Geochemistry,geochronology, and petrogenesis of a Late Precambrian (～ 590 Ma) composite dike from the North Eastern Desert of Egypt

Late Precambrian (575–600 Ma) igneous activity in the North Eastern Desert of Egypt produced large volumes of compositionally bimodal magmas. A single composite dike was studied to further examine petrogenetic relationships between andesitic and rhyolitic melts. The dike consists of 1.5–2 m of andesite on either side of a 5–6 m wide rhyolite core. Contact relations indicate that the andesite and rhyolite simultaneously existed as porphyritic liquids. Wholerock Rb-Sr dating indicates an age of 591 Ma, but with considerable scatter. Andesite and rhyolite had similar initial⁸⁷Sr/⁸⁶Sr of 0.7032±2, indicating derivation from a low Rb/Sr source, either the upper mantle, very young upper crust, or depleted lower crust. The composition of the andesites on either margin cannot be distinguished; these are very similar to andesites of the Dokhan Volcanics of similar age. Correspondingly, the rhyolite is compositionally similar to the epizonal Pink Granites. This dike and others like it represent hypabyssal feeders for the extrusive and shallow intrusive members of the North Eastern Desert bimodal suite.Major and trace element studies of the dike rocks show no evidence of mixing. With the exception of the alkaline earths, there is no evidence of diffusional transport across the rhyolite-andesite contacts. REE patterns indicate that petrogenesis of the andesite must have left a garnetiferous residue: either 10% melting of LREE-enriched garnet lherzolite or 25% melting of eclogite, followed by a small amount of shallow fractionation. Petrogenesis of the rhyolites remains enigmatic. Partitioning of trace elements and different plagioclase compositions in andesite and rhyolite argue against an origin by liquid immiscibility. Major and trace element models indicate that the rhyolite formed by fractional crystallization of the andesite or by anatexis of young amphibolite-facies crust.

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Zusammenfassung SpÄtprÄkambrische (575–600 Ma) magmatische AktivitÄt in der »North Eastern Desert« Ägyptens förderte gro\e Mengen bimodaler Magmen. Um die petrogenetischen Beziehungen zwischen andesitischen und rhyolitischen Schmelzen zu studieren, wurde ein einzelner, »bimodaler« Gang (composite dyke) untersucht.Der Gang besteht aus einem Rand von 1,5–2 m mÄchtigem Andesit auf beiden Seiten eines 5–6 m mÄchtigen Kernbereiches von Rhyolit. Die Kontaktbeziehungen zeigen, da\ Andesite und Rhyolite gleichzeitig als porphyritische Schmelzen existierten. »Whole-Rock« Rb-Sr Datierung ergab ein Alter von 591 Ma, jedoch mit einem erheblichen Fehler. Andesit und Rhyolith hatten Ähnliche initiale⁸⁷Sr/⁸⁶Sr VerhÄltnisse von 0.7032±2, die eine Herkunft aus Bereichen mit niedrigen Rb/Sr VerhÄltnissen erkennen lassen: Oberer Mantel, sehr junge obere Kruste, oder verarmte untere Kruste. Die Zusammensetzung der Andesite von den verschiedenen Seiten des Ganges ist nicht zu unterscheiden. Sie sind den Andesiten der Dokhan Vulkanite Ähnlich und etwa gleich alt. Entsprechend sind die Rhyolite den epizonalen rosa Graniten (»pink granite«) in der Zusammensetzung Ähnlich. Dieser Gang und andere gleich ihm stellen die Zufuhrspalten für die extrusiven und seichtintrusiven Magmatite der »North Eastern Desert« bimodalen Folge dar.Haupt- und Spurenelemente der Ganggesteine zeigen keine Anzeichen einer Mischung. Mit Ausnahme der Erdalkalien gibt es keinen Hinweis auf eine Diffusion der Elemente über den Rhyolit-Andesit Kontakt. Die Verteilung der Seltenen Erden deutet auf ein granatführendes Residuum bei der Petrogenese der Andesite: entweder10% Aufschmelzen von Granat-Lherzolit, angereichert an leichten Seltenen Erden, oder 25% Aufschmelzen von Eklogit, gefolgt von geringer Fraktionierung unter niedrigem Druck.Die Petrogenese der Rhyolite bleibt unklar. Die Verteilung der Spurenelemente und die unterschiedliche Plagioklas-Zusammensetzung in Andesit und Rhyolith sprechen gegen eine Entstehung aus unvermischbaren Schmelzen. Modelle basierend auf Haupt- und Spurenelementen deuten darauf hin, da\ der Rhyolit entweder durch fraktionierte Kristallisation des Andesits entstand oder durch Anatexis junger Kruste im Bereich der Amphibolit-Fazies.

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Résumé L'activité magmatique au Précambrien supérieur (575–600 Ma) dans le »North Eastern Desert« d'Egypte a engendré de grandes quantités de magmas bimodaux. De manière à préciser les relations entre fusions andésitiques et rhyolitiques, un dyke composite a été étudié.Ce dyke est constitué d'un coeur rhyolitique de 5 à 6 m, encadré de deux bordures andésitiques de 1,5 à 2 m. Les contacts indiquent que ces deux roches ont coexisté sous la forme de liquides porphyriques. Une datation Rb-Sr sur roche totale donne un âge de 591 Ma, mais avec une approximation importante. L'andésite et la rhyolite ont un mÊme rapport initial de 0,7032±2, indiquant une source à faible rapport Rb/Sr: manteau supérieur, croûte supérieure jeune ou croûte inférieure appauvrie. Les compositions des deux bordures andésitiques sont identiques et très semblables à celle des andésites de mÊme âge du complexe volcanique du Dokhan. De mÊme, la rhyolite a une composition semblable à celle des granites roses épizonaux. Ce dyke et d'autres du mÊme type représentent les voies d'alimentation des termes extrusifs et intrusifs superficiels de la série bimodale du »North Eastern Desert«.L'étude des éléments majeurs et en traces ne montre aucun mélange entre les roches du dyke. A l'exception des alcalino-terreux, il n'existe aucune indication de diffusion des éléments à travers le contact rhyolite — andésite. La distribution des terres rares montre que la genèse de l'andésite doit avoir laissé un résidu grenatifère: soit une lherzolite à grenat enrichie en terres rares légères et représentant moins de 10% de taux de fusion, soit une éclogite (jusqu'à 25% de taux de fusion) suivie d'un léger fractionnement à basse pression.La pétrogenèse de la rhyolite reste obscure. La répartition des éléments en traces et la différence de composition du plagioclase entre l'andésite et la rhyolite plaident contre une origine par immiscibilité. Les modèles tirés des éléments majeurs et en traces indiquent comme origine pour la rhyolite soit la cristallisation fractionnée de l'andésite, soit l'anatexie de matériaux crustaux jeunes dans les conditions du facies des amphibolites.

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, « - » . . 5–6 , 1,5–2 . , , . « », Rb/Sr, 591 , . ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr 0,7032 ± 2, : , , . ; Dokhan . (pink granite). , , , , - «- ». , - . - / . , , : 10% - , , 25% , . . . , , , , , .