Trace element and isotopic fingerprints in ultramafic xenoliths from the Kerguelen archipelago (Indian ocean)

• Auteur / Autrice : Guillaume Delpech
• Direction : Jean-Yves Cottin, Suzanne O'Reilly
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la Terre
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Saint-Etienne en cotutelle avec Sydney, Macquarie university

Mots clés

Mots clés contrôlés

Métasomatisme

Kerguelen, Îles (Terres australes et antarctiques françaises)

Géologie

Résumé

Les études pétrologiques et géochimiques dans les péridotites en enclaves dans les basaltes des Iles Kerguelen (Océan Indien) indique la formation de la lithosphère océanique en deux temps ; i) une fusion partielle de fort degré lié à la superposition de la ride sud-est indienne et du panache de Kerguelen ; ii) la percolation d'important volumes de magmas de type alcalin à l'échelle de l'archipel. Localement, les réactions magma-péridotites génèrent des petits volumes de liquide carbonaté. L'étude de la paragenèse sulfurée et des éléments calcophiles et sidérophiles (EGP, Au, Cu, S, Se, Re) indique que le budget de ces éléments dans les péridotites varie selon le type de métasomatisme, produisant soit un appauvrissement, soit un enrichissement. Les compositions isotopiques en 87Sr/86Sr dans les clinopyroxènes permettent de mettre en évidence deux types de manteaux, ainsi que leur évolution dans le temps. A l'ouest, dans les gisements anciens (~30 Ma) est reconnue l'empreinte d'épisodes métasomatiques nécéssitant la présence d'un composant appauvri. Les compositions isotopiques dans les gisements plus jeunes de l'est (<25 Ma) sont attribuées à l'empreinte globale laissée par le panache de Kerguelen. Certaines compositions en 187Os/188Os sont semblables à celles des péridotites en domaine continental, indiquant la présence de vieux matériel lithosphérique sous-continental sous l'archipel, probablement incorporé dans la jeune lithosphère océanique lors de la fracturation gondwanienne. En revanche, les compositions les plus radiogéniques en 187Os/188Os dans les péridotites carbonatées indiquent la participation d'un composant recyclé associé au panache de Kerguelen.

Petrological and geochemical studies in basalt-hosted peridotite xenoliths from Kerguelen Islands (Indian Ocean) indicate that the oceanic lithosphere formed in two steps ; i) a high degree partial melting episode related to the superposition of the southeast indian ridge and the Kerguelen plume ; ii) the percolation of important volumes of alkaline magmas at the scale of the Archipelago. Locally, peridotite-magma reactions produce small volumes of carbonate-rich melts. The study of chalcophile and siderophile elements (PGE, Au, Cu, S, Se, Re) indicate the budget of those elements in peridotites varies with the type of metasomatism, producing either a depletion or an enrichment. The 87Sr/86Sr isotopic compositions in clinopyroxenes evidence two types of mantle benetah the Archipelago. The western part comprises the oldest xenoliths localities (~30 Ma) and bears the imprint of metasomatism requiring a depleted component. The Sr isotopic compositions in the eastern xenolith localities (<25 Ma) are attributed to the global imprint left by magmas from the Kerguelen plume. Some peridotites have 187Os/188Os isotopic compositions that are simiular to those of peridotites in continental cratonic areas, indicating the presence of old subcontinental lithospheric material under the Archipelago, probably incorporated during the Gondwana breakup. Alternatively, the Os isotopic compositions of some carbonated peridotites indicate the participation of a recycled component associated to the Kerguelen plume.