Pervasive melt percolation reactions in ultra-depleted refractory harzburgites at the Mid-Atlantic Ridge, 15° 20′N : ODP Hole 1274A

Author Posting. © The Authors, 2006. This is the author's version of the work. It is posted here by permission of Springer for personal use, not for redistribution. The definitive version was published in Contributions to Mineralogy and Petrology 153 (2007): 303-319, doi:10.1007/s00410-006-0148-6.ODP Leg 209 Site 1274 mantle peridotites are highly refractory in terms of lack of residual clinopyroxene, olivine Mg# (up to 0.92) and spinel Cr# (~0.5), suggesting high degree of partial melting (>20%). Detailed studies of their microstructures show that they have extensively reacted with a pervading intergranular melt prior to cooling in the lithosphere, leading to crystallization of olivine, clinopyroxene and spinel at the expense of orthopyroxene. The least reacted harzburgites are too rich in orthopyroxene to be simple residues of low-pressure (spinel field) partial melting. Cu-rich sulfides that precipitated with the clinopyroxenes indicate that the intergranular melt was generated by no more than 12% melting of a MORB mantle or by more extensive melting of a clinopyroxene-rich lithology. Rare olivine-rich lherzolitic domains, characterized by relics of coarse clinopyroxenes intergrown with magmatic sulfides, support the second interpretation. Further, coarse and intergranular clinopyroxenes are highly depleted in REE, Zr and Ti. A two-stage partial melting/melt-rock reaction history is proposed, in which initial mantle underwent depletion and refertilization after an earlier high pressure (garnet field) melting event before upwelling and remelting beneath the present-day ridge. The ultra-depleted compositions were acquired through melt re-equilibration with residual harzburgites.Funding for this research was provided by Centre National de la Recherche Scientifique-Institut National des Sciences de l’Univers (Programme Dynamique et Evolution de la Terre Interne)

Les types paragénétiques des amphiboles sodiques dans les roches magmatiques

In sodic amphiboles of igneous origin, Fe3+ ions are more abundant than Al3+ in the occupancy of the octahedral sites, even in varieties showing a great substitution of Al for Si in tetrahedral sites. On the other hand the Mg/Fe2+ ratio ranges are much more extended. The magnesium-rich alkali amphiboles are essentially richteritic : (1) potassic richterites in some ultramafic xenoliths of kimberlites and in highly potassic volcanic rocks (orenditic lamproites) ; (2) richterite-magnesioarfvedsonite solid solutions in carbonatites and related rocks. The paragenetic types of iron-rich or intermediate alkali amphiboles follow three main fractionation trends. In the series that follow a miaskitic evolution, the amphibole changes hastingsite to taramite, where NaFe3+ mainly substitutes for CaFe2+. The agpaitic alkaline series show the sequence kataphorite arfvedsonite → riebeckite-arfvedsonite, corresponding to NaSi → CaAl and F- OH-substitutions ; the Ca/Al ratio hardly deviates from one in all the amphiboles of the sequence. The amphiboles from supersatured alkaline series follow a fractionation trend richterite-katophorite → arfvedsonite → riebeckite-arfvedsonite, governed by the two main substitutions NaR3+ → CaR2+ and NaSi → CaAl. The Ca/Al ratio in this case is around two. Therefore SiO2 activity, as well as temperature, total pressure and oxygen fugacity, plays a major role in controlling the solubility of aluminium in sodic amphiboles, as well as in hornblendes.Les amphiboles sodiques dans les roches ignées sont caractérisées par une large prédominance de Fe3+ sur Al3+ dans les sites octaédriques de la structure, même dans les variétés où AlIV remplace fortement Si dans les sites tétraédriques. La gamme de variation des proportions Mg/Fe2+ est au contraire beaucoup plus étendue. Les amphiboles alcalines et magnésiennes sont essentiellement richtéritiques : (1) richtérites potassiques dans certains nodules ultramafiques des kimberlites et dans les roches volcaniques fortement potassiques (lamproïtes orenditiques) ; (2) solutions solides richtérite-magnésioarfvedsonite dans les carbonatites et roches associées. Les types paragénétiques des amphiboles ferrifères ou intermédiaires se groupent suivant trois suites de fractionnement. Dans les séries alcalines évoluant vers des termes sous-saturés, à chimisme miaskitique, la suite est hastingsite taramite ; les séries sous-saturées à chimisme agpaïtique présentent la séquence kataphorite → arfvedsonite → riebeckite-arfvedsonite, le rapport Ca/Al des amphiboles restant toujours voisin de 1. Les séries alcalines à évolution sursaturée sont caractérisées par la suite richtérite-kataphorite → arfvedsonite → riebeckite-arfvedsonite, le rapport Ca/Al des amphiboles restant voisin de 2. La solubilité de l'aluminium dans les amphiboles sodiques, comme dans les hornblendes, semble donc contrôlée par l'activité de SiO2 dans le magma, à côté d'autres facteurs tels que température, pression totale et fugacité d'oxygène.Fabriès Jacques. Les types paragénétiques des amphiboles sodiques dans les roches magmatiques. In: Bulletin de Minéralogie, volume 101, 2, 1978. 1878-1978, centenaire de la Société Française de Minéralogie et Cristallographie (SFMC) pp. 155-165

