Experimental investigation of Ostwald-ripening rates of forsterite in the haplobasaltic system     

Youngdo Park  Ben Hanson 《Journal of Volcanology and Geothermal Research》1999,90(1-2)

The rate of Ostwald ripening of forsterite is experimentally measured in a haplobasaltic melt (SiO₂–Al₂O₃–CaO–MgO). The goal of the experiments is to determine if the rate of Ostwald ripening is sufficient to affect textural development in crystallizing magmas of a basaltic composition. With preequilibrated charges, experiments were run isothermally so that all textural changes could be ascribed to Ostwald ripening. An increase of crystal size from 3.5 μm to 14 μm (in average) has been observed during 10 days. Glass compositions were identical in all charges, indicating that the observed increase in average crystal size is not the results of chemical disequilibrium but the results of Ostwald ripening. Due to the constraints on experimental duration, the rate-limiting process (i.e., diffusion control or reaction control) could not be determined. Our experimental results, however, demonstrate that the rate of Ostwald ripening in basaltic rocks is sufficient to be of fundamental importance in the development of textures in igneous rocks. These results strongly suggest that Ostwald ripening, as well as nucleation and crystal growth, should be considered in analyses of textures in igneous rocks.  相似文献   

弧后盆地玄武岩的成分变化及其成因     

俞恂  陈立辉 《岩石学报》2020,36(7):1953-1972

弧后盆地玄武岩(BABB)是弧后盆地扩张过程中岩浆作用的主要产物,其地球化学组成是认识弧后盆地演化的关键。现今弧后盆地主要集中在西太平洋地区。本文总结了该地区弧后盆地玄武岩的元素地球化学和同位素组成特征。总体而言,相对于开阔大洋洋中脊玄武岩(MORB),弧后盆地玄武岩的主量元素成分变化范围很大,在Al_2O_3-Mg O、Ti O_2-Mg O相关图上偏离了MORB的演化趋势,在Mg O相同的情况下表现出更高的Al_2O_3含量和更低的Ti O_2含量。弧后盆地玄武岩的微量元素特征一般介于MORB和弧玄武岩之间。一方面,它们与MORB一样在中、重稀土元素之间没有明显分馏;另一方面,与弧玄武岩一样富集大离子亲石元素Rb、Ba、Th、U、K,具有Pb的正异常和Nb、Ta的负异常等。其中,劳海盆、日本海海盆和冲绳海槽有部分样品具有Nb、Ta的正异常,表现出类似于E-MORB的微量元素特征。西太平洋地区弧后盆地玄武岩的Sr-Nd-Pb同位素组成变化范围较大,相对于MORB,其富集组分更常见,总体介于亏损地幔端元(DMM)、1型富集地幔(EM1)和2型富集地幔(EM2)三者之间。不同基底属性(大陆基底和大洋基底)和不同阶段的弧后盆地玄武岩的地球化学组成也有明显区别。弧后盆地玄武岩地球化学成分上的多样性主要受控于源区(地幔楔)的物质组成、熔融程度和岩浆上升过程中的变化等因素。地幔源区的不均一性主要体现在地幔楔自身的化学性质和俯冲板片的物质贡献差异。部分弧后盆地玄武岩具有异常高的地幔潜能温度、高的3He/4He比值以及E-MORB型的微量元素特征,说明其地幔源区还可能受到了地幔柱的影响。地幔潜能温度越高,俯冲流体贡献越多,地幔楔的熔融程度越大。此外,岩浆上升过程中发生的地壳混染、岩石圈中的熔体-岩石反应以及矿物的结晶分离都会改造岩浆的成分。  相似文献   

江苏徐州白露山岩管地质特征及与金刚石成因关系探讨     

周琦忠  张琪  冯学知  王博  邱磊  王国强  黄友波 《地质学报》2020,94(9):2748-2762

近年来,在开展苏北原生金刚石找矿时,从白露山岩管中选获了2颗大颗粒金刚石,粒径均大于1mm,分别属ⅠaB型和ⅠaA型,这是苏北地区首次发现的大颗粒原生金刚石。本文在对白露山岩管的岩石学、岩石地球化学、锆石U- Pb同位素年龄以及金刚石特征等描述基础上,对岩管成因进行了分析,并探讨了该岩管与金刚石的关系。结果表明：白露山岩管的形态反映了裂隙- 中心式喷发的隐爆火山岩岩管的特征,其主体岩性为橄榄玄武岩,角砾成分包括橄榄玄武岩、灰岩、凝灰质、闪斜煌岩和片麻岩等。橄榄玄武岩总体具有高镁、低铝、低钛的特点,整体富集大离子亲石元素和LREE,高场强元素和HREE略亏损,与洋岛玄武岩（OIB）较为接近,但存在与岛弧玄武岩（IAB）相似的强烈Nb负异常特征。其形成于中新生代太平洋板块俯冲、华北克拉通岩石圈减薄背景下,起源于深约75~100 km的受俯冲流体交代的岩石圈地幔,在石榴子石稳定域由角闪石石榴子石二辉橄榄岩经2%~5%的部分熔融而来。 在岩浆演化过程中遭受了一定程度的地壳混染和分离结晶作用,然后在板内快速拉张的环境下,橄榄玄武岩浆沿构造薄弱地带侵入至地壳浅部隐爆形成,且在上升过程中捕获了大量的围岩角砾。金刚石不是白露山橄榄玄武岩的结晶产物,而可能是来自捕获的被徐宿弧形构造推覆掩盖的古生代含金刚石母岩。  相似文献   

