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“多级原地结晶作用岩浆蒸馏塔”假说

2023-03-23 10:06 作者:乔治和佩奇的爸爸  | 我要投稿


金鸡岭复式岩体花岗质岩石部分地球化学特征
金鸡岭复式岩体结晶分异作用地球化学模拟结果

(1)即使高达100%结晶程度,平衡结晶作用也不能使不相容元素超级富集(2)分离结晶作用显示最高效的不相容元素富集效率,结晶程度达97.5%(剩余熔体分数0.025时稀有金属成矿;(3)原地结晶作用地球化学模拟结果与所观测数据拟合较好,稀有金属成矿需结晶程度达98.3%


金鸡岭复式岩体结晶分异作用地球化学模拟结果
MELTS模拟结果

然而,当花岗质熔体结晶程度超90%,剩余熔体组分已不再是花岗质熔体组分。结晶程度高达98.3%时,即使初始熔体仅1 wt.%水含量,此时剩余熔体水含量也高达60 wt.%,而SiO2含量已极低

多级原地结晶作用地球化学模拟结果

相较复杂自然系统,极简化的多级原地结晶作用地球化学模型

每一次岩浆侵入或晶粥体活化都发生一次原地结晶作用,发生在岩浆储库中对流的高熔体比岩浆储层中;并假设下一次原地结晶作用的岩浆挥发份相(MVP)初始浓度,近似于上一次原地结晶作用的最终浓度,是以上升的熔体反应流(reactive melt flow)为载体运移的。多级原地结晶作用地球化学模型可通过多次累积使MVP超级富集,不再需要花岗质岩浆发生极端结晶程度(接近100%)的假设。

多级原地结晶作用岩浆蒸馏塔(magmatic distillation columns)模式图

参考文献:

Liu X H, Li B, Lai J Q, Jiang S Y., 2022. Multistage in situ fractional crystallization of magma produced a unique rare metal enriched quartz-zinnwaldite-topaz rock. Ore Geology Reviews, 2022

Langmuir, C.H., 1989. Geochemical consequences of in situ crystallization. Nature, 340.

Jackson, M.D., Blundy, J., Sparks, R.S.J., 2018. Chemical differentiation, cold storage  and remobilization of magma in the Earth’s crust. Nature, 564.

Bachmann, O., Huber, C., 2019. The Inner Workings of Crustal Distillation Columns; the Physical Mechanisms and Rates Controlling Phase Separation in Silicic Magma Reservoirs. Journal of petrology, 60.

Troch, J., Huber, C., Bachmann, O., 2022. The physical and chemical evolution of  magmatic fluids in near-solidus silicic magma reservoirs: Implications for the  formation of pegmatites. Am. Mineral. 107.

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