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Nature:通过斜长石的熔融包裹体揭示洋中脊岩浆系统的垂向深度

编译者:liguiju发布时间:2019-9-19点击量:207 来源栏目:科研动态

大洋中脊岩浆系统是地球上覆盖面最广泛的岩浆系统,占地球火山活动的75%。前人研究认为:大洋中脊岩浆系统的垂向深度有限。在玄武岩浆系统的研究中,一般的首选矿物是橄榄石。然而,橄榄石主体熔融包裹体产生的压力与玄武岩主要元素气压计的压力和地球物理测量的岩石圈厚度结果不一致。一个典型的例子是北冰洋的Gakkel中脊,其中熔体包裹体蒸汽饱和压力(40-309 MPa,相当于海底以下0-9公里)远低于地球物理方法得到的岩石圈厚度(≤35km)及玄武岩中主要元素(≤600MPa或约对应于20 km)结晶压力的岩石学计算值。不仅来自中洋脊,而且来自一系列低H2O玄武岩环境,包括海洋岛屿、大陆裂谷和岛弧环境中橄榄石的熔融包裹体记录的低蒸气饱和压力表明:橄榄石沉积的熔融包裹体可能无法有效地捕获它们所来源的岩浆管道系统的全部深度范围。

而斜长石晶体通常表现出比橄榄石更复杂的成分分区和可变的晶体习性。这种分区模式和习性的多样性表明斜长石可能比橄榄石保留更广泛的结晶历史。在本文的研究中,笔者提出利用来自Gakkel洋脊的橄榄石和斜长石熔融包裹体的比较研究。

研究人员结合详细的橄榄石和斜长石晶体结构分析,测量了来自Gakkel Ridge的30个橄榄石和75个斜长石熔融包裹体的挥发性(H2O和CO2)含量,以比较它们各自的结晶记录。研究的15个样本覆盖Gakkel Ridge全部范围的9个位置。由93个熔体包裹体的微量元素数据以及来自该地区的橄榄石主体熔融包裹体的现有数据作为补充。

研究表明,斜长石熔融包裹体的挥发物含量对应的结晶压力(平均值为270MPa)比橄榄石主体熔融包裹体(平均值为145MPa)高得多。而最高记录压力相当于海底以下16.4公里的深度。这一研究结果与Gakkel中洋脊岩石圈的厚度和由玻璃组分重建的压力一致,表明超慢速扩张的洋中脊处的火山中可能存在岩石圈地幔深处的岩浆根。

(李亚清 编译)

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