VOLCANIC EVIDENCE: for a COMPOSITIONAL CONTRA ST in the LITHOSPHERIC UPPER MANTLE ACROSS the TINTINA Treneh, SOUTHEASTERN YUKON, CANADA
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• VOLCANIC EVIDENCE: FOR A COMPOSITIONAL CONTRA ST IN THE LITHOSPHERIC UPPER MANTLE ACROSS THE TINTINA TRENeH, SOUTHEASTERN YUKON, CANADA Valérie Hasik McGill University, Montréal June 1994 A thesis submitted to the Faculty of Graduate Studies and Research in partial fulfilment of the requirements for the M.Sc. degree in Geology • ©V.H.1994 Nom ~t) L-É.R1 é: ~ ~c~~~< Dissertallon Absfracls Infernallonal est organIsé en catégories de su(ets VeuIllez svp choisir le sUlet qui décrit le mieux votre thèse et rnswvez le code numérique approprié dans l'espace -éservé cI-dessous 0lFI 1 S; .1 b lF" [olsl-1)21 U·MI SUJET CODE DE SUJET CatégO!"t!5 par sujets HUMANI,jS II' SCIINCES SOCIALES COMMUNICATIONS ET US ARTS lecture 0535 tHIlOSOPtlIE, RELIGION ET AnCIenne 0579 Arrh,lodure 0729 Mathem<J"que, 0280 H OlOGIE Medievale 0581 Bwu. orl, 0357 MUSique 0522 Plulosophle 042:< Moderne 0582 B,bl,olhllconom,c 039\1 Onen talion el consultation 0519 Rell~n HlSloire de, nOir' 0328 ( ,nbmo 0900 Philosophie de l'éducallon 0998 nerol,les 0318 Africaine 0331 Communlcc"on verbale 0459 PhySique 0523 Cle;Pee 0319 Canadienne 0334 Communlcollons 0708 Programmes d'eludes et Etu es bibliques 0321 ::tats UniS 0337 o.In'O 0378 enselgrlcmsnt 0727 HIStOire des rel'Pc,on, 0320 Europeenne 0335 H,stolru do l'art 0377 Psychologie 0525 Philosophie de a religion 0322 Moyen onen tale 0333 Journal.,me 0391 Science, 0714 Theologie 0469 LatlnO amen-came 0336 Muslquo 0413 Sciences sociales 05:4 ASIe, Australie et Ocean le 0332 500n(O, de l' In/o,motlon 0723 50Clol~,e de ;'éducallon 0340 SmNCES SOCIAUS HIStOire de, sCiences 0585 Th06lre 0465 Techno ogle 0710 Anthrop'ol~,e LOISirS 081 Archéo?gle 0324 Planlkahon urbaine et tDUCATION LANGUE, LITTÉRATURE" Culturelle 0326 reglonale 0999 Génhral,lilS 515 LINGUISTIQUE PhYSique 0327 SCience pohtlgue Admlnlltrahon 0514 .,)rolt 0398 Generalites 0615 Lon~s Art 0273 ' néra',tes 0679 Economie Admlnlstrallon publique 0617 0275 AnCiennes 0289 Generalites 0501 DrOit et rel ahans f~:""mm"oo".,re. 0688 longu/s'Ique 0290 Commerce-AffOires 0505 Internollonales 0616 cononllo domostlque 0278 MOélernes 0291 Economie agricole 0503 SocIOlogie duc ahan permanente 0516 Litterature Economie du travOiI 0510 Generalites 0626 ducahon préscolaire 0518 Général,tel 0401 Flnonces 0508 Alde et bien otre SOCial 0630 ducuhon sOOllalr" 0680 AnCiennes 0294 HistOire 0509 Criminologie pI EOIOIgnemont awncole 0517 Comparée 0295 Theorie 0511 etabl,ssemenls EmolPtnomont b, IOguo 01 Medievale 0297 ~tudes américaines 0323 penitentiaires 0627 mu hculturel 0282 Moderne 0298 Etudel canadiennes 0385 OémcgraRhle 0938 [molgnomenl Indultnol 0521 Africaine 0316 Etudes lemlnlstes 0453 Etudes de l' IOd,vldu cl Emelgnoment pnrnalfo 0524 Amencalne 0591 Folklore 0358 de 10 famille 0628 0747 Enlolgnoment plo/e,slonnel Anglalle 0593 Geographie O:?M Etudes des relohor.s Enlelgnoment rellg,eux 0527 0305 Gerontol'?9'e Cl~l Interethnloues et Oj33 ASlalld~e Enlelgnomont secon-1'1lrc 0352 Geshon des affOires des relations raciales 0631 0529 Cana lenne lAnglalse) En,elgnement speCial Canadienne Française} (')3~.J Generalites 0310 Structure et developpemlmt 0745 ~nlolgnoment supéneur Germanique OJ11 AdminIStration 0454 SOCial 0700 0288 Evaluahan Latine