No description available.

Quantifying the facies architecture of flood volcanic provinces is important as it can be used to understand the physical volcanology and rock property variations throughout the igneous succession. This is very important to the petroleum industry exploration efforts in volcanic rifted margins as volcanic successions commonly mask geophysical images of sub-volcanic petroleum plays. This problem is known as the 'sub-basalt imaging problem' and is caused by factors including the geometrical heterogeneities and elastic velocity and density contrasts through the volcanic pile. The study of facies architecture is broken down into a series of orders of scale. These scales reflect a systematic approach to the characterisation of the facies architecture, from a centimetre through to kilometre-scale, and incorporates 3D modelling of a range of data types for constructing the 3D structure of the flood volcanic successions. A system for the characterisation of lava flow scale facies is presented termed the 'intrafacies scheme'. This may be used to assess and interpret the geological facies heterogeneities present on a 'micro-scale' and link the interpretations to geophysical rock properties. The scheme is applied to outcrop-scale case studies in the Talisker Bay area of the Skye Lava Field on the Isle of Skye, Scotland. On a lava field scale of study ('meso-scale'), the geometrical relationships of several flood basalt provinces are studied, focusing on the Skye Lava Field. This is studied in ID through to 3D, revealing that the lava field may be divided into architectural sequences based on lava flow facies interpretations. The facies evolve upwards through the volcanic succession from geometrically complex thin, olivine-basaltic compound-braided lava flow facies towards the base, to simple, thick basaltic-andesite tabular lava flows. The lower lavas are interpreted to have formed on the gently dipping flanks of a shield volcano. The observations and understanding of flood volcanics on a lava field scale of observation and the facies forming the building blocks of lava fields are used to interpret the GFA-99 2D seismic data from the Faeroe-Shetland Basin. The interpretation is developed into 3D and thicknesses of the Faeroes Lava Group are calculated. The complete study of facies from intrafacies through to basin-scale interpretations reveal that flood volcanic successions contain substantial geometrical and rock property heterogeneities, and that these can be characterised in the 3D modelling environment into geologically realistic geophysical flood basalt facies architectural models.

The Baer-Bassit ophiolite of NW Syria is one of a number of ophiolites that form a chain from Cyprus in the West to Oman in the East. Micropalaeontological analyses of samples collected from the Baer-Bassit area reveal details of the various stages of evolution of the ophiolite as well as the Arabian continental margin. Interpillow sediments and cements proved to be barren of any microfauna or microflora, unlike comparable sediments from the Cyprus Troodos ophiolite, therefore no age of formation of the ophiolite can be inferred. Campanian age sediments from the autochthonous carbonate platform structurally beneath the ophiolite are here reported for the first time, and are dated by the presence of zonal radioalaria including Amphipyndax pseudoconulus and Foremanina schona. Planktonic foraminifera including Globotruncana calcarata also indicate a Campanian age for the sediments immediately beneath the overlying ophiolite. The youngest autochthonous sediments are perhaps earliest Maastrichtian, but although no specific marker taxa were recovered the overall assemblages from these samples indicate a Campanian age is more likely. Immediately prior to ophiolite emplacement southwards onto the Arabian continental margin, an increase in water depth, reflected in the microfossil assemblages recovered, perhaps signalled flexural loading of the continental shelf by the approaching ophiolitic nappes. After emplacement the ophiolite was emerged and eroded for a short time (c 2-3Ma) before being transgressed during the latest Campanian - earliest Maastrichtian. Shallow water sandstones and conglomerates, with common larger benthic foraminifera were then locally deposited for a short time before pelagic sedimentation was re-established. The dating of the sediments structurally beneath and overlying the ophiolite limits the age of emplacement of the Baer-Bassit ophiolite to the latest Campanian - earliest Maastrichtian. The deposition of pelagic carbonates continued until the latest Maastrichtian. The Cretaceous-Tertiary boundary is marked by a sedimentary hiatus spanning planktonic foraminiferal zones Pa, PO and PI a. There is no visible change in lithology between the Cretaceous and early Tertiary sediments with both consisting of monotonous marls and marly limestones. Reworked Cretaceous foraminifera occur commonly in the Danian sediments, sometimes dominating assemblages, particularly within sediments dated as belonging to the Pic Globanomalina compressa/Praemurica inconstans- Praemurica uncinata Interval Subzone. Pelagic carbonate sedimentation then continued until the Upper Eocene, when regional tectonics (suturing of the Eurasian and Arabian plates) caused syn-depositional deformation as well as regional uplift, reflected in the depositional of nummulitic limestones.

