New SHRIMP U–Pb zircon, Rb–Sr whole-rock, and 40Ar–39Ar data are presented for the Jurassic silicic volcanic rocks and related granitoids of Patagonia and the Antarctic Peninsula. U–Pb is the only reliable method for dating crystallization in these rocks; Rb–Sr is prone to hydrothermal resetting and Ar–Ar is additionally affected by initial excess 40Ar. Volcanism spanned more than 30 My, but three episodes are defined on the basis of peak activity: V1 (188–178 Ma), V2 (172–162 Ma) and V3 (157–153 Ma). The first essentially coincides with the Karoo–Ferrar mafic magmatism of South Africa, Antarctica and Tasmania. The silicic products of V1 are lower-crustal melts that have incorporated upper-crustal material. The geochemistry of V2 and V3 ignimbrites is more characteristic of destructive plate margins, but the presence of inherited zircon still points to a crustal source. The pattern of volcanism corresponds in space and in time to migration away from the Karoo mantle plume towards the proto-Pacific margin of Gondwana during rifting and break-up. The heat required to initiate bulk crustal fusion may have been supplied by the spreading plume-head, but thinning of the crust during continental dispersion would also have facilitated anatexis.

A review of the post-Cambrian igneous, structural and metamorphic history of Patagonia, largely revealed by a five-year programme of U–Pb zircon dating (32 samples), geochemical and isotope analysis, results in a new Late Palaeozoic collision model as the probable cause of the Gondwanide fold belts of South America and South Africa. In the northeastern part of the North Patagonian Massif, Cambro-Ordovician metasediments with a Gondwana provenance are intruded by Mid Ordovician granites analogous to those of the Famatinian arc of NW Argentina; this area is interpreted as Gondwana continental crust at least from Devonian times, probably underlain by Neoproterozoic crystalline basement affected by both Pampean and Famatinian events, with a Cambrian rifting episode previously identified in the basement of the Sierra de la Ventana. In the Devonian (following collision of the Argentine Precordillera terrane to the north), the site of magmatism jumped to the western and southwestern margins of the North Patagonian Massif, although as yet the tectonics of this magmatic event are poorly constrained. This was followed by Early Carboniferous I-type granites representing a subduction-related magmatic are and Mid Carboniferous S-type granites representing crustal anatexis. The disposition of these rocks implies that the North Patagonian Massif was in the upper plate, with northeasterly subduction beneath Gondwana prior to the collision of a southern landmass represented by the Deseado Massif and its probable extension in southeastern Patagonia. This ‘Deseado terrane’ may have originally rifted off from a similar position during the Cambrian episode. Intense metamorphism and granite emplacement in the upper plate continued into the Early Permian. Known aspects of Late Palaeozoic sedimentation, metamorphism, and deformation in the Sierra de la Ventana and adjacent Cape Fold Belt of South Africa are encompassed within this model. It is also compatible with modern geophysical and palaeomagnetic data that do not support previous hypotheses of southward-directed subduction and collision along the northern limit of Patagonia. Subsequent Permian break-off of the subducted plate, perhaps with delamination of the lower part of the upper plate, allowed access of heat to the overlying Gondwana margin and resulted in voluminous and widespread silicic plutonism and volcanism throughout Permian and into Triassic times. Thus the new model addresses and attempts to explain three long-standing geological enigmas—the origin of the Gondwanide fold belts, the origin of Patagonia, and the cause of widespread Permian silicic magmatism (Choiyoi province) in southern South America. Differing significantly from previous models, it has new implications for the crustal structure, mineral resources, and plant and animal distribution in this part of Gondwana, since the southern landmass would have had an independent evolution throughout the Early Palaeozoic.

Two calc-alkaline plutonic complexes. Bazman and Natanz, intruded through the south-eastern active and south-western ancient continental margins of Central Iran, Have been dated by the Rb-Sr whole-rock isochron method at 74 ± 2 and 24 ± 4.5 Ma, respectively. Detailed trace element studies together with low 87 Sr/ 86 Sr initial ratios ( 87 Sr/ 86 Sr ratios and the gabbros, at least, were intruded some 10 Ma earlier.

