Une étude révèle des compositions de sources hétérogènes du manteau pour la boninite de Bonin et Troodos

Les magmas de la zone de subduction sont caractérisés par des teneurs élevées en fluide et en Fe³⁺/ ΣFe ratios, qui sont étroitement associés aux fluides dérivés de la dalle lors de la subduction. Cependant, au lieu d’une composition isotopique de fer plus lourde préférée sous un état oxydé, les magmas d’arc ont des compositions isotopiques de fer plus légères que les basaltes des fonds marins, y compris les basaltes de la dorsale médio-océanique (MORB) et les basaltes des îles océaniques (OIB).

On ne sait toujours pas si la composition en isotopes de fer plus légers des magmas liés à la subduction est héritée de la source appauvrie du manteau ou causée par l’ajout de fluides oxydés dérivés de la dalle.

Récemment, une équipe de recherche dirigée par le professeur Xiao Yuanyuan de l’Institut d’océanologie de l’Académie chinoise des sciences (IOCAS) a rapporté de nouvelles données sur l’isotope Fe pour la boninite à faible teneur en Ca des îles Bonin et l’avant-arc sous-marin au large du Japon et la boninite à teneur élevée en Ca. du complexe d’ophiolite de Troodos à Chypre, qui résulterait de la fusion d’un manteau réfractaire très appauvri avec des effets variables de fluides dérivés de la dalle. Leur étude a été publiée dans Litho.

Les chercheurs ont trouvé que δ⁵⁶Les valeurs de Fe de la boninite de Bonin étaient très variables, qui étaient affectées par les cumulats minéraux, tandis que le δ⁵⁶Les valeurs de Fe de la boninite de Troodos étaient relativement uniformes. Avec les données de la littérature sur la boninite de Nouvelle-Calédonie, le δ moyen⁵⁶La valeur Fe de la boninite à haute teneur en Ca de Troodos était supérieure à celle de la boninite à faible teneur en Ca de Bonin et de Nouvelle-Calédonie, cette dernière provenant d’une source de manteau plus réfractaire. Ainsi, la variation isotopique du fer de la boninite parmi les différentes suites d’échantillons reflète la composition hétérogène du manteau causée par différents historiques d’appauvrissement antérieurs.

De plus, les chercheurs ont trouvé une corrélation inverse de la diminution de δ⁵⁶Fe avec augmentation de Ba/La dans la boninite de Troodos, reflétant l’ajout de fluides aqueux dans la source du manteau pour le métasomatisme au cours de la longue histoire d’évolution avant la fusion. D’autre part, le magma de boninite de Bonin était mieux compris comme résultant de la fusion d’un manteau hautement réfractaire mélangé à des magmas dérivés de dalles.

Cette étude montre que les effets de la composante de subduction sur la composition isotopique du fer de la boninite peuvent être limités (par exemple, la boninite de Troodos) ou ont été cachés (par exemple, la boninite de Bonin), tandis que l’influence des sources de manteau hautement réfractaires est plus importante, ce qui peut également être responsable d’une composition isotopique de fer relativement plus légère des magmas liés à la subduction que les basaltes des fonds marins.

“Compte tenu des données limitées sur la composition isotopique du fer de la boninite disponibles à ce jour, il est donc nécessaire d’étudier systématiquement la composition isotopique du fer de la boninite avec différentes compositions pour mieux comprendre la pétrogénèse de la boninite et la variation isotopique du fer des magmas liés à la subduction”, a déclaré Professeur Xiao.