Στα πλαίσια της παρούσας διατριβής μελετήθηκαν οι διεργασίες κοιτασματογένεσης των χρωμιτιτικών εμφανίσεων των οφιολιθικών συμπλεγμάτων του Βούρινου και της Πίνδου, σε συνδυασμό με τη συνδεόμενη με αυτές μεταλλοφορία των στοιχείων της ομάδας του λευκόχρυσου (PGE). Ιδιαίτερη έμφαση δόθηκε επίσης στην πετρογενετική εξέλιξη των μανδυακών ενοτήτων των δύο οφιολιθικών ακολουθιών, προκειμένου να εξαχθούν γενικότερα συμπεράσματα σχετικά με την προέλευση και τη διαμόρφωση των οφιόλιθων του ΒΑ Ελλαδικού χώρου. Γεωτεκτονικά το οφιολιθικό σύμπλεγμα του Βούρινου τοποθετείται στην Υποπελαγονική ζώνη, ενώ εκείνο της Πίνδου βρίσκεται τεκτονικά επωθημένο επί του Ηωκαινικής ηλικίας φλύσχη της ομόνυμης ισοπικής ζώνης. Αμφότερα τα συμπλέγματα θεωρείται ότι αντιπροσωπεύουν υπολείμματα του ενός ενιαίου ωκεανού, τα οποία σήμερα βρίσκονται επωθημένα επί του δυτικού περιθωρίου της Πελαγονικής μικροπλάκας. Αν και εμφανίζουν έντονα χαρακτηριστικά τεκτονικής καταπόνησης και οι δύο ακολουθίες διατηρούν όλο τους τύπους πετρολογικών ενοτήτων που συνθέτουν το φάσμα ενός πλήρως ανεπτυγμένου οφιολιθικού συμπλέγματος. Όλοι οι σχηματισμοί που μελετήθηκαν στα πλαίσια της παρούσας διατριβής προέρχονται από τις μανδυακές σειρές των δύο οφιολιθικών συμπλεγμάτων. Οι μανδυακοί τεκτονίτες αποτελούν τον κύριο όγκο του συμπλέγματος του Βούρινου, ενώ οι μανδυακής προέλευσης σχηματισμοί στο οφιολιθικό σύμπλεγμα της Πίνδου συνθέτουν την επονομαζόμενη ενότητα της Δραμάλας. Στον Βούρινο η δειγματοληπτική έρευνα κάλυψε τις σημαντικότερες από κοιτασματολογικής άποψης περιοχές του βόρειου και νότιου τμήματός του, ενώ στην Πίνδο δείγματα συλλέχθηκαν από τα κεντρικά και νότια τμήματα της όλης ενότητας της Δραμάλας, καθώς και από μανδυακής προέλευσης, ευμεγέθη, εξωτικά τεμάχη εντός της ενότητας της Αβδέλλας mélange. Η υπαίθρια μελέτη των μανδυακών ενοτήτων και στα δύο συμπλέγματα οδήγησε στις ακόλουθες διαπιστώσεις: α) το βόρειο τμήμα του οφιολιθικού συμπλέγματος του Βούρινου εμφανίζει σαφώς εντονότερα χαρακτηριστικά πλαστικής παραμόρφωσης σε σχέση με το νότιο, στο οποίο επικρατούν χαρακτήρες εύθραυστης-ημιπλαστικής παραμόρφωσης. Μια ανάλογη διάκριση, ασθενέστερα ωστόσο εκπεφρασμένη, θα μπορούσε να ειπωθεί πως ισχύει και όσον αφορά στην διάρθρωση των περιοχών Μηλιάς-Πεύκης, αντίστοιχα, στην Πίνδο. β) Η στατιστική ανάλυση των κινηματικών δεικτών συμφωνεί με μια προς τα ΒΑ διεύθυνση επώθησης για τον βόρειο Βούρινο και τη Μηλιά και με μια ΝΑ διεύθυνση τοποθέτησης για τον νότιο Βούρινο και το υπερβασικό τέμαχος της Πεύκης. γ) Οι χρωμιτιτικές εμφανίσεις φιλοξενούνται από δουνίτες και συγκεκριμένα στην πλειονότητα των θέσεων που παρατηρείται η ανάπτυξη χρωμιτικής μεταλλοφορίας το συνοδό είδος περιδοτίτη είναι ο λεπτοκρυσταλλικός δουνίτης (υγιής ή σερπεντινιωμένος). Πέρα από την σε όρους κοκκομετρικού μεγέθους διαφορά του σε σχέση με τον αντίστοιχο αδροκρυσταλλικό λιθότυπο, μια επιπλέον διαφοροποίησή του από αυτόν είναι η έλλειψη φολιωμένης δομής στον πρώτο. δ) Οι χρωμιτίτες του βόρειου Βούρινου και της Μηλιάς είναι συνήθως θυλακοειδούς μορφής, ασύμφωνα-παρασύμφωνα ανεπτυγμένοι σε σχέση με τους πιο άμεσους προς αυτούς αδροκρυσταλλικούς δουνιτικούς-χαρτσβουργιτικούς περιδοτίτες, ενώ τα χρωμιτικά κοιτάσματα του νότιου Βούρινου και της Πεύκης ακολουθούν στρωματοειδή, σύμφωνη-παρασύμφωνη δομική ανάπτυξη. ε) Οι χρωμιτίτες και των δύο συμπλεγμάτων εμφανίζουν μεγάλη ποικιλία ιστολογικής ανάπτυξης, ωστόσο διαπιστώθηκε μια συστηματική διαφοροποίηση όσον αφορά στο κύριο τύπο ιστού της κάθε χρωμιτικής μεταλλοφορίας. Έτσι στους χρωμιτίτες του βόρειου Βούρινου και της Μηλιάς επικρατεί ο συμπαγής και ο ιστός τύπου λεοπαρδάλεως, ενώ στους χρωμιτίτες του νότιου Βούρινου και της Πεύκης