Abstract

Recently sampled mantle-derived xenoliths from the A154–S kimberlite pipe, at the Diavik diamond mine, Northwest Territories, Canada, are dominantly eclogitic in paragenesis, suggesting that either the abundance of eclogite at depth exceeds that of peridotite, or that eclogite is sampled or preserved preferentially. To determine the relative abundance of eclogite and peridotite sampled by the ascending kimberlite more accurately and to evaluate the utility of color alone as a guide to composition, we studied xenocrysts of garnet recovered from coarse heavy-mineral concentrates. Over 10,000 garnet crystals were divided into 15 groups according to their color. From these groups, 174 crystals were analyzed for major and minor elements using an electron microprobe (WDS). Concentrations of trace elements of 55 garnet xenocrysts were measured by LA–ICP–MS. Orange xenocrysts have <1 wt.% Cr2O3, and are classified as having an eclogitic derivation according to two sets of criteria. Pink, red, and purple xenocrysts contain >2 wt.% Cr2O3, and are inferred to have a peridotitic derivation. The range of Cr content of purple xenocrysts extends to higher values (~14 wt.% Cr2O3) than do those of pink (~10 wt.%) or red crystals (~9 wt.%). Orange-red and red-orange xenocrysts have Cr concentrations overlapping those of the orange and red groups, and may be either eclogitic or peridotitic. Chondrite-normalized REE (REEN) patterns are either “normal”, with low LREEN, increasing concentrations into the MREEN, and relatively flat HREE at ~10–30× chondrite, or sinusoidal, with normalized concentrations increasing from La to Nd, decreasing from Nd to Ho, and then increasing again to Lu. “Normal” patterns are typical of orange and orange-red xenocrysts, although some show a LREE enrichment. The sinusoidal patterns are characteristic of purple and some pink and red xenocrysts. Garnet xenocrysts of pyroxenitic (including eclogitic and websteritic) and peridotitic affinity are sufficiently distinct in color to permit assignment of the >10,000 garnet crystals in our sample to one of the two suites based solely on color. Color alone, however, could not differentiate unambiguously between different peridotitic parageneses. In contrast to the xenolith data, we infer from the relative abundances of the xenocrystic garnet that the A154–S mantle sample is ~96% peridotite.

Abstract

D’après un échantillonnage récent de xénolites mantelliques à la mine de diamant Diavik, aux Territoires du Nord-Ouest, et plus précisément prélevé dans la venue kimberlitique A154–S, il semble qu’il y ait prédominance de l’éclogite par rapport à la péridotite dans le manteau supérieur, ou bien les xénolites sont échantillonnés ou préservés préférentiellement. Afin de déterminer avec plus de justesse l’abondance relative d’éclogite et de péridotite dans le manteau échantillonné par la kimberlite ascendante, et d’évaluer la couleur des xénocristaux de grenat comme indice de composition, nous avons étudié les xénocristaux pris de concentrés à granulométrie grossière. Plus de 10,000 cristaux de grenat ont été subdivisés en 15 groupes selon leur couleur. De ces groupes, 174 cristaux ont été analysés pour leurs teneurs en éléments majeurs et en traces avec une microsonde électronique (dispersion de longueurs d’onde). La concentration des éléments traces de 55 xénocristaux de grenat a de plus été mesurée par la technique ICP–MS avec ablation au laser. Les xénocristaux orangés possèdent moins de 1% de Cr2O3 (poids), et auraient une dérivation éclogitique, selon deux ensembles de critères. Lex xénocristaux roses, rouges et violacés contiennent plus de 2% de Cr2O3, et auraient une dérivation péridotitique. L’intervalle en teneur de Cr des xénocristaux violacés s’étend à des valeurs plus élevées (~14% Cr2O3) que les xénocristaux roses (~10%) ou rouges (~9%). Les xénocristaux oranges-rouges et rouges-oranges possèdent des teneurs en Cr qui chevauchent celles des groupes orange et rouge, et pourraient être de dérivation éclogitique ou péridotitique. Les tracés d’abondances des terres rares normalisés à une chondrite sont soit “normaux”, avec de faibles teneurs en terres rares légères, des concentrations accrues de terres rares moyennes, et un profil relativement plat de terres rares lourdes à ~10–30× chondrite, ou soit d’aspect sinusoïde, avec des concentrations normalisées augmentant de La à Nd, diminuant de Nd à Ho, pour augmenter de nouveau jusqu’à Lu. Les tracés “normaux” sont typiques des xénocristaux oranges et oranges-rouges, quoique certains accusent un enrichissement en terres rares légères. Les tracés sinusoïdes sont caractéristiques des xénocristaux violacés et de certains xénocristaux roses et rouges. Les xénocristaux de grenat de dérivation pyroxénitique (y inclus éclogitique et websteritique) et péridotitique sont suffisamment distincts en couleur pour permettre une classification des plus de 10,000 cristaux dans notre collection à l’une ou l’autre catégorie. Seule la couleur, toutefois, ne pourrait nous permettre de distinguer de façon non ambigüe parmi les différentes paragenèses péridotitiques. En contraste avec les données sur la population de xénolites, nous pensons, d’après l’abondance relative des xénocristaux de grenat, que l’échantillon fourni par la kimberlite A154–S indique un manteau à grande majorité (~96%) péridotitique.

(Traduit par la Rédaction)

You do not currently have access to this article.