U-Pb e Lu-Hf em zircão por LA-MC-ICP-MS: metodologia e aplicação no estudo da evolução crustal da porção sudeste do escudo das Guianas

Análises combinadas U-Pb e Lu-Hf in situ em uma mesma população de zircão de rochas magmáticas por LA-MC-ICP-MS permitem determinar a idade e assinatura isotópica dessas rochas, fornecendo valiosas informações para estudos de evolução crustal. A aplicação dessa sistemática, devido a sua relativa simplicidade, sensibilidade e rapidez das análises representa atualmente uma das ferramentas mais eficazes e amplamente utilizadas para estudos isotópicos e geocronológicos. O sudeste do Escudo das Guianas (EG) está em grande parte inserido na Província geotectônica/geocronológica Maroni-Itacaiúnas (PMI) do Cráton Amazônico (CA). A PMI representa uma expressiva faixa orogênica consolidada no Paleoproterozoico, durante o ciclo orogenético Transamazônico (2,26 - 1,95 Ga), que consiste em grandes extensões de crosta juvenil riaciana e alguns remanescentes arqueanos retrabalhados. É formada principalmente por complexos granulíticos-migmatíticos-gnáissicos, rochas metavulcânicas e metassedimentares deformadas e metamorfizadas na fácies xistoverde a anfibolito (greenstone belts paleoproterozoicos) e granitoides riacianos (magmatismo TTG e granítico). Três domínios tectônicos são individualizados na PMI/EG em território brasileiro: o Bloco Amapá (BA), na região centro-sul do Amapá e noroeste do Pará, o Domínio Lourenço (DL), no centro-norte do Amapá, e o Domínio Carecuru (DC), no noroeste do Pará. O BA é um bloco continental neo-mesoarqueano intensamente retrabalhado no Paleoproterozoico durante o Ciclo Transamazônico, enquanto o DL e o DC representam terrenos dominantemente riacianos, com evolução envolvendo estágios de subducção de litosfera oceânica em ambientes de arcos de ilha e/ou arcos magmáticos continentais, e com relíquias retrabalhadas de crosta continental arqueana, seguida por acreção tectônica desses arcos magmáticos. O objetivo desta Tese foi implantar o protocolo experimental da metodologia combinada U-Pb e Lu-Hf em zircão por LA-MC-ICP-MS no laboratório ParáIso/UFPA e investigar, a luz dos novos dados U-Pb e Lu-Hf, os processos de acreção e retrabalhamento crustal durante o Arqueano e Paleoproterozoico no extremo sudeste do EG. Além do BA, alguns remanescentes esporádicos e zircões arqueanos herdados têm sido encontrados em granitoides paleoproterozoicos e levantam questionamentos quanto ao envolvimento e extensão da crosta continental arqueana nos domínios DL e DC. Dados SmNd em rocha total têm confirmado o caráter juvenil de grande parte da PMI. Entretanto, para o DL e DC, recorrentes idades-modelo Nd-TDM arqueanas têm sido identificadas e também apontam participação e/ou mistura de material crustal neo-mesoarqueano na formação das rochas destes domínios. Embora inúmeros estudos isotópicos e geocronológicos já tenham sido realizados na região sudeste do EG, a aplicação de análises combinadas U-Pb e Lu-Hf em zircão ainda é inédita. A implantação das metodologias Lu-Hf e U-Pb in situ em zircão, foi realizada utilizando-se um MC-ICP-MS de alta resolução da marca Thermo Finnigan modelo Neptune, equipado com uma microssonda a laser Nd:YAG 213 nm modelo LSX-213 G2 da marca CETAC. Os parâmetros de instrumentação e operação do ICP-MS e do laser foram estabelecidos após várias seções analíticas de modo a se alcançar uma configuração de rotina satisfatória. Os resultados obtidos para os materiais internacionais de referência reproduziram os valores da literatura com a precisão, acurácia e reprodutibilidade necessárias ao estabelecimento em rotina da metodologia combinada U-Pb e Lu-Hf no Pará-Iso/UFPA para análises in situ de zircões por LA-MC-ICP-MS. A descrição do protocolo experimental e instrumentação utilizada para cada método, bem como os resultados das primeiras aplicações desenvolvidas em zircões de granitoides/metagranitoides distribuídos nos três domínios tectônicos supracitados foram publicados na forma de capítulos de livro. Na sequência, foram realizadas análises isotópicas em zircões de dezoito amostras de unidades do BA e do DL/DC. Os novos dados U-Pb consolidaram a identificação dos principais episódios magmáticos do extremo sudeste do EG. Destacam-se os eventos arqueanos identificados no BA, dois no Mesoarqueano (~3,2 e 2,85 Ga) e um no Neoarqueano (2,65-2,69 Ga), bem como aqueles riacianos no DL (~2,18, 2,14, e 2,12-2,09 Ga) e DC (2,15-2,14 Ga). Os dados Lu-Hf apontaram para o predomínio de processos de retrabalhamento crustal (ƐHf(t) < 0) durante a formação do BA e do DL/DC. As idades-modelo Hf-TDMC variaram de 2,99 até 3,97 Ga para o BA e subsidiaram a identificação de dois períodos de formação de crosta continental, um no Eoarqueano (~4.0 Ga) e outro no Mesoarqueano (3,0-3,1 Ga). Este último reconhecido em escala global como um importante período de acresção crustal. O episódio Eoarqueano é inédito para o sudeste do EG e indica que o crescimento crustal no CA se iniciou pelo menos 500 Ma antes do que previamente sugerido (3,51 Ga, Nd-TDM em rocha total). Nos domínios riacianos (DL/DC), as idades-modelo Hf-TDMC revelaram-se arqueanas (98,4%) e, junto com as assinaturas isotópicas Nd-Hf, apontaram a participação de material crustal do BA por incorporação de sedimentos em ambiente de arco de ilha (noroeste do DL), como igualmente registrado no noroeste do Suriname e nos terrenos Birimianos em Gana (Craton Oeste Africano), assim como por assimilação de crosta arqueana de diferentes idades e proporções em ambiente de arco magmático continental no sul/sudeste do DL e no DC.