U-Pb and Hf isotope record of detrital zircons from gold-bearing sediments of the Pietersburg Greenstone Belt (South Africa)—Is there a common provenance with the Witwatersrand Basin?
U-Pb and Hf isotope record of detrital zircons from gold-bearing sediments of the Pietersburg Greenstone Belt (South Africa)—Is there a common provenance with the Witwatersrand Basin?
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彼得堡绿岩带（南非）含金沉积物中碎屑锆石的 U-Pb 和 Hf 同位素记录——与 Witwatersrand 盆地是否有共同的来源？
DOI：
10.1016/j.precamres.2012.02.013
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发表时间：
2012
影响因子：
3.8
通讯作者：
Gerdes
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Gerdes
Pietersburg Greenstone带粗颗粒碎屑岩中碎屑锆石的U-Pb和Hf同位素分析结果表明，在3.29、3.26、3.21和2.96Ga左右，腹地存在四种主要的岩浆活动，在此期间，亏损的地幔源区形成了新的地壳。后一种解释主要得到超软骨型ɛHft of−4.3至+4.2(2.96Ga)、+0.1至+5.3(3.21Ga)、+0.2至+3.2(3.26Ga)和0.0至+6.2(3.29Ga)的支持。观测到的ɛ高频变化，以及丰富的岩浆和变质锆石的发现，随着年龄的增加而过度生长，年龄约为2.96Ga，进一步表明，最年轻的岩浆事件发生在大陆弧环境中，年轻的岩浆与较老的改造地壳混合。对于三个更古老的岩浆事件，也提出了类似的背景。根据我们的数据，皮特斯堡沉积物的沉积和变质作用范围在2.88~2.69Ga之间，与维特沃特斯兰德盆地含金中央兰德群的沉积时代一致。Pietersburg和Central Rand群沉积物中2.98~2.88Ga锆石群体的产出表明，这两个地区的大量碎屑都来自较近的相对年轻的岩浆弧源，其中大多数是超软体，但ɛHft变化很大。然而，皮特斯堡沉积物中普遍缺乏3.15-3.00Ga的锆石，但其在维特沃特斯兰德盆地中的大量存在表明，两个盆地的碎屑供应要么来自完全不同的来源，要么是3.15-3.00Ga的基底在南移过程中被额外取样。
Results of combined U–Pb and Hf isotope analyses on detrital zircons from coarse grained clastic sediments of the Pietersburg Greenstone Belt provide evidence for four major magmatic activities in the hinterland, at ca. 3.29, 3.26, 3.21, and 2.96Ga, during which new crust was formed from depleted mantle sources. The latter interpretation is supported by mostly superchondritic ɛHftof −4.3 to +4.2 at 2.96Ga, +0.1 to +5.3 at 3.21Ga, +0.2 to +3.2 at 3.26Ga, and 0.0 to +6.2 at 3.29Ga. The observed ɛHftvariations, and the finding of abundant magmatic but also metamorphic zircon overgrowths with ages at ca. 2.96Ga furthermore suggests that the youngest magmatic event took place in a continental arc setting, whereby juvenile magmas were mixed with older reworked crust. A similar setting is also suggested for the three older magmatic events. Based on our datasets deposition and metamorphism of the Pietersburg sediments is bracketed between 2.88 and 2.69Ga, in agreement with the deposition age of the gold-bearing Central Rand Group of the Witwatersrand Basin. The occurrence of 2.98–2.88Ga zircon populations with mostly superchondritic but variable ɛHftin the Pietersburg and Central Rand Group sediments indicate that a vast amount of detritus for both areas was supplied from proximal, relative juvenile magmatic arc sources. However, the general absence of 3.15–3.00Ga zircons in the Pietersburg sediments, but their abundant occurrence in the Witwatersrand Basin indicates that detritus supply for both basins came either from completely different sources, or that 3.15–3.00Ga basement was additionally sampled during southward transport.
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