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A implantação de rotina, e seu refinamento, para a determinação de elementos Terras Raras em materiais geológicos por ICP-OES e ICP-MS. Aplicação ao caso dos granitóides de Piedade-Ibiúna (SP) e Cunhaporanga (PR) / The routine development to determination of Rare Earth elements in geological materials by ICP-OES and ICP-MS. Aplictaion in granitoid rocks from Piedade-Ibiúna (SP) and Cunhaporanga (PR) complexesNavarro, Margareth Sugano 15 June 2004 (has links)
No presente trabalho são descritas as etapas de desenvolvimento e implantação das rotinas analíticas utilizando ICP-OES e ICP-MS para a determinação de elementos terras raras em materiais geológicos. A implantação inclui determinações comparativas de vários granitóides dos maciços ou complexos Ibiúna-Piedade, SP, e Cunhaporanga, PR, já previamente analisados por meio de ICP-MS e INAA (Universidade Kansas, em Lawrence, USA). Através de uma pequena modificação no método inicial, os limites de detecção para a análise dos ETR por ICP-OES foram melhorados para concentrações próximas à 10 vezes o condrito. Porém para a análise de ETR em materiais geológicos com valores inferiores a estes é necessária a utilização de uma técnica mais sensível como o ICP-MS. A técnica ICP-MS não é livre de problemas sendo necessárias correções de interferências moleculares e drift instrumental para a obtenção de resultados com precisão e exatidão adequados. Realizou-se a etapa de validação do método utilizando materiais de referência internacionais geológicos. A análise estatística dos resultados obtidos utilizando três métodos de abertura de amostra (ataque ácido em forno de microondas, em bombas tipo Parr e fusão alcalina) mostrou a possibilidade de utilização do ataque ácido em forno de microondas e da fusão alcalina com posterior separação cromatográfica como alternativas eficientes para a determinação de ETR apesar da baixa eficiência nas recuperações dos elementos Zr e Hf em rochas ácidas e gnáissicas equivalentes. / The steps for the development of the analytical routines leading to the determination of the rare earth elements (REE) with the use of ICP-AES and ICP-MS techniques are discussed in this contribution. The set-up of these routines was also evaluated with determinations of REE in several granitoid rocks from the Piedade-Ibiuna (SP) and Cunhaporanga (PR) complexes, and the results compared with those obtained in other laboratories (University of Kansas, Lawrence) with ICP-MS and INAA. The work previously performed for the adaptation of REE determination with ICPAES was reviewed, allowing analyses to be realized with better results for concentrations close to 10 times the chondrite value. At lower concentrations, REE analysis have to be performed with ICP-MS. The ICP-MS technique shows much better accuracy and precision than ICPAES, but presents problems of its own. Instrumental drift corrections, as well as corrections due to molecular interferences, are mandatory. Evaluation of the successfully adapted routines was realized analyzing international reference materials several times and applying statistical tests. A comparison of results with three dissolution techniques (acid attack in microwave oven, use of Parr type bombs, and alkaline fusion with borates) showed that both acid attack and alkaline fusion with later chromatographic separation are rather efficient alternatives for the determination of REE, although Zr and Hf are not fully recovered in many acid igneous and equivalent gneissic rocks.
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A implantação de rotina, e seu refinamento, para a determinação de elementos Terras Raras em materiais geológicos por ICP-OES e ICP-MS. Aplicação ao caso dos granitóides de Piedade-Ibiúna (SP) e Cunhaporanga (PR) / The routine development to determination of Rare Earth elements in geological materials by ICP-OES and ICP-MS. Aplictaion in granitoid rocks from Piedade-Ibiúna (SP) and Cunhaporanga (PR) complexesMargareth Sugano Navarro 15 June 2004 (has links)
