Propagators and ridge jumps in a back-arc basin, the West Philippine Basin

We explore the tectono-magmatic processes in the western West Philippine Basin, Philippine Sea Plate, using bathymetric data acquired in 2003 and 2004. The northwestern part of the basin formed through a series of northwestward propagating rifts. We identify at least five sequences of propagating rifts, probably triggered by mantle flow away from the mantle thermal anomaly that is responsible for the origin of the Benham and Urdenata plateaus. Gravitational forces caused by along-axis topographic gradient and a similar to 30 degrees ridge reorientation appear to also be driving the rift propagations. The along-axis mantle flow appears to be reduced and deflected along the Luzon-Okinawa fracture zone, because the spreading system remained stable west of this major fault zone. North-east of the Benham plateau, a left-lateral fracture zone has turned into a NE-SW-trending spreading axis. As a result, a microplate developed at the triple junction.

Ortognaisses peraluminosos associados ao Grupo Araxá na região de Mairipotaba-Prof. Jamil Safady, Goiás

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Ortognaisses peraluminosos associados ao grupo Araxá na região de Rochedo, Goiás

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Oceanic crust and island arc formation in Central Asia during late Neoproterozoic times - evidence from petrological and geochemical studies

Die vorliegende Arbeit behandelt die Entwicklung des 570 Ma alten, neoproterozoischen Agardagh - Tes-Chem Ophioliths (ATCO) in Zentralasien. Dieser Ophiolith liegt südwestlich des Baikalsees (50.5° N, 95° E) und wurde im frühen Stadium der Akkretion des Zentralasiatischen Mobilgürtels auf den nordwestlichen Rand des Tuvinisch-Mongolischen Mikrokontinentes aufgeschoben. Bei dem Zentralasiatische Mobilgürtel handelt es sich um einen riesigen Akkretions-Subduktionskomplex, der heute das größte zusammenhängende Orogen der Erde darstellt. Im Rahmen dieser Arbeit wurden eine Reihe plutonischer und vulkanischer Gesteine, sowie verschiedene Mantelgesteine des ATCO mittels mikroanalytischer und geochemischer Verfahren untersucht (Elektronenstrahlmikrosonde, Ionenstrahlmikrosonde, Spurenelement- und Isotopengeochemie). Die Auswertung dieser Daten ermöglichte die Entwicklung eines geodynamisch-petrologischen Modells zur Entstehung des ATCO. Die vulkanischen Gesteine lassen sich aufgrund ihrer Spurenelement- und Isotopenzusammensetzung in inselbogenbezogene und back-arc Becken bezogene Gesteine (IA-Gesteine und BAB-Gesteine) unterscheiden. Darüber hinaus gibt es eine weitere, nicht eindeutig zuzuordnende Gruppe, die hauptsächlich mafische Gänge umfasst. Der grösste Teil der untersuchen Vulkanite gehört zur Gruppe der IA-Gesteine. Es handelt sich um Al-reiche Basalte und basaltische Andesite, welche aus einem evolvierten Stammmagma mit Mg# 0.60, Cr ~ 180 µg/g und Ni ~ 95 µg/g hauptsächlich durch Klinopyroxenfraktionierung entstanden sind. Das Stammmagma selbst entstand durch Fraktionierung von ca. 12 % Olivin und geringen Anteilen von Cr-Spinell aus einer primären, aus dem Mantel abgeleiteten Schmelze. Die IA-Gesteine haben hohe Konzentrationen an inkompatiblen Spurenelementen (leichte-(L)- Seltenerdelement-(SEE)-Konzentrationen etwa 100-fach chondritisch, chondrit-normierte (La/Yb)c von 14.6 - 5.1), negative Nb-Anomalien (Nb/La = 0.37 - 0.62) und niedrige Zr/Nb Verhältnisse (7 - 14) relativ zu den BAB-Gesteinen. Initiale eNd Werte liegen bei etwa +5.5, initiale Bleiisotopenverhältnisse sind: 206Pb/204Pb = 17.39 - 18.45, 207Pb/204Pb = 15.49 - 15.61, 208Pb/204Pb = 37.06 - 38.05. Die Anreicherung lithophiler inkompatibler Spurenelemente (LILE) in dieser Gruppe ist signifikant (Ba/La = 11 - 130) und zeigt den Einfluss subduzierter Komponenten an. Die BAB-Gesteine repräsentieren Schmelzen, die sehr wahrscheinlich aus der gleichen Mantelquelle wie die IA-Gesteine stammen, aber durch höhere Aufschmelzgrade (8 - 15 %) und ohne den Einfluss subduzierter Komponenten entstanden sind. Sie haben niedrigere Konzentrationen an inkompatiblen Spurenelementen, flache SEE-Muster ((La/Yb)c = 0.6 - 2.4) und höhere initiale eNd Werte zwischen +7.8 und +8.5. Nb Anomalien existieren nicht und Zr/Nb Verhältnisse sind hoch (21 - 48). Um die geochemische Entwicklung der vulkanischen Gesteine des ATCO zu erklären, sind mindestens drei Komponenten erforderlich: (1) eine angereicherte, ozeaninselbasalt-ähnliche Komponente mit hoher Nb Konzentration über ~ 30 µg/g, einem niedrigen Zr/Nb Verhältnis (ca. 6.5), einem niedrigen initialen eNd Wert (um 0), aber mit radiogenen 206Pb/204Pb-, 207Pb/204Pb- und 208Pb/204Pb-Verhältnissen; (2) eine N-MORB ähnliche back-arc Becken Komponente mit flachem SEE-Muster und einem hohen initialen eNd Wert von mindestens +8.5, und (3) eine Inselbogen-Komponente aus einer verarmten Mantelquelle, welche durch die abtauchende Platte geochemisch modifiziert wurde. Die geochemische Entstehung der ATCO Vulkanite lässt sich dann am besten durch eine Kombination aus Quellenkontamination, fraktionierte Kristallisation und Magmenmischung erklären. Geodynamisch gesehen entstand der ATCO sehr wahrscheinlich in einem intraozeanischen Inselbogen - back-arc System. Bei den untersuchten Plutoniten handelt es sich um ultramafische Kumulate (Wehrlite und Pyroxenite) sowie um gabbroische Plutonite (Olivin-Gabbros bis Diorite). Die geochemischen Charakteristika der mafischen Plutonite sind deutlich unterschiedlich zu denen der vulkanischen Gesteine, weshalb sie sehr wahrscheinlich ein späteres Entwicklungsstadium des ATCO repräsentieren. Die Spurenelement-Konzentrationen in den Klinopyroxenen der ultramafischen Kumulate sind extrem niedrig, mit etwa 0.1- bis 1-fach chondritischen SEE-Konzentrationen und mit deutlich LSEE-verarmten Mustern ((La/Yb)c = 0.27 - 0.52). Berechnete Gleichgewichtsschmelzen der ultramafischen Kumulate zeigen grosse Ähnlichkeit zu primären boninitischen Schmelzen. Die primären Magmen waren daher boninitischer Zusammensetzung und entstanden in dem durch vorausgegangene Schmelzprozesse stark verarmten Mantelkeil über einer Subduktionszone. Niedrige Spurenelement-Konzentrationen zeigen einen geringen Einfluss der abtauchenden Platte an. Die Spurenelement-Konzentrationen der Gabbros sind ebenfalls niedrig, mit etwa 0.5 - 10-fach chondritischen SEE-Konzentrationen und mit variablen SEE-Mustern ((La/Yb)c = 0.25 - 2.6). Analog zu den Vulkaniten der IA-Gruppe haben alle Gabbros eine negative Nb-Anomalie mit Nb/La = 0.01 - 0.31. Die initialen eNd Werte der Gabbros variieren zwischen +4.8 und +7.1, mit einem Mittelwert von +5.9, und sind damit identisch mit denen der IA-Vulkanite. Bei den untersuchten Mantelgesteinen handelt es sich um teilweise serpentinisierte Dunite und Harzburgite, die alle durch hohe Mg/Si- und niedrige Al/Si-Verhältnisse gekennzeichnet sind. Dies zeigt einen refraktären Charakter an und steht in guter Übereinstimmung mit den hohen Cr-Zahlen (Cr#) der Spinelle (bis zu Cr# = 0.83), auf deren Basis der Aufschmelzgrad der residuellen Mantelgesteine berechnet wurde. Dieser beträgt etwa 25 %. Die geochemische Zusammensetzung und die petrologischen Daten der Ultramafite und Gabbros lassen sich am besten erklären, wenn man für die Entstehung dieser Gesteine einen zweistufigen Prozess annimmt. In einer ersten Stufe entstanden die ultramafischen Kumulate unter hohem Druck in einer Magmenkammer an der Krustenbasis, hauptsächlich durch Klinopyroxen-Fraktionierung. Bei dieser Magmenkammer handelte es sich um ein offenes System, dem von unten laufend neue Schmelze zugeführt wurde, und aus dem im oberen Bereich evolviertere Schmelzen geringerer Dichte entwichen. Diese evolvierten Schmelzen stiegen in flachere krustale Bereiche auf und bildeten dort meist isolierte Intrusionskörper. Diese Intrusionskörper erstarrten ohne Magmen-Nachschub, weshalb petrographisch sehr unterschiedliche Gesteine entstehen konnten. Eine geochemische Modifikation der abkühlenden Schmelzen erfolgte allerdings durch die Assimilation von Nebengestein. Da innerhalb der Gabbros keine signifikante Variation der initalen eNd Werte existiert, handelte es sich bei dem assimilierten Material hauptsächlich um vulkanische Gesteine des ATCO und nicht um ältere, möglicherweise kontinentale Kruste.

