Hệ thống hóa hóa học và đồng vị của các loại bazan đại dương: Tác động đến thành phần và quá trình của manti
Tóm tắt
Dữ liệu về nguyên tố vi lượng cho bazan ở đới nguyễn đại dương (MORBs) và bazan đảo đại dương (OIB) được sử dụng để hình thành hệ thống hóa học cho các loại bazan đại dương. Dữ liệu cho thấy thứ tự không tương thích của nguyên tố vi lượng trong bazan đại dương là Cs ≈ Rb ≈ (≈ Tl) ≈ Ba(≈ W) > Th > U ≈ Nb = Ta ≈ K > La > Ce ≈ Pb > Pr (≈ Mo) ≈ Sr > P ≈ Nd (> F) > Zr = Hf ≈ Sm > Eu ≈ Sn (≈ Sb) ≈ Ti > Dy ≈ (Li) > Ho = Y > Yb. Quy luật này hoạt động một cách tổng quát và cho thấy rằng các quá trình phân tầng tổng thể diễn ra trong quá trình sinh magma và tiến hóa là tương đối đơn giản, không có sự thay đổi đáng kể trong môi trường hình thành đối với MORBs và OIBs.
Một cách chi tiết, sự khác biệt nhỏ trong tỷ lệ nguyên tố tương quan với các đặc điểm đồng vị của các loại thành phần OIB khác nhau (HIMU, EM, MORB). Những hệ thống này được giải thích theo các điều kiện nóng chảy một phần, sự thay đổi trong khoáng vật còn lại, sự tham gia của trầm tích bị đẩy xuống, tái chế lớp vỏ đại dương và các quá trình trong vùng vỏ có tốc độ thấp. Dữ liệu về niobi chỉ ra rằng các nguồn manti của MORB và OIB không phải là những bể chứa bổ sung chính xác cho lớp vỏ lục địa. Sự đẩy xuống của lớp vỏ đại dương hoặc việc tách biệt vật liệu eclogite bền bĩ từ lớp vỏ đại dương cũ vào manti dưới có vẻ như là điều cần thiết. Những dị thường âm về europium được quan sát trong một số loại OIB EM và hệ thống hóa tỷ lệ nguyên tố chính của chúng gợi ý rằng có sự bổ sung một lượng nhỏ (≤1% hoặc ít hơn) trầm tích bị đẩy xuống vào các nguồn manti của chúng. Tuy nhiên, sự thiếu vắng dấu hiệu lớp vỏ trong OIB cho thấy rằng việc tái chế trầm tích không phải là một quá trình quan trọng trong manti đang đối lưu, ít nhất là không trong thời gian gần đây (≤2 Ga). Sự di chuyển lên của các dung dịch thiếu silicat từ vùng tốc độ thấp có thể tạo ra một bể chứa giàu dinh dưỡng trong manti lớp vỏ lục địa và đại dương. Chúng tôi đề xuất rằng thành phần OIB loại HIMU (ví dụ St Helena) có thể được hình thành theo cách này. Manti giàu dinh dưỡng này có thể được tái giới thiệu vào manti đang đối lưu thông qua xói mòn nhiệt của lớp vỏ lục địa và bằng cách tái chế lớp vỏ đại dương đã được làm giàu quay trở lại vào manti.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Duncan A. R., Erlank A. J., March J. S. Regional geochemistry of the Karoo igneous province Special Publication of the Geological Society of South Africa 1984 13 355 388
Duncan R. A., McCulloch M. T., Barczus H. G., Nelson D. R. Plume versus lithospheric sources for the melts at Ua Pou, Marquesas Island Nature 1986 303 142 146
Green D. H. Composition of basaltic magmas as indicators of conditions of origin: application to oceanic volcanism Philosophical Transactions of the Royal Society of London 1971 268 707 725
Jagoutz E., Palme H., Baddenhausen H., Blum K., Cendales M., Dreibus G., Spettel B., Lorenz V., Wänke H. The abundances of major, minor and trace elements in the Earth’s mantle as derived from primitive ultramafic nodules 1979 2 Proceedings of the 10th Lunar and Planetary Science Conference Suppl. 11 2031 2050 Geochimica et Cosmochim Acta
Jaques A. L., Sun S.-s., Chappell B. W. Geochemistry of the Argyle (AK1) lamproite pipe, Western Australia 1988 Proceedings of the 4th International Kimberlite Conference Geological Society of Australia Special Publication in press
Johnson R. W. Jaques A. L. Langmuir C. H. Perfit M. R. Staudigel H. Dunkley P N. Chappell B. W. Taylor S. R. Baekisapa M. Taylor B. Exon N. F. Ridge subduction and forearc volcanism: petrology and geochemistry of rocks dredged from the western Solomon arc and Woodlark basin Marine Geology Geophysics and Geochemistry of the Woodlark Basin — Solomon Islands Region 1987 Circum-Pacific Council of Energy and Mineral Resources Earth Science Series in press
Kuehner S. M., Edgar A. D., Arima M. Petrogenesis of the ultrapotassic rocks from the Leucite Hills, Wyoming American Mineralogist 1981 66 663 667
Langmuir C. H., Hanson G. N. An evaluation of major element heterogeneity in the mantle sources of basalts Philosophical Transactions of the Royal Society of London 1980 297 383 407 Series A
Li S. Hart S. R. Sources of evolution of Hawaiian volcanism: isotopic constraints Earth and Planetary Science Letters 1986 in press
McDonough W. F., Sun S.-s., Ringwood A. E., Jagoutz E. Rb and Cs in the Earth and Moon 1987 18 Lunar and Planetary Science Conference Abstracts Houston Lunar and Planetary Institute 610 611
Menzies M. , Hawkesworth C. J., Norry M. J. Mantle ultramafic xenoliths in alkaline magmas: evidence for mantle heterogeneity modified by magmatic activity Continental Basalts and Mantle Xenoliths 1983 Cheshire Shiva 92 110
Nagashima K., Miyawaki R., Takase J., Nakai I., Sakurai K.-I., Matsubara S., Kato A., Iwano S. Kimuraite, CaY2(CO3)4.6H2O, a new mineral from fissures in an alkali olivine basalt from Saga Prefecture, Japan, and new data on lokkaite American Mineralogist 1986 71 1028 1033
Sawamoto H. Phase diagram of MgSiO 3 at pressures up to 24 GPa and temperatures up to 2 200 °C — phase stability and properties of tetragonal garnet 1987 In press
Smith C. B., Gurney J. J., Skinner E. M. W., Clement C. R., Ebrahim N. Geochemical character of southern African kimberlites: a new approach based on isotopic constraints Transactions of Geological Society of South Africa 1985 88 267 280
Sun S.-s. Nesbitt R. W. McCulloch M. T. Crawford A. J. Geochemistry and petrogenesis of siliceous high magnesian basalts of the Archaean and early Proterozoic Boninites and Related Rocks 1988 London George Allen and Unwin in press
Taylor S. R., McLennan S. M. The Continental Crust: Its Composition and Evolution 1985 Oxford Blackwells Scientific 312 pp
Thompson R. N., Morrison M. A., Dickin A. P., Hendry G. L. , Hawkesworth C. J., Norry M. J. Continental flood basalts… Arachnids rule OK? Coninental Basalts and Mantle Xenoliths 1983 Cheshire Shiva 158 185