Melt initiation and mantle exhumation at the Iberian rifted margin: Comparison of pure–shear and upwelling-divergent flow models of continental breakup

Observations of a wide (up to 170 km) zone of exhumed continental mantle on the Iberian non-volcanic rifted margin have questioned our understanding of the processes involved in continental breakup and seafloor spreading initiation. Models of continental lithosphere thinning by pure–shear predict melt generation before continental breakup, and thus do not predict the exhumation of mantle. Whilst the paucity of volcanism during breakup on the Iberian margin may be explained by invoking a cooler or depleted mantle, or by poor melt extraction, other lithosphere scale processes may play an important role during continental breakup. We compare melt production predicted by pure–shear models of continental lithosphere thinning to that predicted by an upwelling–divergent flow model, using kinematic constraints appropriate to the Iberian margin. The upwelling–divergent flow model predicts exhumation of a more than 50 km-wide zone of continental mantle prior to melt initiation, and we suggest that this mode of lithosphere deformation may play an important role in the formation of rifted margins.

RésuméDes observations sur une vaste zone (supérieure à 170 km) du manteau continental exhumé sur la marge ibérique de rift, non volcanique, questionnent à propos de la compréhension des processus impliqués dans l’initiation de la fracturation continentale et de l’expansion du plancher océanique. Des modèles d’amincissement de la lithosphère continentale par cisaillement pur prédisent une génération de fusion avant la fracturation continentale et, de ce fait, ne prédisent pas l’exhumation du manteau. Tandis que l’absence de volcanisme pendant la fracturation continentale sur la marge ibérique peut s’expliquer en invoquant un manteau appauvri et plus frais, ou une faible extraction de produits de fusion, d’autres processus à l’échelle de la lithosphère peuvent jouer un rôle important lors de la fracturation continentale. Nous comparons la production de matériau de fusion prédite par des modèles de cisaillement pour de l’amincissement de la lithosphère continentale à celle produite par un modèle « upwelling– flux divergent », utilisant des contraintes cinématiques appropriées à la marge ibérique, le modèle « upwelling -flux divergent » prédit l’exhumation d’une zone de plus de 50 km de large de manteau continental avant l’initiation de la fusion et nous proposons que ce mode de formation de la lithosphère joue un rôle important dans la formation des marges.