No presente trabalho são descritas as etapas de desenvolvimento e implantação das rotinas analíticas utilizando ICP-OES e ICP-MS para a determinação de elementos terras raras em materiais geológicos. A implantação inclui determinações comparativas de vários granitóides dos maciços ou complexos Ibiúna-Piedade, SP, e Cunhaporanga, PR, já previamente analisados por meio de ICP-MS e INAA (Universidade Kansas, em Lawrence, USA). Através de uma pequena modificação no método inicial, os limites de detecção para a análise dos ETR por ICP-OES foram melhorados para concentrações próximas à 10 vezes o condrito. Porém para a análise de ETR em materiais geológicos com valores inferiores a estes é necessária a utilização de uma técnica mais sensível como o ICP-MS. A técnica ICP-MS não é livre de problemas sendo necessárias correções de interferências moleculares e drift instrumental para a obtenção de resultados com precisão e exatidão adequados. Realizou-se a etapa de validação do método utilizando materiais de referência internacionais geológicos. A análise estatística dos resultados obtidos utilizando três métodos de abertura de amostra (ataque ácido em forno de microondas, em bombas tipo Parr e fusão alcalina) mostrou a possibilidade de utilização do ataque ácido em forno de microondas e da fusão alcalina com posterior separação cromatográfica como alternativas eficientes para a determinação de ETR apesar da baixa eficiência nas recuperações dos elementos Zr e Hf em rochas ácidas e gnáissicas equivalentes. / The steps for the development of the analytical routines leading to the determination of the rare earth elements (REE) with the use of ICP-AES and ICP-MS techniques are discussed in this contribution. The set-up of these routines was also evaluated with determinations of REE in several granitoid rocks from the Piedade-Ibiuna (SP) and Cunhaporanga (PR) complexes, and the results compared with those obtained in other laboratories (University of Kansas, Lawrence) with ICP-MS and INAA. The work previously performed for the adaptation of REE determination with ICPAES was reviewed, allowing analyses to be realized with better results for concentrations close to 10 times the chondrite value. At lower concentrations, REE analysis have to be performed with ICP-MS. The ICP-MS technique shows much better accuracy and precision than ICPAES, but presents problems of its own. Instrumental drift corrections, as well as corrections due to molecular interferences, are mandatory. Evaluation of the successfully adapted routines was realized analyzing international reference materials several times and applying statistical tests. A comparison of results with three dissolution techniques (acid attack in microwave oven, use of Parr type bombs, and alkaline fusion with borates) showed that both acid attack and alkaline fusion with later chromatographic separation are rather efficient alternatives for the determination of REE, although Zr and Hf are not fully recovered in many acid igneous and equivalent gneissic rocks.
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[en] DETERMINATION OF MINOR AND TRACE ELEMENTS IN ROCK SAMPLES BY LA-ICPMS: PROGRESS IN THE UTILIZATION OF BORATE GLASSES AS TARGETS / [pt] DETERMINAÇÃO DE ELEMENTOS MENORES E TRAÇO EM ROCHAS POR LA-ICPMS: PROGRESSOS NA UTILIZAÇÃO DE VIDROS BORATOS COMO ALVOSRAINERIO ESCALFONI JUNIOR 23 March 2010 (has links)
[pt] A presente dissertação é uma continuação de pesquisas desenvolvidas por
Leite (2006) visando à análise multielementar de rochas (basaltos, obsidianas e
folhelhos) por espectrometria de massa com plasma indutivamente acoplado
(ICPMS), em combinação com ablação a laser (LA) e utilizando-se vidro borato
como alvo de análise. Como no trabalho anterior, os experimentos foram
realizados com um sistema LSX-100 (CETAC) acoplado ao espectrômetro Elan
6000 ICPMS (PerkinElmer-Sciex). Como gases carreadores na câmara de ablação
foram testados gases puros (Ar, He) e misturas (Ar-He, Ar-N2). Também foram
avaliados parâmetros operacionais do laser, tais como: energia de saída,
focalização, velocidade de varredura e freqüência de disparo. As novas condições
analíticas foram testadas com os padrões preparados por Leite (2006), calculandose
os limites de detecção, a exatidão e precisão. Os limites de detecção para 40
elementos (Na, Al, Si, P, K, Ca, Sc, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ga, Rb, Sr, Y, Zr,
Nb, Sb, Ba, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Hf, Ta, Th,
U) ficaram compreendidos entre 0,004 mg kg-1 (Tb) e 850 mg kg-1 (Si). Exatidões
foram estimadas a partir de análises de materiais de referência certificados (USGS
BIR-1, BHVO-2, SCo-1), obtendo-se erros < 10% para Sc, V, Co, Ni, Zn, Rb, Y,
Ba, La, Pr, Nd, Tb, Lu e Th e entre 10-20% Na, Al, Si, P, K, Ca, Mn, Fe, Ga, Sr,
Y, Zr, Nb, Ce, Sm, Eu, Gd, Dy, Er, Yb, Lu, Hf e U. Precisões, calculadas a partir
dos desvios-padrão residuais das curvas de calibração, ficaram em média em 6%,
sendo de no máximo 10% para 30 elementos (Na, Al, Si, P, Ca, Sc, V, Cr, Mn, Fe,
Co, Zn, Ga, Sr, Y, Zr, Sb, La, Ce, Pr, Eu, Gd, Tb, Dy, Er, Tm, Yb, Lu, Hf e Ta).
