U-Pb em titanita por La-ICP-MS no Laboratório Para-Iso (UFPA): metodologia e aplicação em rochas do sudeste do Escudo das Guianas e Província Borborema. - PINTO, João Alberto Evangelista (2023)
A titanita (CaTiSiO5) é um mineral comum em rochas metamórficas ortoderivadas, cálcio-silicáticas e granitoides cálcio-alcalinas. A temperatura de fechamento para difusão de Pb em titanita varia entre 650-775ºC. Além disso, tende a ser mais reativa do que outros petrocronômetros como zircão e monazita, uma vez que é mais susceptível a reações metamórficas de médio a alto grau. Portanto, a titanita é um geocronômetro amplamente utilizado na datação U–Pb de eventos metamórficos, ígneos e hidrotermais. Este trabalho consistiu na implementação do protocolo experimental da metodologia U–Pb em titanita por espectrometria de massa de fonte plasma indutivamente acoplado e microssonda de ablação a laser (LA-ICP-MS) no Laboratório de Geologia Isotópica da Universidade Federal do Pará (Pará-Iso). A rotina analítica foi otimizada com base em análises de quatro titanitas de referência (Tory Hill, Khan, Mud Tank e CHBK), para estimar a precisão, confiabilidade e reprodutibilidade dos dados. Este protocolo experimental foi implementado a partir de procedimentos previamente desenvolvidos no Laboratório Pará-Iso (U–Pb em zircão) e em outros laboratórios (U–Pb em titanita). Os cristais mais adequados para datação (aqueles mais escuros e sem inclusões/fraturas) foram selecionados e fixados em pastilhas de resina epóxi (mounts). Imagens de elétrons retro espalhados (ERE) foram obtidas para avaliar as feições internas dos cristais e identificar os domínios para as análises pontuais (spots). As análises U–Pb foram realizadas com espectrômetro de massa quadrupolo (Q-ICP-MS) modelo iCAP Q da marca Thermo Fischer Scientific, com microssonda de ablação a laser tipo sólido Nd:YAG 213 nm modelo LSX-213 G2 da marca CETAC. O processamento e redução dos dados analíticos brutos foram realizados em macro Excel, desenvolvida para as especificidades do iCAP Q e do sistema U–Pb em titanita, levando em conta o fato deste mineral poder incorporar quantidades consideráveis de Pb comum, o que requer uma avaliação cuidadosa e correção adequada do conteúdo desse Pb. O cálculo das idades e os diagramas Concórdia foram gerados com auxílio do suplemento Isoplot/Excel. Para validar o protocolo de análises U–Pb por LA-Q-ICP-MS, titanitas de dois materiais de referência (Khan e CKHB) e de três amostras (dois ortognaisses e um metatonalito) também foram analisadas por SHRIMP IIe no Centro de Pesquisas em Geocronologia e Geoquímica Isotópica da Universidade de São Paulo (CPGEO-USP). As análises por LA-Q-ICP-MS nas titanitas Tory Hill e Khan forneceram idades médias ponderadas 206Pb*/238U de 1057,2 ± 2,5 Ma (n=79; MSWD=0,74) e 518,0 ± 4,9 Ma (n=26; MSDW=0,45), respectivamente, concordantes com a idade ID-TIMS da literatura de 1059,7 ± 1,2 Ma para a titanita Tory Hill e com a idade SHRIMP de 519,9 ±1,8 Ma (n=18; MSWD=0,65) da titanita Khan. Esta última mostrou-se mais adequada para uso como material de referência (MR) primário, pois apresentou maior sinal analítico, menor variância nas razões isotópicas e menor conteúdo de Pb comum. As titanitas Mud Tank e CKHB, empregadas como MRs secundários, forneceram, espectivamente, idades médias ponderadas 206Pb*/238U de 318,4 ± 2,1 Ma (n=44; MSWD=0,30) e 93,9 ± 2,9 Ma (n=40; MSWD=0,05), idênticas à idade ID-TIMS de 319,20 ± 0,36 Ma da literatura para Mud Tank e à idade SHRIMP de 93,8 ± 1,5 Ma (n=18; MSWD=0,10) da titanita CHKB. As idades SHRIMP demonstram a excelente reprodutibilidade interlaboratorial, certificando o protocolo analítico implementado no Pará-Iso. Como aplicação geológica, foram datadas titanitas de três rochas metamórficas, uma arqueana e duas paleoproterozoicas do sudeste do Escudo das Guianas (SEG), sendo um ortognaisse granodiorítico (JAP-02A – 2,69 a 2,60 Ga), o paleossoma de um ortognaisse diorítico migmatítico (STG-179B – 2139 ± 1 Ma) e um metatonalito (B107 – 2139 ± 12 Ma). As análises na amostra JAP-02A forneceram uma idade média ponderada 207Pb*/206Pb* de 2051 ± 10 Ma, a qual registra o evento metamórfico tardi-riaciano que produziu este ortognaisse de protólito neoarqueano, da porção norte do Bloco Amapá. As amostras STG-179B e B107 afloram ao longo do Rio Oiapoque, na fronteira entre Amapá e Guiana Francesa. As titanitas dessas amostras forneceram idades médias ponderadas 207Pb*/206Pb* de 2111 ± 17 Ma e 2098 ± 29 Ma para o paleossoma e o metatonalito, respectivamente. Estas idades registram um evento de metamorfismo regional associado ao estágio colisional (2,11-2,09 Ga) do Ciclo Transamazônico (2,26-1,95 Ga), que retrabalhou as rochas do SEG. Isto reforça a eficiência da sistemática U-Pb em titanita no registro de eventos metamórficos. Foram também analisadas titanitas ígneas de um leucrogranito neoproterozoico (SOS-1257), inserido no Sistema Orogênico Sergipano (SOS), no setor sul da Província Borborema (PB). A idade média ponderada 206Pb*/238U de 639,1 ± 5,8 Ma foi obtida e é considerada como a melhor estimativa da idade de cristalização deste leucrogranito, uma vez que análises U–Pb em zircões desta mesma amostra não forneceram resultados analíticos coerentes, devido ao elevado grau de metamitização dos cristais. A idade obtida neste leucogranito ilustra o potencial da titanita em fornecer idades de cristalização em granitoides cujos zircões metamíticos inviabilizaram a determinação de uma idade. Os resultados obtidos neste trabalho demostram a viabilidade da metodologia U–Pb em titanita por LA-Q-ICP-MS, que se encontra em rotina no Laboratório Pará-Iso. Palavras-chave: U–Pb in situ em titanita; LA-ICP-MS; material de referência, metamorfismo; Sudeste do Escudo das Guianas; Sistema Orogênico Sergipano.