Abstract

The partitioning of V, Ti, Sc, Cr, Ni, Zn, Ga, Zr, La and Yb between olivine and coexisting basaltic and komatiitic liquids was measured at known fugacity of oxygen, f(O2). Olivine and glass were analyzed for trace elements using laser-ablation inductively coupled plasma – mass spectrometry (LA–ICP–MS). The purpose of the study was to further refine an empirical oxygen barometer for picritic magmas (>10% MgO) based on the comparison of the f(O2)-dependent behavior of V with that of other incompatible and immobile trace elements (Ti, Sc, Ga, Zr and Yb) along the liquid line of descent. Results of this study present an improvement on the earlier estimates of redox conditions that utilized this approach because the partition coefficients for V and other incompatible trace elements (Ti, Sc, Ga, Zr and Yb) are measured in the same bulk-compositions under the same experimental conditions, eliminating any previous bias or correlations. The advantages and limits of the approach are demonstrated in applications to modern Hawaiian picrites, Archean komatiitic lavas and lunar rocks. Uncertainties in the method are significant [about ± 0.5 log f(O2) units], but it is applicable to mafic suites having an igneous phase-assemblage altered by metamorphism, or without a phase assemblage to which more conventional estimates of redox conditions can be applied. In many cases, crucial estimates of the minimum f(O2) can be made for many terrestrial and extraterrestrial rocks in the geological record.

Abstract

La répartition des éléments V, Ti, Sc, Cr, Ni, Zn, Ga, Zr La et Yb entre l’olivine et un bain fondu coexistant de composition basaltique ou bien komatiitique a été mesurée en fonction de la fugacité de l’oxygène, f(O2). Nous avons analysé l’olivine et le verre afin d’établir la concentration de ces éléments traces avec un appareil à plasma à couplage inductif avec ablation au laser, et par spectrométrie de masse. Le but de l’étude était d’affiner la détermination empirique antérieure de la pression d’oxygène dans les magmas picritiques (>10% MgO), fondée sur une comparaison du comportement du vanadium, qui dépend de la fugacité d’oxygène, et des autres éléments traces incompatibles et immobiles (Ti, Sc, Ga, Zr et Yb) lors d’une évolution du liquide au cours de la cristallisation. Ces résultats permettent une amélioration par rapport aux estimations antérieures des conditions de f(O2), dans lesquelles la même approche avait été utilisée. Dans cette approche, les coefficients de partage pour le vanadium et autres éléments traces incompatibles (Ti, Sc, Ga, Zr et Yb) sont évalués en utilisant les mêmes compositions globales sujettes aux mêmes conditions expérimentales, éliminant ainsi tout traitement biaisé et les fausses corrélations. Nous démontrons les avantages et les limitations de cette approche avec une application aux suites récentes de picrites hawaiiennes, aux laves komatiitiques archéennes et aux roches lunaires. Les incertitudes associées à cette méthode ne sont pas négligeables [environ ± 0.5 log f(O2)], mais en revanche elle peut s’appliquer à une suite de roches mafiques dans laquelle l’assemblage de minéraux ignés à subi les effets d’un métamorphisme, ou bien dans laquelle l’assemblage de phases nécessaire pour une évaluation plus conventionnelle de la fugacité d’oxygène est absente. Dans plusieurs cas, il est possible d’obtenir une estimation importante de la fugacité minimum d’oxygène de suites de roches terrestres et extraterrestres.

(Traduit par la Rédaction)

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