το επικρατέστερο είδος είναι ο ιστός κατά πλάκες. στ) Στο νότιο Βούρινο και στην Πεύκη παρατηρούνται συχνά εναλλασσόμενοι χαρτσβουργιτικοί-δουνιτικοί "πάγκοι", ενδεικτικοί μιας στρωματομένης κατάστασης του υπολειμματικού τμήματος του μανδύα που εκτίθεται επί των συγκεκριμένων περιοχών. Επίσης, ο αριθμός των πυροξενιτικών (ροδινγκιτιωμένων και μη) φλεβών είναι υψηλότερος στις περιοχές αυτές σε σχέση με εκείνων του βόρειου Βούρινου και της Μηλιάς. Στην πλειονότητα των περιπτώσεων οι φλέβες διατέμνουν τα κοιτάσματα χρωμίτη, στοιχείο που υποδεικνύει ότι δεν συνδέονται γενετικά μαζί τους, με μόνη εξαίρεση μια χρωμιτική εμφάνιση που φιλοξενείται σε πυροξενιτική φλέβα στην περιοχή της Πεύκης. ζ) Πάντα κοντά στις περιοχές εμφάνισης των κοιτασμάτων η τυπική λιθολογική διαδοχή προς αυτά είναι η: ±κλινοπυροξενομιγής χαρτσβουργίτης-κανονικός χαρτσβουργίτης-μεταβατικός χαρτσβουργίτης-αδροκρυσταλλικός δουνίτης-λεπτοκρυσταλλικός δουνίτης-χρωμιτίτης. Η οποιαδήποτε απόκλιση από την γενική αυτή διαδοχή είναι σπάνια, ακόμη και σε περιπτώσεις μικρών χρωμιτικών φακών. η) Η συχνή παγίδευση χαρτσβουργιτικών τεμαχών εντός αδροκρυσταλλικών δουνιτών υποδηλώνει την προέλευση των τελευταίων από τους πρώτους, ωστόσο περιπτώσεις αντικατάστασης φολιωμένων χαρτσβουργιτών από λεπτοκρυσταλλικούς δουνίτες υποδεικνύουν ότι κάποιοι λιθότυποι δεν έχουν, όπως αναμένεται, υπολειμματική προέλευση. θ) Η παρουσία κλινοπυροξενομιγών χαρτσβουργιτών είναι πιο συστηματική στην Πίνδο, ενώ στον Βούρινο απαντώνται πιο συχνά στείροι λεπτοκρυσταλλικοί δουνίτες κυρίως υπό τη μορφή φλεβών, πάγκων ή φακών. ι) Το χρωμιτικό κοίτασμα του Κορυδαλλού φιλοξενείται μέσα σε ένα εξωτικό, δουνιτικό τέμαχος, το οποίο περιέχεται εντός της οφιολιθικής mélange της ενότητας της Αβδέλλας που αναπτύσσεται στη συγκεκριμένη περιοχή. Τέλος, η συνολική αξιολόγηση όλων των διαθέσιμων γεωλογικών, ορυκτοχημικών, πετρολογικών και κοιτασματολογικών στοιχείων, υποδηλώνει ότι οι μανδυακές ενότητες και των δύο ακολουθιών γεννήθηκαν σε ένα κέντρο ώριμης διάνοιξης (MOR) και στη συνέχεια αναδιαμορφώθηκαν ως τμήματα ενός περιθωρίου πάνω από μια ζώνη καταβύθισης (SSZ). Η μετάβαση από τον Βούρινο στη Μηλιά και την Πεύκη και εν τέλει στον Κορυδαλλό πιθανά ισοδυναμεί με τη μετάβαση από το περιβάλλον μιας λεκάνης μπροστά από νησιωτικό τόξο στο (χώρο κάτω από το) ίδιο το τόξο και τέλος σε μια μικρών διαστάσεων περιθωρειακή λεκάνη πίσω από αυτό. / In the present thesis the processes of the genesis of the chomitite occurrences of the Vourinos and Pindos ophiolite complexes combined with their content in platinum group elements are studied. Special attention is given to the petrogenetic evolution of the mantle units of both ophiolite sequences in an attempt to understand better the origin and the formation of the ophiolites of the NW Greek area. In geotectonic terms the ophiolite complex of Vourinos belongs to the Ypopelagonic isopic zone, while the Pindos ophiolites are tectonically thrusted onto the Eocenic flysch of the Pindos zone. Both complexes are considered as remnants of a certain ocean, which today are found tectonically thrusted over the west margin of the Pelagonic micro-plate. Beyond the fact that both complexes show characteristics of intense tectonic deformation, they do preserve all the types of the petrologic sequences that compose a complete ophiolite complex. All the formations that have been studied in the present thesis are coming from the mantle units of both complexes. The main part of the Vourinos ophiolite complex is composed of mantle tectonites, while the mantle formations in the Pindos ophiolite complex compose the so-called Dramala unit. In the Vourinos complex the sampling