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《東太平洋海隆之下會(huì)聚熔融流體的復(fù)合動(dòng)力學(xué)地球化學(xué)證據(jù)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、東太平洋海隆之下會(huì)聚熔融流體的復(fù)合動(dòng)力學(xué)地球化學(xué)證據(jù)0o,4訊j}海博_/『錠乞秀蟮//復(fù)合動(dòng)力學(xué)和地球化學(xué)證據(jù)～廠J在洋中脊具有熔融和固相流體場(chǎng)的員流域中,固體地幔流由擴(kuò)張板塊驅(qū)動(dòng),并產(chǎn)生了大范圍的隆起和熔融區(qū)域(被動(dòng)流體),而熔融流體由牯滯應(yīng)力引起的壓力梯度驅(qū)使向脊軸部集中,固體地幔流由板塊和溶融物(主動(dòng)流體)的橫向變化引起的浮力雙重驅(qū)動(dòng)在地幔粘度較低時(shí)浮力變得更明顯,并驅(qū)動(dòng)小規(guī)模地幔對(duì)流,促使在脊軸之下很窄的區(qū)域內(nèi)快速隆起.然而,較低的牯滯應(yīng)力抵消了任何明顯的會(huì)聚熔融流體.最顯著的問(wèn)題是如何運(yùn)用地
2、質(zhì)和/或地球物理觀測(cè)結(jié)果來(lái)區(qū)分這些理論模型.在相對(duì)窄的地殼增生帶內(nèi)部,兩種計(jì)算可得出相『以的地殼厚度,具有相同的熔融和滲透率函數(shù)最大值,并且可產(chǎn)生運(yùn)用物理技術(shù)無(wú)法辯別的地幔孔隙度.盡管如此,這些流體計(jì)算得出了不同的地球化學(xué)特征,表明噴發(fā)巖漿的成分變化可能是地幔動(dòng)力學(xué)的敏感指示.流體模型預(yù)測(cè)了整個(gè)熔融物的成分變化和噴發(fā)成分的空間分布變化.它明顯不同于那些運(yùn)用忽略了熔融物搬運(yùn)模型的計(jì)算值.這些變化是熔融物和固體在二維和三維不同的軌道上傳送和混合的直接結(jié)果.由于會(huì)聚熔融流體從很多地方增加了較低程度的融熔物,所
3、以相對(duì)固相流體來(lái)說(shuō),它在脊軸處富集不共存的痕量元素然而,在局部熔融區(qū)域內(nèi)的會(huì)聚固相流體形成了多數(shù)不共存元素極度消耗的軸部溶融物.在固相流體在窄隆升帶內(nèi)遭受熔融之前,這些元素被出現(xiàn)在軸外的少量熔融和搬運(yùn)遷移了,這兩種模型對(duì)于軸上和軸外熔融物中不共存痕量元素的相對(duì)富集作出了特點(diǎn)完全相反的預(yù)測(cè).被動(dòng)流體模型產(chǎn)生的巖漿在軸部富集.但在地殼增生是開(kāi)放體系中會(huì)聚熔融流體通常的結(jié)果.相比之下,主動(dòng)流體模型產(chǎn)生的流體隨著遠(yuǎn)離軸部變得更加富集.為忽略了搬運(yùn)的熔融模型.不共存痕量元素富集或衰減的空間趨勢(shì)是熔融物和固相流體場(chǎng)
4、的相對(duì)幾何位置的結(jié)果,其只依賴(lài)于熔融物或固相流體是否會(huì)聚.基于這種原因,我們集中比較位于軸上和軸外的同源巖漿的組成.我們也考慮了某些定量的細(xì)節(jié),如信號(hào)的振幅和地殼增生帶的寬度,然而,這些都依賴(lài)于特殊的模型參數(shù),它們將在其它地方測(cè)量.12.N附近的東太平洋海隆的詳細(xì)巖石學(xué)和地質(zhì)學(xué)研究提供了重要的資料和解釋,它們可與從理論流體模型得到的預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比.研究區(qū)覆蓋脊軸50kin,向軸西延伸8km,向軸東延伸10kin.運(yùn)用電子探針?lè)治隽?43個(gè)巖心和拖網(wǎng)樣品中的玄武質(zhì)玻璃體,運(yùn)用直流等離子光譜法(DCP)分
