Sulfide enrichment along igneous layer boundaries in the lower oceanic crust: IODP Hole U1473A, Atlantis Bank, Southwest Indian Ridge摘要
国际海洋发现计划(IODP)第360次考察在位于西南印度洋脊的亚特兰蒂斯海岸海洋核心复合体的下地壳中钻探了789 m深的 U1473A钻孔。粗粒(5-30mm)橄榄辉长岩普遍存在于钻孔中,局部为细粒(30mm)。我们研究了海底以下109.5-110.8、158.0-158.3和593.0-594.4米处的三个不同的火成岩粒度层段,发现细粒和粗粒辉长岩之间的层边界富含硫化物和亲硫元素。平均而言,整个层段中的硫化物颗粒由磁黄铁矿(81 vol.%;Fe1-xS)、黄铜矿(16 vol.%;CuFeS2)和镍黄铁矿(3 vol.%;[Ni,Fe,Co]9 S8)组成,反映了岩浆成因的共生作用。硫化物通常与位于单斜辉石、斜长石和橄榄石之间间隙位置的铁钛氧化物(钛磁铁矿和钛铁矿)、角闪石和磷灰石有关。磁黄铁矿中的镍铁矿出溶结构表明,硫化物是由镁铁质岩浆冷却后析出的高温硫化物液体分离而成。在整个研究层段中,硫化物中相对均匀的相比例及其化学和同位素组成进一步支持了层边界硫化物富集的岩浆成因。所研究的岩浆层很可能是由于更原始的岩浆(细粒辉长岩)侵入前结晶泥(粗粒辉长岩)而形成的。粗粒辉长岩中的硫化物富含铱铂族元素(PGE;即Ir、Os、Ru),但细粒辉长岩中的硫化物富含Pd-PGE(即Pd、Pt、Rh)。值得注意的是,来自层边界的硫化物也富含Pd-PGE,因此边界处硫化物含量的升高可能与新的侵入熔体有关。由于硫化物饱和水平下的硫浓度取决于熔体中的铁含量,硫化物结晶可能是由FeO损失引起的,既通过边界处后期沉淀氧化物的结晶,也通过熔体和含铁硅酸盐(橄榄石和单斜辉石)之间的铁和镁交换。层边界处硫化物颗粒沉淀的增加可能在下大洋壳中广泛存在,正如在塞梅尔蛇绿岩和沿中大西洋海脊观察到的那样。
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