Abstract

In the area of Gorduno, near Bellinzona, Central Alps, Switzerland, well-preserved eclogites crop out only at the margin of the garnet peridotite massif of Alpe Arami (AA). These bodies of eclogite were not derived from cognate mafic layers of mantle origin, and their thermal evolution is different from that inferred for the peridotite. Some questions are still open about the P–T evolution of AA eclogites, and the data given in literature cover a broad range of variation. We have investigated the bulk composition and the clinopyroxene–garnet trace-element distribution in a sample of eclogite from a lens occurring at the rim of the peridotite body. We report new data on trace elements in the bulk rock, obtained by ICP–MS, as well as the results of SIMS analyses on REE, Ti, V, Cr, Y, Sr, Zr, Sc carried out on the two major rock-forming minerals, i.e., clinopyroxene and garnet. We also provide AAS data for Co, Ni and Cu in purified clinopyroxene and garnet concentrates, and O isotope ratios both on the bulk rock and on clinopyroxene and garnet. We found that: i) the trace-element abundance in garnet and clinopyroxene may be strongly influenced by the major-element composition; ii) their distribution within both mineral phases is inhomogeneous. In particular, their highly variable contents highlight the complex evolution of the AA eclogite and emphasize the existence, at least for some elements and at a very local scale, of chemical disequilibrium, also confirmed, in an independent way, by a significant difference in δ18O between clinopyroxene and garnet. Therefore, the low temperature of equilibration estimated in eclogite sample 70–AM–10 is not an artifact of the computational strategy adopted, but is the record of the lack of complete equilibration between clinopyroxene and garnet with changing P–T conditions during the various metamorphic events.

Abstract

Des éclogites bien préservées affleurent dans la région de Gorduno, près de Bellinzona, Alpes centrales, en Suisse, mais seulement le long de la bordure du massif de Alpe Arami (AA) à péridotite grenatifère. Ces affleurements d’éclogite n’ont pas une dérivation par transformation de niveaux mafiques génétiquement liés à la péridotite dans le manteau, et leur évolution thermique diffère donc de celle déduite pour la péridotite. Certaines questions demeurent posées à propos de l’évolution P–T des éclogites de ce massif, et les données publiées font preuve d’une grande variabilité. Nous avons donc étudié la composition globale de ces roches et la distribution d’éléments traces entre les deux minéraux principaux, clinopyroxène et grenat, dans un échantillon d’éclogite provenant d’une lentille en bordure du massif péridotitique. Nos résultats portent sur la quantité des éléments traces dans la roche même, telles qu’indiquée par la méthode ICP–MS, de même que par analyses SIMS du clinopyroxène et du grenat portant sur les terres rares, Ti, V, Cr, Y, Sr, Zr, et Sc. De plus, nous présentons des données obtenues par absorption atomique sur le Co, Ni et Cu dans des concentrés purifiés de clinopyroxène et grenat, et des rapports des isotopes obtenus pour décrire la roche globale et les deux minéraux. Nous trouvons que l’abondance des éléments traces dans le grenat et le clinopyroxène peut être fortement influencée par leur composition en termes des éléments majeurs; de plus, leur distribution dans ces deux minéraux est hétérogène. En particulier, leurs teneurs fortement variables soulignent l’évolution complexe de l’éclogite AA et l’existence, au moins pour certains éléments et à une échelle très locale, d’un déséquilibre chimique, que vient confirmer, de façon indépendante, une différence importante dans les valeurs δ18O entre le clinopyroxène et le grenat. C’est donc dire que la faible température de ré-équilibrage indiquée pour l’échantillon d’éclogite 70–AM–10 ne serait pas un artifice des méthodes de calcul employées, mais plutôt un témoignage du manque d’équilibrage complet entre clinopyroxène et grenat à mesure que les conditions P–T ont changé lors des divers événements métamorphiques.

(Traduit par la Rédaction)

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