Chaotic Flow Patterns from a Deep Plutonic Environment: a Case Study on Natural Magma Mixing
Chaotic Flow Patterns from a Deep Plutonic Environment: a Case Study on Natural Magma Mixing
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深成环境中的混沌流模式：自然岩浆混合案例研究
DOI：
10.1007/s00024-014-0940-6
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发表时间：
2015
影响因子：
2
通讯作者：
De Campos C.P.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
De Campos C.P.
这项工作主要研究深部深成环境中玄武岩和花岗岩的混合。总结和讨论了寒武纪-奥陶纪花岗岩岩混合模式的描述和分维的测量，以及地球化学数据的评价。岩体中不同的形态区域显示了辉长岩/花岗岩混合基质中的同心碎裂和/或折叠的花岗岩层。这与两个主要是规则的辉长岩地区形成了鲜明的对比。这些规则区域被紧密拉伸的细丝区分开，在这些细丝区中，混合增强。花岗岩和辉长岩域之间尖锐和渐变的接触描述了冻结流动(混合)和对流增强扩散过程(混合)之间的相互作用。不同尺度的分维测量和常量元素的归一化浓度变化分析指向岩浆混合：所研究的岩体的成分变异性和流动模式在很大程度上受控于花岗岩和玄武岩端元之间的自然混沌混合过程。在混合过程中，共沸分离结晶无疑增加了体系的复杂性。然而，由于流动和混合随着温度的下降而停止，流动模式肯定保留了两种对比强烈的岩浆聚集并冻结时的主要形态和成分。流动模式被保存了下来。随着温度的进一步降低，分离结晶作用开始，混合岩浆以不同比例混合后形成混合岩。
This work focuses on the mixing between basalt and granite in a deep plutonic environment. The description of mixing patterns and measurements of fractal dimensions, and the evaluation of geochemical data from a Cambro–Ordovician granitic pluton are summarized and discussed. Different morphologic domains within the pluton reveal concentric fragmented and/or folded layers of granite in a gabbro/granite mixed matrix. This stands in contrast to two predominantly regular gabbroic regions. These regular regions are separated by tightly stretched filament areas, in which mixing is enhanced. Sharp and gradational contacts between granitic and gabbroic domains depict the interplay among frozen flows (mingling) and convection-enhanced diffusion processes (mixing). Measurements of fractal dimensions at different scales and analysis of normalized concentration variance for major elements point towards magma mixing: the compositional variability and flow patterns of the studied pluton have been greatly controlled by a natural chaotic mixing process between a granitic and a basaltic end-member. During the mixing process, coeval fractional crystallization no doubt contributed to increasing the complexity of the system. However, since flow, and therefore mixing, stops with temperature decrease, flow patterns must have retained the predominant morphology and composition of the moment at which both contrasting magmas came together and froze. Flow patterns have been preserved. With further temperature decrease, fractional crystallization took over and hybrid rocks were generated from the fractionation of magmas previously mixed in different proportions.
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