Foram preparados novos padrões de calibração a partir de dois materiais de
referência certificados, o basalto USGS BCR-2 e o folhelho USGS SGR-1. Os
novos padrões foram validados utilizando os padrões preparados por Leite (2006)
e através de análises independentes. Os coeficientes de determinação (R2) para 24 elementos (Na, Mg, Al, K, Sc, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ga, Rb, Sr, Y, Nb, Ce, Nd, Eu,
Ho, Yb, Lu, Ta, Pb, U) foram maiores que 0,98 e para os outros 16 elementos, no
mínimo, maiores que 0,95 (Si, P, Ca, Zn, Zr, Ba, La, Pr, Sm, Gd, Tb, Dy, Er, Tm,
Hf, Th). As metodologias foram utilizadas na caracterização multielementar de
amostras de folhelhos, de grande interesse geológico na área de petróleo, e os
resultados preliminares são apresentados e discutidos. / [en] The present master dissertation is a continuation of a research study
developed by Leite (2006) aiming at the multielemental analysis of rock samples
(basalts, obsidians and shale) by inductively coupled plasma mass spectrometry
(ICPMS), in combination with laser ablation (LA) and using borate glass as
analytical targets. As in the former work, the experiments were performed with a
LSX-100 (CETAC) system coupled to an Elan 6000 ICPMS (PerkinElmer-Sciex).
Pure gases (Ar, He) and mixtures (Ar-He, Ar-N2) were tested as carrier gas for
transporting the aerosol from the ablation cell to the plasma. Different operational
parameters of the laser, such as energy, focus, scanning speed and laser frequency
were also studied. The new and optimized analytical conditions were tested with
the calibration standards prepared by Leite (2006), and limits of detection (LOD),
accuracies and precisions (RSD) were estimated. For 40 elements (Na, Al, Si, P,
K, Ca, Sc, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ga, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Sb, Ba, La, Ce, Pr,
Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Hf, Ta, Th, U), the LODs were in
the range of 0,004 mg kg-1 (Tb) and 850 mg kg-1 (Si). Accuracies, estimated from
the analysis of certified reference materials (USGS BIR-1, BHVO-2, SCo-1),
were better 10% for Sc, V, Co, Ni, Zn, Rb, Y, Ba, La, Pr, Nd, Tb, Lu, and Th, and
between 10 to 20% for Na, Al, Si, P, K, Ca, Mn, Fe, Ga, Sr, Y, Zr, Nb, Ce, Sm,
Eu, Gd, Dy, Er, Yb, Lu, Hf, and U. Analytical precisions, calculated from the
residual standard deviations of calibration curves were typically 6%, and at most
10% for 30 elements (Na, Al, Si, P, Ca, Sc, V, Cr, Mn, Fe, Co, Zn, Ga, Sr, Y, Zr,
Sb, La, Ce, Pr, Eu, Gd, Tb, Dy, Er, Tm, Yb, Lu, Hf, Ta). New targets were
prepared from two certified reference materials: (USGS BCR-2 (basalt) and
USGS SGR-1 (shale). These new calibration standards were validated against
those prepared by Leite (2006) and also by an independent technique. Coefficients
of determination (R2) for 24 elements (Na, Mg, Al, K, Sc, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ga, Rb, Sr, Y, Nb, Ce, Nd, Eu, Ho, Yb, Lu, Ta, Pb, U) were better than 0.98, and for
further 16 elements better than 0.95 (Si, P, Ca, Zn, Zr, Ba, La, Pr, Sm, Gd, Tb,
Dy, Er, Tm, Hf, Th). The method was then used for the multielement
characterization of marine shale samples, which are of great geological interest in
petroleum research, and preliminary results are presented and discussed.
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[en] DETERMINATION OF MAJOR, MINOR AND TRACE ELEMENTS IN ROCK SAMPLES BY LA-ICPMS AFTER TARGET PREPARATION BY FUSION WITH LITHIUM BORATES / [pt] DETERMINAÇÃO DE ELEMENTOS PRINCIPAIS, MENORES E TRAÇOS EM ROCHAS VIA LA-ICPMS APÓS PREPARAÇÃO DE ALVOS POR FUSÃO EM BORATOS DE LÍTIOTACITO DANTAS FROTA LEITE 02 August 2006 (has links)
[pt] A determinação de elementos traços em amostras de rocha
por espectrometria
de massas, combinada com ablação a laser (LA-ICPMS), tem
se tornado uma
importante ferramenta nas investigações em petrogênese,
metalogênese e na
prospecção de minérios. Apesar do surgimento de uma nova
geração de lasers
com menor duração de pulso (fs) e comprimento de onda
(<266 nm), a
calibração é ainda um ponto crítico, pois em geral, não há
padrões disponíveis
com matriz semelhante. Uma das interferências não
espectrais mais relevantes
em LA-ICPMS é o fracionamento químico, o qual acarreta
diferenças entre as
composições do alvo (padrão ou amostra) e da massa
ablacionada,
comprometendo a exatidão e a repetitividade dos
resultados. Quando a análise
integral é o objetivo principal, o assemelhamento de
matriz pode ser alcançado
por simples fusão das amostras e padrões em misturas de
