Tracing the Garnet Signature in MORB from Ultra-Slow Spreading Centers: A Lu-Hf Isotopic Study of the Southwest Indian Ridge

追踪来自超慢速扩散中心的 MORB 中的石榴石特征:西南印度洋中脊的 Lu-Hf 同位素研究

基本信息

  • 批准号:
    9907173
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 5.19万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    1999
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    1999-11-01 至 2001-01-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The role of garnet remains a major unresolved question in the generation of mid-ocean ridge basalt (MORB). Trace element abundances in MORB suggest that melting occurs in the presence of garnet at most mid-ocean ridges, but if melting does begin within the garnet stability field (75 km depth) most melting models predict significantly more melt production than is needed to generate the 7 km thickness of typical oceanic crust. This paradox is even more problematic at ultra-slow spreading ridges (1 mm/y half-rate), as lavas from these ridges display the strongest garnet signatures found in MORB, yet the crust produced is significantly thinner than that generated at other mid-ocean ridges. We intend to probe the origin of the garnet signature in the ultra-slow spreading Southwest Indian Ridge (SWIR) by conducting a Lu-Hf isotopic investigation of MORB from this ridge. In particular we wish to test the hypothesis that the garnet signature may be due to the tapping of garnet pyroxenite veins in the upper mantle beneath the SWIR. These pyroxenite veins may represent ancient unhomogenized continental or oceanic lithospheric materials that were introduced into the southwestern Indian Ocean mantle during the breakup of Gondwanaland, and may be responsible for large observed Sr, Nd and Pb isotopic anomalies. The sensitivity of the Lu-Hf system to melting in the presence of garnet makes this isotope system ideal for testing the garnet pyroxenite hypothesis.
石榴石在洋中脊玄武岩(MORB)形成过程中的作用仍是一个悬而未决的重要问题。MORB中的微量元素丰度表明,在大多数洋中脊有石榴石存在的情况下熔融发生,但如果熔融确实在石榴石稳定场(75公里深)内开始,大多数熔融模型预测的熔融量明显大于产生典型海洋地壳7公里厚度所需的熔融量。这一悖论在扩展速度极慢的脊(1毫米/年的半速率)上甚至更有问题,因为这些脊的熔岩显示出MORB中最强的石榴石特征,但产生的地壳却明显比其他洋中脊薄。本文拟通过对西南印度脊(SWIR)超慢扩张的MORB进行Lu-Hf同位素研究,探讨其石榴石特征的来源。我们特别希望验证这样一个假设,即石榴石特征可能是由于在SWIR下的上地幔中出现了石榴石辉石脉。这些辉石岩脉可能代表了冈瓦纳大陆分裂期间引入西南印度洋地幔的古代非均质大陆或海洋岩石圈物质,并可能导致观测到的大的Sr、Nd和Pb同位素异常。在有石榴石存在的情况下,Lu-Hf体系对熔融的敏感性使该同位素体系成为测试石榴石辉石岩假说的理想选择。

项目成果

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  • 资助金额:
    $ 5.19万
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