Fernand Conquéré (1936-1983)

Fabriès Jacques. Fernand Conquéré (1936-1983). In: Bulletin de Minéralogie, volume 106, 6, 1983. Eclogites et ultrabasites à grenat - First International Eclogite Conference

Nouvelles observations sur les amphiboles orthorhombiques

A re-examination of the mineralogical characters has been enterprised on samples of orthorhombic amphiboles coming from the Collection of Mineralogy of the National Museum of Natural History in Paris. The results we obtained with chemical analysises, X Rays and by the infra-red spectrometry have been confronted with the optical properties, in order to lay down diagnostic criterias for the definition of types inside this family.Une révision des caractères minéralogiques a été entreprise sur des échantillons d'amphiboles orthorhombiques provenant de la Collection de Minéralogie du Muséum national d'histoire naturelle de Paris. Les résultats obtenus à l'aide des analyses chimiques, des rayons X et par la spectrométrie infrarouge ont été confrontés avec les propriétés optiques, afin d'établir des critères quant à la définition de types à l'intérieur de cette famille.Fabriès Jacques, Perseil Eléna Adriana. Nouvelles observations sur les amphiboles orthorhombiques. In: Bulletin de la Société française de Minéralogie et de Cristallographie, volume 94, 4, 1971. pp. 385-395

Les lherzolites à spinelle et les pyroxénites à grenat associées de Bestiac (Ariège, France)