covered the most important ore hosting areas of its northern and southern part, while in the Pindos complex several samples were taken from the central-southern parts of the Dramala unit and from exotic blocks of mantle origin of the Avdella mélange unit. The field investigation in both complexes has led to the following conlusions: a) The northern part of the Vourinos ophiolite complex shows clearly more characteristics of plastic deformation compared to its southern part in which characteristics of brittle to semi-plastic deformation prevail. A similar, but not so well-expressed discrimination can be made as far as concerns the structure of the areas of Milia and Pefki in the Pindos complex. b) The statistical analysis of several motional indicators shows a NE thrust direction for the northern sector of the Vourinos complex and the area of Milia and a SE direction of motion for southern Vourinos and Pefki. c) The chromitites are hosted in dunites and in the majority of the chromitite occurrences the accompanying rock-type is thin-grained dunite (serpentinised or not). In contrast to coarse-grained dunite the thin-grained variety of dunite is not foliated. d) The chromitites of northern Vourinos and Milia are usually of podiform type, discordantly to sub-concordantly developed to their neighbouring thick-grained dunitic to harzburgitic peridotites. The chromite ores of southern Vourinos and Pefki are stratiform, having a concordant to sub-concordant structure. e) Chromitites of both complexes show a great variety of chromite textures, although in each deposit a certain type of texture predominates. In northern Vourinos and Milia the dominant textural type is massive and leopard chromitite, while in southern Vourinos and Pefki the most common texture in chromitite is schlieren. f) In southern Vourinos and Pefki are commonly observed interlayered bodies of harzburgite and dunite, which are indicative of a stratified structure of the residual mantle superimposed on these areas. The number of the pyroxenite dykes (rodingitised or not) is higher in these areas compared to those in northern Vourinos and Milia. In their vast majority these dykes cut chromitite bodies, which indicates that they are not genetically related to the ores, except for one case of a chromitite that is hosted in a pyroxenite dyke in the northern part of the area of Pefki. g) Always in the vicinity of the chromitites the lithology follows the sequence: ±Clinopyroxene-bearing harzburgite, normal harzburgite, transitional harzburgite, coarse-grained dunite, thin-grained dunite, chromitite. A different lithological transition is quite unusual. h) The common entrapment of harzburgite blocks in dunites indicates that the latter comes from the former, although replacements of foliated harzburgites from thin-grained dunite that show no mark of foliation supports the fact that some rocks may not be simply of residual origin. I) The presence of clinopyroxene-bearing harzburgites is more common in the Pindos ophiolite complex, while in the Vourinos ophiolite complex bodies of thin-grained dunite in the form of dykes, layers or lenses are more commonly observed. Finally, taking into account all the available geological, mineral chemistry and petrological data, it can be said that the mantle units of both complexes have been initially formed in a mid-ocean ridge and then have been furtherly affected by the processes that take place in the mantle wedge above a SSZ. Thus the transition from Vourinos to Milia and Pefki and then to Korydallos is obviously equivalent to the "passage" from a fore arc basin to the arc and finally to a small back arc basin.

