The effects of low degree alteration on Sm-Nd and U-Pb isotope systematics in Eoarchean basalts from the Doolena Gap and Warralong Greenstone belts, Pilbara Craton, Western Australia

This research led to the discovery of one of the best preserved remnants of the Earth's surficial environment 3.47 billion years ago. These ancient volcanic and sedimentary rocks contain original minerals and textures that are rare in rocks of this age. The research concentrated on chemical analysis of volcanic rocks to differentiate secondary alteration from the primary magmatic signature. This study contributes to our understanding of melting processes and geochemical reservoirs in the early Earth, which is vital for forward modelling of Earth's geodynamic evolution.

Avances en espectrometría de masas con fuente de plasma: Análisis simultáneo de elementos mayores y trazas mediante Q-ICP-MS y análisis isotópicos de Sm-Nd mediante HR-MC-ICP-MS. Aplicación en estudios geoquímicos

186 p. : il.

Evolução geológica do Complexo Quirino, Terreno Paraíba do Sul, Setor Central da Faixa Ribeira, com base em dados isotópicos de Sm-Nd e Sr

A área estudada está inserida na Faixa Ribeira, Segmento Central da Província Mantiqueira (Almeida et al., 1973, 1977, 1981), que representa um cinturão de dobramentos e empurrões gerado no Neo-proterozóico/Cambriano, durante a Orogênese Brasiliana, na borda sul/sudeste do Cráton do São Francisco (Almeida, 1971, 1977; Cordani et al., 1967, 1973; Cordani & Brito Neves, 1982; Teixeira & Figueiredo, 1991). Neste contexto, o Complexo Quirino é o embasamento retrabalhado do Terreno Paraíba do Sul (Heilbron et al., 2004). O Complexo Quirino é formado por extensos corpos de ortognaisses foliados a homogêneos, leuco a mesocráticos, de granulometria média à grossa, composicionalmente variando entre granitóides tonalíticos/granodioríticos a graníticos, e apresentando enclaves de rochas ultramáficas, máficas e cálcio-silicáticas (ricas em tremolita). Os ortognaisses tonalíticos/granodioríticos apresentam porfiroblastos de plagioclásio e a hornblenda como máfico principal, contrastando com os de composição granítica que apresentam porfiroblastos de K-feldspato e biotita predominante. Como acessórios aparecem zircão, titanita, apatita e epidoto. Também estão associados a estes ortognaisses, granitóides neoproterozóicos que formam corpos individualizados ou lentes anatéticas no conjunto paleoproterozóico. Estes são compostos predominantemente por biotita gnaisse e hornblenda-biotita gnaisse. A análise litogeoquímicas dos ortognaisses do Complexo Quirino demonstrou a existência de duas séries magmáticas distintas. A primeira pertencente à série cálcio-alcalina de alto-K apresenta uma composição mais expandida granítica-adamelítica/granodioritica/tonalítica e é correlacionável aos bt-ortognaisses e alguns hb-bt-ortognaisses. Os ortognaisses da série médio-K apresentam composição predominantemente tonalítica, sendo correlacionáveis à maioria dos hornblenda-biotita gnaisses. Enclaves lenticulares de metapiroxeníticos e anfibolíticos ocorrem em muitos afloramentos. Também ocorrem granitóides neoproterozóicos de composição graníticas a quartzo-monzoníticas O estudo isotópico de Sm-Nd e Sr demonstrou que os ortognaisses da série cálcio-alcalina de alto-K e aqueles da série cálcio-alcalina de médio-K possuem idades modelo TDM variando entre paleoproterozóicas a arqueanas, consistentes com dados U-Pb em zircão publicados na literatura. A série cálcio-alcalina de alto-K é mais antiga (2308 9,2 Ma a 2185 8 Ma) do que a série calcio-alcalina de médio-K (2169 3 a 2136 14 Ma) e a existência de zircões herdados com idades mínimas de 2846 Ma e 2981 Ma para série de médio-K e 3388 16 para série de alto-K. Os granitóides brasilianos possuem idades de cristalização neoproterozóica correlacionada a Orogênese Brasiliana (602 a 627 Ma) (Viana, 2008; Valladares et al., 2002)./Com base nos dados de Sr e Sm-Nd foi possível caracterizar 4 grupos distintos. Os grupos 1 e 2 são formados por rochas de idade paleoproterozóica (2,1 a 2,3 Ga) com idades modelo TDM variando de 2,9 e 3,4 Ga, εNd entre -8,1 e -5,8 e 87Sr/86Sr(t) = 0,694707 (Grupo 1) e TDM variando de 2,5 a 2,7 Ga, εNd entre -5,8 e -3,1 e 87Sr/86Sr(t) = 0,680824 (Grupo 2), formados no paleoproterozóico com contribuição de uma crosta arqueana. O grupo 3 é formado por rochas juvenis de idade paleoproterozóica, com idades de cristalização variando entre 2,0 e 2,2 Ga e com idades modelo TDM variando de 2,1 a 2,2 Ga e εNd entre + 1,5 e + 1,2. O grupo 4 é formado durante o neoproterozóico (645 Ma) por rochas possivelmente de idade paleoproterozóico com idades modelo TDM igual a 1,7 Ga e εNd igual a -8,3.

