Datación de apatita por el método U-Pb en laboratorios de la UNAM: protocolos analíticos y ejemplos de aplicación

Resumen

El apatito es el mineral de fosfato más común en la corteza de la Tierra y puede encontrarse en casi todas las rocas magmáticas y metamórficas, así como en algunos sedimentos antiguos y recientes y en ciertos depósitos minerales. La temperatura de cierre efectiva de 450–550 °C para el sistema U-Pb hace que el apatito sea un importante termocronómetro natural de temperatura media, el cual se puede fechar tanto por la técnica de ablación láser asociada a un espectrómetro de masas con fuente de plasma de acoplamiento inductivo (LA–ICP-MS, por sus siglas en inglés) como por el método de dilución isotópica usando espectrometría de masas con ionización térmica (ID–TIMS, por sus siglas en inglés). Debido a su bajo contenido de U, aunado a un alto contenido de plomo incorporado durante la cristalización (denominado también plomo común), la datación U-Pb en apatitos es un proceso retador que requiere protocolos analíticos robustos para obtener edades confiables. En este estudio experimental hemos obtenido edades U-Pb en apatitos de seis muestras analizadas por LA–ICP-MS en el Laboratorio de Estudios Isotópicos, Centro de Geociencias, UNAM, así como en una muestra mediante ID–TIMS en el Laboratorio Universitario de Geoquímica Isotópica, UNAM. Estas muestras tienen edades ígneas o de metamorfismo que varían en un rango amplio, desde el Neoproterozoico hasta el Paleoceno. Las edades U-Pb determinadas en apatitos concuerdan bien con otros datos radioisotópicos (e.g., U-Pb en circones y K-Ar y Ar-Ar en micas y hornblenda) disponibles para las mismas muestras de roca analizadas, o para las mismas unidades geológicas estudiadas. Las edades U-Pb de apatitos, obtenidas por primera vez en dos principales laboratorios mexicanos de geocronología, son suficientemente precisas para tener algún sentido geológico e indican usualmente las edades de enfriamiento (tres muestras), aunque en algunos casos pueden señalar también las edades de cristalización o de metamorfismo. Algunas ventajas y desventajas entre las metodologías basadas en LA–ICP-MS e ID–TIMS fueron también observadas y señaladas. Los resultados de este estudio validan los procedimientos analíticos utilizados y servirán como un inicio importante hacia el desarrollo o mejoramiento de las técnicas de termocronología de media temperatura en México.