U-Pb and Lu-Hf in zircon deciphering magmatic pulses of the Juína kimberlite: implications for the lithospheric mantle isotopic composition of the Amazonian Craton

Autores

  • MARCO HELENIO DE PAULA ALVES COELHO UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO
  • Maria Virginia Alves Martins Universidade de Aveiro, Campus de Santiago, 3810-193 Aveiro, Portugal
  • Armando Dias Tavares Jr UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO - UERJ RIO DE JANEIRO RJ
  • Leticia Muniz UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO - UERJ RIO DE JANEIRO RJ
  • Luiz Felipe Romero UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO - UERJ RIO DE JANEIRO RJ
  • Gabriel Alves Paiva UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO - UERJ RIO DE JANEIRO RJ
  • Willian Giovani Zan Universidade Federal de Mato Grosso, Cuiabá
  • Ricardo Kalikowski Weska Universidade Federal de Mato Grosso, Cuiabá
  • Mauro Cesar Geraldes UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO - UERJ RIO DE JANEIRO RJ

DOI:

https://doi.org/10.5380/geo.v80i2.83811

Palavras-chave:

U-Pb Geochronology, Lu–Hf analysis, LA-MC-ICP-MS, Zircon, Kimberlite, mantle sources.

Resumo

This work aims to analyze U-Pb and Lu-Hf ages in zircons formed together with diamonds from the kimberlite province of Juína, in Mato Grosso state, Brazil. Fourteen megacryst (2-3 cm) of zircon were imaged by cathodoluminescence to evaluate the internal structure of the zircon grains and zoning features related to structures of reactions and resorption indicative of magma mixture during evolution. According to the taken images, most of the investigated crystals have a non-metamict structure, with rare fractures, inclusions, and overgrowths, which generates a small degree of heterogeneity. Analyses by Laser Ablation- Multi-Collector- Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (LA-MC-ICP-MS) were performed to determine grain ages. Concordia diagrams indicate ages ranging from 99.8 ± 1.6 Ma to 89.5 ± 5.6 Ma with two clusters indicating different magmatic pulses. The analyzed zircons displayed total concentrations of U and Th ranging from 108 to 673 mg kg-1 and 26 to 194 mg kg-1, respectively, and U/Th values varying between 4 and 0.3. The concentrations of U and Pb suggest the occurrence of magmas with two distinct signature components. One hundred and twenty Lu-Hf isotopic results obtained by LA-MC-ICP-MS indicate homogeneity in the isotopic composition, with εHf values ranging from +2.2 to -1.9, and depleted mantle model ages (TDM) between 1.45 Ga and 2.55 Ga. The results suggest that the kimberlite magma derives from a mantle source enriched with an Hf isotopic signature equivalent to the chondritic unfractionated reservoir (CHUR).

Keywords: U-Pb Geochronology, Lu–Hf analysis, LA-MC-ICP-MS, Zircon, Kimberlite, mantle sources

Biografia do Autor

MARCO HELENIO DE PAULA ALVES COELHO, UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO

coordenador MultiLab/UERJ - Laboratório Multiusuário de Meio Ambiente e Materiais

Maria Virginia Alves Martins, Universidade de Aveiro, Campus de Santiago, 3810-193 Aveiro, Portugal

MULTILAB/UERJ - LABORATÓRIO MULTIUSUÁRIO DE MEIO AMBIENTE E MATERIAS. GeoBioTec, Departamento de Geociências,

Armando Dias Tavares Jr, UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO - UERJ RIO DE JANEIRO RJ

MULTILAB/UERJ - LABORATÓRIO MULTIUSUÁRIO DE MEIO AMBIENTE E MATERIAS. INSTITUTO DE FISICA

Leticia Muniz, UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO - UERJ RIO DE JANEIRO RJ

MULTILAB/UERJ - LABORATÓRIO MULTIUSUÁRIO DE MEIO AMBIENTE E MATERIAS.

FACULDADE DE GEOLOGIA

Luiz Felipe Romero, UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO - UERJ RIO DE JANEIRO RJ

MULTILAB/UERJ - LABORATÓRIO MULTIUSUÁRIO DE MEIO AMBIENTE E MATERIAS.

FACULDADE DE GEOLOGIA

Gabriel Alves Paiva, UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO - UERJ RIO DE JANEIRO RJ

MULTILAB/UERJ - LABORATÓRIO MULTIUSUÁRIO DE MEIO AMBIENTE E MATERIAS.

FACULDADE DE GEOLOGIA

Willian Giovani Zan, Universidade Federal de Mato Grosso, Cuiabá

Departamento de Recursos Minerais,

Ricardo Kalikowski Weska, Universidade Federal de Mato Grosso, Cuiabá

Departamento de Recursos Minerais,

Mauro Cesar Geraldes, UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO - UERJ RIO DE JANEIRO RJ

MULTILAB/UERJ - LABORATÓRIO MULTIUSUÁRIO DE MEIO AMBIENTE E MATERIAS.

FACULDADE DE GEOLOGIA

Publicado

11/30/2022

Como Citar

COELHO, M. H. D. P. A., Martins, M. V. A., Tavares Jr, A. D., Muniz, L., Romero, L. F., Paiva, G. A., … Geraldes, M. C. (2022). U-Pb and Lu-Hf in zircon deciphering magmatic pulses of the Juína kimberlite: implications for the lithospheric mantle isotopic composition of the Amazonian Craton. Boletim Paranaense De Geociências, 49. https://doi.org/10.5380/geo.v80i2.83811

Edição

Seção

Artigos