Igneous Rock Associations 28. Construction of a Venusian Greenstone Belt: A Petrological Perspective

Abstract

The crustal evolution of Venus appears to be principally driven by intraplate processes that may be related to mantle upwelling as there is no physiographic (i.e. mid-ocean ridge, volcanic arc) evidence of Earth-like plate tectonics. Rocks with basaltic composition were identified at the Venera 9, 10, 13, and 14, and Vega 1 and 2 landing sites whereas the rock encountered at the Venera 8 landing site may be silicic. The Venera 14 rock is chemically indistinguishable from terrestrial olivine tholeiite but bears a strong resemblance to basalt from terrestrial Archean greenstone belts. Forward petrological modeling (i.e. fractional crystallization and partial melting) and primary melt composition calculations using the rock compositions of Venus can yield results indistinguishable from many volcanic (ultramafic, intermediate, silicic) and plutonic (tonalite, trondhjemite, granodiorite, anorthosite) rocks that typify Archean greenstone belts. Evidence of chemically precipitated (carbonate, evaporite, chert, banded-iron formation) and clastic (sandstone, shale) sedimentary rocks is scarce to absent, but their existence is dependent upon an ancient Venusian hydrosphere. Nevertheless, it appears that the volcanic–volcaniclastic–plutonic portion of terrestrial greenstone belts can be constructed from the known surface compositions of Venusian rocks and suggests that it is possible that Venus and Early Earth had parallel evolutionary tracks in the growth of proto-continental crust.

Keywords:

• Anorthosite,
• Greenstone belt,
• Terrestrial Archean crust,
• TTG suites,
• Venus

Résumé

L'évolution de la croûte de Vénus semble être principalement déterminée par des processus intraplaques qui peuvent être liés à des remontées mantelliques, car il n'y a aucune preuve physiographique d'une tectonique des plaques semblable à la Terre (c.-à-d. dorsale médio-océanique, arc volcanique). Des roches de composition basaltique ont été identifiées sur les sites d'atterrissage de Venera 9, 10, 13 et 14 et Vega 1 et 2 tandis que la roche rencontrée sur le site d'atterrissage de Venera 8 peut être silicique. La roche du site de Venera 14 est indiscernable de la tholéiite à olivine terrestre de par ses propriétés chimiques, mais ressemble fortement au basalte des ceintures de roches vertes archéennes terrestres. La modélisation pétrologique prospective (c.-à-d. cristallisation fractionnaire et fusion partielle) et les calculs de la composition de fusion primaire à partir des compositions des roches de Vénus peuvent donner des résultats indiscernables de nombreuses roches volcaniques (ultramafiques, intermédiaires, siliciques) et plutoniques (tonalite, trondhjemite, granodiorite, anorthosite) qui caractérisent les ceintures de roches vertes archéennes. Les preuves de roches sédimentaires précipitées chimiquement (carbonate, évaporite, chert, formation de fer rubané) et clastiques (grès, schiste) sont rares ou absentes, mais leur existence dépend d'une ancienne hydrosphère vénusienne. Néanmoins, il semble que la partie volcanique-volcanoclastique-plutonique des ceintures de roches vertes puisse être construite à partir des compositions de surface connues des roches vénusiennes et suggère qu'il est possible que Vénus et la Terre primitive aient eu des trajectoires évolutives parallèles de croissance de la croûte proto-continentale.