Análise integrada pelo método U-Pb e traços de fissão em zircão : caracterização, datação e interpretação

Abstract

Datação dupla com os métodos de Traços de Fissão (TF) e U-Pb in situ via LA-ICPMS em zircões extraídos de rochas sedimentares foi utilizada para gerar informação das áreas fontes, da história térmica e dos eventos crustais (incluindo formação de Supercontinentes) que podem ser descortinados em uma bacia intracratônica. Assim, análises em zircões da Bacia Bauru, formada no Neocretáceo (73-90 Ma) e localizada no centro-sul da Plataforma Sul-americana, foram realizadas nas formações Caiuá (Sequência Deposicional 1) e Santo Anastácio (Sequência Deposicional 2) e membros Vale do Rio do Peixe e Presidente Prudente da Formação Adamantina (Sequência Deposicional 3). Os resultados de U-Pb em zircão nas três sequências deposicionais, permitiram identificar áreas fontes de zircões formados nos ciclos Brasiliano (Neoproterozóico) e Transamazônico (Paleoproterozóico), e subordinadamente, nos ciclos Estateriano e Sunsás. Localmente, foram encontrados zircões de idade mesozóica e arqueana. Os dados de TF em zircão dos sedimentos da Bacia Bauru contêm preciosa informação sobre os eventos de denudação rápida dos cinturões neoproterozóicos (idades U-Pb a TF próximas). Por outro lado, alguns zircões registram o processo de acreção crustal na margem da placa, distante a mais de 1000 km da bacia, com reflexo na sua porção intracratônica por soerguimento rápido das áreas cristalinas e, consequentemente, passagem da zona de apagamento total para zona de retenção parcial de TF (180 à 320 ºC), os quais foram disponibilizados no ciclo sedimentar durante o Paleozóico e Mesozóico. Assim, as idades aparentes de TF em zircão concentram-se no Neoproterozóico, Siluro-Ordoviaciana, Carbonífero Superior a Triássico e Cretáceo, que são em parte registro dos eventos de: (i) acreção do Ciclo Brasiliano e Brasiliano Precoce (ou Arco Magmático de Goiás), decorrente da aglutinação do Gondwana Oeste; (ii) dos ciclos Famatiniano e Gondwanides (formação do Supercontinente Pangea) ocorrentes na margem oeste da Placa Sul-Americana e com reflexos no interior da placa; (iii) ciclo extensional relacionado a separação das placas sul-americana e africana. A aplicação da presente técnica de datação dupla é uma ferramenta poderosa para o estudo das bacias intracratônicas onde os grãos dos zircões têm uma história muito complexa, com histórias de resfriamento único ou múltiplos (ZAP).

Fission Track (FT) and U-Pb in situ by LA-ICP-MS double-dating in zircon grains extracted from sedimentary rocks was applied to get information of the source areas, thermal history and crustal events (including formation of supercontinents) which can be unraveled in an intracratonic basin. Thus, zircon analyzes from the Bauru Basin, formed in the Late Cretaceous (73-90 Ma) and located in south-central South American Platform, were carried out in the Caiuá (Depositional Sequence 1) and Santo Anastácio (Depositional Sequence 2) formations and Vale do Rio do Peixe and Presidente Prudente members of the Adamantina Formation (Depositional Sequence 3). Based on the U-Pb results in zircon grains from three depositional sequences were possible to recognize main source areas: from Brasiliano (Neoproterozoic) and Transamazionian (Paleoproterozoic) cycles, and subordinately from Statherian and Sunsás cycles. Locally, were found Mesozoic and Archean zircons. The zircon FT data of the Bauru Basin sediments contain valuable information about the rapid denudation events of the Neoproterozoic belts (those UPb and FT ages are very close). Moreover, some zircons records the accretion crustal process in the western margin of Gondwana, far more than 1000 km from the studied basin, which reflected in its intracratonic portion by rapid uplift of crystalline areas and hence the zircon passed from total annealing zone to partial annealing zone (PAZ) (180 to 320 ° C). This material was thus available in the sedimentary cycle during the Paleozoic and Mesozoic. In this way the FT apparent zircon ages concentrated in the Neoproterozoic, Silurian-Ordoviacian, Upper Carboniferous to Triassic and Cretaceous, which are in part a record of events: (i) Accretion of Early Brasiliano cycles (or Goiás Magmatic Arc) and main Brasiliano Cycle (650-500 Ma), as result of West Gondwana agglutination; (ii) Famatinian and Gondwanides cycles (formation of Pangea Supercontinent) occurred on the west margin of the presentday South American Platform and with reflections inside of the plate; (iii) extensional cycle related to separation of South American and African Plates. The present double dating is a powerfull tool for the study of intracratonic basins where the zircons grains have a very complex history with single or even multiple cooling histories (PAZ).