Abstract
We report geochemical and isotopic data for anorthosite – mangerite – granite samples of the ~1.65 Ga Mealy Mountains Intrusive Suite (MMIS) and the ~1.13 Ga Atikonak River Complex (ARC), located in the northeastern Grenville Province of Canada. Initial Pb isotopic ratios for feldspar samples from the ARC indicate assimilation of an old residual lower crustal component by all rock types. Monzodiorite and some granites with initial εNd in the range − 2.0 to − 3.8 are interpreted as products of fractional crystallization and mixing in a lower crustal sill of mixed melts derived from depleted mantle and early Paleoproterozoic crust (tDM = 2.4 Ga). For the anorthositic rocks, with systematically higher initial εNd of +2.0 to − 1.3 than in the granitoids, we suggest a parental melt comprising assimilated plagioclase–pyroxene cumulates and mantle-derived melt. The inferred plagioclase cumulates are hot remnants of the collapsed magma-chambers after granite extraction. If the ferrodiorite sample of the ARC represents a residual melt after anorthosite separation, additional contamination of the magma by older material is required. Anorthositic and granitic rocks of the MMIS show mostly depleted-mantle εNd values up +3.6 that overlap the composition of the juvenile Labradorian basement. Enriched 87Sr/86Sr values in the samples were probably inherited from mantle sources modified during Labradorian plate subduction. Trace-element data support incompatible-element-enriched garnet-bearing mantle sources for the inferred parental basaltic melt. Crustal contamination of the mantle-derived melts is well documented by distinct Pb isotopic compositions, similar to those for the Labradorian basement. High Th and U concentrations relative to La and HREE depletion in the granite (s.s.) samples support melting of fertile garnet-bearing lower crust. Low abundances of Th and U in the monzodiorite and monzonite samples can be reconciled with a component derived from residual lower crust.
Abstract
Nous présentons des données géochimiques et isotopiques portant sur les échantillons de l’association anorthosite – mangérite – granite provenant de la suite intrusive de Mealy Mountains (MMIS, ~1.65 Ga) et celle du complexe de la Rivière Atikonak (ARC, ~1.13 Ga), situées dans le secteur nord-est de la Province de Grenville, au Canada. Les rapports initiaux des isotopes de plomb des échantillons de feldspath de la suite ARC indiquent une assimilation de croûte ancienne, composante présente dans toutes les lithologies. La monzodiorite et certains granites ayant une valeur initiale de εNd entre − 2.0 et − 3.8 seraient produits par cristallisation fractionnée et par mélange, dans un filon-couche, de magmas dérivés d’un magma stérile et d’une croûte d’âge paléoprotérozoïque précoce (tDM = 2.4 Ga). Dans les cas des roches anorthositiques, ayant des valeurs de εNd initial allant de +2.0 à − 1.3, et donc supérieurs aux roches granitiques, nous préconisons un magma parent ayant assimilé des cumulats à plagioclase + pyroxène et incorporé un magma mantellique. Ces cumulats de plagioclase seraient des restes encore chauds d’une colonne magmatique affaissée suite à l’extraction d’un granite. Si l’échantillon de ferrodiorite dans la suite ARC représente une liquide résiduel suite à la séparation de l’anorthosite, une contamination accrue du magma par un matériau plus ancien semble nécessaire. Les roches anorthositiques et granitiques de la suite MMIS possèdent en général des valeurs de εNd typiques d’un manteau stérile, jusqu’à +3.6, qui croisent la composition juvénile du socle labradorien. Les valeurs enrichies de 87Sr/86Sr dans ces échantillons auraient probablement été héritées de sources dans le manteau modifiées par subduction de plaques labradoriennes. Les données sur les éléments traces concordent avec l’hypothèse d’un manteau contenant du grenat et enrichi en éléments incompatibles pour expliquer le magma parental basaltique. Une contamination de tels magmas mantelliques par la croûte est bien établie par les compositions isotopiques distinctes du plomb, semblables à celles du socle labradorien. Les concentrations élevées en Th et U par rapport à celles du La et des terres rares lourdes dans le granite (s.s.) concordent avec l’idée de la fusion d’une croûte inférieure grenatifère fertile. On pourrait expliquer les teneurs plus faibles en Th et U des échantillons de monzodiorite et de monzonite en proposant une composante de croûte inférieure résiduelle.
(Traduit par la Rédaction)
