玄武质岩浆对蛇纹石化地幔的快速同化
材料科学
2020-12-09 v1 地球与行星天体物理
地球物理
摘要
最丰富的陆地熔岩——洋中脊玄武岩和洋岛玄武岩（MORB 和 OIB）——通常被认为源自亏损的 MORB 地幔组分以及更具体的、不同程度富集的地幔柱源区。然而，富氯且具有放射性 Sr 比值的熔体所形成的洋底熔岩和镁铁质堆晶体的发现，可归因于软流圈来源熔体与因热液流体下渗至莫霍面及以下而不同程度水化的岩石圈橄榄岩之间的相互作用。为约束该相互作用的机制与速率，我们报道了蛇纹岩与拉斑玄武质熔体之间反应实验的结果。结果表明，该反应通过多阶段机制进行：（i）蛇纹岩转变为含 Cr 富铬尖晶石的方辉橄榄岩并伴随孔隙流体；（ii）方辉橄榄岩组合部分熔融并溶解，形成间隙含水熔体；（iii）最终同化含 Cr 富铬尖晶石的方辉橄榄岩/纯橄岩，形成具有高 MgO 及升高 Cr 和 Ni 含量的混合玄武质熔体。蛇纹岩被玄武质熔体同化可在高熔体/岩石比下发生，并可能导致铬铁矿形成。我们的实验证明，亏损不相容元素、富含高 Mg-Cr 斜方辉石的 MORB 和堆晶体，可由经与含水岩石圈橄榄岩反应改造的常见洋中脊玄武质熔体产生。我们确定，蛇纹石化橄榄岩的同化速率受反应含水玄武质熔体中二氧化硅扩散控制。
引用
@article{arxiv.2003.02522,
title = {Fast assimilation of serpentinized mantle by basaltic magma},
author = {Anastassia Y. Borisova and Nail R. Zagrtdenov and Michael J. Toplis and Georges Ceuleneer and Oleg G. Safonov and Gleb S. Pokrovski and Klaus Peter Jochum and Brigitte Stoll and Ulrike Weis and Svyatoslav Shcheka and Andrew Y. Bychkov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2003.02522},
year = {2020}
}
备注
6 figures, 6 tables, Frontiers in Earth Science, accepted