Abstract

The Chugwater Anorthosite is one of several 1.43 Ga intrusions that make up the Laramie Anorthosite Complex in the Laramie Mountains, Wyoming, USA. The southwestern portion of the Chugwater Anorthosite has a mappable magmatic stratigraphy totaling at least 8000 meters, and probably 10,000 m or more. It consists of three major units, each of which comprises a lower, dominantly anorthosite portion (>90 vol.% plagioclase) and an upper, dominantly gabbroic anorthosite section (80–90 vol.% plagioclase). Each anorthosite portion contains layers of gabbroic anorthosite and vice versa, on a variety of scales ranging down to centimeters. Plagioclase is dominantly An50–55, although higher and lower values are also found. This “main series” of the Chugwater Anorthosite mainly lacks modal and normative olivine. Oxygen fugacity ranged from FMQ to FMQ + 0.5. We interpret that the “main series” was produced by at least three major injections of mildly hyperfeldspathic magma containing approximately 40% entrained plagioclase megacrysts (tabular crystals at least 5 cm across). The Ti contents of the megacrysts (0.3–0.4 wt% TiO2) suggest that these had crystallized at pressures near 10 kbar, consistent with initial formation in a magma chamber at or near the base of the crust. Emplacement pressure is poorly constrained, but appears to have been near 3.5–4 kbar. However, before the main series had completely solidified, it was repeatedly intruded by at least two (and probably more) leucotroctolitic magmas. Contacts of leucotroctolite are sharp against anorthosite, but commonly are diffuse against gabbroic anorthosite, suggesting that sufficient residual melt remained in the latter to permit local mixing with leucotroctolite. We estimate that 80–85% of the Chugwater Anorthosite is main-series, 10–15% is mixed rock, and 5% is leucotroctolite. Prior to final solidification, the entire Chugwater Anorthosite was domed, probably as a result of gravitational instability of the relatively buoyant plagioclase-rich material. The emplacement of the Chugwater Anorthosite as a series of crystal-rich magmas, followed by continued fractionation in a magma chamber at a mid-crustal level and subsequent doming, are characteristics that make the Chugwater Anorthosite intermediate between the Poe Mountain Anorthosite to the north (in situ fractionation in a magma chamber) and the classic diapiric emplacement of a crystal-rich mush.

Abstract

L’anorthosite de Chugwater est un des nombreux massifs intrusifs qui constituent le complexe anorthositique de Laramie, au Wyoming, mis en place il y a 1.43 milliard d’années. La partie du complexe de Chugwater se trouvant au sud-ouest du pluton contient une stratigraphie magmatique cartographiable sur une épaisseur d’environ au moins 8,000 mètres, et probablement même jusqu’à 10,000 m ou plus. Nous définissons trois unités majeures, chacune comprenant une portion inférieure à dominance anorthositique (>90% plagioclase par volume) et une unité supérieure surtout à anorthosite gabbroïque (80–90% plagioclase). Chaque portion anorthositique contient des couches d’anorthosite gabbroïque et vice versa, dont l’échelle s’étend jusqu’au centimètre. Le plagioclase se rapproche de An50–55, quoique des valeurs plus élevées et plus faibles sont aussi présentes. Cette “série principale” du massif de Chugwater est en général dépourvue d’olivine modale et normative. La fugacité de l’oxygène a varié entre le tampon FMQ et FMQ + 0.5. Nous interprétons cette “série principale” comme résultat de trois venues majeures de magma légèrement hyperfeldspathique contenant environ 40% de mégacristaux de plagioclase apportés (cristaux tabulaires mesurant au moins 5 cm). Leur teneur en Ti (0.3–0.4% TiO2, poids) fait penser que ces mégacristaux se sont formés à une pression voisine de 10 kbar, ce qui concorderait avec une formation précoce dans une chambre magmatique située près de la base de la croûte. La pression de la mise en place n’est pas bien contrôlée, mais semble avoir été voisine de 3.5–4 kbar. Toutefois, avant que la série principale ait eu la chance de se solidifier complètement, elle a été recoupée par au moins deux venues de magma leucotroctolitique. Les contacts de l’anorthosite avec la leucotroctolite sont francs, mais diffus avec le gabbro anothositique, ce qui fait penser qu’il existait une fraction suffisante de liquide résiduel pour permettre un mélange local avec la leucotroctolite. Nous croyons que 80–85% de l’anorthosite de Chugwater est faite de cette série principale, 10–15% est une roche mixte, et 5% est une leucotroctolite. Avant que soit terminée la solidification finale, le complexe au complet a été domé, probablement suite à l’instabilité gravitationnelle des roches riches en plagioclase, à densité plutôt faible. L’anorthosite de Chugwater se serait mise en place de sous forme de venues de magmas riches en cristaux, sujettes à un fractionnement continu dans une chambre magmatique au niveau de la croûte moyenne et à une montée en dome. Ces caractéristiques seraient intermédiaires entre le cas de l’anorthosite de Poe Mountain au nord (fractionnement in situ dans une chambre magmatique) et la mise en place diapirique classique d’une suspension magmatique riche en cristaux.

(Traduit par la Rédaction)

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