Compared to the other ultramafic associations from the French Pyrénées, the small layered spinel-lherzolite bodies scattered around Bestiac (Ariège) all display some unusual mineralogical characters : 1) Kelyphitic assemblages (Opx + Sp ± Cpx) appear locally as coronas around the interstitial spinel in lherzolites as well as in interbedded olivine-websterites. This suggests that the kelyphitic assemblages resulted from the déstabilisation of a garnet which crystallized after the spinel in equilibrium with the olivine. Thus the hypothesis that the parageneses, now observed, are due to a tectonic melange (Kornprobst, 1966) must be here ruled out ; 2) Also present in the same horizons, are some sharply-defined layers (3 to 20 cm-thick), composed of websterites with abundant coarse-grained garnets, containing numerous tiny exsolutions of rutile, and the highest mg ratios (80 to 83) ever found in pyroxenites associated with spinel-lherzolites. In fact, the coarse-grained garnets are relicts of a primary paragenesis : Al-rich pyroxenes (Opx + Cpx) + garnet ± spinel. However, despite its unique character, the layered formations composed of kelyphitic lherzolites and garnet pyroxenites are intimately associated, without discontinuity, to massive spinel-lherzolites, more or less rich in olivine-websterite layers, free of any kelyphitic assemblage. All the features suggest conditions of crystallization and re-crystallization next to the transition between the spinel- to the gamet-lherzolite stability fields, the growth of garnet in some olivine-bearing parageneses being controlled by the bulk chemistry. From a detailed chemical study and by applying different geothermobarometers, it may be concluded that : 1) The estimations deduced from the coarse-grained garnets and pyroxenes in websterite show pressures between 16 and 19 kbar, and temperatures of about 1 000 °C. Several evidences support the hypothesis that a pressure of about 20 kbar represents the greatest value at which crystallized the primary garnet-bearing assemblages, the corresponding temperatures being at least between 1 200 °C and 1 300 °C ; 2) In an ultramafic association which exhibits a relative chemical heterogeneity, the local growth of garnet after spinel in some olivine-bearing parageneses resulted from a near-isobaric cooling, at pressure of approximately 18 kbar, through the spinel-lherzolite stability field into the transition zone ; 3) Recrystallization that occurred during the ascent of the ultramafic body, first resulted in the déstabilisation of the garnet coexisting with olivine, at pressures of 14-16 kbar, and continued during the main episode of plastic deformation which ended between 12-15 kbar and approximately 900 °C, i.e. in the same conditions as in all the ultramafic complexes of Ariège ; 4) Lastly, the ultramafïc association partially recrystallized at about 700 °C and 6-8 kbar, in the deep crust. The unique character of the ultramafïc association at Bestiac may thus result essentially from the differentiation of a crystalline mush which occurred at somewhat greater depth (~ 70 km) than usual for the spinel-lherzolite associations in the North-Pyrenean zone (50-60 km). Subsequently, it has suffered the same complex geotectonic history, including partial recrystallization in the deep crust, until its emplacement within Cretaceous limestones.Les petits gisements de Bestiac se distinguent des autres complexes ultramafiques des Pyrénées, par certains caractères : 1) l'apparition de kélyphites (Opx + Sp ± Cpx) en couronnes autour des spinelles dans certaines lherzolites et webstérites à olivine ; 2) l'existence de gros grenats (1 cm) riches en inclusions de rutile, à rapports mg élevés (80-83), dans des lits bien individualisés de webstérites. Les études chimico-minéralogiques et géothermobarométriques permettent de conclure que : 1) les gros grenats appartiennent à une paragenèse primaire (Al-pyroxènes + grenat + spinelle) qui a cristallisé à 20 kbar et au moins 1 200 °C-1 300 °C ; 2) un refroidissement isobare, à une pression de 18 kbar environ jusqu'à 950 °C, explique la croissance du grenat, après le spinelle, dans des paragenèses à olivine, équilibrées antérieurement dans le champ des lherzolites à spinelle ; 3) les recristallisations , lors de l'ascension de la masse ultramafique, entraînent la déstabilisation du grenat coexistant avec l'olivine, et se poursuivent durant l'épisode majeur de déformation plastique (12-15 kbar, 900 °C), commun à tous les complexes des Pyrénées. L'originalité de l'association de Bestiac semble due essentiellement à sa cristallisation originelle à un niveau légèrement plus profond (~ 70 km) que les autres complexes ultramafiques de la zone nord-pyrénéenne (50-60 km).Fabriès Jacques, Conquéré Fernand. Les lherzolites à spinelle et les pyroxénites à grenat associées de Bestiac (Ariège, France). In: Bulletin de Minéralogie, volume 106, 6, 1983. Eclogites et ultrabasites à grenat - First International Eclogite Conference

Présence de fuchsite dans les quartzites de la série charnockitique des Gour Oumelalen (nord-est de l'Ahaggar, Algérie)

Les quartzites verts de la série des Gour Oumelalen doivent leur couleur à la présence d'une fuchsite disséminée dans la roche. Ils font partie d'une série précambrienne ayant subi trois phases de déformation et de métamorphisme. La fuchsite, dont les propriétés physiques et chimiques ont été déterminées, a cristallisé au cours de la deuxième phase, dans les conditions du faciès amphibolite. Les arguments de terrain permettent d'écarter une origine magmatique du chrome dont la source la plus probable est constituée par de la chromite détritique présente dans le sédiment originel.Fabriès Jacques, Latouche Louis. Présence de fuchsite dans les quartzites de la série charnockitique des Gour Oumelalen (nord-est de l'Ahaggar, Algérie). In: Bulletin de la Société française de Minéralogie et de Cristallographie, volume 96, 2, 1973. pp. 148-149

Le massif granitique du Tarraouadji, République du Niger. Étude et signification pétrogénétique des principaux minéraux