La géologie du bloc de Chine du Sud se caractérise par un important magmatisme mésozoïque dont la genèse des magmas, la mise en place des plutons et les contextes tectoniques et géodynamiques restent très disputés. Dans ce travail, 41 plutons d'âge Jurassique ont été visités. Ceux de Qitianling et Shibei ont été choisis pour des études détaillés. Les textures des granites sont magmatiques et dépourvues de déformation post-solidus. La modélisation gravimétrique révèle que le pluton de Qitianling est un lopolithe mis en place dans l'interface que représente la discordance dévonienne. Le pluton de Shibei est formé par accrétion de dykes le long d'une faille verticale. Les mesures des fabriques dans différents plutons montrent que la tectonique régionale ne contrôle pas leur mise en place. La mise en place du magma est contrôlée par sa viscosité et des structures héritées. L'étude paléomagnétique de deux plutons du même âge indique des mouvements relatifs ce qui implique que ce bloc ne peut pas être considéré comme rigide. Nos résultats montrent que le Jurassique était une époque de calme tectonique dans le secteur d'étude. Ces granites sont issus de la fusion de la croûte inférieure. Au Trias, les événements tectoniques qui ont épaissi la croûte continentale sont responsables du magmatisme jurassique. L'important contraste de rigidité du bloc de Chine du Sud est responsable de la localisation de la déformation dans sa partie SE. L'épaississement crustal contribue aussi à élever le flux de chaleur mais les magmas issus du manteau sont rares. Ainsi, les modèles de subduction océanique ou de rifting continental ne s'accordent pas avec nos résultats. / The Mesozoic geology of the South China Block (SCB) is marked by widespread magmatism. Disputes exist on magma genesis, tectonic and geodynamic contexts. The tectonic setting of the Jurassic magmatism is poorly investigated. 41 Jurassic plutons were investigated and the Qitianling and Shibei plutons were selected for detailed studies. Our study shows that the emplacement of J plutons is not related to regional tectonics. The granite textures are magmatic, devoid of post-solidus deformation. The magma emplacement is controlled by its buoyancy and the inherited structures or stratigraphic interfaces of country rocks. Gravity modeling reveals that the Qitianling pluton is a lopolith intruded in the stratigraphic uniformity and the Shibei pluton formed by dike-accretion intruded in a vertical tectonic structure. The fabric measurements on different Jurassic plutons show that the regional tectonics do not control their emplacement. Paleomagnetic results from the two contemporaneous plutons show a relative movement, implying that this block cannot be considered as a rigid one. Our results show that the Jurassic was a tectonically quiet epoch in our study area. There granites are mainly derived from partial melting of lower crust. The Triassic subduction-collison events that have trickened the continental crust are responsible for the Jurassic magmatism. Due to the high rigidity contrast of the SCB, the deformation was localized on its SE part. The crustal thickening may increase the thermal contribution of the mantle, but few mantle materials are observed. So, the slab subduction or intracontinental rifting models are not supported by our studies.

Les pegmatites à éléments rares de type LCT sont depuis longtemps étudiées et exploitées pour leurs gemmes et les métaux rares qu’elles contiennent. Malgré de nombreuses études réalisées sur les processus d’enrichissement en éléments rares, ou les mécanismes à l’origine de leurs textures, très peu d’études ont été dédiées aux mécanismes de mise en place des pegmatites et à leur répartition spatiale à l’échelle du champ. Afin de déterminer les mécanismes moteurs à l’origine de l’ascension de ces magmas, une étude multidisciplinaire a été menée sur 3 champs de pegmatites à éléments rares, répartis à l’échelle de la chaîne Varisque. Les résultats démontrent la proximité entre la localisation des pegmatites minéralisées et l’intensité de la déformation encaissante. De plus, la mise en place de ces magmas semble facilitée par un certain mode de fracturation. La modélisation numérique de la mise en place des magmas dans ces zones crustales fragilisées indique que l’ascension est facilitée par leurs faibles viscosité et densité, mais aussi par des perméabilités crustales très élevées (> 10⁻¹² m²), à des profondeurs de l’ordre de 10 km. Enfin, d’après les signatures isotopiques du Li mesurées sur des micas pegmatitiques, le lithium ne fractionne pas depuis le granite voisin, jusqu’aux pegmatites les plus différenciées, puisque les valeurs δ⁷Li (‰) sont toutes comprises dans une gamme de - 2 à + 2 ‰, similaire à celle rencontrée dans les granites orogéniques. Nous suggérons donc que la genèse des magmas pegmatitiques est commune à celle des granites hyperalumineux. Les mécanismes de fracturation et d’attraction (« magma-pumping ») sont envisagés pour avoir favorisé l’ascension de ces magmas résiduels, enrichis en éléments rares, de faibles volumes, au cours de transitions brutales et de courtes durées (~ 10³ ans), de la perméabilité. L’ensemble de ces résultats permet de remettre en question le modèle du granite parent classiquement utilisé pour la prospection de ces gisements, et de proposer un modèle revisité couplant la genèse et la mise en place de ces magmas. / LCT-type rare-element pegmatites have long been studied and exploited for their gems and rare metals they contain. Despite many studies about the rare-element enrichment, or about the mechanisms leading their exotic textures, very few studies have been dedicated to the mechanisms controlling their emplacement and their spatial distribution at the scale of the pegmatite field. To better investigate the origin of ascent-driving mechanisms of these magmas, a multidisciplinary study was conducted on 3 rare-element pegmatite fields across the Variscan belt. The results demonstrate the spatial proximity of the rare-metals-rich pegmatites with the intensity of deformation of the hosting rocks. In addition, spatial statistical analyses suggest that the emplacement of such magmas has been facilitated by fracture-controlled model. According to numerical models, the rise of these pegmatite-forming melts along weakened crustal zones would be facilitated by their peculiar physico-chemical properties (low viscosity and density), but also by very high crustal permeability (> 10⁻¹² m²) at depths around 10 km. Finally, accordingly to Li isotope signatures measured on pegmatitic micas, lithium does not fractionate from neighbouring granite up to the more differentiated pegmatites, since all δ⁷Li (‰) fall within a range of - 2 to + 2 ‰, as for orogenic granites. Therefore, we suggest that the genesis these pegmatite-forming melts is common to that of peraluminous granites. Mechanisms of fracturation and magma-pumping may have favoured the rise of these low volumes of residual melts, enriched in rare-elements, during short periods (~ 10³ yrs) of strong permeability increase. These results question the granitic model commonly used for the exploration of this type of mineral deposits. We suggest a revisited model accounting for both genesis and emplacement controlling mechanisms of the pegmatite-forming melts.

