Đặc điểm hóa học của núi lửa bazan trong các bể phản quang

Geological Society Special Publication - Tập 16 Số 1 - Trang 59-76 - 1984
Andrew D. Saunders1,2, J. Tarney2
1Department of Geology, Bedford College, Regent’s Park London NW1 4NS, U.K.
2Department of Geology, Bennett Building, University of Leicester Leicester LE1 7RH, U.K.

Tóm tắt

Tóm tắt

Các bể phản quang được hình thành do các quá trình giãn nở tương tự như những gì xảy ra ở các rãnh giữa đại dương. Tuy nhiên, trong khi các magma phun trào dọc theo các rãnh đại dương lớn chủ yếu là MORB loại N bị thiếu hụt các nguyên tố LIL, Ta và Nb, nhiều bể phản quang lại được lót bằng các loại bazan chuyển tiếp giữa MORB loại N và bazan trong cung đảo hoặc thậm chí là bazan calc-kiềm (ví dụ, sự làm giàu của các nguyên tố LIL (K, Rb, Ba, Th) so với các nguyên tố HFS (Nb, Ta, Zr, Hf, Ti)). Trên quy mô rộng, có thể liên hệ thành phần bazan, môi trường kiến tạo của bể và độ trưởng thành của vùng hút chìm lân cận. Do đó, bể Parece Vela, hình thành trong giai đoạn đầu nhất của hệ thống hút chìm Mariana, được lót bằng các loại bazan không thể phân biệt với MORB loại N, trong khi đó, rãnh Mariana sau đó lại phun trào MORB loại N và các loại bazan có đặc điểm calc-kiềm, thường ở gần nhau về mặt không gian. Thành phần calc-kiềm phát triển tốt nhất trong các bể hẹp, không có đất liền như eo biển Bransfield, nơi mà sự giãn nở xảy ra gần các vòng cung magmatic trưởng thành, dựa trên đất liền. Dãy thành phần này, từ MORB loại N đến bazan calc-kiềm, chỉ có thể được giải thích thỏa đáng khi kêu gọi các biến đổi hóa học trong thành phần của vật liệu mantel cung cấp cho lớp vỏ bể phản quang. Hai quá trình chính có thể được gợi ý: (i) sự ô nhiễm chọn lọc của kẹp manti bởi các chất lỏng chứa LIL, có thể kèm theo trầm tích, từ đáy đại dương đang hạ xuống, mất nước; và (ii) việc chiết xuất melt (và nguyên tố không tương thích) liên tục trong quá trình hình thành bazan. Quá trình đầu tiên sẽ làm giàu nguồn manti của các bazan phản quang với các nguyên tố LIL; quá trình thứ hai sẽ làm giảm nguồn này về tất cả các nguyên tố không tương thích, nhưng tác động tổng thể của cả hai quá trình là làm tăng tỷ lệ nguyên tố LIL/HFS của các vùng nguồn. Do đó, khi vùng hút chìm trưởng thành, tỷ lệ nguyên tố LIL/HFS của các bazan phản quang tiếp theo sẽ dự kiến tăng, từ các giá trị 'nền' ban đầu của MORB loại N đến các tỷ lệ điển hình hơn của các bazan trong cung đảo. Mô hình này có những hàm ý về động lực học của manti trong các khu vực phản quang, bởi vì việc chuyển giao vật liệu từ tấm đá chìm có thể làm mất ổn định manti ở trên, có thể dẫn tới sự nổi lên diapir khi các điều kiện kiến tạo cho phép sự giãn nở.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

10.1086/649739

Atwater T., Molnar P. , Kovach R. L., Nur A. Relative motion of the Pacific and North American Plates deduced from sea-floor spreading in the Atlantic, Indian and South Pacific Oceans 1973 13 Proc. Conf. Tectonic Problems in the San Andreas Fault System 136 148 Stanford Univ. Pub. Geol. Sci.

