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[刘亚静]扩张中心下熔体区的孔隙率问题

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JO_Editor1 发表于 2014-6-21 16:14:18 | 显示全部楼层 |阅读模式
参加过月初在南海所举办的“俯冲带与转换断层研讨会”的老师同学也许还记得Doug Wiens教授讲的汤加俯冲带西部Lau 后弧盆地下上地幔极低(~3.6 km/s)的剪切波速异常,用实验室测量的橄榄岩的波速对温度或水的对应关系都不能解释。Doug给出的解释这与熔体形成(melt production)有直接关系。当时他还引用朱文路实验结果,说明熔体和岩石孔隙率(porosity)及渗透率(permeability)有关; 当然孔隙率和渗透率之间的关系本身就很复杂。

Doug的博士生魏松桥这周二来McGill专门就 Lau Basin做了个报告,进一步加深了我对他们工作的理解。特别是上次没想通的孔隙率的问题。按照McKenzie的双相孔隙流(two-phase porous flow)理论,扩张中心下熔体区的孔隙率应不超过0.1%才能解释地球化学测量到的同位素比例(我记不清具体什么元素了)。但地震成像又显示这里的平均 孔隙率甚至可能达到10%。系里两个来听报告的地球化学的老师帮忙把这个矛盾给澄清了。0.1%的孔隙率也许只存在于局部区域。把熔体传输到扩张口,还需 要形成集中的管道。这些“高速公路” 需要有效的向上传输熔体,必然要求更高的孔隙率和渗透率。这样一平均,两个学科不同证据得出的结论就不矛盾了。

(来源:http://www.joyocean.org/home/spa ... do=blog&id=2340
滚滚长江都是水 发表于 2014-6-21 22:43:39 | 显示全部楼层
那这个0.1%的局部区域产生的melt后形成的岩石,碰巧被地球化学家拿到了样品,于是得出了不超过0.1%的结论?
yajing 发表于 2014-6-25 23:04:51 | 显示全部楼层
回复 2# 滚滚长江都是水
前两天魁北克“国庆节“,休息去了....
读McKenzie(2000)的文章,我的理解是,地球化学从一些MORB和冰岛、夏威夷取样,测量了Thorium,Uranium等一些同位素非平衡活动比例(disequilibrium activity ratio 大概就是什么状态下熔体会与周围物质分离,向上传输。具体地球化学的定义,我不了解)。 McKenzie就用他的模型计算熔体产生和分离的速率,发现只有当熔体孔隙率(他原文用的是melt fraction)达到 0.x%时,才能满足这样的非平衡态的观测数据。

Constraints on melt generation and transport from U-series
activity ratios
Dan McKenzie, Chemical Geology 162, 2000. 81–94
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