[揽瓜阁精读] 82.Lava

Alex1233

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Rachellily

【文章结构】
1.海洋地壳来自少量流体岩石，但解释rock sweat如何去到表面很难：Melt密度低--往上走--但与收集的岩石成分不符；化学成分取决于深度，高度越高，溶解的or越多，留下的ol越多--辩论：如何升高那么多又保持深层的成分
2. 解释：融化沿着裂缝，没时间和周围反应；地壳变冷变老时，密集...有个设想，但不适用
3. 另一种假设：当溶解or时，会产出ol--体积更大；通道抑制流动，留下的ol无法溶解，只有边缘才会溶解or

Ysandre

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筱雅Jane510

[Main Idea] The development and different hypothesis for lava transport in melting region.

[Structure]

P1: H in 1960s & problem

P2: H in 1970s & problem

P3: Author's H in 1980s

[Each Paragraph]

P1: Hypothesis in late 1960s: while melt goes up to lower pressure like rock sweat, it dissolves orthopyroxene and leave behind olivine.

      Problem: How can most mid-ocean ridge lavas which came up from 45km have not dissolved any orthopyroxene?

P2: Hypothesis in early 1970s: Cracks allow melt to rise rapidly with no chance to dissolve orthopyroxene. AN examined ophiolites and found dicks.

       Problem: 1.Dicks are filled with rock that crystallized not below 45km; 2. Mantle flows and cannot crack easily below 10km.

P3: The author’s hypothesis in late 1980s: Volume of melt increases as melt rises and from larger channels.