meta e tetraboratos, de
modo similar ao que é feito, rotineiramente, na análise
por fluorescência de
raios-X (XRFA). Este trabalho relata metodologia para a
determinação de
elementos traços em amostras de basaltos, provenientes de
sítios de exploração
de petróleo. Os experimentos foram realizados com um
sistema de ablação a
laser CETAC LSX-100 em combinação com um espectrômetro
ELAN 5000
ICPMS. Uma mistura de argônio-nitrogênio (2 % N2, 98 % Ar)
foi utilizada
como gás carreador, com o intuito de aumentar a massa
ablacionada, e
consequentemente, melhorar as intensidades de sinal e
reduzir os limites de
detecção. Conectou-se uma câmara ciclônica antes da tocha
do ICP, com o
objetivo de uniformizar o tamanho das partículas de
aerossol, e deste modo,
melhorar a repetitividade da medição e a robustez do
plasma. A título de
comparação, análises também foram feitas sem o emprego
desta câmara. Padrões
de calibração foram preparados a partir de dois materiais
de referência
certificados, o basalto NIST SRM 688 e a obsidiana NIST
SRM 278. Os padrões de rochas pulverizadas foram
misturados e homogeneizados com fundente de
borato de lítio (CLAISSE, puro, 75 % Li2B4O7, 25 % LiBO2)
nas proporções
mássicas de rocha: fundente de 1:5, 1:11, 1:23, 1:47,
respectivamente, obtendose,
deste modo, cada padrão em quatro diferentes
concentrações. O padrão
interno escolhido foi o In, tendo sido este adicionado
antes da fusão, resultando
em alvos com a concentração de 100 mg kg(-1) neste elemento.
Obtiveram-se os
brancos, de modo similar, usando o fundente borato de
lítio. A validação
metodológica foi feita empregando-se o basalto (GSJ, JB-2)
e o granito (NIMG,
SARM-1), tendo sido a partir destes, preparados vidros com
a proporção mássica
(amostra: fundente) de 1:5 e contendo o padrão interno.
Todas as fusões foram
feitas em um forno de fusão automático (CLAISSE Fluxy).
Análises por ICPMS
e ICP OES foram feitas após dissolução de fragmentos dos
alvos em HNO3,
para verificação de possíveis perdas de elementos
voláteis. Quarenta elementos
foram determinados, a maioria das curvas de calibração
apresentou coeficiente
de determinação (R2) maiores que 0,995. Limites de
detecção variaram de 0,013
mg kg(-1) para Tb, até 0,6 mg kg(-1) para Zn. Estes valores
foram melhorados para
vários elementos pelo uso da câmara ciclônica (V, Zn, Rb,
Y, Nb, Ba, Ce, Sm,
Tb, Dy, Ho, Tm). Nas análises do basalto (GSJ, JB-2) e do
granito (NIMG,
SARM-1), a exatidão foi melhor do que 5 % para V, Sr, Y,
Ba, Ce, Nd, Yb e Lu;
entre 5-10 % para: Sc, Zn, Rb, Tm, e de 10-20 % para: Co,
Zr, La e Tb. A
repetitividade foi melhor do que 5% para V, Rb, Sr, La,
Nd, Ta; entre 5-10 %
para: Sc, Co, Zn, Sr, Y, Zr, Ba, Tb, Yb; e de 10-20 %
para: Ce, Tm, Lu e Hf. Foi
utilizado ainda o método semiquantitativo TotalQuant II o
qual, dentro da
incerteza esperada para este tipo de calibração (cerca de
10 % a 20 %), forneceu
resultados concordantes com calibração externa
quantitat / [en] Determination of trace elements in rock samples by laser
ablation inductively
coupled plasma mass spectrometry (LA-ICPMS) has become an
important tool for
investigations in petrogenesis, metallogenesis and ore
prospecting. However,
despite the availability of new generation lasers with
shorter pulse duration (fs)
and wave length (<266 nm), calibration remains still a
critical issue when matrixmatched
standards are not available. One of the most serious non-
spectral
interference in LA-ICPMS is chemical fractionation, which
causes compositions
of standard and sample and their respective ablated masses
to be different, thus
compromising accuracy and precision of the results. When
bulk analysis is the
main objective, matrix matching can be achieved by the
simple fusion of samples
and standards with meta/tetraborates fluxes, similar to
what is routinely used in
XRFA. This work reports on our experience with this
procedure in the analysis of
basaltic rocks, aiming at the trace element
characterization of host rocks from oil
exploration sites in Brazil. The experiments were
performed with a CETAC LSX-
100 laser ablation system (Nd:YAG, 266 nm, operated in the
Q-switched and
scanning mode) coupled to an ELAN 5000 ICPMS. An argon-
nitrogen mixture (2
% N2, 98 % Ar) was used as carrier gas to enhance the mass
of material ablated,
thus increasing signal intensities and reducing detection
limits. A cyclonic spray
chamber was arranged just before the ICP-torch as a
tentative to uniform aerosol
particle size for improving measurement repeatability and
robustness of the
plasma. For comparison, the system was also operated
without a spray chamber.
