Global Correlations of Ocean Ridge Basalt Chemistry with Axial Depth: a New Perspective   总被引：4，自引：0，他引：4  

Niu  Yaoling; O'Hara  Michael J. 《Journal of Petrology》2008,49(4):633-664

The petrological parameters Na₈ and Fe₈, which are Na₂O andFeO contents in mid-ocean ridge basalt (MORB) melts correctedfor fractionation effects to MgO = 8 wt%, have been widely usedas indicators of the extent and pressure of mantle melting beneathocean ridges. We find that these parameters are unreliable.Fe₈ is used to compute the mantle solidus depth (P_o) and temperature(T_o), and it is the values and range of Fe₈ that have led tothe notion that mantle potential temperature variation of T_P= 250 K is required to explain the global ocean ridge systematics.This interpreted T_P = 250 K range applies to ocean ridges awayfrom ‘hotspots’. We find no convincing evidencethat calculated values for P_o, T_o, and T_P using Fe₈ have anysignificance. We correct for fractionation effect to Mg^# = 0·72,which reveals mostly signals of mantle processes because meltswith Mg^# = 0·72 are in equilibrium with mantle olivineof Fo_89·6 (vs evolved olivine of Fo_{88·1–79·6}in equilibrium with melts of Fe₈). To reveal first-order MORBchemical systematics as a function of ridge axial depth, weaverage out possible effects of spreading rate variation, local-scalemantle source heterogeneity, melting region geometry variation,and dynamic topography on regional and segment scales by usingactual sample depths, regardless of geographical location, withineach of 22 ridge depth intervals of 250 m on a global scale.These depth-interval averages give Fe₇₂ = 7·5–8·5,which would give T_P = 41 K (vs 250 K based on Fe₈) beneathglobal ocean ridges. The lack of Fe₇₂–Si₇₂ and Si₇₂–ridgedepth correlations provides no evidence that MORB melts preservepressure signatures as a function of ridge axial depth. We thusfind no convincing evidence for T_P > 50 K beneath globalocean ridges. The averages have also revealed significantcorrelations of MORB chemistry (e.g. Ti₇₂, Al₇₂, Fe₇₂,Mg₇₂, Ca₇₂, Na₇₂ and Ca₇₂/Al₇₂) with ridge axial depth. Thechemistry–depth correlation points to an intrinsic linkbetween the two. That is, the 5 km global ridge axial reliefand MORB chemistry both result from a common cause: subsolidusmantle compositional variation (vs T_P), which determines themineralogy, lithology and density variations that (1) isostaticallycompensate the 5 km ocean ridge relief and (2) determine thefirst-order MORB compositional variation on a global scale.A progressively more enriched (or less depleted) fertileperidotite source (i.e. high Al₂O₃ and Na₂O, and low CaO/Al₂O₃)beneath deep ridges ensures a greater amount of modal garnet(high Al₂O₃) and higher jadeite/diopside ratios in clinopyroxene(high Na₂O and Al₂O₃, and lower CaO), making a denser mantle,and thus deeper ridges. The dense fertile mantle beneath deepridges retards the rate and restricts the amplitude of the upwelling,reduces the rate and extent of decompression melting, givesway to conductive cooling to a deep level, forces melting tostop at such a deep level, leads to a short melting column,and thus produces less melt and probably a thin magmatic crustrelative to the less dense (more refractory) fertile mantlebeneath shallow ridges. Compositions of primitive MORB meltsresult from the combination of two different, but geneticallyrelated processes: (1) mantle source inheritance and (2) meltingprocess enhancement. The subsolidus mantle compositional variationneeded to explain MORB chemistry and ridge axial depth variationrequires a deep isostatic compensation depth, probably in thetransition zone. Therefore, although ocean ridges are of shalloworigin, their working is largely controlled by deep processesas well as the effect of plate spreading rate variation at shallowlevels. KEY WORDS: mid-ocean ridges; mantle melting; magma differentiation; petrogenesis; MORB chemistry variation; ridge depth variation; global correlations; mantle compositional variation; mantle source density variation; mantle potential temperature variation; isostatic compensation  相似文献   

