Melt transport rates in heterogeneous mantle beneath mid-ocean ridges
Melt transport rates in heterogeneous mantle beneath mid-ocean ridges
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大洋中脊下异质地幔的熔体输运速率
DOI：
10.1016/j.gca.2015.09.029
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发表时间：
2016
影响因子：
5
通讯作者：
Weatherley S
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Weatherley S
最近对脊下融化迁移的研究表明，沟道化流动是非均质地幔融化的结果，扩张速度调节了局部流动的动力学。这一发现的一个推论是，地幔的非均质性和扩展速率都对熔体迁移的速度和时间尺度有影响。在这里，我们使用扩展板块下非均质地幔岩浆流动的数值模型来研究这些含义。该模型预测岩浆流动速度的广泛分布是次脊地幔的特征。在熔融区内，岩浆流动在平均熔融率区域最快；令人惊讶的是，来自高于平均熔融性来源的岩浆需要更长的时间才能到达山脊。扩散速率的影响相对简单，主要是在更高的扩散速率下导致更快的分离速度。计算的时间尺度很短，足以保持深层起源230个Th不平衡，在有利的参数制度下，也有226个Ra过剩。该模型的一个重要预测是，地幔非均质性引起u系列不平衡的显著自然变率，使不平衡与脊性或非均质性化学特征之间关系的识别复杂化。
Recent insights to melt migration beneath ridges suggest that channelized flow is a consequence of melting of a heterogeneous mantle, and that spreading rate modulates the dynamics of the localised flow. A corollary of this finding is that both mantle heterogeneity and spreading rate have implications for the speed and time scale of melt migration. Here, we investigate these implications using numerical models of magma flow in heterogeneous mantle beneath spreading plates. The models predict that a broad distribution of magma flow speeds is characteristic of the sub-ridge mantle. Within the melting region, magmatic flow is fastest in regions of average fusibility; surprisingly, magmas from sources of above-average fusibility travel to the ridge in a longer time. Spreading rate has comparatively simple consequences, mainly resulting in faster segregation speeds at higher spreading rates. The computed time scales are short enough to preserve deep origin 230 Th disequilibria and, under favourable parameter regimes, also 226 Ra excesses. An important prediction from the models is that mantle heterogeneity induces significant natural variability into U-series disequilibria, complicating the identification of relationships between disequilibria and ridge properties or chemical signatures of heterogeneity.
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