Combined U-Pb and Lu-Hf isotope analyses by laser ablation MC-ICP-MS : methodology and applications

Abstract

O sistema isotópico Lutécio-Hafnio representa uma das ferramentas mais recentes e poderosas para estudos isotópicos e geocronológicos. Análises combinadas in situ de U-Pb e Lu-Hf sobre zircão pelo LA-MC-ICP-MS permitem caracterizar isotopicamente o magma onde ele cristalizou, fornecendo valiosas informações para estudos de proveniência de sedimento e de evolução crustal. Nesse trabalho descrevemos a sistemática de Lu-Hf pelo LA-MC-ICP-MS implantada no laboratório de Geocronologia da Universidade de Brasília e reportamos os resultados obtidos de repetidas análises de três padrões de zircão: GJ-1 = 0.282022 ± 11 (2SD, n=56), Temora 2 = 0.282693 ± 14 (2SD, n=25) and UQ-Z = 0.282127 ± 33 (2SD, n=11). Foi também caracterizada arazão isotópica 176Hf/177Hf(0.282352 ± 22, 2SD, n=14) de um zircão usado como padrão interno do laboratório. Como aplicação geológica, analisamos dois zircões complexos selecionados a partir de uma amostra de migmatito da Província de Borborema, NE do Brasil. Sobre a base dos dados U-Pb e Lu-Hf foram identificados em ambos os zircões dois eventos de cristalização. Um evento mais antigo de 2.05 Ga nos núcleos herdados, representa um evento magmático Paleoproterozoico bem conhecido na Província Borborema. Um segundo evento de ~ 575 Ma, reconhecido nas bordas, representa um evento magmático-metamórfico Neoproterozóico (Brasiliano). ________________________________________________________________________________________ ABSTRACT

The Lutetium-Hafnium isotopic system represents one of the most innovative and powerful tools for geochronology and isotopic studies. Combined U-Pb and Lu-Hf in situ analyses on zircon by LA-MC-ICP-MS permit to characterize isotopically the host magma from which it crystallized furnishing significant information for sediment provenance and crustal evolution studies. In this paper e describe the Lu-Hf systematic by LA-MC-ICP-MS developed in the laboratory of Geochronology of the University of Brasilia and report the results obtained by repeated analyses of 176Hf/177Hf isotopic ratio of three zircon standards: GJ-1 = 0.282022 ± 11 (n=56), Temora 2 = 0.282693 ± 14 (n=25) and UQZ = 0.282127 ± 33 (n=11). The 176Hf/177Hf ratio (0.282352 ± 22, n=14) of gem quality zircon used as in-house standard have been also characterized. As a geological application, we analyzed two complex zircons selected from a migmatitic rocks from the Borborema Province, NE Brazil. On the basis of U-Pb and Lu-Hf data, two main crystallization events have been identified in both studied zircons. An older event at ca. 2.05 Ga recognized in the inherited cores represents a well-characterized paleoproterozoic magmatic event that affected the whole Borborema Province. A second crystallization event at ~ 575 Ma, recognized at the rims, represents a Neoproterozoic (Brazilian) high grade metamorphic-magmatic event.