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Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : A section of ancient fast-spreading ocean crust was sampled at Wadi Gideah, located in the Wadi Tayin Massif of the Oman ophiolite. This sample suite was used for generating a coherent data set combining various petro-geochemical and structural investigations, with the aim of building a reference section for advancing our understanding of crustal accretion processes at fast-spreading mid-ocean ridges. Additionally, this study focuses on one outcrop that represents part of the fossil axial melt lens (AML).Major and trace element analyses reveal a trend of chemical evolution up section in the lower crust, with a marked difference between the layered gabbros and the foliated gabbros above. Petrological modeling shows that the chemical evolution up section can be produced by hydrous fractionation crystallization, with melt H2O contents of ~0.8 wt% and 0.8 to 1.2 wt% for the lower and upper crust, respectively. Together with the observed very steep bulk Zr/Hf vs. Zr gradient, high F and Cl content of magmatic amphibole, general Nb-Ta depletion of melts compared with NMORB, and high Sr87/Sr86 ratio compared with modern fast-spread crust, this suggests that Wadi Gideah layered gabbros were accreted by crystallization of ascending melts in sills, in a context of subduction initiation. The distinct changes in chemical trends and average grain size at the layered to foliated gabbro transition are tentatively explained by enhanced hydrothermal cooling deeper than the AML. The gabbro/dike transition displays complex structural and lithological relationships that, together with fractional crystallization modeling, point to episodic vertical movements of the AML. Plagioclase crystallographic preferred orientations (CPO) measured over the whole gabbro section are always consistent with magmatic flow. The CPO strength generally increases downward, with more scattering in the layered gabbro section. From the top to the bottom of the layered gabbros, CPO become progressively more prolate, possibly reflecting increasing shear induced by active mantle flow underneath.Wadi Gideah lower crust recorded a formation history consistent with a hybrid accretion model, combing several processes such as downward magmatic flow and/or upward melt migration in the upper foliated gabbros, sill intrusions in the layered gabbros, and deep hydrothermal circulation. The latter was presumably focused in channels, preserved today as several, up to 100 m wide zones of extensively altered former layered gabbro, cross-cutting the magmatic layering. These metagabbros display significantly higher Sr87/Sr86 ratio, late stage magmatic phases, and evidence for high temperature partial melting.
Une coupe d'ancienne croute océanique rapide a été échantillonnée dans le Wadi Gideah, situé dans le Massif de Wadi Tayin de l'Ophiolite d'Oman. Cette série d'échantillons a permis de générer un jeu de données cohérent, combinant des études pétro-géochimiques et structurales, dans le but de construire une coupe de référence pour mieux contraindre notre compréhension des processus d'accrétion crustale aux dorsales océaniques rapides. Ce travail intègre aussi l'étude détaillée d'un affleurement représentant en partie la lentille magmatique axiale (LMA) fossile.Les analyses d'éléments majeurs et traces révèlent une évolution chimique dans la croûte inférieure, avec une nette différence entre les gabbros lités et les gabbros foliés sus-jacents. La modélisation pétrologique montre que l'évolution chimique vers le haut peut être produite par cristallisation fractionnée hydratée, avec des teneurs en H2O des magmas de ~0.8 wt% dans la croute inférieure et 0.8 to 1.2 wt% dans la croute supérieure. Combiné aux forts gradients de Zr/Hf vs. Zr, aux teneurs élevées de F et Cl dans les amphiboles magmatiques, à l'appauvrissement général en Nb-Ta des magmas comparé aux NMORB, et aux rapports Sr87/Sr86 élevés comparés à la croûte rapide moderne, ceci suggère que les gabbros lités du Wadi Gideah ont été formés par la cristallisation des magmas ascendants dans des sills, dans un contexte d'initiation de subduction. Les changements de signature géochimique et de taille de grain à la transition entre gabbros lités et gabbros foliés témoignent possiblement d'un fort refroidissement hydrothermal plus profond que la LMA. La transition complexe filonien/gabbro montre des relations structurale et lithologiques complexes, qui, combinées o la modélisation de la cristallisation fractionnée, traduisent les mouvements verticaux épisodiques de la LMA. Les orientations préférentielles cristallographiques (OPC) des plagioclases mesurées sur l'ensemble de la coupe dans les gabbros témoignent toujours d'une déformation magmatique. L'intensité des OPC a tendance à augmenter vers le bas, avec une plus forte variabilité dans les gabbros lités. Dans les gabbros lités, les OPC sont de plus en plus linéaires vers le bas, résultant possiblement d'un cisaillement plus fort induit par l'écoulement actif du manteau sous-jacent.La croûte inférieure dans le Wadi Gideah a enregistré une histoire compatible avec un modèle d'accrétion hydride, combinant plusieurs processus tels que l'écoulement magmatique vers le bas et/ou la migration de liquides magmatiques vers le haut dans les gabbros foliés supérieurs, l'intrusion de sills dans les gabbros lités, et une circulation hydrothermale profonde. Cette dernière était probablement concentrée dans des chenaux, préservés aujourd'hui sous la forme de plusieurs zones, dont l'épaisseur atteint 100 m, de gabbros lités fortement altérés, recoupant le litage magmatique. Ces métagabbros ont des rapports Sr87/Sr86 élevés, comportent des phases magmatiques tardives et montrent des évidences de fusion partielle.
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Santo Domingo : past and present with a glance at Hayti
Auteur(s) : Hazard, Samuel (1834-1876)
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Upper mantle flow beneath and around the Hangay Dome, central Mongolia
Auteur(s) : Barruol, Guilhem Deschamps, Anne Déverchère, Jacques Mordvinova, Valentina V. Munkhuu, Ulziibat Perrot, Julie Artemiev, A. Dugarmaa, T.
Auteurs secondaires : Géosciences Montpellier ; Université des Antilles et de la Guyane (UAG) - Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS) - Université de Montpellier (UM) - Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) Géoazur (GEOAZUR) ; Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC) - Université Nice Sophia Antipolis (UNS) ; Université Côte d'Azur (UCA) - Université Côte d'Azur (UCA) - Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS) - Observatoire de la Côte d'Azur - Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) Université européenne de Bretagne (UEB) Domaines Océaniques (LDO) ; Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) - Institut d'écologie et environnement - Observatoire des Sciences de l'Univers - Université de Brest (UBO) - Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS) Institute of the Earth's crust ; Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences (SB RAS) Research Center of Astronomy and Geophysics of the Mongolian Academy of Science