xinghli

同意！               

黑框旻

【好长】

Amaris0808

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reckless_nolove

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弗朗克面包

对地幔中强烈的热量和压力的了解使研究人员在1960年代后期假设海洋地壳起源于微量的液体岩石，称为融化，就好像固体岩石“出汗”一样。熔体的密度低于它形成的地幔岩石，因此它会不断尝试向上迁移，向压力较低的区域迁移。但是，实验室实验揭示了熔体的化学成分，似乎与从大洋中脊收集的岩石样品的组成不符，那里爆发的熔体硬化。使用专门的设备在实验室中加热和挤压地幔岩石中的晶体，研究人员了解到地幔中熔体的化学成分根据其形成的深度而变化;该组合物由熔体和构成其通过的固体坑的矿物质之间的原子交换控制。实验表明，当熔体上升时，它会溶解一种矿物，正辉石，并沉淀或留下另一种矿物橄榄石。因此，研究人员可以推断，地幔熔体形成的位置越高，它溶解的正辉石就越多，留下的橄榄石就越多。将这些实验结果与来自大洋中脊的熔岩样本进行比较，发现几乎所有熔岩样本都具有在大于45公里的深度形成的熔体组成。这一结论引发了一场激烈的辩论，即熔岩如何能够通过数十公里的上覆岩石上升，同时保持适合更大深度的成分。如果融化物像研究人员所怀疑的那样在岩石中的小孔隙中缓慢上升，那么假设所有熔体都将反映地幔最低洼部分的成分（10公里或更短）是合乎逻辑的。然而，大多数洋中脊熔岩的组成表明，它们的源熔岩通过地幔最上层45公里的迁移，而没有从周围岩石中溶解任何正辉石。但是如何做到呢？
  在20世纪70年代初，科学家们提出了一个答案：熔体必须沿着巨大的裂缝向上行驶。开放的裂缝会使熔体上升得如此之快，以至于它没有时间与周围的岩石相互作用，也不会在裂缝的核心融化，曾经接触到的侧面。虽然开阔的裂缝不是上地幔的自然特征 - 压力太大 - 但一些研究人员认为，迁移融化的浮力有时可能足以破坏上面的固体岩石，就像破冰船强行穿过极地浮冰一样。AD和他的同事们在检查称为蛇绿岩的不寻常的岩层时，发现了这种裂缝的诱人证据。通常，当海洋地壳变老和变冷时，它变得如此密集，以至于它沿着被称为俯冲带的深海沟沉入地幔，例如环绕太平洋的海沟。另一方面，Op是旧海底和相邻的底层地幔的厚部分，当两个行星的构造板块碰撞时，它们被推到大陆上。一个着名的例子，位于阿曼苏丹国，在阿拉伯和欧亚板块的持续碰撞中暴露出来。在这种和其他蛇石中，尼古拉斯的团队发现了不寻常的浅色矿脉，称为堤坝，他们将其解释为裂缝，其中融化物在到达海底之前已经结晶。这种解释的问题在于，堤坝充满了岩石，这些岩石是由地幔最上端形成的熔体结晶而成的，而不是低于45公里，大多数洋中脊熔岩的发源地。此外，破冰船的情景可能不适用于大洋中脊下的融化区域：低于约10公里，热地幔往往像焦糖一样在阳光下停留太久，而不是容易开裂。
  在我1980年代后期的论文中，我发展了一种化学理论，提出当上升的熔体溶解正辉石晶体时，它会沉淀出较少量的橄榄石，因此最终结果是熔体体积更大。我们的计算揭示了这种溶解过程如何逐渐扩大固体晶体边缘的开放空间，产生更大的孔隙并雕刻出更有利的途径，使熔体可以流动。随着孔隙的生长，它们连接形成细长的通道。反过来，类似的反馈驱动几个小支流的聚结形成更大的渠道。事实上，我们的数值模型表明，超过90%的熔体被浓缩到不到10%的可用区域。这意味着数百万条流动熔体的微观线最终可能进入几十个100米或更宽的高孔隙率通道。即使在最宽的通道中，原始地幔岩石的许多晶体仍然完好无损，使通道堵塞并抑制流体的运动。这就是为什么熔体流动缓慢，每年只有几厘米的原因。然而，随着时间的流逝，如此多的熔体通过通道，以至于所有可溶性的正辉石晶体都溶解掉了，只留下橄榄石晶体和其他矿物质，熔体无法溶解。因此，这些通道内熔体的组成不能再调整到压力下降，而是记录它最后一次“看见”正辉石晶体的深度。该过程最重要的含义之一，称为聚焦多孔流，是只有通道边缘的熔体才能溶解周围岩石中的正辉石;在内部融化，导管的一部分可以不掺杂地上升。

Amaris0808

P1：提出讨论问题
提出假说：海洋板块originate源自融化的岩石，甚至很小的压力释放导致melt形成
解释岩石如何向上流到表面困难
提出【原因1】melt密度小 ，向上移动到低压地区
质疑：
实验发现melt的化学组成与（来自mid-ocean bridge）melt硬化的岩石样本不匹配：
melt的化学组成由形成的深度决定，受melt和经过的岩石的反应控制
向上过程，溶解opy越多，olv沉积来越多
结论：mid-ocean bridge的岩浆样本来自45k深
如果melt通过岩石小洞向上流会反应 10k地幔的组成，但melt样本表明不存在opy的溶解

P2：提出【原因2】通过大裂缝快速向上，没有时间反应
虽然大裂缝不是自然形成，认为向上熔化物的buoyant力可以fracture岩石，像破冰船一样
证据：在观察oph（当两个板块相撞时underly地幔的部分）时发现不寻常的vein，认为是melt到达前crystallize的裂缝
批判：
1.        vein中的石头来自地幔之上，而不是45km之下
2.        破冰现象不能很好解释：地幔流动像caramel在太阳下，而不是简单裂开

P3：作者提出【3】化学+隧道理论
溶解opy，产生更少的olv，所以净结果是melt更多→洞增大，连接形成隧道
数学模型表明，melt会集中隧道宽
但即使在最宽的隧道，岩石存留，导致melt流动慢
但，当opy都被溶解，留下不可被溶解的物质→melt的组成不再随压力.深度变化
重要暗示：只有边缘的melt溶解opy，中间的melt rise unadulterated【对应事实】