vignette|upright=1.3| Photo aérienne des Jack Hills, Australie, lieu de découverte des plus vieux zircons. alt=|vignette|Positions des zircons hadéens dans le monde. vignette|upright=1.25|Micrographie électronique à rétrodiffusion de zircons détritiques des méta-sédiments archéens des Jack Hills (Craton de Yilgarn, Australie occidentale). La partie supérieure est fortement arrondie par abrasion tandis que la partie inférieure montre la plupart des facettes cristallines originales.
Les zircons hadéens constituent le matériau crustal le plus ancien de la Terre à l'Hadéen, il y a environ 4 milliards d'années. Le zircon est un minéral couramment utilisé pour la datation radiométrique, car il est très résistant aux changements chimiques et apparaît sous forme de petits cristaux ou grains dans la plupart des roches hôtes ignées et métamorphiques. Ils sont datés entre - et - pour les plus vieux (âge U-Pb), cela correspond à une époque très proche de la formation de la Terre.
Le zircon hadéen a une très faible abondance dans le monde en raison du recyclage des matériaux par la tectonique des plaques. Lorsque la roche à la surface est enfouie profondément dans la Terre, elle est chauffée et peut recristalliser ou fondre. Malgré sa rareté sur terre, il existe plusieurs occurrences de zircons de cet éon dans six pays : Australie, Brésil, Canada, Chine, Groenland et Guyana.
Dans la formation de Gneiss de Narryer à Jack Hills, en Australie, les scientifiques ont obtenu un enregistrement relativement complet des cristaux de zircon hadéens contrairement à d'autres endroits. Les roches de Jack Hills sont datées de l'éon archéen, à environ 3,6 milliards d'années. Cependant, les cristaux de zircon y sont plus anciens que les roches qui les contiennent. De nombreuses recherches ont été menées pour trouver l'âge absolu et les propriétés du zircon, par exemple les rapports isotopiques, les inclusions minérales et la géochimie du zircon. Les caractéristiques des zircons hadéens renseigne sur l'histoire de la Terre au début et le mécanisme des processus de la Terre dans le passé. Sur la base des propriétés de ces cristaux de zircon, de nombreux modèles géologiques différents ont été proposés.
Occurrences Malgré sa rareté sur Terre, il existe plusieurs occurrences de zircons de cette époque dans six pays : Australie, Brésil, Canada, Chine, Groenland et Guyana.
PaysOccurrences (et sources)Méthode analytique et résultatInterprétationAustralieMt NarryerMaas, Kinny, Williams, Froude, & Compston. (1992). The Earth's oldest known crust: A geochronological and geochemical study of 3900–4200 Ma old detrital zircons from Mt. Narryer and Jack Hills, Western Australia. Geochimica Et Cosmochimica Acta, 56(3), 1281-1300.Pidgeon, & Nemchin. (2006). Comparative age distributions and internal structures of Archaean zircons from quartzites from Mt Narryer and the Jack Hills, Western Australia. Geochimica Et Cosmochimica Acta, 70(18), A493.80 zircons détritiques datés par microsondes ioniques provenant de quartzites, a révélé que 2% à 12% de grains > 4,0 Ga, avec des zircons plus jeunes allant jusqu'à environ 3 Ga. Dans l'étude LA-ICP-MS, Mt. Les zircons de Narryer ont un contenu en U plus élevé et le Ce / Ce * le plus bas contrairement aux zircons Jack Hills.Diversité de la roche mère. Origines magmatiques.Churla WellsNelson, Robinson, & Myers. (2000). Complex geological histories extending for ≥4.0 Ga deciphered from xenocryst zircon microstructures. Earth and Planetary Science Letters, 181(1), 89-102.Les grains sont de 4,14 à 4,18 Ga en utilisant la datation 207Pb / 206Pb. La région centrale a un Hf, REE, Uand Th beaucoup plus faible que les autres régions extérieures. Alors que le contenu U dans le noyau est d'environ 666 ppm, Th / U est de 0,6.Magma d'origine granitique.Maynard HillsWyche S (2007) Evidence of Pre-3100 Ma Crust in the Youanmi and South West Terranes, and Eastern Goldfields Superterrane, of the Yilgarn Craton. Dev Precambrian Geol 15:113–123La datation de la ceinture de roches vertes a