Isotopic datings of reddish granitoids in southern Värmland,southwestern Sweden

Three reddish granites from the Gneiss Complex of south-western Sweden have been dated with the U-Pb and one of them also with the Rb-Sr method. The Gneiss Complex consists of two mega-units separated by a tectonic discontinuity. The two granites from the western mega-unit (»the Western Gneiss Segment«) yield zircon upper-intercept ages of 1552 _–36 ⁺³⁸ and 1499 _–36 ⁺³⁶ Ma (2). These ages are minimum estimates of the intrusion ages, but the difference between the obtained and the true age is probably small. This assumption is based on studies of the morphology and internal structures of the zircons and also on air abrasion experiments.The third granite is located in the eastern mega-unit (the »Eastern Gneiss Segment«) and forms a number of small massifs, 50 m in diameter. The U-Pb and Rb-Sr ages agree within the limits of the errors — 1140 _–52 ⁺⁵⁴ Ma (upper intercept) and 1104 ± 100 Ma, respectively — but the obtained age is nevertheless dubious. Thin-section studies reveal that the zircons are heterogeneous with different types of material making up the inner and outer parts. Electron-microscopic studies as well as air abrasion and leaching experiments were performed to establish possible differences in age and chemistry between the inner and outer parts. The central parts are made up of almost pure ZrSiO₄ whereas the outer parts are layered with alternating pure ZrSiO₄ layers and layers rich in trace elements. The leaching and air abrasion data do not indicate any age difference between the inner and outer parts. This supports the validity of the upper-intercept age as an intrusion age.The Rb-Sr age is questionable since the obtained initial⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratio is as low as 0.7027. This cannot possibly be true for a felsic, late Proterozoic granite. A plausible explanation could be a rotation of the isochron due to migration of Rb and Sr during a low-grade event. This event is also responsible for the alteration of the biotites and plagioclases.These data provide additional evidence for extensive ensialic magmatism in the period succeeding the lithosphere-forming event.

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Zusammenfassung Drei rötliche Granite aus dem Südwestschwedischen Gneiskomplex sind mit der U-Pb Methode und einer davon zusätzlich mit der Rb-Sr Methode datiert worden. Der Gneiskomplex besteht aus zwei Haupteinheiten, die tektonisch voneinander getrennt sind. Zwei Granite aus der westlichen Haupteinheit (dem sogenannten »Western Gneiss Segment«) ergeben obere Schnittpunktsalter der Zirkone von 1552 _–36 ⁺³⁸ bzw. 1499 _–36 ⁺³⁶ Ma (2). Diese Alter stellen Minimumalter für die Instrusionen dar, die nur geringfügig jünger sind als die wahren Instrusionsaltern. Diese Vermutung stützt sich auf Untersuchungen der Morphologie und der internen Struktur der Zirkone sowie auf Experimente mit Hilfe der Luftabriebstechnik (air abrasion technique).Der dritte Granit stammt aus der östlichen Haupteinheit (dem sogenannten »Eastern Gneiss Segment«), in der er kleine Körper von etwa 50 m Durchmesser bildet. Die U-Pb und Rb-Sr Alter von 1140 _–52 ⁺⁵⁴ Ma (oberer Schnittpunkt), bzw. 1104 ± 100 Ma stimmen innerhalb des Fehlers überein. Trotzdem ist dieses Alter fragwürdig. Dünnschliffuntersuchungen zeigen, da\ die Zirkone heterogen sind, und da\ Rand und Kern unterschiedlich zusammengesetzt sind. Um Unterschiede in Alter und Chemismus zwischen Rand und Kern festzustellen, wurden Untersuchungen mit dem Elektronenmikroskop, Luftabriebsexperimente und Anätzexperimente durchgeführt. Die Kerne bestehen fast aus reinem ZrSiO₄, wogegen die äu\eren Ränder aus Wechsellagerungen von reinem ZrSiO₄ und Lagen mit hohem Spurenelementgehalt bestehen.Die Anätzversuche und die Luftabriebsexperimente brachten keinen Altersunterschied zwischen Rand und Kern. Diese Tatsachen sprechen dafür, da\ das obere Schnittpunktsalter dem Instrusionsalter entspricht.Das Rb-Sr Alter ist fragwürdig, zumal das⁸⁷Sr/⁸⁶Sr-Initialverhältnis einen sehr niedrigen Wert von 0,7027 aufweist, der für einen spätproterozoischen Granit viel zu niedrig ist. Eine mögliche Erklärung ist die Rotation der Isochrone wegen einer Migration von Rb und Sr während eines Ereignisses bei niedriger Temperatur, ein Ereignis, das auch für die Umwandlung von Biotit und Plagioklas verantwortlich zu sein scheint. Die oben aufgeführten Daten geben zusätzliche Hinweise für einen sialischen Magmatismus im Zeitraum des fortschreitenden Ereignisses der Bildung der Lithosphäre.

