Abstract

Platinum-group elements (PGE) in alkali basalts from Maui, Hawai’i are as much as eight times lower than in tholeiitic basalts from Kîlauea. Correlations among different PGE and between abundances of PGE and base metals are entirely different in the alkaline and tholeiitic suites. The PGE-poor nature of the alkali basalts from the Haleakala and West Maui volcanoes is not readily explained by fractional crystallization of basic magma. There is very little evidence that the alkaline magmas were subject to scavenging of PGE by sulfide-rich liquids or that PGE were preferentially partitioned into ferromagnesian silicate or oxide phases such as chromite. Partial melting of mantle source-rocks would lead to slightly lower PGE contents in alkali melts by virtue of the lower degrees of partial melting associated with the generation of alkali melts. However, this effect is very small and not likely to account for the large differences in PGE abundances in alkaline and tholeiitic melts. As most models of melt generation in the Hawaiian plume require at least two lithological components of differing isotopic composition and abundances of incompatible trace elements, and as mixing of melts derived from these different components is required to generate the Maui alkaline suites, it is possible that the low-PGE alkaline melts result from mixing of larger proportions of melts from a PGE-poor source-rock such as MORB. Although acceptable as a low-PGE source, MORB is not a satisfactory plume component according to some recent models, which argues that recycled oceanic lithosphere is the only component required within the Hawaiian plume to account for the isotopic variations observed in Hawaiian lavas, and further that ophiolite sequences provide analogues of such lithosphere. A review of PGE abundances in ophiolites indicates that significant volumes of both low- and high-PGE lithologies are present in ophiolite sequences, which leads to the conclusion that from a PGE perspective, the concept that only recycled oceanic lithosphere is required in the Hawaiian plume is satisfactory. Hence, the lower PGE content of Maui alkaline lavas is considered to reflect a low degree of partial melting with a significant contribution from low-PGE lithologies in the source region.

Abstract

Les éléments du groupe du platine (EGP) sont jusqu’à huit fois moins abondants dans les basaltes alcalins provenant de Maui, à Hawai’i, que dans les basaltes tholéiitiques de Kîlauea. Dans les suites alcalines et tholéiitiques, les corrélations parmi les différents EGP, et entre l’abondance des EGP et des métaux de base, sont entièrement différents. La présence de basaltes alcalins appauvris en EGP dans les volcans Haleakala et Maui Ouest ne pourrait s’expliquer par cristallisation fractionnée d’un seul magma basique. De plus, il y a très peu d’évidence que les magmas alcalins soient sujets à un appauvrissement en EGP dû à une répartition dans un liquide sulfuré ou dans un minéral silicaté ferromagnésien ou un oxyde, tel la chromite. La fusion partielle d’une source dans le manteau pourrait bien expliquer les niveaux légèrement inférieurs des EGP dans les basaltes alcalins à cause du taux plus faible de fusion partielle responsable pour la génération des bains fondus alcalins. Toutefois, l’effet est secondaire, et ne saurait expliquer les différences importantes en abondances des EGP dans les suites alcalines et tholéiitiques. La plupart des modèles proposés pour expliquer la génération de magmas associés au panache hawaiien font appel à au moins deux composantes lithologiques différant en composition isotopique et en teneurs en éléments incompatibles. De plus, ces modèles impliquent un mélange de magmas dérivés de ces différentes composantes pour donner les suites alcalines de Maui. Il est donc possible que les magmas alcalins à faible teneur en EGP résultent d’un mélange d’une plus grande proportion de liquide provenent d’une source à faible teneur en EGP, par exemple une suite basaltique typique des rides médio-océanique (MORB). Quoiqu’un tel matériau soit acceptable comme source à faible teneur en EGP, les suites MORB ne sont pas à considérer comme une composante réaliste d’un panache, selon certains modèles récents. Ceux-ci proposent plutôt une lithosphère océanique recyclée comme seule composante requise pour expliquer les variations isotopiques observées dans les laves associées au panache hawaiien. De plus, il semble que les séquences ophiolitiques fournissent un analogue de telles séquences recyclées. Une évaluation des abondances des EGP dans les séquences ophiolitiques indique que des volumes importants de roches soit enrichies, soit appauvries en EGP sont présents; du point de vue des EGP, donc, l’idée que les suites océaniques recyclées expliqueraient la composition du panache hawaiien est attirante. Les teneurs faibles en EGP des laves alcalines de Maui résulteraient donc d’un faible taux de fusion partielle, avec une contribution importante de types de roches à faible teneur en EGP à la source.

(Traduit par la Rédaction)

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