A. R. Chakmouradian, Sven Sindern, Ulrich Kramm, Jacques Moutte, A. S. Rukhlov, Anatoly N. Zaitsev, Attila Demény, Keith Bell, Institut fur Mineralogie und Lagerstattenlehre, Department of Mineralogy, St. Petersburg State University, Department of Mineralogy, Institut fur Mineralogie, Petrologie und Geochemie, Institut für Mineralogie, Ottawa-Carleton Centre for Geoscience Studies, Department of Geology, University of Manitoba [Winnipeg], Centre Sciences des Processus Industriels et Naturels (SPIN-ENSMSE), École des Mines de Saint-Étienne (Mines Saint-Étienne MSE), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Département Géochimie, environnement, écoulement, réacteurs industriels et cristallisation (GENERIC-ENSMSE), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-SPIN, Laboratoire Magmas et Volcans (LMV-ENSMSE), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-SPIN-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Laboratoire Magmas et Volcans (LMV), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Institut de Recherche pour le Développement et la société-Université Clermont Auvergne [2017-2020] (UCA [2017-2020])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire de Physique du Globe de Clermont-Ferrand (OPGC), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Clermont Auvergne [2017-2020] (UCA [2017-2020])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Clermont Auvergne [2017-2020] (UCA [2017-2020])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Institut de Recherche pour le Développement et la société-Université Clermont Auvergne [2017-2020] (UCA [2017-2020])-Observatoire de Physique du Globe de Clermont-Ferrand (OPGC), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Clermont Auvergne [2017-2020] (UCA [2017-2020])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Clermont Auvergne [2017-2020] (UCA [2017-2020])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), St. Petersburg State University (Russia), Hungarian Academy of Sciences (Hungary), RWTH, Universit€at Aachen(Germany), University of Manitoba (Canada), Saint Petersburg State University (SPBU), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Institut de Recherche pour le Développement et la société-Université Clermont Auvergne [2017-2020] (UCA [2017-2020])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire de Physique du Globe de Clermont-Ferrand (OPGC), and Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Clermont Auvergne [2017-2020] (UCA [2017-2020])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Clermont Auvergne [2017-2020] (UCA [2017-2020])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Institut de Recherche pour le Développement et la société-Université Clermont Auvergne [2017-2020] (UCA [2017-2020])-Observatoire de Physique du Globe de Clermont-Ferrand (OPGC)
International audience; The eastern part of the agpaitic Khibina complex is characterized by the occurrence of dykes of various alkali silicate rocks and carbonatites. Of these, picrite, monchiquite, nephelinite and phonolite have been studied here. Whole rock and mineral geochemical data indicate that monchiquites evolved from a picritic primary magma by olivineþ magnetite fractionation and subsequent steps involving magma mixing at crustal levels. None of these processes or assimilation=magma mixing of wall rocks or other plutonic rocks within the complex can entirely explain the geochemical and Nd-Sr-isotopiccharacteristics of the monchiquites (i.e. a covariant alignment between (87Sr/86Sr)370 0.70367, (143Nd/144Nd)3700.51237 and (87Sr/86Sr)3700.70400, (143Nd/144Nd)370 0.51225 representing the end points of the array). This signature points to isotopic heterogeneities of the mantle source of the dyke-producing magma. The four mantle components (i.e. depleted mantle, lower mantle plume component, EMI-like component and EMII-like component) must occur in different proportions on a small scale in order to explain the isotopic variations of the dyke rocks. The EMII-like component might be incorporated into the source area of the primary magma by carbonatitic fluids involving subducted crustal material. The most likely model to explain the small-scale isotopic heterogeneity is plume activity. The results of this study do not provide any support to a cogenetic origin (e.g. fractionation or liquid immiscibility) for carbonatite and monchiquite or other alkali-silicate dyke rocks occurring in spatial proximity. Instead, we propose that both, carbonatite and picrite=monchiquite, originated by low-degree partial melting of peridotite. Textural observations, mineralogical data, and C and O isotopic compositions suggest incorporation of calcite from carbonatite in monchiquite and the occurrence of late-stage carbothermal fluids.