L'ophiolite d'Oman permet d'observer les roches mantelliques inaccessibles aux dorsales. Avec cinq diapirs à l'axe (dont Maqsad) et un diapir hors-axe (Mansah), elle permet d'étudier les processus magmatiques en jeu dans les diapirs au niveau de la Zone de Transition au Moho, qui est différente entre les deux types de diapirs avec hors-axe des pyroxénites dans la dunite à la place de gabbros lités à l'axe. Le diapir de Mansah est entouré d'intrusions gabbroïques dans le manteau et la croûte. Les roches hors-axe ont des valeurs d'εNd plus faibles que celles à l'axe qui ont des compositions similaires aux MORB, suggérant une source des liquides plus riche en veines de pyroxénite hors-axe. Les εNd montrent aussi que les pyroxénites et les intrusions gabbroïques sont une suite magmatique. L'abondance de clinopyroxenes hors-axe provient de la réaction entre des liquides provenant de la fusion de veines de pyroxénites avec la harzburgite appauvrie de la lithosphère, ce qui donne à ces clinopyroxènes des compositions appauvries en éléments traces. La présence d'eau provenant de la lithosphère hydratée favorise la cristallisation de ces clinopyroxènes à la place du plagioclase qui doit normalement apparaître à cette profondeur dans la MTZ, ce qui est le cas à l'axe. Le diapir hors-axe pourrait fournir une analogie aux seamounts que l'on trouve actuellement à proximité des dorsales rapides et faire la lumière sur les interactions entre la lithosphère appauvrie et le matériel ascendant hors-axe, ainsi que sur les structures internes de ces seamounts. Ce travail offre des évidences probantes pour l'existence de veines de pyroxénites dans le manteau asthénosphérique sous les dorsales / The Oman ophiolite offers the possibility to study mantle rocks which are inaccessible at mid-ocean ridges. The presence of five on-axis diapirs and an off-axis diapir allows comparison of magmatic processes occurring in these different settings. The Moho Transition Zone is dominated by dunite in both cases, but off-axis includes massive pyroxenites instead of layered gabbro. The off-axis diapir is surrounded by gabbroic intrusions in the crust and mantle, which are not found elsewhere in the ophiolite. While the on-axis samples have εNd values similar to those of MORB, all of the off-axis rocks have less radiogenic Nd suggesting a larger contribution from melting of pyroxenite veins in the off-axis source. The abundance of clinopyroxene in the off-axis MTZ results from the reaction between the pyroxenite-derived melts and the depleted harzburgite of the lithosphere, which explains the highly depleted incompatible trace element compositions of the clinopyroxenes. The presence of water from the hydrated lithosphere favors the crystallization of clinopyroxene instead of plagioclase, which should normally appear at this depth in the MTZ, as is the case on-axis. The gabbroic intrusions in the mantle and crust surrounding the off-axis diapir crystallized from the residual magma produced by the interaction between the pyroxenite-derived melts and the harzburgite. The off-axis diapir could be viewed as an analog to seamounts currently found near fast-spreading ridges, and could provide information on their internal structure. More generally, this study provides compelling evidence for the existence of pyroxenite veins in the asthenospheric mantle beneath mid-ocean ridges

Dans l’objectif d’évaluer le devenir de sédiments subduits variablement enrichis en soufre dans des conditions P-T (pression – température) correspondant au toit de la plaque sous un arc volcanique, des expériences de fusion et de cristallisation ont été réalisées en conditions hydratées en presse piston-cylindre(3 GPa ; 650 – 1000°C ; ƒO2 ~ NNO) sur des sédiments naturels (pélite et marne), non dopés en éléments en traces et variablement enrichis en soufre (0, 1 et 2 wt% Sin). Lors de la fusion du sédiment pélitique, des liquides trondhjémitiques à granitiques sont produits en équilibre avec un résidu composé de grenat +disthène ± phengite ± quartz + rutile. Lors de la fusion du sédiment marneux, des liquides granodioritiques sont produits en équilibre avec un résidu constitué de grenat ± épidote ± clinopyroxène ± disthène ± quartz +rutile. L’ajout de soufre dans le système pour une ƒO2 ~ NNO conduit à une précipitation de sulfures. La quantité de fer (Fe2+) disponible dans le système diminue fortement (augmentation du Mg#) et impactegrandement les relations de phases : le grenat, l’épidote et la phengite sont déstabilisées au profit des pyroxènes, de la biotite ou encore de l’amphibole. La distribution des éléments en traces dans le liquide silicaté par rapport au sédiment de départ est également très affectée pour les systèmes dopés en soufre(ex : fractionnement des terres rares). Nous proposons, à partir des données obtenues dans des xénolites mantelliques (Grenade, Petites Antilles) et