The Kamchatka arc (Russia) is located in the northwestern Pacific Ocean and is divided into three segments by major sub-latitudinal fault zones (crustal discontinuities). The southern (SS) and central (CS) segments are associated with the subduction of old Pacific lithosphere, whereas the northern, inactive segment (NS) was formed during westward subduction of young (< 15 Ma) Komandorsky Basin oceanic crust. Further segmentation of the arc is outlined by the development of the Central Kamchatka Depression (CKD) intra-arc rift, which is oriented parallel to the arc and is splitting the CS into the active Eastern Volcanic Front (EVF) and the largely inactive, rear-arc Sredinny Range. The NS volcanics (15-5 Ma) include calc-alkaline lavas, shoshonites, adakites, and Nb-enriched arc basalts. Isotopically all magma types share high 143Nd/144Nd ratios of 0.512976-0.513173 coupled with variable 87Sr/86Sr (0.702610-0.70356). NS lavas plot within or slightly above the Pacific MORB field on the Pb isotopic diagrams. The EVF volcanoes have more radiogenic 143Nd/144Nd (0.51282-0.513139) and 208Pb/204Pb (38.011–38.1310) than the NS lavas. CKD lavas display MORB-like Nd isotope ratios at slightly elevated 87Sr/86Sr values accompanied by a slightly less radiogenic Pb composition. Kamchatka lavas are thought to be derived from a MORB-like depleted source modified by slab-derived siliceous melts (adakites) and fluids (NS), or fluids alone (CS and SS). The NS and EVF lavas may have been contaminated by small fractions of a sedimentary component that isotopically resembles North Pacific sediment. Petrogenesis in the Kamchatka arc is best explained by a three-component model with depleted mantle wedge component modified by two slab components. Slab-derived hydrous melts produced incompatible element characteristics associated with northern segment lavas, while hydrous slab fluids caused melting in the depleted mantle below the southern and central segments of the Kamchatka arc. Trace element characteristics of Kamchatka lavas appear to be controlled by slab fluids or melts, while radiogenic isotope ratios which are uniform throughout the arc reflect depleted composition of sub-arc mantle wedge.

Oblique aseismic subduction below western Panama and southeastern Costa Rica has produced Recent arc-related volcanism. The aseismicity is probably related to the subduction of relatively hot oceanic lithosphere. The volcanism throughout this region over the past 2 Ma has been quite distinct, consisting of felsic magmas (andesites to rhyolites but mainly dacites) with geochemical signatures suggesting a metamorphosed basaltic source. It is believed that the subduction of young oceanic crust sets up conditions under which the slab melts rather than the overlying mantle wedge. Rocks with slab-melt geochemistries and associated with young subducted crust have been termed adakites elsewhere. The young adakite melts are sometimes associated with a few rare young high-Nb basalts, but there is no obvious genetic link between them through differentiation. High-Nb basalts may also be derived from the partial melting of the subducted oceanic crust. High-Nb basalt migmatites have been found with pegmatites of adakite compositions in the exposed subduction terrain of the Catalina Schist, California. Alternatively, the high-Nb basalts may be partial melts of phlogopite-rich mantle that has previously reacted with adakite magmas. Eruption of adakites and high-Nb basalts was preceded by a 2-3 Ma period of relative quiescence. Prior to this, there was a 7 Ma period of calc-alkaline volcanism typical of the present-day magmatism (associated with a distinct Benioff zone) found throughout the Central American arc. The abrupt transition in volcanism with time from an early calc-alkaline sequence to a later adakite-high-Nb basalt sequence may record a change in the tectonic setting of western Panama and southeastern Costa Rica over the past 12 Ma.

