Isótopos U-Pb-Hf de zircões detríticos aplicados ao estudo de proveniência do placer costeiro de São José do Norte, Rio Grande do Sul, Brasil

Abstract

Na margem passiva sul-brasileira, onde a disponibilidade de sedimentos e as condições do sistema costeiro foram adequadas para a formação de um depósito de Ti de classe mundial durante o Holoceno, poderia haver outra fonte de contribuição detrítica além do cráton? Para responder essa questão e visando estabelecer a proveniência dos minerais pesados do placer costeiro de São José do Norte (RS), análises isotópicas de U-Pb e Lu-Hf de zircões detríticos usando o método LA-ICPMS foram realizadas. A distribuição do padrão de idades U-Pb de 866 zircões mostrou que 35,3% dos grãos pertencem ao período Neoproterozóico, que abrange o ciclo Brasiliano. No entanto, 9,1% do total de zircões analisados (até 12% em algumas amostras) correspondem a grãos mais jovens que 50 Ma, restritos ao intervalo Andino no sul da América do Sul. A assinatura Hf dos zircões se destaca por apontar pelo menos quatro grandes e distintos grupos interpretados como provenientes dos orógenos Andino, Gondwanides, Brasiliano e Grenvilliano, além de tornar possível a identificação de zircões com assinatura do Famatiniano. Assim, em uma costa de margem passiva relacionada com a quebra do Gondwana, a impressão digital andina em sedimentos detríticos confirma uma importante contribuição distal de rochas-fontes, além dos sedimentos originados no cráton. A origem andina nos depósitos de minerais pesados é uma informação onipresente para a contribuição de sedimentos distais do sistema do rio de La Plata, uma vez que seus afluentes também transportam material das montanhas andinas. Nesse contexto, o sistema de drenagens do rio La Plata associado à deriva litorânea para norte passa a ser o grande fornecedor de sedimentos para a Margem Continental Sul-brasileira e Uruguaia. Enquanto isso, sistemas de drenagens proximais contribuem principalmente para a erosão das rochas do cráton (Escudo Uruguaio- Sul-Riograndense) e rochas sedimentares do Gondwana.

On the passive margin of southern Brazil, where the availability of sediments and coastal system conditions were adequate for the formation of a placer of world-class Ti bearing in the Holocene, could there be a source of detrital contribution other than craton? To answer this question and to establish the provenance of the heavy minerals forming the coastal placer of São José do Norte (RS), analysis of isotopes U-Pb and Lu-Hf of detrital zircons using the LA-ICP-MS method were performed. The U-Pb age pattern distribution of 866 zircons showed that 35.3% of the grains belong to the Neoproterozoic period, which covers the Brasilian cycle. However, 9.1% of the total zircons analyzed (up to 12% in some samples) correspond to grains younger than 50 Ma, restricted to the Andean interval in southern South America. The Hf signature of zircons stands out by pointing at least four large and distinct groups interpreted as coming from the Andean, Gondwanides, Brasiliano, and Grenvilliano orogens, in addition to enabling the identification of zircons with the Famatinian signature. Thus, in a coast of passive margin related with the Gondwana breaking, the Andean fingerprint on detrital sediments confirms an important distal contribution of source rocks, in addition to the sediments originating from the craton. The Andean source in the heavy mineral deposits is ubiquitous information for the distal sediment contribution of the La Plata River system since its tributaries transport also material from the Andean mountains. In this context, the La Plata River drainage system associated with the coastal drift to the north becomes the high supplier of sediments to the Continental Margin of South Brazil and Uruguay. Meanwhile, the proximal drainage systems contribute mainly to the erosion of the Craton (Escudo Uruguayan- Sul-Riograndense) and Gondwana sedimentary rocks.