Unravelling the protracted U-Pb zircon geochronological record of high to ultrahigh temperature metamorphic rocks: Implications for provenance investigations

Abstract

A avaliação de registros de idade de zircão detrítico é um método essencial na análise de bacias, mas é propensa a vários viéses que podem comprometer investigações precisas de proveniência sedimentar. O metamorfismo de alta a ultra-alta temperatura (HT-UHT) (especialmente se T > 850 C) é aqui apresentado como uma causa natural de viés em estudos de proveniência baseados em idades de zircão detrítico U-Pb, uma vez que o zircão de rochas submetidas a essas condições extremas e frequentemente prolongadas frequentemente produzem registros geocronológicos prolongados, aparentemente concordantes. Essa propagação de idade pode resultar de perturbação do sistema primário de zircão U-Pb, da mesma forma que de processos de (re)cristalização durante eventos metamórficos múltiplos e/ou prolongados. Nesta contribuição, dados geocronológicos disponíveis sobre rochas metamórficas HT-UHT do Arqueano, Neoproterozóico e Paleozóico, adquiridos por diferentes técnicas (SIMS e LA-ICP-MS) e mostrando composições distintas, são reavaliados para demonstrar que o metamorfismo HT-UHT pode resultar em modos e distribuições de idade de significado geológico pouco claro. Como consequência, pode induzir interpretações errôneas em análises de proveniência de zircão detrítico UPb, particularmente em rochas sedimentares metamorfoseadas sob tais condições extremas de temperatura. Para avaliar a presença de viés relacionado ao metamorfismo HT-UHT no registro de zircão detrítico, sugerimos um fluxo de trabalho para aquisição e interpretação de dados, combinando uma abordagem multiproxy com: (i) datação U-Pb in situ acoplada a análises de Hf para recuperar a composição isotópica das fontes e (ii) a integração de uma investigação petrocronológica para tipificar impressões digitais do evento metamórfico HT-UHT. O fluxo de trabalho proposto é validado na investigação de um exemplo teórico e um natural, permitindo uma melhor caracterização das fontes sedimentares, idades máximas deposicionais e configuração tectônica da bacia. Nosso fluxo de trabalho permite a avaliação de viéses impostos pelo metamorfismo HT-UHT e perturbações resultantes no registro de zircão detrítico U-Pb, particularmente para rochas sedimentares que passaram por metamorfismo HT-UHT e, finalmente, sugere maneiras de superar esses problemas.