会泽超大型铅锌矿田方解石Sm-Nd等时线年龄及其地质意义

云南会泽超大型铅锌矿田由麟麒厂和矿山厂两个独立的铅锌矿床组成，方解石是两个矿床矿石中唯一的脉石矿物。本文利用方解石Sm-Nd等时线测定了麒麟厂6号矿体和矿山厂1号矿体的成矿时代。结果表明，会泽超大型铅锌矿田两个矿床的成矿时代一致，麒麟厂矿床为226±15Ma，矿山厂矿床为225±38Ma，如果把来自两个矿体的所有13个样品的数据作为一条等时线计算，在等时线图上仍然表现良好的线性关系，等时线年龄为222±14Ma；结合地质、地球化学资料，认为两个矿床为同期同源成矿作用的产物。本文获得的会泽超大型铅锌矿床成矿时代与西南大面积峨眉山玄武岩成岩时代(250Ma左右)在误差范围内接近，为“峨眉山玄武岩浆活动与铅锌成矿存在成因联系”提供了年代学证据.

湘西沃溪Au-Sb-W矿床中白钨矿Sm-Nd和石英Ar-Ar定年

利用白钨矿对金属矿床进行了Sm-Nd同位素定年. 研究结果表明, 湘西沃溪Au-Sb-W矿床中白钨矿的Sm, Nd含量较高, Sm/Nd值较大. 在147Sm/144Nd-143Nd/144Nd图解中, 浸染状白钨矿样品呈良好的线性分布, 其对应的等时线年龄为402±6 Ma, εNd(t)值为−30.7. 该矿两个石英样品的40Ar-39Ar年龄谱均呈“马鞍型”, 样品的最小视年龄、坪年龄和等时线年龄基本一致, 其最小视年龄(420±20和414±19 Ma)与白钨矿的Sm-Nd同位素数据相当吻合. 白钨矿的Sm-Nd年龄和石英Ar-Ar年龄均表明沃溪矿床形成于加里东晚期, 这与湖南雪峰山地区的构造演化和一些金锑钨矿床的同位素年代数据相吻合. 白钨矿的初始εNd值异常低, 远低于湖南元古宇地层的相应值, 成矿流体中的Nd很可能来自下伏的更老的陆壳基底. 对该矿成矿时间的厘定和对其成矿物源的制约为进一步认识其矿床成因奠定了基础.

锡矿山锑矿床热液方解石的Sm-Nd同位素定年

通过对热液成因方解石Sm-Nd同位素体系的研究, 对湘中锡矿山超大型锑矿床的形成时代进行了精确限定. 研究表明, 锡矿山锑矿床形成于晚侏罗世~早白垩世, 早、晚两期的成矿作用时间分别是(155.5±1.1)和(124.1±3.7) Ma. 对该矿床成矿时代的精确厘定, 有助于揭示该区元素Sb的超常富集机制, 为深入认识其矿床成因和成矿机理奠定了基础.

