Abstract

In situ H isotope analysis of igneous amphibole from the Boston Creek ferropicrite, in the Abitibi Belt, Ontario, a 100-m-thick layered mafic-ultramafic unit, provides insights into the evolution of Archean mantle-derived hydrous melts in the crust. Ion-microprobe analyses of the ultramafic-rock-hosted interstitial igneous magnesiohastingsite indicate a wide range of δD values, from −47 to +54‰ and 2–3 wt% H2O at the 100–1000 μm intragrain scale, but relatively uniform major-element and incompatible trace-element compositions. This wide range encompasses values significantly higher than the δD values of −50‰ for whole-rock samples, <+10‰ for igneous amphiboles from ultramafic sills, −80 to −30‰ values for hydrothermal-metamorphic fluids in the area, and −90 to −60‰ values for mantle materials. The anomalously high δD values cannot be attributed entirely to H loss from amphibole during secondary processes. The contrast with the relatively uniform magnesiohastingsite composition and H2O and trace-element contents of the amphibole excludes the possibility that the δD values reflect variable fluid/mineral fractionation. The anomalously high δD values most plausibly record the composition of the ferropicritic melt from which the amphibole formed. Considering the widespread distribution and abundance of vesicles in the Boston Creek ferropicrite, these values can be explained by degassing of H relative to deuterium, perhaps by dissociation of H2O during emplacement at shallow levels in the crust. The resulting increase in oxidation state of the residual degassed melt led to Fe–Ti oxide crystallization, which reduced the FeO content of the melt and triggered the Cu–PGE–Ag sulfide mineralization during formation of the magnetite gabbro host-rock.

Abstract

Une analyse isotopique in situ de l’amphibole ignée provenant de la ferropicrite de Boston Creek, ceinture de l’Abitibi, en Ontario, une unité mafique-ultramafique de 100 m d’épaisseur, fournit une nouvelle information à propos de l’évolution de magmas archéens enrichis en H2O, dérivés du manteau, et mis en place dans la croûte. Les analyses faites avec une microsonde ionique de la magnésiohastingsite interstitielle d’une roche ultramafique indique un grand intervalle de valeurs de δD, allant de −47 à +54‰ et une teneur de 2–3% H2O (poids) à une échelle intragranulaire de 100 à 1000 μm, mais une composition relativement uniforme en termes des éléments majeurs et des éléments traces incompatibles. Ce grand intervalle dépasse largement les valeurs de δD obtenues pour les roches globales, −50‰, les valeurs inférieures à +10‰ pour l’amphibole ignée des felons-couches ultramafiques, les valeurs entre −80 et −30‰ pour les fluides hydrothermaux-métamorphiques de la région, et les valeurs entre −90 et −60‰ pour les matériaux du manteau. Les valeurs de δD anomalement élevées ne sauraient être attribuées à la seule perte de H de l’amphibole au cours de sa recristallisation secondaire. Le contraste avec la composition et les teneurs en H2O et en éléments traces relativement uniformes excluent la possibilité que les valeurs de δD témoignent d’un fractionnement variable entre phase fluide et minéral. C’est plutôt à la composition du magma ferropicritique à partir duquel l’amphibole s’est formée que nous attribuons les valeurs anomalement élevées en δD. Compte tenu de la distribution répandue et de l’abondance des bulles dans la ferropicrite de Boston Creek, ces values semblent indiquer un dégazage de l’hydrogène par rapport au deutérium, possiblement par dissociation de H2O pendant la mise en place du magma à faible profondeur dans la croûte. L’augmentation en degré d’oxydation du magma résiduel qui en résulta a causé la cristallisation d’un oxyde Fe–Ti, ce qui diminua la teneur en FeO du magma et déclencha une minéralisation en sulfures de Cu–PGE–Ag associée à la formation du gabbro à magnétite, la roche hôte.

(Traduit par la Rédaction)

You do not currently have access to this article.