| Titre | High arctic large igneous province alkaline rocks in Canada: evidence for multiple mantle components |
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| Auteur | Bédard, J H; Troll, V R; Deegan, F M ; Tegner, C; Saumur, B M; Evenchick, C A;
Grasby, S E; Dewing, K |
| Source | Journal of Petrology vol. 62, issue 9, egab042, 2021 p. 1-31, https://doi.org/10.1093/petrology/egab042  Accès ouvert |
| Liens | Erratum
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| Image |  |
| Année | 2021 |
| Séries alt. | Ressources naturelles Canada, Contribution externe 20210091 |
| Éditeur | Oxford University Press |
| Document | publication en série |
| Lang. | anglais |
| DOI | https://doi.org/10.1093/petrology/egab042 |
| Media | papier; en ligne; numérique |
| Formats | pdf; html |
| Province | Nunavut |
| Lat/Long OENS | -129.8714 -54.9303 83.6931 71.6825 |
| Sujets | apatite; magmatisme; Sciences et technologie |
| Illustrations | cartes de localisation; échelles stratigraphiques; représentations graphiques combinées; diagrammes; diagrammes; tableaux |
| Programme | GEM2 : La géocartographie de l'énergie et des minéraux Gestion de programme de l'ouest de l'Arctique |
| Diffusé | 2021 06 09 |
| Résumé | (disponible en anglais seulement)
The Cretaceous High Arctic Large Igneous Province (HALIP) in Canada, although dominated by tholeiites (135-90 Ma), contains two main groups of alkaline igneous
rocks. The older alkaline rocks (~96 Ma) scatter around major fault and basement structures. They are represented by the newly-defined Fulmar Suite alkaline basalt dykes and sills, and include Hassel Formation volcanics. The younger alkaline group is
represented by the Wootton Intrusive Complex (92.2-92.7 Ma), and the Audhild Bay Suite (83-73 Ma); both emplaced near the northern coast of Ellesmere Island. Fulmar Suite rocks resemble EM-type ocean island basalts (OIB) and most show limited crustal
contamination. The Fulmar Suite shows increases of P2O5 at near-constant Ba-K-Zr-Ti that are nearly orthogonal to predicted fractionation- or melting-related variations; which we interpret as the result of melting composite mantle sources containing
a regionally widespread apatite-bearing enriched component (P1). Low-P2O5 Fulmar Suite variants overlap compositionally with enriched HALIP tholeiites, and fall on common garnet lherzolite trace element melting trajectories, suggesting variable
degrees of melting of a geochemically similar source. High-P2O5 Hassel Formation basalts are unusual among Fulmar rocks, because they are strongly contaminated with depleted lower crust; and because they involve a high-P2O5-Ba-Eu mantle component
(P2), similar to that seen in alkali basalt dykes from Greenland. The P2 component may have contained Ba-Eu-rich hawthorneite and/or carbonate minerals as well as apatite, and may typify parts of the Greenlandic sub-continental lithospheric mantle
(SCLM). Mafic alkaline Audhild Bay Suite (ABS) rocks are volcanic and hypabyssal basanites, alkaline basalts and trachy-andesites, and resemble HIMU ocean island basalts in having high Nb, low Zr/Nb and low 87Sr/ 86Sri. These mafic alkaline rocks are
associated with felsic alkaline lavas and syenitic intrusions, but crustally-derived rhyodacites and rhyolites also exist. The Wootton Intrusive Complex (WIC) contains geochemically similar plutonic rocks (alkali gabbros, diorites and anatectic
granites), and may represent a more deeply eroded, slightly older equivalent of the ABS. Low-P2O5 ABS and WIC alkaline mafic rocks have flat heavy rare-earth (HREE) profiles suggesting shallow mantle melting; whereas High-P2O5 variants have steep
HREE profiles indicating deeper separation from garnet-bearing residues. Some High-P2O5 mafic ABS rocks seem to contain the P1 and P2 components identified in Fulmar-Hassel rocks, whereas other samples trend towards possible High-P2O5+Zr (PZr) and
High-P2O5+K2O (PK) components. We argue that the strongly alkaline northern Ellesmere Island magmas sampled mineralogically heterogeneous veins or metasomes in Greenlandic-type SCLM, which contained trace phases like apatite, carbonates,
hawthorneite, zircon, mica or richterite. The geographically more widespread apatite-bearing component (P1), could have formed part of a heterogeneous plume or upwelling mantle current that also generated HALIP tholeiites when melted more
extensively, but may also have resided in the SCLM as relics of older events. Rare HALIP alkaline rocks with high K-Rb-U-Th fall on mixing paths implying strong local contamination from either Sverdrup Basin sedimentary rocks or granitic upper crust.
However, the scarcity of potassic alkaline HALIP facies, together with the other trace element and isotopic signatures, provide little support for an ubiquitous fossil sedimentary subduction zone component in the HALIP mantle source. |
| Sommaire | (Résumé en langage clair et simple, non publié)
La partie canadienne du High Arctic Large Igneous Province (HALIP) Crétacée contient 2 groupes de roches ignées alcalines. Le premier est
représenté par la suite Fulmar, nouvellement définie, composée des basaltes alcalins de la Fm. Hassel (~96 Ma) et un essaim de filons géochimiquement semblables, et un 2e groupe localisé près du terrane exotique de Pearya dans la partie
septentironale de l'Isle d'Ellesmere. Les magmas Fulmar ressemble aux 'ocean island basalt' et montrent peu de contamination par la croûte supérieure. Leur chimie implique la fusion d'un manteau composite contenant des veines avec apatite. Les
variantes non-contaminées faibles en P2O5 de la suite Fulmar Suite ressemblent aux tholéiites HALIP et partagent des trajectoires de fusion partielle en éléments traces suggérant une source commune avec taux de fusion variable. Les basaltes Hassel
enrichis en P2O5 (NE Ellesmere) sont atypiques, étant : a) plus contaminés que les autres roches Fulmar, b) le contaminant ressemble à la croûte inférieure appauvrie; et c) les basaltes Hassel témoignent d'une composante mantellique fertile
différente (P2) enrichie en P2O5-Ba-Eu, semblable aux dykes alcalins de Peary Land (Groenland). Le 2e groupe de roches alcaline rocks à la marge N d'Ellesmere sont plus jeunes et plus alcalines. Le groupe inclue la suite d'Audhild Bay (83-73 Ma), et
le complexe de Wootton (92.2-92.7 Ma), qui contient des roches plutoniques géochimiquement semblables. Ces roches alcalines sont subdivisées en variantes enrichies et appauvries en P2O5. Ceux étant faibles en P2O5 ont des signatures géochimiques
témoignant defusion mantellique à basse pression, alors que celles enrichies en P2O5 ont été générées à haute pression, et ont des signaux indiquant la participation de plusieurs composantes mantelliques fertiles. Nous proposons que les magmas
mafiques plus jeunes ont échantillonnés un manteau lithosphérique enrichi en apatite, carbonates, hawthornite, zircon, mica ou richterite. Par contre, la composante plus commune et géographiquement dispersée vue dans les roches Fulmar pourraient
représenter la fusion d'un panache mantellique ayant généré les tholeiites. |
| GEOSCAN ID | 328352 |
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