Abstract

Direct evidence for a Cu–Cl-salt-hydrate melt in equilibrium with a complex system of silicate melts was found in a xenolith of magnesiohastingsite-dominant cumulate from the TUBAF Seamount, near Lihir Island, in Papua New Guinea. The cumulate formed less than 1.5 Ma ago in a magma chamber in the oceanic crust. Petrographic observations give evidence for the coexistence of two different silicate melts, a Cu–Fe–S melt, the salt-hydrate melt and a vapor phase as an intercumulus assemblage. The salt-hydrate melt crystallized to clinoatacamite, whereas the only mineral crystallizing from the silicate melt was hydroxylapatite. The two observed silicate melts are of trachyandesitic-tephriphonolitic and foiditic composition, clearly different from the trachybasaltic host-magma. Exsolution of the Cu–Fe–S melt likely took place in the temperature range between 960° and 557°C. Its chemical composition ranges between chalcopyrite and intermediate solid-solution (Iss). On the basis of experimental data of other salt-hydrate – silicate melt systems, the unmixing of the Cu–Cl-salt-hydrate melt must have taken place below 800°C. This unmixing demonstrates how metal-enriched magmatic fluids can enter pre-existing hydrothermal systems.

Abstract

Nous décrivons un exemple d’un bain fondu à composition d’un oxysel Cu–Cl hydraté en équilibre avec un système silicaté complexe dans un fragment de cumulat xénolithique à dominance de magnésiohastingsite provenant du guyot de TUBAF, près de l’île de Lihir, en Papouasie – Nouvelle Guinée. Le cumulat se serait formé il y a moins de 1.5 Ma dans une chambre magmatique dans la croûte océanique. Nos observations pétrographiques démontrent la coexistance de deux liquides silicatés différents, un liquide Cu–Fe–S, le bain fondu à composition de l’oxysel de cuivre hydraté, et une phase vapeur dans l’assemblage intercumulatif. Ce bain fondu inhabituel a cristallisé en clinoatacamite, tandis que le seul minéral à cristalliser à partir du liquide silicaté était l’hydroxylapatite. Les deux liquides silicatés ont une composition trachyandésitique-tephriphonolitique et foïditique, et diffèrent nettement de la composition du magma encaissant, trachybasaltique. L’exsolution du liquide Cu–Fe–S a probablement eu lieu dans l’intervalle de température entre 960° et 557°C. Sa composition chimique varie entre celle de la chalcopyrite et une solution solide intermédiaire (Iss). Compte tenu des données expérimentales sur d’autres systèmes contenant une coexistence de bain fondu à composition d’oxysel hydraté et de liquide silicaté, nous croyons que la démixion de liquide à oxysel Cu–Cl hydraté a eu lieu à une température inférieure à 800°C. Cette démixion démontre comment un fluide magmatique enrichi en métaux peut s’insérer dans un système hydrothermal pré-existant.

(Traduit par la Rédaction)

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