对岩浆房混合作用意义.ppt

东太平洋海隆东太平洋海隆13°N玄武岩玄武岩NiNi分配分配和斜长石环带特征：对岩浆房混和斜长石环带特征：对岩浆房混合作用意义合作用意义一一. 东太平洋海隆东太平洋海隆13°N地质背景地质背景二二. 矿物相特征矿物相特征三．环带斜长石分析三．环带斜长石分析四四. . Ni 、、Rb元素与岩浆元素与岩浆““混合混合——结晶结晶””作用作用五五. . 结论结论一一. 东太平洋海隆东太平洋海隆13°N地质背景地质背景东太平洋海隆（东太平洋海隆（EPR）位于）位于OROSCO断裂带与断裂带与Clipperton断断裂带之间，属于快速扩张洋中脊裂带之间，属于快速扩张洋中脊（（9-12cm/a）EPR13°N附近洋附近洋中脊轴部裂谷宽度中脊轴部裂谷宽度400-600m http://www.marine-geo.org/maps/大量地球物理研究表明，在EPR13°N附近存在着一个稳定的岩浆房岩浆房为顶部宽1-2Km，厚度约1-1.5km，在洋脊地下1-2Km深且基本上在沿着洋中脊轴部为连续的低速带（连续岩浆房）SINTON, (1992)二二. 矿物相特征矿物相特征 分析样品主要为枕状玄武岩（分析样品主要为枕状玄武岩（E11、、E13、、E15、、E20），部分板状），部分板状玄武岩（玄武岩（E42），以及有部分火山玻璃（），以及有部分火山玻璃（E11、、E13）。

样品均为样品均为Olv+Plag共结结晶共结结晶E11-37E20-54E20-53（一）两种环带斜长石（一）两种环带斜长石三．环带斜长石分析三．环带斜长石分析有核无核有核无核有核无核特征异同：特征异同：1.两种环带斜长石斑晶中心都较富钙长石（两种环带斜长石斑晶中心都较富钙长石（An#较高），向斑晶边部较高），向斑晶边部An#逐渐降低，且斜长石逐渐降低，且斜长石An#都在边缘骤降都在边缘骤降2.有核环带斜长石核部有核环带斜长石核部An#明显高于周围部分，分为核部、中部和边明显高于周围部分，分为核部、中部和边部三部分：中部部三部分：中部An#波动变化但总体上较为平坦，与岩浆房内的波动变化但总体上较为平坦，与岩浆房内的“混合混合+结晶结晶”过程符合；核部的不规则形态和高过程符合；核部的不规则形态和高An#代表了岩浆进入代表了岩浆进入岩浆房之前的结晶相；边缘的岩浆房之前的结晶相；边缘的An#骤降代表了岩浆的喷出过程的快骤降代表了岩浆的喷出过程的快速冷却阶段速冷却阶段（二）．环带斜长石对岩浆演化过程的记录（二）．环带斜长石对岩浆演化过程的记录１．岩浆成分和温度变化１．岩浆成分和温度变化　　斜长石的成分环带能够很好地反映岩浆过程中物理化学条件的变化。

目前，　　斜长石的成分环带能够很好地反映岩浆过程中物理化学条件的变化目前，多数学者将斜长石反环带的形成归因于晶体周围化学成分的变化虽然玄武岩多数学者将斜长石反环带的形成归因于晶体周围化学成分的变化虽然玄武岩中斜长石环带的形成可能与挥发分（主要指中斜长石环带的形成可能与挥发分（主要指H2O）、压力、结晶速率（温度））、压力、结晶速率（温度）变化等多种因素有关但是在快速扩张洋中脊玄武质岩浆结晶压力较低不易影变化等多种因素有关但是在快速扩张洋中脊玄武质岩浆结晶压力较低不易影响斜长石环带的形成，而玄武质岩浆中水分含量很低，其变化不足以形成观测响斜长石环带的形成，而玄武质岩浆中水分含量很低，其变化不足以形成观测到的环带变化，其内水分含量的突变最可能也来源于岩浆的混合作用快速扩到的环带变化，其内水分含量的突变最可能也来源于岩浆的混合作用快速扩张洋中脊玄武岩中斜长石环带的形成能够很好的反映岩浆的混合作用和温度变张洋中脊玄武岩中斜长石环带的形成能够很好的反映岩浆的混合作用和温度变化从背散射和线性扫描图像上获知，两种环带斜长石都能辨认出６－８个主化从背散射和线性扫描图像上获知，两种环带斜长石都能辨认出６－８个主要的反环带，主要反映了岩浆的混合过程中岩浆成分和温度变化。

