Abstract Structural, geochronological and geochemical studies of pre-3.75 Ga rocks of volcano-sedimentary protoliths in the Inukjuak domain in the Superior Province in Quebec have been mostly focused on the Nuvvuagittuq Supracrustal Belt (NSB). The Porpoise Cove outcrops – at the southwestern limit of the NSB – are the de-facto “type locality” for the supracrustals of the Inukjuak Complex. Yet, it remains unclear whether the NSB rocks are geochemically distinct from, or are in fact common to, a host of other supracrustal enclaves locked in the dominantly gneissic Inukjuak domain. Here, we report detailed textural and geochemical studies for a suite of rocks from the Ukaliq Supracrustal Belt (USB), located approximately 3 km northeast of the NSB. We find that the USB and NSB have a similar protracted metamorphic history; both experienced amphibolite grade metamorphism and contain granitoid gneiss sheets, quartz-magnetite rocks (banded iron-formation s.l.) and quartz-biotite schists within amphibolitized rocks of basaltic affinity with local retrogressions. If the various Inukjuak supracrustal belts were once a part of a larger coherent (now dismembered) terrane, they should show similar emplacement ages and source chemistry. New zircon U Pb geochronology from five gneissic units and two quartz-biotite (metasedimentary) schists reveal the oldest emplacement ages across all units of each individual rock type to be 3.68 ± 0.07 Ga (granitoid gneisses) and 3.65 ± 0.06 Ga (quartz-biotite schists). These new ages are similar to those documented as likely minimum emplacement ages of the NSB determined by U Pb geochronology. Zircons from the quartz-biotite schist were also analyzed by ion microprobe for their U Pb geochronology and were found to yield statistically identical, albeit more precise, ages than those obtained by LA-ICP-MS. Possible detrital zircons from the USB quartz-biotite schists were analyzed by ion microprobe for their coupled δ30SiNBS28 and δ18OVSMOW values with respective values between −0.75 and − 0.07‰ (δ30SiNBS28), and + 5.61 and + 6.59‰ (δ18OVSMOW). The δ18OVSMOW values, which are on average above mantle-derived zircon, indicate contribution of altered, non-mantle, derived material into the source of the rocks that weathered to form the quartz-biotite schists. Zircon mineral inclusions (quartz, feldspar, apatite, biotite, muscovite and other unrecognized Fe/Al/Si rich phases), along with the major- and trace element contents for the rocks were analyzed to substantiate this interpretation. Together with δ30SiNBS28, δ18OVSMOW, our results suggest that lithologies like authigenic silica and serpentinized rocks re-melted to form the parent melts that gave rise to zircons found in the USB quartz-biotite schists. Additional Lu Hf studies reported here on the same zircons also show similarities with NSB zircons. The eHf values showed a positive correlation with the measured U Pb age from −22.7 ± 0.8 to +1.9 ± 1.1. The Lu Hf system also reveals that the USB, extracted at ca. 3.8 Ga, carries isotopic signatures of an older Hadean reservoir, having been formed from an Eoarchean mafic melt that incorporated them. Taken together, this supports a co-genetic origin for the NSB and the USB.

中文翻译：

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北魁北克（加拿大）始太古代 Ukaliq 上地壳的地球化学和结构调查

