Horizontal and vertical zoning of heterogeneities in the Hawaiian mantle plume from the geochemistry of consecutive postshield volcano pairs: Kohala‐Mahukona and Mauna Kea–Hualalai
Notice bibliographique
Résumé
Sr‐Nd‐Pb‐Hf isotopic compositions of postshield lavas from two pairs of Hawaiian volcanoes, Mauna Kea and Kohala (Kea trend) and Hualalai and Mahukona (Loa trend), allow for identification of small‐scale (tens of kilometers) heterogeneities in the Hawaiian mantle plume and provide constraints on their distribution. The postshield lavas range from transitional/alkalic basalt to trachyte and are enriched in incompatible trace elements (e.g., La N /Yb N = 6.0–16.2). These lavas are characterized by a limited range of Sr‐Nd‐Hf isotopic compositions ( 87 Sr/ 86 Sr = 0.70343–0.70365, 143 Nd/ 144 Nd = 0.51292–0.51301, and 176 Hf/ 177 Hf = 0.28311–0.28314) and have distinct Pb isotopic compositions ( 206 Pb/ 204 Pb = 17.89–18.44, 207 Pb/ 204 Pb = 15.44–15.49, and 208 Pb/ 204 Pb = 37.68–38.01) that correspond to their respective Kea or Loa side of the Pb‐Pb isotopic boundary. Mauna Kea lavas show a systematic shift to less radiogenic Pb isotopic compositions from the shield to postshield stage and they trend to low 87 Sr/ 86 Sr toward, but not as extreme as, compositions characteristic of rejuvenated stage lavas. Hualalai postshield lavas lie distinctly above the Hf‐Nd Hawaiian array and have much lower Pb isotopic ratios than shield lavas, including some of the least radiogenic values (e.g., 206 Pb/ 204 Pb = 17.89–18.01) of recent Hawaiian volcanoes. In contrast, comparison of Kohala with the adjacent Mahukona volcano shows that these older postshield lavas become more radiogenic in Pb during the late stages of volcanism. The isotope systematics of the postshield lavas cannot be explained by mixing between Hawaiian plume end‐members (e.g., Kea, Koolau, and Loihi) or by assimilation of Pacific lithosphere and are consistent with the presence of ancient recycled lower oceanic crust (±sediments) in their source. More than one depleted component is sampled by the postshield lavas and these components are long‐lived features of the Hawaiian plume that are present in both the Kea and Loa source regions. The depleted components in the postshield lavas, particularly as sampled at Hualalai, are different from the much more homogeneous component present in rejuvenated lavas. The geochemistry of the postshield lavas provides evidence for a bilateral symmetry to the plume where the compositional boundary between the Kea and Loa sources is complex and vertical components of heterogeneity are significant.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
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|---|---|---|
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| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
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