lors de modélisations géochimiques, que la contribution dans lecoin mantellique de 1 à 3 % de liquides trondhjémitiques/granitiques issus de la fusion de sédiments pélitiques modérément enrichis en soufre (≤ 1 wt% Sin) peut expliquer la variabilité de composition des basaltes du sud de l’arc des Petites Antilles (Grenade et Grenadines). / The main issue of this study is to constrain the fate of subducted sediments variably enriched in sulphur for P-T (pressure – temperature) relevant for the slab at sub-arc depth. Using piston-cylinder apparatus, we performed melting and crystallisation experiments (3 GPa; 650 – 1000°C; ƒO2 ~ NNO) on natural, trace elementundoped and volatile-rich sediments (pelite and marlstone). Experiments were conducted with variable water (5 to 10 wt% H2Oin) and sulphur (0, 1 and 2 wt% Sin) contents. Silicate melts produced by the fluid-present melting of pelite range from trondhjemitic to granitic compositions, are broadly peraluminous and coexist with garnet + kyanite ± phengite ± quartz + rutile. Those produced by the fluid-present melting of marlstone are sodic (granodioritic composition), metaluminous to slightly peraluminous and coexist with garnet ± epidote ± clinopyroxene ± kyanite ± quartz + rutile. Sulphur addition at ƒO2 ~ NNO leads to sulphide precipitation. Thus, iron (Fe2+) contents decrease (Mg# increase) in the system and this strongly impacts phase relationships: garnet, epidote and phengite are consumed in favour of pyroxens, biotite and amphibole. Trace-element distribution between silicate melt and starting bulk for S-doped systems is largely impacted (e.g. rare earth elements fractionation). On the basis of data obtained in mantle xenoliths(Grenada, Lesser Antilles) and from geochemical modelisations, we are suggesting that a contribution in the mantle wedge of 1 to 3 % of trondhjemitic/granitic melts derived from pelitic sediments (≤ 1 wt% Sin) mayaccount for the composition of basalts in the southern part of Lesser Antilles (Grenada and Grenadines).

Des xénolites de péridotite provenant de deux localités du sud du Massif Central Français (Allègre et Mont Coupet), émis avec des modes éruptifs différents, ont été étudiés pour définir l’évolution du manteau sous continental et pour étudier le comportement de Li et H lors des réactions fluides roches lors de leur remonté vers la surface. Un ensemble de 6 xénolites représentatifs a été sélectionné pour chaque localité. La description pétrologique et minéralogique de chaque échantillon a été associée à la mesure des compositions chimiques en éléments majeur (par microsonde électronique) et trace (par LA-ICP-MS) des principales phases minéralogiques (Olivine, Pyroxène, Amphibole). La teneur et la composition isotopique du Li ont été mesurées par microsonde ionique (SIMS), et les teneurs en eau par spectroscopie infrarouge à transformée de Fourrier (FTIR) et SIMS dans les pyroxènes et les olivines. Pour les xénolites d’Allègre, les anomalies négatives en HFSE et les rapports LREE/HREE élevés reflètent un métasomatisme lié à des liquides carbonatitiques, succédant à un processus de fusion partielle du manteau lithosphérique. Pour les échantillons du Mont Coupet, Les anomalies négatives en Ti et Nb des Cpx de tous les échantillons et les anomalies négatives de Zr et Hf pour deux échantillons plus fortement métasomatisés (MC38 et MC34) soulignent également un métasomatisme carbonatitique. Les amphiboles des échantillons MC36 et MC53, dont l'origine doit être associée à des fluides de subduction, sont à l’équilibre avec les Cpx coexistant, ce qui indique que le fluide qui a permis leur formation n’a pas enrichi les Cpx en LREE ou LILE. La composition isotopique de des xénolites d’Allègre montre qu’ils ont été affectés par un métasomatisme en au moins deux étapes par des fluides différents. Les teneurs très élevées en Li des Cpx (jusqu'à 50 ppm) et l’enrichissement même modéré des bordures des olivines sont attribués à un apport de Li par diffusion depuis le magma hôte. Par contre, les compositions isotopiques pauvres en 7Li préservées au coeur des Ol (δ7Li jusqu’à -25‰) suggèrent l’existence d’un autre évènement métasomatique ayant affecté les péridotites avant leur remonté vers la surface. En revanche, les minéraux des xénolites de Mont Coupet ont des concentrations en Li similaires à celles du manteau, avec une répartition à l’équilibre entre les minéraux. Cependant les valeurs de δ7Li négatives observées pour les Cpx et Opx de certains échantillons suggèrent une interaction avec un fluide en quantité limitée et une composition isotopique négative. La préservation du fractionnement isotopique du Li entre les pyroxènes et olivines indique que cette interaction a du avoir lieu peu de temps avant l'entrainement des xénolites vers la surface. Les fluides métasomatiques à l’origine des valeurs de δ7Li négatives observées à Allègre et à