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161.
Hawaiian basalt and Icelandic rhyolite: Indicators of differentiation and partial melting 总被引:1,自引:0,他引:1
B. D. Marsh B. Gunnarsson R. Congdon R. Carmody 《International Journal of Earth Sciences》1991,80(2):481-510
In spite of the voluminous basaltic volcanism on the island of Hawaii, rhyolite is not produced. Iceland, on the other hand, exhibits common rhyolitic volcanism amounting to some 10–12% of its surface rocks. This contrast is investigated using the fundamental igneous processes exhibited by sheet-like Hawaiian lava lakes and Shonkin Sag laccolith in Montana. Highly differentiated, residual melts normally reside within inwardly advancing solidification fronts and are generally inaccessible to eruptive processes. Only when a large initial phenocryst population is present, from which a thick basal cumulate can rapidly form, is it possible to supply highly differentiated melt into the active (i.e., eruptable) portion of the magma chamber. Although there is protracted control of differentiation at Hawaii by settling of olivine, further differentiation occurs within the solidification fronts. Only by repeated transport and holding is it possible to differentiate beyond the critical composition of the leading edge of the solidification front ( 7% MgO and 51.5% SiO2). Crystal size distributions (CSDs) for Hawaii and Shonkin Sag are used to demonstrate the inferred physical and chemical processes of solidification, including the kinetics of crystallization.A ubiquitous feature of these basaltic bodies is the formation of coarse veins and segregations of refined melt and granophyres within the upper solidification front. It is this fundamental bimodal feature which is the key to understanding Icelandic silicic volcanism.Rhyolites in Iceland occur mainly as a bimodal population with basalts associated with central volcanoes. Rhyolites, granophyres, and felsites are common, with the intrusions often being layered. Ash flows and true granite-like intrusions are rare. The voluminous silicic lavas at Torfajokull central volcano contain disequilibrium phenocryst assemblages. This, and the disagreement in oxygen isotopic values between rhyolites and basalts, reflects extensive partial melting of the heterogeneous basaltic crust of Iceland to produce these rhyolites. Relatively small, chemically distinct, and spatially intimate silicic bodies are formed by concentrating granophyric segregations from earlier cycles of solidification. This process is also reflected in the layered granophyric instrusion of Slaufrudalur in eastern Iceland. Slaufrudalur is an unvented subterranean caldera, equivalent in igneous processes and style to the subaerial Torfajokull caldera.Hawaii is dominated by fractional crystallization due to crystal settling and does not produce rhyolite. Iceland's tectonics allow continual and extensive reprocessing of thin, hot basaltic crust which produces rhyolite by concentrating original silicic segregations and veins and by partially melting intermediate extrusives, which have subsided deep into the crust.
Zusammenfassung Auf Hawaii treten, trotz intensiven Basalt-Vulkanismusses, keine Rhyolithe auf. Auf Island dagegen ist Rhyolith, mit 10–12% des anstehenden Gesteins, verbreitet. Dieser Kontrast wurde anhand grundlegender magmatischer Prozesse untersucht, wie sie in flachen Lava-Seen Hawaiis und im Shonkin Sag Laccolith Montanas auftreten. Hochdifferenzierte Restschmelzen verbleiben innerhalb langsam nach innen vorrückender Erstarrungsfronten und sind meist unerreichbar für eruptive Prozesse. Nur wenn anfänglich bereits große Mengen von Einsprenglingen vorhanden sind, die