Anorthosite

Desde que sejam compostos principalmente de feldspato plagioclase, a maior parte dos anortos proterozóicos parecem, em afloramento, ser cinzentos ou azuis. Os cristais individuais de plagioclase podem ser pretos, brancos, azuis ou cinzentos e podem exibir uma iridescência conhecida como labradorescência em superfícies frescas. A variedade labradorita de feldspato está comumente presente em anortositas. Mineralogicamente, labradorite é um termo composicional para qualquer feldspato plagioclase rico em cálcio contendo 50-70 por cento molecular de anorthite (An 50-70), independentemente de mostrar ou não labradorescência. O mineral mafioso no anortosita proterozóico pode ser clinopyroxeno, orthopyroxeno, olivina, ou, mais raramente, anfibólio. Óxidos, como magnetita ou ilmenita, também são comuns.

Os plutões de anortosite são de granulação muito grosseira; ou seja, os cristais individuais de plagioclase e o mineral mafioso que os acompanha têm mais de alguns centímetros de comprimento. Menos comumente, os cristais de plagioclase são megacrísticos, ou maiores do que um metro de comprimento. Entretanto, a maioria dos anortos proterozóicos são deformados, e tais cristais grandes de plagioclase recristalizaram-se para formar cristais menores, deixando apenas o contorno dos cristais maiores para trás.

Embora muitos plutons de anortos proterozóicos pareçam não ter estruturas ígneas relíquias em larga escala (tendo ao invés estruturas deformais pós-colocação), alguns têm camadas ígneas, que podem ser definidas pelo tamanho do cristal, conteúdo mafioso, ou características químicas. Tal estratificação tem claramente origens com um magma de estado líquido reológico.

Características químicas e isotópicasEditar

Anorthositos proterozóicos são tipicamente >90% plagioclase, e a composição de plagioclase é comumente entre An40 e An60 (40-60% anorthite). Esta faixa de composição é intermediária, e é uma das características que distinguem os anortoszoários proterozóicos dos anortos-arquianos (que são tipicamente >An80).

Anortos-orthositos proterozóicos freqüentemente têm componentes mafiosos significativos, além da plagioclase. Estas fases podem incluir olivina, piroxeno, óxidos de Fe-Ti, e/ou apatita. Os minerais mafiosos nos anortos protozoários têm uma ampla gama de composição, mas geralmente não são altamente magnesianos.

A química dos elementos vestigiais dos anortos protozoários, e os tipos de rochas associadas, tem sido examinada com algum detalhe por pesquisadores com o objetivo de chegar a uma teoria genética plausível. No entanto, ainda há pouca concordância sobre o significado dos resultados para a gênese dos anortositas; veja a seção ‘Origens’ abaixo. Uma lista muito curta de resultados, incluindo resultados para rochas que se pensa estarem relacionadas com os anortositos proterozóicos,

Algumas pesquisas têm focado em determinações isotópicas de neodímio (Nd) e estrôncio (Sr) para anortositas, particularmente para anortositas da Suite Nain Plutonic (NPS). Tais determinações isotópicas são úteis na aferição da viabilidade de fontes prospectivas para os magmas que deram origem aos anortosítos. Alguns resultados estão detalhados abaixo na seção ‘Origens’.

Megacristos de orthopyroxene (HAOMs)Editar

Muitos anortosítos da idade Proterozóica contêm grandes cristais de orthopyroxene com composições distintas. Estes são os chamados megacristos de orthopyroxene de altaalumina (HAOM).

HAOM são distintos porque 1) contêm maiores quantidades de Al do que as tipicamente vistas nos orthopyroxenes; 2) são cortados por numerosos tornos finos de plagioclase, que podem representar lamelas de exsolução; e 3) parecem ser mais velhos do que os anortosítos nos quais são encontrados.

As origens dos HAOMs são debatidas.

Um possível modelo sugere que, durante a formação do anortosita, um manto derretido (ou musgo parcialmente cristalizado) foi injetado na crosta inferior e começou a cristalizar. HAOMs teriam se cristalizado durante este tempo, talvez até 80-120 milhões de anos. O HAOM poderia então ter subido para a crosta superior. Este modelo é apoiado pelo fato de que o alumínio é mais solúvel em orthopyroxene a alta pressão. Neste modelo, o HAOM representa os cumulados de baixa crosta que estão relacionados com o anorthosite fonte-magma.

Um problema com este modelo é que ele requer o anorthosite fonte-magma para sentar na crosta baixa por um tempo considerável. Para resolver isso, alguns autores sugerem que os HAOMs podem ter se formado na crosta inferior independentemente do anorthosite source-magma. Mais tarde, a fonte-magma do anorthosite pode ter entrado em pedaços da crosta inferior do HAOM em seu caminho para cima.

