The integrated application of U–Pb dating, Hf-isotope analysis and trace-element analysis to detrital zircon populations offers a rapid means of assessing the geochronology and crustal evolution history of different terranes within a composite craton. In situ U–Pb and Hf-isotope analyses of 550 zircons from 21 modern drainages across the northern part of the Yilgarn Craton and the adjacent Capricorn Orogen provide a broad view of crustal evolution in Archean and Proterozoic time. The oldest crustal components (3.7 Ga) are identified in the Yeelirrie geophysical domain [A.J. Whitaker, Proceedings of Fourth International Archaean Symposium Ext. Abstracts AGSO-Geoscience Australia Record, vol. 37, 2001, p. 536] that runs N–S down the middle of the craton; these components are represented by ancient zircons and also are reflected in the Hf model ages of younger magmas. Ancient (>3.4 Ga) crust contributed to the generation of younger magmas in the Narryer Province, and the proportion of ancient recycled material increases from east to west across the Murchison Province. In contrast, the Hf-isotope data provide no evidence for crust older than 2.9–3.0 Ga in the Southern Cross or Eastern Goldfields (including the Marymia Inlier) domains. The Yeelirrie domain and the composite Narryer–Murchison block are interpreted as ancient microcontinents, sandwiched with the juvenile terranes of the Southern Cross and Eastern Goldfields domains. There is little evidence for the existence of a Depleted Mantle reservoir beneath the Yilgarn Craton prior to 3.1–3.2 Ga, but this reservoir is a major contributor to crustal generation from 3.1 to 2.6 Ga; this suggests that much of the continental crust in the craton was generated after ca. 3.2 Ga. 1.8–2.3 Ga magmatism, associated with the Capricorn Orogen, involved the recycling of older crust with little obvious contribution from the Depleted Mantle. A significant (and previously unrecognised) 540 Ma episode in the NE part of the craton involved metamorphism or remelting of the 2.7–3.0 Ga crust of the Eastern Goldfields Province.

A worldwide database of over 13,800 integrated U–Pb and Hf-isotope analyses of zircon, derived largely from detrital sources, has been used to examine processes of crustal evolution on a global scale, and to test existing models for the growth of continental crust through time. In this study we introduce a new approach to quantitatively estimating the proportion of juvenile material added to the crust at any given time during its evolution. This estimate is then used to model the crustal growth rate over the 4.56 Ga of Earth's history. The modelling suggests that there was little episodicity in the production of new crust, as opposed to peaks in magmatic ages. The distribution of age-Hf isotope data from zircons worldwide implies that at least 60% of the existing continental crust separated from the mantle before 2.5 Ga. However, taking into consideration new evidence coming from geophysical data, the formation of most continental crust early in Earth's history (at least 70% before 2.5 Ga) is even more probable. Thus, crustal reworking has dominated over net juvenile additions to the continental crust, at least since the end of the Archean. Moreover, the juvenile proportion of newly formed crust decreases stepwise through time: it is about 70% in the 4.0–2.2 Ga time interval, about 50% in the 1.8–0.6 Ga time interval, and possibly less than 50% after 0.6 Ga. These changes may be related to the formation of supercontinents.

The LA ‐ ICP ‐ MS U‐(Th‐)Pb geochronology international community has defined new standards for the determination of U‐(Th‐)Pb ages. A new workflow defines the appropriate propagation of uncertainties for these data, identifying random and systematic components. Only data with uncertainties relating to random error should be used in weighted mean calculations of population ages; uncertainty components for systematic errors are propagated after this stage, preventing their erroneous reduction. Following this improved uncertainty propagation protocol, data can be compared at different uncertainty levels to better resolve age differences. New reference values for commonly used zircon, monazite and titanite reference materials are defined (based on ID ‐ TIMS ) after removing corrections for common lead and the effects of excess 230 Th. These values more accurately reflect the material sampled during the determination of calibration factors by LA ‐ ICP ‐ MS analysis. Recommendations are made to graphically represent data only with uncertainty ellipses at 2 s and to submit or cite validation data with sample data when submitting data for publication. New data‐reporting standards are defined to help improve the peer‐review process. With these improvements, LA ‐ ICP ‐ MS U‐(Th‐)Pb data can be considered more robust, accurate, better documented and quantified, directly contributing to their improved scientific interpretation.

