Geologia / petrologia on ehdottanut maljoja basalttien alkuperälle, jotka perustuvat kivien kemiallisiin todisteisiin. Isotooppikemia on jo jonkin aikaa rajoittanut nykyaikaisia ​​alkuperämalleja. En väitä olevani ajankohtainen tässä asiassa, mutta uskon, että tämän klassisen asiakirjan johtopäätökset hyväksytään edelleen todennäköisimpinä alkuperämalleina.

Neodyymi- ja strontium-isotooppien runsaudesta päätetyt maarakenteen mallit

G. J. Wasserburg ja D. J. DePaolo Yhdysvaltain kansallisen tiedeakatemian toimet Vol. 76, nro 8 (elokuu, 1979), sivut 3594-3598, julkaisija: National Academy of SciencesArtikkeli Vakaa URL: http://www.jstor.org

Ilmainen kopiot tästä paperista ovat saatavana useista paikoista verkosta. Tässä on lyhyt tiivistelmä.

TIIVISTELMÄ: Esitetään yksinkertaistettu maarakennemalli, joka perustuu valtameren ja mantereen koleiittisten tulva-altaiden Nd- ja Sr-isotooppisiin ominaisuuksiin, ottaen huomioon kuorilevyjen liike ja kemiallinen tasapaino jäljittämiseksi. elementtejä. Tuloksena oleva johtopäätös koostuu alemmasta vaipasta, joka on edelleen olennaisesti erilaistumaton ja jota peittää ylempi vaippa, joka on alkuperäisen lähteen jäännös, josta mantereet on johdettu.

Lyhyt vastaus

Na ja K eivät ole yhteensopivia vaipan kanssa. Matalan asteen sulaminen, joka tapahtuu syvällä vaipassa, muodostaa magmoina rikastettuja Na: ta ja K: ta. Kuumien pisteiden seurauksena muodostuneet magmat muodostuvat syvälle vaipaan.

Tholeiittiset basaltit ovat suuria magmia, jotka muodostuvat vaippakivien purkautumisen vuoksi. Vaippa sulaa sitten melko suuressa määrin alhaisissa paineissa muodostaen suhteellisen pienentyneen magman (siten koleiitin eikä kalsiumalkaalisen). Niiden suhteellinen ehtyminen yhteensopimattomissa alkuaineissa johtuu siitä, että sulava vaipan peridotiitti on kierrätettyä kiveä, joka menetti sen yhteensopimattomat elementit kauan sitten.

Toisaalta alkalibalttia tuotetaan pienemmissä määrissä kuin MORB (keskellä valtameren harjua) tholeiittiset basaltit. OIB (valtamerisaaren basaltit) ovat yleisesti emäksisiä, mutta emäksiset kivet eivät rajoitu merialueisiin. Niitä esiintyy yleisesti kuumien pisteiden ja halkeamavyöhykkeiden päällä riippumatta niiden purkautuvan litosfäärilevyn luonteesta (valtameri vs. manner).

Eli. Onko se, että ionit (Na ja K) ovat yhteensopimattomampia kuin koleiiteista löytyvät kalsiumionit? Miksi tämä on?

Kyllä. Natrium ja kalium ovat vähemmän yhteensopivia kuin kalsium mineraaleissa, jotka sisältävät vaippakiviä. Tämä luku, joka on otettu vastauksestani mitä ovat korkean kentän voimakkuuden ja suuren ionin litofiilien (HFS tai HFSE & LIL tai LILE) elementit?, osoittaa miksi:

MRFE on lyhenne sanoista Mantle Rock Forming Elements. Nämä alkuaineet ovat yhteensopivia oliviinin, pyrokseenin, granaatin, spinelin ja anorttiitin kanssa. Na ja K ovat vain yksiarvoisia ja suurempia kuin MRFE. Siten ne ovat yhteensopivia ja vaipan sulamisen yhteydessä ne jaetaan nestefaasiin ( ts. magma).

