基于磷灰石MgO含量的岩浆岩熔体成分计及其应用
批准号:
42102045
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
詹琼窑
依托单位:
学科分类:
岩石学
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
詹琼窑
中文摘要
磷灰石因其在各类岩石中广泛发育和能够容纳多种具有地质意义的元素而成为地质学研究中一个强有力的工具。本项目以岩浆岩磷灰石为研究对象,重点关注磷灰石MgO含量这一较少被以往研究所关注的成分。拟通过收集大量相平衡实验中磷灰石和平衡熔体成分数据、火山岩中磷灰石和共存玻璃成分数据、火山岩和侵入岩中磷灰石和全岩成分数据,揭示磷灰石MgO含量与平衡熔体MgO含量之间潜在的定量关系。在此基础上,拟通过分析云南腾冲全新世火山岩中磷灰石和共存玻璃成分进一步证实所发现的定量关系,从而建立基于磷灰石MgO含量恢复平衡熔体MgO含量的岩浆岩熔体成分计。最后对川西松潘-甘孜褶皱带和义敦岩浆弧晚三叠世侵入岩进行研究,将磷灰石MgO含量应用于探讨侵入岩是否大多数具有堆晶岩属性,为揭示火山岩与侵入岩的联系提供新的视角。
英文摘要
Apatite is a powerful research tool in geological studies because it is ubiquitous in various rocks and its ability to incorporate many useful elements. This project aims to study magmatic apatite and mainly focus on its MgO content which is less focused by previous studies. By compiling large compositional data of apatites and equilibrium melts in phase equilibrium experiments, apatites and coexisting glasses in volcanic rocks, volcanic apatites and bulk rocks, and plutonic apatites and bulk rocks, this project intends to decipher the potential quantitative relationship between apatite MgO and equilibrium melt MgO. The Holocene volcanic rocks in Tengchong area, Yunnan province are targeted for analyses for apatites and coexisting glasses, which is used to verify the proposed relationship. By doing these things, this project aims to calibrate a magmatic melt chemometry which can be used to quantitatively calculate melt MgO based on equilibrium apatite MgO. Finally, by using apatite MgO and the calibration, this project intends to decipher whether most plutonic rocks are cumulates in nature or not through a case study of the Late Triassic plutonic rocks in the Songpan-Ganzi Fold Belt and Yidun magmatic arc in the western Sichuan province. This will provide a new perspective on the relationship between volcanic and plutonic rocks.
磷灰石是岩浆岩、变质岩、沉积岩乃至陨石中十分常见的副矿物。其可以包含许多对物理化学条件敏感的元素。这使得磷灰石成为地质学研究中一种强有力的研究工具,被广泛应用于地球和地外星球地质研究中。因此,厘定各种元素在磷灰石和硅酸盐熔体之间的分配具有重要的意义。本项目研究了Mg、Fe以及其它一些关键元素在磷灰石和硅酸盐熔体中的分配行为及其意义。研究发现:1)Mg在磷灰石和硅酸盐熔体中的分配受熔体结构控制,随着熔体聚合程度增加而增大,表明在越演化的熔体中,Mg在磷灰石中的相容性越高;2)自然体系中,多数火山岩中磷灰石和寄主岩全岩成分是平衡的,而在大多数侵入岩中磷灰石与寄主岩全岩成分是不平衡的,表明侵入岩(包括大多数花岗岩类)具有堆晶岩的属性;3)Fe在磷灰石和硅酸盐熔体中的分配受熔体结构和氧逸度的共同控制,随着熔体聚合程度增加而增大,表明在越演化的熔体中,Fe在磷灰石中的相容性增强,此外随着氧逸度降低而增大,表明在越还原的条件下,Fe在磷灰石中的相容性越强。本研究阐明了Mg、Fe以及其它一些关键元素在磷灰石与熔体间的分配行为以及控制分配系数的因素,拓展了磷灰石在地质研究中的应用潜力。同时揭示出磷灰石可以为岩浆岩岩石学中一个争论的热点—即火山岩与侵入岩的联系或表述为侵入岩(特别是花岗岩类)是代表固结的熔体还是经历了演化熔体抽取后残留的堆晶岩(晶体加残余熔体)—提供新的视角。
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