Volcanisme alcalin associé à l'initiation de la rupture continentale : Rift Est Africain, Tanzanie, bassin de Manyara

TL;DR: In this paper, a verre trachytique contient du CO2 (0,43 pds % CO2, analyses SIMS), du soufre ( 0,21 a 0,92 pds% S), du chlore (0.28 − 0,84 pds%) Cl, and tres peu d’H2O (< 0,1pds % H2O, analyses Raman).

Abstract: Le rift Est africain (REA) est une frontiere de plaque en extension. Ce rift presente plusieurs stades d’extension, de l’initiation du rift en Tanzanie jusqu’a l’accretion oceanique en Afar. Le bassin de Manyara se situe le plus au sud de branche Est du REA. Il est caracterise par la presence de volcanisme recent ( 55) (Labait, Kwaraha), de calciocarbonatite (Kwaraha) et des nephelinites differenciees (Mg# 120 km (presence de xenolites avec des conditions d’equilibre > 4 GPa). Les mineraux ont cristallises a partir d’un magma pauvre en eau (0,1 et 0,5 pds % H2O). La calciocarbonatite et les nephelinites differencies sont issues des nephelinites magnesiennes par cristallisation fractionnee et processus d’immiscibilite. Les nephelinites du Hanang sont riches en elements alcalins (9,5 – 12,1 pds % Na2O+K2O) et en silice (44,2 – 46,7 pds% SiO2) et sont composes de cpx, grenat, nepheline, titanite et apatite. La zonation complexe dans les cpx (par exemple, changement brusque de Mg#, Nb/Ta, et H2O) implique une differenciation magmatique en systeme ouvert avec immiscibilite de liquide carbonate et silicate ainsi qu’un remplissage de la chambre magmatique avec des liquides primaires. La faible teneur en eau des cpx (3 – 25 ppm H2O) indique la presence d’un magma pauvre en eau (0,3 pds % H2O) lors de la cristallisation des cpx a des conditions crustales (340 – 640 MPa et 1050 – 1100 °C). L’etude des inclusions vitreuses dans les nephelines de Hanang permet de contraindre l'evolution magmatique tardive des nephelinites et le comportement des elements volatils (CO2, H2O, S, F, Cl) lors du stockage et de la remontee du magma. Les inclusions vitreuses sont composees d’un verre trachytique, d’une phase carbonatee et d’une bulle de retraction. Le verre trachytique contient du CO2 (0,43 pds % CO2, analyses SIMS), du soufre (0,21 a 0,92 pds% S), du chlore (0,28 – 0,84 pds % Cl) et tres peu d’H2O (< 0,1 pds % H2O, analyses Raman). Le processus d’immiscibilite conduisant a la formation du carbonate se produit dans un systeme ferme pendant l'ascension rapide du magma, entre 200 – 500 MPa. La phase carbonatee est un carbonate anhydre et riche en Ca-Na-K-S (33 pds % CaO, 20 pds % Na2O, 3 pds % K2O, et 3 pds % S). Le liquide pre-immiscible a une composition phonolitique avec 6 ± 1,5 pds % CO2 a une pression de 700 MPa. Une etude preliminaire des inclusions par spectroscopie XANES et des roches par spectroscopie Mossbauer a permis de determiner que les laves de Manyara se sont formees a conditions oxydantes (~ ∆FMQ +1,5).A l’initiation du rift, le volcanisme dans le bassin de Manyara est caracterise par des magmas riches en CO2 et pauvres en H2O issus d’au moins 120 km de profondeur sous l'escarpement du rift. La presence de ces magmas riches en CO2 et la faible quantite de roches volcaniques emises a la surface peuvent indiquer que le piegeage et la percolation de ces magmas en profondeur est un declencheur potentiel des essaims sismiques profonds.