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Eclogites of the North Atlantic Craton: insights from the Chidliak eclogite xenoliths (S. Baffin Island, Canada)
Contributions to Mineralogy and Petrology ( IF 3.5 ) Pub Date : 2020-07-08 , DOI: 10.1007/s00410-020-01709-w
Vedran Pobric , Nester Korolev , Maya Kopylova

The 156–138 Ma Chidliak kimberlites on the Eastern Hall peninsula (EHP) of Baffin Island entrained mantle xenoliths interpreted to have been a part of the Archean North Atlantic Craton (NAC) lithospheric mantle. We studied 19 Chidliak eclogite xenoliths that comprise 10 bimineralic, 5 rutile-bearing, 3 orthopyroxene-bearing and 1 kyanite-bearing eclogites. We report major and trace element compositions of the minerals, calculated bulk compositions, pressures and temperatures of the rock formation and model melt extraction from viable protoliths. The eclogite samples are classified into three groups of HREE-enriched, LREE-depleted and metasomatized based on their reconstructed whole-rock REE patterns. PT parameters of the eclogites were calculated by projecting garnet–clinopyroxene temperatures onto the local P – T arrays for 65 Chidliak peridotite xenoliths. All Chidliak eclogites are equilibrated in the diamond P – T field and cluster in two groups, low-temperature ( n = 5, 840–990 °C at 4.1–5.0 GPa) and high-temperature ( n = 11, T > 1320 °C at P > 7.0 GPa). The reconstructed Mg-rich major element bulk compositions and trace elements patterns are similar to Archean basalts from the North Atlantic and Superior cratons and the oceanic gabbros. The LREE-depleted Chidliak eclogites could be residues after 15–55% partial melting of Archean basalt at the eclogite facies of metamorphism that led to extraction of a tonalite–trondhjemite–granodiorite melt from the EHP. The HREE-depleted eclogites may have experienced a lower degree (<10%) of partial melting. Two eclogites may have formed after the gabbro protolith based on the presence of kyanite, high Sr content of garnet and positive Eu anomalies in garnet and bulk eclogite compositions. The metasomatism is reflected in higher Ce/Yb, Sr/Y, TiO 2 or MgO of the eclogites. The average contents of MgO, FeO and CaO in NAC eclogites are statistically distinct from those in Slave craton eclogites with a probability of >95%. The former are more magnesian, less ferrous and calcic, contain more magnesian and less calcic garnets, and lower proportions of group C eclogites. The contrast may relate to the stronger NAC metasomatism by silicate–carbonate melt observed in Chidliak peridotitic mantle, or to the different formation ages of the eclogites beneath the two cratons.

中文翻译:

北大西洋克拉通的榴辉岩:来自 Chidliak 榴辉岩包体的见解(加拿大巴芬岛)

