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“多級原地結(jié)晶作用巖漿蒸餾塔”假說

2023-03-23 10:06 作者:喬治和佩奇的爸爸  | 我要投稿


金雞嶺復(fù)式巖體花崗質(zhì)巖石部分地球化學(xué)特征
金雞嶺復(fù)式巖體結(jié)晶分異作用地球化學(xué)模擬結(jié)果

(1)即使高達(dá)100%結(jié)晶程度,平衡結(jié)晶作用也不能使不相容元素超級富集(2)分離結(jié)晶作用顯示最高效的不相容元素富集效率,結(jié)晶程度達(dá)97.5%(剩余熔體分?jǐn)?shù)0.025時稀有金屬成礦;(3)原地結(jié)晶作用地球化學(xué)模擬結(jié)果與所觀測數(shù)據(jù)擬合較好,稀有金屬成礦需結(jié)晶程度達(dá)98.3%。


金雞嶺復(fù)式巖體結(jié)晶分異作用地球化學(xué)模擬結(jié)果
MELTS模擬結(jié)果

然而,當(dāng)花崗質(zhì)熔體結(jié)晶程度超90%,剩余熔體組分已不再是花崗質(zhì)熔體組分。結(jié)晶程度高達(dá)98.3%時,即使初始熔體僅1 wt.%水含量,此時剩余熔體水含量也高達(dá)60 wt.%,而SiO2含量已極低。

多級原地結(jié)晶作用地球化學(xué)模擬結(jié)果

相較復(fù)雜自然系統(tǒng),極簡化的多級原地結(jié)晶作用地球化學(xué)模型

每一次巖漿侵入或晶粥體活化都發(fā)生一次原地結(jié)晶作用,發(fā)生在巖漿儲庫中對流的高熔體比巖漿儲層中;并假設(shè)下一次原地結(jié)晶作用的巖漿揮發(fā)份相(MVP)初始濃度,近似于上一次原地結(jié)晶作用的最終濃度,是以上升的熔體反應(yīng)流(reactive melt flow)為載體運(yùn)移的。多級原地結(jié)晶作用地球化學(xué)模型可通過多次累積使MVP超級富集,不再需要花崗質(zhì)巖漿發(fā)生極端結(jié)晶程度(接近100%)的假設(shè)。

多級原地結(jié)晶作用巖漿蒸餾塔(magmatic distillation columns)模式圖

參考文獻(xiàn):

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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