Calibration samples were prepared from two standard
reference materials: NIST
SRM 688 basalt and NIST SRM 278 obsidian. The powdered
rock standards were mixed and homogenized with a lithium
borate flux (CLAISSE, pure, 75 %
Li2B4O7, 25 % LiBO2) using rock-to-flux mass ratios of
1:5, 1:11, 1:23 and 1:47,
respectively, thus obtaining each standard in four
different analyte concentrations.
Indium was used as an internal standard (IS) and was added
before fusion to
achieve targets with IS concentration of 100 mg kg(-1).
Blanks from the lithium
borate flux were produced in a similar way. Method
validation was performed
with GSJ basalt JB-2 and NIMG granite SARM-1, prepared at
a constant sampleto-
flux mass ratio of 1L:5 and containing also the IS. All
fusions were performed in
an automated furnace (CLAISSE Fluxy). Solution
nebulization ICP-MS/OES
after dissolution of smaller target pieces in HNO3 was
used to assess for
volatilization losses. Forty elements were determined and
good linearity of the
calibration curves was obtained and for most of them the
correlation coefficient
(R2) was higher than 0.995. Detection limits ranged from
0.013 mg kg(-1) for Tb to
0.6 mg kg(-1) for Zn, and improved for several elements by
using a cyclonic spray
chamber (e.g. V, Zn, Rb, Y, Nb, Ba, Ce, Sm, Tb, Dy, Ho,
Tm). In the analysis of
GSJ basalt JB-2 and NIMG granite SARM-1, accuracy was
better than 5 % for: V,
Sr, Y, Ba, Ce, Nd, Yb, and Lu; between 5-10 % for: Sc, Zn,
Rb, Tm, and 10-20 %
for: Co, Zr, La and Tb. Repeatability was better than 5 %
for: V, Rb, Sr, La, Nd,
Ta, between 5-10% for: Sc, Co, Zn, Y, Zr, Ba, Tb, Yb, and
10-20 % for: Ce, Tm,
Lu and Hf. Additionally, the semiquantitative TotalQuant
II calibration was
applied, which gave, within the expected uncertainty for
this calibration method
(10 % to 20 %), concordant results when compared to the
quantitative external
calibration procedure. Preliminary results on the
application of these methods for
the determination of trace elements in basaltic host rocks
from oil exploration
sites will be shown.
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O Grupo Carrancas e a frente da Nappe Andrelândia na borda sul do Cráton do São Francisco: Proveniência sedimentar e implicações tectônicas / The Carrancas Group and the Andrelandia Nappe front in the southern portion of the São Francisco Craton: sedimentary provenance and tectonic implicationsTeixeira, Alice Westin 21 June 2011 (has links)
O Sistema de Nappes Carrancas compõe um sistema de nappes que circunda ao sul o Cráton do São Francisco e é formado pela Unidade Biotita Xisto e pelas formações Campestre e São Tomé das Letras do Grupo Carrancas. A Unidade Biotita Xisto contém veios de quartzo e xistosidade anastomosada e é formada por quartzo, biotita, muscovita, clorita e, localmente plagioclásio, carbonato e granada. A Formação Campestre é formada por quartzitos intercalados a filitos/xistos que variam de cloritóide filitos grafitosos, com muscovita, quartzo e turmalina e, localmente, granada a xistos com granada, estaurolita e cianita. A investigação da Unidade Biotita Xisto como autóctone em relação ao Cráton do São Francisco, seu potencial agrupamento com o Grupo Carrancas em uma megassequência deposicional, bem como sua comparação com a unidadealóctone Xisto Santo Antônio (Nappe Andrelândia) constituem parte dos objetivos deste estudo. Para tal, foram feitas análises químicas e isotópicas (Sr e Nd) em rocha total e geocronologia U-Pb em cristais de zircão detríticos, tanto na Unidade Biotita Xisto como na Formação Campestre, com intuito de elucidar a relação entre as mesmas e compará-las com dados da literatura disponíveis para o Xisto Santo Antônio. A Unidade Biotita Xisto apresenta características químicas compatíveis com sedimentos que sofreram intemperismo químico de intensidade e período de tempo moderados, depositados em ambientes de colisão continental, com área-fontecomposta essencialmente por rochas félsicas. Assinaturas de elementos traço e isotópicas de Sr ( \'ANTPOT.87 Sr\'/\'ANTPOT. 86 Sr\' entre 0,713 e 0,715) e Nd (\'\'épsilon\' IND.Nd\' entre -6 e -5) indicam contribuição de arco magmático e crosta continental e diferem, portanto, daquelas esperadas em ambientes de margempassiva. A mesma contribuição é observada para o Xisto Santo Antônio, cuja área fonte registra importante assinatura de material juvenil. As idades U-Pb LA-MC-ICP MS obtidas em cristais de zircão mostram contribuição principal de rochas do final do Criogeniano e contribuição secundária do Riaciano. A classe modal ao redor de 665 Ma é comparável com a idade cristais de zircão detrítico do Xisto Santo Antônio, o que aponta parauma mesma área-fonte principal para ambas unidades. A deposição dos sedimentos precursores da Unidade Biotita Xisto ocorreu entre 630-611 Ma, sendo as fontes principais os granulitos cálcio-alcalinos e rochas vulcânicas co-genéticas, além de granitos sin-colisionais da Nappe Socorro-Guaxupé. A pouca representatividade de idades paleoproterozóicas e a ausência de assinaturas químicas de margem passiva, inviabilizam as rochas do Cráton doSão Francisco como parte da área-fonte. Desta forma, a Unidade Biotita Xisto não é autóctone em relação ao Cráton do São Francisco, sendo, potencialmente, a unidade que compõe a frente da Nappe Andrelândia. Por outro lado, a Formação Campestre possui assinatura geoquímica de sedimentos que sofreram uma intensa reciclagem e alteração da composição do sedimento original. As assinaturas químicas de elementos traço e isotópicas Sr e Nd indicam contribuição de crosta continental superior, com componente de crosta antiga e sem afinidade com sedimentos depositados em margem passiva (\'ANTPOT.87 Sr\'/\'ANTPOT. 