science >> Wetenschap >  >> Natuur

Hoe beïnvloeden oceanische anoxische gebeurtenissen de zuurstofvluchtigheid van convergente magma's?

Grafisch abstract. Krediet:DOI:10.1016/j.lithos.2021.106529

Granitoïden worden ingedeeld in magnetietreeksen en ilmenietreeksen, en de eerste hebben een hogere zuurstofvluchtigheid dan de laatste. Magmatische zuurstofvlucht is een sleutelfactor bij het beheersen van het mineralisatietype.

Over het algemeen zijn de boogmagma's geoxideerd, waardoor granitoïden uit de magnetietserie worden gevormd. Er zijn echter ook ilmeniet-serie granitoïden bij convergente marges. De bepalende factoren voor de vorming van deze twee series granitoïden zijn controversieel.

Een onderzoeksteam onder leiding van prof. Sun Weidong van het Institute of Oceanology van de Chinese Academie van Wetenschappen (IOCAS) heeft de temporele distributie en geochemische samenstellingen van granitoïden in Japan gecombineerd en nieuwe inzichten gepresenteerd in de invloed van oceanische anoxische gebeurtenissen (OAE's) op de vorming van ilmeniet-serie granitoïden in Japan.

De studie is gepubliceerd in Lithos .

Onderzoekers ontdekten dat de tijdelijke distributies van ilmeniet-serie granitoïden in Japan een goede correlatie hebben met OAE's.

In het bijzonder is de eerste verschijning van ilmeniet-serie granitoïden in Japan bijna gelijktijdig met OAE 1a. Verschillende OAE's traden achtereenvolgens op van 120 Ma tot 86 Ma, en het aandeel van de ilmeniet-reeksen nam in deze periode geleidelijk toe. Na OAE 3 begon het aandeel van de magnetiet-serie granitoïden toe te nemen, wat overeenkomt met de OAE-kloof na 86 Ma.

De OAE's kwamen vaak voor in het Krijt en vormden grote hoeveelheden reducerende zwarte leisteen op de oceaanbodem. De tijdconsistentie tussen de ilmeniet-serie granitoïden en de OAE's geeft een genetische link tussen hen aan. De verschillende geochemische samenstellingen tussen deze twee reeksen granitoïden ondersteunen deze hypothese.

Vergeleken met de granitoïden uit de magnetietreeks hebben de granitoïden uit de ilmenietreeks lichtere S-isotoopsamenstellingen en zwaardere O-isotoopsamenstellingen, die vergelijkbaar zijn met de S- en O-isotoopsamenstellingen van zwarte leisteen.

Bovendien bevatten de ilmeniet-serie granitoïden tot enkele honderden ppm CH4 en ook zeldzame C2 H6 , terwijl granitoïden uit de magnetietserie bijna geen CH4 . bevatten en C2 H6 . Deze geven ook aan dat grote hoeveelheden organisch-rijke sedimenten betrokken zijn bij de vorming van ilmeniet-serie granitoïden.

De onderzoekers ontdekten ook dat de Zn/FeT verhoudingen van de ilmeniet-serie zijn hoger dan die van de magnetiet-serie, wat aangeeft dat de verschillende zuurstofvluchtigheid tussen deze twee series granitoïden afkomstig was van de magmabronnen.

Deze zwarte schalies gevormd tijdens OAE's werden ondergedompeld in mantelwig, waarbij reducerende vloeistoffen vrijkwamen die de zuurstofvluchtigheid van mantel en convergerende margemagma's verlagen, waardoor ilmeniet-serie granitoïden werden gevormd.