要的反环带，主要反映了岩浆的混合过程中岩浆成分和温度变化２．２．新岩浆注入新岩浆注入　低低MgO玄武岩环带斜长石不规则核部玄武岩环带斜长石不规则核部An#≈≈高高MgO玄武岩基质斜长石玄武岩基质斜长石（代表平衡结晶产物）以及与高（代表平衡结晶产物）以及与高MgO玄武岩液相线斜长石玄武岩液相线斜长石An#相当，说相当，说明低明低MgO斜长石环带核部可以由高斜长石环带核部可以由高MgO玄武质岩浆平衡结晶获得这玄武质岩浆平衡结晶获得这样低样低MgO玄武岩中有核环带斜长石可能由高玄武岩中有核环带斜长石可能由高MgO玄武质岩浆周期性混玄武质岩浆周期性混入低入低MgO岩浆房而形成岩浆房而形成 有核环带斜长石最可能完整记录岩浆房内的岩浆演化过程有核环带斜长石最可能完整记录岩浆房内的岩浆演化过程核部核部中部中部边缘边缘新新岩岩浆浆平平衡衡结结晶晶混混合合—结结晶晶过过程程快快速速降降温温结结晶晶岩浆房下岩浆房下岩浆房内岩浆房内岩浆房外岩浆房外四四. . Ni 、、Rb元素与岩浆元素与岩浆““混合混合——结晶结晶””作用作用1. 全岩常量元素：全岩常量元素：MgO 含量（6.98-9.38wt%），表明岩浆分异程度差距较大。

2.岩浆低压岩浆低压 Plag-Olv 共结分共结分异结晶：异结晶：3. 分离结晶路径与分离结晶路径与RbRb、、NiNi元素变化元素变化（（1））Ni、、Rb分配系数选择：分配系数选择： Ni-14（（Olv），），Ni-0（（plag），）， Rb-0.1 (Plag) ，， Rb-0 (Olv) （（2））H2Owt%：：Plag+Olv共结点（共结点（0.1-0.5wt%）；）；（（3））Pcal：：≈≈岩浆房内压力岩浆房内压力1bar；；（（3）分离结晶相组分计算：）分离结晶相组分计算：COMAGMAT.4. 岩浆岩浆“混合混合—分离结晶分离结晶”作用模拟作用模拟推断及假设条件：推断及假设条件：（（1）将最高）将最高MgO含量的样品作为周期性进入岩浆房的新岩浆，其没有含量的样品作为周期性进入岩浆房的新岩浆，其没有或经历了较少的混合作用；（或经历了较少的混合作用；（2）混合过程迅速达到均匀（组分和温度））混合过程迅速达到均匀（组分和温度），即结晶作用发生于混合作用之后；（，即结晶作用发生于混合作用之后；（3）三种混合比例：）三种混合比例：1：：5，，1：：10，，1：：25。

已知条件：已知条件：（（1）不同分异程度岩浆的常量及）不同分异程度岩浆的常量及Ni组成；（组成；（2）获得的岩浆系列在岩浆）获得的岩浆系列在岩浆房内演化连续；（房内演化连续；（3）样品有新老岩浆混合表现；（）样品有新老岩浆混合表现；（4）结晶相为组合为）结晶相为组合为Plag+Olv；（；（5））Ni分配系数；（分配系数；（6）岩浆房内的结晶压力约为）岩浆房内的结晶压力约为1kbar；；（（7））H2O含量可以通过计算含量可以通过计算Olv+Plag得出分异混合1-xx分异混合1-xxCNi=？？Olv: 28% Pl:72%xx新岩浆新岩浆新岩浆新岩浆新岩浆新岩浆C0C0C0“混合—结晶”CJ1CJ2CJn稳定岩浆房CJ2=CJ1*1+x*C0-CJ1*[1-(1-x)D-1]CJn-1=CJn-2*1+x*C0-CJn-2*[1-(1-x)D-1]CJn=CJn-1*1+x*C0-CJn-1*[1-(1-x)D-1]x无限小--岩浆恒定CNi存在稳态岩浆房 — 要求最终 CJn=CJn-1x*C0-CJn*[1-(1-x)D-1]=0CJn/C0=x/[1-(1-x)D-1]五五. . 结论：结论：1.两种环带斜长石都反映了岩浆混合过程中两种环带斜长石都反映了岩浆混合过程中An#的变化。

的变化2.有核环带斜长石可以完整反映寄主岩浆的演化过程，核部、中部和边有核环带斜长石可以完整反映寄主岩浆的演化过程，核部、中部和边缘斜长石分别反映了岩浆房下、岩浆房内和岩浆房外的结晶产物缘斜长石分别反映了岩浆房下、岩浆房内和岩浆房外的结晶产物3.相分离的计算表明，相分离的计算表明，Ni和和Rb都反映了岩浆混合作用的存在都反映了岩浆混合作用的存在4.成功模拟了成功模拟了“混合混合—结晶结晶”过程中过程中Ni元素的变化，在现有分析精度条元素的变化，在现有分析精度条件下新老岩浆经过件下新老岩浆经过1:5 — 1:25比例的数次比例的数次 “混合混合—结晶结晶”都能产生所都能产生所观测到的观测到的Ni元素的变化，且多次混合后元素的变化，且多次混合后Ni含量有上限含量有上限5.模拟的混合上限次数与斜长石的主要反环带数相当，与新老岩浆经过模拟的混合上限次数与斜长石的主要反环带数相当，与新老岩浆经过数次主要的数次主要的“混合混合—分离结晶分离结晶”作用符合作用符合。