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《东太平洋海隆之下会聚熔融流体的复合动力学地球化学证据》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、东太平洋海隆之下会聚熔融流体的复合动力学地球化学证据0o,4讯j}海博_/『锭乞秀蟮//复合动力学和地球化学证据～厂J在洋中脊具有熔融和固相流体场的员流域中,固体地幔流由扩张板块驱动,并产生了大范围的隆起和熔融区域(被动流体),而熔融流体由牯滞应力引起的压力梯度驱使向脊轴部集中,固体地幔流由板块和溶融物(主动流体)的横向变化引起的浮力双重驱动在地幔粘度较低时浮力变得更明显,并驱动小规模地幔对流,促使在脊轴之下很窄的区域内快速隆起.然而,较低的牯滞应力抵消了任何明显的会聚熔融流体.最显着的问题是如何运用地
2、质和/或地球物理观测结果来区分这些理论模型.在相对窄的地壳增生带内部,两种计算可得出相『以的地壳厚度,具有相同的熔融和渗透率函数最大值,并且可产生运用物理技术无法辩别的地幔孔隙度.尽管如此,这些流体计算得出了不同的地球化学特征,表明喷发岩浆的成分变化可能是地幔动力学的敏感指示.流体模型预测了整个熔融物的成分变化和喷发成分的空间分布变化.它明显不同于那些运用忽略了熔融物搬运模型的计算值.这些变化是熔融物和固体在二维和三维不同的轨道上传送和混合的直接结果.由于会聚熔融流体从很多地方增加了较低程度的融熔物,所
3、以相对固相流体来说,它在脊轴处富集不共存的痕量元素然而,在局部熔融区域内的会聚固相流体形成了多数不共存元素极度消耗的轴部溶融物.在固相流体在窄隆升带内遭受熔融之前,这些元素被出现在轴外的少量熔融和搬运迁移了,这两种模型对于轴上和轴外熔融物中不共存痕量元素的相对富集作出了特点完全相反的预测.被动流体模型产生的岩浆在轴部富集.但在地壳增生是开放体系中会聚熔融流体通常的结果.相比之下,主动流体模型产生的流体随着远离轴部变得更加富集.为忽略了搬运的熔融模型.不共存痕量元素富集或衰减的空间趋势是熔融物和固相流体场
4、的相对几何位置的结果,其只依赖于熔融物或固相流体是否会聚.基于这种原因,我们集中比较位于轴上和轴外的同源岩浆的组成.我们也考虑了某些定量的细节,如信号的振幅和地壳增生带的宽度,然而,这些都依赖于特殊的模型参数,它们将在其它地方测量.12.N附近的东太平洋海隆的详细岩石学和地质学研究提供了重要的资料和解释,它们可与从理论流体模型得到的预测结果进行对比.研究区覆盖脊轴50kin,向轴西延伸8km,向轴东延伸10kin.运用电子探针分析了143个岩心和拖网样品中的玄武质玻璃体,运用直流等离子光谱法(DCP)分
5、析了52个样品的主要元素和痕量元素.全岩分析样品形成了—个数据库,用最小距离算法对剩余样品分类,从多波束测深,SeaMARCI旁侧声纳和照相拖网中得到地质信息.在"轴顶槽"内可以发现通常的洋中脊玄武岩(N—MORBs)和富集不共存痕量元素的洋中脊玄武岩(T—MORBs)的小体积喷发.忽略该地区轴部岩浆房的证据之后,几乎没有样品显示出成分上简单混合的证据.这些观测结果表明.在l2.N.个别的熔融物可通过地壳增生过程保持其化学差异,另外,Reynolds和Langmuir也从岩石学上识别出了只在轴外喷发的熔
6、岩类型.当这些样品被迁移耐,轴部熔岩成分的暂时变化更有规律.这种离轴岩浆类型在消耗的成分中最容易识别.正因为如此,为了减少地幔源变化的复杂效应,我们在这里仅讨论N—M0I成分.定义离轴类型为OA—N—MORB.这种熔岩类型与轴部喷发的N—MORBs之间的对比形成了验证熔融流和固相地幔流模型预测的基础.对许多OA—N—MORB类型的样品能清晰地运用轴外喷发的形态特点来鉴定,如小海山或覆盖深海丘陵断层的流体和枕状丘.阿尔文号深潜器已经证实了在9'31N一9.50N之间区域中小的离轴熔岩流和火山建造.在12'
7、N发现的20个OA—N—MORB样品中,尽管有旁恻声纳的覆盖不完全以及绘图精度的限制,也有45%的样品代表了离轴喷发的特征.在EPR轴部没有发现这种成分类型的样品,在5'一14.N之间沿着EPR的l23个早期拖网样品鉴定出了7个OA—N—lvIORB轴外样品.赊与Clipperton转换带的交叉带之外,沿该轴投有发现这种样品.对于作了全部的主要元素和痕量元素分析的样品,我们把从脊轴部两侧1.5km范围内的回收的N—MORB成分的平均和标准偏差与离轴类型熔岩的平均和标准偏差进行比较,低压橄榄石一斜长石一斜
8、辉石分离的标志是通过把其成分校正为恒定的7.3%Mg0来实现,这是整个数据库的平均MgO含量.MgO>8.0%的样品已经被排除了,这是因为它们不可能位于橄榄石一斜长石一斜辉石分离的趋势中.为了明晰起见,所有的成分都被轴部N—MORB样品的平均值标准化.从主要元素来看,OA—N—MORBs有与轴上N—MORB类似的特征,但喷发上倾向于轻微分离(较高的Mg0),这表明地壳稍微变冷.与脊轴的N—MORB熔岩相比,OA—N—MORBs也具有地
