Dating minerals by ID-TIMS geochronology at times of in situ analysis: selected case studies from the CPGeo-IGc-USP laboratory

Since 1964, the Center for Geochronological Research - CPGeo, one of the interdepartmental centers of the Instituto de Geociências (IG) of São Paulo University, has developed studies related to several geological processes associated with different rock types. Thermal Ionization Mass Spectrometry Isotopic Dilution (ID-TIMS) has been the technique widely used in the CPGeo U-Pb Laboratory. It provides reliable and accurate results in age determination of superposed events. However, the open-system behavior such as Pb-loss, the inheritance problem and metamictization processes allow and impel us to a much richer understanding of the power and limitations of U-Pb geochronology and thermochronology. In this article, we present the current methodology used at the CPGeo-IGc-USP U-Pb laboratory, the improvements on ID-TIMS method, and report high-precision U-Pb data from zircon, monazite, epidote, titanite, baddeleyite and rutile from different rock types of several domains of the Brazilian south-southeast area, Argentina and Uruguay.O Centro de Pesquisas Geocronológicas (CPGeo), um dos centros interdepartamentais do Instituto de Geociências (IG) da Universidade de São Paulo (USP), desde 1964 desenvolve estudos relacionados a diversos processos geológicos que se associam a diferentes tipos de rochas. A técnica amplamente utilizada no Laboratório U-Pb é a diluição isotópica por espectrometria de massa termo ionizada (ID-TIMS). Esta sistemática proporciona resultados bastante confiáveis e precisos na determinação das idades de eventos geológicos superpostos. Entretanto, o comportamento de sistema aberto como perda de Pb, problemas de herança isotópica e processos de metamictização, nos permite o entendimento do poder e limitação da geocronologia e termocronologia U-Pb. Neste artigo apresentamos a metodologia atualmente utilizada no Laboratório U-Pb do CPGeo-IGc-USP, as melhorias atingidas na técnica ID-TIMS e alguns dados obtidos em zircão, epídoto, titanita, baddeleyita e rutilo de diferentes tipos de rochas de alguns domínios da região sul-sudeste brasileira e da Argentina e Uruguai.Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP

Litoquímica, geocronologia U-Pb e Geologia isotópica (Sr-Nd-Pb) das rochas graníticas dos batólitos Cunhaporanga e Três Córregos na porção sul do Cinturão Ribeira, Estado do Paraná

During evolution of the southern part of the Ribeira Belt in Paraná State, the Brasiliano-Pan-African Cycle was responsible for the generation of a large volume of granitic rocks among which the Cunhaporanga (BCP) and Três Córregos (BTC) batholiths stand out. Studies of rock chemistry and isotopic compositions show that differences exist both between and within the batholiths. The main difference between the batholiths is in the behaviour of the alkalies. The BCP is more potassic, while the BTC is more sodic. The isotopic data clearly show the participation of different lower crustal sources with long crustal residence times, given by the isotopic composition of Pb in K-feldspar, by the negative values of µNd (-11 to -13 for BCP and -17 to -19 for BTC), and by the model Nd T DM ages (1.8 - 2.0 Ga for BCP and 2.2 - 2.4 Ga for BTC). These sources are situated in Paleoproterozoic continental crust, and different proportions of mantle and crustal contributions are involved in the genesis of the BCP and BTC granites. The Ribeirão Butiá Unit of the BCP and the Arrieiros and Paina units of the BTC are mainly composed of monzogranite and granodiorite with rare tonalite, comprising metaluminous, medium- to high-K calc-alkaline rocks formed between 630 and 620 Ma at an active continental margin. The Piraí do Sul and Santa Rita units of the BCP are formed by slightly peraluminous, high-K monzogranite, while the São Sebastião and Conceição units of the BTC are composed of high-K, slightly metaluminous quartz monzonite and monzo- to syenogranite, respectively. These units were formed under a syn- to late-collisional regime between 620 and 590 Ma.Durante a evolução da porção sul do Cinturão Ribeira no Estado do Paraná, o Ciclo Brasiliano-Pan Africano foi responsável pela geração de um grande volume de rochas graníticas com destaque para os batólitos Cunhaporanga (BCP) e Três Córregos (BTC). Estudos litoquímicos e isotópicos revelaram a existência de tipos graníticos distintos entre dois batólitos e internamente aos mesmos, definidos por unidades graníticas. A principal diferença entre os dois batólitos está no comportamento dos álcalis com o BCP, a NW mais potássico e o BTC, a SE mais sódico. Os dados isotópicos mostram claramente a participação de fontes infracrustais distintas de longa residência crustal, evidenciadas pelos isótopos de Pb em K-feldspato, pelos valores negativos de µNd (-11 a -13 para o BCP e -17 a -19 para o BTC) e pelas idades Tdm (1,8 a 2,0 Ga para o BCP e 2,2 a 2,4 Ga para o BTC). Estas fontes estariam situadas em uma crosta continental paleoproterozóica com a participação de fontes mantélicas e supracrustais na gênese das rochas graníticas do BCP e BTC. A Unidade Ribeirão Butiá do BCP e as Unidades Arrieiros e Paina do BTC estão representadas predominantemente por monzogranitos e granodioritos e raros tonalitos, metaluminosos, cálcio-alcalinos de alto a médio K, formados entre 630 a 620 Ma em ambiente de margem continental ativa. As Unidades Piraí do Sul e Santa Rita do BCP são constituídas por monzogranitos fracamente peraluminosos, de alto K e as Unidades São Sebastião e Conceição do BTC são constituídas respectivamente por quartzo-monzonitos e monzo a sienogranitos fracamente metaluminosos, de alto K. Estas unidades foram formadas em ambiente sin- a tardi-colisional entre 620 e 590 Ma

