuem-se pelo Criogénico (51,5%, 52 grãos, no intervalo ca. 816-637 Ma), Ediacariano (17,8%, 18 grãos, no intervalo ca. 633-548 Ma) e Toniano (3%, 3 grão, no intervalo ca. 992-891 Ma). No Mesoproterozoico encontram-se três grãos de zircão distribuídos respetivamente pelo Steniano (ca. 1,0 Ga), Ectasiano (ca. 1,2 Ga) e Calimniano (ca. 1,4 Ga). Por sua vez, os zircões paleoproterozoicos estão incluídos no Rhyaciano (9,9%, 10 grãos, no intervalo ca. 2,2-2,1 Ga), Orosiriano (6,9%, 7 grãos, no intervalo ca. 2,0-1,8 Ga) e Stateriano (3%, 3 grãos, no intervalo ca. 1,8-1,7 Ma). Finalmente, os dois grãos de zircão arcaicos estão representados pelo Neoarcaico (2%, ca. 2,7-2,5 Ga) e Palaeoarcaico (1%, ca. 3,5 Ga).
Figura IV.13 – Histograma de frequências, diagrama de distribuição da probabilidade (PDP, linha a vermelho) e diagrama de distribuição Kernel (KDE, área a azul) para as idades dos zircões da amostra ST-8 de grauvaque Carbónico da arriba da Praia de S. Torpes (apenas idades com concordância no intervalo 90-110%). Em detalhe as idades correspondentes ao Neoproterozoico; (parâmetros do gráfico com bandwidth=10; binwidth=10).
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O diagrama de distribuição de densidade da probabilidade (PDP) e da distribuição Kernel (KDE), bem como o histograma de frequências para a população de zircões da amostra ST-08 (Figura IV.13) mostra uma maior abundância de idades no intervalo ca. 700-550 Ma (Neoproterozoico), com um pico principal centrado aos ca. 654 Ma (Criogénico), ladeado por picos sucessivamente com menor probabilidade aos ca. 687 Ma (Criogénico), ca. 622 Ma (Ediacariano) e ca. 719 Ma (Criogénico). Podem identificar-se picos de segunda ordem de grandeza aos ca. 570 Ma (Ediacariano) e depois aos ca. 2,1 Ga (Rhyaciano, Paleoproterozoico). Dentro deste intervalo aproximadamente entre ca. 2,2-1,7 Ga identificam-se picos menores aos ca. 1,9 Ga, ca. 2,0 Ga e ca. 2,2 Ga. Os restantes picos observados na figura são residuais resultantes de idades isoladas.
O grão de zircão mais recente tem a idade de ca. 353 Ma (Tournaisiano), ou seja, a idade máxima de deposição deste grauvaque é um pouco mais antiga do que a idade bioestratigráfica definida para a Formação de Mira do qual faz parte, que foi estabelecida entre o Viseano final e o Namuriano inferior com base no seu conteúdo fossilífero (Oliveira, 2013a).
IV-2.2.AMOSTRA AJ-1(GRAUVAQUE CARBÓNICO; ARRIBA DA PRAIA DE MONTE CLÉRIGO)
A amostra AJ-1 não dispõe de imagens de catodoluminescência para descrição da morfologia interna e externa dos grãos de zircão que foram analisados. Os resultados das datações U-Pb encontram-se no Apêndice D – Tabela 2.
Figura IV.14 – Diagrama de concórdia para as idades U-Pb obtidas nos zircões da amostra AJ-1 de grauvaque Carbónico da arriba da Praia de Monte Clérigo, com detalhe da curva com idade inferior a 1 Ga (estão representadas todas as idades obtidas na amostra, concordantes e não concordantes).
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Os resultados das análises isotópicas revelaram que a concentração de U varia entre um valor mínimo de 3 ppm (A32) e um máximo de 226 ppm (A29); a variação da razão Th/U foi entre 0,1 (A25) e 2,24 (A32) com um valor médio de 0,82.
A projeção dos resultados no diagrama de concórdia para a amostra AJ-1 (Figura IV.14) mostra resultados com alguma dispersão, provavelmente explicada pela reduzida quantidade de dados que foi possível obter nesta amostra. Ainda assim as idades compreendidas entre ca. 700- 550 Ma são as mais representativas e com maior concordância. Observm-se também um aglomerado de dados, concordantes e discordantes, no intervalo ca. 2,2-1,8 Ga.
Figura IV.15 – Distribuição das idades dos zircões da amostra AJ-1 de grauvaque Carbónico da arriba da Praia de Monte Clérigo pelos principais intervalos estratigráficos (apenas idades com concordância no intervalo 90-110%).
Esta amostra inclui 36 grãos de zircão com idades com concordância no intervalo 90- 110% obtidas em 40 análises de ablação laser, distribuindo-se entre os ca. 569 Ma (Ediacariano) e os ca. 2,9 Ga (Mesoarcaico). A amostra AJ-1 é constituída por grãos de zircão de idade precâmbrica (Figura IV.15), sendo a grande maioria proterozoica (94,4%) e uma pequena população de idade arcaica (5,6%). No Proterozoico observam-se grãos de zircão repartidos pelo Neoproterozoico (44,4%), Paleoproterozoico (36,1%) e Mesoproterozoico (13,9%). Os zircões do Neoproterozoico são principalmente de idade criogénica (25%, 9 grãos, no intervalo ca. 844-641 Ma), seguindo-se uma população do Ediacariano (16,7%, 6 grãos, no intervalo ca. 635-599 Ma) e uma população menos representativa de idade toniana (2,8%, 1 grão, ca. 878 Ma). Por sua vez, no Mesoproterozoico existem zircões cujas idades estão repartidas pelo Ectasiano (8,3%, 3 grãos, no intervalo ca. 1,4-1,2 Ga) e pelo Steniano (5,6%, 2 grãos, ca. 1,2- 1,1 Ga). No Paleoproterozoico os grãos de zircão distribuem-se pelo Rhyaciano (22,2%, 8 grãos, no intervalo ca. 2,3-2,1 Ga), Orosiriano (8,3%, 3 grãos, entre ca. 2,0-1,9 Ga) e Sideriano
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(5,6%, 2 grãos, no intervalo ca. 2,4-2,3 Ga). Os dois zircões mais antigos do Arcaico pertencem ao Neoarcaico (2,8%, ca. 2,8 Ga) e Mesoarcaico (2,8%, ca. 2,9 Ga).
Observando o diagrama PDP e KDE, bem como o histograma de frequências (Figura IV.16), os zircões mais recentes encontrados na amostra pertencem a idades que definem os picos principais, nomeadamente aos ca. 667 Ma e ca. 638 Ma (Criogénico) e ca. 578 Ma (Ediacariano), em detalhe na Figura IV.16. Observam-se ainda picos secundários aos ca. 758 Ma (Criogénico), a ca. 2,0 Ma (Orosiriano) e aos ca. 2,1 Ga (Rhyaciano). Consideram-se ainda como picos de terceira ordem, aqueles que se observam próximos dos ca. 2,1 Ga e ca. 2,2 Ga, sendo os restantes picos isolados, residuais e representados apenas por um valor.
Figura IV.16 – Histograma de frequências, diagrama de distribuição da probabilidade (PDP, linha a vermelho) e diagrama de distribuição Kernel (KDE, área a azul) para as idades dos zircões da amostra AJ-1de grauvaque Carbónico da arriba da Praia de Monte Clérigo (apenas idades com concordância no intervalo 90-110%); (parâmetros do gráfico com bandwidth=10; binwidth=10).