Rapp. Comm. int. Mer Médit., 37,2004

42

THE TETHYAN TRIASSIC VOLCANISM: REMNANTS OF INTRA-OCEANIC ISLANDS 

RELATED TO THE OPENING OF THE TETHYAN OCEAN

Lapierre H.

1*

, Chauvet F.

1

, Muceku, B.

2

, Mascle G. H.1, Bosch, D.

3

, Demant A.

4

, 

Maury, R.C.

5

, Tashko A.

2

, Tardy M.

6

, and Marcoux J.

7

1

LGCA UMR-CNRS 5025, Université J. Fourier, Grenoble, France - * lapierre@ujf-grenoble.fr

2

Geology Faculty, Polytechnic University of Tirana, Albania

3

Laboratoire de Tectonophysique, UMR-CNRS 5568, ISTEEM, Université Montpellier II, France

4

Laboratoire de Pétrologie magmatique, Faculté des Sciences de St Jérôme, Marseille, France

5

Laboratoire des Domaines océaniques, UMR-CNRS 6538, Université de Bretagne Occidentale, Plouzané, France

6

LGCA, UMR-CNRS 5025, Université de Savoie, Le Bourget du Lac, France

7

UMR-CNRS 7578, Institut Physique du Globe, Université Paris VII, Paris, France

Abstract

Triassic volcanism is largely exposed in the Tethyan ranges and its tectonic setting is a matter of debate. Trace element and Nd, Sr and Pb

isotopic chemistry of Triassic volcanic rocks from the Himalayas, Oman, SE Mediterranean and Albania will help to constrain the

geodynamic setting of the widespread Triassic egneous event.

Keywords: Triassic Tethyan volcanics, tholeiite, alkali basalt, trace element geochemistry, Nd and Pb isotopes, OIB-type mantle source

Tectonic setting

Triassic volcanic rocks are closely asociated with Mesozoic

ophiolites from the Central and Eastern Mediterranean (Serbian,

Mirdita, Pindos, Antalya, Troodos, Baër Bassit) up to the Persian Gulf

(Samail nappes in Oman) and Himalaya (Lamayuru nappe). Triassic

volcanites constitute tectonic nappes generally sandwiched between

the ophiolites and the Apulo-African, Arabian or Indian margin. They

are stratigraphically associated with pelagic and/or reef limestones,

which are spatially associated with Triassic, Jurassic, and Cretaceous

sedimentary sequences recording the contemporaneous shallow to

deep water evolution of the basin. The Triassic volcanic suite has been

interpreted as remnants of a rifted volcanic passive margin or within-

plate oceanic volcanoes.

Petrology and geochemistry of the Triassic volcanic suites.

In Himalaya ,the Drakkar Po Melange, exposed within the Indus-

Tsan Po suture consists of exotic blocks of Upper Permian, Triassic

and Cretaceous volcanic and sedimentary rocks, caught within a

turbidite matrix. The Jurassic Spotang ophiolite is thrust upon the

Drakkar Po Melange. The Triassic pillow basalts are associated with

pelagic limestones. They display alkaline affinities: i.e.,2.17 < TiO

2

< 3.38, LREE- enriched (2.75 < La/Yb)

N

< 5.73) patterns and low

La/Nb ratios (0.36 < La/Nb < 0.77). Preliminary isotopic

investigations suggest that the Triassic volcanics derive from an

enriched OIB-mantle source devoided of crustal contamination.

In Oman, the Sumeini and the Hawasina nappes consist of

imbricated sedimentary and volcanic units squeezed between the

platform and the Samail ophiolite. They are respectively interpreted as

continental slope and ocean basin deposits of the southern Tethyan

Arabian margin at the end of the Paleozoic and the Mesozoic.

Volcanism is dated as mid-Permian and Late Triassic. The Upper

Triassic volcanics consist predominantly of pillow basalts associated

either with Halobia- and Ammonites-bearing micritic limestones and

shallow marine carbonates (reefs) or radiolarites and shales.

Preliminary geochemical studies show that the volcanic rocks display

intra-plate tholeiitic and alkaline affinities and a large range of 

e

Nd

values.

