Geocronologia U-Pb e análise de elementos traço em rutilo do Grupo Andrelândia: refinando a idade do metamorfismo e prováveis áreas fonte

Abstract

O Grupo Andrelândia formou-se inicialmente durante a colisão neoproterozoica entre os crátons São Francisco e Paranapanema. Ele é dividido em duas sequências principais: as nappes superiores (deposição em ca. 640 Ma) e as nappes inferiores (deposição em ca. 950 Ma). As idades metamórficas da nappe superior (630 – 600 Ma) são contemporâneas ao posicionamento e à fusão crustal, enquanto idades mais jovens (590 – 570 Ma) foram obtidas para a nappe inferior. Datações em zircão, monazita e granada foram aplicadas por outros autores as nappes inferiores do Grupo Andrelândia, porém, idades metamórficas obtidas a partir de minerais essencialmente metamórficos, como rutilo, ainda são escassas. Análises geoquímicas de elementos traço e geocronológicas U-Pb foram realizadas em rutilos detríticos por meio de Microssonda Eletrônica e Ablação a Laser com Espectrometria de Massa com Plasma Indutivamente Acoplado (LA-ICP-MS). As análises geocronológicas U-Pb resultaram em uma idade de 564 +- 3,4 Ma para os rutilos analisados na sequência inferior, em concordância com estudos anteriores. As concentrações de elementos traços permitiram estimar uma temperatura de cristalização por meio do geotermômetro Zr-em-rutilo entre 500 °C e 600 °C, além da classificação da origem metapelítica (i.e., metafélsica) da maioria dos grãos. No sistema U-Pb, o zircão e a monazita apresentam altas temperaturas de fechamento, superiores a 900 °C e próximas a 800 °C, respectivamente, enquanto o rutilo possui temperatura de fechamento em torno de 600 °C. Dessa forma, o zircão registra idades mais antigas por fechar seu sistema isotópico antes do rutilo. Já o rutilo registra idades mais jovens, refletindo o intervalo de tempo necessário para o resfriamento entre as temperaturas de fechamento dos dois minerais.

The Andrelândia Group was initially formed during the Neoproterozoic collision between the São Francisco and Paranapanema cratons. It is divided into two main sequences: the upper nappes (deposited at ca. 640 Ma) and the lower nappes (deposited at ca. 950 Ma). Metamorphic ages of the upper nappe (630 – 600 Ma) are contemporaneous with crustal thickening and melting, whereas younger ages (590 – 570 Ma) were obtained for the lower nappe. Zircon, monazite, and garnet dating have been applied by previous authors to the lower nappes of the Andrelândia Group; however, metamorphic ages derived from essentially metamorphic minerals such as rutile remain scarce. Geochemical of trace elements and U-Pb geochronological analyses were performed on detrital rutile using Electron Microprobe Analysis and Laser Ablation Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (LA-ICP-MS). U-Pb geochronological analyses yielded a metamorphic age of 564 ± 3.4 Ma for the analyzed rutiles from the lower sequence, in agreement with previous studies. Trace element concentrations allowed the estimation of a crystallization temperature of 500 °C to 600 °C using Zr-in-rutile geothermometer, as well as the classification of most grains as having a metapelitic origin. In the U-Pb system, zircon and monazite exhibit high closure temperatures, above 900 °C and close to 800 °C, respectively, while rutile has a lower closure temperature of around 600 °C. Therefore, zircon records older ages because its isotopic system closes before rutile. In contrast, rutile records younger ages, reflecting the time interval required for cooling between the closure temperatures of the two minerals.