Petrological, geochemical and structural study of the Oman ophiolite dunitic transition zone: Recognition of the igneous processes occurring at the mantle-crust transition
Etude pétrologique, géochimique et structurale de la zone de transition dunitique dans l’ophiolite d’Oman : Identification des processus pétrogénétiques à l’interface manteau/croûte
Résumé
The origin of the dunitic transition zone (DTZ) between the Earth mantle and the oceanic crust is poorly constrained. This work was dedicated to the petrological, geochemical and structural study of 20 cross-sections (600 samples) sampled in the Sumail massif (Oman ophiolite). The development of an analytical procedure allowed the determination of trace element compositions in dunites. The DTZ is made of pure dunites (olivine and chromite) and of impregnated dunites, containing a variable amount of interstitial minerals that crystallized from a percolating melt and including, in addition to those that clearly crystallized from a MORB (clinopyroxene and plagioclase), orthopyroxene, amphibole, garnet, and diopsides, witnesses of a hybridization process between the MORB and hydrous fluids. The high Mg# ratio and TiO2 content in orthopyroxene and amphibole as well as the clinopyroxene composition, intermediate between igneous clinopyroxene and hydrothermal diopside, allowed constraining the composition of the hybrid parent melt that would result from the mixing between a tholeiitic melt and supercritical water saturated with silica or a trondhjemitic melt issued from the hydrous incongruent melting of mantle orthopyroxene. Pure dunites have recorded a strong enrichment in incompatible trace elements (REE, Th, U, HFSE), probably early during their genesis following chemical reequilibration with enriched melts that can correspond to the hybrid one. The structural study of the DTZ in the Sumail massif demonstrates the influence of synmagmatic faulting on the DTZ structuration, having enhanced the melt and fluids percolation, responsible of the dunitization process, as well as the introduction of hydrothermal fluids. The hydrous characteristic of the reacting melt is interpreted as a critical condition for formation of dunites.
Ce travail a porté sur l’étude pétrologique, géochimique et structurale de 20 coupes (600 échantillons) levées dans la zone de transition dunitique (DTZ) du massif de Sumail (ophiolite d’Oman), interface manteau-croûte dont l’origine est mal connue. Le développement d’une procédure analytique a permis l’acquisition des compositions en éléments en traces des dunites. La DTZ est faite de dunites pures (olivine et chromite) et de dunites imprégnées, contenant une quantité variable de minéraux interstitiels ayant cristallisé à partir d’un magma percolant, incluant, en plus de ceux clairement issus d’un MORB (clinopyroxène et plagioclase), de l’orthopyroxène, amphibole, grenat, et des diopsides témoignant d’un processus d’hybridation entre le MORB et des fluides hydratés. Les forts rapports Mg# et teneurs en TiO2 des orthopyroxènes et amphiboles ainsi que la composition des clinopyroxènes, intermédiaire entre clinopyroxènes magmatiques et diopsides hydrothermaux, a permis de contraindre la composition du magma hybride qui résulterait du mélange entre un magma d’affinité tholéiitique et un fluide supercritique riche en silice, voire trondhjémitique issu de la fusion incongruente hydratée des orthopyroxènes mantelliques. Les dunites pures semblent avoir enregistré un enrichissement significatif en éléments en traces incompatibles (REE, Th, U, HFSE), probablement précocement lors de leur genèse sous l’effet de rééquilibrages avec des liquides très riches et pouvant correspondre au magma hybride. L’étude structurale de la DTZ dans le massif de Sumail a montré l’influence de la tectonique synmagmatique sur la structuration de la DTZ, ayant accommodé la percolation des magmas et fluides responsables de la dunitisation ainsi que l’introduction des fluides hydrothermaux. Le caractère hydraté du magma réactif est ici interprété comme une condition critique pour la genèse des dunites.
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)