The extent and nature of the Archaean–Palaeoproterozoic craton of Río de la Plata of southern South America, a major but poorly understood crustal component in Neoproterozoic plate reconstructions, as well as the depositional, metamorphic and magmatic history of the surrounding orogenic belts, are reviewed and reassessed, in part through the analysis of material recovered from deep boreholes in western Argentina that penetrated Palaeozoic cover into basement. U–Pb SHRIMP zircon ages for these samples of 2162 ± 6 Ma (diorite), 2189 ± 14 Ma (amphibolitic schist) and 2088 ± 6 Ma (granite) encompass the range of ages determined for the major Palaeoproterozoic orogenic events in the exposed parts of the craton close to the Atlantic coasts of Uruguay and Argentina. Taken together with the geochemical and Nd-isotope characteristics of these samples and an olivine gabbro from a further borehole that failed to yield zircon, these results strongly suggest that the Río de la Plata craton is extremely uniform in its dominant chrono-tectonic and lithological make-up, and that it extends westwards as far as the 535–520 Ma Pampean orogenic belt, against which it probably has a fault contact. U–Pb SHRIMP zircon detrital age patterns are presented for representative metasedimentary samples from the craton cover in the Tandilia belt of eastern Argentina, and from the Pampean (Cambrian) and Famatinian (Ordovician) belts to the west of the craton. Whereas the oldest cover rocks in Tandilia clearly show material derived from the underlying craton, such detritus only appears in the younger (Ordovician) units to the west. Sedimentary protoliths in the Pampean belt were dominated by Neoproterozoic (broadly ∼ 600 Ma) and late Mesoproterozoic (broadly ∼ 1100 Ma) provenance, and derivation from the Río de la Plata craton is highly unlikely. Regional considerations, including previously published zircon data, palaeocurrent and structural data, suggest that these rocks must have had an origin within Gondwana-forming blocks, for which the closest identifiable sources are ‘Brazilian’ and ‘African’ (Namaqua–Natal). Consequently, the preferred model for the Pampean orogeny is that the Río de la Plata craton reached its present position by large-scale dextral strike-slip movement against fore-arc sedimentary sequences that had developed on the southern and western margins of the Kalahari craton during the Early Cambrian. In the final stage the displaced sedimentary sequences outboard of the RPC collided with the Mesoproterozoic Western Sierras Pampeanas terrane, which was at the time attached to the large Amazonia craton and other smaller continental blocks, such as Arequipa–Antofalla and Río Apa. Protracted relative displacement of the RPC after the Pampean Orogeny led to its final position.

87Sr/86Sr and143Nd/144Nd ratios, REE and selected minor and trace elements are presented and compared for present-day volcanic rocks in the Scotia Sea. Tholeiitic basalts from the South Sandwich Islands show widely ranging contents of some lithophile elements, e.g. K2O (0.09–0.55%) and Rb (1.55–14.2 ppm), but fairly constant Na2O and Sr. Total REE contents range from about 4–20 times chondritic abundances with significant light-REE depletion and both positive and negative Eu anomalies. The variations in minor and trace element abundances are consistent with low-pressure fractional crystallization of plagioclase and clinopyroxene but only minor amounts of olivine. The87Sr/86Sr and143Nd/144Nd ratios of the parental magmas are thought be 0.7038–0.7039 and 0.51301–0.51314 respectively, and indicate derivation of at least some87Sr from subducted ocean crust. The back-arc tholeiites in the Scotia Sea have lower87Sr/86Sr ratios (0.7028–0.7033), similar143Nd/144Nd ratios (0.51305) and are variably light-REE-enriched(CeN/YbN= 1.0–1.6). Total REE contents are comparable to those of the South Sandwich Islands tholeiites.