摘要 魁北克苏必利尔省因纽克地区火山沉积原岩 3.75 Ga 之前的岩石的结构、年代学和地球化学研究主要集中在 Nuvvuagittuq 上地壳带 (NSB)。海豚湾露头 - 在 NSB 的西南边界 - 是 Inukjuak 复合体上地壳的事实上的“类型地点”。然而，目前尚不清楚 NSB 岩石在地球化学上是否与锁定在主要片麻岩 Inukjuak 域中的许多其他上地壳飞地不同，或者实际上是相同的。在这里，我们报告了来自位于 NSB 东北约 3 公里处的 Ukaliq 上地壳带 (USB) 的一组岩石的详细结构和地球化学研究。我们发现 USB 和 NSB 有着相似的长期变质历史；两者都经历了角闪岩级变质作用，并包含花岗岩类片麻岩片、石英-磁铁矿岩石（带状铁层）和石英-黑云母片岩，在玄武岩亲和性与局部退化的角闪岩化岩石中。如果不同的 Inukjuak 上地壳带曾经是更大的连贯（现在被肢解）地体的一部分，它们应该显示出相似的侵位年龄和源化学。来自五个片麻岩单元和两个石英黑云母（变沉积岩）片岩的新锆石 U Pb 年代学揭示了每种岩石类型所有单元中最古老的侵位年龄为 3.68 ± 0.07 Ga（花岗岩片麻岩）和 3.65 ± 0.06 Ga（石英黑云母）片岩）。这些新年龄类似于由 U Pb 地质年代学确定的 NSB 可能的最小侵位年龄。来自石英-黑云母片岩的锆石也通过离子微探针分析了它们的 U Pb 年代学，发现与 LA-ICP-MS 获得的年龄相比，其年龄在统计学上相同，但更精确。来自 USB 石英-黑云母片岩的可能碎屑锆石通过离子微探针分析其耦合的 δ30SiNBS28 和 δ18OVSMOW 值，分别为 -0.75 和 - 0.07‰ (δ30SiNBS28) 以及 + 5.61 和 + 6.59‰ (δ18OVSMOW)。δ18OVSMOW 值平均高于地幔衍生的锆石，表明蚀变的非地幔衍生物质对风化形成石英-黑云母片岩的岩石源的贡献。锆石矿物包裹体（石英、长石、磷灰石、黑云母、白云母和其他未被识别的富铁/铝/硅相），分析了岩石的主要和微量元素含量以证实这一解释。与 δ30SiNBS28、δ18OVSMOW 一起，我们的结果表明，自生二氧化硅和蛇纹石化岩石等岩性重新熔化形成母熔体，从而在 USB 石英-黑云母片岩中发现了锆石。此处报告的关于相同锆石的其他 Lu Hf 研究也显示出与 NSB 锆石的相似性。eHf 值与测量的 U Pb 年龄呈正相关，从 -22.7 ± 0.8 到 +1.9 ± 1.1。Lu Hf 系统还显示 USB，在大约提取。3.8 Ga 带有一个较旧的冥古宙储层的同位素特征，是由包含它们的始太古代基性熔体形成的。总之，这支持 NSB 和 USB 的共同遗传起源。与 δ30SiNBS28、δ18OVSMOW 一起，我们的结果表明，自生二氧化硅和蛇纹石化岩石等岩性重新熔化形成母熔体，从而在 USB 石英-黑云母片岩中发现了锆石。此处报告的关于相同锆石的其他 Lu Hf 研究也显示出与 NSB 锆石的相似性。eHf 值与测量的 U Pb 年龄呈正相关，从 -22.7 ± 0.8 到 +1.9 ± 1.1。Lu Hf 系统还显示 USB，在大约提取。3.8 Ga 带有一个较旧的冥古宙储层的同位素特征，是由包含它们的始太古代基性熔体形成的。总之，这支持 NSB 和 USB 的共同遗传起源。与 δ30SiNBS28、δ18OVSMOW 一起，我们的结果表明，自生二氧化硅和蛇纹石化岩石等岩性重新熔化形成母熔体，从而在 USB 石英-黑云母片岩中发现了锆石。此处报告的关于相同锆石的其他 Lu Hf 研究也显示出与 NSB 锆石的相似性。eHf 值与测量的 U Pb 年龄呈正相关，从 -22.7 ± 0.8 到 +1.9 ± 1.1。Lu Hf 系统还显示 USB，在大约提取。3.8 Ga 带有一个较旧的冥古宙储层的同位素特征，是由包含它们的始太古代基性熔体形成的。总之，这支持 NSB 和 USB 的共同遗传起源。我们的结果表明，自生二氧化硅和蛇纹石化岩石等岩性重新熔化形成母熔体，从而产生了在 USB 石英-黑云母片岩中发现的锆石。此处报告的关于相同锆石的其他 Lu Hf 研究也显示出与 NSB 锆石的相似性。eHf 值与测量的 U Pb 年龄呈正相关，从 -22.7 ± 0.8 到 +1.9 ± 1.1。Lu Hf 系统还显示 USB，在大约提取。3.8 Ga 带有一个较旧的冥古宙储层的同位素特征，是由包含它们的始太古代基性熔体形成的。总之，这支持 NSB 和 USB 的共同遗传起源。我们的结果表明，自生二氧化硅和蛇纹石化岩石等岩性重新熔化形成母熔体，从而产生了在 USB 石英-黑云母片岩中发现的锆石。此处报告的关于相同锆石的其他 Lu Hf 研究也显示出与 NSB 锆石的相似性。eHf 值与测量的 U Pb 年龄呈正相关，从 -22.7 ± 0.8 到 +1.9 ± 1.1。Lu Hf 系统还显示 USB，在大约提取。3.8 Ga 带有一个较旧的冥古宙储层的同位素特征，是由包含它们的始太古代基性熔体形成的。总之，这支持 NSB 和 USB 的共同遗传起源。eHf 值与测量的 U Pb 年龄呈正相关，从 -22.7 ± 0.8 到 +1.9 ± 1.1。Lu Hf 系统还显示 USB，在大约提取。3.8 Ga 带有一个较旧的冥古宙储层的同位素特征，是由包含它们的始太古代基性熔体形成的。总之，这支持 NSB 和 USB 的共同遗传起源。eHf 值与测量的 U Pb 年龄呈正相关，从 -22.7 ± 0.8 到 +1.9 ± 1.1。Lu Hf 系统还显示 USB，在大约提取。3.8 Ga，带有一个较旧的冥古宙储层的同位素特征，是由包含它们的始太古代基性熔体形成的。总之，这支持 NSB 和 USB 的共同遗传起源。