DEGEO - Departamento de Geologia
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Item Geocronologia U-Pb de minerais acessórios com baixo conteúdo de Pb radiogênico por meio de calibração com materiais de referência matrizincompatível em análises via laser ablation ICP-MS.(2021) Santos, Maristella Moreira; Lana, Cristiano de Carvalho; Cipriano, Ricardo Augusto Scholz; Lana, Cristiano de Carvalho; Alkmim, Fernando Flecha de; Nalini Júnior, Hermínio Arias; Gonçalves, Guilherme de Oliveira; Babinski, MarlyRealizar a geocronologia U-Pb de minerais acessórios que possuem baixo conteúdo de U é ainda um grande desafio para os geocientistas que utilizam a técnica laser ablation-inductively coupled plasmamass spectrometry (LA-ICP-MS), principalmente porque estes minerais também apresentam baixos conteúdos de Pb radiogênico. Além disso, há uma falta de disponibilidade de materiais de referência matriz-compatível com a destes minerais acessórios. O refinamento da técnica LA-ICP-MS é a chave para permitir uma análise rápida, com alta resolução espacial, de cristais individuais com baixo teor de U, sendo um pré-requisito para a caracterização confiável de depósitos hidrotermais. Posto isto, o presente estudo investigou o efeito matriz entre minerais acessórios (rutilo, zircão, apatita, titanita) que apresentam diferentes níveis de U. Uma série de experimentos, utilizando materiais de referência matrizcompatível e matriz-incompatível, foram realizados para avaliar como a acurácia e a precisão dos dados U-Pb são controladas por mudanças nas condições de operação do laser e nas configurações de aquisição de sinal dos isótopos. Demonstrou-se que é possível detectar e corrigir os efeitos matriz ao utilizar adequados materiais de referência secundários, matriz-compatíveis, para datar outras fases acessórias com baixo Pb radiogênico. Após aplicar os fatores de correção apropriados, todas as análises produziram idades U-Pb acuradas e precisas. O método analítico proposto aqui requer uma padronização dupla, usando materiais de referência confiáveis para calibração (vidros NIST ou zircão bem caracterizado) e materiais de referência secundários matriz-compatível para correções de offset e controle de qualidade. O protocolo utilizado neste estudo permitiu a datação U-Pb de cristais de rutilo hidrotermal coletados em veios de quartzo e topázio que se estendem ao longo da porção sudeste da Faixa Araçuaí, parte do Orógeno Brasiliano polifásico de longa duração (630 - 490 Ma). As idades U-Pb de diferentes rutilos variam entre 527 ± 6 Ma e 487 ± 5 Ma, indicando que diferentes partes do orógeno foram afetadas pelo fluxo de fluido episódico, sob condições oxidantes, em um intervalo de tempo semelhante. Os resultados de datação U-Pb dos rutilos associados à mineralização de Topázio Imperial no Quadrilátero Ferrífero (porção sul do Cráton São Francisco) restringem a idade desses depósitos a 500 - 498 Ma, o que corrobora com a faixa de idades U-Pb de sistemas hidrotermais e zonas mineralizadas relatadas anteriormente para a região. A composição química dos rutilos hidrotermais estudados, conforme determinado por microssonda eletrônica e LA-ICP-MS, juntamente com suas idades U-Pb, sugere que a extensa produção de fluido, necessária para formar os depósitos hidrotermais, foi gerada a partir de múltiplas fontes. A produção de fluido foi relacionada ao colapso extensional do Orógeno Araçuaí. As análises U-Pb, realizadas tanto pela técnica ID-TIMS quanto via LA-ICP-MS, ainda permitiram a proposição de três potenciais materiais de referência para normalização e controle de qualidade de análises U-Pb via LA-ICP-MS, sendo eles: rutilo Antônio Pereira, com idade ID-TIMS 206Pb/238U de 499,4 ± 1,1 Ma; rutilo DR2, com idades ID-TIMS 206Pb/238U de 527,8 ± 1,8 Ma e 531,3 ± 2,5 Ma (variação detectada apenas pela técnica TIMS); zircão Tanzania, com idade ID-TIMS 206Pb/238U de 601 xxii ± 1 Ma. Os resultados desta pesquisa mostram claramente a utilidade da datação U-Pb, por meio da técnica LA-ICP-MS, para o estudo geocronológico de uma variedade de depósitos hidrotermais, que comumente possuem minerais acessórios com baixo conteúdo de U.Item Desenvolvimento de padrões de zircão para geocronologia U-Pb e análises isotópicas de Hf por laser ablation ICP-MS.(2015) Santos, Maristella Moreira; Lana, Cristiano de CarvalhoA crescente demanda de medidas isotópicas U-Pb e de Hf por meio da técnica laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry (LA-ICP-MS) tem resultado em uma constante necessidade de desenvolvimento de materiais de referência naturais e bem caracterizados, tanto para correção das análises (padrão primário), quanto para controle de qualidade (padrão secundário). Este estudo apresenta dados isotópicos para um zircão considerado como um potential material de referência para datação U-Pb e medidas isotópicas de Hf via LA-ICP-MS, disponível em um depósito secundário de plácer no Complexo Highland, Sri Lanka. Caracterizou-se um lote de aproximadamente 300 gramas de grãos de zircão, com tamanhos variando entre 0,5 e 1,0 cm. As análises focaram na caracterização cristaloquímica, por meio de imagens de catodoluminescência, espectroscopia Raman e difratometria de raios-x, na caracterização química, a partir de medidas das concentrações de elementos traço, através de análises por LA-ICP-MS, e na caracterização isotópica das amostras, através de análises por LA-ICP-MS e isotope dilution-thermal ionization mass spectrometry (ID-TIMS) em diversos laboratórios. As análises TIMS e LA-ICP-MS mostraram que a grande maioria das amostras de zircão apresentam uma idade U-Pb concordante, com uma idade 206Pb/238U de 562.58 ± 0.26 Ma (ID-TIMS, 2). No entanto, para um dos fragmentos de zircão, a idade ID-TIMS foi de 556.25 ± 0.70 Ma, sugerindo que a datação U-Pb via ID-TIMS é necessária para todos os grãos individuais de zircão. A média das concentrações de U varia entre 270 e 452 ppm. A razão Th/U para todos os cristais analisados varia entre 0.245 e 0.485. As amostras são composicionalmente homogêneas, como é mostrado pelas medidas das concentrações de elementos traço (via LA-ICP-MS) e pela ausência de texturas internas em imagens de catodoluminescência. A composição isotópica de Hf para todas as amostras analisadas (1.29 - 1.51 wt.% de Hf) é homogênea, tanto dentro quanto entre os grãos, apresentando uma razão 176Hf/177Hf de 0.281674 ± 0.000018 (2 S.D.). O fator alpha fluence de 0.79 x 1018 g-1 corresponde a uma estrutura cristalina do zircão, e encontra-se dentro da tendência de amostras de zircão do Sri Lanka previamente estudadas, o que nos permite concluir que o zircão não teve seu sistema isotópico perturbado desde que se cristalizou. As concentrações relativamente altas de U e Pb, juntamente com sua homogeneidade de elementos traço, idade e de isótopos de Hf, faz do zircão estudado um material de referência ideal para análises via LA-ICP-MS. Ainda foram realizadas comparações com outros zircões do Sri Lanka, que sugeriram uma gênese metamórfica para o zircão estudado.