U-Pb zircon dating by laser ablation requires a reliable matrix-matched external standard to correct for instrumental isotopic fractionation. The most commonly used reference material, the 91500 zircon from Ontario, i s almost exhausted, and GEMOC has searched for a suitable alternative zircon standard for U-Pb dating. G & J Gem Merchants (Sydney) donated a parcel of large zircon fragments (~1cm across), believed to be from E. African pegmatites. These range in colour from red to pinkish-red, yellowish-green and brown. Assessment of homogeneity by cathodoluminescence (CL), BSE imaging and EMP and LA-ICP-MS major and trace-element analysis found no zoning or trace element variations within individual crystals. We also have found no variation in UPb age or Lu-Hf isotopic composition between differentlycoloured populations of the GJ zircon. However, different colour groups show slightly different trace element composition. The red variety is used as a standard for U-Pb dating because it has a useful U content (230±13 ppm) and higher Th content (18±3ppm) than other GJ populations; the Th content allows more precise measurement of Pb/Th, which is used for the common-Pb correction [1]. Detailed analyses of trace-element composition, U-Pb age and Hf-isotopic composition were performed on 4 different large red GJ crystals. The average of 40 analyses is 11 ± 1ppm Lu and Yb= 61 ± 5 ppm; 20 EMP analyses of HfO2 = 0.79 ± 0.03 wt.%. 46 LA-ICPMS analyses yield an average Pb/U age = 610±1.7 Ma (2s), within error of the TIMS value (608.5±0.4 Ma [2]). The mean ages of different grains are identical within 1s. Hf-isotope analysis by LAM-Multi-Collector ICPMS yields Hf/Hf = 0.282015±19 (2s, n=25). The GJ-red zircon is chemically and isotopically homogeneous, and thus is a suitable standard for in-situ trace element and isotopic analysis by laser ablation ICPMS. Material is available for distribution.

The composition of the subcontinental lithospheric mantle (SCLM) is broadly related to the tectonothermal age of the overlying crust, suggesting a secular change in SCLM-forming processes. Most estimated compositions of Archean SCLM, based on well-studied suites of xenoliths and xenocrysts, are depleted garnet lherzolites with high orthopyroxene/olivine. However, these compositions make it difficult to account for the high shear-wave velocities measured in the cores of large cratons, and predict deeper geoid anomalies and higher elevations than are observed in most cratons. Global and regional seismic tomography indicates that most cratonic xenolith suites represent material from the lower-velocity margins of lithospheric blocks. This implies that previous compositional estimates are strongly biased toward metasomatized material. We suggest that most Archean SCLM originally consisted of highly depleted dunites/harzburgites, similar to the Archean orogenic massifs of western Norway. Incorporation of such rocks in the cold upper parts of the cratonic SCLM satisfies the seismic and gravity data, suggesting that large volumes of these rocks are preserved in the cores of cratons, but are poorly sampled by volcanic rocks. The roots of most Proterozoic shields probably consist of refertilized Archean SCLM; the juvenile SCLM beneath Proterozoic and Phanerozoic mobile belts reflects only moderate depletion of Primitive Mantle compositions. Rather than a gradual evolution in SCLM-forming processes, we suggest a sharp dichotomy between Archean and younger tectonic regimes. The differences in buoyancy and viscosity between these two types of SCLM have played a major role in the construction, preservation and recycling of continental crust. If originally Archean SCLM is more widespread than currently recognized, models of crustal growth rates and recycling may need to be revised.

In the Jiangnan orogen, a clear angular unconformity between the Precambrian basement sequences and the overlying Neoproterozoic sedimentary strata (e.g. the Danzhou/Banxi Group, younger than ca. 800 Ma) marks the collisional orogenesis (the Jinning orogeny) between the Yangtze and Cathaysia Blocks. In contrast to the upright, open folds in the Danzhou/Banxi Group, the basement sequences were deformed into high-angle tight linear and isoclinal overturned folds. It has been previously accepted that the basement sequences are of Mesoproterozoic age. However, LA-ICP–MS U–Pb dating of detrital zircons suggests that the maximum depositional age of the basement sedimentary rocks in the western part of the Jiangnan orogen (i.e. the Sibao/Lengjiaxi Group) is ca. 860 Ma. This provides a lower limit for the assembly of the Yangtze and Cathaysia Blocks. Consequently, there may be no significant (ca. 200 Ma) early Neoproterozoic sedimentary hiatus in South China. These data, combined with published dates on orogeny-related igneous rocks in the Jiangnan orogen, indicate that the Jinning orogeny took place at 860–800 Ma, significantly younger than the typical Grenvillian orogeny at 1.3–1.0 Ga. The Sibao/Lengjiaxi Group may have been deposited in a foreland basin. The Yangtze Block and the arc terrains that resulted from the early subduction along the Jiangnan orogen might be the two main source regions for the sedimentary rocks.

