Geophysical and geochemical evidence for cold upper mantle beneath the Equatorial Atlantic Ocean



Document title: Geophysical and geochemical evidence for cold upper mantle beneath the Equatorial Atlantic Ocean
Journal: Revista brasileira de geofisica
Database: PERIÓDICA
System number: 000340311
ISSN: 0102-261X
Authors: 1
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1
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Institutions: 1Universidade Federal Fluminense, Laboratorio de Geologia Marinha, Niteroi, Rio de Janeiro. Brasil
2National Science Foundation, Division of Earth Sciences, Arlington, Virginia. Estados Unidos de América
3Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Departamento de Mineralogia e Petrologia Ignea, Rio de Janeiro. Brasil
4Centre National de la Recherche Scientifique, Plouzane, Bretagne. Francia
5Carnegie Institution of Washington, Department of Terrestrial Magnetism, Washington, Distrito de Columbia. Estados Unidos de América
6Petroleo Brasileiro S.A., Centro de Pesquisas e Desenvolvimento "Leopoldo Americo Miguez de Mello", Ilha do Fundao, Rio de Janeiro. Brasil
Year:
Season: Ene-Mar
Volumen: 26
Number: 1
Pages: 69-86
Country: Brasil
Language: Inglés
Document type: Artículo
Approach: Analítico, descriptivo
English abstract This paper presents geophysical and geochemical evidence for the possible existence of cold, subducted lithosphere beneath the Saint Paul Fracture Zone of the Equatorial Atlantic Ocean. The ocean floor along the fracture zone is characterized by a high percentage of abyssal peridotites. The abyssal peridotites were emplaced by tectonic uplift of the oceanic lithosphere. The top of the ridge is exposed at Saint Peter and Saint Paul islets. The Os isotopic composition of these abyssal peridotites indicate the presence of old depleted mantle material in this region with Re-depletion model ages (TRD) from 0.32 to 1.1 Ga. Melt inclusions in plagioclase phenocrysts of the MORB close to this location have boninitic composition, suggesting that some basalts originated from low-degree mantle melting. The global tomography models show fast seismic velocities in the upper and lower mantle of the Equatorial Atlantic Ocean, consistent with the presence of cold subducted lithosphere. The range of Re-depletion model ages are consistent with paleo-reconstructions of plate motion, suggesting that the fossil subducted slab was formed during the closure of both the Iapetus and the Rheic oceans
Portuguese abstract O presente trabalho mostra evidencias geofısicas e geoquımicas para a possıvel existencia de fragmentos frios do manto originados da placa subductada abaixo da Zona de Fratura de Sao Paulo no Oceano Atlantico Equatorial. A planıcie abissal desta area e caracterizada por uma abundˆancia de rochas peridotıticas, com presenc¸a de poucas rochas basalticas originadas de baixo grau de fusao parcial. Arquipelago de Sao Pedro e Sao Paulo se localiza no topo de uma elevacao morfologica com mais de 4000 m de altura, constitu´ıda por peridotitos abissais, posicionados por um soerguimento tectonico da litosfera oceanica. A razao isot´opica de Os dos peridotitos da Zona de Fratura de S˜ao Paulo indica a presenca de materiais originados de antigo manto depletado nesta regiao com as idades modelo de 0.32 a 1.1 Ga. As inclusoes de magma trapeadas nos fenocristais de plagiocl´asio nos basalto da cadeia meso-oceanica pouco mais ao sul apresentam composicao boninıtica, tıpicas de zona de arco. Os modelos da tomografia mundial do manto demonstram alta velocidade sısmica tanto no manto superior quanto no inferior do Oceano Atlantico Equatorial, o que corrobora a interpretacao da presenc¸a de placa subductada de baixa temperatura. As idades do modelo de deplecao de Re dos peridotitos sao consistentes com a reconstituicao de movimento das placas, sugerindo que os fragmentos de placa fossil subductada sao provenientes do fechamento tanto do Oceano Iapetus como o do Oceano Rheic
Disciplines: Geociencias
Keyword: Geofísica,
Oceanografía,
Océano Atlántico,
Macizo de Saint Paul,
Manto abisal,
Isótopos,
Geoquímica
Keyword: Earth sciences,
Geophysics,
Oceanography,
Atlantic Ocean,
Saint Paul massif,
Abyssal mantle,
Isotopes,
Geochemistry
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