10.1038/296525a0

10.1016/0012-821X(72)90052-0

10.1016/0025-3227(77)90045-7

Barker P. F., Griffiths D. H. The evolution of the Scotia Ridge and Scotia Sea Phil. Trans. R. Soc. London 1972 A271 151 183

Barker P. F., Hill I. Back-arc extension in the Scotia Sea Phil. Trans. R. Soc. London 1981 A300 249 262

10.1016/0012-821X(79)90211-5

Bougault H., Treuil M., Joron J.-L. , Melson W. G., Rabinowitz P. D. , et al. Trace elements in basalts from 23°N and 36°N in the Atlantic Ocean: fractional crystallization, partial melting and heterogenity of the upper mantle Init. Rep. Deep Sea drill. Proj. 1978 45 Washington, D.C. U.S. Government Printing Office 493 506

10.1016/0012-821X(82)90040-1

Dalziel I. W. D. Back-arc extension in the southern Andes: a review and critical reappraisal Phil. Trans. R. Soc. London 1981 A300 319 355

10.1038/250291a0

10.1016/0016-7037(78)90003-0

10.1130/0091-7613(1975)3<53:PKRICM>2.0.CO;2

10.1086/628456

10.1007/BF00374446

10.1029/JB079i035p05507

10.1093/petrology/19.3.463

Fryer P., Sinton J. M., Philpotts J. A. , Hussong D. M., Uyeda S. , et al. Basaltic glasses from the Mariana Trough Init. Rep. Deep Sea drill. Proj. 1981 60 Washington, D.C. U.S. Government Printing Office 601 609

10.1016/0016-7037(79)90196-0

10.1016/0016-7037(68)90108-7

10.1130/0016-7606(1976)87<1384:CAAOLB>2.0.CO;2

Green D. H. Composition of basaltic magmas as indicators of conditions of origin: application to oceanic volcanism Phil. Trans. R. Soc. London 1971 A268 707 725

10.1144/gsjgs.134.2.0235

Hart S. R. K, Rb, Cs, Sr and Ba contents and Sr isotope ratios of ocean floor basalts Phil. Trans. R. Soc. London 1971 A268 573 587

10.1007/BF00413167

10.1016/0012-821X(72)90023-4

10.1016/0012-821X(79)90189-4

10.1016/0012-821X(76)90190-4

Hawkins J. W. , Talwani M., Pitman W. C. Petrologic and geochemical characteristics of marginal basin basalts Island Arcs, Deep Sea Trenches, and Back-Arc Basins 1977 Washington, D.C. American Geophysical Union 355 365 Maurice Ewing Series I

Herron E. M., Tucholke B. E. , Hollister C. D., Craddock C. , et al. Sea-floor magnetic patterns and basement structure in the southwestern Pacific Init. Rep. Deep Sea drill. Proj. 1976 35 Washington, D.C. U.S. Government Printing Office 263 278

Hole M. J. Saunders A. D. Marriner G. F. Tarney J. Subduction of pelagic sediments: implications for the origin of Ceanomalous basalts from the Mariana Islands J. geol. Soc. London In press

Hussong D. M., Uyeda S. , Hussong D. M., Uyeda S. , et al. Tectonic processes and the history of the Mariana Arc: a synthesis of the results of Deep Sea Drilling Project Leg 60 Init. Rep. Deep Sea drill. Proj. 1981 60 Washington, D.C. U.S. Government Printing Office 909 929

Hussong D. M., Uyeda S. , et al. Init. Rep. Deep Sea drill. Proj. 1981 60 Washington, D.C. U.S. Government Printing Office 929 pp

10.1139/e71-055

Joron J.-L., Bollinger C., Quisefit J. P., Bougault H., Treuil M. , Donnelly T., Francheteau J. , et al. Trace elements in Cretaceous basalts at 25°N in the Atlantic Ocean: alteration, mantle compositions, and magmatic processes Init. Rep. Deep Sea drill. Proj. 1979 51–53 Washington, D.C. U.S. Government Printing Office 1087 1099

