Fluid CO2 inclusions in olivine and pyroxene and their behaviour under high pressure and temperature conditions

The ultrabasic xenoliths from Hirzstein (Northern Hessia, Germany) are rich in primary and secondary fluid CO2 -inclusions. The densities of the primary inclusions range from 1.00-1.08 g/cm3 in olivine to 1.11-1.17 g/cm3 in pyroxene. Massive cylinders 4.5 mm high and 4 mm in diameter from the xenolith were equilibrated during up to 48 h under PT conditions between 30-100 kbar and 1 000-1 400 °C. Besides a slight shrinking no reaction has been observed below 50 kbar ; at higher pressures the cavities collapse under formation of carbonates, first in olivine, then in pyroxene. At pressures above 70 kbar partly a greyish substance which could not yet be identified, partly fused rims resp. melts have been detected in the collapsed cavities. The molten parts are extremely enriched in potassium. They have presumably been formed by a High-Pressure Fluid of intermediate silicate-carbonate composition which incorporates all incompatible elements. Small (< 5 µm) roundish inclusions with a CO2-free fluid of still unknown composition may persist until pressures of 100 kbar. The different reactions and their petrological implications are discussed.Les xénolithes ultrabasiques du Hirzstein (Nord de Hesse, Allemagne) sont riches en inclusions primaires et secondaires contenant du CO2. Les densités des inclusions primaires vont de 1,00 à 1,08 g/cm3 dans les olivines et de 1,11 à 1,17 g/cm3 dans les pyroxènes. Des cylindres du xénolithe, d'une hauteur de 4,5 mm et d'un diamètre de 4 mm, ont été équilibrés pendant 48 heures à des pressions de 30 à 100 kbar et à des températures de 1 000 à 1 400 °C. A l'exception d'une petite diminution de volume, aucun changement n'est observé jusqu'à une pression de 50 kbar. A partir de 70 kbar, des substances grises non encore identifiées, quelques bordures fondues ou même des fusions franches, sont détectées dans les cavités effondrées. Les parties fondues sont extrêmement enrichies en potassium ; elles sont selon toute apparence causées par un "fluide de haute pression", de composition intermédiaire entre silicates et carbonates. Ce fluide peut potentiellement absorber tous les éléments incompatibles du manteau. Il existe par ailleurs dans les échantillons un fluide sans CO2 qui persiste dans des inclusions très petites (< 5 µm) jusqu'à des pressions d'environ 100 kbar. Les diverses réactions et leurs conséquences pétrologiques sont discutées.Schwab Roland Gottlieb, Freisleben Brigitte. Fluid CO2 inclusions in olivine and pyroxene and their behaviour under high pressure and temperature conditions. In: Bulletin de Minéralogie, volume 111, 3-4, 1988. Inclusions fluides. IXth symposium on fluid inclusions. University of Oporto – May 1987