Deep Magma Storage Revealed by Multi-Method Elemental Mapping of Clinopyroxene Megacrysts at Stromboli Volcano

الكشف عن تخزين الصهارة العميق من خلال رسم الخرائط العنصرية متعدد الطرق لبلورات الكلينوبيروكسين الضخمة في بركان سترومبولي

Tiklamalar: 278
ID: 87098
2019
Makale Kalitesi ve Performans Metrikleri
Genel Kalite
Not rated
Combines reader engagement with the AI quality analysis. This article has not been analysed, so there is no overall score — reader engagement is measured and shown alongside.
Yapay Zeka Kalite Degerlendirmesi
Analiz edilmedi
Readership in this journal
Emerging

Ranked #10 of 17 articles by views in frontiers in earth science

Most read Least read

Bar heights use a square-root scale.

Mint this article as an NFT
Not yet minted

Create a permanent, verifiable on-chain record of this article on the Scimatic Network. The NFT is held in your Journament account, and you can withdraw it to your own wallet at any time.

5 SUSD one-off · no wallet required
Ozet
The magmatic architecture and physicochemical processes inside volcanoes influence the style and timescale of eruptions. A long-standing challenge in volcanology is to establish the rates and depths of magma storage and the events that trigger eruption. Magma feeder systems are remarkably crystal-rich, and the growth stratigraphy of minerals sampled by erupted magmas can reveal a wealth of information on pre-eruptive processes. Here we combine detailed textural and chemical data acquired on large (>5 mm), euhedral augite megacrysts from Roman era activity (Pizzo scoria cone, 2.4–1.8 ka) at Stromboli (Italy) to investigate the plumbing system prior to the onset of current steady-state activity. Our dataset includes novel laser ablation time-of-flight mass spectrometry (LA-ICP-TOFMS) maps, which rapidly visualise multi-element zoning patterns across entire megacryst sections. The clinopyroxene data are complemented with geochemical constraints on mineral and melt inclusions, and adhering glassy tephra. Megacrysts are sector and oscillatory zoned in trace elements, yet their major element compositions are relatively uniform and in equilibrium with shoshonite-buffered melts. Mild sector zoning documents dynamic crystallisation under conditions of low undercooling during magma residence and growth. Clinopyroxene-melt thermobarometric and hygrometric calibrations, integrated with thermodynamically derived equilibrium equations, accurately track the P-T-H2O path of magmas. The refined models return restricted crystallisation depths that are deeper than those reported previously for historical and current eruptions, but consistent with deep clinopyroxene-dominated crystallisation (≥10 km), resembling other water-rich alkaline mafic systems. Megacryst cores are overgrown by oscillatory zoned mantles recording continuous input of magma that failed to trigger eruption. Crystal rims are characterised by a mild increase in compatible transition metals Cr and Ni, and depletion in incompatible elements, indicative of pre-eruptive mafic replenishment and magma mixing. The volcanic system appears to have been dominated by protracted periods of replenishment, convection, and crystal residence, punctuated by rapid megacryst evacuation and eruption upon arrival of more mafic magma (days-weeks). Since the inception of current steady-state activity, eruption-triggering melts have become appreciably more mafic, suggesting that intrusion of primitive magma may be a key driver of the steady-state regime.
