The Euphrates volcanic field, northeastern Syria: petrogenesis of Cenozoic basanites and alkali basalts
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Notice bibliographique
Résumé
Abstract The Plio-Quaternary Euphrates volcanic field of NE Syria includes large discontinuous exposures of basanitic and basaltic lava flows (1200 km 2 in area). It represents the northern segment of the Cenozoic volcanic province of the Middle East and is located near the Bitlis collision suture. The rocks consist of olivine (15–20%), clinopyroxene (30–35%), plagioclase (45–55%) and opaque phases. Chemically, the rocks are largely ultrabasic (SiO 2 38.2–45.5 wt%, MgO 8.7–13.0 wt% and average Mg number of 0.65). They are enriched in incompatible trace elements such as Zr (133–276 ppm), Nb (25–71 ppm) and Y (17–28 ppm). The REE patterns are strongly fractionated ((La/Yb) N = 19.6), indicative of a garnet-bearing source. The 143 Nd/ 144 Nd isotopic compositions range from 0.512868 to 0.512940 (ε Nd = 4.5 to 5.9), and 87 Sr/ 86 Sr from 0.70309 to 0.70352. These chemical and isotopic compositions reflect strong affinities to OIB. Elemental ratios such as K/P (3.4), La/Ta (13) and La/Nb (0.77), and the low SiO 2 values, suggest that the Euphrates magma was subjected to minimal crustal contamination. Petrogenetic modelling has been carried out using a variety of mantle source materials, different degrees of partial melting (0.1 to 10%), and a number of scenarios including metasomatized sources. Modelling suggests that the magma could have been produced as a result of a small degree of partial melting of either (1) a garnet-bearing depleted source enriched with a small addition of metasomatizing fluids, or (2) a garnet-bearing fertile source. The overall chemical and petrological characteristics are more consistent with the generation of the Euphrates magma by a small degree of partial melting (F = 1%) of a primitive, garnet-lherzolite mantle source, possibly containing a minor spinel component. The Neogene collision of the Arabian plate with Eurasia along the Bitlis suture resulted in reactivation (beneath the Euphrates basin) of deep-seated fractures, along which lavas may have penetrated the crust.
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