Abstract

Paleocene plutons on Kodiak Island, in Alaska, contain host-rock xenoliths that have undergone varying degrees of fragmentation, metamorphism and assimilation in the surrounding granitoid rocks, and therefore provide an excellent natural laboratory to study the processes of xenolith fragmentation and magma contamination. Kodiak Island has two belts of Paleocene plutons: the Kodiak batholith that runs along the axis of the Island, and the trenchward belt, which is comprised of plutons and dikes intruded into the Ghost Rocks Formation south of the Contact fault. Within the Kodiak batholith, there are two different populations of xenoliths, one near its exterior margin and another near its center. The exterior xenoliths are relatively rare but, where present, are angular and have retained sedimentary structures. Xenoliths from the center of the Kodiak batholith are abundant, rounded, gneissic, garnet- and sillimanite-bearing, and had an extended residence-time in the batholith. In the trenchward belt, the Shaft Peak pluton contains a high abundance of Ghost Rocks Formation xenoliths that underwent extensive fragmentation at length scales ranging from >10 m to a submillimetric scale. The frequency-size distributions of xenolith in both the Kodiak batholith and the Shaft Peak pluton can be modeled by power-law functions and can be described by renormalization-group fractal methods of fragmentation. Our qualitative descriptions and the fractal analysis indicate that the Shaft Peak xenoliths underwent catastrophic fragmentation and were in a state of disequilibrium when its system froze, whereas the Kodiak batholith xenoliths, once they fragmented down to a diameter of <10 cm, approached thermal and chemical equilibrium with the surrounding magma.

Abstract

Les plutons paléocènes sur l’île de Kodiak, en Alaska, contiennent des enclaves de roches encaissantes qui ont subi à des degrés variables une fragmentation, un métamorphisme et une assimilation dans les roches granitiques avoisinantes. Ils fournis-sent donc un excellent laboratoire naturel pour l’étude des processus de fragmentation des enclaves et de la contamination des magmas. Il y a sur l’île de Kodiak deux ceintures de plutons paléocènes, le batholite de Kodiak le long de l’axe principal de l’île, et la ceinture plus près de la tranchée, constituée de plutons et de filons mis en place dans la Formation de Ghost Rocks au sud de la faille Contact. Au sein du batholite de Kodiak, nous trouvons deux populations distinctes d’enclaves, une près de la bordure externe et l’autre près du centre. Les enclaves du groupe externe sont plutôt rares, mais où elles sont présentes, elles sont angulaires et ont retenu leurs structures sédimentaires. Les enclaves provenant du centre du batholite de Kodiak sont abondantes, arrondies, gneissiques, contenant grenat et sillimanite, ayant subi une longue résidence dans le batholite. Dans la ceinture voisine de la tranchée, le pluton de Shaft Peak contient une abondance d’enclaves provenant de la Formation de Ghost Rocks; elles ont subi une fragmentation importante sur une échelle de longueur allant de >10 m à moins d’un millimètre. On peut dresser un modèle de la distribution de fréquence des dimensions dans les deux cas au moyen de fonctions de puissance impliquant les méthodes fractales de fragmentation par renormalisation des groupes. Nos descriptions qualitatives et l’analyse fractale indiquent que les enclaves du pluton de Shaft Peak ont subi une fragmentation catastrophique, et elles étaient dans un état de déséquilibre quand le système a figé, tandis que les enclaves du batholite de Kodiak, dès qu’elles ont atteint un diamètre de moins de 10 cm, se sont approchées d’une équilibre thermique et chimique avec le magma avoisinant.

(Traduit par la Rédaction)

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