rasch am Boden der Magmenkammer akkumulieren, kann eine hochdifferenzierte Schmelze in den aktiven (d.h. eruptiven) Teil der Magmenkammer gelangen. Obwohl auf Hawaii die Differentiation durch die Kristallisation von Olivin anhaltend kontrolliert wird, findet an der Erstarrungsfront weitere Differentiation statt. Nur durch wiederholten Transport und zeitweiliges Verharren ist es möglich, über die kritische Zusammensetzung der vordersten Erstarrungsfront hinaus zu differenzieren (ca. 7% MgO und 51,5% SiO2). An Kristallgrö-ßenverteilungen (CDS) von Hawaii und Shonkin Sag können die angenommenen physikalischen und chemischen Prozesse der Kristallisation und die Kristallisationskinetik gezeigt werden. Ein weit verbreitetes Merkmal dieser Basaltkörper ist die Bildung grobkristalliner Gänge und Absonderung von stark differenzierten Schmelzen und Granophyren innerhalb der oberen Erstarrungsfront. Diese ausgeprägt bimodale Charakteristik ist der Schlüssel zum Verständnis des sauren isländischen Vulkanismus.Isländische Rhyolithe treten meist in bimodaler Verbreitung mit Basalten in Zusammenhang mit zentralen Vulkanen auf. Rhyolithe, Granophyre und Feisite sind häufig, in oft geschichteten Intrusionen. Ignimbrite und echte Granitintrusionen sind selten. Die großen Mengen SiO2-reicher Laven am Torfajokull-Zentralvulkan enthalten Ein-sprenglinge, die sich nicht im Gleichgewicht mit der Matrix befinden. Dies, und die unterschiedlichen delta-18O-Werte von Rhyolithen und Basalten, zeigen, daß ausgeprägtes teilweises Aufschmelzen der heterogenen Basaltkruste von Island zur Produktion dieser Rhyolithe führte. Relativ kleine, nahe benachbarte saure Körper, die aber deutliche Unterschiede in ihrem Chemismus aufweisen, werden gebildet durch die Konzentration granophyrischer Teilschmelzen aus früheren Kristallisationszyklen. Dieser Vorgang wird auch widergespiegelt in der »layered intrusions« von Slaufrudalur in Ostisland. Slaufrudalur ist eine geschlossene unterirdische Kaldera, deren magmatische Prozesse und Baustil der subaerischen Torfajokull-Kaldera entsprechen.Die Prozesse in Hawaii sind dominiert von gravitativer Kristallisationsdifferentiation und es werden keine Rhyolithe produziert. Die isländische Tektonik führt zu kontinuierlicher starker Wiederaufarbeitung von dünner, heißer basaltischer Kruste. Dabei wird, durch die Konzentration ursprünglicher saurer Teilschmelzen und Gänge und durch die teilweise Aufschmelzung intermediärer Intrusiva, die tief in die Kruste abgesunken sind, Rhyolith produziert.
Résumé En dépit du volcanisme basaltique volumineux des îles Hawaï, il n'y existe pas de rhyolite. En Islande, par contre, le volcanisme rhyolitique est commun et représente 10 à 12% des roches de la surface. Ce contraste est examiné sur la base des processus ignés fondamentaux présentés par les lacs de lave d'Hawaï et le laccolite de Shonkin Sag au Montana. Normalement, les liquides résiduels hautement différenciés résident à l'intérieur des fronts de solidification qui progressent vers l'arrière et sont généralement à l'abri des processus éruptifs. Ce n'est que dans le cas d'une population initiale abondante de phénocristaux, qui se rassemblent dans un cumulat basai épais, que des liquides hautement différenciés peuvent être fournis à la portion active (c'est-à-dire »éruptible«) de la chambre magmatique. A Hawaï, bien que la différenciation soit continuellement régie par la cristallisation d'olivine, la poursuite du processus a lieu à l'intérieur des fronts de solidification. Ce n'est que par la répétition d'actions de transport et de stagnation qu'il est possible de différencier audelà de la composition critique du front de solidification (±7% MgO et 51,5% SiO2). A partir de la distribution de la taille des cristaux à Hawaï et à Shonkin Sag, on peut déduire les processus physique et chimique de la solidification, y compris la cinétique de la cristallisation.Une particularité courante de ces corps basaltiques est la formation de veines grenues et de ségrégations de liquides très différenciés et de granophyres à l'intérieur du front supérieur de solidification. Cette manifestation bimodale est la clé qui permet de comprendre le volcanisme siliceux islandais.En Islande, les rhyolites constituent d'ordinaire une population bimodale avec les basaltes centraux. Les rhyolites, les granophyres et les felsites sont fréquents, et souvent sous forme d'intrusions litées. Les coulées ardentes et les vraies intrusions de type granitique sont rares. Les volumineuses laves siliceuses du volcan central de Torfajokull contiennent des assemblages de phénocristaux en déséquilibre. Ce fait, ainsi que la non concordance des isotopes de l'oxygène entre rhyolites et basaltes, traduisent, à l'origine de ces rhyolites, une fusion partielle extensive de la croûte basaltique hétérogène d'Islande. Des corps siliceux relativement petits et chimiquement distincts bien que d'emplacements très voisins se sont formés par concentration de fusions partielles granophyriques lors des premiers cycles de solidification. Ce processus s'exprime également dans l'intrusion granophyrique litée de Slaufrudalur, en Islande orientale. Slaufrudalur est une caldeira souterraine fermée, équivalente par son style et son processus igné à la caldeira subaérienne de Torfajokull.A Hawaï, le phénomène dominant est la cristallisation fractionnée gravitative, sans production de rhyolite. La tectonique de l'Islande permet la régénération continue et extensive d'une mince croûte basaltique chaude. Les rhyolites y sont engendrées par la concentration des veines et ségrégations siliceuses originelles et par la fusion partielle de masses extrusives intermédiaires descendues profondément dans la croûte.
, . , 10–12% . , Shonkin Sag Laccolith Montanas. . , , . , . . ( 7% MgO 51,5% SiO2). (CDS) Shonkin Sag , , . . . . , , . . , Torfajokull , ., 18O , . , , , , « » («layered intrusions») Slaufrudalur, . , , Torfajokull. . . , , , .相似文献
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Prof. Dr. A. Kröner 《International Journal of Earth Sciences》1991,80(2):429-440
New age and isotopic data show that the high-grade basement rocks of Sri Lanka were not linked to the Archaean granulite domain of southern India but experienced their main structural and metamorphic development during the Pan-African event some 950 to 550 Ma ago. This occurred when West Gondwana and East Gondwana collided to form one of the longest collisional structures in the Supercontinent — the Mozambique belt that extends from Mozambique to Ethiopia and Sudan. A major tectonic boundary, interpreted as a thrust zone, divides the Highland/Southwestern Complex in the central part of Sri Lanka from the Vijayan Complex in the E and SE. The former is interpreted to represent the remnant of a once extensive passive margin extending west, in a Gondwana reconstruction, via Madagasgar to Tanzania and Mozambique. The Vijayan Complex may have been part of a separate continental margin plutonic assemblage, and its collision with the Highland/ Southwestern Complex marks the final amalgamation of East and West Gondwana into a supercontinent some 550 Ma ago. The Sri Lankan granulites cannot be correlated with the distinctly older granulites of the Eastern Ghats belt of India, and this suggests that Sri Lanka was situated close to the SE coast of Madagascar in a Gondwana reconstruction.
