Halogen variations in alkaline rocks from the Upper Rhine Graben (SW Germany): Insights into F, Cl and Br behavior during magmatic processes
Halogen variations in alkaline rocks from the Upper Rhine Graben (SW Germany): Insights into F, Cl and Br behavior during magmatic processes
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莱茵河上游地堑（德国西南部）碱性岩石中的卤素变化：深入了解岩浆过程中 F、Cl 和 Br 的行为
DOI：
10.1016/j.chemgeo.2014.05.003
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发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
3.9
通讯作者：
Keller
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Keller
本文报道了德国南部上莱茵格拉本地区Kaiserstuhl、Hegau和Urach地区一系列碱性岩石的卤素组成。大多数原始岩石(橄榄黄泥岩和橄榄霞石)的氯和溴浓度较低(一般分别低于100亿μg/g和0.3万亿μg/g)，而演化程度较高的闪锌矿、白云母和相关岩石(高达7600亿μg/g氯和34亿μg/g溴)。然而，无论岩石类型和样品位置如何，大多数样品的氯/溴比值都比较均匀(3711±1120)，这表明部分熔融、分步结晶和脱气对氯从溴中的分馏影响有限。原始岩石的氟含量变化有限(900~1100gμg/g)，在演化岩石的范围内(400~2100gμg/g)，但远高于以往对MORB和OIB地幔的估算(50~135gμg/g)。这可能表明莱茵地堑地区之下存在相对富F的地幔来源。与Cl/Br值相反，F/Cl值在三个数量级(从-lt；约0.1到100左右)上变化很大，并且从原始岩石到演化程度较高的岩石逐渐减小，这意味着分离结晶和脱气等岩浆作用对这一比值有很大影响。凯泽斯图尔一系列辉铁质岩石中F、Cl和Br值之间的正相关性可能记录了脱气过程，因为这些样品具有相似的地球化学和同位素特征，唯一的区别是结构不同：它们从玻璃质到显晶不同。简化的计算表明，在晶化过程中，大约有50%的F和90%的氯和溴被释放出来，导致F/Cl增加，但Cl/Br值相对不变。
We present halogen compositions in a series of alkaline rocks from the Kaiserstuhl, Hegau and Urach areas of the Upper Rhine Graben region (South Germany). Most primitive rocks (olivine melilitites and olivine nephelinites) have lower Cl and Br concentrations (generally below 100 μg/g and below 0.3 μg/g, respectively) compared to more evolved tephrites, phonolites and related rocks (up to 7600 μg/g Cl and 34 μg/g Br). However, the Cl/Br ratios of the majority of the investigated samples are relatively uniform (371 ± 120), regardless of rock type and sample locality, suggesting that partial melting, fractional crystallization, and degassing have limited effects on the fractionation of Cl from Br. The mean value of the Cl/Br ratio is similar to previous estimates for basaltic rocks representing MORB and OIB mantle signatures.Fluorine concentrations of the primitive rocks show limited variations (900–1100 μg/g) and are within the range defined by the evolved rocks (400–2100 μg/g), but are much higher than previous estimates for the MORB and OIB mantle (50–135 μg/g). This may indicate a relatively F-rich mantle source beneath the Rhine Graben region. In contrast to Cl/Br ratios, the F/Cl ratios vary significantly over three orders of magnitudes (from < 0.1 to around 100) and decrease from primitive rocks to more evolved ones, implying that magmatic processes such as fractional crystallization and degassing strongly effect this ratio.Positive correlations between F, Cl and Br contents in a series of tephritic rocks from Kaiserstuhl probably record degassing processes, since these samples have similar geochemical and isotopic signatures with the only difference being textural: they vary from glassy to phanerocrystalline. Simplified calculations imply that about 50% F and 90% Cl and Br were released during the crystallization process, resulting in increasing F/Cl, but relatively constant Cl/Br ratios.
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