Cân bằng pha ở áp suất thấp của magma mafic chứa anorthit không nước

American Geophysical Union (AGU) - Tập 4 Số 7 - 2003
E. J. Kohut1, Roger L. Nielsen2
1Department of Geosciences; Oregon State University; 104 Wilkinson Hall,; Corvallis; Oregon; 97331; USA
2Department of Geosciences and College of Oceanic and Atmospheric Sciences; Oregon State University; 104 Wilkinson Hall, Corvallis Oregon 97331 USA

Tóm tắt

Một trong những câu hỏi dai dẳng nhất về cân bằng pha của đá bazan ở rãnh giữa đại dương (MORB) liên quan đến nguồn gốc hình thành của các hiện thạch plagioclase anorthitic (>An90) đặc trưng cho các thành viên nguyên thủy hơn của các bộ đá này. Các hiện thạch anorthitic có mặt trong nhiều bộ đá MORB, nếu không muốn nói là hầu hết, mặc dù không có thủy tinh MORB tự nhiên nào từng được phát hiện đạt đến trạng thái cân bằng với plagioclase có lượng canxi lớn hơn An85. Chúng tôi đã giải quyết nghịch lý này bằng cách cố gắng bão hòa đá bazan tự nhiên với anorthite qua một loạt các thí nghiệm ở áp suất 1 atm sử dụng ba thành phần đá bazan tự nhiên khác nhau: một N‐MORB, một E‐MORB và một đá bazan có hàm lượng nhôm cao lục địa. Để đảm bảo việc tái tạo độ bão hòa olivin và anorthite được quan sát trong đá bazan chứa anorthite tự nhiên, các thí nghiệm được tiến hành trong các bao An93‐6 với olivin Fo92 được thêm vào thủy tinh ban đầu. Thành phần của các chất lỏng thí nghiệm nói chung là đồng tuyến với các xu hướng được quan sát trong các bộ dung nham được sử dụng làm nguồn vật liệu cho các thủy tinh ban đầu. Đặc biệt, spinel nhôm (nồng độ Al2O3 từ 61–68 wt%) được sản xuất ở 1290°C trong tất cả các thành phần, và chromite (nồng độ Al2O3 từ 33–42 wt%) ở nhiệt độ thấp hơn trong chất lỏng có nguồn gốc từ N‐MORB mặc dù không có spinel nào được thêm vào hỗn hợp ban đầu. Ngoài ra, các thí nghiệm sản xuất chất lỏng bazan ở trạng thái cân bằng với cả olivin >Fo89 và feldspar >An85 ở nhiệt độ 1230° và 1210°. Những chất lỏng này có thành phần với Mg# (at% Mg/Mg + FeT*100) dao động từ 63 đến >85. Mối tương quan giữa TiO2 và MgO cho thấy lượng tinh thể hóa lớn (∼16–23%) cho mỗi sự giảm 1% MgO. Những kết quả này gợi ý khả năng rằng các magma bazan chứa anorthite khô là sản phẩm của sự tương tác giữa melt nguyên thủy và lớp vỏ trên chứa Al-spinel. Ngoài ra, các kết quả chỉ ra rằng magma MORB có thể tiến hành một lượng lớn (>50%) tinh thể hóa trước khi đạt đến 8% MgO. Hơn nữa, mặc dù các magma chứa anorthite có những đặc điểm nhất quán với việc chúng là một thành phần thể tích đáng kể của magma "cha" MORB, cơ chế phản ứng gợi ý cho nguồn gốc hình thành của chúng cho thấy rằng chúng không nhất thiết là magma nguyên thủy.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

10.1093/petrology/30.5.1245

10.1029/91JB01945

Basaltic Volcanism Study Project (BVSP), 1981, Basaltic Volcanism on the Terrestrial Planets, 132

Cervantes P., 2000, Water in subduction zone magmatism: New insight from melt inclusions in high‐Mg basalts from central Mexico, Eos Trans. AGU, 81

Danyushevsky L. V., 1997, Origin of high‐An plagioclase in Tongan high‐ca boninites: Implications for plagioclase‐melt equilibria at low (PH2O), Can. Mineral., 35, 313

10.1029/JB092iB10p10467

Dick H. J. B., 1989, Magmatism in the Ocean Basins, 71

10.1007/BF00373711

Dick H. J. B., 1983, Kimberlites II: The Mantle and Crust‐Mantle Relationships, 295

Dick H. J. B., 1996, Late‐stage melt evolution and transport in the shallow mantle beneath the East Pacific Rise, Proc. Ocean Drill. Program Sci. Results, 147, 103

10.1029/91JB01901

10.1007/BF00383301

Elthon D., 1989, Magmatism in the Ocean Basins, 125

Fisk M. R., 1984, Ophiolites and Oceanic Lithosphere, 17

10.1016/0012-821X(82)90050-4

Fram M. S., 1992, Phase equilibria of dikes associated with Proterozoic anorthite complexes, Am. Mineral., 77, 117

10.1016/S0012-821X(00)00260-0

Ghiorso M. S., 1995, Chemical mass transfer of in magmatic processes; IV, A revised and internally consistent thermodynamic model for the interpolation and extrapolation of liquid‐solid equilibria in magmatic systems at elevated temperatures and pressures, Contrib. Mineral. Petrol., 119, 197, 10.1007/BF00307281

10.1016/0016-7037(84)90391-0

Johnson K. T. M., 1995, Geochemical characteristics of refractory silicate melt inclusions from Leg 140 diabases, Proc. Ocean Drill. Program Sci. Results, 137, 131

10.1029/JB095iB12p19235

Kohut E. J., 2002, Cooling rate and isothermal crystallization effects on melt inclusion formation in MORB high‐An feldspar and high‐Fo olivine, Eos Trans. AGU, 83

10.1029/97JB02604

10.1016/S0012-821X(01)00420-4

Marsh B. D., 1990, Fluid‐Mineral Interactions: A Tribute to H. P. Eugster, 65

10.1093/petrology/5.3.409

Natland J. H., 1989, Magmatism in the Ocean Basins, 41

Natland J. H., 1983, A compositionally nearly steady‐state magma chamber at the Costa Rica Rift: Evidence from basalt glass and mineral data DSDP Sites 501, 504, and 505, Initial Rep. Deep Sea Drill. Proj., 69, 1065

Nielsen R. L., 1990, Modern Methods of Igneous Petrology, Rev. Mineral., 65, 10.1515/9781501508769-007

Nielsen R. L., 2000, Melt inclusion formation mechanisms in MORB high‐An feldspar, Eos Trans. AGU, 81

10.1007/s004100050111

10.1029/JB091iB10p10271

10.1007/BF00371283

Osborn E. F., 1952, The system diopside‐anorthite‐forsterite, Am. J. Sci., 413

10.1007/s004100050024

Ribbe P. H., 1983, Feldspar Mineralogy, Rev. Mineral., 21, 10.1515/9781501508547-007

10.1007/BF00371276

10.1016/0012-821X(93)90060-M

10.1038/36087

10.1007/BF00283225

10.1007/s004100050489

10.1016/S0009-2541(01)00384-9

Thông tin
Thông tin xuất bản

American Geophysical Union (AGU)

Tập 4 Số 7

Thông tin tác giả