10.1029/JB075i002p00239

10.1029/JB076i011p02542

Karig D. E. , Donath F. A. Evolution of arc systems in the western Pacific Ann. Rev. Earth planet. Sci. 1974 2 51 75

10.1016/0012-821X(72)90272-5

Karig D. E., Kay R. W. Fate of sediments on the descending plate at convergent margins Phil. Trans. R. Soc. London 1981 A301 233 251

10.1086/628541

10.1029/JB075i008p01585

Kroenke L., Scott R. , et al. Init. Rep. Deep Sea drill. Proj. 1980 59 Washington, D.C. U.S. Government Printing Office 820 pp

Kuno H. Lateral variation of basalt magma across continental margins and island arcs Pap. geol. Surv. Can. 1966 66–15 317 336

Larson R. L. Bathymetry magnetic anomalies and plate tectonic history at the mouth of the Gulf of California 1972 83 3345 3360 Bull. geol. Soc. Am.

10.1016/0040-1951(78)90167-1

10.1016/0012-821X(76)90154-0

10.2343/geochemj.12.127

10.1016/0012-821X(79)90157-2

Marsh N. G., Saunders A. D., Tarney J., Dick H. J. B. , DeVries Klein G., Kobayashi K. , et al. Geochemistry of basalts from the Shikoku and Daito Basins, Deep Sea Drilling Project Leg 58 Init. Rep. Deep Sea drill. Proj. 1980 58 Washington, D.C. U.S. Government Printing Office 805 842

Mattey D. P., Marsh N. G., Tarney J. , Kroenke L., Scott R. , et al. The geochemistry, mineralogy and petrology of basalts from the West Philippine and Parece Vela Basins and from the Palau-Kyushu and West Mariana Ridges, Deep Sea Drilling Project Leg 59 Init. Rep. Deep Sea drill. Proj. 1980 59 Washington, D.C. U.S. Government Printing Office 753 800

10.1130/0016-7606(1976)87<1358:PASIDB>2.0.CO;2

10.1139/e77-079

10.1016/0012-821X(78)90187-5

10.1126/science.161.3847.1238

10.1016/0012-821X(79)90065-7

10.1016/0012-821X(80)90043-6

10.1016/0012-821X(77)90100-5

10.1016/0040-1951(71)90058-8

10.1016/0040-1951(75)90010-4

10.1016/0012-821X(73)90129-5

Pearce J. A., Alabaster T., Shelton A. W., Searle M. P. The Oman Ophiolite as a Cretaceous arc-basin complex: evidence and implications Phil. Trans. R. Soc. London 1981 A300 299 317

Roach P. J. Geophysical investigation into the evolution of Bransfield Strait 1978 Unpublished Ph.D. thesis University of Birmingham

Saunders A. D. Petrology and geochemistry of alkali basalts from Jason Peninsula, Oscar II Coast Bull. Br. Antarct. Surv. 1982 55 1 9

Saunders A. D. , Robinson P., Lewis B. T. R. , et al. The Gulf of California: geochemistry of basalts recovered during Leg 65 of the Deep Sea Drilling Project Init. Rep. Deep Sea drill. Proj. 1983 65 Washington, D.C. U.S. Government Printing Office 591 622

10.1144/gsjgs.139.3.0335

Saunders A. D., Fornari D. J., Joron J.-L., Tarney J., Treuil M. , Curray J. R., Moore D. G. , et al. Geochemistry of basic igneous rocks, Gulf of California, Deep Sea Drilling Project Leg 64 Init. Rep. Deep Sea drill. Proj. 1982b 64 Washington, D.C. U.S. Government Printing Office 595 642

10.1016/0016-7037(79)90165-0

10.1016/0012-821X(80)90050-3

Saunders A. D., Tarney J., Marsh N. G., Wood D. A. , Panayiotou A. Ophiolites as ocean crust or marginal basin crust: a geochemical approach 1980b Proc. int. Ophiolite Conf. Nicosia, Cyprus 193 204

