Understanding igneous processes through zircon trace element systematics : prospects and pitfalls

Abstract: Zirkon från magmatiska bergarter extraherades från fem granitoider i Birimianterrängen i Ghana., och detritala zirkoner provtogs från sex platser i centrala Västgrönland. Av dessa härrör en population från palaeoproterozoikum i Prøvens magmatiska komplex. De återstående fem detritala populationerna härrör från Arke-iska källor i Västgrönland. Zirkon-populationerna analyserades med LA-ICP-MS-teknik för in situ-bestämning av spårämnen för att utvärdera hur magmatiska processer kan spåras i zirkonsammansättningen. Zirkonpopulationerna är berikade i LREE i varierande grad, vilket härrör från sekundära processer, varpå en sållningsprocess genomför-des för att identifiera förändrade zirkoner. Urvalet grundas på förhöjd lantan-, uran- och toriumkoncentrationer i zirkon, samt låga Ce-anomalier. Kvarvarande spårelementdata visade att zirkon-populationerna genererades i konti-nentala magmor, eftersom dessa populationer har högre U/Yb och generellt lägre Y-koncentrationer än oceaniska zirkoner. Vidare är U/Yb relativt konstant från Hadean till Palaeoproterozoisk tid, vilket kan tyda på att plattektonik började tidigare än vad som allmänt antas. Negativa Eu-anomalier och Sr-koncentrationer i zirkon indikerar pla-gioklasfraktionering i källan och därmed djup av uppsmältning . De arkeiska zirkonerna har i allmänhet ingen mindre negativ Eu-anomalier och högre Sr-koncentrationer än zirkon från den Prøvens magmatiska komplex och Birimianterrängen, liksom Hadeiska zirkoner från Jack Hills och Mount Narryer i Australien. Denna skillnad kan tillskrivas plagioklasfraktionering i källan av hadeiska och proterozoiska bergarter. Generellt visar arkeiska bergar-ter inte tecken på plagioklasfraktionering då de bildats på djup där plagioklas inte är stabilt. En stor del av den arke-iska populationen överlappar med andra populationer, vilket indikerar plagioklasfraktionering. Detta kan tyda på att en del magmor bildades på grundare djup än vad som allmänt antas för arkeiska bergarter. Granat är ett mineral som är stabilt vid större djup, och ingår i restitmaterialet vid uppsmältning. Ett försök att hitta granatsignaturer i zirkon visade sig dock fruktlöst eftersom zirkon har högre fördelningskoefficienter för de elementer som är kompa-tibla i både granat och zirkon.