révélé que l'âge de 207Pb / 206Pb est de 4,35 Ga.Mt AlfredThern, & Nelson. (2012). Detrital zircon age structure within ca. 3Ga metasedimentary rocks, Yilgarn Craton: Elucidation of Hadean source terranes by principal component analysis. Precambrian Research,214-215, 28-43.Zircons concordant a l'âge de 4,17 Ga. Aucune donnée géochimique n'a été collectée.BrésilBrésil orientalPaquette JL, Barbosa JSF, Rohais S, Cruz SC, Goncalves P, Peucat JJ, Leal ABM, Santos-Pinto M, Martin H (2015) The geological roots of South America: 4.1 Ga and 3.7 Ga zircon crystals discovered in NE Brazil and NW Argentina. Precambrian Res 271:49–55L'âge de la roche est de 4,22 Ga et des rapports Th / U de 0,8 et des teneurs élevées en U (jusqu'à 1400 ppm).Origine magmatique felsique.CanadaTerritoire du Nord-OuestBowring SA, Williams IS (1999) Priscoan (4.00–4.03 Ga) orthogneisses from northwestern Canada. Contrib Mineral Petrol 134:3–16Stern RA, Bleeker W (1998) Age of the world’s oldest rocks refined using Canada’s SHRIMP the Acasta gneiss complex Northwest Territories Canada. Geosci Canada 25:27–31Mojzsis SJ, Cates NL, Caro G, Trail D, Abramov O, Guitreau M, Blichert-Toft J, Hopkins MD, Bleeker W (2014) Component geochronology in the polyphase ca. 3920 Ma Acasta Gneiss. Geochim Cosmochim Acta 133:68–96L'âge de cristallisation du protolithe est de 3,96 Ga analysé par datation U-Pb. En appliquant LA-ICP-MS, le zircon 4,20 + 0,06 Ga était en cours de datation.Origine magmatique. Dérivation d'une fusion felsique par un processus autre que la différenciation d'un magma mafique.ChineTibetFei, Guangchun, Zhou, Xiong, Duo, Ji, Zhou, Yu, Wen, Chun-Qi, Wen, Quan, . . . Liu, Hongfei. (2015). Zircon U-Pb age and geochemical characteristics of ore-bearing granodiorite porphyry in the Duobuza porphyry copper deposit, Tibet. Journal of the Geological Society of India, 86(2), 223-232.Dans la méthode de microsonde ionique, les rapports Th / U du grain détritique sont supérieurs à 0,7.Origine magmatique.Qinling nordDiwu Chunrong, Sun Yong, Wang Hongliang, & Dong Zhengchan. (2010). A mineral record of 4.0 Ga metamorphism; evidence of metamorphic zircon xenocryst from western north Qinling orogenic belt. Geochimica Et Cosmochimica Acta, 74(12), A237-A237.L'âge LA-ICP-MS du zircon xénocristallin dans la ceinture orogénique de North Qinling est de 4,08 Ga. L'isotope Hf prend également en charge les données d'âge du test LA-ICP-MS.Craton de Chine du NordCui, Pei-Long, Sun, Jing-Gui, Sha, De-Ming, Wang, Xi-Jing, Zhang, Peng, Gu, A-Lei, & Wang, Zhong-Yu. (2013). Oldest zircon xenocryst (4.17 Ga) from the North China Craton. International Geology Review,55(15), 1902-1908.Le zircon est de 4,17 ± 0,05 Ga déterminé par la méthode de datation U-Pb LA-ICP-MS. Le rapport Th / U est de 0,46.Origine magmatique.Chine du SudHarrison TM, Schmitt AK (2007) High sensitivity mapping of Ti distributions in Hadean zircons. Earth Planet Sci Lett 261:9–19La datation U-Pb par microsonde ionique conductrice, l'âge de 207Pb / 206Pb est de 4,13 ± 0,01 Ga avec 5,9 ± 0,1% de données isotopiques O. Anomalie Ce positive.la Terre primitive est un environnement hautement oxydant et une température de cristallisation élevée de Ti-dans-zircons de 910 °C.GroenlandGroenlandMojzsis, S., & Harrison, T. (2002). Origin and significance of Archean quartzose rocks at Akilia, Greenland. Science, 298(5595), 917.Wilke, Schmidt, Dubrail, Appel, Borchert, Kvashnina, & Manning. (2012). Zircon solubility and zirconium complexation in H2O Na2O SiO2±Al2O3 fluids at high pressure and temperature. Earth and Planetary Science Letters, 349-350, 15-25.L'âge de cristallisation est déterminé à 3,83 ± 0,01 Ga par datation par microsonde ionique. 4,08 ± 0,02 Ga a été identifié dans l'enquête U-Pb.GuyanaGuyana SudNadeau S, Chen W, Reece J, Lachhman D, Ault R, Faraco MTL, Fraga LM, Reis NJ, Betiollo LM (2013) Guyana: the Lost Hadean crust of South America? Braz J Geol 43:601–6064,22 Ga par la méthode de datation U-Pb LA-ICP-MS. Aucune autre analyse géochimique n'a été réalisée.