10.1130/0016-7606(1979)90<237:GOMMBF>2.0.CO;2

Saunders A. D., Weaver S. D., Tarney J. , Craddock C. The pattern of Antarctic Peninsula plutonism Antarctic Geoscience 1982c Madison University of Wisconsin Press 305 314

10.1007/BF00371545

10.1016/0040-1951(79)90341-X

Sun S.-S. Lead isotopic study of young volcanic rocks from mid-ocean ridges, ocean islands and island arcs Phil. Trans. R. Soc. London 1980 A297 409 445

10.1016/0012-821X(79)90013-X

Tarney J., Saunders A. D., Mattey D. P., Wood D. A., Marsh N. G. Geochemical aspects of back-arc spreading in the Scotia Sea and western Pacific Phil. Trans. R. Soc. London 1981 A300 263 285

Tarney J., Wood D. A., Saunders A. D., Cann J. R., Varet J. Nature of mantle heterogeneity in the North Atlantic; evidence from Deep Sea Drilling Phil. Trans. R. Soc. London 1980 A297 179 202

10.1016/0016-7037(64)90129-2

10.1016/0009-2541(79)90050-0

Toksöz M. N., Bird P. , Talwani M., Pitman W. C. Formation and evolution of marginal basins and continental plateaus Island Arcs, Deep Sea Trenches, and Back-Arc Basins 1977 Washington, D.C. American Geophysical Union 379 393 Maurice Ewing Series I

10.1130/0016-7606(1974)85<1159:PTATJI>2.0.CO;2

Verma S. , Curray J. R., Moore D. G. , et al. Magnetic properties and incompatible element geochemistry of some igneous rocks from Deep Sea Drilling Project Leg 64 Init. Rep. Deep Sea drill. Proj. 1982 64 Washington, D.C. U.S. Government Printing Office 667 673

Watanabe T., Langseth M. G., Anderson R. N. , Talwani M., Pitman W. C. Heat flow in back-arc basins of the western Pacific Island Arcs, Deep Sea Trenches, and Back-Arc Basins 1977 Washington, D.C. American Geophysical Union 137 163 Maurice Ewing Series I

Watkins J. S., McMillen K. J., Bachman S. B., Shipley T. H., Moore J. C., Angevine C. , Watkins J. S., Moore J. C. , et al. Tectonic synthesis, Leg 66: transect and vicinity Init. Rep. Deep Sea drill. Proj. 1981 66 Washington, D.C. U.S. Government Printing Office 837 849

10.1016/0012-821X(75)90238-1

10.1038/279689a0

10.1007/BF00371897

Weissel J. K. , Talwani M., Pitman W. C. Evolution of the Lau Basin by the growth of small plates Island Arcs, Deep Sea Trenches, and Back-Arc Basins 1977 Washington, D.C. American Geophysical Union 429 436 Maurice Ewing Series I

Weissel J. K. Magnetic lineations in marginal basins of the western Pacific Phil. Trans. R. Soc. London 1981 A300 233 247

10.1038/296821a0

Wood D. A., Marsh N. G., Tarney J., Joron J.-L., Fryer P., Treuil M. , Hussong D. M., Uyeda S. , et al. Geochemistry of igneous rocks recovered from a transect across the Mariana Trough, Arc, Fore-arc, and Trench, Sites 453 through 461, Deep Sea Drilling Project Leg 60 Init. Rep. Deep Sea drill. Proj. 1981 60 Washington, D.C. U.S. Government Printing Office 611 645

Wood D. A., Mattey D. P., Joron J.-L., Marsh N. G., Tarney J., Treuil M. , Kroenke L., Scott R. , et al. A geochemical study of 17 selected samples from basement cores recovered at Sites 447, 448, 449, 450 and 451, Deep Sea Drilling Project Leg 59 Init. Rep. Deep Sea drill. Proj. 1980 59 Washington, D.C. U.S. Government Printing Office 743 752

Thông tin
Thông tin xuất bản

Geological Society Special Publication

Tập 16 Số 1

59-76

Thông tin tác giả