Petrogenetic Evolution of Omani Basanites Based on Melt and Fluid Inclusions. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF 202314910_Maria Monica Campos_MSc_Thesis_2025.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 6 July 2026. Download (4MB)

Arabic Abstract

قع البازانيت العُمانية على طول ساحل بطين في جنوب شرق سلطنة عُمان، وتوفّر معلومات رئيسية حول العمليات في الوشاح والتطور الصهاري خلال أواخر الإيوسين (40–30 مليون سنة مضت). تستكشف هذه الدراسة التطور البتروني لهذه البازانيت من خلال تحليل الشوائب الصهرية والسائلة، مع التركيز على محتوى المتطايرات، ديناميكية الصهارة، وخصائص مصدر الوشاح. تحتفظ الشوائب الصهرية المحفوظة في الفينوكريستات الأوليفينية بالتركيب البدائي للصهارة، مما يوفر لمحة عن ظروف ما قبل الانفجار. وتُكمل الشوائب السائلة هذا الدور من خلال التقاط المرحلة الغازية الصهارية، مما يسمح بإعادة بناء أعماق تخزين الصهارة ومسارات إزالة الغاز. تكشف البيانات الجيوكيميائية للصخور الكلية للبازانيت العُماني عن خصائص شبيهة بباحات الجزر المحيطية (OIB)، بما في ذلك محتوى منخفض من ثاني أكسيد السيليكون (42–43٪ وزناً) ومحتوى مرتفع من أكسيد المغنيسيوم (11–14٪ وزناً)، مما يشير إلى صهارة مشتقة من وشاح بدائي. كما تُظهر التراكيب النظيرية للصخور الكلية تقارباً مع أعمدة عفار وأنظمة الصفائح الداخلية الإقليمية، مما يشير إلى مصدر وشاح غني بسبب التحول الكيميائي المرتبط بالأعمدة. يعكس هذا الإثراء انصهاراً جزئياً لوشاح من البريدوتيت الغني بالعقيق والسبينيل، مرتبطاً بارتفاع حراري في الوشاح وتمدد في الغلاف الصخري. تدمج هذه الدراسة التحليل البتروغرافي مع استخدام مطيافية رامان للتحقيق في الشوائب الصهرية والغازية المرتبطة بهذه الصهارة. فمن جهة، تُستخدم الشوائب الصهرية كأداة لكشف ميزانية إزالة غاز ثاني أكسيد الكربون وأعماق انطلاقه من المصدر إلى الطبقات تحت السطحية أسفل البراكين. ومن جهة أخرى، يمكن للشوائب السائلة أن تقدم قيوداً إضافية على عملية فصل المتطايرات وظروف الضغط. تشمل معالجة البيانات تركيب قمم ثاني أكسيد الكربون في أطياف رامان وحسابات الضغط والعمق لتحسين فهم آليات تخزين الصهارة وصعودها. تؤكد هذه الدراسة على دور أعمدة الوشاح في توليد صهارات غنية بالمتطايرات وتأثيرها على البراكين داخل الصفائح. ومن خلال الربط بين التواقيع الجيوكيميائية والعمليات الوشاحية، تساهم في فهم أوسع لتطور الصهارة، ودورة المتطايرات، والديناميكيات التكتونية في المناطق المتأثرة بالأعمدة، مع ما لذلك من دلالات على تدفقات ثاني أكسيد الكربون العالمية وإزالة الغازات البركانية. وتُعزز هذه النتائج معرفتنا بالتاريخ التكتوني والصهاري لجنوب شرق عُمان واتصاله بديناميكيات الوشاح الإقليمية

English Abstract

The Omani basanites, located along the Batain Coast of southeastern Oman, provide key information into mantle processes and magmatic evolution during the late Eocene (40–30 Ma). This study explores the petrogenetic evolution of these basanites by analyzing melt and fluid inclusions, with a focus on volatile contents, magma dynamics, and mantle source characteristics. Melt inclusions preserved in olivine phenocrysts retain the primitive composition of magmas, offering a snapshot of pre-eruptive conditions. Fluid inclusions complement this by capturing the volatile magmatic phase, allowing for reconstruction of magma storage depths and degassing pathways. Geochemical data of bulk rocks of the Omani basanites reveal Ocean Island Basalt (OIB)-like signatures, including low SiO₂ (42–43 wt.%) and high MgO (11–14 wt.%), indicative of primitive mantle melts. Isotopic compositions of bulk rocks of Omani basanites show affinity with the Afar plume and regional intraplate systems, suggesting a mantle source enriched by plume-related metasomatism. This enrichment reflects partial melting of a garnet-spinel peridotite mantle, linked to mantle upwelling and lithospheric extension. The research integrates petrographic analysis and Raman spectroscopy to investigate the melt, and the magmatic vapor phase associated with these magmas. On one hand, melt inclusions can be used as a tool to reveal CO₂ degassing budget and depths from the source region to the subsurface beneath volcanoes. On the other hand, fluid inclusions can provide additional constraints on volatile exsolution and pressure conditions. Data processing involves CO₂ peak fitting of Raman spectra and depth-pressure calculations to refine the understanding of magma storage and ascent processes. This study underscores the role of mantle plumes in generating volatile-rich magmas and influencing intraplate volcanism. By linking geochemical signatures to mantle processes, it contributes to a broader understanding of magmatic evolution, volatile cycling, and tectonic dynamics in plume-influenced regions, with implications for global CO₂ fluxes and volcanic degassing. These outcomes enhance our knowledge of the tectonic and magmatic history of southeastern Oman and its connection to regional mantle dynamics.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Earth Sciences
Department:	College of Petroleum Engineering and Geosciences > Geosciences
Committee Advisor:	Whattam, Scott
Committee Members:	Pilia, Simone and Esposito, Rosario
Depositing User:	MARIA CAMPOS RAMIREZ (g202314910)
Date Deposited:	21 Jul 2025 05:42
Last Modified:	21 Jul 2025 05:42
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/143603