巴芬岛东霍尔半岛 (EHP) 上的 156-138 Ma Chidliak 金伯利岩夹带地幔包体,被解释为太古代北大西洋克拉通 (NAC) 岩石圈地幔的一部分。我们研究了 19 种 Chidliak 榴辉岩包体,其中包括 10 种双矿物、5 种含金红石、3 种含斜方辉石和 1 种含蓝晶石的榴辉岩。我们报告了矿物的主要和微量元素组成、计算的整体组成、岩层的压力和温度以及从可行的原岩中提取熔体的模型。榴辉岩样品根据其重建的全岩REE模式分为富HREE、贫LREE和交代三组。榴辉岩的 PT 参数是通过将石榴石-单斜辉石温度投影到 65 个 Chidliak 橄榄岩捕虏体的局部 P-T 阵列上来计算的。所有 Chidliak 榴辉岩在金刚石 P-T 场中均处于平衡状态并分为两组,低温 (n = 5, 840-990 °C at 4.1-5.0 GPa) 和高温 (n = 11, T > 1320 ° C 在 P > 7.0 GPa)。重建的富镁主要元素整体组成和微量元素模式类似于来自北大西洋和苏必利尔克拉通和大洋辉长岩的太古代玄武岩。LREE 贫化的 Chidliak 榴辉岩可能是太古代玄武岩在变质作用的榴辉岩相处 15-55% 部分熔化后的残余物,导致从 EHP 中提取出闪长岩-长闪长岩-花岗闪长岩熔体。HREE 耗尽的榴辉岩可能经历了较低的程度(< 10%) 的部分熔化。基于蓝晶石的存在、石榴石的高 Sr 含量以及石榴石和大块榴辉岩成分中的正 Eu 异常,辉长岩原岩之后可能形成了两种榴辉岩。交代作用反映在榴辉岩较高的Ce/Yb、Sr/Y、TiO 2 或MgO。NAC 榴辉岩中 MgO、FeO 和 CaO 的平均含量与 Slave craton 榴辉岩中的 MgO、FeO 和 CaO 的平均含量有统计学差异,概率 >95%。前者含有较多的镁质、较少的铁质和钙质,含有较多的镁质和较少的钙质石榴石,以及较低比例的 C 族榴辉岩。这种对比可能与在 Chidliak 橄榄岩地幔中观察到的硅酸盐-碳酸盐熔体的更强 NAC 交代作用有关,或者与两个克拉通下方榴辉岩的不同形成时代有关。基于蓝晶石的存在、石榴石的高 Sr 含量以及石榴石和块状榴辉岩成分中的正 Eu 异常,辉长岩原岩之后可能形成了两种榴辉岩。交代作用反映在榴辉岩较高的Ce/Yb、Sr/Y、TiO 2 或MgO。NAC 榴辉岩中 MgO、FeO 和 CaO 的平均含量与 Slave craton 榴辉岩中的 MgO、FeO 和 CaO 的平均含量有统计学差异,概率 >95%。前者含有较多的镁质、较少的铁质和钙质,含有较多的镁质和较少的钙质石榴石,以及较低比例的 C 族榴辉岩。这种对比可能与在 Chidliak 橄榄岩地幔中观察到的硅酸盐-碳酸盐熔体的更强 NAC 交代作用有关,或者与两个克拉通下方榴辉岩的不同形成时代有关。基于蓝晶石的存在、石榴石的高 Sr 含量以及石榴石和大块榴辉岩成分中的正 Eu 异常,辉长岩原岩之后可能形成了两种榴辉岩。交代作用反映在榴辉岩较高的Ce/Yb、Sr/Y、TiO 2 或MgO。NAC 榴辉岩中 MgO、FeO 和 CaO 的平均含量与 Slave craton 榴辉岩中的 MgO、FeO 和 CaO 的平均含量有统计学差异,概率 >95%。前者含有较多的镁质、较少的铁质和钙质,含有较多的镁质和较少的钙质石榴石,以及较低比例的 C 族榴辉岩。这种对比可能与在 Chidliak 橄榄岩地幔中观察到的硅酸盐-碳酸盐熔体的更强 NAC 交代作用有关,或者与两个克拉通下方榴辉岩的不同形成时代有关。石榴石的高 Sr 含量和石榴石和大块榴辉岩成分中的正 Eu 异常。交代作用反映在榴辉岩较高的Ce/Yb、Sr/Y、TiO 2 或MgO。NAC 榴辉岩中 MgO、FeO 和 CaO 的平均含量与 Slave craton 榴辉岩中的 MgO、FeO 和 CaO 的平均含量有统计学差异,概率 >95%。前者含有较多的镁质、较少的铁质和钙质,含有较多的镁质和较少的钙质石榴石,以及较低比例的 C 族榴辉岩。这种对比可能与在 Chidliak 橄榄岩地幔中观察到的硅酸盐-碳酸盐熔体的更强 NAC 交代作用有关,或者与两个克拉通下方榴辉岩的不同形成时代有关。石榴石的高 Sr 含量和石榴石和大块榴辉岩成分中的正 Eu 异常。交代作用反映在榴辉岩较高的Ce/Yb、Sr/Y、TiO 2 或MgO。NAC 榴辉岩中 MgO、FeO 和 CaO 的平均含量与 Slave craton 榴辉岩中的 MgO、FeO 和 CaO 的平均含量有统计学差异,概率 >95%。前者更多的是镁质,更少的亚铁和钙质,含有更多的镁质和更少的钙质石榴石,以及较低比例的 C 族榴辉岩。这种对比可能与在 Chidliak 橄榄岩地幔中观察到的硅酸盐-碳酸盐熔体的更强 NAC 交代作用有关,或者与两个克拉通下方榴辉岩的不同形成时代有关。NAC 榴辉岩中的 FeO 和 CaO 在统计上与 Slave craton 榴辉岩中的不同,概率 >95%。前者含有较多的镁质、较少的铁质和钙质,含有较多的镁质和较少的钙质石榴石,以及较低比例的 C 族榴辉岩。这种对比可能与在 Chidliak 橄榄岩地幔中观察到的硅酸盐-碳酸盐熔体的更强 NAC 交代作用有关,或者与两个克拉通下方榴辉岩的不同形成时代有关。NAC 榴辉岩中的 FeO 和 CaO 在统计上与 Slave craton 榴辉岩中的不同,概率 >95%。前者含有较多的镁质、较少的铁质和钙质,含有较多的镁质和较少的钙质石榴石,以及较低比例的 C 族榴辉岩。这种对比可能与在 Chidliak 橄榄岩地幔中观察到的硅酸盐-碳酸盐熔体的更强 NAC 交代作用有关,或者与两个克拉通下方榴辉岩的不同形成时代有关。
更新日期:2020-07-08
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