Частичное плавление происходит, когда расплавляется только часть твердого вещества. Для смешанных веществ, таких как горная порода, содержащая несколько различных минералов, или минерал, который представляет собой твердый раствор , этот расплав может отличаться от общего состава твердого вещества. Частичное плавление происходит там, где температуры солидуса и ликвидуса различны. Для отдельных минералов это может произойти, если они представляют собой твердый раствор, например, в оливинах между железом и магнием . В породах, состоящих из нескольких различных минералов, некоторые из них плавятся при более низких температурах, чем другие.
Частичное плавление мантии [ править ]
Таяние в мантии требует, чтобы произошло одно из трех возможных событий: повышение температуры, снижение давления или добавление летучих веществ в систему (изменение состава). [1]
Температура [ править ]
В случае повышения температуры плавление мантии произойдет только в том случае, если мантия будет нагрета выше нормальной геотермы . Считается, что тепловой поток от ядра и нижней мантии ответственен за повышение температуры верхней мантии. Локальные возмущения геотермического градиента, такие как горячие точки, недостаточно изучены, но считаются вероятным источником тепла для мантии. Распад радиоактивных элементов , хотя и считается одним из простейших способов генерирования тепла в мантии, не является реальной причиной плавления мантии, так как радиоактивному распаду K, U и Th потребуется более 10 миллионов лет, чтобы повысить температуру перидотита.на 1 градус Цельсия. Более того, даже если в ходе этого процесса образуется небольшая фракция расплава, радиоактивные элементы будут концентрироваться в расплаве и покидать систему, в конечном итоге останавливая процесс образования расплава. [1]
Давление [ править ]
Таяние в мантии также может происходить при значительном падении давления в системе при данной температуре. Чтобы снизить давление, мантийные породы должны подняться на более мелкие уровни, при этом потери тепла в окружающую среду минимальны. Этот процесс можно назвать адиабатическим, если потери тепла равны нулю. Поскольку масса мантийной породы продолжает подниматься через слои Земли, она следует по пути PT, который в конечном итоге может пересечь солидус, инициируя плавление. Этот процесс плавления известен как плавление с декомпрессией. [1]
Добавление летучих [ править ]
Присутствие летучих веществ (особенно H 2 O и CO 2 ) может значительно снизить температуру солидуса данной системы. Это позволяет производить расплав при более низких температурах, чем предполагалось в противном случае, устраняя необходимость изменения давления или температурных условий в системе. Однако мантия обычно имеет очень низкое содержание летучих, и это может ограничивать количество образующегося расплава. Частичное плавление является важным процессом в геологии по отношению к химической дифференциации в коровых пород . На Земле частичное плавление мантии на срединно-океанических хребтах приводит к образованию океанической коры., а частичное плавление мантии и океанической коры в зонах субдукции создает континентальную кору . Во всех этих местах частичное плавление часто связано с вулканизмом , хотя некоторые из них не выходят на поверхность. Частичные расплавы , как полагают, играют важную роль в обогащении старой части континентальной литосферы в несовместимых элементов . [2] Частичные расплавы, образующиеся на глубине, перемещаются вверх из-за уплотнения окружающей матрицы . [1]
Ссылки [ править ]
- ^ a b c d Винтер, Джон Д. (Джон Дюнанн) (2015). Принципы магматической и метаморфической петрологии . Служба образования Pearson India. ISBN 9789332550407. OCLC 931961923 .
- ^ Гибсон, Салли А .; Жаклин Маларки; Джейсон А. Дэй (22.10.2008). «Истощение и обогащение расплавов под кратоном Западного Каапваала: свидетельства из ксенолитов финских перидотитов» . Журнал петрологии . 49 (10): egn048. DOI : 10.1093 / петрологии / egn048 . Архивировано из оригинала на 2012-07-17 . Проверено 22 мая 2009 .