Magma differentiation fractionates Mo isotope ratios: Evidence from the Kos Plateau Tuff (Aegean Arc)

We investigated high temperature Mo isotope fractionation in a hydrous supra-subduction volcano-plutonic system (Kos, Aegean Arc, Greece) in order to address the debate on the δ98/95Mo variability of the continental crust. In this igneous system, where differentiation is interpreted to be dominated by fractional crystallization, bulk rock data from olivine basalt to dacite show δ98/95Mo ratios increasing from +0.3 to +0.6‰ along with Mo concentrations increasing from 0.8 to 4.1 μg g−1. Data for hornblende and biotite mineral separates reveal the extraction of light Mo into crystallizing silicates, with minimum partition coefficients between hornblende- silicate melt and biotite-silicate melt of 0.6 and 0.4 δ98/95Mo, respectively. Our data document significant Mo isotope fractionation at magmatic temperatures, hence, the igneous contribution to continental runoff is variable, besides probable source-related variability. Based on these results and published data an average continental δ98/95Mo of +0.3 to +0.4‰ can be derived. This signature corresponds more closely to the average of published data of dissolved Mo loads of large rivers than previous estimates and is consistent with an upper limit of δ98/95Mo = 0.4‰ of the Earth's upper crust as derived from the analysis of molybdenites.

Age and chemical composition of magmatic rocks from the Belkovsky Island, New Siberian Islands

The study was inspired by information on Paleozoic andesites, dacites, and diabases on the Belkovsky Island in the 1974 geological survey reports used to reconstruct tectonic evolution of the continental block comprising the New Siberian Islands and the bordering shelf. We did not find felsic volcanics or Middle Paleozoic intrusions in the studied area of the island. Igneous rocks are mafic subvolcanic intrusions including dikes, randomly shaped bodies, explosion breccias, and peperites. They belong to the tholeiitic series and are similar to Siberian traps in petrography and trace-element compositions, with high LREE and LILE and prominent Nb negative anomalies. The island arc affinity is due to continental crust contamination of mantle magma and its long evolution in chambers at different depths. K-Ar biotite age (252+/-5 Ma) of magmatism indicates that it was coeval to the main stage of trap magmatism in the Siberian craton at the Permian-Triassic boundary. The terrane including the New Siberian Islands occurred on the periphery of the Siberian trap province where magmatism acted in rifting environment. Magma intruded into semiliquid wet sediments at shallow depths shortly after their deposition. Therefore, the exposed Paleozoic section in Belkovsky Island may include Permian or possibly Lower Triassic sediments of younger ages than it was believed earlier.

Petrology and chemistry of ODP Site 134-828 magmatic rocks

Petrography, major and trace elements, mineral chemistry, and Sr, Nd, and Pb isotopic ratios are reported for igneous rocks drilled on the northern flank of the North d'Entrecasteaux Ridge (NDR) during Ocean Drilling Program (ODP) Leg 134 Site 828. These rocks comprise a breccia unit beneath a middle Eocene foraminiferal ooze. Both geophysical characteristics and the variety of volcanic rocks found at the bottom of Holes 828A and 828B indicate that a very immature breccia or scree deposit was sampled. Basalts are moderately to highly altered, but primary textures are well preserved. Two groups with different magmatic affinities, unrelated to the stratigraphic height, have been distinguished. One group consists of aphyric to sparsely plagioclase + clinopyroxene-phyric basalts, characterized by high TiO2 (~2 wt%) and low Al2O3 (less than 15 wt%) contents, with flat MORB-normalized incompatible element patterns and LREE-depleted chondrite-normalized REE patterns. This group resembles N-MORB. The other group comprises moderately to highly olivine + plagioclase-phyric basalts with low TiO2 (<1 wt%) and high Al2O3 (usually >15 wt%) contents, and marked HFSE depletion and LFSE enrichment. Some lavas in this group are picritic, with relatively high modal olivine abundances, and MgO contents up to 15 wt%. Both the basalts and picritic basalts of this group reflect an influence by subduction-related processes, and have compositions transitional between MORB and IAT. Lavas with similar geochemical features have been reported from small back-arc basins such as the Mariana Trough, Lau Basin, Sulu Sea, and the North Fiji Basin and are referred to as back-arc basin basalts. However, regional tectonic considerations suggest that the spreading that produced these backarc basin basalts may have occurred in the forearc region of the southwest-facing island arc that existed in this region in the Eocene.

Chemical and mineral composition of rocks and sediments from the Amirante Arc

New geological and geophysical data on the Amirante Arc, which locates to the south of the Seychelles Islands, are presented. These data were obtained by Pacific Oceanological Institute during the 33-rd cruise of R/V Professor Bogorov in 1990. The Amirante Arc represents a seamount chain, which has submeridional strike and total length about 400 km. To the west of the Amirante Arc there are a deep sea trench and a back-arc basin, i.e. this area is characterized by structural elements associated with the subduction zone of Western Pacific type. According to our data the Amirante Arc is composed by tholeiites of ocean plateau type. This facts are evidences that the Amirante Arc differs from typical Pacific island arcs. This gives an opportunity to distinguish a special type of oceanic structures, i.e. non-volcanic (amagmatic) ridges. The Amirante Ridge has been probably formed as a result of oceanic crust heaping due to horizontal displacements of its blocks in the process of spreding ridge formation in the Indian Ocean during Cretaceous-Paleogene.