U-Pb (Zircon) ages of metavolcanic rocks from the Itaiacoca Group: tectonic implications

The main aim of this work is to present and discuss the U-Pb ages obtained for zircon grains from metavolcanic rocks of the Itaiacoca Group. The Itaiacoca Group is a metavolcano-sedimentary sequence, which occurs as a narrow belt between the Cunhaporanga granitic batholith to the northwest and the Itapirapuã shear zone to the south and southwest, which separates the sequence from the Três Córregos granite batholith and metasedimentary rocks of the Açungui Group. Geological studies of the southern part of the Itaiacoca belt led to the recognition of three units, represented (from base to top) by metawackes with an important volcanic component, metacarbonate, and metapelitic and metapsammitic rocks. The U-Pb geochronological analyses of zircon grains from two outcrops of metavolcanic rocks yield ages of 628 ± 18 Ma (SHRIMP) and 636 ± 30 Ma (conventional multi-grain analyses). These ages are quite close to the metamorphic event recorded in the Itaiacoca Group (628 - 610 Ma), suggesting a short interval between the formation of these rocks and closure of the basin. Furthermore, this volcanism is very close to the age of formation of the Três Córregos (630 Ma) and Cunhaporanga (590 Ma) granitic batholiths, admitted as associated with a probable magmatic arc. Such an isotopic pattern characterizes a Neoproterozoic tectonic scenario involving volcanism, metamorphism and granitic plutonism, interpreted here as the final stages in the evolution of the Itaiacoca Basin.O objetivo principal deste trabalho é apresentar e discutir as idades geocronológicas U-Pb, em zircões de rochas metavulcânicas pertencentes ao Grupo Itaiacoca. Este é representado por uma seqüência metavulcano-sedimentar, que ocorre como uma faixa relativamente estreita, limitada a norte pelo Batólito Granítico Cunhaporanga, sendo balizada a sul, através da Zona de Cisalhamento Itapirapuã, pelo Batólito Granítico Três Córregos e pelos metassedimentos do Grupo Açungui. Os estudos geológicos efetuados na porção sul da Faixa Itaiacoca permitiram reconhecer três unidades geológicas maiores, representadas, da base para o topo, por metarcóseos (com importante contribuição vulcânica-vulcanoclástica), rochas metacarbonáticas e rochas metapelíticas-metapsamíticas. Análises geocronológicas U-Pb realizadas em zircões de dois afloramentos de rochas metavulcânicas, forneceram idades de 628 ± 18 Ma (SHRIMP) e 636 ± 30 Ma (convencional). O metamorfismo dessas rochas parece ter ocorrido em épocas bastante próximas (628 - 610 Ma) à cristalização dos zircões, sugerindo curto intervalo de tempo entre o vulcanismo estudado e os episódios de fechamento da bacia. Não obstante, as idades obtidas também se aproximam da época de formação dos batólitos graníticos Três Córregos (630 Ma) e Cunhaporanga (590 Ma), admitidos como prováveis arcos magmáticos. Tal padrão isotópico caracteriza um cenário tectônico Neoproterozóico envolvendo vulcanismo, metamorfismo e plutonismo granítico, interpretados como relativos aos estágios finais da evolução da Bacia Itaiacoca

Geology and geochronology of the Betara region in south-southeastern Brazil: Evidence for possible Statherian (1.80-1.75 Ga) and Calymmian (1.50-1.45 Ga) extension events

The results of geological mapping, chemical analysis and radiometric dating of metabasic rocks of Betara Formation, and mapping and dating of those present in the Betara basement nucleus together with mylonitic granodiorite and syenogranite are reported here. U-Pb analysis of bulk zircon fractions from the metabasic rocks of the basement nucleus yielded a Statherian age of 1790 +/- 22 Ma, while the metabasic rocks from the upper part of the Betara Formation yielded a Calymmian age between 1500 and 1450 Ma. This age is a minimum for the deposition of the Betara Formation. The older metabasic rocks are associated with post-tectonic, possibly anorogenic syenogranite, while the younger ones are gabbro or very porphyritic ankaramite whose REE patterns are consistent with crystallization from an N-MORB parent magma. The observations and data point to the probable events associated with extensional processes of the end of Paleoproterozoic and early Mesoproterozoic. Similar registers of Statherian (1.80-1.75 Ga) and Calymmian (1.50-1.45 Ga) extensional events are recorded in other parts of the South American and African continents. The Neoproterozoic witnessed the formation and junction of the tectonic slices which formed the Apiai domain during the assemblage of western Gondwana. (C) 2010 International Association for Gondwana Research. Published by Elsevier B.V. All rights reserved.Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)FAPESP[06/03608-6]FAPESP[05/58688-1]Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP