Alternativa correta: D – K-Ar na biotita

Tema central da questão:

A questão trata da datação geocronológica de minerais em rochas ígneas e metamórficas, especificamente a relação entre métodos de datação isotópica e o significado das idades obtidas em diferentes minerais do granitoide. Compreender isso é fundamental em concursos de geologia, pois envolve conhecimentos de mineralogia, petrologia e métodos radiométricos.

Resumo teórico:

Existem vários métodos de datação radiométrica, cada um baseado no decaimento de isótopos radioativos específicos e aplicável a determinados minerais:

• Rb-Sr (Rubídio-Estrôncio): Comum em minerais como biotita e feldspato.
• K-Ar (Potássio-Argônio): Utilizado principalmente para datar micas (biotita, muscovita) e feldspatos.
• U-Pb (Urânio-Chumbo): Aplicado em minerais como zircão, útil para idades muito antigas.
• Traços de fissão: Aplica-se a minerais como apatita e zircão.

Em rochas metamorfizadas, a idade obtida reflete o momento em que o mineral resfriou abaixo da temperatura em que os isótopos paran de migrar (temperatura de bloqueio).

Justificativa da alternativa correta (D):

A idade Rb-Sr na biotita representa, assim como o K-Ar na biotita, o momento do resfriamento e encerramento do sistema isotópico da biotita após o metamorfismo ou cristalização. Ambas as metodologias têm temperatura de bloqueio semelhante para biotita (~300-350°C), indicando que os dois métodos marcam o mesmo evento geológico (Fonte: ScienceDirect - Closure Temperature).

Análise das alternativas incorretas:

A - Rb-Sr em rocha total: Aborda a idade de formação da rocha, que pode ser mais antiga do que eventos de metamorfismo afetando a biotita.

B - Rb-Sr nos feldspatos: Os feldspatos têm temperatura de bloqueio diferente (maior), refletindo outro evento geológico.

C - U-Pb em zircão: O zircão registra temperaturas muito mais elevadas, normalmente a idade de cristalização magmática, não o resfriamento da biotita.

E - Por traços de fissão na apatita: O sistema de traços de fissão na apatita se fecha em temperaturas muito mais baixas (~110°C), representando um evento geológico distinto.

Dica de interpretação:

Fique atento à especificidade do mineral e do método de datação: eles revelam eventos geológicos diferentes! Identifique sempre a temperatura de bloqueio envolvida.

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O elemento Rb é um metal alcalino do grupo IA da tabela periódica onde são ainda incluídos o H, Li, Na, K, Cs e Fr. Todos esses metais alcalinos são monovalentes positivos com baixa eletronegatividade e fortes ligações iônicas com elementos não-metálicos como o oxigênio. A distribuição de Rb é governada na natureza primeiramente pelo seu pequeno raio atômico (1,48 Å) o que permite a sua substituição no sítio do K (raio = 1,33 Å) na maioria dos minerais formadores de rocha. Entre esses minerais pode se citar as micas (biotita, flogopita, muscovita e lepidolita), os feldspatos potássicos (ortoclásio e microclino) e alguns argilo-minerais e minerais evaporíticos. Minerais em pegmatitos podem conter altas concentrações de Rb quando comparados com os mesmos minerais em rochas ígneas e metamórficas. A concentração de Rb no plagioclásio é baixa como o resultado da dificuldade do Rb substituir o Na (raio atômico = 0,95Å).

O elemento Sr é membro do grupo IIA da tabela periódica que inclui o Be, Mg, Ca, Ba e Ra. Todos estes elementos alcalinos terrosos apresentam duas valências positivas formando ligações iônicas com elementos não metálicos. A distribuição de Sr em rochas é controlada pela substituição do Ca+2 (raio atômico = 0,99Å) pelo Sr+2 (raio atômico = 1,13Å) em minerais ricos em Ca, e em menor importância pode ocorrer a substituição do Sr no lugar o K. Desta forma os principais minerais formadores de rocha com Sr são o plagioclásio e a apatita em oposição aos baixos teores desse elemento em piroxênios. Durante a cristalização magmática, o Sr inicialmente substitui o Ca no plagioclásio e o progresso no processo de diferenciação e a cristalização de feldspatos potássicos induz a substituição do Sr pelo K.

D - A idade Rb-Sr da biotita metamórfica em um granitoide reflete o tempo do resfriamento da rocha após o metamorfismo, pois o sistema isotópico pode ser reconfigurado por temperaturas elevadas.

A - A idade Rb-Sr em rocha total pode representar a idade da cristalização magmática do granitoide e não necessariamente a idade do metamorfismo ou do resfriamento pós-metamórfico.

B - Os feldspatos podem sofrer redistribuição de Sr devido a processos hidrotermais e metamórficos, o que pode afetar a precisão da idade Rb-Sr.

C - O U-Pb em zircão geralmente fornece a idade de cristalização magmática da rocha original, e não a idade do metamorfismo ou do resfriamento.