Abstract

Garnet in Nova Scotia’s peraluminous South Mountain Batholith (SMB) displays diversity in its texture and composition that has challenged a comprehensive explanation of its origins. In this study, we have employed oxygen isotope analysis to “fingerprint” magmatic, peritectic, and xenocrystic SMB garnets to take advantage of contrasting δ18O of SMB and metasedimentary country-rocks and the slow rates of diffusion of oxygen in garnet. Among texturally well-characterized garnet, values of δ18O distinguish magmatic (8.21 ± 0.19‰; n = 10), metamorphic (9.38 ± 0.13‰; n = 6), and peritectic garnet (8.67 ± 0.20‰; n = 6). Values of δ18O of magmatic garnet are in equilibrium with coexisting zircon (δ18O = 8.14 ± 0.23‰; n = 21) in the SMB, confirming direct magmatic crystallization of garnet. Entrained metamorphic garnet porphyroblasts preserve highδ18O values, confirming a slow rate of intracrystalline diffusion of oxygen in garnet. Averaging of metamorphic and magmatic contributions is evident from the intermediate δ18O of peritectic garnet, and corresponds to textural evidence that garnet crystallized dynamically, and that metamorphic wallrocks were partially melted and disaggregated by magmas. In the case of texturally ambiguous garnet found on the margin of the Halifax pluton, δ18O varies by 2.5‰ among closely spaced (separated by mm to cm) crystals, signaling heterogeneous populations of magmatic, peritectic, and xenocrystic garnet, and thorough mixing of the host magma. In total, δ18O analysis provides a powerful complement to existing methods of determining garnet provenance and a new means to deconvolute garnet assemblages in peraluminous magmas.

Abstract

Le grenat trouvé dans le batholite hyperalumineux de South Mountain, en Nouvelle-Écosse, fait preuve d’une grande diversité des points de vue texture et composition, ce qui pose un défi quant à ses origines. Dans ce travail, nous nous servons de l’analyse des isotopes d’oxygène afin de caractériser le grenat magmatique, péritectique et xénocristique du batholite, afin de prendre avantage des contrastes en δ18O entre les roches du batholite et l’encaissant métasédimentaire, et les faibles taux de diffusion de l’oxygène dans le grenat. Parmi les exemples de grenat bien caractérisés, les valeurs de δ18O distinguent le grenat magmatique (8.21 ± 0.19‰; n = 10), le grenat métamorphique (9.38 ± 0.13‰; n = 6), et le grenat péritectique (8.67 ± 0.20‰; n = 6). Selon les valeurs de δ18O, le grenat magmatique est en équilibre avec le zircon coexistant (δ18O = 8.14 ± 0.23‰; n = 21) dans le batholite, ce qui confirme la cristallisation magmatique directe du grenat. Les porphyroblastes entrainés conservent les valeurs élevées de δ18O, et confirment ainsi le faible taux de diffusion intracristalline de l’oxygène. Des valeurs intermédiaires de δ18O impliquant des contributions magmatique et métamorphique sont signalées dans le grenat péritectique, et rendent compte de l’évidence texturale que le grenat aurait cristallisé dans un système dynamique, dans lequel les morceaux de l’encaissant métamorphique auraient partiellement fondu et se seraient désaggrégés dans le magma. Dans le cas du grenat texturalement ambigu découvert le long de la bordure du pluton de Halifax, la valeur de δ18O varie de 2.5‰ parmi les cristaux voisins, séparés par des millimètres ou centimètres, témoignent de populations hétérogènes de cristaux magmatiques, péritectiques et xénocristiques, et d’un mélange intense du magma hôte. Les déterminations de δ18O fournissent un complément puissant aux méthodes existantes pour déterminer la provenance du grenat, et d’en décortiquer les assemblages complexes des magmas hyperalumineux.

(Traduit par la Rédaction)

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