西南印度洋中脊玄武岩地球化学特征及其对岩浆过程的指示意义     

韩宗珠  孙苑高  王传  孙晓霞  刘明  来志庆 《海洋地质前沿》2021,37(1):11-19

对采自西南印度洋中脊(SWIR)50°E附近5个站位的玄武岩样品进行了岩石学和元素地球化学研究。样品主量元素、TAS分类图解和AFM图解显示,SWIR研究区样品类型主要为低钾拉斑玄武岩。相对原始地幔SWIR区玄武岩具有Ba、Nb、Sr负异常,K表现为正异常。稀土元素分配模式均为左倾型,具有轻微的Eu、Ce正异常;SWIR区玄武岩都起源于上地幔,SWIR玄武岩则明显向EMⅡ端元偏移。SWIR玄武岩地幔源区相对最为富集,可能为DM和EMⅡ的混合源区,存在少量的陆壳成分。研究区玄武质岩浆起源深度为尖晶石橄榄岩区域处于中度还原环境下,经历了明显的橄榄石+单斜辉石+斜长石的分离结晶。  相似文献   

Did boninite originate from the heterogeneous mantle with recycled ancient slab?          下载免费PDF全文

Susumu Umino  Kyoko Kanayama  Keitaro Kitamura  Akihiro Tamura  Osamu Ishizuka  Ryoko Senda  Shoji Arai 《Island Arc》2018,27(1)

Boninites are widely distributed along the western margin of the Pacific Plate extruded during the incipient stage of the subduction zone development in the early Paleogene period. This paper discusses the genetic relationships of boninite and antecedent protoarc basalt magmas and demonstrates their recycled ancient slab origin based on the T–P conditions and Pb–Hf–Nd–Os isotopic modeling. Primitive melt inclusions in chrome spinel from Ogasawara and Guam islands show severely depleted high‐SiO₂, MgO (high‐silica) and less depleted low‐SiO₂, MgO (low‐silica and ultralow‐silica) boninitic compositions. The genetic conditions of 1 346 °C at 0.58 GPa and 1 292 °C at 0.69 GPa for the low‐ and ultralow‐silica boninite magmas lie on adiabatic melting paths of depleted mid‐ocean ridge basalt mantle with a potential temperature of 1 430 °C in Ogasawara and of 1 370 °C in Guam, respectively. This is consistent with the model that the low‐ and ultralow‐silica boninites were produced by remelting of the residue of the protoarc basalt during the forearc spreading immediately following the subduction initiation. In contrast, the genetic conditions of 1 428 °C and 0.96 GPa for the high‐silica boninite magma is reconciled with the ascent of more depleted harzburgitic source which pre‐existed below the Izu–Ogasawara–Mariana forearc region before the subduction started. Mixing calculations based on the Pb–Nd–Hf isotopic data for the Mariana protoarc basalt and boninites support the above remelting model for the (ultra)low‐silica boninite and the discrete harzburgite source for the high‐silica boninite. Yb–Os isotopic modeling of the high‐Si boninite source indicates 18–30 wt% melting of the primitive upper mantle at 1.5–1.7 Ga, whereas the source mantle of the protoarc basalt, the residue of which became the source of the (ultra)low‐Si boninite, experienced only 3.5–4.0 wt% melt depletion at 3.6–3.1 Ga, much earlier than the average depleted mid‐ocean ridge basalt mantle with similar degrees of melt depletion at 2.6–2.2 Ga.  相似文献   

结构减震隔震设计最优化问题研究          下载免费PDF全文

李有芳  杜洋  王诗文  韩雷  李大华 《世界地震工程》2019,35(3):204-209

针对结构抗震减震隔震设计结构动力学基本方程,进行了基本结构刚度、阻尼和质量三方面减震隔震设计问题特征分析,专门指出刚度和阻尼的减震隔震设计研究已经有规范规定,但对减轻结构质量的减震隔震设计仍是需要深入研究的创新问题。目前采用新材料进行设施农业结构减震隔震设计,特别是采用玄筋混凝土现代无金属结构进行结构抗震减震隔震设计,结构最优化设计的实现便有了新契机,且容易实现抗力均匀分布,将较为彻底地解决地震工程的最优结构抗震问题。  相似文献   

