Mantle Xenoliths of Harrat Uwayrid. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF [Added Dedication Text] Revised Final review of MS Thesis Report [G201806120].pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 2024. Download (5MB)

Arabic Abstract

العديد من الميوسين العلوي إلى العصر الرباعي (الحقول البركانية البازلتية القلوية) تتناثر على الحافة الغربية للمملكة العربية السعودية على طول البحر الأحمر بين الأردن واليمن وترتبط بفتح نظام البحر الأحمر. العديد من هذه الحارات بها قنابل سكوريا قلوية ولافاس تحمل عباءة الزينوليت وإحدى هذه الحارات هي حرة عويرض، الواقعة بين تبوك في الشمال والعلا في الجنوب. تقدم هذه الدراسة بيانات جديدة لكيمياء الصخور الكاملة والمعادن من الزينوليت الوشاح العويريد وتقدم رؤى جديدة حول تكوّن البتروجين، بما في ذلك درجات الانصهار الجزئي وزوال الأكسجين لمصدرها. تُصنَّف زنوليث هرات عويريد الزينوليتية على أنها إسبنيل ليرزوليت، إسبنيل هارزبورجيت مع فيرليت نادر. تتراوح الزينوليت من مقياس سم إلى حجم القبضة وتوجد في الغالب في قنابل السكوريا الباسانية التي تشتمل على مخاريط جمرة في وسط البليوسين إلى الحقل الرباعي؛ تم استرداد عدد قليل، لأول مرة، من البازلت القلوي العلوي من العصر الميوسيني وحمم هاواي في الهضبة الجنوبية. لا توجد سمات مميزة واضحة بين الزينوليثس الزينولتيت المكتشفة في الصخور المضيفة الأقدم والأصغر سنا. بالنسبة لعدد الزبرجد الزيتوني من معظم أنواع الزينوليث من حرة عويرض، تتراوح قيم الزينوليت من 83.46 - 93.05، قيم Cr # متنوعة، وتعرض نطاقًا واسعًا بين 0.00 - 100.00. يتراوح Mg # من كلينوبيروكسين من 83.33 - 93.84 ومتوسط 91.86. تتراوح قيم Cr # من 2.60 إلى 16.90 ولها متوسط 11.63. يتراوح Mg # من أورثوبيروكسين من 89.40 - 93.68، ومتوسط نطاق 91.55، في حين يتراوح أورثوبيروكسين Cr # من 3.41 - 16.34، بمتوسط 6.86. استلزم تكوين البتروجين استنفاد وإثراء وميتازوماتيزم. بناءً على Cr #، تكون درجات الذوبان الجزئي المحسوبة منخفضة إلى متوسطة تتراوح من 1 إلى 17٪. محسوبة على أساس تركيبات أوليفين-أورثوبيروكسين-إسبنيل المتعايش، قيم زوال الأكسجين هي -1.89 إلى -0.22 (نسبة إلى كوارتز فاياليت-أكسيد الحديد الأسود، FMQ، المخزن المؤقت)، مما يشير إلى الموازنة في ظروف منخفضة. توفر حسابات قياس حرارة الأرض على أساس ارتباطات أوليفين وكلينوبيروكسين المتعايشة قيودًا على أن تتم معايرة جزيئات الزينوليث من البريدوتيت عند ~ 1.7 - 3.8 جيجا باسكال عند درجات حرارة تتراوح من 1100 إلى 1220 درجة مئوية تقريبًا، وهو ما يقابل عمق حوالي 50-80 كم تظهر الدراسة أن زنوليث حارة عويرد تظهر نتائج مشابهة بشكل عام للأجنحة الغربية العربية الصغيرة الحاملة للبازلت القلوي.

English Abstract

Numerous Upper Miocene to Quaternary harrats (alkali basalt volcanic fields) litter the western margin of Saudi Arabia along the Red Sea between Jordan and Yemen and are related to the opening of the Red Sea system. Many of these harrats have alkaline scoria bombs and lavas that bear mantle xenoliths, and one of these is Harrat Uwayrid, situated between Tabuk to the north and Al Ula to the south. This study presents new whole-rock and mineral chemistry data of Uwayrid mantle xenoliths. It provides new insights into their petrogenesis, including degrees of partial melting and oxygen fugacity of their source. Harrat Uwayrid peridotite xenoliths are classified as spinel lherzolite, spinel harzburgite with rare wehrlites. The xenoliths range from cm-scale to fist-size and are found primarily within basanite scoria bombs that comprise cinder cones in the central Pliocene to Quaternary field; a few were recovered, for the first time, from Upper Miocene alkali basalt and hawaiite lavas in the southern plateau. No distinctive features are apparent between peridotite xenoliths discovered in the older and younger host rocks. Fo# of olivines from most of the Harrat Uwayrid peridotite xenoliths ranges from 83.46 – 93.05. Mg# of clinopyroxene range from 83.33 – 93.84 with an average of 91.86. Cr# values range from 2.60 – 16.90 with an average of 11.63. Mg# of orthopyroxenes ranges from 89.40 – 93.68, with an average of 91.55, whereas orthopyroxene Cr# ranges from 3.41 – 16.34, with an average of 6.86. Based on Cr#, calculated degrees of partial melting are low to moderate, ranging from 1 – 17 %. Rare Earth Elements (REE) analysis exhibits distinct Light REE (LREE) enrichment relative to chondritic values. Calculated based on the compositions of coexisting olivine-orthopyroxene-spinel, oxygen fugacity values are -1.89 to -0.22 (relative to fayalite-magnetite-quartz, FMQ, buffer), suggesting equilibration in reduced conditions. Thermobarometry calculations based on coexisting olivine and clinopyroxene associations suggest that the peridotite xenoliths equilibrated at ~1.72 – 3.76 GPa at temperatures of ~1090o – 1135o C, corresponding to a depth of ~50 – 105 km. Therefore, the study establishes that the peridotite mantle xenoliths from Harrat Uwayrid were subjected to partial melting and metasomatism. They generally exhibit similar degrees of partial melting, oxidation state and metasomatism compared to other similarly aged western Arabian Harrats. This indicates the mantle below Harrat Uwayrid was subjected to similar large-scale events of the Arabian plate.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Earth Sciences
Department:	College of Petroleum Engineering and Geosciences > Geosciences
Committee Advisor:	Whattam, Scott Andrew
Committee Members:	Amao, Abduljamiu Olalekan and Koeshidayatullah, Ardiansyah
Depositing User:	OKTARIAN ISKANDAR (g201806120)
Date Deposited:	16 Feb 2023 05:53
Last Modified:	16 Feb 2023 05:53
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/142338