O método U-Pb no laboratório MultiLab da UERJ: procedimentos e aplicação para as rochas do Complexo da Região dos Lagos, Rio de Janeiro, Brasil

The U-Pb method in the UERJ Multilab Laboratory: procedures and application for rocks from the Lagos Region Complex, Rio de Janeiro, Brazil

Resumo

RESUMO - A região estudada está localizada no Estado do Rio de Janeiro e faz parte do Cinturão Ribeira, na porção central da Província da Mantiqueira. O segmento central do Cinturão Ribeira pode ser dividido em terreno Oriental, Ocidental, Costeiro e Cabo Frio. A área de estudo está localizada no terreno Cabo Frio, onde o embasamento é representado pelo Complexo da Região dos Lagos, neste estudo dividido em: rochas graníticas (biotita-microclínio-plagioclásio gnaisse), granodioríticas (biotita gnaisses) e rochas tonalíticas (biotita-ortoclásio-plagioclásio gnáissico). Estudos geocronológicos de U-Pb (por LA-ICP-MS) em zircão do Complexo da Região dos Lagos tiveram como objetivo identificar as idades de cristalização deste complexo e definir os eventos magmático-metamórficos na Faixa Ribeira. As idades U-Pb obtidas são: amostra CRL-01, 1982 ± 9Ma; amostra CRL-02, 1958 ± 5Ma; amostra CRL-03, 1971 ± 16 Ma; amostra CRL-07, 1964 ± 12 Ma; amostra CRL-08, 1975± 8 Ma; amostra CRL-09, 1981 ± 15 Ma; amostra CRL-10, 1984 ± 12Ma; amostra CRL-12, 1957 ± 10 Ma. Estudos complementares através do método Lu-Hf indicam valores de εHf da amostra CRL-03 entre -7,8 e -4,6 e valores de T_DM entre 2,87 a 2,71Ga; 2,87 a 2,7; valores de εHf da amostra CRL-07 entre -9,7 a -5,0 e valores de T_DM entre 3,79 a 1,96Ga; valores de εHf da amostra CRL-08 entre -11,1 a -4,6 e valores de T_DM entre 3,04 a 2,83Ga; para a amostra CRL-09 os valores de ε_Hf estão entre -11,1 a -4,6 e valores de T_DM entre 3,2 a 1,94Ga; os valores de ε_Hf da amostra CRL-12 estão entre -7,7 e -6,6 e valores de T_DM entre 3,44 a 3,10Ga. Estes resultados sugerem que o Complexo da Região dos Lagos tem cristalização de 1981 Ma a 1957 Ma e é formado a partir de protólitos crustais cujas idades de extração do manto se dividem em dois grupos, um mais antigo com idade de extração mantélica arqueana (entre 3,0 e 3,5 Ga); e o segundo grupo de amostras indica uma evolução isotópica de Hf coerente com uma fonte cuja extração mantélica ocorreu entre 2,5 e 3,0 Ga e apresentam valores de ɛHf negativos, indicando uma fonte mantélica com importante participação crustal na origem destes magmas. Em adição, estas rochas apresentam idades de cristalização e de extração mantélica diferentes das rochas do Complexo Juiz de Fora, mas apresentam similaridades com as rochas do embasamento da Cráton do Congo e podem ter correlação genética com esta unidade em África. Os resultados são importantes para caracterizar diferentes unidades do embasamento e compreender melhor a evolução crustal da Faixa Ribeira durante a amalgamação do paleo-continente Gondwana.

Palavras-chave: Método U-Pb. Método Lu-Hf. Procedimentos laboratoriais. Multilab. Complexo Região dos Lagos.

ABSTRACT - Studied region is located in the State of Rio de Janeiro and is part of the Ribeira Belt (central portion of the Mantiqueira Province). The study area is located in Cabo Frio terrane, where the basement is represented by the Região Lagos Complex, divided into (i) granitic rocks (biotite-microcline-plagioclase gneiss); (ii) granodioritic rocks (biotite-gneiss and (iii) tonalitic rocks (biotite- orthoclase-plagioclase gneiss). Geochronological U-Pb studies (by LA-ICP-MS) in zircon from Região Lagos Complex rocks aimed to identify the crystallization ages of this complex. The U-Pb ages obtained are: sample CRL-01, 1982 ± 9Ma; sample CRL-02, 1958 ± 5 Ma; sample CRL-03, 1971 ± 16 Ma; sample CRL-07, 1964 ± 12 Ma; sample CRL-08, 1975 ±8 Ma; sample CRL-09, 1981 ± 15 Ma; sample CRL-10, 1984 ± 12Ma; and sample CRL-12, 1957 ± 10 Ma. Complementary studies using the Lu-Hf method indicate ε_Hf values of the sample CRL-03 between -7,8 and -4,6 and T_DM values between 2,87 and 2,71Ga;ε_Hf values of the sampleCRL-07 between ---9,7 and -5,0 andand T_DM values between 3,79 a 1,96 Ga. The ε_Hf values of the CRL-08 sample between -11 and -4,6 and T_DM values between 3,04 and 2,8; for the CRL-09 sample, the ε_Hf values are between --11,1 and -4,6 and T_DM values between 3.2 and 1,94 Ga; the ε_Hf values of the CRL-12 sample are between -7,7 and T_DM values between 3,44 and 3,10 Ga. These results suggest that the Região dos Lagos complex crystallizes from 1981 Ma to 1957 Ma and formed from crustal protoliths whose ages of mantle extraction are between 2.40 and 2.59 Ga.These results suggest that the Lagos Region complex crystallized from 1981 Ma to 1957 Ma and the rocks are formed from crustal protoliths whose ages of extraction of the mantle are divided into two groups, an older one with Archean age (between 3.0 and 3.5 Ga). The second group of samples indicates an isotopic evolution of Hf consistent with a source whose mantelic extraction occurred between 2.5 and 3.0 Ga and have negative ɛHf values, suggesting a mantle source with important crustal participation in the origin of these magmas. In addition, these rocks have different crystallization and mantle extraction ages than the rocks of the Juiz de Fora Complex, but they have similarities with the basement rocks of the Congo craton and may have genetic correlation with this unit in Africa. The results are important to characterize different basement units and better understand the crustal evolution of Ribeira Belt during Gondwana amalgamation.

Keywords: U-Pb Method. Lu-Hf method. Laboratory procedures. Multilab. Lagos Region Complex.