Evolution of continental crust in the Proterozoic : growth and reworking in orogenic systems

Sammanfattning: Popular Abstract in Swedish För att förstå tillväxten av den kontinentala jordskorpan är det nödvändigt att kunna uppskatta balansen mellan juvenilt bidrag från manteln, infra-krustal omarbetning av jordskorpa och transport av krustalt material tillbaka till manteln. Sedan början av seklet har användandet av in situ U–Pb, Lu–Hf och O-isotop analyser av mineralet zirkon som ett verktyg för att adressera dessa frågor ökat exponentiellt. Många sammanställningar av ständigt växande databaser, som använder kombinerade U–Pb-Lu–Hf och/eller U–Pb-Lu–Hf-O isotop-data, har presenterats tillsammans med modeller som påvisar globala konsekvenser för den kontinentala jordskorpans tillväxt. Många av dessa modeller, lider dock av ett antal antaganden, bland annat inkluderandet av en homogen mantelreservoar som utarmats linjärt sedan jordens skapelse. Användandet av framför allt detritala zirkoner tagna ur sitt geologiska sammanhang, och tillämpningen av dess modell-åldrar, försvagar trovärdigheten hos dessa modeller. För att ta itu med frågan om den kontinentala jordskorpans tillväxt, med hjälp av kombinerad zirkon U–Pb-Lu–Hf (-O) isotop-data, måste man ha kontextuell kontroll och minimera osäkerheterna i de tillämpade modellerna. I denna avhandling har ett sådant tillvägagångssätt använts på tre olika Palaeo- och Meso-Proterozoiska (2500–1000 miljoner år gamla) orogena bälten; i den Fennoskandiska skölden, i nordamerikanska Grenville provinsen och i den Birimiska terrängen på den västafrikanska kratonen. Den östra delen av den Svekonorvegiska provinsen (belägen i de sydvästra delarna av den Fennoskandiska skölden) skapades genom sekventiell omarbetning av en reservoar som bildades genom blandning mellan en 2.1–1.9 miljarder år gammal juvenil komponent samt Arkeisk skorpa. Från 1.7 till och med 1.4 miljarder år sedan genererades den kontinentala jordskorpan med liten eller ingen tillförsel av juvenilt material. Längre västerut, i Idefjordsterrängen av Svekonorvegiska provinsen, återfinns 1.65–1.33 miljarder år gammal berggrund med isotopsignaturer som indikerar omarbetning av äldre kontinental jordskorpa och sediment. På det hela taget indikerar dock isotopsignaturerna från berggrunden i Idefjordsterrängen en ökning av juvenilt material med tiden. Detta är i linje med en retirerande öbåge, samtida med avsättning av den lokala sedimentära bassängen, Stora Le-Marstrand. Trender i isotopdata från den Grenvilliska orogenen under Ohio föreslår juvenilt bidrag från manteln för ca. 1.65 miljarder år sedan, följt av sekventiell omarbetning av denna reservoar med litet eller inget ytterligare bidrag från manteln. Den ca. 2.31–2.06 miljarder år gamla Birimiska terrängen i Ghana, är känd för att till hög grad uppvisa juvenila signaturer. Men vi kan visa att omarbetad Arkeisk skorpa bidragit i mycket större utsträckning än tidigare känt, vilket återigen betonar vikten av infrakrustal omarbetning under bildandet av kontinental jordskorpa. Vi kan även påvisa att denna terräng, som normalt beskrivs som bildad via initialt bidrag från en mantelplym, har granitiska bergarter som är äldre än de mafiska leden. Detta påvisar istället en subduktionsrelaterad tillväxt för den kontinentala krustan i denna terräng. Tillsammans understryker dessa studier vikten av infrakrustal omarbetning i Palaeo- och Meso-Proterozoiska ackretionsorogener. Dessa studier ger också goda exempel på tillämpning av kombinerade zirkon U–Pb-Lu–Hf (-O) isotop- analyser av berggrund med känd affinitet, där valet av använda modeller kan styrkas.