干旱生态环境及水资源对全球气候变暖响应的研究进展   总被引：7，自引：5，他引：2  

邓振镛  张强  辛吉武  赵鸿  王全福  王鹤龄 《冰川冻土》2008,30(1):57-63

西北地区现代气候变化基本特征是冬暖夏干,采用脆弱度和影响指数方法定量评价了生态环境对全球气候变暖响应,重点阐述了西北现代气候变化对干旱生态环境和水资源这两个领域的影响.结果表明: 由于现代气候变干变暖的自然和人为因素的共同作用,导致我国西北地区的黄土高原、黑河流域、石羊河流域、甘南高原和黄河首曲的地域生态环境有不断退化的趋势.气候变干使渭河上游、黄河上游(洮河和大夏河)以及黄土高原中部7条主要河流的径流量呈明显下降趋势,引起水资源短缺.  相似文献   

三肇凹陷青山口组源岩生成油向下“倒灌”运移层位及其研究意义   总被引：14，自引：1，他引：13  

付广  王有功 《沉积学报》2008,26(2):355-360

为了研究三肇凹陷青山口组源岩生成的油向下“倒灌”运移层位,对油向下“倒灌”运移机制及条件进行了研究,得到三肇凹陷扶杨油层同时具备①青山口组源岩目前应具有足够大的超压;②存在连通青山口组源岩和扶杨油层的T2断裂2个条件,青山口组源岩生成的油能够在超压的作用下在嫩江组沉积末期、明水组沉积末期和古近系沉积末期通过T2断裂向下伏扶杨油层中“倒灌”运移。利用压力封闭原理,对三肇凹陷青山口组源岩生成的油向下“倒灌”运移距离进行了研究,得到三肇凹陷青山口组源岩生成的油向下“倒灌”运移距离一般大于500 m,而三肇凹陷扶杨油层地层厚度最大只有500 m,表明三肇凹陷青山口组源岩生成的油可以向下“倒灌”运移至整个扶杨油层的任何部位。目前三肇凹陷扶杨油层从上至下均含油,且已找到的油藏均分布于青山口组源岩生成的油能够向下“倒灌”运移分布范围内或附近,这表明青山口组源岩生成的油向下“倒灌”运移层位控制着油气富集层位,青山口组源岩生成的油向下“倒灌”运移分布范围控制着三肇凹陷扶杨油层油藏形成与分布范围。青山口组源岩生成的油向下“倒灌”运移分布范围及其附近应是三肇凹陷扶杨油层油下一步勘探的有利地区。  相似文献   

柴达木盆地北缘侏罗系两类不同有机质丰度泥岩的 生物标志物特征对比研究     

杨少勇  曹剑  刘云田  胡凯  边立曾  汪立群  陈琰 《沉积学报》2008,26(4):688-696

在柴达木盆地北缘地区,分别选取有机碳含量很低和较高的侏罗系泥岩样品,对比分析了它们在生物标志物组成上的差异。结果发现,高有机质丰度泥岩的生标组成与我国西北地区侏罗纪煤系有机质的特征差异不大,相比而言,低有机质丰度泥岩的正烷烃以前主峰为特征,Pr/Ph比值在1.0左右,三环萜烷和伽马蜡烷丰度较高,并在部分样品中检出了25 降藿烷系列。结合泥岩的有机岩石学特征,认为这些差异可能反映了泥岩沉积环境和生烃母质的不同:高有机质丰度泥岩的有机显微组分以相对弱还原条件下的形态有机质为主,包括藻类体、孢子体和角质体等,而低有机质丰度泥岩的有机显微组分以相对强还原条件下的矿物沥青基质为主,其母质可能来源于低等显微菌藻类。进一步通过对比不同有机质丰度泥岩,以及区内原油生标组成之间的相互关系,讨论了研究区的油源问题。  相似文献   

