Re-Os isotope and highly siderophile element systematics of the Parana continental flood basalts (Brazil)

Basalts of the Parana continental flood basalt (PCFB) province erupted through dominantly Proterozoic continental crust during the Cretaceous. In order to examine the mantle source(s) of this major flood basalt province, we studied Os, Sr, Nd, and Pb isotope systematics, and highly siderophile element (HSE) abundances in tholeiitic basalts that were carefully chosen to show the minimal effects of crustal contamination. These basalts define a precise Re-Os isochron with an age of 131.6 +/- 2.3 Ma and an initial Os-187/Os-188 of 0.1295 +/- 0.0018 (gamma Os-187 = +2.7 +/- 1.4). This initial Os isotopic composition is considerably more radiogenic than estimates of the contemporary Depleted Mantle (DM). The fact that the Re-Os data define a well constrained isochron with an age similar to Ar-40/Ar-39 age determinations, despite generally low Os concentrations, is consistent with closed-system behavior for the HSE. Neodymium, Sr, and Pb isotopic data suggest that the mantle source of the basalts had been variably hybridized by melts derived from enriched mantle components. To account for the combined Os, Nd, Sr, and Pb isotopic characteristics of these rocks, we propose that the primary melts formed from metasomatized asthenospheric mantle (represented by arc-mantle peridotite) that underwent mixing with two enriched components, EM-I and EM-II. The different enriched components are reflected in minor isotopic differences between basalts from southern and northern portions of the province. The Tristan da Cunha hotspot has been previously suggested to be the cause of the Parana continental flood basalt magmatism. However, present-day Tristan da Cunha lavas have much higher Os-187/Os-188 isotopic compositions than the source of the PCFB. These data, together with other isotopic and elemental data, preclude making a definitive linkage between the Tristan plume and the PCFB. (C) 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.

Sr-Nd-Pb isotopic constraints on the nature of the mantle sources involved in the genesis of the high-Ti tholeiites from northern Paraná Continental Flood Basalts (Brazil)

There has been little research on geochemistry and isotopic compositions in tholeiites of the Northern region from the Paraná Continental Flood Basalts (PCFB), one of the largest continental provinces of the world. In order to examine the mantle sources involved in the high-Ti (Pitanga and Paranapanema) basalt genesis, we studied Sr, Nd, and Pb isotopic systematics, and major, minor and incompatible trace element abundances. The REE patterns of the investigated samples (Pitanga and Paranapanema magma type) are similar (parallel to) to those of Island Arc Basalts' REE patterns. The high-Ti basalts investigated in this study have initial (133Ma) 87Sr/86Sr ratios of 0.70538-0.70642, 143Nd/144Nd of 0.51233-0.51218, 206Pb/204Pb of 17.74-18.25, 207Pb/204Pb of 15.51-15.57, and 208Pb/204Pb of 38.18-38.45. These isotopic compositions do not display any correlation with Nb/Th, Nb/La or P2O5/K2O ratios, which also reflect that these rocks were not significantly affected by low-pressure crustal contamination. The incompatible trace element ratios and Sr-Nd-Pb isotopic compositions of the PCFB tholeiites are different to those found in Tristan da Cunha ocean island rocks, showing that this plume did not play a substantial role in the PCFB genesis. This interpretation is corroborated by previously published osmium isotopic data (initial γOs values range from+1.0 to+2.0 for high-Ti basalts), which also preclude basalt generation by melting of ancient subcontinental lithospheric mantle. The geochemical composition of the northern PCFB may be explained through the involvement of fluids and/or small volume melts related to metasomatic processes. In this context, we propose that the source of these magmas is a mixture of sublithospheric peridotite veined and/or interlayered with mafic components (e.g., pyroxenites or eclogites). The sublithospheric mantle (dominating the osmium isotopic compositions) was very probably enriched by fluids and/or magmas related to the Neoproterozoic subduction processes. This sublithospheric mantle region may have been frozen and coupled to the base of the Parana basin lithospheric plate above which the Paleozoic subsidence and subsequent Early Cretaceous magmatism occurred. © 2013 Elsevier Ltd.

Re-Os isotope and highly siderophile element systematics of the Parana continental flood basalts (Brazil)

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Rb, Sr, Sm and Nd concentrations and isotopic composition of basalts from DSDP Leg 74 (Table 1)

Basement intersected in DSDP holes 525A, 528 and 527 on the Walvis Ridge consists of submarine basalt flows and pillows with minor intercalated sediments. These holes are situated on the crest and mid and lower northwest flank of a NNW-SSE-trending ridge block which would have closely paralleled the paleo mid-ocean ridge (Rabinowitz and LaBrecque, 1979 doi:10.1029/JB084iB11p05973, Moore et al. (1983 doi:10.1130/0016-7606(1983)94<907:TWRTDS>2.0.CO;2). The basalts were erupted approximately 70 m.y. ago, an age equivalent to that of immediately adjacent oceanic crust in the Angola Basin and coraistent with formation at the paleo mid-ocean ridge (Moore et al., 1983). The basalt types vary from aphyric quartz tholeiites on the ridge crest to highly plagioclase phyric olivine tholeiites on the ridge flank. These show systematic differences in incompatible trace element and isotopic composition. Many element and isotope ratio pairs form systematic trends with the ridge crest basalts at one end and the highly phyric ridge flank basalts at the other. The low 143Nd/144Nd (0.51238), 206Pb/204Pb (17.54), 207Pb/204Pb (15.47), 208Pb/204Pb (38.14) and high 87Sr/86Sr (0.70512) ratios of the ridge crest basalts suggest derivation from an old Nd/Sm-, Rb/Sr- and Pb/U-enriched mantle source. This isotopic signature is similar to that of alkaline basalts on Tristan da Cunha but offset to significantly lower Nd and Pb isotopic ratios. The isotopic ratio trends may be extrapolated beyond the ridge flank basalts with higher 143Nd/144Nd (0.51270), 206Pb/204Pb (18.32), 207Pb/204Pb (15.52), 208Pb/204Pb (38.77) and lower 87Sr/86Sr (0.70417) ratios in the direction of increasingly Nd/Sm-, Rb/Sr- and Pb/U-depleted source compositions. These isotopic correlations are equally consistent with mixing of depleted and enriched end member melts or partial melting of an inhomogeneous, variably enriched mantle source. However, observed Zr-Ba-Nb-Y interelement relationships are inconsistent with any simple two-component model of magma mixing, as might result from the rise of a lower mantle plume through the upper mantle. Incompatible element and Pb isotopic systematics also preclude extensive involvement of depleted (N-type) MORB material or its mantle sources. In our preferred petrogenetic model the Walvis Ridge basalts were derived by partial melting of mantle similar to an enriched (E-type) MORB source which had become heterogeneous on a small scale due to the introduction of small-volume melts and metasomatic fluids.

