Mildly alkaline basalts from Pavagadh Hill, India: Deccan flood basalts with an asthenospheric origin

Summary Of twelve flows at Pavagadh Hill, the two three-phenocryst-basalt flows with Mg#0.70 and Ni/MgO33 are the most primitive and perhaps as primitive as any basalts in the Deccan province. Scatter on variation diagrams and the occurrence of primitive flows at two different levels in the volcanic sequence implies that most rocks are probably not, strictly speaking, comagmatic. Nevertheless, mass balance calculations indicate a generalized differentiation scheme from primitive basalt to hawaiite that involved removal of olivine, augite, plagioclase and Fe-Ti oxides in the proportions 40:33:22:5 with 50% of the magma remaining. Crustal assimilation had a minimal effect on evolution of the basalts but rhyolites at the top of the volcanic sequence may have been produced by crustal melting following prolonged heat release from alkali basalt pooled along fault zones in the continental crust. Major element based calculations indicate that the most primitive basalts were generated by 7 to 10% melting of mantle peridotite. These low percentages of melting, typical of alkali basalts, are consistent with the steep slopes on chondrite-normalized REE diagrams. Low heavy REE concentrations point to residual garnet in the source region. Incompatible element concentrations (e.g. Rb, Ba, Zr, La) in Pavagadh basalts exceed those in Deccan tholeiitic basalts but are substantially lower than those reported for some other Deccan alkali basalts. Obviously Pavagadh basalts do not reflect the lowest percentages of melting and greatest amount of source region metasomatic enrichment attained in the Deccan province. Deccan tholeiitic and alkali basalts are largely characterized by low La/Nb ratios and high La/Ba ratios similar to those in oceanic island basalts. This indicates minimal involvement of the subcontinental lithospheric mantle in their petrogenesis. Comparison with continental mafic magma provinces where a subcontinental lithospheric mantle imprint is common indicates long periods of extension and/or melting of mantle lithosphere still hot from pre-extension subduction are more likely to produce magmas bearing the lithospheric imprint.

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Alkalische Basalte von Pavagadh Hill, Indien: Deccan-Flutbasalte von Astenosphärischer Herkunft

Zusammenfassung Im Gebiet von Pavagadh Hill, Indien, treten 12 Spät-Deccan und rhyolithische alkalibasaltische Ergüsse und Intrusiva auf. Variationsdiagramme zeigen, daß die Abfolge nicht komagmatisch ist. Zusammen mit Berechnungen der Massenbilanz unterstützen sie vielmehr ein Zwei-Stadienmodell für die Entstehung von Hawaiiten aus sehr primitiven (i.e. Mg#=Mg/(Mg+.(0.9*Fe_totat)) at.%0.70) Basalten. Olivin und Augit dominierten die frühe Fraktionierung während Augit vorherrschte als der Magmaanteil von 65% auf 50% sank. Die Entfernung von Plagioklas spielte bei der Differentiation nur eine geringe Rolle. Niedrige Th/Nb (0,2), Rb/Sr(<0,12) und K/NbVerhältnisse geben keine Hinweise auf signifikante Assimilation von Krustenmaterial. Die Seltene-Erd-Verteilungsmuster (SEE), niedrige Gehalte an schweren SEE sowie die Hauptelementspektren der Alkalibasalte weisen auf eine granatführende Ursprungsregion und auf einen Aufschmelzungsgrad von nur 7% bis 10% hin. Es gibt jedoch auch stärker alkalische (höhere Rb, Zr etc.) Deccanbasalte (i.e. Rajpipla). Die Assoziation von Deccanalkalibasalten, Rhyolithen und Störungszonen zeigt, daß letztere die Extraktion von Magma aus dem Mantel erleichterten und dazu führten, daß Magma aus Magmenkammern Krustenschmelzen (Rhyolithe) produzierte. Deccanbasalte tendieren zu hohen La/Ba und niedrigen La/Nb-Verhältnissen; dies weist auf eine asthenosphärische Herkunft hin, selbst wenn die Gesteine verhältnismäßig spät gebildet wurden (i.e. Pavagadh). Längere Perioden von Krustenextension oder von Subduktion, die der Extension vorhergeht, führt offensichtlich zur Entstehung von Magmen mit einer lithosphärischen Komponente.