Geocronologia U-Pb de minerais hidrotermais : materiais de refer?ncia, m?todos e aplica??es.

Programa de P?s-Gradua??o em Evolu??o Crustal e Recursos Naturais. Departamento de Geologia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.Fluidos possuem um papel importante na evolu??o da crosta continental. Uma forma de investigar estes fluidos ? o estudo de veios de quartzo, j? que representam sistemas hidrotermais fossilizados. Estes veios podem conter fases minerais portadoras de U, podendo ser utilizadas para definir o tempo de gera??o e coloca??o destes fluidos. Para estudar estes minerais, faz-se necess?rio a utiliza??o de t?cnicas de alta resolu??o espacial, como o LA-ICP-MS. Como minerais hidrotermais normalmente possuem baixo conte?do de U, ? necess?rio utilizar um equipamento de maior sensibilidade de forma a obter acur?cia e precis?o satisfat?rias. Aqui ? descrito o m?todo de geocronologia U-Pb de alta-precis?o utilizando o LA-MC-ICP-MS na UFOP. A maior estabilidade e sensibilidade do sistema LA-MC-ICP-MS permite acur?cia e precis?o das raz?es isot?picas de interesse ficarem entre 0.5 e 1.0% (2s), mesmo quando ? analisado o zirc?o de baixo-U Rio do Peixe. Ainda, a utiliza??o de materiais de refer?ncia (MR) matrizcompat?veis ? necess?ria de forma a reduzir fracionamentos induzidos pelo laser. Desta forma, s?o aqui caracterizados megacristais de monazita hidrotermal (Diamantina) e xenotima aluvial (hidrotermal?; Datas) como potenciais MR para utiliza??o como matriz-compat?veis na geocronologia U-Pb por LAICP-MS e/ou SIMS. As amostras s?o provenientes da Serra do Espinha?o (SE), por??o externa do Or?geno Ara?ua? (AO; 630-480 Ma), na borda leste do cr?ton S?o Francisco, onde diversos veios de quartzo cortam as rochas de baixo grau deste dom?nio. A monazita Diamantina possui uma idade 206Pb*/238U m?dia ponderada de 495.26 ? 0.54 Ma (95% c.l.; ID-TIMS). A xenotima Datas (cristais XN01 e XN02) possui uma idade 206Pb*/238U m?dia ponderada entre 513.4 ? 0.5 Ma e 515.4 ? 0.2 Ma (2s; ID-TIMS). Idades adquiridas por diferentes m?todos (LA-(Q,SF,MC)-ICP-MS e/ou SIMS) concordam, dentro do erro, com os dados de ID-TIMS. Rodadas U-Pb por LA-ICP-MS utilizando Diamantina e Datas como MR prim?rio reproduziram, dentro do erro, idades de outros MR com < 1% de desvio. Finalmente, amostras de monazita, rutilo e xenotima de outros veios de quartzo da borda leste crat?nica (QF, SE, Novo Horizonte) foram utilizadas para determinar o tempo, distribui??o regional e inferir poss?veis fontes destes fluidos. Idades U-Pb por LA-ICP-MS ficaram entre 515-495 Ma. Composi??o isot?pica Sm-Nd das amostras de monazita est?o entre ?Nd500Ma -16.8 e -17.8, com uma amostra menos evolu?da em ?Nd500Ma = -5.9. Compila??o de idades de monazita do OA produziu um pico mais jovem em uma curva de densidade relativa, similar ao pico produzido pelos minerais hidrotermais. Estas idades podem ser relacionadas ao colapso do or?geno. A composi??o Sm-Nd das monazitas hidrotermais indicam uma fonte relacionada ao Supergrupo Espinha?o e poss?vel contribui??o de fluidos magm?ticos. Este evento de fluxo de fluidos foi canalizado, com alto fluxo integrado ao tempo, oxidante, ?cido, rico em ETR, P e Ti na borda crat?nica. O sistema U-Pb de monazitas do n?cleo orog?nico foi reiniciado neste mesmo per?odo, possivelmente pela exsolu??o de fluido magm?tico supercr?tico dos magmas p?s-colisionais. A reorganiza??o de calor e massa devido ao colapso do OA produziu fluidos de m?ltiplas fontes e mineraliza??es, de n?veis crustais profundos a mais rasos, afetando uma ?rea de