Zirkonstudie av Norra Hortens bergarter, SV Sverige

I denna undersökning studeras zirkoner från en mafisk intrusion samt ett kraftigt deformerat granitiskt sidoberg med hjälp av katodluminescence, svepelektronmikroskopi och laser ablation ICPMS. Bergarterna är exponerade på ön Norra Horten utanför Varberg, SV Sverige. Intrusionen utgörs av ett amfibolitiskt kumulat samt olika typer av metadiorit. Många zirkoner i de mafiska bergarterna har en prismatisk form, är mycket stora samt har breda tillväxtband vilket visar att de inte är ärvda utan kristalliserade från de mafiska bergarterna. I pegmatiter bildade av uppsmält sidoberg finns både zirkoner bildade vid intrusionen och zirkoner ärvda från sidoberget I samtliga bergarter finns magmatiska zirkoner som genom partiell resorption och/eller påväxt mist sin prismatiska form. Några kan från sin yttre morfologi inte skiljas från metamorft nybildade små, runda, transparenta zirkoner i de amfibolitiserade bergarterna. Bildandet av metamorfzirkon hänger troligen samman med frigörandet av zirkonium under omvandlingen av pyroxen till amfibol. Norra Horten är belägen i Mylonitzonen, en av Sveriges mest framträdande litologiska och metamorfa gränser och har tidigare tolkats tillhöra det Västra Segmentet. Pb-Pb evaporationsdatering av magmatiska zirkoner från den strukturellt yngsta metadioriten ger en kristallisationsålder av 1646 ± 12 Ma. Zirkoner från sidoberget ger en minimiålder av 1665 ± 11 Ma. Åldrarna visar att Norra Horten tillhör det Östra Segmentet och att ön utgör en tektonisk lins omgiven av ca 1.0 Ga svekonorvegiskt deformerade bergarter.Populärvetenskaplig sammanfattning: Frågan om jordens ålder fick sitt svar först vid 1900-talets början, då upptäckten gjordes att uran sönderfaller till bly med bestämd hastighet. Genom att mäta blyisotoper i uranhaltiga mineral kunde man räkna baklänges och se hur lång tid som krävts för att den uppmätta mängden bly skulle bildas. Samma typ av beräkningar gjorda på mineralet zirkon (ZrSiO2) är idag den viktigaste och mest utvecklade metoden för åldersbestämning av geologiska processer som är äldre än några miljoner år. Zirkon finns i de flesta bergarter och kan dessutom nybildas eller omkristallisera när bergarter omvandlas. Detta medför att det i omvandlade (metamorfa) bergarter ofta finns zirkoner som är komplexa, d v s uppbyggda av tillväxtzoner av olika åldrar. Men modern teknik kan man datera de olika zonerna var för sig. Zirkoner kännetecknas av olika inre strukturer som i detta arbete studeras, dels för att utreda zirkonernas historia, dels för att öka förståelsen för hur olika strukturer relaterar till geologiska processer. Bl a identifieras zirkoner som bildats i en bergart och sedan överlevt uppsmältning av denna och slutligen hamnat i nybildade bergarter. Studien omfattar bergarter på Norra Horten, en ö strax norr om Varberg, SV Sverige. Ön består huvudsakligen av omvandlade mafiska (mörka, järn- och magnesiumrika bergarter) till ultramafiska bergarter. Bergarterna som är väl exponerade är bildade av en smälta som när den trängde in delvis smälte upp det granitiska sidoberget, numera en kraftigt deformerad gnejs. Ön reser sig högre över havet än omkringliggande öar och stupar under havsytan brant ner till ca 20 m djup vilket tyder på att erosionen mejslat ut den mafiska kroppen. Ett av skälen till att studien förlades till Norra Horten är att ön ligger i Mylonitzonen, en av Sveriges mest framträdande deformations zoner. Zonen delar sydvästra Sveriges berggrund i ett östligt och en västlig del. Tillsammans med delar av Norge utgör dessa den del av Baltiska skölden som deformerades och metamorfoserades då superkontinenten Rodinia bildades för mer än 1000 miljoner år sedan. Det Östra segmentet består av bergarter bildade längs den Baltiska sköldens västra kant, det Västra segmentets ursprung är däremot omdebatterat. Norra Horten har tidigare betraktats som tillhörande det Västra segmentet och har antagits vara ca 1400 miljoner år gamla. Datering av zirkoner från Norra Horten visar att öns yngsta mafiska bergart (en dioritisk pegmatit) kristalliserade för ca 1650 miljoner år sedan och att sidoberget på ön är minst ca 1665 miljoner år gammalt. Detta gör öns bergarter för gamla för att tillhöra Västra segmentet och visar att de tillhör det Östra segmentet.Zircon crystals from mafic intrusive rocks and surrounding gneisses were studied using back-scattered electron and cathodoluminescence imaging and laser ablation ICPMS. The rocks are exposed on the island of Norra Horten northwest of Varberg off the western coast of Sweden. The intrusion is mainly made up of amphibolite and metadiorite. Most zircons in the mafic rocks have prismatic external morphologies, are very large and have broad oscillating growth bands which shows that they are magmatic and crystallized in situ. Pegmatites formed by back-veining of melted granitic host rock contain inherited zircons as well as magmatic zircons crystallized in situ. All rock samples contain magmatic zircons modified by partial resorbtion and/or overgrowths. Some cannot from their external morphologies be distinguished from metamorphic, small, round, transparent zircons formed in amphibolitized rocks. The formation of metamorphic zircon is probably linked to the release of zirconium as pyroxene was replaced by amphibole. Norra Horten is situated in the Mylonite zone, a Sveconorwegian deformation zone and one of the most prominent lithological and metamorphic boundaries in Sweden. The island has previously been interpreted to belong to the Western Segment. Magmatic zircons from the structurally youngest metadiorite yield a crystallization age of 1646 ± 12 Ma. Zircons from a gneiss sample yield a minimum age of 1665 ± 11 Ma. The ages show that the rocks of Norra Horten belong to the Eastern Segment and that the island is a tectonic lens surrounded by rocks deformed during the ca 1.0 Ga Sveconorwegian orogeny