The Pliocene—Pleistocene magmatic activity of the Zamboanga are is linked to the southward subduction of the Oligocene—Mio-cene Sulu Sea back-are basin along the Sulu Trench. The magmatic products include small amounts of adakites dated from 3.8 to 0.7 Ma, abundant Nb-enriched basalts and basaltic andesites (NEB) dated from 2 to 1 Ma and a lone calc-alkaline potassic basaltic andesite dated at 0.4 Ma. Three kinds of NEB are distinguished: nearly primitive Mg-rich (MG) basalts displaying positive or no Nb anomalies with respect to adjacent incompatible elements and more evolved low-K (LK) and calc-alkaline (CA) lavas which, despite their Nb enrichment, display negative Nb anomalies. Although the role of OIB-type mantle components has been advocated to explain the HFSE enrichment of NEB, the spatial and temporal association of these rocks with adakites suggests a petrogenetic link between them. Trace element characteristics of the NEB imply that amphibole and ilmenite might be present in their source. We suggest that these minerals could be added metasomatically to the mantle through hybridization by percolating slab melts, during which Nb and Ti are preferentially extracted from the adakitic melts. In an early stage (4–3 Ma) of the subduction of the young and hot Sulu Sea basin crust beneath the Zamboanga peninsula, adakitic liquids formed at depths of 75–85 km. A few of them were emplaced at the surface but most were consumed through slab melt-mantle metasomatic reactions. Adakite production and emplacement continued later (<2 Ma), while the Nb-enriched mantle was brought by convection to depths that allowed its melting and the subsequent emplacement of NEB behind the adakitic front of the Zamboanga are.

Research Article| June 01, 2005 Cenozoic K-rich adakitic volcanic rocks in the Hohxil area, northern Tibet: Lower-crustal melting in an intracontinental setting Qiang Wang; Qiang Wang 1Key Laboratory of Isotope Geochronology and Geochemistry, Guangzhou Institute of Geochemistry, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510640, People's Republic of China Search for other works by this author on: GSW Google Scholar Frank McDermott; Frank McDermott 2Department of Geology, University College Dublin, Belfield, Dublin 4, Ireland Search for other works by this author on: GSW Google Scholar Ji-feng Xu; Ji-feng Xu 3Key Laboratory of Isotope Geochronology and Geochemistry, Guangzhou Institute of Geochemistry, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510640, People's Republic of China Search for other works by this author on: GSW Google Scholar Hervé Bellon; Hervé Bellon 4Laboratoire de Géochronologie et UA 1278, Université de Bretagne Occidentale, 29287 Brest, France Search for other works by this author on: GSW Google Scholar Ying-tang Zhu Ying-tang Zhu 5Academy of Geological Survey of Qinghai Province, Xining 810012, People's Republic of China Search for other works by this author on: GSW Google Scholar Author and Article Information Qiang Wang 1Key Laboratory of Isotope Geochronology and Geochemistry, Guangzhou Institute of Geochemistry, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510640, People's Republic of China Frank McDermott 2Department of Geology, University College Dublin, Belfield, Dublin 4, Ireland Ji-feng Xu 3Key Laboratory of Isotope Geochronology and Geochemistry, Guangzhou Institute of Geochemistry, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510640, People's Republic of China Hervé Bellon 4Laboratoire de Géochronologie et UA 1278, Université de Bretagne Occidentale, 29287 Brest, France Ying-tang Zhu 5Academy of Geological Survey of Qinghai Province, Xining 810012, People's Republic of China Publisher: Geological Society of America Received: 13 Jan 2005 Revision Received: 05 Feb 2005 Accepted: 09 Feb 2005 First Online: 03 Mar 2017 Online ISSN: 1943-2682 Print ISSN: 0091-7613 The Geological Society of America, Inc. Geology (2005) 33 (6): 465–468. https://doi.org/10.1130/G21522.1 Article history Received: 13 Jan 2005 Revision Received: 05 Feb 2005 Accepted: 09 Feb 2005 First Online: 03 Mar 2017 Cite View This Citation Add to Citation Manager Share Icon Share Facebook Twitter LinkedIn Email Permissions Search Site Citation Qiang Wang, Frank McDermott, Ji-feng Xu, Hervé Bellon, Ying-tang Zhu; Cenozoic K-rich adakitic volcanic rocks in the Hohxil area, northern Tibet: Lower-crustal melting in an intracontinental setting. Geology 2005;; 33 (6): 465–468. doi: https://doi.org/10.1130/G21522.1 Download citation file: Ris (Zotero) Refmanager EasyBib Bookends Mendeley Papers EndNote