Abstract
We report here a detailed mineralogical, geochemical, and experimental study of a high-Ca boninite suite from the northern termination of the Tonga trench. Most samples are strongly olivine porphyritic and show a significant range of phenocryst compositions including a very refractory olivine-spinel assemblage Fo94-CrN = 87. They are also characterized by a wide range of incompatible-element contents, e.g., (La/Yb)y varies from 05 to 16, whereas compatible major-element concentrations (A12O3, FeO, CaO, SiO2, and MgO) remain essentially the same. Primary melt compositions for the suite were established on the basis of an experimental study of melt inclusions in phenocrysts and numerical modelling of the reverse of fractional crystallization. Tongan primary melts are characterized by high MgO contents (22-24 wt.%) and originated in the mantle wedge at pressures of 20-25 kbar and temperatures of 1450-1550 °C. H2O contents in primary melts were estimated from direct measurements of melt inclusions by ion probe, and range from 2-0 to 10 wt.%, and a strong correlation exists between H2O and other incompatible element contents. The primary melts crystallized in the presence of an H2O-rich fluid in the temperature range 1390-1150 °C and pressures of 1-7-O15 kbar. Continuous degassing of melts took place during crystallization. Trace-element concentrations in primary melts were estimated using proton- and ion-probe analyses of melt inclusions in olivine, and whole-rock analyses. Our data suggest that three independent components (D, El, and E2) were involved. Component D was a refractory mantle depleted in incompatible elements, likely to be hot 'dry' lherzolite produced by previous melting within a mantle plume. Component El was an H2O-rich fluid containing LILE and Th, and had an H2O/K2O value of 20; it was probably produced by dehydration of the subducted slab. Component E2 is thought to have been an incompatible- element-enriched silicate melt of plume origin. Formation of high-Ca boninites requires interaction of hot 'dry' residual mantle, associated with plumes, with a subduction-rel ated H2O-bearing component.
Highlights
Аннотация: На основе данных по составу расплавных включений в клинопироксенах установлены параметры генерации древних первичных бонинитовых расплавов Горного Алтая (65–105 км, 1410–1590 °С), а также определены условия начала кристаллизации этих магм в промежуточной камере на глубине около [30–35] км, совпадающие с данными по эталонному бонинитовому магматизму современной Идзу-Бонинской островной дуги
На диаграмме TiO2–K2O фигуративные точки составов расплавных включений располагаются в поле бонинитовых серий, находясь в тесной ассоциации с данными по включениям в пироксенах из бонинитов Идзу-Бонинской дуги
Doctor of Geology and Mineralogy, Chief Researcher V.S. Sobolev Institute of Geology and Mineralogy, Siberian Branch of RAS
Summary
Бонинитовые серии пород, характерные для современных примитивных энсиматических островных дуг, присутствуют и в структурах, сформировавшихся в ходе развития древних океанов. Бонинитовые породы, обладающие своеобразным минеральным и химическим составом, сочетающим в себе одновременно повышенные содержания MgO и SiO2, привлекают внимание прежде всего благодаря их формированию исключительно в структурах примитивных островных дуг. В результате бониниты имеют ключевое значение при анализе палеогеодинамики складчатых сооружений и считаются однозначными индикаторами надсубдукционных условий формирования в энсиматических островных дугах [Crawford et al, 1989]. В то же время в ходе исследования условий формирования древних бонинитов возникают большие проблемы, главным образом из-за значительной степени вторичных преобразований пород. Выходом в данной ситуации может служить изучение реликтов первичных магматогенных минералов и находящихся в них расплавных включений, сохранивших прямую информацию о палеомагматических системах. Geodynamics & Tectonophysics 2018 Volume 9 Issue 1 Pages [39–58] волили получить значительный объем новых данных по составу клинопироксенов и находящихся в них расплавных включений.
Sign-in/Register to view highlights & summary Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Schedule a callDisclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.