矿物中REE扩散作用的理论研究——兼论白钨矿Sm-Nd定年方法的可靠性

元素在矿物中的扩散作用，对其在地质体中的配布有着重要影响，被越来越多的用来解决地球化学动力学方面的问题。稀土元素（REE）能反映重要的地球化学信息，作为地球化学的示踪剂被广泛应用于探讨各类岩石成因和矿床成因。因此，查明REE在矿物中的扩散行为对于地学研究具有重要意义。 前人对元素（如O、Ar等）在不同矿物中扩散行为的理论研究，大多采用的是矿物晶格单独制约扩散速率的模型，由于稀土元素的离子半径各不相同，用此类模型来探讨其在不同矿物中的扩散行为是不合适的。为了寻求获取矿物中稀土元素扩散参数的简捷途径，本博士论文通过对前人关于矿物中REE扩散作用研究的实验结果进行分析归纳，探讨了扩散体系不同因素对扩散行为的控制规律。在此基础上，使用多元统计分析方法建立了预测REE在不同矿物中扩散参数的多变量模型，由此模型计算的1atm、无水环境下REE的扩散参数与实验测定结果在实验误差范围内相当吻合。与前人的模型相比，多变量模型能更全面地反映扩散体系各因素对扩散速率的制约。 此外，为了检验白钨矿Sm-Nd同位素定年方法的可靠性，本论文从不同角度进行了研究： （一） 理论验证 矿物内部的微量元素信息能否有效保存，在很大程度上取决于其扩散速率，因此本文从扩散动力学角度对白钨矿Sm-Nd同位素体系的封闭性进行了探讨。通过理论计算并结合实验模拟验证的方式获得了白钨矿中Sm、Nd的扩散参数，得出在1atm、无水环境下Sm和Nd的扩散方程为： Nd：D＝4.00exp（－438kJmol-1/RT）cm2/s Sm：D＝1.85exp（－427kJmol-1/RT）cm2/s 借助这些扩散数据，对白钨矿中Sm-Nd信息受扩散作用的影响程度做了分析。结果表明，在大多数地质环境下，Sm、Nd在白钨矿晶体中的扩散速率很低，同位素体系容易保持封闭不受热力学作用的影响。 （二） 地质验证 以湘西沃溪Au-Sb-W矿床为研究对象，通过对不同矿体的白钨矿进行Sm-Nd同位素年龄测定，将其结果与其它同位素方法得到的年龄数据以及野外地质关系、区域构造演化等进行了对比。结果表明，沃溪Au-Sb-W矿床的白钨矿Sm-Nd年龄结果与Ar-Ar年龄是一致的，与野外地质关系及区域构造演化特征等也相当吻合。 通过本论文的工作，得出以下主要成果和认识： （1）首次建立了适合于计算REE在不同矿物中扩散参数的理论模型，为研究矿物中REE的扩散行为提供了可靠的理论方法。 （2）首次获得了白钨矿中Sm-Nd的扩散参数，探讨了白钨矿中REE的扩散性质，并建立了1atm、无水环境下Sm和Nd在此矿物中的扩散方程。 （3）通过扩散动力学研究，得出白钨矿中Sm-Nd同位素体系的封闭性较为理想，为评价Sm-Nd同位素方法是否适合于制约白钨矿的成矿年龄提供了理论依据。 （4）通过不同同位素定年结果的比较以及与野外地质关系、区域构造演化等的对比，得出白钨矿Sm-Nd同位素年龄结果是真实有效的，从矿床学角度为评价该同位素定年方法的可靠性提供了实践证据。

Precambrian history of the Zona Transversal of the Borborema Province, NE Brazil: Insights from Sm-Nd and U-Pb geochronology