RefWorks BibTex toolbar search Search Dropdown Menu toolbar search search input Search input auto suggest filter your search All ContentBy SocietyGeology Search Advanced Search Abstract It is generally accepted that the Cenozoic potassic volcanic rocks of northern Tibet were derived from a lithospheric mantle source. Here we report new chronological, geochemical, and isotopic data for the Miocene (ca. 18–15 Ma) K-rich adakitic volcanic rocks from the Hohxil area of the Songpan-Ganzi block in northern Tibet. We contend that these rocks were generated by partial melting of the mafic lower crust, in an intracontinental setting unrelated to subduction of oceanic crust. The Hohxil rocks exhibit high Sr/Y and La/Yb ratios, high Sr and La contents, but low Yb and Y concentrations, similar to adakites formed by slab melting associated with subduction. However, their relatively low ε Nd values (−2.09 to −4.58); high 87Sr/86Sr (0.7072–0.7075), Th/U, Th/Ba, and Rb/Ba ratios; and distinctive potassium enrichments (K2O > Na2O) are very different from the composition of typical adakites. In addition, those K-rich adakitic rocks with the highest SiO2 contents (>61 wt%) exhibit the lowest 87Sr/86Sr ratios and highest ε Nd values and are the oldest Cenozoic volcanic rocks exposed in the Songpan-Ganzi block, suggesting that they were derived neither directly from a mantle source nor by differentiation of a shoshonitic magma. Taking into account the composition of lower-crustal mafic xenoliths in Tibet, as well as the tectonic and geophysical evidence, we conclude that the Hohxil adakitic magmas were produced by partial melting of amphibole-bearing eclogites with a K-rich mafic bulk composition, in the lower part (≥∼55 km) of the thickened northern Tibetan crust. Partial melting of the lower crust may have been triggered by dehydration release of fluids from sedimentary materials in the southward-subducted continental lithosphere. You do not have access to this content, please speak to your institutional administrator if you feel you should have access.

Abstract Precambrian metasediments provide a unique archive for understanding Earth’s earliest biosphere, however traces of microbial life preserved in ancient rocks are often controversial. In this study we leveraged several micro- to nano-scale techniques to study filamentous structures previously reported in clastic sediments of the 3.22 Ga Moodies Group, Barberton Greenstone Belt, S. Africa. We performed petrographic, mineralogical, electron microprobe, confocal fluorescence and electron microscopy analyses of these structures in order to evaluate their biogenicity and syngenecity. We also examined drill core samples of deep-water iron formations from the 2.46 Ga Joffre member of the Brockman Iron Formation (Hamersley Basin, W. Australia) to better understand their potential biogenicity. In both cases, we aimed to resolve primary vs. secondary mineral assemblages and their relation to filamentous or sedimentary structures. In the Moodies Group samples, filamentous structures were resolved by confocal imaging and revealed to be crosscut by later metamorphic phases, highlighting their syngenetic nature. Three-dimensional imaging reveals that while the filamentous structures are not necessarily associated with grain boundaries (e.g., as organic coatings), they form both sheets and filaments, complicating their interpretation but not ruling out a biological origin. No organic microstructures appeared to be preserved in our Dales Gorge samples. We also examined the possible application of electron paramagnetic resonance spectroscopy (EPR) to carbonaceous matter in ancient silica-rich matrices, similar to Bourbin et al. (2013), using samples from the Brockman iron formation. While resonance associated with organic matter was largely unresolvable in the Brockman iron formation samples due to their low organic matter contents, large effects on the EPR spectra were apparent stemming from the presence of magnetic iron minerals, highlighting the need to carefully consider sample composition in EPR analyses targeting ancient organic matter. Collectively, this study highlights the added value of micro- to nano-scale techniques as applied to Precambrian metasediments containing traces of ancient life, for example in revealing the pre-metamorphic emplacement and three-dimensional structure of filaments in the Moodies Group, but also the potential drawbacks and pitfalls, such as the case of strong magnetic mineral interference in EPR analysis of organic matter in trace abundance in the Dales Gorge.