Mont Coupet sont liés à un environnement de subduction, probablement lié à l'orogenèse varisque dans le cadre régional du FMC. Les teneurs en eau mesurées dans les xénolites d’Allègre vont de 10,6 à 12,4 ppm, des valeurs beaucoup plus faible que celle du manteau source des MORB. Ceci s’explique par une perte d’eau associée au dégazage du magma lors du refroidissement du lac de lave. L’absence de variation cœur-bord montre une distribution de l’eau à l’équilibre entre les xénolites et la lave hôte. A l’inverse, les xénolites du Mont Coupet ont pu conservé leur teneur en eau acquise en profondeur, contrôlée par les processus de fusion partielle qui ont affecté les péridotites. Cependant, l'échantillon MC34, affecté par le métasomatisme carbonatitique, a la plus haute teneur en eau parmi ces xénolites. Inversement, les échantillons MC36 et MC53 qui contiennent des amphiboles, n’ont pas des teneurs en eau élevées, suggérant que l'agent métasomatique responsable de la formation des amphiboles n'a pas enrichi en eau les autres phases de la péridotite. / Peridotite xenoliths sampled from two volcanoes erupting in different modes in two localities, Allègre and Mont Coupet, in the southern domain of the French Massif Central (FMC), have been investigated to constrain the evolution of the sub-continental lithospheric mantle beneath the FMC and the behaviors of Li and H during melt-rock reactions. To answer these questions, a set of 6 representative xenoliths was selected for each locality, and described for their mineralogy and petrography. In-situ measurements were then performed for major and trace elements in Ol, Cpx and Amp when existing, via EPMA and LA-ICP-MS respectively, for Li concentrations and isotopic compositions in pyroxenes and Ol (via SIMS), and water concentrations in minerals (via FTIR and SIMS). Negative HFSE anomalies and markedly high LREE/HREE ratios reflect a carbonatite-related metasomatism following an earlier partial melting process in the lithospheric mantle under Allègre. The Ti and Nb negative anomalies in Cpx from all the Mont Coupet samples and Zr-Hf negative anomalies in Cpx from two most strongly metasomatized samples MC38 and MC34 also point to a carbonatite-related mantle metasomatism. Amp in samples MC36 and MC53, whose origin should be associated with fluids from the subducting slab, have equilibrated most of the trace element composition with coexisting Cpx and the modal metasomatism responsible for the Amp genesis haven’t refertilized Cpx in LREE and LILE. Lithium isotope systematics indicates that Allègre xenoliths were overprinted by (at least) a two-stage metasomatism by melts of different origins. Exceptionally high Li concentrations in Cpx (up to 50 ppm by weight) and slightly increased Li contents at Ol rims are ascribed to a diffusive Li uptake from infiltrating melts derived from the host magma. On the other hand, extremely light Li isotopic compositions preserved in Ol cores (with δ7Li as low as -25‰) suggest another metasomatic event prior to xenolith entrainment by the host magma. In contrast, xenoliths from Mont Coupet have Li concentrations in constituent minerals similar to the normal mantle, and display nearly equilibrated inter-mineral Li partitioning and homogeneous intragranular Li distribution in every phase. The negative δ7Li values of Cpx and Opx in some samples were brought by the exchange with a small-volume melt with Li concentration similar to the normal mantle and light Li isotopic compositions. The preservation of inter-mineral large Li isotopic fractionation currently observed in these samples indicates that the percolation of the melt should occur shortly prior to the entrainment of Mont Coupet peridotite xenoliths by the host magmas. The metasomatic agents, accounting for negative δ7Li values in Ol cores in Allègre xenoliths and in Cpx and Opx in some Mont Coupet xenoliths, are related to a subduction environment. In the regional framework of the FMC, the subduction event most likely occurred during the Variscan orogeny. Water content in Allègre xenoliths ranges from 10.6 to 12.4 ppm in weight, much lower than the water content in the MORB source mantle. It implies that water were lost during the degassing of the host magma during slow cooling of the lava lake. No core-rim variations from profile analysis suggest that xenoliths have achieved water diffusive equilibrium with the host magmas. Peridotite xenoliths from Mont Coupet have retained their original water content from the mantle depths. Partial melting has controlled the water content in most samples from Mont Coupet. However, the subsequent carbonatite-related metasomatism has affected the sample MC34, which had the highest water content among the Mont Coupet xenoliths. And the aqueous agent responsible for presence of Amp in samples MC36 and MC53 has not lead to the considerable increase of water content.