Jotta voisimme ymmärtää, miksi tämä rikastuminen Na: ssa ja K: ssa tapahtuu, meidän on ymmärrettävä, missä vaipassa nämä magmat muodostuvat. Vaikka koleiittiset magmat muodostuvat matalassa syvyydessä, alkaliset magmat muodostuvat paljon syvemmälle. Kokeet osoittavat, että näiden kivien alikyllästymätön piidioksidi vaatii erittäin syvää sulamista (kymmeniä kilometrejä). Koska sulaminen ei tapahdu puristuksen avulla, sen on sulattava kuumentamalla: kuuma kohta. Tämä kuuma kohta sulaa vaippakiviä, jotka eivät ole kokeneet aikaisempia sulamistapahtumia "valtameren kuljetinhihnan" kautta, ja säilyttävät siten edelleen yhteensopimattomat alkuaineet, mukaan lukien Na ja K.

Na ja K-rikastus alkalikivissä.

1. Mantelimetasomatismi: Na ja erityisesti K ovat LIL: t: Ne ovat erittäin liikkuvia nesteissä. On mahdollista, että vaippakiviä metasomatoitiin K- ja Na-nesteillä. Tämä aiheuttaisi kivennäisaineiden, kuten flogopiitin (kiille) ja tiettyjen amfibolilajikkeiden muodostumisen vaippaan. Nämä mineraalit sulavat helposti ja lisäävät siten Na: ta ja K: ta alkalimagmaan.
2. Kuorikivien aiheuttama kontaminaatio: Tämä prosessi on erityisen tärkeä mannerosissa. Mannerkuoressa on runsaasti Na: ta ja K: ta (mikoja, maasälpäitä, amfiboleja), ja nämä alkuaineet voidaan helposti omaksua nousevaan alkalimagmaan.

miksi emäksisiä basaltteja on enemmän "kypsä" kuin koleiitit?

En ole aivan varma, mitä tarkoitat termillä 'kypsä', mutta käsittelen alkalisen magmaattisen toiminnan ajoitusta. Tässä on hyvin yksinkertaistettu kuvaus tapahtumista:

Aluksi (A) nuori puku on edelleen syvä. Sen muodostamat sulatteet ovat matalaa ja syviä. Sitten, kun höyhen 'kypsyy' (B), se aiheuttaa matalan sulamisen, jolloin syntyy suuria tholeeiittisia basaltteja. Ploomien marginaalit tuottavat edelleen matalan asteen alkalisulaa. Kun höyhen heikkenee (tai vain siirtyy jonnekin muualle), saat taas vain alkalin sulaa (anteeksi, olin liian laiska piirtämään kuvioon C, mutta sen ei pitäisi näyttää liian erilaiselta kuin A). Tämä on samanlainen kuin mitä tällä hetkellä tapahtuu Havaijilla. Uusin (vielä vedenalainen) tulivuori, Loihi, purkaisee alkalimagmat. Tämä vastaa kuvan A vaihetta. Tästä myös Havaijin (saari) vanhin kallio on valmistettu: alkalikivistä. Suurin osa Havaijilla (jälleen saarella) olevista kivistä on koleiittisia basaltteja, jotka puhkesivat noin sata tuhatta vuotta sitten, mikä vastaa kuvion B vaihetta. Viimeaikaiset (geologisesti) purkaukset ovat jälleen emäksisiä, samanlaisia ​​kuin vaihe C.

Jos haluat lisätietoja ylimääräisistä alkalikivistä ja vastaavista aiheista, katso nämä muut kysymykset ja vastaukset:

• Mitkä ovat korkean kentän voimakkuuden ja suurten ionien litofiilien (HFS tai HFSE & LIL tai LILE) elementit?
• Mitä harvinaiset maametallit ovat ja miksi ne klusteroituvat lähellä emäksistä magmatismia ?
• Onko Islannissa merkittäviä määriä harvinaisia ​​maametalleja?