天然钾玄武岩与高钾流纹岩熔体间主要元素的水增强相互扩散
地球物理
2017-06-13 v1
摘要
利用扩散偶技术，在1200°C、50至500 MPa压力、0.3（名义干燥）至2 wt%水含量条件下，实验测量了天然钾玄武岩与高钾钙碱性流纹岩（意大利埃奥利群岛火山岛）之间六种主要元素（Si、Ti、Fe、Mg、Ca、K）的相互扩散。实验在内热式压力容器中进行，随后通过电子探针微区分析获取主要元素分布剖面。采用浓度依赖扩散率方法评估浓度-距离剖面。利用Sauer-Freise修正的Boltzmann-Matano方法获得四个中间二氧化硅含量下的有效二元扩散系数。在实验温度和压力下，所有研究元素的扩散率随溶解H2O含量显著增加。特别地，含2 wt.% H2O的熔体中扩散速度比名义干燥熔体快达1.4个数量级。这种效应在更基性的组分中略有增强。观察到Al的逆向扩散，而其他所有元素均可用有效二元相互扩散概念描述。Ti是在所有实验条件和组分中扩散最慢的元素，其次是Si。Fe、Mg、Ca和K以相似速率扩散，但始终快于Si和Ti。这一趋势表明熔体组分间存在强耦合。由于组分效应（包括水含量）占主导，在实验压力范围内无法清晰分辨压力对扩散的影响。
引用
@article{arxiv.1706.03194,
title = {Water-enhanced interdiffusion of major elements between natural shoshonite and high-K rhyolite melts},
author = {Diego González-García and Harald Behrens and Maurizio Petrelli and Francesco Vetere and Daniele Morgavi and Chao Zhang and Diego Perugini},
journal= {arXiv preprint arXiv:1706.03194},
year = {2017}
}