In SW Cyprus, the Upper Triassic Mamonia volcanic suite consists

of four types. Type 1 is composed of depleted olivine tholeiites,

characterized by LREE-depleted patterns and multi-element plots

with Th and Pb negative anomalies and no Nb and Ta enrichment or

depletion relative to La. Type 1 basalts have 

e

Nd values (+7.5 to 5.4)

that fall in the range of OIB while according to the Pb initial ratios,

they plot in the N-MORB field. Type 2 exhibits typical features of

oceanic tholeiite: slightly LREE-enriched, ?at multi-element plots.

Type 2 differs from Type 1 by significantly higher Pb isotope ratios.

Both Types 1 and 2 are interbedded with deep-basin siliceous and/or

calcareous sediments. Type 3 is composed of olivine-plagioclase-

clinopyroxene phyric basalts and hawaiiites, which are strongly

enriched in LREE, Nb, Ta and Th. The enriched nature of the mantle

source of the alkaline rocks is confirmed by the 

e

Nd values (+6.4 to

3.4) and Pb isotope ratios which are the highest of all the Mamonia

rocks. Type 3 is associated with Halobia-pelagic and reef limestones.

Type 4 consists of trachytes, which are the most fractionated rocks of

the Mamonia suite and shares with Type 3 similar 

e

Nd values and Pb

isotope ratios. Trachytes occur as dykes intruding the alkali pillow

basalts or restricted columnar-jointed ?ows resting on pillowed mafic

?ows.

In SW Turkey, the thick (1000 m) Upper Triassic volcanic pile is

very well exposed in the Antalya Nappes. The predominantly

pillowed ?ows are interbedded with Halobia and Ammonites-bearing

limestones. The alkaline affinity of this mafic volcanism was

demonstrated by various authors. New trace element and isotopic

investigations show that most of the Upper Triassic volcanic rocks are

mafic in composition and exhibit geochemical features of alkaline

suites: high TiO

2

, Nb, Ta and Th abundances, important LREE-

enrichment and 

e

Nd values ranging between +5.1 and +4.4).

In NW Syria (Baër Bassit), the Upper Triassic volcanic rocks,

interbedded with marls and Halobia-bearing limestones, are exposed

within imbricate sheets of ophiolites and pelagic sedimentary rocks.

Rare weathered mafic lava sequences are associated with Carnian-

Norian calcilutite with red ribbon radiolarite intercalations, either in

small lenses or surrounding horsts formed by reef limestones. The

volcanism exhibits tholeiitic (TiO

2 

= 1.2) to alkaline trends (TiO

2 

=

3.2 to 5.2. The La/Nb ratios (0.6 to 0.9) of the basalts range in the field

of intra-plate volcanism.

In Albania, the volcanic rocks are exposed on both eastern and

western sides and in some tectonic windows below the Mirdita

ophiolitic nappe and belong to the “peripheral complex” or Guerret-

Miliska zone. Micropaleontologic datation of sedimentary

intercalations (Conodonts and Radiolaria) range from uppermost

Permian to Upper Triassic with mainly Aniso-ladinian age. The rocks

display ophitic, porphyritic or aphyric textures and include abundant

calcite-filled vesicules. The dolerites consist of plagioclase

phenocrysts set in a groundmass formed of plagioclase laths surroun-

ded by clinopyroxene and Fe-Ti oxide. The porphyritic basalts consist

of olivine and plagioclase phenocrysts set in an intersertal

groundmass formed of quenched plagioclase microliths and oxides.

The aphyric basalts include quenched needdle-shaped plagioclase in

an abundant glassy groundmass. According to the sequence of

crystallisation observed in the basalts (i.e., olivine

?

plagioclase

?

clinopyroxene

?

oxides) the Triassic volcanism of Albania is

tholeitic.

Conclusion

The Tethyan domain is characterized by an important and

widespread Triassic volcanism which displays features of tholeiitic

and alkaline suites. The Nd and Pb isotope compositions suggest that

the Triassic volcanics derive from the partial melting of an OIB-type

mantle. There is no evidence of the involvement of continental crust

in the genesis of the rocks exposed in Cyprus and Turkey. According

to paleogeographic reconstructions, the Triassic volcanism emplaced

in narrow basins ?oored or not by oceanic crust, divided by

continental blocks, interpreted as fragments rifted from the

Gondwanian margin at the same time.