Crustal contamination recorded by zoned plagioclase in primitive Karoo flood basalts, Luenha River, Mozambique

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-201905242123
Title: Crustal contamination recorded by zoned plagioclase in primitive Karoo flood basalts, Luenha River, Mozambique
Author: Aaltonen, Milla
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Science
Publisher: Helsingin yliopisto
Date: 2019
Language: eng
URI: http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-201905242123
http://hdl.handle.net/10138/302118
Thesis level: master's thesis
Discipline: Geologia
Abstract: Jurakautinen (182 Ma) Karoon laakiobasalttiprovinssi on geokemialtaan erittäin heterogeeninen. Heterogeenisyyden on ajateltu olevan peräisin kahdesta toisistaan eriävästä vaippalähteestä. Mozambikin koillisosassa sijaitseva Luenha joen paljastuma sisältää primitiivistä pikriittejä, joiden koostumuksen ajatellaan edustavan toistaiseksi tuntematonta North Karoon kantamagmaa. Kokokivianalyysit paljastivat näiden pikriittien 87Sr/86Sr suhteen vaihtelevan kondriittisesta radiogeeniseen, eNd arvot ovat lähes kondriittisia. Vaihtelevat 87Sr/86Sr suhteet voivat johtua kiteytymisen jälkeisestä muuttumisesta, kontaminaatiosta, magmojen sekoittumisesta tai lähteen heterogeenisuudesta, mitkä voivat vaikeuttaa petrogeneettisten prosessien ja olosuhteiden määrittämistä. Tähän kysymykseen vastatakseni tutkin plagioklaasihajarakeita kuudesta Luenhan kivinäytteestä magmakammio- prosessien jäljittämiseksi. Plagioklaasin kasvuvyöhykkeitä tutkittiin CIS-metodeihin (kiteen isotooppi stratigrafia) sopeutuvilla in situ -menetelmillä. Kylmäkatodi katodoluminesenssi (CL) -mikroskoopiaa käytettiin vyöhykkeellisyyden kuvantamiseen, elektronimikroanalysaattoria (EMPA) pää-alkuaine pitoisuuksien määrittämiseen (ytimestä reunoille) ja multikollektorilla varustetulla laserablaatioon perustuvalla induktiivisesti kytketyllä plasmamassaspektrometrillä mitattiin in situ (87Sr/86Sr)i suhteet. Plagioklaasihajarakeiden ytimien (n = 65) anortiittipitoisuus vaihtelee välillä An65 ̶ 90 ja vyöhykkeellisyys ytimestä reunoille vaihtelee normaalista oskilloivaan ja käänteiseen. In situ Sr isotooppimittaukset paljastivat isotooppiepätasapainon initiaalisen 87Sr/86Sr suhteen osalta hajarakeiden (ytimet 0.70511–0.70671, n = 10; reunat 0.70539–0.70709, n = 11) ja perusmassan (0.70660–0.71061, n = 12) välillä. Plagioklaasin ytimet ovat kokokiven isotooppikoostumukseen nähden ((87Sr/86Sr)i 0.70690–0.71019) aina vähemmän radiogeenisia ja yksittäisten laavavirtojen välillä on hajontaa, joka ylittää mittaustarkkuuden. Mikrotutkimukset kiteiden ydinten ja reunojen välillä osoittavat kiteytymisolojen olleen hyvin heterogeeniset. Progressiivinen kontaminaatio avoimessa ja kompleksisessa magmakammiosysteemissä voi selittää havaitut 87Sr/86Sr vaihtelut hajarakeiden ydinten välillä. Kontaminaatio vaikuttaa alkaneen ennen plagioklaasin kiteytymisen alkamista ja jatkuneen purkautumiseen asti. Lisäksi vuorovaikutusta primitiivisemmän koostumuksen sulan kanssa havaittiin. Luenhan pikriittien plagioklaasien pääalkuaine- ja Sr-isotooppi koostumukset voidaan selittää magmasysteemillä, jossa plagioklaasihajarakeet kulkeutuvat koostumuksen ja lämpötilan suhteen toisistaan eroavien magmakammioiden välillä kuoren syvyydellä.Jurassic (182 Ma) Karoo flood basalt province shows great variety in geochemistry. The complexity is thought to be inherited from distinct mantle sources. Luenha River exposure in northern parts of Mozambique includes primitive picrites possibly representing the still undefined parental magma type for the North Karoo Lavas. The previously determined whole-rock data revealed chondritic to very radiogenic 87Sr/86Sr ratios and nearly chondritic eNd values. The diverse 87Sr/86Sr ratios can result from processes such as e.g. subsolidus alteration, contamination, magma mixing or source heterogeneities, which complicates assessment of petrogenetic processes. To make a contribution to this, plagioclase phenocrysts from six Luenha samples were used as tracers of magma chamber processes. In situ studies on plagioclase growth zones were performed using the CIS methods (crystal isotope stratigraphy). Cold-cathode cathodolumenescence microscopy (CL) was used to visually reveal zonation, the electron microprobe (EMPA) was utilized for major element content (core-to-rim), and laser ablation-multicollector- inductively coupled plasma- mass spectrometry (LA-MC-ICP-MS) was used for in situ (87Sr/86S)i ratio measurements. The anorthite content of plagioclase cores (n = 65) is An65 ̶ 90 and core to rim variations alternate between normal oscillatory to reverse zoning. Is situ isotope examination revealed isotopic disequilibrium in (87Sr/86Sr)i between phenocrysts (cores 0.70511–0.70671, n = 10; rims 0.70539–0.70709, n = 11) and bulk groundmass (0.70660– 0.71061, n = 12). Plagioclase cores are always less radiogenic compared to whole rock (0.70690–0.71019), but internal variation within and between lava flows exists. Core-to-rim microsampling revealed four different (87Sr/86Sr)i evolution paths reflecting heterogeneous crystallization conditions. An, open complex magma plumbing system with progressing contamination is the likely scenario. The relatively radiogenic plagioclase cores compared with the uncontaminated plume-like sample (87Sr/86Sr 0.70410) indicate that contamination was ongoing prior to plagioclase crystallization and continued until eruption. Phenocryst migration between compositionally and thermally distinct reservoirs at crustal depths could explain the heterogeneous plagioclase (An and (87Sr/86Sr)i) of Luenha picrites.


Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
Aaltonen_Milla_Pro_gradu_2018.pdf 18.65Mb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record