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Lead isotope signatures of Kerguelen plume-derived olivine-hosted melt inclusions: Constraints on the ocean island basalt petrogenesis

Authors :
Jean-Luc Devidal
Michel Grégoire
Frédéric Béjina
Anastassia Y. Borisova
Etienne Deloule
Philippe de Parseval
François Faure
Lomonosov Moscow State University (MSU)
Géosciences Environnement Toulouse (GET)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre de Recherches Pétrographiques et Géochimiques (CRPG)
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Dynamique terrestre et planétaire (DTP)
Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP)
Laboratoire Magmas et Volcans (LMV)
Observatoire de Physique du Globe de Clermont-Ferrand (OPGC)
Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand 2 (UBP)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand 2 (UBP)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire des Mécanismes et Transfert en Géologie (LMTG)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP)
Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP)
Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand 2 (UBP)-Observatoire de Physique du Globe de Clermont-Ferrand (OPGC)
Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand 2 (UBP)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP)
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Source :
Lithos, Lithos, 2014, 198-199, pp.153-171. ⟨10.1016/j.lithos.2014.03.022⟩, Lithos, Elsevier, 2014, 198-199, pp.153-171. ⟨10.1016/j.lithos.2014.03.022⟩
Publication Year :
2014
Publisher :
HAL CCSD, 2014.

Abstract

International audience; The nature of magmatic sources reflected by isotopic composition of the ocean island basalt (OIB) remains an on-going question in igneous geochemistry. To constrain the magmatic sources for OIB related to the Kerguelen plume activity, we performed detailed microanalytical investigation of the 21.4 Ma picritic basalt (MD109-D6-87) dredged during the "Marion Dufresne" cruise on a seamount between Kerguelen Archipelago and Heard Island. Lead isotope compositions of olivine-hosted melt inclusions and matrix glasses were measured by Laser Ablation Multiple Collector Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (LA-MC-ICP-MS) and Secondary Ion Mass Spectrometry (SIMS). We also performed major and trace element microanalyses and mapping of the inclusions and the host olivine phenocrysts by electron microprobe (wavelength-dispersive X-ray spectroscopy, WDS). The observed significant major element (K2O/P2O5, Al2O3/TiO2) and Pb isotope (207Pb/206Pb and 208Pb/206Pb) heterogeneities of parental melts (MgO = 7-10 wt.%) during early high pressure crystallisation stage (200-300 MPa, Fo82-86 mol%), and relative homogeneity at later lower-pressure crystallisation stage (< 100 MPa, Fo75-80 mol%) are interpreted by mixing between "Plume" and "Assimilant" melts during magma residence and transport. Lead isotope composition of the parental basaltic melts was inherited from both heterogeneous mantle and the Kerguelen Plateau crust. High K2O/P2O5 (> 4), Al2O3/TiO2 (> 4) ratios are attributed to assimilation of the plateau basaltic crust (≥ 50 wt.%) by the melts in the magma chamber at palaeodepths from 6 to 9 km. The crustal assimilation may have happened through plagioclase dissolution. The large chemical and isotopic heterogeneity of the parental OIB melts found by in situ microanalyses in this study suggests that the bulk rock chemistry alone cannot provide enough information to constrain the nature of the magmatic sources.

Details

Language :
English
ISSN :
00244937
Database :
OpenAIRE
Journal :
Lithos, Lithos, 2014, 198-199, pp.153-171. ⟨10.1016/j.lithos.2014.03.022⟩, Lithos, Elsevier, 2014, 198-199, pp.153-171. ⟨10.1016/j.lithos.2014.03.022⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....6af27409931b982e2eaee42e37c24928
Full Text :
https://doi.org/10.1016/j.lithos.2014.03.022⟩