86 Sr\' entre 0,74 e 0,76; \'\'épsilon IND.Nd\' entre -18 e -15). Os zircões detríticos analisados forneceram idades U-Pb LA-MC-ICP-MS variadas, do Toniano ao Mesoarqueano, correlacionáveis com rochas vulcânicas e plutônicas do Cráton do São Francisco, com as faixas marginais do Cráton de Angola e/ou faixas orogênicas do Cráton Amazônico e com rochas dos arcos Mara Rosa e Goiás.A abrangência das idades U-Pb da Formação Campestre e das formações Chapada dos Pilões e Paracatu, permite a correlação, no Orógeno Brasília, entre os Grupos Carrancas e Canastra. A paleogeografia mais provável é a de um ambiente de rifte, antecessor à deriva e aoestabelecimento de uma margem continental passiva. / The Carrancas Nappe System composes a system of nappes that surround the southern margin of the São Francisco Craton and is formed by the Biotite Schist Unit and by the Campestre and São Tomé das Letras formations of the CarrancasGroup. The Biotite Schist Unit encompass quartz veins and anastomosed schistosity and is formed by quartz, biotite, muscovite, chlorite and, locally plagioclase, carbonate and garnet. The Campestre Formation is composed by interleaved quartzites and phyllite/schist that varies from graphite-chloritoid phyllites, with muscovite, quartz, tourmaline and garnet, and locally garnet schists and schists with garnet, staurolite and kyanite. The investigation of the Biotite Schist Unit as authochtonous in relation to the São Francisco Craton, it´s potencial grouping with the Carrancas Group in a deposicional megassequence, as well as it´s comparison with the allochthonous Santo Antônio Schist (Andrelândia Nappe) is part of the goals of this study. For this purpose, chemical and isotopic (Sr and Nd) whole rock analysis were obtained, along with U-Pb detrital zircon data, in the Biotite Schist Unit and also in the Campestre Formation, in order to elucidate the relationship between these units and compare them with literature data available for theSanto Antônio Schist. The Biotite Schist Unit show chemical characteristics compatible with sediments that underwent chemical weathering of moderate intensityand time, deposited in continental collision setting, with source region composed essentially by felsic rocks. Trace elements and Sr isotopic signatures ( \'ANTPOT.87 Sr\'/\'ANTPOT. 86 Sr\' between 0,713 and 0,715) and Nd (\'\'épsilon IND.Nd\' between -6 and -5) points to contribution from magmatic arc and continental crust, and are different from the expected for passive margin settings. The same contribution is observed in the Santo Antônio Schist, which source area registers an important juvenile material signature. The U-Pb LA-MC-ICP MS zircon data show major contribution from rocks of the later Cryogenian and minor contribution from the Ryacian. The modal class around 655 Ma is comparable with the U-Pb detrital zircon data from the Santo Antônio Schist, pointing to the same source area for both units. The deposition of the precursors sediment of the Biotite Schist Unit occurred between 630 - 611 Ma, and the main sources were the calk-alcaline granulites and co-genetic volcanic rocks, besides the Socorro-Guaxupé Nappe sin-collisional granites. The low representation of Paleoproterozoic ages and the absence of passive margin chemical signatures preclude the rocks of the São Francisco Craton as part of the source area. Thus, Biotite Schist Unit is not an autochthonous unit in relation to the São Francisco Craton, and is, potentially, the unit that composes the Andrelândia Nappe front. On the other hand, the Campestre Formation has geochemical signatures of sediments that underwent intense recycling and alteration of the original sediment. The trace element and Sr and Nd isotopic signatures indicates upper continental crust contribution, with older crust component and no affinity with passive margin sediments ( \'ANTPOT.87 Sr\'/\'ANTPOT. 86 Sr\' between 0,74 and 0,76; \'épsilon\' IND.Nd\' between -18 and -15). The U-Pb LA-MC-ICP MS detrital zircon data provide varied ages, from the Tonian to the Mesoarchean, correlated withvolcanic and plutonic rocks of the São Francisco Craton, with the marginal belts of the Angola Craton, and/or orogenic belts of the Amazonian Craton and with the Mara Rosa and Goiás magmatic arcs. The range of the U-Pb ages of the Campestre Formation and the Chapada dosPilões and Paracatu formations, allows the correlation, in the Brasília Orogen, of the Campestre and Canastra groups. The most likely paleogeography is that of a rift setting, before the continental drift and the establishment of a passive continental margin.