Geochemical and isotopic composition of basalts from the axial Mid-Atlantic Ridge, South Atlantic

One of the essential problems of oceanic tectonics is estimation of the influence of plumes of the deep hot mantle on processes in the axial spreading zone. Areas of two giant (St. Helena and Tristan da Cunha) plumes in the Mid-Atlantic Ridge (MAR) rift zone (South Atlantic) are characterized by the effusion of basalts that differ from typical depleted riftogenic tholeiites by anomalously high contents of lithophile components and specific isotopic compositions. Moreover, the rift valley floor with basalt effusion is significantly uplifted above the adjacent sectors of the rift. The formation of the St. Helena Seamount located 400 km east of the MAR axis is related to magmatism that is active to this day. St. Helena Island is a member of the structural ensemble of large volcanic seamounts (Bonaparte, Bagration, and Kutuzov). Like St. Helena Island, each seamount incorporates a series of smaller rises of different morphologies and dimensions. Thus, a system of subparallel series of NE-trending (~45°) rises extend from the seamount ensemble to the African continent. According to the plate tectonics concept, the seamount series represent hotspots related to a deep mantle plume that can be projected onto the present-day St. Helena Island area (St. Helena plume). At the same time, the inferred topographic map based on satellite altimetry data shows that the seamount series also extend along the opposite southwestern direction (~225°) toward the axial MAR and even intersect the latter structure. This fact cannot be explained by the hotspot hypothesis, which suggests stationary positions of plumes relative to the mobile oceanic plate. In the course of Cruise 10 of the R/V Akademik Ioffe (2002), detailed geological and geophysical investigations were carried out at the junction of one structural series with the MAR rift zone located near the Martin Vaz Fracture Zone (Martin Vaz test area, 19°-20° S). The present communication is devoted to the study of lithology, geochemistry, and isotopy of basalts dredged at the test area.

Investigation of Mantle Dynamics from Platinum Group Elements and Rhenium-Osmium Isotope Systematics of Mantle Xenoliths from Oahu, Hawaii

Intraplate volcanism that has created the Hawaiian-Emperor seamount chain is generally thought to be formed by a deep-seated mantle plume. While the idea of a Hawaiian plume has not met with substantial opposition, whether or not the Hawaiian plume shows any geochemical signal of receiving materials from the Earth’s Outer Core and how the plume may or may not be reacting with the overriding lithosphere remain debatable issues. In an effort to understand how the Hawaiian plume works I report on the first in-situ sulfides and bulk rock Platinum Group Element (PGE) concentrations, together with Os isotope ratios on well-characterized garnet pyroxenite xenoliths from the island of Oahu in Hawaii. The sulfides are Fe-Ni Monosulfide Solid Solution and show fractionated PGE patterns. Based on the major elements, Platinum Group Elements and experimental data I interpret the Hawaiian sulfides as an immiscible melt that separated from a melt similar to the Honolulu Volcanics (HV) alkali lavas at a pressure-temperature condition of 1530 ± 100OC and 3.1±0.6 GPa., i.e. near the base or slightly below the Pacific lithosphere. The 187Os/188Os ratios of the bulk rock vary from subchondritic to suprachondritic (0.123-0.164); and the 187Os/188Os ratio strongly correlates with major element, High Field Strength Element (HFSE), Rare Earth Element (REE) and PGE abundances. These correlations strongly suggest that PGE concentrations and Os isotope ratios reflect primary mantle processes. I interpret these correlations as the result of melt-mantle reaction at the base of the lithosphere: I suggest that the parental melt that crystallized the pyroxenites selectively picked up radiogenic Os from the grain boundary sulfides, while percolating through the Pacific lithosphere. Thus the sampled pyroxenites essentially represent crystallized melts from different stages of this melt-mantle reaction process at the base of the lithosphere. I further show that the relatively low Pt/Re ratios of the Hawaiian sulfides and the bulk rock pyroxenites suggest that, upon ageing, such pyroxenites plus their sulfides cannot generate the coupled 186Os- 187Os isotope enrichments observed in Hawaiian lavas. Therefore, recycling of mantle sulfides of pyroxenitic parentage is unlikely to explain the enriched Pt-Re-Os isotope systematics of plume-derived lavas.

Controls of mantle potential temperature and lithospheric thickness on magmatism in the North Atlantic Igneous Province.

FUNDING This study was funded by University of Aberdeen. SUPPLEMENTARY DATA Supplementary data for this paper are available at Journal of Petrology online. ACKNOWLEDGEMENTS The authors wish to thank Claude Herzberg, Estaban Gazel and an anonymous reviewer for thoughtful and constructive reviews.

Multi-stage evolution of a sub-aerial volcanic ridge over the last 1.3 Myr: S. Jorge Island, Azores Triple Junction

New K/Ar dating and geochemical analyses have been carried out on the WNW-ESE elongated oceanic island of S. Jorge to reconstruct the volcanic evolution of a linear ridge developed close to the Azores triple junction. We show that S. Jorge sub-aerial construction encompasses the last 1.3 Myr, a time interval far much longer than previously reported. The early development of the ridge involved a sub-aerial building phase exposed in the southeast end of the island and now constrained between 1.32 +/- 0.02 and 1.21 +/- 0.02 Ma. Basic lavas from this older stage are alkaline and enriched in incompatible elements, reflecting partial melting of an enriched mantle source. At least three differentiation cycles from alkaline basalts to mugearites are documented within this stage. The successive episodes of magma rising, storage and evolution suggest an intermittent reopening of the magma feeding system, possibly due to recurrent tensional or trans-tensional tectonic events. Present data show a gap in sub-aerial volcanism before a second main ongoing building phase starting at about 750 ka. Sub-aerial construction of the S. Jorge ridge migrated progressively towards the west, but involved several overlapping volcanic episodes constrained along the main WNW-ESE structural axis of the island. Malic magmas erupted during the second phase have been also generated by partial melting of an enriched mantle source. Trace element data suggest, however, variable and lower degrees of partial melting of a shallower mantle domain, which is interpreted as an increasing control of lithospheric deformation on the genesis and extraction of primitive melts during the last 750 kyr. The multi-stage development of the S. Jorge volcanic ridge over the last 1.3 Myr has most likely been greatly influenced by regional tectonics, controlled by deformation along the diffuse boundary between the Nubian and the Eurasian plates, and the increasing effect of sea-floor spreading at the Mid-Atlantic Ridge.