适用于村镇房屋的新型摩擦摆隔震性能试验研究     

李晓东  杨欢  孟强  王起台 《地震工程与工程振动》2020,(2):101-110

针对村镇房屋隔震设施薄弱的问题,本着低成本、易施工的原则,设计了一种玄武岩纤维混凝土材料的摩擦摆隔震支座。将该新型支座与传统钢制摩擦摆支座进行拟静力试验,研究了该新型支座在相同的竖向荷载作用,不同频率下的干摩擦和润滑摩擦两种工况的支座的滞回性能,得出了该新型支座的基本力学性能,通过利用SAP2000有限元模型对采用该新型支座的隔震结构进行了动力时程分析,并且将该新型支座与传统钢制摩擦摆支座在滞回性能、构造方式和经济性三方面进行对比分析。结果表明:玄武岩纤维混凝土摩擦摆支座的滞回性能略低于钢制摩擦摆支座滞回性能,该支座隔震效果显著且易模性好,便于施工,造价低廉,适用于低层村镇房屋隔震设计与施工。  相似文献   

黔西北上二叠统峨眉山玄武岩风化壳中铌富集机制初探   总被引：1，自引：1，他引：0  

刘阳  付勇  周祖虎  葛枝华  陈蕤  龙珍  王天顺 《矿床地质》2021,40(4):776-792

近年越来越多的研究显示,贵州西北一带的峨眉山玄武岩风化壳上存在一套富铌、锆、钛、镓、稀土的多金属矿层,主要与风化壳中的黏土岩有关,不过,其中有关铌的赋存状态和富集机制仍有待研究.文章对黏土岩物质来源做出厘定,认为风化壳黏土岩层主要来源于高钛的峨眉山玄武岩,铌、锆、稀土等元素也继承自玄武岩.铌主要赋存于铁铝质黏土岩中(w(Nb)100×10-6～250×10-6),含矿岩层中上部铌含量高,下部低,具体表现为w(Nb)自下而上,升高—(略微)降低—(再)升高的规律,尤以铁铝质黏土岩中铌含量最高.在峨眉山玄武岩喷发事件中,铌一方面随玄武岩喷出地表,在平缓低洼的盆地地带冷凝,另一方面酸性火山灰进入大气,形成酸雨并随之降落汇聚在先期成岩的低洼地区,形成酸性环境使原岩内的铌被侵蚀残留在原地.随着火山作用停止,酸雨不再产生,沉积环境中的水体因热水循环、海侵海退和大气降水与外界物质交换,酸性逐渐被中和乃至偏碱性,铌随黏土质沉积成岩,最终在玄武岩风化壳内富集.  相似文献   

新疆东准噶尔扎河坝钾质玄武岩的地球化学特征及其构造意义   总被引：12，自引：0，他引：12  

袁超  肖文交  陈汉林  李继亮  孙敏 《地质学报》2006,80(2):254-263

扎河坝钾质火山岩位于准噶尔盆地的东北缘,下泥盆统托让格库都克组内。这些火山岩以玄武岩为主,具有较高的K2O含量(1.66%～4.63%)和K2O/Na2O值(0.36～1.65),并富Sr(665×10-6～906×10-6)、Ba(680×10-6～1596×10-6)等大离子亲石元素和轻稀土(La/YbPM>8),显示出钾玄质岩石的特征。同时,这些岩石具有较高的TiO2(～1.7%),P2O5(～0.8%)和高场强元素含量,类似于高铌玄武岩。尽管具有较高的Nb含量(Nb=21×10-6～23×10-6),这些岩石仍呈现出明显的Nb～Ta亏损,显示了典型的岛弧特征。高的Nb/Yb(～5.9),Nb/Ta(19～21),Zr/Hf(46～51)值以及较高的钾含量表明这些岩石来自一个经交代作用富集的地幔源区。单纯的消减板块脱水难以造成高场强元素的富集,这些岩石较高的Ce/Th(47～50),Ce/Pb(13～19)和Ba/Th(341～777)值并缺乏明显的负铈异常等特征排除了消减沉积物熔体的加入。导致地幔富集的变质组份可能为来自消减板块的低程度熔体。扎河坝钾质玄武岩与稍早前报道的埃达克与富铌玄武岩一起,反映早泥盆世曾经出现过洋壳的消减事件。准噶尔盆地中存在的特征岛弧岩浆表明热消减机制曾经广泛地出现在准噶尔板块演化的不同历史时期,而岛弧地体在准噶尔盆地基底的组成中可能占有较大的比例。  相似文献   

一种非传统铜矿资源——黔西北地区峨眉山玄武岩铜矿地质特征及成因探讨   总被引：4，自引：0，他引：4  

廖震文  胡光道 《地质科技情报》2006,25(5):47-51,56

总结了在黔西北地区铜矿资源调查中首次发现的峨眉山玄武岩铜矿的地质特征,并对其矿床成因、找矿标志、找矿方向、找矿远景、工作方法进行了探讨.研究表明该区存在沉积型和热液型两种矿化成因类型,并分布在玄武岩的4个不同层位中,成矿物质来源于玄武岩,在玄武岩喷溢的同时,形成火山热液矿化类型,在后期构造作用下,可进一步形成构造热液矿化类型;在火山喷溢间歇期及火山活动期后,由于地表风化剥蚀、水体搬运,在陆地湖盆中形成沉积型铜矿.研究认为沉积型铜矿是该区未来主要的找矿对象.由于铜矿所在区域亦是铂钯金等元素异常区,且沉积型铜矿常常与铁铝质层相伴产出,因此应加强对古陆地沉积相、古地理环境的研究,并注意综合评价.  相似文献