The Borborema Province has three major subprovinces. The northern subprovince lies north of the Patos shear zone and is comprised of Paleoproterozoic cratonic basement with Archean nuclei, plus overlying Neoproterozoic supracrustal rocks and Brasiliano plutonic rocks. The central subprovince occurs between the Patos and Pernambuco shear zones and is mainly comprised of the Zona Transversal. The southern subprovince occurs between the Pernamabuco shear zone and the Sao Francisco craton and is comprised of a tectonic collage of various blocks, terranes, or domains ranging in age from Archean to Neoproterozoic. This report focuses on the Zona Transversal, especially on Brasiliano rocks for which we have the most new information. Paleoproterozoic gneisses with ages of 2.0-2.2 Ga occur discontinuously throughout the Zona Transversal. The Cariris Velhos suite consists of metavolcanic, metasedimentary, and metaplutonic rocks yielding U-Pb zircon ages of 995-960 Ma. This suite is mainly confined to a 100 km wide belt that extends for more than 700 km within the Alto Pajeu terrane. Sm-Nd model ages in metaigneous rocks cluster about 1.3-1.6 Ga, indicating that older crust was involved in genesis of their magmas. Brasiliano supracrustal rocks dominate the Pianco-Alto Brigida terrane, and they probably also constitute significant parts of the Alto Pajeu and Rio Capibaribe terranes. They are only slightly older than early stages of Brasiliano plutonism, with detrital zircon ages at least as young as 620 Ma; most T(DM) ages range from 1.2 to 1.6 Ga. Brasiliano plutons range from ca. 640 to 540 Ma, and their T(DM) ages range from 1.2 to 2.5 Ga. Previous workers have shown significant correlations among U-Pb ages, Sm-Nd model ages, petrology, and geochemistry, and we are able to reinforce and extend these correlations. Stage I plutons formed 640 -610 Ma and have T(DM) ages less than 1.5 Ga. Stage 11 (610-590 Ma) contains few plutons, but coincides with the peak of compressional deformation, metamorphism, and formation of migmatites. Stage III plutons (590 to ca. 575 Ma) have older T(DM) ages (ca. 1.8-2.0 Ga), as do Stage IV plutons (575 to ca. 550 Ma; T(DM) from 1.9 to 2.4 Ga). Stage III plutons formed during the transition from compressional to transcurrent deformation, while Stage IV plutons are mainly post-tectonic. Stage V plutons (550-530 Ma) are commonly undeformed (except along younger shear zones) and have A-type geochemistry. The five stages have distinct geochemical properties, which suggest that the tectonic settings evolved from early, arc-related magma-genesis (Stage I) to within-plate magma-genesis (Stage V), with perhaps some intermediate phases of extensional environments. (C) 2011 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Aplicação de métodos radiométricos (Rb-Sr e Sm-Nd) na análise de bacias sedimentares o exemplo da Bacia do Paraná

Os métodos radiométricos (Rb-Sr e Sm-Nd) têm sido aplicados, com sucesso, em rochas sedimentares visando a obtenção de idades deposicionais e informações sobre proveniência. Em muitos casos, apesar dos resultados geologicamente significativos, ainda persistem dúvidas em relação a extensão e interpretação dos dados obtidos. Isto ocorre porque as rochas sedimentares resultam da mistura de fragmentos detríticos de diversas proveniências com diferentes sistemas isotópicos, conseqüentemente, já contendo um registro isotópico da rocha fonte. No caso do método Rb-Sr, aplicado em rochas sedimentares de granulometria fina, pode-se obter idades absolutas para o evento deposicional. Isto é viável desde que este registro isotópico proveniente das rochas fonte seja apagado no momento da deposição, ou seja, deve ocorrer a homogeneização isotópica do Sr no ambiente sedimentar. Para tanto, devem ser observados alguns pré-requisitos em relação a amostragem, granulometria, ambiente deposicional e composição mineralógica das amostras, entre outros. No entanto, ainda existem questionamentos em relação a esta metodologia especialmente quanto à ocorrência e à extensão do processo de homogeneização isotópica do Sr em ambiente sedimentar.(Continua0 O método Sm-Nd, apesar de ser uma técnica relativamente nova quando aplicada a rochas sedimentares, tem se tornado uma ferramenta fundamental para auxílio na determinação de proveniência de rochas sedimentares. As maiores dificuldades estão na correta interpretação dos valores obtidos e sua associação com um ambiente sedimentar, ou seja, de baixa temperatura. Neste trabalho, foram aplicados os métodos radiométricos Rb-Sr e Sm-Nd em amostras de rochas sedimentares coletadas em diferentes contextos geológicos da Bacia do Paraná. Foram tentativamente testados os diferentes parâmetros que atuam no sentido da homogeneização isotópica do Sr e do comportamento do Nd. Os resultados obtidos permitiram aprimorar a metodologia radiométrica Rb-Sr e Sm-Nd quando aplicada em rochas sedimentares, bem como obter resultados sobre a idade deposicional de diferentes unidades sedimentares e, por vezes, sua proveniência.