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31.
Global Correlations of Ocean Ridge Basalt Chemistry with Axial Depth: a New Perspective 总被引:4,自引:0,他引:4
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 (Po) and temperature(To), and it is the values and range of Fe8 that have led tothe notion that mantle potential temperature variation of TP= 250 K is required to explain the global ocean ridge systematics.This interpreted TP = 250 K range applies to ocean ridges awayfrom hotspots. We find no convincing evidencethat calculated values for Po, To, and TP 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 Fo89·6 (vs evolved olivine of Fo88·1–79·6in 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 TP = 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 TP > 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 TP), 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
32.
利用高精度多梯度热培养系统,对英国威尔士地区两类典型的北方泥炭沼泽中酚类物质和溶解有机碳释放的热敏感性进行了为期1年的调查研究.研究结果表明,雨养泥炭沼泽(Bog)酚类物质释放的热敏感性Q10(总酚)月变化为0.92~1.57,而矿养泥炭沼泽(Fen)的月变化范围为0.93~1.30.酚类释放的热敏感性与土壤温度大致呈正相关关系.此外,土壤温度与溶解有机碳释放的热敏感性Q10(DOC)也呈正相关关系.总体上,雨养泥炭沼泽的热敏感性比矿养泥炭沼泽略高.除温度外,水文条件和植被等多种环境因子对酚类物质和溶解有机碳释放的热敏感性也有较大影响.研究结果还表明酚碳热敏感性比值Q10o(总酚)/Q10(DOC)相对稳定,土壤温度的变化对其影响有限. 相似文献
33.
34.
气候变化对塔里木河来自天山的地表径流影响 总被引:21,自引:10,他引:11
塔里木河水资源主要来自天山南坡两条源流,选择西段阿克苏河和中段开都河-孔雀河作为研究区.1956-2003年研究河源山区气温呈持续升温且降水波动增加的趋势,其中1995-2003年升温强劲,升温速率高出48 a期间平均的3倍以上;降水自1986年后持续增加,20世纪90年代较80年代增幅达18%,并显示出河源山区湿岛向塔里木盆地扩展.因高山缺少气象观测,出山径流过程变化可以综合反映中高山带的气候变化.塔里木河来自天山的地表径流在1986-2003年间持续增长,以冰川融水补给为主的库玛拉克河,1994年以来年径流量增加已在前期平均值基础上提升了一个台阶;开都河以降水径流补给为主,1986-2002年出现了观测记录以来的丰水期,并使1986年后博斯腾湖水位快速上升,恢复到1958年记录的最高水位以上.两河年径流变化趋势基本相似,但也显示有西、中段的气候变化局部差异,出现丰枯水期的不一致;然而,在近16 a升温过程中,年径流增长幅度和快慢相近. 相似文献
35.
松南海坨子—大布苏地区泉四段— 姚家组层序地层研究 总被引:2,自引:1,他引:1
根据工区内现有的钻井、测井和地震资料,应用以多级次基准面旋回为参照面的高分辨层序地层学理论与研究方法,对松辽盆地南部海坨子—大布苏地区的泉四段—姚家组地层进行了详细的层序地层研究,共识别出5个长期基准面旋回(相当于三级层序),9个中期基准面旋回(相当于四级层序),建立了研究区的层序划分方案,在连井剖面的层序地层对比基础上,建立了该区的地层格架,并对层序构成特征进行了分析,研究了储集层在层序格架内的分布规律,揭示出浊积砂体和三角洲前缘相的分流河道形成于基准面上升期,三角洲前缘相的河口坝、远砂坝和席状砂沉积形成于基准面下降期,指出浊积砂体和三角洲前缘相的远砂坝、席状砂沉积是研究区形成岩性油气藏的有利储集体。 相似文献
36.
37.
38.
1.0GPa和常温至1100 ℃条件下角闪石斜长片麻岩的V_p变化:实验测量与理论计算 总被引:3,自引:0,他引:3
在1.0GPa、常温至1100℃条件下测量了角闪石斜长片麻岩的纵波速度(Vp),并统计了不同温度实验产物中各种矿物的体积百分含量。结果显示,1.0GPa下,角闪石斜长片麻岩的Vp首先随温度升高(室温至700℃)缓慢降低约6%,然后(700—850℃)快速降低约6%,再(850~950℃)转而急剧升高15%~25%,最后(T〉950℃)又快速下降。实验产物分析表明在高温高压下α-石英-β石英相变和岩石部分熔融是岩石Vp异常变化的主要因素。由取样产物的矿物含量和弹性参数,计算了各温度条件下岩石的Vp得出与实验测量相同的波速-温度变化趋势,即Vp随温度升高先缓慢降低,接着快速降低后又急剧升高,最后又快速减小。实验测量和理论计算对比研究表明,通过高温高压下岩石中的物相变化观测结果进行岩石波速的计算,是检验岩石弹性波速测量结果和研究地球内部地震波结构的一种有效方法。 相似文献
39.
温度对不同大小墨西哥湾扇贝生长的影响 总被引:2,自引:0,他引:2
在8—32℃实验室控温范围内以2℃为梯度,以壳高及体重增长作为观察指标,研究3个规格墨西哥湾扇贝Argopecten irradians concentricus的适宜、较适宜及最适宜生长温度。研究结果表明,小苗(壳高6.2mm,体重48.3mg)、中苗(壳高18.1mm,体重1191.1mg)、大苗(壳高30.7mm,体重5809.9mg)在8—32℃水温下均能生长,但在水温8及32℃,3种规格增长率均较低;适宜生长温度分别为小苗11.2—31.1℃、中苗9.8—31.8℃、大苗9.8—32.4℃;较适宜生长温度分别为小苗18.1—29.4℃、中苗18.5—29.4℃、大苗16.9—30.4℃;3种苗随规格增大,适温范围扩大(p<0.01);最适生长温度3种苗均为24—28.0℃,其范围向高温端漂移;在水温为8℃时,3种苗存活率均达到97.0%以上,水温在32℃时则小苗为47.0%、中苗为67.5%、大苗为76.0%,表现出3种苗对低温有更强的忍耐力,大苗对高温有更强的适应性。 相似文献
40.
AbstractThe ground vibrations during pile driving operation have a drastic potential to undermine the surrounding structures both in land and reclaimed land. Particularly, reclaimed land necessitates ample application of pile driving due to the weak land condition. To prevent the structural damage, attenuation of the ground vibrations to an allowable level through active isolation of circular open trench is the scope of this study. In this research, finite element simulations of continuous impact pile driving process from the ground surface was executed with particular attention to the pile-soil interaction, and thereby, the efficiency of open trench application in attenuation of the unsafe distance of different structures was surveyed using the vibration sensitivity degree. Regarding the crucial parameters of an open trench (depth, width, and location), it was concluded that a sufficient high depth can attenuate the unsafe distance up to 68%, the trench width variations are less effective, and an average pile-trench distance is the most efficient option. The excavation volume was also concluded as another crucial parameter in open trench design which takes all three parameters into account. The trench depth equal to the pile’s maximum critical depth of vibration was inferred for an optimum design. 相似文献