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為什麽俯沖帶產生蛇紋石化底辟而不是火山作用?



塞浦路斯的經典特羅多斯蛇足石因“蛇紋石化事件”而被擡高。上地幔(橄欖巖)已被蛇紋石化,形成了一個活躍的底辟。這足以使海洋地殼充分擡升,將其推覆到大陸地殼上(根據重力勘測推斷出下伏大陸地殼)。

“塞浦路斯特羅多斯地塊的第三紀隆起歷史”,AHF Robertson 的最後一句話說:

主導驅動力可能涉及解放水   來自塞浦路斯北部的俯沖帶。

This makes sense - serpentinization is the alteration process of olivine -> serpentine in the presence of water. And, as we know, subduction slabs release fluids (primarily water) into the overlying mantle wedge.

這些流體通常促進部分熔融,導致安山弧火山活動。然而,塞浦路斯有這個大的蛇紋石底辟而不是火山活動。為什麽?

是什麽導致俯沖板塊的流體偶爾導致地幔楔的蛇紋石化而不是部分熔融?

轉載註明原文: 為什麽俯沖帶產生蛇紋石化底辟而不是火山作用?

一共有 2 個回答:

After some brief research, serpentinite diapirism occurs due to deep penetration of seawater at temperature around 100-200$^o$C [1]. To the south of the rift that was forming the ophiolite sequence there was an oceanic plate subducting as African plate moved north. This subducting oceanic plate provided the seawater that serpentinized the harzburgite in the ophiolite sequence. From my understanding this removed the water from the system before it reached depths to form partial melt. The subducting plate also assisted in pushing the diapir to the surface through the detachment faults present from the rifting.[1]:http://earth.huji.ac.il/data/pics/Nuriel%20et%20al%202009.pdf [image]:http://www.moa.gov.cy/moa/gsd/gsd.nsf/dmlTectonic_en/dmlTectonic_en?OpenDocument

tectonic evolution http://www.moa.gov.cy/moa/gsd/gsd.nsf/f6b12283222a96a3c225734000315725/a9e0eeb1c9dc2e5ec225734000329c12/MainText/0.8A?OpenElement&FieldElemFormat=jpg

首先,你的陳述意味著特羅多斯沒有發生火山活動。那是不正確的。特羅多斯甚至在宮代1973年的文章中被稱為“特羅多斯火山”/a>關於Troodos。

塞浦路斯的地質圖清楚地表明,大部分蛇綠巖由熔巖(火山巖)和巖脈(次火山巖)組成:

Geological map of Cyprus

信息

請註意紅色,棕色和粉紅色的顏色。然而,這不是你所指的弧火山活動,而是在擴展的中心環境中的海底火山活動。

至於你的問題,為什麽在特羅多斯沒有任何弧火山活動,答案僅僅是它不夠熱。讓我們把水從哪裏來的問題放在一邊,專註於水遇到超基性巖石時發生的事情,這就是地幔巖石。

Metamorphism of ultramafic rocks

您可以看到,蛇紋石在低於600°C的溫度下是穩定的,甚至在更低的壓力下(與我們的情況更相關),蛇紋石的溫度更低。在較高的溫度下,蛇紋石不再穩定,穩定的礦物是橄欖石(一種在橄欖石和赤鐵礦中形成礦物的礦物)。橄欖石是一種幹礦物,所以所有的水都會發生什麽?水的作用是降低融化地幔巖石所需的溫度。

在下圖中,您可以看到幹濕固相線(巖石開始熔化的溫度)。

Solidi

因此,總結起來,當低溫下水與超鎂鐵質巖石發生反應時,例如當海水滲入地幔巖石時,或者從俯沖的脫水層流體到達較寒冷的淺部地幔巖石時,蛇紋巖形成。例如,當來自俯沖的脫水板塊的流體上升到深部和熱的地幔巖石並將熔化溫度抑制到環境溫度以下時,就會發生熔融並因此產生弧火山活動。

有幾個原因說明特羅多斯的地幔巖石“足夠冷”了。首先,你說的是非常淺的巖石,非常接近蛇綠巖的深成巖部分。

Isotherms

你可以看到,淺層地幔巖石的溫度範圍在300-500℃。您在該圖中看到的弧形火山位於俯沖板塊的流體可以滲入熱(1000攝氏度)地幔巖石的區域之上。因此,在這種情況下,您可以使用日本海作為Troodos的模擬。現在的確,由於特羅多斯的巖漿活動確實發生,溫度可能更高,但是由於特羅多斯是一個緩慢擴張的中心,巖漿活動相當零星而且局部化。 Nuriel等人。 (2009)Lanzafame提到的論文實際上主張特羅多斯是一個核心復合體。也就是說,由於斷層作用,地幔巖石直接暴露於海水中,從而大大冷卻了它們並促進了蛇紋石化。

特羅多斯蛇綠巖確實是一個超俯沖帶蛇綠巖。認為弧火山活動發生在某個地方是合理的,但特羅多斯蛇綠巖本身沒有記錄。如果您有興趣,請在Google Scholar上查找“a h f robertson”並閱讀他的一些新作品。你引用的這篇文章是從70年代開始的,自那以後進行了大量的研究。