Outros pesquisadores consideram as composições químicas do HAOM como sendo o produto de cristalização rápida a pressões moderadas ou baixas, eliminando completamente a necessidade de uma origem de crosta inferior.

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Origens dos anortos protozoáriosEditar

As origens dos anortos protozoários têm sido um tema de debate teórico durante muitas décadas. Uma breve sinopse deste problema é a seguinte:

O problema começa com a geração do magma, o precursor necessário de qualquer rocha ígnea.

Magma gerado por pequenas quantidades de fusão parcial do manto é geralmente de composição basáltica. Em condições normais, a composição do magma basáltico requer que ele cristalize entre 50 e 70% de plagioclase, com a maior parte do restante do magma cristalizando como minerais mafiosos. No entanto, os anortosites são definidos por um alto conteúdo de plagioclase (90-100% plagioclase), e não são encontrados em associação com rochas ultramáficas contemporâneas. Isto é agora conhecido como “o problema dos anortositas”. As soluções propostas para o problema do anortosita têm sido diversas, sendo que muitas das propostas se baseiam em diferentes subdisciplinas geológicas.

Foi sugerido no início da história do debate sobre o anorthosite que um tipo especial de magma, o magma anorthosítico, tinha sido gerado em profundidade, e colocado na crosta. No entanto, o sólido de um magma anorthosítico é demasiado elevado para que exista como líquido durante muito tempo a temperaturas ambientes normais da crosta, pelo que parece improvável que tal ocorra. A presença de vapor de água demonstrou baixar a temperatura do sólido de um magma anorthosítico para valores mais razoáveis, mas a maioria dos anorthositos são relativamente secos. Pode ser postulado, então, que o vapor de água seja expulso pelo metamorfismo subsequente do anortosita, mas alguns anortositas não estão deformados, invalidando assim a sugestão.

A descoberta, no final dos anos 70, de diques anortos no Nain Plutonic Suite, sugeriu que a possibilidade de magmas anortosíticos existentes à temperatura da crosta precisava de ser reexaminada. No entanto, os diques mostraram mais tarde ser mais complexos do que se pensava originalmente.

Em resumo, embora os processos de estado líquido operem claramente em alguns plutons anortos, os plutons provavelmente não são derivados de magmas anortos.

Muitos pesquisadores têm argumentado que os anortos são produtos de magma basáltico, e que a remoção mecânica de minerais mafiosos tem ocorrido. Como os minerais mafiosos não são encontrados com os anortos, esses minerais devem ter sido deixados em um nível mais profundo ou na base da crosta. Uma teoria típica é a seguinte: o derretimento parcial do manto gera um magma basáltico, que não sobe imediatamente para a crosta. Ao invés disso, o magma basáltico forma uma grande câmara de magma na base da crosta e fraciona grandes quantidades de minerais mafiosos, que se afundam no fundo da câmara. Os cristais co-cristalizadores de plagioclase flutuam, e eventualmente são colocados na crosta como plutões de anortosita. A maioria dos minerais mafiosos que se afundam formam um cumulado ultramáfico que permanece na base da crosta.

Esta teoria tem muitas características atraentes, das quais uma é a capacidade de explicar a composição química dos megacristos de orthopyroxene de altaalumina (HAOM). Isto é detalhado abaixo na seção dedicada ao HAOM. No entanto, por si só, esta hipótese não pode explicar coerentemente a origem dos anortos, pois não se enquadra, entre outras coisas, em algumas medidas isotópicas importantes feitas em rochas anorthosíticas da Suíte Nain Plutonic. Os dados isotópicos Nd e Sr mostram que o magma que produziu os anortos não pode ter sido derivado apenas do manto. Em vez disso, o magma que deu origem à Suíte Nain Plutonic deve ter tido um componente crustoso significativo. Esta descoberta levou a uma versão um pouco mais complicada da hipótese anterior: Grandes quantidades de magma basáltico formam uma câmara de magma na base da crosta e, enquanto cristaliza, assimilando grandes quantidades de crosta.

Esta pequena adenda explica tanto as características isotópicas como alguns outros amaciadores químicos do anortosita proterozóico. No entanto, pelo menos um pesquisador tem cogentemente argumentado, com base em dados geoquímicos, que o papel do manto na produção de anortositas deve ser realmente muito limitado: o manto fornece apenas o impulso (calor) para o derretimento da crosta, e uma pequena quantidade de derretimento parcial sob a forma de magma basáltica. Assim, os anortosites são, nesta visão, derivados quase inteiramente do derretimento da crosta inferior.