Contribution to the geology of Thailand and implications for the geodynamic evolution of Southeast Asia

Abstract The purpose of this study is to unravel the geodynamic evolution of Thailand and, from that, to extend the interpretation to the rest of Southeast Asia. The methodology was based in a first time on fieldwork in Northern Thailand and Southernmost Myanmar, using a multidisciplinary approach, and then on the compilation and re-interpretation, in a plate tectonics point of view, of existing data about the whole Southeast Asia. The main results concern the Nan-Uttaradit suture, the Chiang Mai Volcanic Belt and the proposition of a new location for the Palaeotethys suture. This led to the establishment of a new plate tectonic model for the geodynamic evolution of Southeast Asia, implying the existence new terranes (Orang Laut and the redefinition of Shan-Thai) and the role of the Palaeopacific Ocean in the tectonic development of the area. The model proposed here considers the Palaeotethys suture as located along the Tertiary Mae Yuam Fault, which represents the divide between the Cimmerian Sibumasu terrane and the Indochina-derived Shan-Thai block. The term Shan-Thai, previously used to define the Cimmerian area (when the Palaeotethys suture was thought to represented by the Nan-Uttaradit suture), was redefined here by keeping its geographical location within the Shan States of Myanmar and Central-Northern Thailand, but attributing it an East Asian Origin. Its detachment from Indochina was the result of the Early Permian opening of the Nan basin. The Nan basin closed during the Middle Triassic, before the deposition of Carnian-Norian molasse. The modalities of the closure of the basin imply a first phase of Middle Permian obduction, followed by final eastwards subduction. The Chiang Mai Volcanic Belt consists of scattered basaltic rocks erupted at least during the Viséan in an extensional continental intraplate setting, on the Shan-Thai part of the Indochina block. The Viséan age was established by the dating of limestone stratigraphically overlying the basalts. In several localities of the East Asian Continent, coeval extensional features occur, possibly implying one or more Early Carboniferous extensional events at a regional scale. These events occurred either due to the presence of a mantle plume or to the roll-back of the Palaeopacific Ocean, subducting beneath Indochina and South China, or both. The Palaeopacific Ocean is responsible, during the Early Permian, for the opening of the Song Ma and Poko back-arcs (Vietnam) with the consequent detachment of the Orang Laut Terranes (Eastern Vietnam, West Sumatra, Kalimantan, Palawan, Taiwan). The Late Triassic/Early Jurassic closure of the Eastern Palaeotethys is considered as having taken place by subduction beneath its southern margin (Gondwana), due to the absence of Late Palaeozoic arc magmatism on its northern (Indochinese) margin and the presence of volcanism on the Cimmerian blocks (Mergui, Lhasa). Résumé Le but de cette étude est d'éclaircir l'évolution géodynamique de la Thaïlande et, à partir de cela, d'étendre l'interprétation au reste de l'Asie du Sud-Est. La méthodologie utilisée est basée dans un premier temps sur du travail de terrain en Thaïlande du nord et dans l'extrême sud du Myanmar, en se basant sur une approche pluridisciplinaire. Dans un deuxième temps, la compilation et la réinterprétation de données préexistantes sur l'Asie du Sud-est la été faite, dans une optique basée sur la tectonique des plaques. Les principaux résultats de ce travail concernent la suture de Nan-Uttaradit, la « Chiang Mai Volcanic Belt» et la proposition d'une nouvelle localité pour la suture de la Paléotethys. Ceci a conduit à l'établissement d'un nouveau modèle pour l'évolution géodynamique de l'Asie du Sud-est, impliquant l'existence de nouveaux terranes (Orang Laut et Shan-Thai redéfini) et le rôle joué par le Paléopacifique dans le développement tectonique de la région. Le modèle présenté ici considère que la suture de la Paléotethys est située le long de la faille Tertiaire de Mae Yuam, qui représente la séparation entre le terrain Cimmérien de Sibumasu et le bloc de Shan-Thai, d'origine Indochinoise. Le terme Shan-Thai, anciennement utilise pour définir le bloc Cimmérien (quand la suture de la Paléotethys était considérée être représentée par la suture de Nan-Uttaradit), a été redéfini ici en maintenant sa localisation géographique dans les états Shan du Myanmar et la Thaïlande nord-centrale, mais en lui attribuant une origine Est Asiatique. Son détachement de l'Indochine est le résultat de l'ouverture du basin de Nan au Permien Inférieur. Le basin de Nan s'est fermé pendant le Trias Moyen, avant le dépôt de molasse Carnienne-Norienne. Les modalités de fermeture du basin invoquent une première phase d'obduction au Permien Moyen, suivie par une subduction finale vers l'est. La "Chiang Mai Volcanic Belt" consiste en des basaltes éparpillés qui ont mis en place au moins pendant le Viséen dans un contexte extensif intraplaque continental sur la partie de l'Indochine correspondant au bloc de Shan-Thai. L'âge Viséen a été établi sur la base de la datation de calcaires qui surmontent stratigraphiquement les basaltes. Dans plusieurs localités du continent Est Asiatique, des preuves d'extension plus ou moins contemporaines ont été retrouvées, ce qui implique l'existence d'une ou plusieurs phases d'extension au Carbonifère Inférieur a une échelle régionale. Ces événements sont attribués soit à la présence d'un plume mantellique, ou au rollback du Paléopacifique, qui subductait sous l'Indochine et la Chine Sud, soit les deux. Pendant le Permien inférieur, le Paléopacifique est responsable pour l'ouverture des basins d'arrière arc de Song Ma et Poko (Vietnam), induisant le détachement des Orang Laut Terranes (Est Vietnam, Ouest Sumatra, Kalimantan, Palawan, Taiwan). La fermeture de la Paléotethys Orientale au Trias Supérieur/Jurassique Inférieur est considérée avoir eu lieu par subduction sous sa marge méridionale (Gondwana), à cause de l'absence de magmatisme d'arc sur sa marge nord (Indochinoise) et de la présence de volcanisme sur les blocs Cimmériens de Lhassa et Sibumasu (Mergui). Résumé large public L'histoire géologique de l'Asie du Sud-est depuis environ 430 millions d'années a été déterminée par les collisions successives de plusieurs continents les uns avec les autres. Il y a environ 430 millions d'années, au Silurien, un grand continent appelé Gondwana, a commencé à se «déchirer» sous l'effet des contraintes tectoniques qui le tiraient. Cette extension a provoqué la rupture du continent et l'ouverture d'un grand océan, appelé Paléotethys, éloignant les deux parties désormais séparées. C'est ainsi que le continent Est Asiatique, composé d'une partie de la Chine actuelle, de la Thaïlande, du Myanmar, de Sumatra, du Vietnam et de Bornéo a été entraîné avec le bord (marge) nord de la Paléotethys, qui s'ouvrait petit à petit. Durant le Carbonifère Supérieur, il y a environ 300 millions d'années, le sud du Gondwana subissait une glaciation, comme en témoigne le dépôt de sédiments glaciaires dans les couches de cet âge. Au même moment le continent Est Asiatique se trouvait à des latitudes tropicales ou équatoriales, ce qui permettait le dépôt de calcaires contenant différents fossiles de foraminifères d'eau chaude et de coraux. Durant le Permien Inférieur, il y a environ 295 millions d'années, la Paléotethys Orientale, qui était un relativement vieil océan avec une croûte froide et lourde, se refermait. La croûte océanique a commencé à s'enfoncer, au sud, sous le Gondwana. C'est ce que l'on appelle la subduction. Ainsi, le Gondwana s'est retrouvé en position de plaque supérieure, par rapport à la Paléotethys qui, elle, était en plaque inférieure. La plaque inférieure en subductant a commencé à reculer. Comme elle ne pouvait pas se désolidariser de la plaque supérieure, en reculant elle l'a tirée. C'est le phénomène du «roll-back ». Cette traction a eu pour effet de déchirer une nouvelle fois le Gondwana, ce qui a résulté en la création d'un nouvel Océan, la Neotethys. Cet Océan en s'ouvrant a déplacé une longue bande continentale que l'on appelle les blocs Cimmériens. La Paléotethys était donc en train de se fermer, la Neotethys de s'ouvrir, et entre deux les blocs Cimmériens se rapprochaient du Continent Est Asiatique. Pendant ce temps, le continent Est Asiatique était aussi soumis à des tensions tectoniques. L'Océan Paléopacifique, à l'est de celui-ci, était aussi en train de subducter. Cette subduction, par roll-back, a déchiré le continent en détachant une ligne de microcontinents appelés ici « Orang Laut Terranes », séparés du continent par deux océans d'arrière arc : Song Ma et Poko. Ceux-ci sont composés de Taiwan, Palawan, Bornéo ouest, Vietnam oriental, et la partie occidentale de Sumatra. Un autre Océan s'est ouvert pratiquement au même moment dans le continent Est Asiatique : l'Océan de Nan qui, en s'ouvrant, a détaché un microcontinent appelé Shan-Thai. La fermeture de l'Océan de Nan, il y a environ 230 millions d'années a resolidarisé Shan-Thai et le continent Est Asiatique et la trace de cet événement est aujourd'hui enregistrée dans la suture (la cicatrice de l'Océan) de Nan-Uttaradit. La cause de l'ouverture de l'Océan de Nan peut soit être due à la subduction du Paléopacifique, soit aux fait que la subduction de la Paléotethys tirait le continent Est Asiatique par le phénomène du « slab-pull », soit aux deux. La subduction du Paléopacifique avait déjà crée de l'extension dans le continent Est Asiatique durant le Carbonifère Inférieur (il y a environ 340-350 millions d'années) en créant des bassins et du volcanisme, aujourd'hui enregistré en différents endroits du continent, dont la ceinture volcanique de Chiang Mai, étudiée ici. A la fin du Trias, la Paléotethys se refermait complètement, et le bloc Cimmérien de Sibumasu entrait en collision avec le continent Est Asiatique. Comme c'est souvent le cas avec les grands océans, il n'y a pas de suture proprement dite, avec des fragments de croûte océanique, pour témoigner de cet évènement. Celui-ci est visible grâce à la différence entre les sédiments du Carbonifère Supérieur et du Permieñ Inférieur de chaque domaine : dans le domaine Cimmérien ils sont de type glaciaire alors que dans le continent Est Asiatique ils témoignent d'un climat tropical. Les océans de Song Ma et Poko se sont aussi refermés au Trias, mais eux ont laissé des sutures visibles

