Nature and distribution of Mafic dykes in the mantle section of the Oman Ophiolite: Implications for MOBs genesis
NATURE ET REPARTITION DES FILONS BASIQUES DANS LA SECTION MANTELLAIRE DE L'OPHIOLITE D'OMAN : Implications pour la genèse des MORBs Implications pour la genèse des MORBs
Résumé
The Oman ophiolite is an ocean ridge fragment which was obducted on the Arabic margin. The mantle dykes are considered as fossilized melt migration structures that fed the gabbroic crust. Petrographical studies and microprobe analyses of a thousand dyke samples lead to the discrimination of about forty lithological facies showing the diversity of petrogenetic conditions in the mantle. These lithologies belong to two main differentiation series that exhibit distinct petrographical and chemical characteristics. The first one is similar to a N-MORB tholeiitic suite. It appears in only a few well defined regions which represent at most 25~\% of the mantle outcropping surface, the main one being a 60 km band parallel to the paleo-ridge axis and centered on the Maqsad diapiric area. The supply to the omanese crust, presenting mainly N-MORB-like characters, was probably focused by those few regions. A large part of the heterogeneity in incompatible elements of that kind of dyke is not related to fractional crystallization. It likely reflects poor mixing of the incremental melt fractions produced in the melting regime. The second suite derives from a more silicic and depleted melt, similar to a more andesitic liquid. It outcrops on the majority of the ophiolitic surface but is missing in the areas where tholeiitic dykes are numerous. Field and petrographical characteristics show that the wall rock temperature was significantly cooler than the melt temperature leading to a rapid cooling and crystallization of liquid. This can make the extraction difficult and explain the scarcity of ``andesitic'' cumulates in the crust. The depletion in some minor elements and the existence of highly depleted and magnesian lithologies may corroborate the hypothesis of the remelting of an hydrothermaly altered mantle.
L'ophiolite d'Oman est un fragment de dorsale océanique téthysienne obducté sur la marge continentale arabe. Sa section mantellaire contient de nombreux filons basiques assimilés à un réseau de drainage magmatique mantellique fossile ayant alimenté la croûte. L'étude pétrographique et microsonde d'un millier de filons conduit à définir une quarantaine de types lithologiques différents montrant une grande variété de conditions pétrogénétiques dans le manteau. Ces lithologies appartiennent à deux séries de différenciation dont les caractères pétrographiques et géochimique sont bien distincts. La première s'apparente à une série tholéiitique de type N-MORBs et affleure dans quelques régions limitées dont une bande parallèle à l'axe de la paléo-dorsale centrée sur la zone diapirique de Maqsad. L'alimentation de la croûte (majoritairement de type "N-MORB") s'est probablement focalisé au niveau de ces quelques zones. La chimie de ces cumulats couvre largement le domaine des MORBs, illustrant la faiblesse du mélange dans un réseau de drainage magmatique au sein du manteau et la précocité de la cristallisation dans l'histoire des magmas. Les caractères pétrographiques montrent que ces magmas ont circulé dans un environnement "asthénosphérique" relativement chaud. La seconde série s'apparente à un magma parent plus siliceux et déprimé de type andésitique. Elle affleure sur la plus large part de la section mantellaire et est quasi absente dans les zones "tholéiitiques". Les modes d'affleurement et les caractères pétrographiques de ces filons impliquent un contraste de température liquide-encaissant qui pourrait provoquer une cristallisation rapide du magma. Ce qui entraînerait une difficulté d'extraction à l'origine de leur rareté dans la section crustale omanaise. Certains caractères chimiques de ces roches et l'existence de lithologies métamorphiques magnésiennes sont compatibles avec la refusion d'un manteau déprimé hydraté lors d'un précédent épisode d'hydrothermalisme.