Cân bằng pha ở áp suất thấp của magma mafic chứa anorthit không nước
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
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
Dick H. J. B., 1989, Magmatism in the Ocean Basins, 71
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
Elthon D., 1989, Magmatism in the Ocean Basins, 125
Fisk M. R., 1984, Ophiolites and Oceanic Lithosphere, 17
Fram M. S., 1992, Phase equilibria of dikes associated with Proterozoic anorthite complexes, Am. Mineral., 77, 117
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
Johnson K. T. M., 1995, Geochemical characteristics of refractory silicate melt inclusions from Leg 140 diabases, Proc. Ocean Drill. Program Sci. Results, 137, 131
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
Marsh B. D., 1990, Fluid‐Mineral Interactions: A Tribute to H. P. Eugster, 65
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
Osborn E. F., 1952, The system diopside‐anorthite‐forsterite, Am. J. Sci., 413