Mécanismes proposés de formation des zircons hadéens des Jack Hills vignette|Théorie tectonique des plaques modernes. La théorie de la tectonique des plaques est largement acceptée pour la formation de la croûte terrestre. Cependant, on ne sait que peu de chose sur la formation de la Terre. Avec l'enregistrement de marqueurs pétrologiques de l'Hadéen, la plupart des scientifiques ont conclu que la croyance d'une « Terre infernale » sans océan au cours de cet éon est fausse.
Les scientifiques ont construit différents modèles pour expliquer l'histoire thermique au début de l'histoire de la Terre, incorporant la croissance continentaleSohma, T. (1999). Study of the Indian Shield: A Tectonic Model of Continental Growth. Gondwana Research, 2(2), 311-312., les rhyolites de type islandaisesHaraldur Sigurdsson. (1977). Generation of Icelandic rhyolites by melting of plagiogranites in the oceanic layer. Nature, 269(5623), 25-28., les roches ignées intermédiaires, les roches ignées mafiques, la sagductionFrançois, Philippot, Rey, & Rubatto. (2014). Burial and exhumation during Archean sagduction in the East Pilbara Granite-Greenstone Terrane. Earth and Planetary Science Letters, 396, 235-251., fusion d'impactPlescia, J., & Cintala, M. (2012). Impact melt in small lunar highland craters. Journal of Geophysical Research: Planets, 117(E12), N/a., la tectonique des caloducsMoore, W., & Webb, A. (2013). Heat-pipe Earth. Nature, 501(7468), 501-5., KREEP terrestreLonghi, & Auwera. (1993). The monzonorite-anorthosite connection: The petrogenesis of terrestrial KREEP. Lunar and Planetary Inst., Twenty-Fourth Lunar and Planetary Science Conference. Part 2: G-M, 897-898. et scénarios à plusieurs étapes. Le plus communément accepté est le modèle de croissance continentale qui est similaire à la dynamique tectonique moderne : température de cristallisation relativement faible et pour certains un enrichissement en oxygène lourd, avec inclusion similaire aux processus crustaux modernes et montrent des signes de différenciation à ~ 4,5 Ga. Une hydrosphère terrestre précoce est attestée dès le début de la formation de la croûte felsique, dans laquelle se forment des granitoïdes qui sont, par la suite, altérés par une activité hydrique, avec de possible d'interactions aux limites des plaques.
Processus tectoniques de l'Hadéen Les proportions relatives des éléments traces (notamment Nb, Sc, U et Yb) et les rapports isotopiques de l'hafnium et de l'oxygène des zircons détritiques permettent de circonscrire le contexte géodynamique de leur formation. Ces zircons apportent en 2025 un éclairage inédit sur la chronologie et le contexte du magmatisme primitif. Plus de 70 % des zircons détritiques hadéens des Jack Hills (Australie-Occidentale) présentent un rapport Sc/Yb supérieur à 0,1 (signature d'un contexte d'arc continental) et 47 % un rapport U/Nb supérieur à 20 (signature d'un contexte de subduction), les autres présentant des caractéristiques d'îles océaniques, avec peu d'indices d'un contexte de dorsale océanique : ces zircons hadéens proviennent probablement de terrains distincts, ayant connu des histoires tectoniques séparées. A contrario, la plupart des zircons hadéens de (Afrique du Sud) sont de type . Différents processus tectoniques ont donc eu cours durant l'Hadéen, impliquant une plus grande diversité de l'origine des croûtes anciennes qu'on ne le pensait auparavant..
Notes et références
Voir aussi Bibliographie
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Articles connexes Jack Hills Hadéen Craton de Yilgarn
Catégorie:Hadéen Catégorie:Zirconium (minéral)