Geoquímica das rochas magmáticas da Ilha Brava:implicações para a origem e variabilidade espaço-temporal do ponto quente de Cabo Verde

A Ilha Brava (64 km2) localiza-se no extremo oeste do alinhamento meridional do arquipélago de Cabo Verde, sendo constituída por três unidades vulcanoestratigráficas que testemunham uma história vulcânica de cerca de 3 Ma. Foi escolhida como objecto de estudo na tentativa de contribuir para a melhor compreensão da origem e local de residência de alguns dos componentes mantélicos, das relações genéticas entre magmas silicatados e carbonatíticos, dos processos de desgaseificação de magmas carbonatíticos e da origem do carbono neles contido, da variabilidade geoquímica espaço-temporal do ponto quente de Cabo Verde, e da profundidade de enraizamento da sua pluma mantélica. A Brava contrasta com as outras ilhas do arquipélago por definir dois grupos geoquímicos distintos. As amostras do Complexo Basal, sendo menos radiogénicas Sr e He e mais em Nd e Pb que a unidade mais recente, são idênticas às ilhas do norte e explicáveis pela mistura de um componente do tipo HIMU (crosta oceânica reciclada com 1.3 Ga) e manto inferior (3He/4He até 12.85 Ra), carreados para a “superfície” pela pluma mantélica. Tal como é usual nas ilhas do sul, a Unidade Superior sugere, em adição, o envolvimento de um componente com afinidade EM-1, aqui considerado representativo de fragmentos de litosfera subcontinental dispersos na astenosfera. Os carbonatitos definem dois grupos com assinaturas isotópicas semelhantes às das rochas silicatadas contemporâneas. Os calciocarbonatitos resultaram de imiscibilidade líquida produzindo magmas nefeliníticos e carbonatíticos, enquanto os magnesiocarbonatitos representam líquidos residuais após a fraccionação de calcite a partir de um magma carbonatítico. As muito baixas razões 4He/40Ar* (≈ 0.25) que caracterizam a fonte dos carbonatitos do Complexo Basal indicam uma evolução a partir de razões K/U muito mais elevadas que o conjunto dos reservatórios silicatados da Terra. Sendo estes valores, também incompatíveis com a reciclagem de componentes crostais, foram aqui interpretados como podendo reflectir a contribuição do “missing Ar reservoir” para a fonte mantélica dos carbonatitos.

Growth mechanisms and timing of emplacement of a vertically layered mafic intrusion in the feeder zone of an ocean island volcano (Fuerteventura, Canary islands)

