The liquidus surface of the system forsterite - kalsilite - quartz at 28 kb under dry conditions,in presence of H2O,and of CO2 |
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| Authors: | A K Gupta D H Green |
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| Institution: | (1) Department of Geology and Geophysics, University of Allahabad, Allahabad-211002, U.P., India;(2) Present address: Department of Geology, University of Tasmania, G. P.O. Box 252 C, 7001 Hobart, Tasmania, Australia |
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| Abstract: | Summary The system forsterite-kalsilite-quartz (Fo-Ks-Qz) has been studied at 28 kb and variable temperatures in the presence of CO2 or H2O and in the absence of volatiles to clarify the role of potassium in mantle phase equilibria. Under dry conditions, the forsterite--enstatite (En)-sanidine (San) peritectic (En + liquid  Fo + San) occurs at 1460°C ± 20 °C at Fo5Ks62Qz33 and the Fo-San-Ks eutectic at 1440 ± 10 °C at (Fo
6Ks
69Qz
25). Dry melting of forsterite-enstatite-sanidine produces liquids at 1460°C which lie well to the Ks side of the Fo-San join. Under water-saturated-conditions, there is a large liquidus of phlogopite (Ph). The extrapolation of the Fo Ph join to intersect the Fo-Ph reaction boundary defines a thermal divide for liquids trending either towards the Ks-San-Ph or Qz-San-Ph eutectics. Under CO2-saturated conditions, the olivine-enstatite cotectic moves to much lower SiO2 compositions, such that the Fo-En-San eutectic occurs < 1260 ± 20 °C at compositions well within Fo--San-Ks field. The experimental study of the system establishes mechanisms through variation of CO2 H2O (C-H-0) by which a simplified phlogopite-bearing harzburgite may yield potassic liquids ranging from hypersthenenormative (and fractionating on a path to SiO2 oversaturation) to strongly leucite (or kalsilite)-normative. The fractionation of hydrous silica-undersaturated liquids may trend either towards SO2-oversaturated minimum or towards SiO2-undersaturated minimum depending upon the role of phlogopite.
Die Liquidusfläche des Systems forsterit-kalsilite-quarz bei 28 kbar unter trockenen bedingungen, sowie bei anwesenheit von H2O und CO2
Zusammenfassung Das System Forsterit-Kalsilit-Quarz (Fo-Ks-Qz) wurde bei 28 kbar und variablen Temperaturen in Anwesenheit von CO2 and H2O sowie bei Abwesenheit von Volatilen untersucht, um die Rolle des Kaliums in den Phasengleichgewichten des Erdmantels aufzuklären. Unter trockenen Bedingungen liegt das Forsterit-Enstatit(En)-Sani din(San)-Peritektikum (En + liquid -> Fo + San) bei 1460±:E 20°C undFo
5Ks
62Qz
33 und das Fo-San-Ks Eutektikum bei 1440± 10 °C und Fo6Ks
69Qz
25. Trockenes Schmelzen von Forsterit-Enstatit-Sanidin erzeugt Schmelzen bei 1460°C, die deutlich auf der Ks-Seite der Linie Fo-San liegen. Unter wassergesättigten Bedingungen besteht ein großer Liquidus für Phlogopit (Ph). Die Extrapolation der Fo-Ph-Linie bis zum Schnitt mit der Grenze der Fo-Ph-Reaktion definiert eine thermische Scheidelinie für Schmelzen, gegen die Eutektika von Ks-San-Ph oderQz-San-Ph zu tendieren. Unter CO2-Sättigung verschiebt sich das Olivin-Enstatit-Kotektikum zu viel niedrigeren SiO2-Gehalten, so daß das Fo-En--San-Eutektikum bei 1260°C und Zusammensetzungen klar innerhalb des Fo-San-Ks-Feldes auftritt. Das experimentelle Studium des Systems setzt die Mechanismen durch Variation von CO2-H2O (C-H-O) fest, durch welche ein vereinfachter Phlogopit-führender Harzburgit kalibetonte Schmelzen liefern kann, die von Hypersthen-normativ (und auf einem Fraktionierungsweg zu SiO2-Übersättigung führend) bis zu stark Leuzit-(oder Kalsilit-)normativ variieren. Die Fraktionierung von wäßrigen SiO2-untersättigten Schmelzen kann je nach der Rolle des Phlogopits entweder gegen ein SiO2-übersättigtes Minimum oder gegen ein SiO2-untersättigtes Minimum tendieren.
With 2 Figures |
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