mais de 400.000 km2 ao longo da borda leste do cr?ton S?o Francisco.Fluids play an importantant role on the evolution of the continental crust. One way of investigating these fluids is to study hydrothermal quartz veins, as they represent fossilized fluid systems. These veins can cointain U-bearing phases that can be used to constraint timming of fluid production and emplacement. But in order to study these minerals, its usually necessary the use of high spation resolution techniques, such as the Laser Ablation-Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry (LA-ICP-MS). As these hydrothermal minerals usually have low-U contents, an equipment with higher sensitivity is required in order to obtain the precision and accuracy needed. Here we describe the high-precision U-Pb geochronology method using the LA-MC-ICP-MS at Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP). The enhanced sensitivity and stability of the LA-MC-ICP-MS system allowed the accuracy and precision of the relevant ratios to be between 0.5 and 1.0% (2s), even when analyzing the low-U Rio do Peixe zircon. Relevant to this, is the use of matrix-matching reference materials (RM) to avoid problems with elemental/isotopic fractionations induced by the laser during analysis. Here we also characterized megacrystals of hydrothermal monazite (named Diamantina) and alluvial (hydrothermal?) xenotime (named Datas) as potential RMs for matrix-matching analysis by LA-ICP-MS and/or SIMS. These samples are from the Espinha?o Range, part of the external domain of the Ara?ua? Orogen (AO; 630- 480 Ma), in the eastern border of the S?o Francisco Craton, where several quartz-vein crosscut the lowergrade rocks of this orogen. The Diamantina monazite has a U-Pb ID-TIMS weighted mean 206Pb*/238U date of 495.26 ? 0.54 Ma (95% c.l.). The Datas xenotime (XN01 and XN02 crystals) have a U-Pb IDTIMS weighted average 206Pb/238U ages between 513.4 ? 0.5 Ma (2s) and 515.4 ? 0.2 Ma (2s). In situ dates acquired with different methods (LA-(Q, SF, MC)-ICP-MS and/or SIMS) are within uncertainty of the ID-TIMS data. U-Pb LA-ICP-MS runs, using Diamantina and Datas as a primary RM, reproduced the ages of other established RMs within < 1% deviation. Finally, we have sampled monazite, rutile and xenotime from other quartz-veins, from the eastern cratonic border (QF, Espinha?o Range and Novo Horizonte) in order to better constraint the timing, regional distribution and to infer possible sources of the fluids. U-Pb LA-ICP-MS ages were between 515-495 Ma. Sm-Nd isotopic composition of the monazite samples are between ?Nd500Ma -16.8 and -17.8, with one less evolved sample with ?Nd500Ma at -5.9. Monazite age compilation from the AO produced in a probability curve a yonger peak that matches the the monazite hydrothermal samples. These ages are related to the gravitational collapse of the orogen. Sm-Nd composition of the hydrothermal monazites indicated a source related to the Espinha?o Supergroup and possible contribution of magmatic fluids. This fluid-flow event was channelized with a high time-integrated flow, oxidizing, acid, REE, P, and Ti rich on the cratonic border. Monazite U-Pb system of the core of the orogen is reseted at the same time, possibly by the exolution of a supercritical magmatic fluid from the post-collisional magmas. The reorganization of mass and heat due to the collapse of the AO produced a multi-sourced fluid production and mineralization, from deep to shallow crustal levels, affecting an area over 400.000 km2 on the eastern border of the S?o Francisco Craton