Experimental phase equilibria of a Mount St. Helens rhyodacite: a framework for interpreting crystallization paths in degassing silicic magmas
Experimental phase equilibria of a Mount St. Helens rhyodacite: a framework for interpreting crystallization paths in degassing silicic magmas
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圣海伦斯山流英安岩的实验相平衡：解释脱气硅质岩浆结晶路径的框架
DOI：
10.1007/s00410-015-1160-5
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发表时间：
2015
影响因子：
3.5
通讯作者：
Riker J
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Riker J
在相对氧化条件下（NNO至NNO + 3），在变总压（25-457 MPa）和流体成分（XH2Ofl= 0.6-1.0）条件下，对美国圣海伦斯山流纹石进行了等温（885℃）相平衡实验。通过扫描电子显微镜、电子探针和SIMS对产物进行了表征。实验相组合和相化学与圣海伦斯山4000年来的自然样品相一致。我们的研究结果强调了压力和熔体水含量在控制相比例和组成方面的重要性，表明在没有混合、冷却甚至减压的情况下，会产生多么显著的结构和组成变化。相反，岩浆的总体挥发性含量的变化，以及相对于周围熔体的流体迁移的可能性，意味着岩浆在储存、运输和喷发过程中可能会通过压力-流体组成空间采取不同的轨迹。我们介绍了一种将等温相平衡投射到CO2-H2O空间的新方法（就像通常对熔体包裹体所做的那样），并使用这种投影来解释圣海伦斯山英安岩的岩石学数据。通过拟合实验数据作为熔体含水量的经验函数，我们展示了不同的等温岩浆脱气情景（如水饱和上升、蒸汽缓冲上升和蒸汽通量）如何产生截然不同的结构和化学后果。我们探讨了岩石学数据如何用于推断天然岩浆的脱气路径，并得出结论，在这方面，熔融co2含量是一个比熔融H2O更有用的参数。
We present isothermal (885 °C) phase equilibrium experiments for a rhyodacite from Mount St. Helens (USA) at variable total pressure (25–457 MPa) and fluid composition (XH2Ofl= 0.6–1.0) under relatively oxidizing conditions (NNO to NNO + 3). Run products were characterized by SEM, electron microprobe, and SIMS. Experimental phase assemblages and phase chemistry are consistent with those of natural samples from Mount St. Helens from the last 4000 years. Our results emphasize the importance of pressure and melt H2O content in controlling phase proportions and compositions, showing how significant textural and compositional variability may be generated in the absence of mixing, cooling, or even decompression. Rather, variations in the bulk volatile content of magmas, and the potential for fluid migration relative to surrounding melts, mean that magmas may take varied trajectories through pressure–fluid composition space during storage, transport, and eruption. We introduce a novel method for projecting isothermal phase equilibria into CO2–H2O space (as conventionally done for melt inclusions) and use this projection to interpret petrological data from Mount St. Helens dacites. By fitting the experimental data as empirical functions of melt water content, we show how different scenarios of isothermal magma degassing (e.g., water-saturated ascent, vapor-buffered ascent, and vapor fluxing) can have quite different textural and chemical consequences. We explore how petrological data might be used to infer degassing paths of natural magmas and conclude that melt CO2content is a much more useful parameter in this regard than melt H2O.
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