Résumé pour le grand public L'île de Fuerteventura (Canaries) offre l'occasion rare d'observer les racines d'un volcan océanique édifié il y a 25 à 30 millions d'années et complètement érodé. On y voit de nombreux petits plutons de forme et composition variées, témoignant d'autant d'épisodes de l'activité magmatique. L'un de ces plutons, appelé PX1, présente une structure inhabituelle formée d'une alternance de bandes verticales d'épaisseur métrique à hectométrique de roches sombres de composition pyroxénilique ou gabbroïque. Les pyroxénites résultent clairement de l'accumulation de cristaux de pyroxènes et non de la simple solidification d'un magma? Se pose dès lors la question de la nature du processus qui a conduit à l'accumulation verticale de niveaux concentrés en pyroxènes. En effet, les litages pyroxénitiques classiques sont subhorizontaux, car ils résultent de l'accumulation gravitaire des cristaux séparés du magma dont ils cristalli¬sent par sédimentation. Cette étude vise à identifier et comprendre les mécanismes qui ont engendré ce Iitage minéralogique vertical et l'im¬portant volume de ces faciès cumulatifs. Nous nous sommes également intéressés aux conditions de pression et de température régnant au moment de la mise en place du pluton, ainsi qu'à sa durée de vie et à sa vitesse de refroidis¬sement. Enfin une approche géochimique nous a permis de préciser la nature de la source mantellique des magmas liés à cette activité magmatique. PX1 est en réalité un complexe filonien formé à des conditions de pression et de température de 1-2 kbar et 1050- 1100°C; sa construction a nécessité au moins 150 km3 de magma. L'alternance d'horizons gabbroïques et pyroxéniti¬ques représente des injections successives de magma sous la forme de filons verticaux, mis en place dans un contexte régional en extension. L'étude des orientations des minéraux dans ces faciès révèle que les horizons gabbroïques enregistrent l'extension régionale, alors que les pyroxénites sont générées par une compaction au sein du pluton. Ceci suggère que le régime des contraintes, qui était extensif lors de l'initiation de la mise en place de PX1, est pério¬diquement devenu compressif au sein même du pluton. Cette compression serait liée à des cycles de mise en place où la vitesse de croissance du pluton dépassait celle de l'extension régionale. La différenciation observée au sein de chaque horizon, depuis des pyroxénites riches en olivine jusqu'à des pyroxé¬nites à plagioclase interstitiel et des gabbros, ainsi que la composition géochimique des minéraux qui les constituent suggèrent que chaque filon vertical s'est mis en place à partir d'un magma de composition identique, puis a évolué indépendamment des autres en fonction du régime thermique et du régime des contraintes local. Lorsque le magma en train de cristalliser s'est trouvé en compression, le liquide résiduel a été séparé des cristaux déjà formés et extrait du système, laissant derrière lui une accumulation de cristaux dont la nature et les proportions dépendaient du stade de cristallisation atteint par le magma au moment de l'extraction. Ainsi, les niveaux de pyroxénites à olivine (premier minéral à cristalliser) ont été formés lorsque le magma correspondant était encore peu cristallisé; à l'inverse, les py¬roxénites riches en plagioclase (minéral plus tardif dans la séquence de cristallisation) et certains gabbros à caractère cumulatif résultent d'une compression tardive dans le processus de cristallisation du filon concerné. Les liquides résiduels extraits des niveaux pyroxénitiques sont rarement observés dans PX1, certaines poches et filonets de com¬position anorthositique pourraient en être les témoins. L'essentiel de ces liquides a probablement gagné des niveaux supérieurs du pluton, voire la surface du volcan. L'origine du régime compressif périodique affectant les filons en voie de cristallisation est attribuée aux injections suivantes de magma au sein du pluton, qui se sont succédées à un rythme plus rapide que la vitesse de consolidation des filons. Des datations U/Pb de haute précision sur des cristaux de zircon et de baddeleyite ainsi que40Ar/39Ar sur des cris¬taux d'amphibole révèlent une initiation de la mise en place de PX1 il y a 22.1 ± 0,7 Ma; celle-ci a duré quelque 0,48 ± 0,22 à 0,52 ± 0,29 Ma. Ce laps de temps est compatible avec celui nécessaire à la cristallisation des filons individuels, qui va de moins d'une année lors de l'initiation du magmatisme à 5 ans lors du maximum d'activité de PX1. La présence de cristaux résorbés enregistrant une cristallisation complexe suggère l'existence d'une chambre mag¬matique convective sous-jacente à PX1 et périodiquement rechargée. Les compositions isotopiques des roches étu¬diées révèlent une source mantellique profonde de type point chaud avec une contribution du manteau lithosphéri- que métasomatisé présent sous les îles Canaries. Résumé L'intrusion mafique Miocène PX1 fait partie du soubassement superficiel (0.15-0.2 GPa, 1100 °Q d'un volcan d'île océanique. La particularité de ce pluton est l'existence d'alternances d'unités de gabbros et de pyroxénites qui met¬tent en évidence un litage magmatique vertical (NNE-SSW). Les horizons gabbroiques et pyroxénitiques sont constitués d'unités de différenciation métriques qui suggèrent tine mise en place par injections périodiques de filons verticaux de magma formant un complexe filonien. Chaque filon vertical a subi une différenciation parallèle à un front de solidification sub-vertical parallèle aux bords du filon. Les pyroxénites résultent du fractionnement et de l'accumulation d'olivine ± clinopyroxene ± plagioclase à partir d'un magma basaltique faiblement alcalin et sont interprétées comme étant des imités de différenciation tronquées dont le liquide interstitiel a été extrait par compaction. L'orientation préférentielle des clinopyroxènes dans ces pyroxe- nites (obtenues par analyse EBSD et micro-tomographique) révèle une composante de cisaillement simple dans la genèse de ces roches, ce qui confirme cette interprétation. La compaction des pyroxénites est probablement causée par a mise en place de filons de magma suivants. Le liquide interstitiel expulsé est probablement par ces derniers. Les clinopyroxènes des gabbros, montrent une composante de cisaillement pure suggérant qu'ils sont affectés par une déformation syn-magmatique parallèle aux zones de cisaillement NNE-SSW observées autour de PX1 et liées au contexte tectonique Miocène d'extension régionale. Ceci suggère que les gabbros sont liés à des taux de mise en place faibles à la fin de cycles d'activité magmatique et sont peu ou pas affectés par la compaction. L'initiation et la géométrie de PX1 sont donc contrôlées par le contexte tectonique régional d'extension alors que les taux et les volumes de magma dépendent de facteurs liés à la source. Des taux d'injection élevés résultent probable¬ment en une croissance du pluton supérieure à la place crée par cette extension. Dans ce cas de figure, la propagation des nouveaux dykes et l'inaptitude du magma à circuler à travers les anciens dykes cristallisés pourrait causer une augmentation de la pression non-lithostatique sur ces derniers, exprimée par un cisaillement simple et l'expulsion du liquide interstitiel qu'ils contiennent (documenté par les zones de collecte anorthositiques). Les compositions en éléments majeurs et traces des gabbros et pyroxenites de PX1 sont globalement homogènes et dépendent de la nature cumulative des échantillons. Cependant, de petites variations des concentrations en éléments traces ainsi que les teneurs en éléments traces des bordures de clinopyroxenes suggèrent que ces derniers ont subi un processus de rééquilibrage