Phân dị và Tiến hóa Magma

Phân dị magma là tập hợp các quá trình mà qua đó một magma ban đầu đồng nhất đa dạng hóa thành một loạt các thành phần đá mácma.

Definition

Các quá trình, chủ yếu là kết tinh phân đoạn, đồng hóa và trộn lẫn magma, tạo ra sự đa dạng về thành phần từ một magma mẹ.

Scope

Chủ đề này bao gồm các cơ chế làm thay đổi thành phần magma trong quá trình nguội đi và dâng lên: kết tinh phân đoạn và lắng đọng tinh thể, đồng hóa đá vách, trộn lẫn và hòa trộn magma, không hòa tan chất lỏng, và việc sử dụng các nguyên tố vết và đồng vị để theo dõi các quá trình này. Nó giải thích cách các magma bazan nguyên thủy tiến hóa thành các thành phần trung gian và silic.

Core questions

• Kết tinh phân đoạn thúc đẩy magma tiến tới các thành phần silic như thế nào?
• Sự đồng hóa và trộn lẫn magma đóng vai trò gì trong quá trình phân dị?
• Các nguyên tố vết và đồng vị phân biệt các cơ chế phân dị như thế nào?
• Tại sao các khối xâm nhập phân lớp ghi lại sự tích tụ tinh thể?

Key theories

Kết tinh phân đoạn

Việc loại bỏ dần dần các tinh thể hình thành sớm từ một magma đang nguội đi, bằng cách lắng đọng hoặc tách chất lỏng, để lại các chất nóng chảy còn lại giàu các nguyên tố không tương thích và silica, là nguyên nhân chủ yếu của sự đa dạng mácma.

Đồng hóa và trộn lẫn magma (AFC)

Magma cũng có thể tiến hóa bằng cách kết hợp đá vách bị nóng chảy hoặc hòa tan và bằng cách pha trộn với các magma có thành phần khác biệt; các mô hình đồng hóa-kết tinh phân đoạn kết hợp giải thích các xu hướng hóa học và đồng vị mà kết tinh đơn giản không thể.

Clinical relevance

Phân dị giải thích sự đa dạng hóa học của các tỉnh núi lửa và các khối xâm nhập, kiểm soát sự tập trung của các nguyên tố có giá trị kinh tế vào các magma tạo quặng, và rất cần thiết để tái tạo lịch sử sinh thạch được ghi lại trong các chuỗi đá mácma.

History

Bowen đã ủng hộ kết tinh phân đoạn là quá trình chủ đạo của sự tiến hóa magma vào những năm 1920; các nghiên cứu sau này về các khối xâm nhập phân lớp như Skaergaard của Wager và Brown đã ghi nhận sự tích tụ tinh thể trực tiếp, trong khi các phương pháp nguyên tố vết và đồng vị vào cuối thế kỷ XX đã tiết lộ tầm quan trọng của sự đồng hóa và trộn lẫn.

Debates

Tầm quan trọng tương đối của kết tinh so với đồng hóa và trộn lẫn

Các nhà thạch học từ lâu đã tranh luận liệu sự đa dạng của đá mácma chủ yếu phát sinh từ kết tinh phân đoạn hệ kín, như Bowen đã lập luận, hay đòi hỏi sự đồng hóa và trộn lẫn magma hệ hở đáng kể; dữ liệu đồng vị hiện đại ủng hộ một quan điểm kết hợp thay đổi tùy theo môi trường.

Key figures

• Norman L. Bowen
• Lawrence Wager
• John D. Winter

Seminal works

• bowen1928
• winter2013

Frequently asked questions

Kết tinh phân đoạn là gì?

Quá trình mà các tinh thể hình thành sớm trong một magma đang nguội đi được tách ra khỏi chất lỏng còn lại, dần dần làm thay đổi thành phần của chất nóng chảy còn lại.

Một magma duy nhất có thể tạo ra cả bazan và granit không?

Kết tinh phân đoạn rộng rãi của một magma bazan mẹ có thể tạo ra một lượng nhỏ chất nóng chảy granit còn lại, mặc dù hầu hết granit cũng liên quan đến sự nóng chảy và đồng hóa vỏ Trái Đất.