La pratique consistant à isoler des grains de zircon détritique dans des dépôts sédimentaires marins et à déterminer leurs âges de cristallisation (généralement par méthodes isotopiques U-Pb) afin d'inférer les âges des domaines sources, les histoires d'acheminement des sédiments et les âges maximaux de dépôt.

Principe

Le zircon incorpore l'uranium mais exclut le plomb lors de la cristallisation et conserve l'information isotopique U-Pb à travers la plupart des processus géologiques ; les âges de grains individuels produisent une distribution reflétant les épisodes magmatiques et métamorphiques des sources, soumise à des biais liés au tri hydraulique et au recyclage.

Démonstration

Des grains de zircon extraits d'une séquence turbiditique sur le talus continental présentent des pics d'âge distincts à ~250 Ma et ~1,8 Ga ; le pic le plus jeune correspond au magmatisme mésozoïque régional du continent adjacent et contraint l'âge maximal de dépôt des turbidites à être postérieur au pic de zircon le plus jeune dominant.

Mauvaise application

Prendre l'âge du zircon détritique le plus jeune pour l'âge de dépôt sans considérer le remaniement sédimentaire, les temps de latence, le mélange intréchantillon ou la possibilité de grains altérés analytiquement (perte de Pb) donnant des âges faussement jeunes.

Conséquence

Appliées et interprétées en tenant compte de la stratégie d'échantillonnage et des biais, les distributions d'âges de zircons détritiques fournissent des contraintes robustes sur la provenance des sédiments, l'histoire tectonique, les âges maximaux de dépôt et les trajectoires d'évolution crustale dans les systèmes source-à-puits.

Inversion

L'approche inverse consisterait à tenter de dater directement la sédimentation en datant des minéraux authigènes ou des niveaux de cendres volcaniques ; en revanche, la datation par zircons détritiques fournit des distributions d'âges sources et ne donne que des contraintes maximales de dépôt sauf corroboration par d'autres données.

Limite

S'applique aux sédiments contenant une fraction lourde suffisante en zircons ; elle ne date pas directement le dépôt et est limitée par le biais d'échantillonnage, le tri par taille, la survie différentielle des zircons, la précision analytique et la possible perte de Pb ou héritage intra-grain.

Tension sémantique

La tension naît entre l'interprétation des pics d'âge des zircons comme preuve directe d'exposition des roches sources et la considération qu'ils peuvent être des signaux mélangés de recyclage sédimentaire, d'érosion multi-étagée et de longs parcours de transport ; il existe aussi une tension entre les âges U-Pb détritiques et les systèmes thermochronologiques qui enregistrent différents événements géologiques.

Synthèse

La datation des zircons détritiques dans les sédiments marins isole les zircons et utilise leur distribution d'âges U-Pb comme outil de provenance et d'âge maximum ; interprétée correctement en tenant compte des biais hydrauliques, temporels et analytiques, elle contraint les domaines sources, l'acheminement des sédiments et des aspects de l'évolution crustale sans se substituer à une datation directe du dépôt.