تؤثر البنية الصهارية والعمليات الفيزيوكيميائية داخل البراكين في نمط الانفجارات البركانية ومداها الزمني. ويتمثل أحد التحديات القائمة منذ أمد بعيد في علم البراكين في تحديد معدلات تخزين الصهارة وأعماقها، فضلاً عن الأحداث التي تحفز الثوران. وتتميز شبكات التغذية الصهارية بغناها الملحوظ بالبلورات، حيث يمكن للطباقية النمائية للمعادن التي أخذت عيناتها الصهارة المقذوفة أن تكشف عن كم وافر من المعلومات حول العمليات السابقة للثوران. نجمع هنا بين بيانات نسيجية وكيميائية مفصلة تم الحصول عليها من بلورات أوجيت عملاقة (megacrysts) كبيرة الحجم (أكبر من 5 مم) وكاملة الأوجه، تعود إلى نشاط الحقبة الرومانية (مخروط بيتزو الخبثي، 2.4–1.8 ألف سنة مضت) في بركان سترومبولي (إيطاليا)؛ للتحري عن نظام الإمداد الصهاري قبل بدء النشاط الحالي المستقر. تتضمن مجموعة بياناتنا خرائط مبتكرة قائمة على مطيافية كتلة زمن الطيران بالاستئصال الليزري والبلازما المقترنة حثياً (LA-ICP-TOFMS)، والتي توضح بسرعة أنماط النطاقية متعددة العناصر عبر قطاعات البلورات العملاقة بأكملها. وتُستكمل بيانات الكلينوبيروكسين بمحددات جيوكيميائية للمتضمنات المعدنية والمصهورة، وللتيفرا الزجاجية الملتصقة بها. تُظهر البلورات العملاقة تمنطقاً قطاعياً وتذبذبياً في العناصر الشحيحة، ومع ذلك تظل تركيبات عناصرها الرئيسة متجانسة نسبياً وفي حالة توازن مع مصاهير خاضعة لدرء الشوشونايت (shoshonite-buffered). ويوثق التمنطق القطاعي المعتدل حدوث تبلور ديناميكي في ظل ظروف تبريد دوني منخفض أثناء مكوث الصهارة ونموها. تتبع معايرات قياس الحرارة والضغط ومحتوى الماء للكلينوبيروكسين والمصهور بدقة، عند دمجها مع معادلات التوازن المشتقة ديناميكياً حرارياً، مسار الضغط والحرارة والماء (P-T-H2O) للصهارات. وتُظهر النماذج المحسنة أعماق تبلور محددة تفوق في عمقها تلك المسجلة سابقاً للثورات التاريخية والحالية، غير أنها تتوافق مع تبلور عميق يهيمن عليه الكلينوبيروكسين (≥ 10 كم)، على نحو يشبه الأنظمة المافية القلوية الغنية بالماء الأخرى. تُحاط نوى البلورات العملاقة بطبقات خارجية ذات تمنطق تذبذبي تسجل إمداداً مستمراً من الصهارة لم يفلح في إحداث ثوران. وتتميز حواف البلورات بزيادة طفيفة في الفلزات الانتقالية المتوافقة كفصيلي الكروم والنيكل، ونضوب في العناصر غير المتوافقة، مما يدل على تجديد صهاري مافي واختلاط صهاري سابق للثوران. يبدو أن النظام البركاني كان محكوماً بفترات طويلة من التجديد، والحمل الحراري، ومكوث البلورات، تخللها تفريغ سريع للبلورات العملاقة وحدوث ثوران إثر وصول صهارة أكثر مافية (في غضون أيام إلى أسابيع). ومنذ انطلاق النشاط المستقر الحالي، أصبحت المصاهير المحفزة للثوران أكثر مافية بصورة ملحوظة، مما يشير إلى أن تداخل الصهارة البدائية قد يكون هو المحرك الأساسي لنظام الحالة المستقرة.
Referans Anahtari
ubide2019deepfrontiers Kullanarak makale yazarken otomatik alinti icin bu anahtari kullanin SciMatic Makale Yoneticisi veya Tez Yoneticisi
Yazarlar Ubide, Teresa;Caulfield, John;Brandt, Claire;Bussweiler, Yannick;Bussweiler, Yannick;Mollo, Silvio;Mollo, Silvio;Stefano, Flavio Di;Nazzari, Manuela;Scarlato, Piergiorgio;
Dergi frontiers in earth science
Yil 2019
DOI
DOI bulunamadi
URL
Anahtar Kelimeler

Atiflar

Atif bulunamadi. Atif eklemek icin yoneticiyle iletisime gecin: info@scimatic.org

Henuz yorum yok. Bu makaleye ilk yorumu siz yapin.