Cleaning up the record - reanalysing zircon samples from southwest Sweden and the PZ by SIMS

Titel på projektet

Cleaning up the record - reanalysing zircon samples from southwest Sweden and the PZ by SIMS

Projektledare

Lena Alakangas, Luleå tekniska universitet

Beviljade medel från SGU

72 000 kr

Projektperiod

2019-2021

Om projektet

Tekniken för att bestämma åldern för mineral och bergarter i Sverige med hjälp av naturligt förekommande radioaktiva isotoper och deras sönderfallsprodukter, s.k. radiometrisk åldersbestämning, har utvecklats från att använda kalium-argon och rubidium-strontium-datering, ofta av hela bergartsprov, och tidiga försök med uran-bly-datering av uranrika mineral under 1960-talet, via uran-bly-datering av mineralet zirkon med ibland flera hundra zirkonkristaller i varje analyserad fraktion under 1970- och 80-talen, till punktanalyser i enstaka zirkonkristaller från 1990-talets mitt och framåt med hjälp av jonmikrosond (SIMS) eller laserablation och plasma-masspektrometri (LA-ICP-MS). Denna utveckling har inte bara lett till ökad precision på åldrarna, men framförallt till mer korrekta åldrar genom att riktiga magmatiska eller metamorfa åldrar kan särskiljas från geologiskt meningslösa blandåldrar (mixade magmatiska-metamorfa åldrar, eller åldrar påverkade av äldre nedärvda zirkoner i magman).

I detta projekt är tanken att analysera om zirkoner från bergartsprover från södra Sveriges prekambriska berggrund (”urberget” i dagligt tal), från den södra delen av den Sveconorvegiska berggrundsprovinsens Östra segment och den så kallade Protoginzonen, gränslinjen mot den odeformerade berggrunden i öster, vilken från Vättern löper söderut genom Småland och norra Skåne. Dessa bergartsprov, sammanlagt elva stycken, daterades med konventionell masspektrometeranalys av stora zirkonfraktioner i slutet av 1980-talet eller början av 1990-talet, varefter resultaten publicerades (Johansson 1990, Johansson med flera 1993). Flera av dessa dateringar var dock mycket oprecisa, och i flera fall kan felaktiga blandåldrar förekomma genom att delar av zirkonkristaller med olika ålder analyserats tillsammans (nedärvda äldre zirkonkärnor, magmatiskt bildad zirkon, metamorft bildade påväxter), något som antyds av att en del av de erhållna åldrarna inte riktigt passar in i områdets mönster av olika geologiska händelser.

Förekomst av sådana oexakta och potentiellt felaktiga åldrar i olika sammanställningar, till exempel SGU:s radiometriska åldersdatabas och vidhängande karttjänst (”Bergets ålder”, SGU:s kartvisare), kan ställa till problem för användare och leda till felaktiga tolkningar av den geologiska utvecklingen i området ifråga. Det gäller i synnerhet ett område som den Sveconorvegiska berggrundsprovinsen i sydvästra Sverige och södra Norge, med sin långa och mycket komplexa utveckling.

Det är således önskvärt att dessa åldersdateringar görs om med modern jonmikrosondsteknik, tillgänglig i Sverige i det s.k. Nordsim-laboratoriet vid Naturhistoriska riksmuseet, där man kan göra punktanalyser i enskilda zirkonkristaller och därmed särskilja nedärvda, magmatiska och metamorfa zirkondomäner och zirkonåldrar åt. Dessa uran-bly-analyser kan också kompletteras med analys av lutetium-hafnium i samma zirkonkristaller med laserablationsteknik och plasma-masspektrometri (LA-ICP-MS) vid Vegacentret vid NRM. Hafnium-isotopanalyser kompletterar tidigare analyser av strontiums och neodyms ísotopsammansättning i samma prov, genom att ge en mer detaljerad bild av ursprunget för de magmor som bildat dessa bergarter. Kom dessa magmor nedifrån manteln, eller representerar de äldre uppsmält jordskorpa, eller kanske en blandning av dessa komponenter. I synnerhet en sådan blandad härkomst kan lättare ses med hafnium, där man kan se variation i sammansättning mellan olika zirkonkristaller från samma bergartsprov, medan traditionell analys av strontium eller neodym endast ger bergartsprovets genomsnittssammansättning.