河南洛宁段河金矿流体包裹体研究和矿床成因   总被引：2，自引：1，他引：1  

赖勇张宇高栏  李文博 《中国地质》2008,35(6):1206-1219

河南省洛宁县段河石英脉型金矿主要包括石寨沟和岭东两个矿区,分别由3～4条含金石英脉构成。矿化过程从早到晚包括石英-黄铁矿、石英-多金属硫化物和石英-碳酸盐等3个阶段．其中中阶段金矿化最强,次为早阶段。各阶段石英中流体包裹体以气液两相包裹体为主．次为纯液体包裹体。激光拉曼测试表明,气液两相包裹体的液相为H2O,气相主要为Ho和CO2混合、纯H2O,次为纯CO2;纯液体包裹体为纯H2O。石寨沟矿区包裹体均一温度从早到晚依次为240．9～315．9℃．188．7～304．5℃,137．3～259．3℃：流体盐度变化依次为（6．74～12．85）wt%NaCl．eq,（2．41～8．68）wt％NaCl．eq,（2．24-7．86）wt%NaCl．eq。岭东矿区均一温度从早到晚依次为303．7-343．1℃,251．8-325．4℃,305．7～355．0℃：流体盐度变化依次为（5．11～11．70）wt％NaCl．eq,（2．74-10．11）wt％NaCl．eq,（0．53-6．74）wt％NaCl．eq。两矿区主成矿期流体均为中温、低盐度,早阶段流体为改造热液和变质热液的混合体,含一定量CO2,且流体CO2含量和盐度从早到晚逐渐降低。石寨沟矿区包裹体均一温度逐渐降低,而岭东矿区包裹体均一温度先降后升,加之岭东矿区各阶段成矿温度均高于石寨沟矿区．表明成矿流体系统主要受岩浆热驱动,岭东矿区更靠近岩体,且在晚阶段又有脉动性的岩浆加热．段河金矿区南部存在隐伏岩体。  相似文献   

吉林省龙岗火山群南龙湾第四纪火山碎屑颗粒特征研究   总被引：2，自引：0，他引：2  

于红梅  许建东  林传勇  赵波 《岩石学报》2008,24(11):2621-2630

爆炸性火山喷发形成的碎屑颗粒的粒度、分选性、表面结构和内部结构等特征与火山喷发的机制、岩浆与水作用的程度、搬运过程等有着重要的联系。本文以此为线索,研究了龙岗火山群南龙湾火山的一个剖面,以探讨其喷发类型和特征。在该剖面上采集了不同层位火山碎屑颗粒样品,然后进行显微形貌观测、粒度分析和扫描电镜形貌观测。显微镜下观测表明,射汽爆发、射汽岩浆爆发和岩浆爆发的碎屑颗粒具有不同的成分和形貌特征。粒度分析结果显示,粒度与喷发类型之间存在很好的对应关系,不同的爆发类型具有不同的分维值D范围。SEM分析可以提供有关火山喷发特征对火山碎屑颗粒的影响。本文的研究结果表明,南龙湾火山喷发为爆炸式喷发,包括早期的射汽岩浆爆发,到岩浆爆发至晚期以射汽爆发为主的射汽岩浆爆发的不同阶段,该区火山喷发的不同时期,水参与喷发的程度不同。  相似文献   

