为什么碱玄武岩在裂谷中心和“羽状”顶部被发现，而morb通常是拉斑玄武岩?

Question

因此，我本质上想知道为什么在“热点”(有时称为oib，海洋岛屿玄武岩)和大陆裂谷中心的“羽状”顶部的玄武岩与拉斑玄武岩相比富含碱金属(Na和K)。

另外，我想知道是否有人能从化学角度向我解释为什么碱玄武岩比拉斑玄武岩更“成熟”?也就是说，拉斑玄武岩中的离子是否比钙离子更不相容?为什么会这样?

Answer 1

地质学/岩石学提出了一些玄武岩起源的模型，这些模型是基于岩石中的化学证据。一段时间以来，现代起源模型一直受到同位素化学的限制。我并没有声称自己是这一课题的最新研究人员，但我相信这篇经典论文中的结论仍然被认为是最有可能的起源模型。

从钕和锶同位素丰度推断的地球结构模型

G. J. Wasserburg和D. J. DePaolo美国国家科学院院刊第76卷，第8期(1979年8月)，第3594-3598页出版:美国国家科学院文章稳定URL:http://www.jstor.org

这篇论文的免费拷贝可以在网上的几个地方找到。这是简要的摘要。

摘要基于海相拉斑玄武岩和陆相玄武岩的Nd和Sr同位素特征，考虑了地壳板块运动和微量元素的化学平衡，提出了一种简化的地球结构模型。由此推断出的结构包括一个基本上未分化的下地幔，上面覆盖着一个上地幔，后者是大陆起源的原始来源的残留物。

Answer 2

简短的回答

Na和K在地幔中是不相容的。发生在地幔深处的低程度熔融形成富含Na和k的岩浆，由热点形成的岩浆形成在地幔深处。

长回答

拉斑玄武岩是地幔岩石减压后形成的大量岩浆。然后地幔在低压下融化到相当大的程度，形成相对较少的岩浆(因此拉斑玄武岩而不是钙碱性)。它们在不相容元素中的相对损耗源于被熔融的地幔橄榄岩是一种早已失去不相容元素的再生岩石。

另一方面，碱玄武岩的产量小于MORB(洋中脊)拉斑玄武岩。OIB(大洋岛玄武岩)通常是碱性的，但碱性岩石并不局限于海洋环境。它们通常发生在热点和裂谷带的顶部，而不管它们喷发的岩石圈板块的性质(海洋或大陆)。

也就是离子(Na和K)比拉斑玄武纪中的钙离子更不相容?为什么会这样?

是的。在构成地幔岩石的矿物中，钠和钾的相容性不如钙。这个数字，取自我对什么是高场强和大离子亲石元素(HFS或HFSE & LIL或LILE) ?，说明原因:

MRFE代表地幔岩石形成元素。这些元素在橄榄石、辉石、石榴石、尖晶石和钙长石中相容。Na和K是单价的，比MRFE大。因此，它们是相容的，在地幔融化的情况下，它们被分割到液体中(即。岩浆)阶段。

为了理解为什么会发生这种Na和K的富集，我们需要了解在哪里这些岩浆在地幔中形成。拉斑质岩浆形成于浅层，而碱性岩浆则形成于更深层。实验表明，这些岩石的二氧化硅欠饱和性质需要非常深的熔化(几十公里)。由于熔融不是通过减压发生的，它必须通过加热熔化:一个热点。这个热点熔化了之前没有经历过“海洋传送带”熔化事件的地幔岩石，因此仍然保留了它们不相容的元素，包括Na和K。

碱岩中还有两种可能的钠钾富集来源。

1. 地幔交代作用:Na，特别是K是LILs:它们在流体中具有很强的流动性。地幔岩可能是由含钾、含钠流体交代形成的。这将导致矿物如云母和某些种类的角闪石在地幔中形成。这些矿物很容易熔化，从而为碱岩浆贡献了钠和钾。
2. 地壳岩石污染:这一过程在大陆裂谷中尤其重要。大陆地壳富含Na和K(云母、长石、角闪石)，这些元素很容易被上升的碱岩浆同化。

为什么碱玄武岩比拉斑玄武岩更“成熟”?

我不太确定你所说的“成熟”是什么意思，但我会谈谈碱岩浆活动的时间。这是一个非常所发生的事情的简化描述:

起初(A)，年轻的羽状物仍然很深。其形成的熔体程度低，熔体深度深。然后，当羽流“成熟”时(B)，它导致浅融化，产生大量拉斑玄武岩。羽状物的边缘仍然产生低程度的碱熔体。当烟羽减弱(或只是迁移到其他地方)，你只会再次得到碱融化(对不起，我太懒了，没有在图中画出C，但它看起来应该与A没有太大的不同)。这与夏威夷目前发生的情况类似。最新的(仍在水下)火山，Loihi，喷发出碱岩浆。这对应于图中的阶段A。这也是夏威夷(该岛)上最古老的岩石的组成成分:碱岩。夏威夷岛上的大部分岩石体积都是数十万年前爆发的拉斑玄武岩，对应于图中的B阶段。最近(地质上)的火山爆发仍然是碱性的，类似于C阶段。

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