CO2-crystal wettability in potassic magmas: implications for eruptive dynamics in light of experimental evidence for heterogeneous nucleation
CO2-crystal wettability in potassic magmas: implications for eruptive dynamics in light of experimental evidence for heterogeneous nucleation
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钾岩浆中的二氧化碳晶体润湿性：根据异质成核的实验证据对喷发动力学的影响
DOI：
10.1093/gji/ggx039
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发表时间：
2017
影响因子：
2.8
通讯作者：
Schmidt B.C.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Sottili G;Fanara S;Silleni A;Palladino D.M;Schmidt B.C.
岩浆中的挥发性成分是火山喷发的触发和方式的基础。二氧化碳是岩浆中仅次于H2O的第二大挥发性成分，在上升和降压时首先达到饱和。通过对不同斑晶(唾液、镁铁质或氧化物)斑晶相的润湿角测量，实验研究了高温高压下粗面玄武岩和粗面岩熔体中CO2气泡的形核作用。晶体的存在降低了二氧化碳气泡成核所需的过饱和度，最高可达37 / (异相成核，HEN)，矿物化学的作用很小。与富水体系不同，长石晶体能有效地降低气泡成核所需的过饱和度。我们的数据表明，浅层超钾质系统中的主要液态相白榴石通过CO2HeN促进了晚期广泛的岩浆气泡作用，这可能解释了富CO2喷发系统向明显异常爆炸行为转变的原因。
The volatile content in magmas is fundamental for the triggering and style of volcanic eruptions. Carbon dioxide, the second most abundant volatile component in magmas after H2O, is the first to reach saturation upon ascent and depressurization. We investigate experimentally CO2-bubble nucleation in trachybasalt and trachyte melts at high temperature and high pressure (HTandHP) through wetting-angle measurements on different (sialic, mafic or oxide) phenocryst phases. The presence of crystals lowers the supersaturation required for CO2-bubble nucleation up to 37 per cent (heterogeneous nucleation,HeN), with a minor role of mineral chemistry. Different from H2O-rich systems, feldspar crystals are effective in reducing required supersaturation for bubble nucleation. Our data suggest that leucite, the dominantliquidusphase in ultrapotassic systems at shallow depth (i.e. <100 MPa), facilitates late-stage, extensive magma vesiculation through CO2HeN, which may explain the shifting of CO2-rich eruptive systems towards an apparently anomalous explosive behaviour.
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