omenCQlne 0312 Banques 0770 TheOrie et methodes 0344 Finance, 0277 Moyen ar,entale 0315 Comptablhte 02ï2 Travad et relation', Formollon des cnsClgnants 0530 Romane 0313 Markellng 0338 Industnelles 0629 Hlstolro de l'éducallon 0520 Slave et est europeenne 0314 HistOire Transp'orts 0709 longuos ct liHérature 0279 HistOire generale 0578 Travail SOCial C4~2 ICIINCES II' INGliNIERIE SCIENCES 1I0lOGIQUES Geolc~gle 0372 SCIENCES PHYSIQUES Biomedicale 0541 Agriculture Geophyllque 0373 Ch "leur et ther Généralités 0473 0388 Scien~es Pures ~dralçgle Chimie mopynomlque 0348 Ap,ronomlc 0285 Ineralogle 0411 Cond,honnem"nt A Imentohon 01 technologie Oceanographie phYSique 0415 General,tés 0485 (Emballage) Bioch,m,e 487 0549 aillnontalle 0359 Paleobotanique 0345 Genie aer('lspatlal 0538 Culture 0479 Poleoecdogle 0426 Chimie agricole 0749 Genie chimique 2 ChimIe analyhgue 0486 OSA Elovollo ot alimentation 0475 Paleontolpgle 0418 Génie cIvil 0543 Exr/loltotlon des Returogos 0777 Pali>ozoologle 0985 Chimie mmerale 0488 Genie electronlque el Chimie nuclealre PothOloglO anlmalo 0476 Polynologle 0427 0738 electrlque 0544 PalholÇlglo 'Of/Nale OA80 Chimie orGù~tque 0490 Genie Industriel Chimie pharmaceutique 0491 0546 Phr,slologle vfP.0tolo 0817 SCIENCES DE LA SANTÉ ET DE Genie meconlque 0548 Sy v!culture et aune 0478 l'ENVIRONNEMENT Phr,Slque 0494 Gen 'e rudeOi re 0552 Technologlo du bOl~ 0746 Po y'mçres 0495 Economie domesllque 0386 Roél,at,on In~enlerle des systames 0790 0754 MeLaolque navale 0547 Blol~e SCIences de l'enVironnement 0768 Mathematiques 0405 nérol,tes 0::06 SCience, de la sonte Metallur~,e 0743 Anotomlo 0287 PhySl~ue Science es matenaux 079.4 Generaliles 0566 Gênerol,tes 0605 Blo!oglo (StotlSlI~ucs) 0308 Technique du pelrole 0765 AdmlnlStralion des hlpltaux 0769 Acoustique 0986 BloI~le moleculOire 0307 AI,mentalian ct nutrollon 0570 Technique monlere 0551 Bolonlque 0309 AstronomIe et Aud,ol~,e 0300 Techniques saOlta' res et Cellule 0379 astrophySique 0606 munICipale, 0554 Ch,m,a" eraple 0992 ElectrOnique et electncl'e 0607 Ecologlo 0329 Technologie hydruul,que 0545 Dentisterie 0567 FlUides et plasma 0759 Enlomologlo 0353 Developpement humain 0758 MecanIque oppllguee 0346 Genotlque 0369 Meteorologie 0608 Enseignement 0350 GeotechnolOfJle 0428 limnologiE' 07 93 Optoquc 0752 Matleres Immunologie 0982 Particules (PhY'lIque plo~toques Mlcroblologlo 0410 lOiSIrS 0575 (Technologie) 0795 Nnulologlo 0317 nucléaore) 0798 Hecherche' operationnelle Médecine du travail et 0748 0796 Oteonographle 0416 PhYSique atomique 1extlles et tlS',US (Techl0Iogle) 0794 0433 thereple 0354 PhYSique de l'Éltot solide 0611 Physlologlo 0564 Radiation 0821 Medecine et chlrur~le PhYSique moleculOire 0609 ItSYCHOllGGIE Sc,ence votoronalre 0778 Obstétrique et gynecologle 0380 PhYSique nucleOire C610 Ophtalmologie 0381 Genéroiltes 0621 Zoologie 0.472 Rad,ahorl 0756 l'arsonnal,te Orlhrahome 0.\60 Stallstlques 0463 0625 BlopilySique Pothoogle 0571 1'5ychoblologle 0349 Gêneral,tés 0786 PharmaCie 0572 Sciences AJ>pIiqués Et l'sychologl e d, nique 0622 Medicale 0760 PhormacolOQle 0419 Technolc»gMI l'sychologl'9 du comp'JrtE'ment 0384 PhXSlothéraple 0382 Inlormatlque 0984 l'sychologll! du devebppement 0620 SClfNCES Dl LA TERRE Rodlologle 0574 Ingllnlenlt l'sychologlt' I!xpenm€'ntale 0623 Blogoochlmlo 0425 Sante mentale 0347 Gêné ol,l!s 0537 l'sychologlo Industrielle 0624 GéOch,mie 0996 1 Santé P'Jbilquo 0573 Agnc31e 0539 1'5ycho