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O Grupo Carrancas e a frente da Nappe Andrelândia na borda sul do Cráton do São Francisco: Proveniência sedimentar e implicações tectônicas / The Carrancas Group and the Andrelandia Nappe front in the southern portion of the São Francisco Craton: sedimentary provenance and tectonic implicationsAlice Westin Teixeira 21 June 2011 (has links)
O Sistema de Nappes Carrancas compõe um sistema de nappes que circunda ao sul o Cráton do São Francisco e é formado pela Unidade Biotita Xisto e pelas formações Campestre e São Tomé das Letras do Grupo Carrancas. A Unidade Biotita Xisto contém veios de quartzo e xistosidade anastomosada e é formada por quartzo, biotita, muscovita, clorita e, localmente plagioclásio, carbonato e granada. A Formação Campestre é formada por quartzitos intercalados a filitos/xistos que variam de cloritóide filitos grafitosos, com muscovita, quartzo e turmalina e, localmente, granada a xistos com granada, estaurolita e cianita. A investigação da Unidade Biotita Xisto como autóctone em relação ao Cráton do São Francisco, seu potencial agrupamento com o Grupo Carrancas em uma megassequência deposicional, bem como sua comparação com a unidadealóctone Xisto Santo Antônio (Nappe Andrelândia) constituem parte dos objetivos deste estudo. Para tal, foram feitas análises químicas e isotópicas (Sr e Nd) em rocha total e geocronologia U-Pb em cristais de zircão detríticos, tanto na Unidade Biotita Xisto como na Formação Campestre, com intuito de elucidar a relação entre as mesmas e compará-las com dados da literatura disponíveis para o Xisto Santo Antônio. A Unidade Biotita Xisto apresenta características químicas compatíveis com sedimentos que sofreram intemperismo químico de intensidade e período de tempo moderados, depositados em ambientes de colisão continental, com área-fontecomposta essencialmente por rochas félsicas. Assinaturas de elementos traço e isotópicas de Sr ( \'ANTPOT.87 Sr\'/\'ANTPOT. 86 Sr\' entre 0,713 e 0,715) e Nd (\'\'épsilon\' IND.Nd\' entre -6 e -5) indicam contribuição de arco magmático e crosta continental e diferem, portanto, daquelas esperadas em ambientes de margempassiva. A mesma contribuição é observada para o Xisto Santo Antônio, cuja área fonte registra importante assinatura de material juvenil. As idades U-Pb LA-MC-ICP MS obtidas em cristais de zircão mostram contribuição principal de rochas do final do Criogeniano e contribuição secundária do Riaciano. A classe modal ao redor de 665 Ma é comparável com a idade cristais de zircão detrítico do Xisto Santo Antônio, o que aponta parauma mesma área-fonte principal para ambas unidades. A deposição dos sedimentos precursores da Unidade Biotita Xisto ocorreu entre 630-611 Ma, sendo as fontes principais os granulitos cálcio-alcalinos e rochas vulcânicas co-genéticas, além de granitos sin-colisionais da Nappe Socorro-Guaxupé. A pouca representatividade de idades paleoproterozóicas e a ausência de assinaturas químicas de margem passiva, inviabilizam as rochas do Cráton doSão Francisco como parte da área-fonte. Desta forma, a Unidade Biotita Xisto não é autóctone em relação ao Cráton do São Francisco, sendo, potencialmente, a unidade que compõe a frente da Nappe Andrelândia. Por outro lado, a Formação Campestre possui assinatura geoquímica de sedimentos que sofreram uma intensa reciclagem e alteração da composição do sedimento original. As assinaturas químicas de elementos traço e isotópicas Sr e Nd indicam contribuição de crosta continental superior, com componente de crosta antiga e sem afinidade com sedimentos depositados em margem passiva (\'ANTPOT.87 Sr\'/\'ANTPOT. 