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TitreConstraints from experimental melting of amphibolite on the depth of formation of garnet-rich restites, and implications for models of Early Archean crustal growth
AuteurZhang, C; Holtz, F; Koepke, J; Wolff, P E; Ma, C; Bédard, J H
SourcePrecambrian Research vol. 231, 2013 p. 206-217, https://doi.org/10.1016/j.precamres.2013.03.004
Année2013
Séries alt.Secteur des sciences de la Terre, Contribution externe 20130001
ÉditeurElsevier
Documentpublication en série
Lang.anglais
DOIhttps://doi.org/10.1016/j.precamres.2013.03.004
Mediapapier; en ligne; numérique
Formatspdf; html
SujetsArchéen; croûte continentale; fusion partielle; subduction; croûte océanique; lithosphère océanique; amphibolites; composition en vrac; grenat; tectonique; pétrologie ignée et métamorphique; Précambrien
Illustrationstables; plots
ProgrammeCoordination de IGC-4, Initiative géoscientifique ciblée (IGC-4)
Résumé(non publié)
La croûte continentale felsique formée aux premiers temps de la Terre a probablement été le résultat de la fusion de protolites basaltiques, mais les processus géodynamiques ayant conduit à une fusion partielle font encore l'objet de débats. Les tentatives visant à réconcilier les données géochronologiques, les modèles thermiques et les résultats expérimentaux ont mené à deux grands scénarios : 1) la fusion partielle de dalles de plaques océaniques en subduction et 2) la fusion avec déshydratation à la base des protocroûtes océaniques/simiques épaisses (ou épaissies). Les données expérimentales actuelles sur la fusion de métabasalte permettent de croire que seul le grenat devient une phase résiduelle importante (> 10 % en poids) à des profondeurs > 50-60 km, ce qui pose un problème pour le modèle 2. Nous présentons les résultats d'expériences de fusion/déshydratation d'amphibolite à des pressions de 5 à 15 kbar et fournissons des contraintes aux réactions de fusion de métabasalte hydraté avec 47,5 % de SiO2 et 16,4 % d'Al2O3. Nos expériences démontrent que les bains magmatiques felsiques et les restites complémentaires contenant environ 20 % en poids de grenat peuvent se former à environ 900 °C et 12 kbar, des conditions correspondant à celles existant à la base d'une protocroûte basaltique de 40 km d'épaisseur, qui pourrait avoir été répandue à l'Archéen précoce. D'après les proportions de phase déterminées expérimentalement et les données sur le partitionnement des éléments traces, notre modèle nous permet de croire que de tels bains résultant d'une fusion partielle s'apparentent aux suites de tonalite-trondhjémite-granodiorite (TTG) de l'Archéen précoce, notamment en ce qui a trait aux teneurs élevées en Al2O3 et faibles en MgO, et aux rapports La/Yb et Sr/Y modérément élevés. La restite riche en grenat est, selon nos calculs, plus dense que le manteau supérieur lherzolitique de l'Archéen précoce sous-jacent et présenterait ainsi un potentiel de délamination. Nos résultats expérimentaux et les modèles géochimiques combinés sont en accord avec les modèles dans lesquels la croissance initiale de la croûte continentale de la Terre à l'époque archéenne s'est produite dans un cadre sans subduction, par anatexie de la base des plateaux basaltiques.
Résumé(Résumé en langage clair et simple, non publié)
Des expériences de fusion sur des compositions métabasaltiques simulent la génération de la croute felsique Archéenne. Les résultats impliquent que des liquides felsiques semblables à la croûte Archéenne peuvent être générés à des températures de ca. 900C à des pressions de ca 12 kb. Cs pressions et températures sont incompatibles avec des zones de subduction, mais pourraient correspondre à la base d'une croûte de type plateau océanique de ca 40km d'épaisseur. Des modèles de variation d'éléments traces basés sur les proportions minérales expérimentales peuvent reproduire les signatures des magmas felsiques Archéenes. la densité des résidues de la fusion excèdent la densité du manteau, suggérant la plausibilité de la délamination de ces résidus.
GEOSCAN ID292444