et de cristallisation in situ. L'homogénéité des compositions chimiques des échantillons, ainsi que la présence de grains de clinopyroxene résorbés suggère que le complexe filonien PX1 s'est mis en place au dessus d'une chambre magmatique périodiquement rechargée dans laquelle la convection est efficace. Chaque filon est donc issu d'un même magma, mais a subi une différenciation par cristallisation in situ (jusqu'à 70% de fraction¬nement) indépendamment des autres. Dans ces filons cristallisés, les minéraux cumulatifs subissent un rééquilibrage partiel avec les liquide interstitiel avant que ce dernier ne soit expulsé lors de la compaction (mettant ainsi un terme à la différenciation). Ce modèle de mise en place signifie qu'un minimum de 150Km3 de magma est nécessaire à la genèse de PX1, une partie de ce volume ayant été émis par le 'Central Volcanic Complex' de Fuerteventura. Les rapports isotopiques radiogéniques mesurés révèlent la contribution de trois pôles mantelliques dans la genèse du magma formant PX1. Le mélange de ces pôles HIMU, DMM et EM1 refléterai l'interaction du point chaud Cana¬rien avec un manteau lithosphérique hétérogène métasomatisé. Les petites variations de ces rapports et des teneurs en éléments traces au sein des faciès pourrait refléter des taux de fusion partielle variable de la source, résultant en un échantillonnage variable du manteau lithosphérique métasomatisé lors de son interaction avec le point chaud. Des datations U/Pb de haute précision (TIMS) sur des cristaux de zircon et de baddeleyite extraits de gabbros de PX1 révèlent que l'initiation de la cristallisation du magma a eu lieu il y a 22.10±0.07 Ma et que l'activité magmatique a duré un minimum de 0.48 à 0.52 Ma. Des âges 40Ar/39Ar obtenus sur amphibole sont de 21.9 ± 0.6 à 21.8 ± 0.3 Ma, identiques aux âges U/Pb. La combinaison de ces méthodes de datations, suggère que le temps maximum nécessaire à PX1 pour se refroidir en dessous de la température de fermeture de l'amphibole est de 0.8Ma. Ceci signifie que la durée de vie de PX1 est de 520 000 à 800 000 ans. La coexistence de cristaux de baddeleyite et de zircon dans un gabbro est attribuée à son interaction avec un fluide riche en C02 relâché par les carbonatites encaissantes lors du métamorphisme de contact généré par la mise en place de PX1 environ 160 000 ans après le début de sa mise en place. Les durées de vie obtenue sont en accord avec le modèle de mise en place suggérant une durée de cristallisation poux chaque filon allant de 1 an à 5 ans. Abstract The Miocene PX1 gabbro-pyroxenite intrusion (Fuerteventura, Canary Islands), is interpreted as the shallow-level feeder-zone (0.15-0.2 GPa and 1100-1120°C), to an ocean island volcano. The particularity of PX1 is that it displays a NNE-SSW trending vertical magmatic banding expressed by alternating gabbro and pyroxeriite sequences. The gabbro and pyroxenite sequences consist of metre-thick differentiation units, which suggest emplacement by pe¬riodic injection of magma pulses as vertical dykes that amalgamated, similarly to a sub-volcanic sheeted dyke com¬plex. Individual dykes underwent internal differentiation following a solidification front (favoured by a significant lateral/horizontal thermal gradient) parallel to the dyke edges. Pyroxenitic layers result from the fractionation and accumulation of clinopyroxene ± olivine ± plagioclase crystals from a mildly alkaline basaltic liquid and are interpre¬ted as truncated differentiation sequences, from which residual melts were extracted by compaction. Clinopyroxene mineral orientation in pyroxenites (evidenced by EBSD and micro X-ray tomography analysis) display a marked pure shear component, supporting this interpretation. Compaction and squeezing of the crystal mush is ascribed to the incoming and inflating magma pulses. The resulting expelled interstitial liquid was likely collected and erupted along with the magma flowing through the newly injected dykes. Gabbro sequences represent crystallised coalesced magma batches, emplaced at lower rates at the end of eruptive cycles, and underwent minor melt extraction as evi¬denced by clinopyroxene orientations that record a simple shear component suggesting syn-magmatic deformation parallel to observed NNF.-SSW trending shear-zones induced by the regional tensional Miocene stress-field. The initiation and geometry of PX1 is controlled by the regional extensional tectonic regime whereas rates and vo¬lumes of magma depend on source-related factors. High injection rates are likely to induce intrusion growth rates larger than could be accommodated by the regional extension. In this case, dyke tip geometry and the inability of magma to circulate through previously emplaced and crystallised dykes could result in an increase of non-lithostatic pressure on previously emplaced mushy dyke walls; generating strong pure-shear compaction and interstitial melt expulsion within the feeder-zone as recorded by the cumulitic pyroxenite bands and anorthositic collection zones. The whole-rock major and trace-element chemistry of PX1 gabbros and pyroxenites is globally homogeneous and controlled by the cumulate nature of the samples (i.e. on the modal proportions of olivine, pyroxene, plagioclase and oxides). However, small variations of whole-rock trace-element contents as well as trace-element contents of clinopyroxene rims suggest that in-situ re-equilibration and crystallisation has occurred. Additionally, the global homogeneity and presence of complex zoning of rare resorbed clinopyroxene crystals suggest that the PX1 feeder- zone overlies a periodically replenished and efficiently mixed magma chamber. Each individual dyke of magma thus originated from a compositionally constant mildly alkaline magma and differentiated independently from the others reaching up to 70% fractionation. Following dyke arrest these are affected by interaction with the trapped interstitial liquid prior to its compaction-linked expulsion (thus stopping the differentiation process). This emplacement model implies that minimum amount of approximately 150 km3 of magma is needed to generate PX1, part of it having been erupted through the overlying Central Volcanic Complex of Fuerteventura. The radiogenic isotope ratios of PX1 samples reveal the contribution on three end-members during magma genesis. This mixing of the H1MU, EMI and DMM end-members could reflect the interaction of the deep-seated Canarian mantle plume with a heterogeneous metasomatic and sepentininsed lithospheric mantle. Additionally, the observed trace-element and isotopic variations within the same fades groups could reflect varying degrees of partial melting of the source region, thus tapping more or less large areas of the metasomatised lithospheric mantle during interac¬tion with the plume. High precision ID-TIMS U/Pb zircon and baddeleyite ages from the PX1 gabbro samples, indicate initiation of magma crystallisation at 22.10 ± 0.07 Ma. The magmatic activity lasted a minimum of 0.48 to 0.52 Ma. 40Ar/39Ar amphibole ages are of 21.9 ± 0.6 to 21.8 ± 0.3, identical within errors to the U/Pb ages. The combination of the 40Ar/39Ar and U/Pb datasets imply that the maximum amount of time PX1 took to cool below amphibole Tc is 0.8 Ma, suggesting PX1 lifetime of 520 000 to 800 000 years. On top of this, the coexistence of baddeleyite and zircon in a single sample is ascribed to the interaction of PX1 with C02-rich carbonatite-derived fluids released from the host-rock carbonatites during contact metamorphism 160 000 years after PX1 initiation. These ages are in agreement with the emplacement model, implying a crystallisation time of less than 1 to 5 years for individual dykes.