新疆东天山葫芦岩体岩石学与地球化学研究   总被引：13，自引：3，他引：10  

夏明哲  姜常义  钱壮志  孙涛  夏昭德  卢荣辉 《岩石学报》2008,24(12):2749-2760

葫芦岩体位于康古尔—黄山韧性剪切带东段,地表出露面积0.75km²。主要岩石类型有辉长闪长岩、辉长岩、辉石岩、辉橄岩、橄揽岩。岩相之间多呈渐变过渡关系,局部也有侵入接触。主量元素化学组成基本上属拉斑玄武岩系列。岩石相对富集LREE、适度亏损高场强元素(Nb、Ta、Ti)。岩浆演化过程中发生了较弱的同化混染作用。橄榄石、斜方辉石、单斜辉石和斜长石的分离结晶作用是岩浆演化的主要机制。四件样品ε_Nd(t)值(＋6.4~+7.1),一件样品的ε_Sr(t)=+3.4,其余三件的ε_Sr(t)值(-10.1~-9.3),²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb(18.091~18.513)、²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb(15.459~15.528)、²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb(37.526~38.126)。元素地球化学和Nd、Sr、Pb同位素体系表明,源区软流圈来源的岩浆中混入了富集岩石圈地幔来源的岩浆。稀土元素地球化学证明,熔融作用发生于尖晶石稳定域内。由此可见,岩体是尖晶石稳定域内占主体的软流圈地幔与富集岩石圈地幔相互作用的结果。  相似文献   

近190ka BP以来菲律宾海黑潮源区的碳酸盐旋回及其控制因素   总被引：2，自引：0，他引：2  

赵京涛  常凤鸣  李铁刚  南青云  李青 《岩石学报》2008,24(6):1401-1410

对取自西菲律宾海黑潮源区的Ph05-5和WF3岩芯进行了CaCO3和钙质超微化石研究.在利用氧同位素曲线对比和AMS14C数据进行地层划分的基础上,结合钙质超微化石的碳酸盐溶解指数和初级生产力指标,分析了晚第四纪黑潮源区碳酸盐旋回特征及其控制因素.约190ka BP以来CaCO3含量整体上都表现为冰期高、间冰期低的"太平洋型"旋回特征,但菲律宾以东海区在末次冰期(MIS 4到MIS 2期)内部又显示出间冰段含量高、冰段含量低的"大西洋型"旋回特征.碳酸盐旋回的控制因素在黑潮源区内部也有明显的差异,菲律宾以东海区以碳酸盐溶解作用为主,初级生产力起次要作用;而台湾东南部海区的主要因素则是初级生产力变化引起的钙质生物输入量的波动.菲律宾以东海区末次冰期内部表现出的"大西洋型"旋回特征则是溶解作用和初级生产力共同影响的结果.  相似文献   

P-III分布参数的概率权重矩法S函数计算   总被引：4，自引：1，他引：3  

宋松柏 《水文》2008,28(5)

概率权重矩法是一种估计统计分布参数的方法.本文根据不完全Γ函数在无限区间积分,推导了P-Ⅲ分布参数的S函数的计算公式.通过现有计算公式比较,其计算结果具有较高的计算精度,避免了的大量的数值积分计算.文中公式只要借助于计算编程进行求解,给定超几何函数项一定的截断误差,其运算具有较高的运行速度.文中计算公式是一种P-Ⅲ分布参数S函数的计算途径.  相似文献   

含铀物质对有机质生烃的实验研究     

李斌  孟自芳  张百涛  李相博 《矿物学报》2008,28(4)

采用密闭容器水热模拟实验方法,考察含铀物质对有机质热解生烃过程的影响。对热模拟实验产物分析发现,在暗色泥岩和煤岩样品中加入含铀物质后,气态烃和液态烃的生烃量都有比较明显的增加。其中煤岩的气态烃产量平均增加值为34%,而泥岩样品平均增加值也达到了30%以上。液态烃产率分析表明,含铀矿物也促进了泥岩和煤岩的液态烃产率。从泥岩氯仿沥青‘A’族组成分析表明,加入催化剂后泥岩的饱和烃和芳烃在高温阶段具有规律性的明显增大的趋势,反映出非烃和沥青质,甚至不溶有机质向相对稳定的饱和烃转化以及芳烃随演化程度增加的高聚合作用。综合以上分析,认为放射性铀对油气生成具有氧化催化作用。  相似文献