5、析了52個(gè)樣品的主要元素和痕量元素.全巖分析樣品形成了—個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù),用最小距離算法對(duì)剩余樣品分類(lèi),從多波束測(cè)深,SeaMARCI旁側(cè)聲納和照相拖網(wǎng)中得到地質(zhì)信息.在"軸頂槽"內(nèi)可以發(fā)現(xiàn)通常的洋中脊玄武巖(N—MORBs)和富集不共存痕量元素的洋中脊玄武巖(T—MORBs)的小體積噴發(fā).忽略該地區(qū)軸部巖漿房的證據(jù)之后,幾乎沒(méi)有樣品顯示出成分上簡(jiǎn)單混合的證據(jù).這些觀測(cè)結(jié)果表明.在l2.N.個(gè)別的熔融物可通過(guò)地殼增生過(guò)程保持其化學(xué)差異,另外,Reynolds和Langmuir也從巖石學(xué)上識(shí)別出了只在軸外噴發(fā)的熔
6、巖類(lèi)型.當(dāng)這些樣品被遷移耐,軸部熔巖成分的暫時(shí)變化更有規(guī)律.這種離軸巖漿類(lèi)型在消耗的成分中最容易識(shí)別.正因?yàn)槿绱?為了減少地幔源變化的復(fù)雜效應(yīng),我們?cè)谶@里僅討論N—M0I成分.定義離軸類(lèi)型為OA—N—MORB.這種熔巖類(lèi)型與軸部噴發(fā)的N—MORBs之間的對(duì)比形成了驗(yàn)證熔融流和固相地幔流模型預(yù)測(cè)的基礎(chǔ).對(duì)許多OA—N—MORB類(lèi)型的樣品能清晰地運(yùn)用軸外噴發(fā)的形態(tài)特點(diǎn)來(lái)鑒定,如小海山或覆蓋深海丘陵斷層的流體和枕狀丘.阿爾文號(hào)深潛器已經(jīng)證實(shí)了在9'31N一9.50N之間區(qū)域中小的離軸熔巖流和火山建造.在12'
7、N發(fā)現(xiàn)的20個(gè)OA—N—MORB樣品中,盡管有旁惻聲納的覆蓋不完全以及繪圖精度的限制,也有45%的樣品代表了離軸噴發(fā)的特征.在EPR軸部沒(méi)有發(fā)現(xiàn)這種成分類(lèi)型的樣品,在5'一14.N之間沿著EPR的l23個(gè)早期拖網(wǎng)樣品鑒定出了7個(gè)OA—N—lvIORB軸外樣品.賒與Clipperton轉(zhuǎn)換帶的交叉帶之外,沿該軸投有發(fā)現(xiàn)這種樣品.對(duì)于作了全部的主要元素和痕量元素分析的樣品,我們把從脊軸部?jī)蓚?cè)1.5km范圍內(nèi)的回收的N—MORB成分的平均和標(biāo)準(zhǔn)偏差與離軸類(lèi)型熔巖的平均和標(biāo)準(zhǔn)偏差進(jìn)行比較,低壓橄欖石一斜長(zhǎng)石一斜
8、輝石分離的標(biāo)志是通過(guò)把其成分校正為恒定的7.3%Mg0來(lái)實(shí)現(xiàn),這是整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的平均MgO含量.MgO>8.0%的樣品已經(jīng)被排除了,這是因?yàn)樗鼈儾豢赡芪挥陂蠙焓恍遍L(zhǎng)石一斜輝石分離的趨勢(shì)中.為了明晰起見(jiàn),所有的成分都被軸部N—MORB樣品的平均值標(biāo)準(zhǔn)化.從主要元素來(lái)看,OA—N—MORBs有與軸上N—MORB類(lèi)似的特征,但噴發(fā)上傾向于輕微分離(較高的Mg0),這表明地殼稍微變冷.與脊軸的N—MORB熔巖相比,OA—N—MORBs也具有地
