1. U--Pb geochronology and trace element composition of zircon from the Horseshoe Lake greenstone belt, Superior Province, Canada: implications for the tectonic and metamorphic history
- Author
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Kelly, C.J., Schneider, D.A., Lajoie, M.-E., Jackson, S.E., and McFarlane, C.R.
- Subjects
Lakes -- Natural history ,Geochronology -- Observations ,Zircon -- Natural history ,Metamorphism (Geology) -- Natural history ,Tectonics -- Natural history ,Earth sciences - Abstract
Depth profile techniques for U--Pb geochronology and rare earth element (REE) geochemistry were conducted on unpolished, Archean zircon with metasomatic rims from metasedimentary rocks within the Horseshoe Lake greenstone belt, western Superior Province, Canada. These zircon crystals are shown to have isotopically distinct rims (typically 100 million years younger than the cores. The [.sup.207]Pb/[.sup.206]Pb rim ages can be temporally correlated with regional magmatism and with a later, potentially Au-bearing, hydrothermal event synchronous with greenschist-facies metamorphism and regional deformation. Notably, the zircons do not record evidence of local ca. 2741-2715 Ma magmatism manifested by the emplacement of a quartz--feldspar porphyry dike swarm. Laser ablation--inductively coupled plasma--mass spectrometry (LA--ICP--MS) REE depth profile analyses on the same unpolished zircon show that the rims are commonly characterized by low Th/U ratios, elevated Hf, and variable REE concentrations in comparison with the interior of the grains. The variations in rim and core chemistry suggest that these elements, along with common Pb, were mobilized by fluids and interacted with zircon in the metasediments, resulting in the production of the metasomatic rims. In summary, this paper shows that depth profiling techniques applied to unpolished zircon can be useful to elucidate the tectonic, and potentially metallogenic, history of a complex Archean terrane. Des méthodes d'analyse des profils de concentrations en fonction de la profondeur pour la géochronologie U--Pb et la géochimie des terres rares ont été utilisées sur des zircons archéens non polis à bordures métasomatiques provenant de roches métasédimentaires de la ceinture de roches vertes de Horseshoe Lake de la partie ouest de la province du Supérieur (Canada). Il est démontré que ces cristaux de zircon ont des bordures (épaisseur typique 100 millions d'années plus jeunes que les coeurs. Les âges [.sup.207]Pb/[.sup.206]Pb de bordures peuvent être corrélés dans le temps à un magmatisme régional et un subséquent événement hydrothermal possiblement aurifère synchrone d'un métamorphisme au faciès des schistes verts et d'une déformation régionale. Les zircons ne présentent notamment aucun indice du magmatisme local vers 2741-2715 Ma dont témoigne la mise en place d'un essaim de dykes de porphyre quartzofeldspathique. Des analyses de profils de concentrations des terres rares par spectrométrie de masse avec plasma à couplage inductif jumelé à l'ablation par laser (LA--ICP--MS) sur les mêmes zircons non polis montrent que les bordures sont souvent caractérisées par des rapports Th/U faibles, des concentrations élevées de Hf et des concentrations de terres rares variables par rapport à l'intérieur des grains. Les variations de la chimie des bordures et des coeurs donnent à penser que ces éléments, ainsi que le plomb élémentaire, ont été mobilisés par des fluides et ont interagi avec les zircons dans les métasédiments, produisant ainsi les bordures métasomatiques. L'article démontre que les méthodes d'analyse des profils de concentration en fonction de la profondeur appliquées a des zircons non polis peuvent être utiles pour élucider l'évolution tectonique et possiblement métallogénique d'un terrane archéen complexe. [Traduit par la Rédaction], Introduction Despite 30 years of mineral exploration and several provincial survey publications outlining the local stratigraphy of the Horseshoe Lake greenstone belt (HLGB; Carruthers 1961; Jensen 1987, 1989; Talbot 1996), [...]
- Published
- 2018
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