La reacción de sedimento-peridotita controla el metasomatismo del arco frontal y las firmas geoquímicas del magma del arco
Autores: Förster, Michael W.; Bussweiler, Yannick; Prelevi, Dejan; Daczko, Nathan R.; Buhre, Stephan; Mertz-Kraus, Regina; Foley, Stephen F.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
La reacción de sedimento-peridotita controla el metasomatismo del arco frontal y las firmas geoquímicas del magma del arco
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Ciencias de la Tierra y Geología
Palabras clave
Subducción
Sedimentos
Fundidos
Metasomático
Peridotita
Magmas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
La subducción de la corteza oceánica entierra un grosor promedio de 300-500 m de sedimentos que eventualmente se deshidratan o se funden parcialmente. La liberación progresiva de fluidos/fusión metasomatiza el manto del arco frontal, formando serpentinitas a bajas temperaturas y piroxenitas con flogopita donde la superficie de la losa alcanza 700-900 grados C. Esto es lo suficientemente alto como para fundir parcialmente los sedimentos subducidos antes de que se acerquen a las profundidades donde se forman los magmas de arco. Aquí, presentamos experimentos sobre reacciones entre los melts de sedimentos subducidos y peridotita a 2-6 GPa/750-1100 grados C, que corresponden a la superficie de una losa en subducción. La reacción de melts parciales que contienen volátiles derivados de sedimentos con peridotita empobrecida conduce a la separación de elementos y a una disposición en capas de fases metasomáticas, con capas que consisten en ortopiroxeno, piroxenita-mica y clinopiroxeno. La incorporación selectiva de elementos en estas capas metasomáticas se asemeja estrechamente a los patrones químicos encontrados en magmas ricos en K. Los elementos traza fueron analizados utilizando LA-ICP-TOFMS, que se aplica aquí para investigar la distribución de elementos traza dentro de las capas metasomáticas. Experimentos de diferente duración permitieron estimar el crecimiento del frente metasomático, que varía de 1-5 m/ky. Estos experimentos explican los bajos contenidos de elementos de alta fuerza de campo en los magmas de arco como resultado de su pérdida durante la fusión de materiales sedimentarios en el arco frontal.
Descripción
La subducción de la corteza oceánica entierra un grosor promedio de 300-500 m de sedimentos que eventualmente se deshidratan o se funden parcialmente. La liberación progresiva de fluidos/fusión metasomatiza el manto del arco frontal, formando serpentinitas a bajas temperaturas y piroxenitas con flogopita donde la superficie de la losa alcanza 700-900 grados C. Esto es lo suficientemente alto como para fundir parcialmente los sedimentos subducidos antes de que se acerquen a las profundidades donde se forman los magmas de arco. Aquí, presentamos experimentos sobre reacciones entre los melts de sedimentos subducidos y peridotita a 2-6 GPa/750-1100 grados C, que corresponden a la superficie de una losa en subducción. La reacción de melts parciales que contienen volátiles derivados de sedimentos con peridotita empobrecida conduce a la separación de elementos y a una disposición en capas de fases metasomáticas, con capas que consisten en ortopiroxeno, piroxenita-mica y clinopiroxeno. La incorporación selectiva de elementos en estas capas metasomáticas se asemeja estrechamente a los patrones químicos encontrados en magmas ricos en K. Los elementos traza fueron analizados utilizando LA-ICP-TOFMS, que se aplica aquí para investigar la distribución de elementos traza dentro de las capas metasomáticas. Experimentos de diferente duración permitieron estimar el crecimiento del frente metasomático, que varía de 1-5 m/ky. Estos experimentos explican los bajos contenidos de elementos de alta fuerza de campo en los magmas de arco como resultado de su pérdida durante la fusión de materiales sedimentarios en el arco frontal.