Abstract

Cordierite- and gedrite-bearing lithologies crop out along the base of the Central Metasedimentary Belt boundary thrust zone (CMBbtz) in Ontario, the boundary between the Central Metasedimentary Belt and the Central Gneiss Belt. It has been proposed that these rocks represent metamorphosed and partially melted Al- and Mg-rich sedimentary rocks. Whole-rock oxygen isotope values (δ18O in the range 6–8‰) from these rocks are not consistent with closed-system metamorphism of either soils or pelitic sediments, and cannot be explained solely by extraction of partial melt from pelitic rocks. The whole-rock δ18O and chemical composition of cordierite–gedrite rocks in the CMBbtz indicate that these rocks represent volcanic rocks hydrothermally altered by seawater. After hydrothermal alteration, these rocks were metamorphosed to the upper amphibolite facies, stabilizing the cordierite + gedrite assemblages. Diffusion modeling of quartz–garnet fractionations suggests intermineral exchange of oxygen in a closed system at moderate fugacity of H2O during slow cooling after regional metamorphism. We believe that cordierite–gedrite lithologies in the CMBbtz mark the site of Mid-Proterozoic rifting at the margin of Laurentia.

Abstract

On trouve des roches métamorphiques à cordierite et à gédrite à la base de la zone de chevauchement qui marque la limite de la Ceinture Métasédimentaire Centrale et son contact avec la Ceinture Gneissique Centrale en Ontario. La proposition a été faite que ces roches représentent des unités alumineuses et magnésiennes métamorphosées et partiellement fondues. Les rapports d’isotopes d’oxygène déterminés sur roche totale (δ18O dans l’intervalle 6–8‰) montrent une incompatibilité avec l’hypothèse d’un métamorphisme en système fermé, soit de sols ou de roches métasédimentaires pélitiques, et ne pourraient résulter de la seule extraction d’un liquide anatectique à partir de roches pélitiques. Ces rapports δ18O sur roche totale et la composition chimique des roches à cordierite–gédrite font penser qu’il s’agit de roches volcaniques altérées par voie hydrothermale en présence de l’eau de mer. Après le stade d’altération, ces roches ont été métamorphosées jusqu’au faciès amphibolite supérieur, ce qui a stabilisé l’assemblage cordierite + gédrite. Un modèle de diffusion du fractionnement entre quartz et grenat nous incite à proposer un échange interminéral des isotopes d’oxygène en système fermé à fugacité moyenne de H2O au cours d’un lent refroidissement suite au métamorphisme régional. A notre avis, les roches à cordierite–gédrite de cette transition entre socles marquent le site d’une zone extensionnelle d’âge mésoprotérozoïque en marge du socle de Laurentia.

(Traduit par la Rédaction)

You do not currently have access to this article.