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.

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Santos, Maristella Moreira
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFOP
Texto Completo: http://www.repositorio.ufop.br/jspui/handle/123456789/14329
Resumo: Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais. Departamento de Geologia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
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spelling 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.Geologia isotópicaGeocronologiaEfeito matrizOrógeno Araçuaí - MGPrograma de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais. Departamento de Geologia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.Realizar 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.Performing U-Pb dating of low-U accessory minerals is still a major challenge for geoscientists who use the laser ablation-inductively coupled plasma-mass spectrometry (LA-ICP-MS) technique, mainly because these minerals also present low radiogenic-Pb contents. Furthermore, there is a lack of matrix-matched reference materials for these accessory minerals. Refinement of the LA-ICP-MS technique is the key to enabling quick analysis, with high spatial resolution, of single crystals with low U content, being a prerequisite for the reliable characterization of hydrothermal deposits. Hereupon, the present study investigated the matrix effect between accessory minerals (rutile, zircon, apatite, titanite) that present different U levels. A number of matrix-matched and non-matrix-matched experiments were performed to assess how the accuracy and precision of U-Pb data are controlled by changes in laser operating conditions and in isotope signal acquisition settings. It has been demonstrated that it is possible to detect and correct for matrix effects by using suitable matrix-matched secondary reference materials to date other low-radiogenic Pb accessory phases. After applying the appropriate correction factors, all analyses produced accurate and precise U-Pb ages. The analytical method proposed here requires double standardization using reliable reference materials for calibration (NIST glasses or wellcharacterized zircon) and matrix-matched secondary reference materials for offset corrections and quality control. The protocol used in this study allowed the U-Pb dating of hydrothermal rutile crystals collected from quartz and topaz veins that extend along the southeastern portion of the Araçuaí Belt, part of the long-lived (630 - 490 Ma) polyphase Brasiliano Orogen. U–Pb ages from different rutiles range between 527 ± 6 Ma and 487 ± 5 Ma, indicating that different parts of the orogen were affected by episodic fluid flow under oxidizing conditions over a similar time interval. The U-Pb dating results of rutiles associated with the Imperial Topaz mineralization in the Quadrilátero Ferrífero (southern portion of the São Francisco Craton) constrains the age of those deposits to 500 - 498 Ma, which corroborates the range of U-Pb ages of hydrothermal systems and mineralized zones previously reported for the region. The chemical composition of the studied hydrothermal rutiles, as determined by electron microprobe and LA-ICP-MS analysis, together with their U–Pb ages, suggests that the extensive fluid production required to form the hydrothermal deposits was generated from multiple sources. Fluid production was related to extensional collapse of the Araçuaí Orogen. The U-Pb analyses, performed both by the ID-TIMS and LA-ICP-MS techniques, also allowed the proposition of three potential reference materials for calibration and quality control of U-Pb analysis via LA-ICP-MS: Antônio Pereira rutile, with ID-TIMS 206Pb/238U age of 499.4 ± 1.1 Ma; DR2 rutile, with ID-TIMS 206Pb/238U ages of 527.8 ± 1.8 Ma and 531.3 ± 2.5 Ma (variation detected by TIMS technique only); Tanzania zircon, with ID-TIMS 206Pb/238U age of 601 ± 1 Ma. The findings of this research clearly show the utility of U-Pb dating, using the LA-ICP-MS technique, for geochronological study of a variety of hydrothermal deposits, which commonly contain low-U accessory minerals.Lana, Cristiano de CarvalhoCipriano, Ricardo Augusto ScholzLana, Cristiano de CarvalhoAlkmim, Fernando Flecha deNalini Júnior, Hermínio AriasGonçalves, Guilherme de OliveiraBabinski, MarlySantos, Maristella Moreira2022-01-14T15:15:15Z2022-01-14T15:15:15Z2021info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfSANTOS, Maristella Moreira. 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. 308 f. Tese (Doutorado em Evolução Crustal e Recursos Naturais) – Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2021.http://www.repositorio.ufop.br/jspui/handle/123456789/14329http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 30/11/2021 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho, desde que sejam citados o autor e o licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação.info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFOPinstname:Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)instacron:UFOP2022-01-14T15:15:25Zoai:repositorio.ufop.br:123456789/14329Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufop.br/oai/requestrepositorio@ufop.edu.bropendoar:32332022-01-14T15:15:25Repositório Institucional da UFOP - Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)false
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