Late mesozoic to neogene radiolarian biostratigraphy and palaeoceanography in the Caribbean and East pacific region

^Raduolarians constitute a good tool for contributing to the biostratigraphy of accreted terranes and in deep-sea sediment sequences. The use of radiolarians is also proven to be valuable as a palaeoceanographic indicator. The present study evaluates radiolarians in three different geological settings, in order to better constrain the age of the sites and to try to understand their palaeoenvironmental situation at different periods, particularly in the Caribbean-Central America area. On the Jarabacoa Block, in Central Dominican Republic, a hundred meters of siliceous mudstones (Pedro Brand section in the Tireo Group) was dated as Turonian- Coniancian in age using radiolarians. A 40Ar-39Ar whole rock age of 75.1±1.1 Ma (Campanian), obtained in a basalt dyke crosscutting the radiolarian bearing rocks, a consistent minimum age for the pelagic-hemipelagic Pedro Brand section. The Jarabacoa Block is considered as the most complete outcrop section of Pacific ocean crust overlain by a first Aptian-Albian phase of Caribbean Large Igneous Province-type activity (CLIP), followed by the development of a Cenomanian-Santonian intraoceanic arc, which is in turn overlain by a late Campanian-Maastrichtian CLIP-phase. The Tireo Group records an episode of pelagic to hemi-pelagic and intermediate to acidic arc-derived sedimentation, previous to the youngest magmatic phase of the CLIP. Thus, the section of Pedro Brand has been interpreted in this study as being part of the intraoceanic arc. In northern Venezuela, a greenish radiolarite section from Siquisique Ophiolite (basalts, gabbros and some associated cherts) in Guaparo Creek has been studied. In previous studies, the Ophiolite unit (Petacas Creek section) has been dated as Bajocian-Bathonian, based on ammonites present in interpillow sediments from basalt blocks. New dating of the present study concluded in an Aptian?-Albian-Cenomanian age for the Guaparo creek section (middle Cretaceous), based on radiolarian assemblage associated to basalts-gabbros rocks of the unit. Previous plagioclase 40Ar-39Ar ages from the Siquisuique Ophiolite may be slightly younger (94-90 Ma.) and may, therefore, represent younger dykes that intruded onto a well-developed sheeted dyke complex of the Siquisique. The geochemistry of these rocks and the palaeotectonic reconstruction of the Caribbean area during this period suggest that these rocks were derived from a mid-ocean ridge with an influence of deep mantle plume. The Siquisique Ophiolite most probably represents a fragment of the proto-Caribbean basin. The Integrated Ocean Drilling Program Expedition 344 drilled a transect across the convergent margin off Costa Rica. Two sites of this expedition were chosen for radiolarian biostratigraphy and palaeoceanographic studies. Both sites (U1381C and U1414A) are located in the incoming Cocos plate, in the eastern Equatorial Pacific. The succession of U1381C yields a Middle Miocene to Pleistocene age, and presents an important hiatus of approximately 10 Ma. The core of U1414A exposes a continuous sequence that deposited during Late Miocene to Pleistocene (radiolarian zones RN6-RN16). The ages were assigned based on radiolarians and correlated with nannofossil zonation and tephra 40Ar-39Ar datation. With those results, and considering the northward movement of the Cocos plate motion (about 7 cm/year), deduction is made that the sites U1381C and U1414A were initially deposited during the Miocene, several hundreds of kilometres from the current location, slightly south of the Equator. This suggests that the faunas of these sites have been subjected to different currents, first influenced by the cold tongue of the South Equatorial Current and followed by the warm Equatorial Countercurrent. At last, coastal upwelling influenced faunas of the Pleistocene. -- Les radiolaires sont considérés comme un outil utile à la biostratigraphie des terrains accrétés et des sédiments profonds. Leur utilité est aussi prouvée comme étant remarquable au niveau des reconstructions paléocéanographiques. La présente étude évalue l'importance et la présence des radiolaires de trois localités géologiquement différentes d'Amérique Centrale-Caraïbes, dans le but d'améliorer les model d'âges et de mieux comprendre la situation paléoenvironnementale à travers le temps. Dans le Bloque de Jarabacoa, au centre de la République Dominicaine, une section de cent mètres (section de Pedro Brand, Groupe de Tireo) a été datée comme faisant partie du Turonien-Santonien, en utilisant les radiolaires. Une datation 40Ar-39Ar sur roche totale de 75±1.1 Ma (Campanien) a été obtenu pour vin dyke traversant les sédiments riches en radiolaires, en cohérence avec l'âge minimum accordé à la section de Pedro Brand. Aux Caraïbes, le Bloque de Jarabacoa est considéré comme l'affleurement le plus complet présentant une succession de croûte océanique d'origine Pacifique recouverte d'une première phase d'activité volcanique de type CLIP (Caribbean Large Igneous Province) d'âge Aptien- Albien, de dépôts d'arc volcanique intra-océanique d'âge Cénomanien-Santonien, puis d'une seconde phase de type CLIP d'âge Campanien-Maastrichtien. Le Groupe de Tireo enregistre un épisode de dépôt pélagiques-hémipélagiques et d'arc volcanique, antérieur à la plus jeune phase de type CLIP. Cette étude place donc la formation de la section de Pedro Brand au moment du développement de l'arc intra-océanique. A Guaparo Creek (nord du Vénézuela), une section de radiolarite verdâtre faisant partie des ophiolites de Siquisique (basaltes, gabbros, cherts) a été étudiée. Dans des études précédentes, sur la localité de Petacas Creek, l'unité ophiolitique a été daté d'âge Bajocien- Bathonien (Jurassique) sur la base d'ammonites trouvées dans des sédiments intercalés entre des laves en coussins. Les nouvelles datations de notre étude, basées sur des assemblages à radiolaires de l'unité à basaltes-gabbros, donnent un âge Aptien?-Albien-Cénomanien (Crétacé moyen). Les âges de l'Ophiolite de Siquisique, précédement calculés par la méthode sur plagioclases, pourraient être légèrement plus jeune (94-90 Ma) et donc représenter des intrusions plus récentes de dykes dans le complexe filonien déjà bien dévelopé. La géochimie de ces roches magmatiques, ainsi que les reconstructions paléotectoniques de la zone Caraïbes durant cette période, suggèrent que ces formations sont dérivées d'une ride médio-océanique associée à l'influence d'un panache mantellique. L'ophiolite de Siquisique représente très probablement un fragment du bassin de proto¬Caraïbe. L'expédition 344 du programme IODP (Integrated Ocean Drilling Program) a eu lieu dans l'optique de forer et dresser une coupe de la marge convergente au large du Costa Rica. Deux sites de cette expédition ont été choisis pour les besoins des études de biostratigraphie et de reconstruction paléocéanographique. Ces deux sites (U1381C et U1414A) sont situés sur la plaque subductante de Cocos, dans la zone Pacifique est-équatoriale. La carotte U1381C expose une séquence s'étalant du Miocène moyen au Pléistocène, et présente un important hiatus d'environ 10 Ma. La carotte U1414A expose une séquence continue s'étalant du Miocène tardif au Pléistocène (zone à radiolaires RN6-RN16). Les âges ont été assignés sur la base des radiolaires et corrélés avec les zones à nanofossiles et les datations 40Ar-39Ar sur téphras. Avec ces résultats, et en considérant le mouvement nord de la plaque de Cocos (environ 7 cm/an), déduction est faite que les deux sites étaient initialement situés, au cours du Miocène, à plusieurs centaines de kilomètres de leur location actuelle, au sud de l'équateur. Cela suggère que les faunes de ces sites ont été sujettes à différents courants; premièrement influencées par la langue froide du SEC (South Equatorial Current), puis par les eaux chaudes du ECC (Equatorial Countercurrent). Pour terminer, les remontées d'eau côtières ont influencées les faunes Pléistocène.

