Caracterização de materiais de referência de titanita e monazita para microanálises isotópicas de UPb e Sm-Nd por LA-ICP-MS

Abstract

O uso da técnica LA-ICP-MS tem aumentado em vários laboratórios ao redor do mundo, assim como a demanda por materiais de referência (MRs) para calibração e controle de qualidade em análises de datação U-Pb e de composição isotópica de Sm-Nd. Nesta pesquisa, investigamos dois novos potenciais MRs de titanitas (Bear Lake e Khan River) para geocronologia U-Pb por meio de métodos de alta precisão (ID-TIMS e solução MCICP-MS) e alta resolução espacial (SHRIMP e laser ablation-MC-ICP-MS). Utilizamos a técnica de abrasão química para minimizar as áreas imperfeitas dos fragmentos. As análises U-Pb ID-TIMS produziram idades de intercepto não corrigidas para Pbc de 516.3 ± 1.3 Ma (2s) e 1067.81 ± 0.74 Ma (2s) para as titanitas Khan River e Bear Lake, respectivamente. Análises múltiplas de U-Pb LA-SF/MC-ICP-MS e SHRIMP em ambas as amostras de titanitas apresentaram idades consistentes dentro da incerteza com os valores de ID-TIMS. As análises de LA-SF-ICP-MS, usando as titanitas Khan River e Bear Lake como calibrantes para corrigir a razão 206Pb/238U em análises matriz nãocompatíveis, reproduziram as idades de outros MRs estabelecidos dentro de <1% de desvio. Neste estudo, também caracterizamos a monazita Vermilion como MR para geocronologia U-Pb e para microanálise de Sm-Nd. A monazita Vermilion apresentou média ponderada da idade 207Pb*/206Pb* obtida via ID-TIMS em dois laboratórios (2668.6 ± 1.8 Ma e 2666.8 ± 1.8 Ma; 2s) ligeiramente discordante. Os dados de U-Pb em SHRIMP e LA-(Q-SF-MC)-ICP-MS estão de acordo com os valores de ID-TIMS. Isótopos de Nd obtidos via ID-TIMS e solução MC-ICP-MS retornaram razões consistentes de 143Nd/144Nd de 0.510694 ± 0.000040 (2s) e 0.510726 ± 0.000014 (2s), respectivamente. Para realizar uma aplicação do material de referência da monazita Vermilion, um estudo de caso foi realizado em metapelitos do Cinturão Limpopo - África do Sul, para investigar a fonte de fluidos que causaram a retrogressão de granulitos da Zona Marginal Sul (SMZ) em condições de fácies anfibolito. Idades U-Pb de monazitas variaram de 2741-2707 Ma e indicam o pico metamórfico em fácies granulito. Os dados de U-Pb em apatitas apresentaram idades mais jovens (2056-2048 Ma). A isócrona Sm-Nd indica que a monazita e apatita cristalizaram em ca. 2.7 Ga durante a fusão parcial da fácies granulito dos metapelitos da SMZ e que os anfibólios cristalisaram durante a hidratação da SMZ no Neoarqueano. Propomos que a zona retrogredida da SMZ experienciou metamorfismo de fácies granulito Neoarqueano seguido por retrogressão em fácies anfibolito em ca. 2.7 Ga, em que um fluido derivado internamente interagiu com os metapelitos. Um evento Paleoproterozóico posterior de reaquecimento de baixa temperatura em ca. 2.05 Ga foi responsável pelo reset do sistema U-Pb de apatita por perda de Pb por difusão.