Zusammenfassung Neue Isotopen- und Altersdaten aus dem metamorphen Grundgebirge von Sri Lanka zeigen, daß dieses Gebiet nicht, wie vielfach vermutet, Teil des archaischen Granulitkomplexes von Südindien war, sondern seine strukturelle und metamorphe Entwicklung während der panafrikanischen Orogenèse zwischen ca. 950 Ma und ca. 550 Ma hatte. Diese Orogenèse ist das Resultat der Kollision zwischen West-Gondwana (Afrika und Südamerika) und Ost-Gondwana (Südindien, Australien und Antarktis) und führte zur Bildung eines der längsten Kollisionsgürtel des Superkontinentes, dem Mosambik-Gürtel, der sich von Mosambik bis nach Äthiopien und in den Sudan erstreckt. Der West- und Zentralteil Sri Lankas mit den Wanni und Highland/Southwestern Komplexen wird vom Vijayan Komplex im Osten und Südosten durch eine Überschiebungszone getrennt, die möglicherweise eine Sutur darstellt. Die Gesteine im Westen und in den Highlands werden als der Rest eines ehemals weiträumigen passiven Kontinentalrandes interpretiert, zu dem wohl auch die lithologisch ähnlichen Abfolgen der hochmetamorphen Gebiete in Mosambik, Tansania und Madagaskar gehörten. Der Vijayan Komplex war wohl Teil der separaten plutonischen Suite eines aktiven Kontinentalrandes, und seine Kollision mit dem Highland/ Southwestern Komplex markiert das endgültige Verschweißen von West- und Ost-Gondwana zu einem Superkontinent vor ca. 550 Ma. Die Granulite Sri Lankas können nicht mit den deutlich älteren Granuliten des Gürtels der Eastern Ghats in Südost Indien korreliert werden sondern ähneln eher den hochgradigen Gesteinen in Südost Madagaskar. Damit ist die Lage Sri Lankas nahe Madagaskar in einer Gondwana Rekonstruktion wahrscheinlicher als nahe der Südostküste Indiens.
Résumé De nouvelles données isotopiques et géochronologiques montrent que les roches métamorphiques du socle du Sri Lanka ne constituent pas, comme on l'a souvent cru, une partie du complexe granulitique archéen de l'Inde méridionale, mais qu'elles ont vécu leur propre histoire tectono-métamorphique au cours de l'orogenèse panafricaine, entre 950 et 550 Ma. Cette orogenèse est le résultat de la collision entre le Gondwana occidental (Afrique et Amérique du Sud) et le Gondwana oriental (Inde du sud, Australie et Antarctique) et constitue une des plus grandes chaînes de collision du Supercontinent: la chaîne du Mozambique, qui s'étend du Mozambique jusqu'au Soudan et en Ethiopie. Un contact tectonique majeur, interprété comme un charriage, sépare le »Highland/South-western Complex« (partie centrale du Sri Lanka) du »Vijayan Complex« (partie est et sud-est). Le premier de ces complexes est interprété comme un reste d'une ancienne marge passive de grande étendue, à laquelle appartenaient aussi les séries lithologiquement analogues du domaine très métamorphique du Mozambique, de Tanzanie et de Madagascar. Le «Vijagan Complex« a pu être une partie d'un ensemble plutonique séparé de marge active; sa collision avec le »Highland/Southwestern Complex« marque la réunion finale en un super-continent il y a quelque 550 Ma, des Gondwanas oriental et occidental. Les granulites du Sri Lanka ne peuvent pas être corrélées avec celles de la chaîne des Eastern Ghats (Inde du sud-est) qui sont nettement plus anciennes; elles se rapprochent plutôt des roches très métamorphiques du sud-est de Madagascar. On en déduit que la position du Sri Lanka, dans une reconstruction du Gondwana, devait être plus proche de Madagascar que de la côte sud de l'Inde.
, , , , , , .. 950 550 . — — — . , , . - - - , , , . , , , , , . , , , - 550 . - - , , - . , - , - .相似文献
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The rigorous Kerker-Matijevi formulae for light scattering by co-axial double cylinders are used to calculate the extinction properties of hollow organic grains. A size distribution of such particles together with iron whiskers of radii 0.01 m, silica spheres of radius 0.03 m and free aromatic molecular clusters comprised of 50–100 atoms yield excellent agreement with data on the extinction of starlight. The mass ratios of silica to organics and of iron to organics are in good accord with cosmic abundance constraints. 相似文献
164.
Quasi-steady high-temperature current sheets are an energy source during the main or hot phase of solar flares. Such sheets are shown to be stabilized with respect to the tearing instability by a small transverse component of magnetic field existing in the sheets. 相似文献
165.