Le Massif du Tarraouadji est un complexe annulaire de granites alcalins qui fait partie de la province des « younger granites » de l'Ouest africain. Son étude géologique et pétrographique a fait l'objet d'une prédédente publication. Les principaux minéraux et notamment les feldspaths, les biotites et les amphiboles sont maintenant décrits. Les feldspaths de tous les faciès étudiés correspondent à des microperthites du type sanidine˗anorthose ou orthose, tandis que dans certains granites apparaissent tardivement des albites et des microclines. Les biotites, toutes très ferrifères, se répartissent en deux groupes : les unes, brun˗rouge, caractérisant les granites perthitiques, sont des annites ; les autres, verdâtres, typiques des granites albitiques et des greisens, sont des sidérophyllites. Les amphiboles sont soit des hastingsites dans les granites les plus anciens, soit des arfvedsonites riébeckitiques. Les minéraux ainsi déterminés s'intègrent dans des paragenèses indiquant des conditions de cristallisation définies qui sont discutées. Par comparaison avec des granites alcalins d'autres régions, on peut tirer des conclusions quant à la formation et l'évolution des massifs granitiques annulaires se traduisant par de très sensibles modifications minéralogiques lors des phases terminales (albitisation, oxydation, greisenification, etc.) qui marquent une accentuation du caractère pegmatitique. Enfin, le gisement subvolcanique de ces granites se trouve confirmé.Fabriès Jacques, Rocci Georges. Le massif granitique du Tarraouadji, République du Niger. Étude et signification pétrogénétique des principaux minéraux. In: Bulletin de la Société française de Minéralogie et de Cristallographie, volume 88, 2, 1965. pp. 319-340

Caractérisation de l'évolution polymétamorphique du Hoggar central (Sahara) basée sur l'analyse cristallogénétique d'amphiboles calciques

The various kinds of metamorphism, recognized in this central Hoggar area, are considered to be the result of polymetamorphic events, documented with geochronological data. The complex cristallogenetic evolution of this zone is supported by the study of calciferous hornblendes of the mafic rocks, where different amphiboles occurred one after another : a) brown magnesio-hornblendes which are representative of granulite facies conditions realised during an Eburnean cycle (c.a. 2 000 m . y) ; b) then, tschermakitic hornblendes which are developed in amphibolite facies conditions, during a pre-pan-african (Kibaran, c.a. 1 300 m . y ?) disthene-sillimanite (high pressure) metamorphic phase ; c) and, green magnesio-hornblendes and magnesio-hastingsites which are linked to a pan-african (c.a. 670 m . y) andalousite-sillimanite (low pressure) metamorphic phase ; d) then, actinotes represent a retrograde greenschist facies phase, concentrated in mylonitic zones and conclude the regional metamorphic evolution.Les divers « climats » métamorphiques qui se sont succédés, dans cette partie du Hoggar central, apparaissent comme le résultat de métamorphismes superposés (polymétamorphisme), comme en témoignent les données géochronologiques obtenues par ailleurs. L'histoire cristallogénétique complexe de cette région, basée sur l'analyse des amphiboles calciques provenant de la séquence basique montre que cristallisent successivement : a) des magnésio-hornblendes brunes, au cours d'une première phase de métamorphisme granulitique, liée à un cycle orogénique Eburnéen (vers 2 000 m.a.) ; b) puis des hornblendes tschermakitiques, développées lors d'un épisode de métamorphisme, établi dans les conditions du faciès amphibolite de type haute pression, d'âge pré˗pan-africain (Kibarien vers 1 300 m.a. ?) ; c) et, des magnésio-hornblendes et des hastingsites magnésiennes vertes qui apparaissent lors d'un épisode de type basse pression, d'âge pan-africain (vers 670 m.a.), également dans les conditions du faciès amphibolite ; d) enfin, des actinotes caractérisant une phase de rétromorphose sélective (concentrée dans les zones de déformation mylonitique), dans les conditions du faciès schistes verts, qui clôture l'évolution thermodynamique régionale.Vitel Georges, Fabriès Jacques. Caractérisation de l'évolution polymétamorphique du Hoggar central (Sahara) basée sur l'analyse cristallogénétique d'amphiboles calciques. In: Bulletin de Minéralogie, volume 105, 1, 1982. pp. 110-124