Studio della distribuzione di H nel plagioclasio di gabbri oceanici (IODP Hole U1473, Altlantis Bank, South West Indian Ridge) tramite mappe FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy).

This contribution reports preliminary data on the H distribution in plagioclase from abyssal gabbros recently drilled from an oceanic core complex (Hole U1473A, SW Indian Ridge). Our project is aimed to reassess models for the rheology of the lower ocean crust by focussing on porphyroclastic and neoblastic plagioclase in plastically-deformed abyssal gabbros. Current models hold that the lower crust is fundamentally strong, consistent with dry-plagioclase flow laws. However, geochemical and structural evidence suggest that the crust can be fundamentally weak near-axis, controlled primarily by the behaviour of wet plagioclase in near-pervasive shear zone networks (MacLeod et al., 2017). A quantification of H in deformed gabbros is thereby fundamental to demonstrate the link between water and deformation in order to upscale the appropriate wet flow laws gaining a very different understanding of ocean crust rheology. We selected gabbroic samples at variable degree of deformation where shear zones were very probably wet under hyper-solidus to high-temperature sub-solidus (~granulite facies) conditions. FT-IR maps were acquired with a spot diameter from 100 to 30 µm2 on plagioclase ranging from large porphyroclasts to neoblasts. Our preliminary FT-IR results undoubtedly show that H concentrations in plagioclase is extremely heterogeneous and in many cases clearly concentrated along fractures or grain boundaries. A preliminary knowledge of the distribution of H in “anhydrous” mineral is thereby fundamental to obtain a quantification of the water incorporated into the mineral lattice at high temperature, avoiding any effect related to low temperature alteration and/or subsolidus diffusion during cooling. When the contribution of this late-stage H enrichment in plagioclase is removed, our maps clearly show that the H contents increase within the shear zones. If confirmed, a link between water content and deformation intensity would allow to use the appropriate wet flow laws gaining a very different understanding of ocean crust rheology.

È stato realizzato uno studio incentrato sulla definizione del contenuto in H nel plagioclasio presente all’interno di gabbri abissali campionati recentemente tramite IODP Hole U1473, nell’ oceanic core complex Atlantis Bank (South West Indian Ridge). L’H ha un ruolo fondamentale nella definizione della reologia del plagioclasio, uno dei minerali più abbondanti presenti nelle rocce di crosta oceanica inferiore. Molti studi sperimentali hanno dimostrato che la resistenza di tali rocce varia in modo significativo in funzione del contenuto in traccia dell’acqua nel plagioclasio. Gli aggregati di anortite “dry” sono più resistenti rispetto i “wet” ed iniziano a deformarsi anche se la dislocazione avviene a più alte temperature. Sulla base di tale premessa e sui tassi di deformazione definiti geologicamente, studi precedenti hanno suggerito che la viscosità della crosta inferiore esposta presso l’Atlantis Bank sia simile al mantello superiore “dry”. Recenti studi tessiturali e geochimici hanno dimostrato che il plagioclasio in alcune delle shear zones è sistematicamente più arricchito nella componente albitica rispetto a campioni indeformati provenienti dal IODP Hole U1473, nell’oceanic core complex Atlantis Bank (SWIR). Inoltre, queste stesse shear zones sono fortemente arricchite in anfibolo magmatico sotto forma di grani sin-cinematici. Queste strutture suggeriscono la possibilità che la deformazione si sia verificata a condizioni di hyper-solidus, sotto l’influenza di fusi evoluti ricchi in acqua. Considerando ciò, si sostiene che sia il caso dei campioni di plagioclasio in esame, infatti, il plagioclasio presente all’interno di tali shear zones piuttosto che essere “dry” e resistente, è significativamente più idrato e meno resistente. Inoltre, la presenza di anfibolo magmatico all’interno dei gabbri dell’Atlantis Bank permette di ipotizzare che tale sequenza di crosta inferiore derivi da fusi arricchiti in acqua. Queste ipotesi richiamano l’idea che i MORB relativamente arricchiti in acqua possano essere prodotti in condizioni di regimi termali freddi, in cui i fusi vengono principalmente prodotti per mezzo di bassi gradi di fusione o fusione preferenziale di litologie fertili.