Magma differentiation processes and pre-eruptive conditions of MORBs (7-11°S) near Ascension Island - Constraints from experiments and phase equilibria modeling
Final Report Abstract
Basaltische Gesteine entlang des mittelozeanischen Rückens in der Nähe der Insel Ascension (7°-11°S) wurden untersucht, um Informationen über Differenzierungsbedingungen und präeruptive Bedingungen der magmatischen Systemen zu gewinnen. Zusammensetzungen der natürlichen Gläser wurden analysiert (Hauptelemente, H2O, CO2) und mit Hilfe von COMAGMAT Modellierungen wurde berechnet, bei welchen Bedingungen (Druck, Temperatur, Wassergehalt der Schmelze) das letzte Differenzierungsereignis stattgefunden hat. Das COMAGMAT Modell musste weiterhin in einer ersten Phase kalibriert werden, um den genauen Einfluss von Wasser auf die Kristallisation der wichtigsten kotektischen Phasen (Olivin, Plagioklas, Klinopyroxen) in basaltischen Systemen zu berücksichtigen. Hochdruckexperimente wurden bei unterschiedlichen Wasseraktivitäten im Rahmen des Projekts durchgeführt (Kristallisationsexperimente bei 200 und 500 MPa) um den Einfluss von Wasser auf die Kristallisationstemperatur von Olivin, Plagioklas und Klinopyroxen zu quantifizieren. Mit Hilfe von COMAGMAT (kalibriert für bestimmte Wasseraktivitäten) wurde die Entwicklung der Zusammensetzung von Schmelzen mit zunehmender Kristallisation simuliert. Die berechneten Zusammensetzungen wurden mit den natürlichen Gläsern verglichen. Die Ergebnisse zeigen, dass die Basalte entlang der untersuchten Segmente (A1 bis A4) sich in Reservoiren bei unterschiedlichen Tiefen und Temperaturen befanden. Für die Segmente A1 und A4 (in der Nähe von Transformstörungen) sind die Reservoire (Magma Kammern) am tiefsten (mehr als 10 km). Im Segment A3 sind die Reservoire nahe an der Oberfläche (8 km und weniger). Die prä-eruptiven Temperaturen sind am geringsten in diesem Segment. Die Schmelzen sind nahezu wasserfrei in den Segmenten A1 und A4 (< 0.2 Gew% H2O) und die Wassergehalte in den Schmelzen von Segment 4 sind höher (bis zu 1 Gew% H2O). Die Ergebnisse zeigen, dass die Differenzierungsprozesse und die Bedingungen in den Magma-Reservoiren entlang des Mittelozeanischen Rücken stark variieren können.
Publications
- (2008) Depths of partial crystallization and H2O contents of MORB inferred from glass compositions: phase equilibria simulations of basalts at the MAR near Ascension Island (7°-11°S). J. Petrology, 49, 25-45
Almeev R.R., Holtz F., Koepke J., Haase K., Devey C.
- (2009) The role of H2O on crystallization in basaltic magmas: new experiments and applications. JAMSTEC, Yokosuka, 2 September 2009
Almeev, R.R.
- (2009). Preeruptive conditions and degassing processes in MORBs (MAR 7-11°S) Schwerpunkt SPP "Ridge" Tagung, Etelsen, 10-13 June 2009
Almeev, R.R., Holtz, F., Koepke, J., Haase, K., Devey, C. & Lackschewitz K.
- (2011). Modeling magma differentiation processes in volcanic systems: 89. Jahrestagung der Deutschen Mineralogischen Gesellschaft, 20.-24. September 2011, Salzburg, Austria
Almeev, R.R., Ariskin, A.A., Botcharnikov, R.E., Holtz, F., Shishkina, T., Portnyagin M.V., Kimura, J-I., Ozerov, A. Yu
- (2012) Experimental calibration of the effect of H2O on plagioclase crystallization in basaltic melt at 200 MPa. American Mineralogist, 97, 1234– 1240
Almeev R., Holtz, F., Koepke J., Parat F.
(See online at https://doi.org/10.2138/am.2012.4100) - (2012). Tracing seawater-rock interaction in slow spreading oceanic crust: precise chlorine measurements in MORB by microprobe. Goldschmidt Conference. Montreal, Canada
van der Zwan, F. M., Fietzke, J., Devey, C. W., Almeev, R. R. & Haase, K. M.