86 Sr\' entre 0,74 e 0,76; \'\'épsilon IND.Nd\' entre -18 e -15). Os zircões detríticos analisados forneceram idades U-Pb LA-MC-ICP-MS variadas, do Toniano ao Mesoarqueano, correlacionáveis com rochas vulcânicas e plutônicas do Cráton do São Francisco, com as faixas marginais do Cráton de Angola e/ou faixas orogênicas do Cráton Amazônico e com rochas dos arcos Mara Rosa e Goiás.A abrangência das idades U-Pb da Formação Campestre e das formações Chapada dos Pilões e Paracatu, permite a correlação, no Orógeno Brasília, entre os Grupos Carrancas e Canastra. A paleogeografia mais provável é a de um ambiente de rifte, antecessor à deriva e aoestabelecimento de uma margem continental passiva. / The Carrancas Nappe System composes a system of nappes that surround the southern margin of the São Francisco Craton and is formed by the Biotite Schist Unit and by the Campestre and São Tomé das Letras formations of the CarrancasGroup. The Biotite Schist Unit encompass quartz veins and anastomosed schistosity and is formed by quartz, biotite, muscovite, chlorite and, locally plagioclase, carbonate and garnet. The Campestre Formation is composed by interleaved quartzites and phyllite/schist that varies from graphite-chloritoid phyllites, with muscovite, quartz, tourmaline and garnet, and locally garnet schists and schists with garnet, staurolite and kyanite. The investigation of the Biotite Schist Unit as authochtonous in relation to the São Francisco Craton, it´s potencial grouping with the Carrancas Group in a deposicional megassequence, as well as it´s comparison with the allochthonous Santo Antônio Schist (Andrelândia Nappe) is part of the goals of this study. For this purpose, chemical and isotopic (Sr and Nd) whole rock analysis were obtained, along with U-Pb detrital zircon data, in the Biotite Schist Unit and also in the Campestre Formation, in order to elucidate the relationship between these units and compare them with literature data available for theSanto Antônio Schist. The Biotite Schist Unit show chemical characteristics compatible with sediments that underwent chemical weathering of moderate intensityand time, deposited in continental collision setting, with source region composed essentially by felsic rocks. Trace elements and Sr isotopic signatures ( \'ANTPOT.87 Sr\'/\'ANTPOT. 86 Sr\' between 0,713 and 0,715) and Nd (\'\'épsilon IND.Nd\' between -6 and -5) points to contribution from magmatic arc and continental crust, and are different from the expected for passive margin settings. The same contribution is observed in the Santo Antônio Schist, which source area registers an important juvenile material signature. The U-Pb LA-MC-ICP MS zircon data show major contribution from rocks of the later Cryogenian and minor contribution from the Ryacian. The modal class around 655 Ma is comparable with the U-Pb detrital zircon data from the Santo Antônio Schist, pointing to the same source area for both units. The deposition of the precursors sediment of the Biotite Schist Unit occurred between 630 - 611 Ma, and the main sources were the calk-alcaline granulites and co-genetic volcanic rocks, besides the Socorro-Guaxupé Nappe sin-collisional granites. The low representation of Paleoproterozoic ages and the absence of passive margin chemical signatures preclude the rocks of the São Francisco Craton as part of the source area. Thus, Biotite Schist Unit is not an autochthonous unit in relation to the São Francisco Craton, and is, potentially, the unit that composes the Andrelândia Nappe front. On the other hand, the Campestre Formation has geochemical signatures of sediments that underwent intense recycling and alteration of the original sediment. The trace element and Sr and Nd isotopic signatures indicates upper continental crust contribution, with older crust component and no affinity with passive margin sediments ( \'ANTPOT.87 Sr\'/\'ANTPOT. 86 Sr\' between 0,74 and 0,76; \'épsilon\' IND.Nd\' between -18 and -15). The U-Pb LA-MC-ICP MS detrital zircon data provide varied ages, from the Tonian to the Mesoarchean, correlated withvolcanic and plutonic rocks of the São Francisco Craton, with the marginal belts of the Angola Craton, and/or orogenic belts of the Amazonian Craton and with the Mara Rosa and Goiás magmatic arcs. The range of the U-Pb ages of the Campestre Formation and the Chapada dosPilões and Paracatu formations, allows the correlation, in the Brasília Orogen, of the Campestre and Canastra groups. The most likely paleogeography is that of a rift setting, before the continental drift and the establishment of a passive continental margin.
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