Spectrophotometric observations of the eclipsing binary system Capricorni, covering the wavelength interval 3300–7300 Å, have been presented. Comparison of the standard spectral scans of Cap with the spectral scans of the stars of known spectral types and luminosity classes taken from the Breger (1976) catalogue shows that, near the phase of secondary eclipse, Cap shows the spectral-luminosity type as A8-9III. This is in agreement with the photometric findings of Srivastava (1987b). H emission is not visible convincingly, however, some irregularities are apparent, at least in two scans, around the H region. 相似文献
166.
We present the results of the photometric observations, in theUBVRJHKLMNQ system, of CH Cyg, made in the period 1978–1987. They have shown that from 1985 to 1987 dust condensed in its circumstellar envelope have taken place the condensation of the dust matter. In 1987 its mass and temperature were about 3×10–8
M
and 800 K, respectively. 相似文献
167.
Liouville's theorem for radiation, of which the generalized étendue is a consequence, implies 2 d2
d2
A = constant along the ray path, where is the refractive index and d2
and d2
A are the ranges, respectively, of solid angle and of area that define a ray (actually a bundle of rays). Implications of this concept on the propagation of radio waves from the actual to the apparent source in the solar corona (i.e., the scatter image of the true source) are discussed. The implications for sources of fundamental plasma radiation include: (1)The observed solid angle (defining the directivity) and apparent area A of the source are compatible with Liouville's theorem only if the apparent source (the scatter image of the true source) corresponds to the envelope of subsources with a small filling factor f. (2) The brightness temperature T
Bof the actual source is greater than that of the apparent source by f
-1. (3) For sources of fundamental plasma radiation the factor f is very small ( 10-2). (4) A long-standing discrepancy between the observed low value of T
B at meter/decameter wavelengths for the quiet Sun and the known coronal temperature may be resolved by noting that the implied coronal temperature is given by T
B
f and that the factor f must be significantly less than unity.A brief discussion is included of the relation between Liouville's theorem, the generalized étendue, Milne's laws, occupation numbers, extension in phase, and suppression of emission by a medium with refractive index unequal to unity. 相似文献
168.
N. B. Ograpishvili 《Solar physics》1988,115(1):33-41
An attempt is made to study the relations between emergence of active regions and the solar background large-scale structures on the basis of Solar Geophysical Data, including Kitt-Peak magnetograms, H filtergrams, and Ca images.The emergence of 217 active regions (a.r.s) that have appeared on the solar disk not farther than ± 60° from the central meridian is studied. The a.r.s are divided into two classes A and B according to their birth location. Class A contains a.r.s emerged far (8–10°) from the background field boundaries, and class B- those emerged near to (55°) or just at the boundaries.It was found that a.r.s of class A differ appreciably from those of class B; in particular, the dimensions and the intensity (S, I) of class B a.r.s are nearly twice as large as those of class A. For class A a.r.s some alterations of the solar large-scale structure boundaries were found in 15% of all the cases, whereas for those of class B in 60%. 相似文献
169.
The similarity in properties of GK Per and BV Cen suggests that the latter may be a classical nova remnant rather than a dwarf nova. Our H and V CCD photometry show no sign of a nova shell but disclose the presence of a close and probably physical companion. BV(RI)
c
CCD photometry of the companion, assumed to be a dwarf, givesM
v
=3.1±0.3 for BV Cen at quiescence. Even though half of the light in BV Cen comes from the secondary this is much brighter than expected for a dwarf nova and supports the conclusion that BV Cen was an unrecorded nova. 相似文献
170.
A self-similar solution to the problem of the implosion of a cylindrical shock wave in the presence of a magnetic field has been investigated. A strong shock wave in a cylindrically-symmetric flow travels to the axis of symmetry through a gas of uniform initial density 0 and zero-pressure. A comparative study has been made between the results obtained in ordinary gasdynamics and magnetogasdynamics with transverse and axial components of the magnetic field. The value of similarity exponent has been assigned from that found in the paper of Whitham (1958). 相似文献