Éditeur(s) : HAL CCSD Elsevier
Résumé : International audience
Mongolia represents the northernmost area affected by the India–Asia collision, and it is actively deformed along transpressive belts closely associated with large-scale strike-slip faults. The active and past mantle flow beneath this region is, however, poorly known. In order to investigate deep mantle deformation beneath central Mongolia and its relation with the surrounding major structures such as the Siberian craton, the Gobi–Altay belt and the Baikal rift, a NS-trending profile of broadband seismic stations has been deployed in the summer 2003 from the southern Siberian craton to the Gobi–Altay range, crossing the entire Hangay dome. Mantle flow is deduced from the splitting of teleseismic shear waves such as SKS phases. In eastern Mongolia, the permanent station ULN in Ulaanbaatar reveals the presence of two anisotropic layers, the upper one being oriented NE–SW, close to the trend of lithospheric structures and the lower one NW–SE, close to the trend of Eurasia absolute plate motion. Along the NS profile in central Mongolia, seismic anisotropy deduced from SKS splitting reveals a homogeneous NW–SE trending structure, fully consistent with the observations made in the Altay–Sayan in western Mongolia. The observed delay times of 1.5 to more than 2.0 s favor consistent mantle flow over large mantle thicknesses. Since the lithosphere is less than 100 km thick beneath central Mongolia and since the observed fast directions are parallel to the trend of the lithospheric structures but also close to the trend of the absolute plate motion, we propose that both the lithosphere and the asthenosphere may join their anisotropic effects beneath central Mongolia to explain the large delay times. Although GPS vectors represent the instantaneous displacement of the Earth's surface and SKS splitting the time and vertical integration of finite strain at depth, we use the opportunity of the dense geodetic measurements available in this region to discuss the anisotropy pattern in term of present-day deformation. In the Eurasia-fixed reference frame, GPS and SKS both depict a similar trend beneath central Mongolia, suggesting a lithospheric block “escaping” toward the east that could orient olivine a-axes in the upper mantle, within a transpressive tectonic regime. A different behaviour is observed in western Mongolia: the GPS vectors trend NS, close to the regional compression direction, whereas the fast SKS directions trend EW, suggesting a tectonic regime close to a mode of axial shortening, generating the development of an EW-trending foliation at depth. We therefore propose that Mongolia is a place where active and frozen lithospheric deformation may add their effects, together with the sublithospheric flow. In the three sources of anisotropy inferred, a fundamental role is played by the Siberian craton that acted as an undeformable core of the continent through time: the frozen Paleozoic and Mesozoic structures wrap around the craton, building up the fast anisotropic direction pattern; the present-day sublithospheric flow induced by the plate motion is likely deflecting around its deep roots; finally, the present-day tectonic regime appears to be controlled by the presence of the craton to the north.
ISSN: 0012-821X

hal-00407853
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https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00407853/file/Barruol_SKS_Mongolia_EPSL2008_hal.pdf
DOI : 10.1016/j.epsl.2008.07.027

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