CHEMICAL AND ISOTOPIC EVOLUTION OF THE ANORTHOSITIC PLUTONS OF THE LARAMIE ANORTHOSITE COMPLEX: EXPLANATIONS FOR VARIATIONS IN SILICA ACTIVITY AND OXYGEN FUGACITY OF MASSIF ANORTHOSITES Available to Purchase

The Laramie anorthosite complex includes three anorthositic plutons: the Poe Mountain, Chugwater, and Snow Creek intrusions. The Poe Mountain and Chugwater bodies exhibit mappable magmatic stratigraphy that records fractionation processes in a magma chamber at or near the present level of exposure followed by doming and expulsion of residual liquid. The Snow Creek pluton is more poorly exposed, although layering is locally observed, and there is geochemical evidence for removal of interstitial liquid in the eastern portion of the body. The three plutons were emplaced in close succession. The U–Pb zircon and baddeleyite geochronology of anorthosite from the Chugwater and Snow Creek plutons, and a monzodiorite dike, indicates that the Chugwater is the oldest of the bodies, with a weighted average ²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb age of five samples of 1435.5 ± 0.3 Ma. The Snow Creek anorthosite intrudes the previously dated 1434 Ma Poe Mountain anorthosite and is, in turn, cut by the 1432.8 ± 2.4 Ma monzodiorite dike. The LAC and associated granites of the Sherman batholith suite were emplaced over a period no greater than 12 million years, and possibly in as little as three million years. Despite their similar ages, each of the LAC anorthosite plutons displays a distinctive assemblage of minerals. The Poe Mountain anorthosite is characterized by olivine, augite, low Ca-pyroxene, ilmenite and magnetite, and plagioclase in the range An_43–53. The Chugwater anorthosite generally contains no olivine but is composed of augite, low Ca-pyroxene, ilmenite and magnetite, and iridescent plagioclase in the range An_50–56. The Snow Creek anorthosite is characterized by a lack of olivine and magnetite and the presence of iridescent plagioclase of composition An₄₇ to An₅₆; it is commonly quartz-bearing. These assemblages record a range of silica activities and oxygen fugacities. Higher activities of silica and fugacities of oxygen are correlated with greater amounts of crustal assimilation, as indicated by Nd and Sr isotopic compositions and the presence of inherited components in zircon. We demonstrate that crustal assimilation can produce a range of mineral assemblages and Sr–Nd isotopic compositions in LAC anorthosites crystallized from common mantle-derived parental magmas, and that assimilation of crust is likely an important control on the compositional variations documented in other Proterozoic massif anorthosites.

Le complexe anorthositique de Laramie contient trois plutons majeurs, Poe Mountain, Chugwater, et Snow Creek. Les massifs de Poe Mountain et de Chugwater font preuve d’une stratification ignée qui témoigne de processus de fractionnement dans une chambre magmatique près du niveau actuel d’affleurement, ceci suivi d’un soulèvement et d’une expulsion du liquide résiduel. Le pluton de Snow Creek affleure moins bien, quoiqu’un litage soit observé localement, et il existe des signes géochimiques favorisant l’évacuation d’un liquide interstitiel dans la partie orientale du pluton. Les trois plutons ont été mis en place dans un court laps de temps. L’étude géochronologique U–Pb effectuée sur le zircon et la baddeleyite prélevés de l’anorthosite des plutons de Chugwater et de Snow Creek, ainsi que d’un filon de monzodiorite, montre le pluton de Chugwater serait le plus ancien de ces venues, avec une moyenne d’âges ²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb pondérée de 1435.5 ± 0.3 Ma (cinq échantillons). L’anorthosite de Snow Creek recoupe le massif de Poe Mountain, déjà daté (1434 Ma) et il est, à son tour, recoupé par le filon de monzodiorite (1432.8 ± 2.4 Ma). Le complexe anorthositique de Laramie et les granites associés du batholite de Sherman ont été mis en place au cours d’un intervalle de pas plus que 12 millions d’années, et peut-être même aussi peu que trois millions d’années. Malgré leurs âges semblables, chacun des plutons anorthositiques présente un assemblage distinctif de minéraux. L’anorthosite de Poe Mountain contient olivine, augite, pyroxène à faible teneur en Ca, ilménite et magnétite, et un plagioclase dans l’intervalle An_43–53. L’anorthosite de Chugwater ne contient pas d’olivine, en général, mais possède l’assemblage augite, pyroxène à faible teneur en Ca, ilménite et magnétite, un plagioclase iridescent de composition An_50–56. Dans l’anorthosite de Snow Creek, l’olivine et la magnétite sont absentes, et le plagioclase, de composition An₄₇ to An₅₆, est iridescent, et le quartz est présent, en général. Ces assemblages témoignent d’un intervalle d’activités de silice et de fugacités d’oxygène. Les valeurs plus élevées de ces paramètres montrent un corrélation avec une assimilation accrue de la croûte, comme l’indiquent les compositions isotopiques du Nd et du Sr, ainsi que la présence de composantes héritées dans le zircon. Nous démontrons que l’assimilation de la croûte peut produire un éventail d’assemblages de minéraux et de compositions isotopiques Sr–Nd dans le complexe anorthositique de Laramie à partir du même magma parent dérivé du manteau, et qu’elle exercerait un contrôle important sur les variations en composition documentées dans d’autres massifs protérozoïques d’anorthosites.

(Traduit par la Rédaction)