(40)Ar/(39)Ar ages and Sr-Nd-Pb-Os geochemistry of CAMP tholeiites from Western Maranhao basin (NE Brazil)

The Central Atlantic Magmatic Province (CAMP), emplaced at the Triassic-Jurassic (T-J) boundary (-200 Ma), is among the largest igneous provinces on Earth. The Maranhao basin in NE Brazil is located around 700 km inland and 2000 km from the site of the earliest Pangea disruption. The CAMP tholeiites occur only in the western part of the basin and have been described as low and high-Ti. Here we document the occurrence of two sub-groups among the high-Ti tholeiites in the Western Maranhao basin. The major and trace elements and the Sr-Nd-Pb isotopic ratios define three chemical groups corresponding to the low-Ti (TiO(2)< 1.3 wt.%), high-Ti (TiO(2)-2.0 wt.%) and evolved high-Ti (TiO(2 >)3 wt.%) western Maranhao basin tholeiites (WMBT). The new (40)Ar/(39)Ar plateau ages obtained on plagioclase separates for high-Ti (199.7 +/- 2.4 Ma) and evolved high-Ti WMBT (197.2 +/- 0.5 Ma and 198.2 +/- 0.6 Ma) are indistinguishable and identical to those of previously analyzed low-Ti WMBT (198.5 +/- 0.8 Ma) and to the mean (40)Ar/(39)Ar age of the CAMP (199 +/- 2.4 Ma). We also present the first Re-Os isotopic data for CAMP basalts. The low and high-Ti samples display mantle-like initial ((187)Os/(188)Os)(i) ranging from 0.1267 to 0.1299, while the evolved high-Ti samples are more radiogenic (((187)Os/ (188)Os)(i) up to 0.184) We propose that the high-Ti WMBT were derived from the sub-lithospheric asthenosphere, and contaminated during ascent by interaction with the subcontinental lithospheric mantle (SCLM). The evolved high-Ti WMBT were derived from the same asthenospheric source but experienced crustal contamination. The chemical characteristics of the low-Ti group can be explained by partial melting of the most fertile portions of the SCLM metasomatized during paleo-subduction. Alternatively, the low-Ti WMBT could be derived from the sub-lithospheric asthenosphere but the resulting melts may have undergone contamination by the SCLM. The occurrences of high-Ti basalts are apparently not restricted to the area of initial continental disruption which may bring into question previous interpretations such as those relating high-Ti CAMP magmatism to the initiation of Atlantic ridge spreading or as the expression of a deep mantle plume. We propose that the CAMP magmatism in the Maranhao basin may be attributed to local hotter mantle conditions due to the combined effects of edge-driven convection and large-scale mantle warming under the Pangea supercontinent. The involvement of a mantle-plume with asthenosphere-like isotopic characteristics cannot be ruled out either as one of the main source components of the WMBT or as a heat supplier. (C) 2010 Elsevier BM. All rights reserved.

Major- and trace-element composition of olivine, perovskite, clinopyroxene, Cr-Fe-Ti oxides, phlogopite and host kamafugites and kimberlites, Alto Paranaiba, Brazil

An integrated whole-rock petrographic and geochemical study has been carried out on kamafugites and kimberlites of the Late Cretaceous Alto Paranaiba igneous province, in Brazil, and their main minerals, olivine, clinopyroxene, perovskite, phlogopite, spinels and ilmenite. Perovskite is by far the dominant repository for light lanthanides, Nb, Ta, Th and U, and occasionally other elements, reaching concentrations up to 3.4 x 10(4) chondrite values for light lanthanides and 105 chondrite for Th. A very strong fractionation between light and heavy lanthanides (chondrite-normalized La/Yb from similar to 175 to similar to 2000) is also observed. This is likely the first comprehensive dataset on natural perovskite. Clinopyroxene has variable trace-element contents. likely due to the different position of this phase in the crystallization sequence; Sc reaches values as high as 200 ppm whereas the lanthanides show very variable enrichment in light over heavy REE, and commonly show a negative Eu anomaly. The olivine, phlogopite (and tetra-ferriphlogopite), Cr-Ti oxide and ilmenite are substantially barren minerals for lanthanides and most other trace elements, with the exception of Ba, Cs and Rb in mica, and V, Nb and Ta in ilmenite. Estimated mineral/whole-rock partition coefficients for lanthanides in perovskite are similar to previous determinations, though much higher than those calculated in experiments with synthetic compositions, testifying once more to the complex behavior of these elements in a natural environment. The enormous potential for exploitation of lanthanides, Th, U and high-field-strength elements in the Brazilian kamafugites, kimberlites and related rocks is clearly shown.

Denudation history of the Bocaina Plateau, Serra do Mar, southeastern Brazil: Relationships to Gondwana breakup and passive margin development

The Bocaina Plateau, which is situated on the eastern flank of the continental rift of southeastern Brazil, is the highest part of the Serra do Mar. Topographic relief in this area is suggested to be closely related to its complex tectono-magmatic evolution since the breakup of Western Gondwana and opening of the South Atlantic Ocean. Apatite fission track ages and track length distributions from 27 basement outcrops were determined to assess these hypotheses and reconstruct the denudation history of the Bocaina Plateau. The ages range between 303 +/- 32 and 46 +/- 5 Ma, and are significantly younger than the stratigraphic ages. Mean track lengths vary from 13.44 +/- 1.51 to 11.1 +/- 1.48 mu m, with standard deviations between 1.16 and 1.83 mu m. Contrasting ages within a single plateau and similar ages at different altitudes indicate a complex regional tectonothermal evolution. The thermal histories inferred from these data imply three periods of accelerated cooling related to the Early Cretaceous continental breakup, Early Cretaceous alkaline magmatism, and the Paleogene evolution of the continental rift of southeastern Brazil. The oldest fission track ages (>200 Ma) were obtained in the Serra do Mar region, suggesting that these areas were a long-lived source of sediments for the Parana, Bauru, and Santos basins. (C) 2010 International Association for Gondwana Research. Published by Elsevier B.V. All rights reserved.