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Résumé Trois granites rougeâtres provenant du complexe gneissique du sud-ouest de la Suède ont été datés par la méthode U-Pb et, pour l'un d'entre eux, également par la méthode Rb-Sr. Le complexe gneissique consiste en deux grandes unités séparées par une discontinuité tectonique. Les zircons de deux granites provenant de l'unité occidentale (»Western Gneiss Segment«) fournissent des âges (intersection supérieure) de 1552 _–36 ⁺³⁸ et 1499 _–36 ⁺³⁶ Ma (2). Ces âges constituent des estimations minimales des âges d'intrusion, la différence entre l'âge mesuré et l'âge véritable étant probablement minime. Cette supposition se base sur l'étude de la morphologie et des structures internes des zircons, ainsi que sur des expériences d'abrasion à l'air.Le troisième granite est situé dans l'unité orientale (»Eastern Gneiss Segment«) et se présente en plusieurs massifs d'une cinquantaine de mètres de diamètre. Les âges U-Pb et Rb-Sr coÏncident dans les limites des erreurs (1140 _–52 ⁺⁵⁴ (point d'intersection supérieur) et 1104±100 Ma) l'âge obtenu étant néanmoins incertain. L'étude en coupes minces montre que les zircons sont hétérogènes, leurs parties centrales et périphériques présentant des constitutions différentes. Des examens au microscope électronique, ainsi que des essais d'abrasion à l'air et de corrosion à l'acide ont eté effectués afin de mettre en évidence des différences éventuelles d'âge et de composition chimique entre les parties contrales et périphériques. Tandis que les parties centrales consistent en ZrSiO₄ pratiquement pur, les parties extérieures se composent de couches de ZrSiO₄ pur alternant avec des couches contenant de multiples éléments en traces. Les données obtenues sur les grains corrodés à l'acide ou soumis à une abrasion à l'air n'indiquent cependant pas de différence d'âge entre les parties centrales et périphériques. Ceci confirme la validité de l'âge obtenu (point d'intersection supérieur) comme âge d'intrusion.L'âge Rb-Sr est douteux, étant donné que le rapport initial⁸⁷Sr/⁸⁶Sr n'est que de 0,7027, valeur improbable pour un granite felsique du ProtérozoÏque supérieur. Il paraÎt raisonnable de supposer une rotation de l'isochrone, due à une migration de Rb et Sr durant un événement à basse température. Cet événement serait également responsable de l'altération des biotites et des plagioclases. Ces données fournissent un argument supplémentaire en faveur d'un magmatisme ensialique pendant la période qui suit la formation de la lithosphère.

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- U/Pb, Rb/Sr. , . — . . Western Gneiss Segments — 1552 _–36 ⁺³⁸ 1499 _–36 ⁺³⁶ (2). . , air abrasion technique. — Eastern Gneiss Segments —, 50 . U/Pb 1140 _–52 ⁺⁵⁴ Ma ( ), Rb/Sr - 1104 ± 100 ; , . . , . , : , air abrasion technique . ZrSiO₄, ZrSiO₄, . air abrasion technique . , ., Rb/Sr, , ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr (0,7027), . . - . — , , , . , .