Applications of LA-ICP-MS analysis to zircon : assessing downhole fractionation and pre-treatment effects for U-Pb geochronology and trace element variations in accessory minerals from the Bushveld Complex
Notice bibliographique
Résumé
Zircon and other U-Th-Pb-bearing minerals are now recognized as key geochemical and geochronological tracers of the evolution of late-stage fractionated interstitial melt in mafic layered intrusions. Two separate, yet complementary, applications of laser ablation-inductively coupled plasma-mass spectrometry (LA-ICP-MS) on zircon from layered intrusions are presented with the goals of advancing the analytical capabilities of LA-ICP-MS and showcasing the powerful geochemical fingerprinting of zircon. The effects of downhole fractionation, the time-dependent evolution of Pb-U ratios during laser ablation, represents a significant limitation on the accuracy of U-Th-Pb zircon geochronology by LA-ICP-MS. Exponential downhole correction models developed from the analyses of three common zircon reference materials (Plešovice, Temora-2, 91500) and applied to low-U zircon from Precambrian mafic intrusions (Laramie, Bushveld, Stillwater) indicate that successful correction requires careful matrix-matching the reference zircon to the unknowns. Pre-treatment protocols, including annealing and leaching, applied to all analyzed zircon produces strong effects on downhole fractionation with correlative impact on the relative accuracy of the calculated ages as a function of the downhole behaviour in the reference material used. In the Paleoproterozoic Bushveld Complex, the world’s largest layered intrusion, the trace element systematics of zircon provide temperature-composition constraints on the near-solidus crystallization of mafic-ultramafic cumulates and overlying granitic rocks. Zircon occurs with other late-stage interstitial minerals (e.g., quartz, biotite, Na-plagioclase) and crystallized at temperatures ranging from 950°C down to 690°C based on Ti-in-zircon thermometry. Forward modeling using rhyolite-MELTS of proposed Bushveld parental magmas yields similar zircon saturation temperatures from melts of intermediate-silicic composition, representing less than ~15% remaining melt, and reproduces the observed mineral assemblages. Anomalously high and variable Th/U in zircon from the Critical Zone (e.g., UG2 chromitite, Merensky Reef) reflects U loss to late, oxidized Cl-rich fluids that exsolved from the fractionated interstitial melt, a process that may be a characteristic feature of large open-system layered intrusions (e.g., Neoarchean Stillwater Complex). The presence of late-stage interstitial zircon and other accessory minerals in layered intrusions provides new in situ geochemical and geochronological tools for evaluating the origin and evolution of mafic-ultramafic magmatism in the Earth’s crust throughout geological time.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
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Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».