Research Article| September 01, 2006 Zircon U-Pb and Hf isotope constraints on the Mesozoic tectonics and crustal evolution of southern Tibet Mei-Fei Chu; Mei-Fei Chu 1Department of Geosciences, National Taiwan University, Taipei, Taiwan Search for other works by this author on: GSW Google Scholar Sun-Lin Chung; Sun-Lin Chung 1Department of Geosciences, National Taiwan University, Taipei, Taiwan Search for other works by this author on: GSW Google Scholar Biao Song; Biao Song 2Institute of Geology, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing, China Search for other works by this author on: GSW Google Scholar Dunyi Liu; Dunyi Liu 2Institute of Geology, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing, China Search for other works by this author on: GSW Google Scholar Suzanne Y. O'Reilly; Suzanne Y. O'Reilly 3Australian Research Council National Key Centre for Geochemical Evolution and Metallogeny of Continents (GEMOC), Department of Earth and Planetary Sciences, Macquarie University, Sydney, Australia Search for other works by this author on: GSW Google Scholar Norman J. Pearson; Norman J. Pearson 3Australian Research Council National Key Centre for Geochemical Evolution and Metallogeny of Continents (GEMOC), Department of Earth and Planetary Sciences, Macquarie University, Sydney, Australia Search for other works by this author on: GSW Google Scholar Jianqing Ji; Jianqing Ji 4School of Earth and Space Sciences, Peking University, Beijing, China Search for other works by this author on: GSW Google Scholar Da-Jen Wen Da-Jen Wen 5Department of Geosciences, National Taiwan University, Taipei, Taiwan Search for other works by this author on: GSW Google Scholar Author and Article Information Mei-Fei Chu 1Department of Geosciences, National Taiwan University, Taipei, Taiwan Sun-Lin Chung 1Department of Geosciences, National Taiwan University, Taipei, Taiwan Biao Song 2Institute of Geology, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing, China Dunyi Liu 2Institute of Geology, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing, China Suzanne Y. O'Reilly 3Australian Research Council National Key Centre for Geochemical Evolution and Metallogeny of Continents (GEMOC), Department of Earth and Planetary Sciences, Macquarie University, Sydney, Australia Norman J. Pearson 3Australian Research Council National Key Centre for Geochemical Evolution and Metallogeny of Continents (GEMOC), Department of Earth and Planetary Sciences, Macquarie University, Sydney, Australia Jianqing Ji 4School of Earth and Space Sciences, Peking University, Beijing, China Da-Jen Wen 5Department of Geosciences, National Taiwan University, Taipei, Taiwan Publisher: Geological Society of America Received: 20 Feb 2006 Revision Received: 11 Apr 2006 Accepted: 14 Apr 2006 First Online: 09 Mar 2017 Online ISSN: 1943-2682 Print ISSN: 0091-7613 Geological Society of America Geology (2006) 34 (9): 745–748. https://doi.org/10.1130/G22725.1 Article history Received: 20 Feb 2006 Revision Received: 11 Apr 2006 Accepted: 14 Apr 2006 First Online: 09 Mar 2017 Cite View This Citation Add to Citation Manager Share Icon Share Facebook Twitter LinkedIn Email Permissions Search Site Citation Mei-Fei Chu, Sun-Lin Chung, Biao Song, Dunyi Liu, Suzanne Y. O'Reilly, Norman J. Pearson, Jianqing Ji, Da-Jen Wen; Zircon U-Pb and Hf isotope constraints on the Mesozoic tectonics and crustal evolution of southern Tibet. Geology 2006;; 34 (9): 745–748. doi: https://doi.org/10.1130/G22725.1 Download citation file: Ris (Zotero) Refmanager EasyBib Bookends Mendeley Papers EndNote RefWorks BibTex toolbar search Search Dropdown Menu toolbar search search input Search input auto suggest filter your search All ContentBy SocietyGeology Search Advanced Search Abstract The first in situ Hf and U-Pb isotope analyses of zircon separates from Mesozoic granites in southern Tibet identify a significant, previously unknown stage of magmatism. Igneous zircons (n = 34) from a granite within the Gangdese batholith show a weighted mean 206Pb/238U age of 188.1 ± 1.4 Ma and εHf(T) (the parts in 104 deviation of initial Hf isotope ratios between the zircon sample and the chondritic reservoir) values between +10.4 and +16.8, suggesting predominantly Early Jurassic intrusive activity with a juvenile mantle contribution. Of 40 inherited zircons from two Cretaceous S-type granites in the northern magmatic belt, 23 delineate a slightly older 206Pb/238U age cluster between 188 and 210 Ma. These zircons have εHf(T) values from −3.9 to −13.7, yielding crustal Hf model ages from ca. 1.4 to 2.1 Ga, suggesting a major episode of crustal growth in Proterozoic time and remelting of this crust in Early Jurassic time. Combining these with literature data, we interpret the Jurassic Gangdese magmatism as an early product of the Neo-Tethyan subduction that played a long-lasting role in the tectonic evolution of southern Tibet prior to the India-Asia collision. You do not have access to this content, please speak to your institutional administrator if you feel you should have access.