ogll' phySiolOlllque 0989 GéodèllO 0370 Sa,ns IIlI'lmlerS 0569 Autoo,oo,le Q!.40 1'5ycholD!;j11l SOCiale 0451 Géographie phYSique 0368 TOXicologie 0383 l'sychometTlI' 06~:2 ~~ ,~ • ABSTRACT In the southeastem Yukon Terntory, Quatemary continental alkaline basalts have entpted across an important crustal suture, the Tintina Trench, whlch separates the accreted terranes of the Canadmn Cordlllera l'rom the ancestral i\lorth Amencan craton. The lavas from the Ranchena region l'rom the WC1>t 1>ldc of the TlntlJl ,\ Trench are basamtes (BASAN), alkahne olivine basalts (AOB), and hyper~thenc-normatlve ba~d,J'~ (HYN). They display fractionated rare earth element (REE) profIle!'. and are ennched ln ligh\ rare earth clements (LREE) and hlgh field strength clements (HFSE). The composltlonal sp;ctra of the Rancheria alkalme magmas appear'f to represent the progressive meltlng of an amp'l\lbole-bearing gamet Iherzohte. The involvement of amphibole ln the petrogenesis of the Rancheri,\\ alkahne magmas indicates that these magmas were generaied withm the lithosphere. At t,le easten, end of the Ranchena SUIte, on the east slde of the Tintina Trench, the AOB from Watson Lake ha\/,( higher Zr contents than Rancheria AOB to the west of the Trench. The hlgh Zr contents of the Watson Lake AOB are simllar to those observed in the Hoole Eocene tholeiitic basalts, on the east slde of the Tmtma Trench, further to the north. The Eocene basalts from the Hoole River region are olivme tholeIÏtes whlch have experienced c1osed-systcm crystal fractionation of olivine at \ow pressure. The cstimated pnmary magma for the!>e Eocene basalts appears to have been denved by partial melting of an mcompatlble-element enriched lithosphenc mantle source, durmg whlch gamet was not a residual phase. The Nb - Zr systematics of the Watson Lake basalts mdlcate that the y may be derived by mlxmg between melts produced by melting of an amphlbole-beanng residue and a lithosphenc mantle similar in composition to that of the Hoole basalts. Therefore, these compositlOnal dlfferences in the alkaline basalts across the Tmtina Trench appear to reflect the Juxtaposition of chemically distinct • continental Iithosphenc mantles, mdlcating that the Tlntlna Fault is a steep lithospheric suture . • RESUME Dans le sud-est du Territoire du Yukon, des basaltes alcalins contin~ntaux d'âge Quaternaire ont érupté de part et d'autre d'une importante suture crustale, la faille Tinlma, qui sépare les terranes accrétionnés de la CordJllière canadienne de l'anclcn craton de l' Amélll)ue du Nord. Les laves de la région de Ranchena à l'ouest dc la l'mile TlIltltla sont dc!'> ha~allltes (BASAN), des basaltes alcalins à oltvme (AOS) ct des ba~altes normattfs en hyper~tht:nc (IIYN). Ils montrent des profils de terres rare5 fractionnés et sont enrichiS l'Il terres rares légèrei'! ct l'n éléments à charge ionique élevée. Le spectre des compositions dei'! magma .. alcalll1!'\ de la légion ete Rancheria semble représenter la fusion progressive d'une Iherzolitc à grenat et amphlhole. La présence d'amphibole dans la pétrogénèse des basaltes alcalins de Ranchena néccs!'\ite que ces basaltes soient prodUits dans le manteau lithosphériq'le. A l' extrémité e~t de la ~lIIte de Ranchena, du coté est de la fmlle de Tmtma, les basaltes a1calm~ à ohvine (AOB) de Wati'!on Lake ont des abondances en Zr plus élevées que celles des AOB dL Ranchena à l'ouest dl' la failli!.