对岩浆房混合作用意义

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,东太平洋海隆,13N玄武岩,Ni分配和斜长石环带特征：对岩浆房混合作用意义,一. 东太平洋海隆13N地质背景,二. 矿物相特征,三环带斜长石分析,四.,Ni 、Rb,元素与岩浆“混合结晶”作用,五. 结论,一. 东太平洋海隆13N地质背景,东太平洋海隆（EPR）位于OROSCO断裂带与Clipperton断裂带之间，属于快速扩张洋中脊（9-12cm/a）。EPR13N附近洋中脊轴部裂谷宽度400-600m。,/,大量地球物理研究表明，在EPR13N附近存在着一个稳定的岩浆房。岩浆房为顶部宽1-2Km，厚度约1-1.5km，在洋脊地下1-2Km深且基本上在沿着洋中脊轴部为连续的低速带（连续岩浆房）。,SINTON, (1992),二. 矿物相特征,分析样品主要为枕状玄武岩（E11、E13、E15、E20），部分板状玄武岩（E42），以及有部分火山玻璃（E11、E13）。,样品均为Olv+Plag共结结晶。,E11-37,E20-54,E20-53,（一）两种环带斜长石,三环带斜长石分析,有核,无核,有核,无核,有核,无核,特征异同：,两种环带斜长石斑晶中心都较富钙长石（,An#,较高），向斑晶边部,An#,逐渐降低，且斜长石,An#,都在边缘骤降。,有核环带斜长石核部,An#,明显高于周围部分，分为核部、中部和边部三部分：中部,An#,波动变化但总体上较为平坦，与岩浆房内的“混合,+,结晶”过程符合；核部的不规则形态和高,An#,代表了岩浆进入岩浆房之前的结晶相；边缘的,An#,骤降代表了岩浆的喷出过程的快速冷却阶段。,（二）环带斜长石对岩浆演化过程的记录,岩浆成分和温度变化,斜长石的成分环带能够很好地反映岩浆过程中物理化学条件的变化。目前，多数学者将斜长石反环带的形成归因于晶体周围化学成分的变化。虽然玄武岩中斜长石环带的形成可能与挥发分（主要指,H,2,O,）、压力、结晶速率（温度）变化等多种因素有关。但是在快速扩张洋中脊玄武质岩浆结晶压力较低不易影响斜长石环带的形成，而玄武质岩浆中水分含量很低，其变化不足以形成观测到的环带变化，其内水分含量的突变最可能也来源于岩浆的混合作用。快速扩张洋中脊玄武岩中斜长石环带的形成能够很好的反映岩浆的混合作用和温度变化。从背散射和线性扫描图像上获知，两种环带斜长石都能辨认出个主要的反环带，主要反映了岩浆的混合过程中岩浆成分和温度变化。,新岩浆注入,低,MgO,玄武岩环带斜长石不规则核部,An#,高,MgO,玄武岩基质斜长石（代表平衡结晶产物）以及与高,MgO,玄武岩液相线斜长石,An#,相当，说明低,MgO,斜长石环带核部可以由高,MgO,玄武质岩浆平衡结晶获得。这样低,MgO,玄武岩中有核环带斜长石可能由高,MgO,玄武质岩浆周期性混入低,MgO,岩浆房而形成。,有核环带斜长石最可能完整记录岩浆房内的岩浆演化过程。,核部,中部,边缘,新岩浆平衡结晶,混合结晶过程,快速降温结晶,岩浆房下,岩浆房内,岩浆房外,四.,Ni 、Rb,元素与岩浆“混合结晶”作用,1,.,全岩常量元素：,MgO,含量,（6.98-9.38wt%,），表明岩浆分异程度差距较大。,2.,岩浆低压,Plag-Olv 共结分,异结晶：,3.,分离结晶路径与Rb、Ni元素变化,（1）Ni、Rb,分配系数选择：,Ni-14（Olv），Ni-0（plag）， Rb-0.1 (Plag),，,Rb-0 (Olv),（2）H,2,Owt%：Plag+Olv共结点（0.1-0.5wt%）；,（3）P,cal,：,岩浆房内压力1bar；,（3）分离结晶相组分计算：COMAGMAT.,4. 岩浆“混合分离结晶”作用模拟,推断及假设条件：,（1）将最高MgO含量的样品作为周期性进入岩浆房的新岩浆，其没有或经历了较少的混合作用；（2）混合过程迅速达到均匀（组分和温度），即结晶作用发生于混合作用之后；（3）三种混合比例：1：5，1：10，1：25。,已知条件：,（1）不同分异程度岩浆的常量及Ni组成；（2）获得的岩浆系列在岩浆房内演化连续；（3）样品有新老岩浆混合表现；（4）结晶相为组合为Plag+Olv；（5）Ni分配系数；（6）岩浆房内的结晶压力约为1kbar；（7）H,2,O含量可以通过计算Olv+Plag得出。,分异,混合,1-x,x,分异,混合,1-x,x,C,Ni,=,？,Olv: 28%,Pl:72%,x,x,新岩浆,新岩浆,新岩浆,C,0,C,0,C,0,“混合结晶”,C,J1,C,J2,C,Jn,稳定岩浆房,C,J2,=C,J1,*,1+x*C,0,-C,J1,*1-(1-x),D-1,C,Jn-1,=C,Jn-2,*,1+x*C,0,-C,Jn-2,*1-(1-x),D-1,C,Jn,=C,Jn-1,*,1+x*C,0,-C,Jn-1,*1-(1-x),D-1,x无限小-岩浆恒定,C,Ni,存在,稳态岩浆房, 要求最终,C,Jn,=C,Jn-1,x*C,0,-C,Jn,*1-(1-x),D-1,=0,C,Jn,/C,0,=x/1-(1-x),D-1,五. 结论：,两种环带斜长石都反映了岩浆混合过程中,An#,的变化。,有核环带斜长石可以完整反映寄主岩浆的演化过程，核部、中部和边缘斜长石分别反映了岩浆房下、岩浆房内和岩浆房外的结晶产物。,相分离的计算表明，,Ni,和,Rb,都反映了岩浆混合作用的存在。,成功模拟了“混合,结晶”过程中,Ni,元素的变化，在现有分析精度条件下新老岩浆经过,1:5 1:25,比例的数次 “混合,结晶”都能产生所观测到的,Ni,元素的变化，且多次混合后,Ni,含量有上限。,模拟的混合上限次数与斜长石的主要反环带数相当，与新老岩浆经过数次主要的“混合,分离结晶”作用符合。,