Geokemisk differentiation af Jorden oversigt

Størrelse: px

Starte visningen fra side:

Download "Geokemisk differentiation af Jorden oversigt"

Ivar Eriksen
8 år siden
Visninger:

$Geokemisk differentiation af Jorden oversigt (nucleosynthesis, mixing) Solar Nebula F9 2 (siderophile & chalcophile) Inner Core (late veneer) (volatiles) (lithophile) (refractories) Condensation and$

1 Forelæsning: Hvordan dannes magma Hvor dannes magma Forelæsning 9 Dannelse af magma Øvelse: Tryk og grad af opsmeltning; Sjældne jordarter (REE) som indikator for opsmeltningsbetingelser Hawai i F9 1 Geokemisk differentiation af Jorden oversigt (nucleosynthesis, mixing) Solar Nebula F9 2 (siderophile & chalcophile) Inner Core (late veneer) (volatiles) (lithophile) (refractories) Condensation and Accretion (atmophile) Core Silicate Earth Primitive Atmosphere (freezing) Outer Core Lower Mantle (hotspot plumes) Upper Mantle (plate tectonics: partial melting, recycling) Oceanic Crust (gas-solid equilibria) (melting; gravity and geochemical affinity) Primitive Mantle (partial melting; liquid-crystal partitioning) Continental Crust degassing (catastrophic impact) (continuing cometary flux?) (lost due to impacts) degassing Moon Modern Ocean & Atmosphere

2 Jordens øverste 750 km F9 3 Konvektion i kappen: 2-lags model MORB = Mid-Ocean Ridge Basalt; OIB = Ocean Island Basalt F9 4

3 Konvektion i kappen: alternativ model F9 5 Kappens hovedkomponenter F9 6 Primitiv Kappe (PM = Primitive Mantle): er stort set = Bulk Silikat Jord er jomfruelig - d.v.s. at den ikke er forarmet som følge af en partiel opsmeltningsbegivenhed Den nedre kappe udgøres hovedsageligt at primitiv kappe Forarmet kappe (DM = Depleted Mantle) er forarmet i inkompatible grundstoffer som følge af partiel opsmeltning (ekstraktion af basalt) udgør hovedsageligt den øvre kappe Recirkuleret oceanisk lithosfære har gns. sammensætning som basalt Goft set er PM = 3 dele DM + 1 del Basalt

Kappens kemiske sammensætning i vægt% O Mg Si Fe Ca Al Na Cr Ni Ti S K 100 BSE øvre kappe 1 0.01 0.0001 P Zr La Lu U Pt 0.000001 Au Grundstoffer der er forarmet i øvre kappe i.f.t. BSE er inkompatible under opsmeltning af kappen og derfor fordelt ind i basalt og ekstraheret.

4 Kappens kemiske sammensætning i vægt% O Mg Si Fe Ca Al Na Cr Ni Ti S K 100 BSE øvre kappe P Zr La Lu U Pt Au Grundstoffer der er forarmet i øvre kappe i.f.t. BSE er inkompatible under opsmeltning af kappen og derfor fordelt ind i basalt og ekstraheret. F Kappens mineralogiske sammensætning Kappe xenolith bestående at granat-lherzolit (>75 km dybde) Olivin [Mg 2 SiO 4 ] (lys flaskegrøn) Orthopyroksen [MgSiO 3 ] (mørk grøn/brun) Klinopyroksen [CaMgSi 2 O 6 ] (smaragd-grøn) Granat [pyrop: Mg 3 Al 2 Si 3 O 12 ] (granat-rød) F9 8 ~5 cm Ved tryk mindre end 75 km dybde er spinel [MgAl 2 O 4 ] den stabile aluminiumholdige fase; bjergarten er en spinel-lherzolit

5 Kappens mineralogiske sammensætning II F9 9 Tryk og temperatur i Jordens øverste 750 km Normalt dannes ingen smelte idet den geothermale gradient ikke krydser soliduskurven F9 10

6 Opsmeltning af kappe lherzolit smelte Temperatur T1 liquidus A + smelte E solidus liquidus B + smelte T2 T3 A + B A E = eutektisk punkt B F9 11 Opsmeltning af kappe lherzolit Den første smelte har sammensætning? svar: T1 Temperatur E T2 T4 T3 A X B F9 12

7 Opsmeltning af kappe lherzolit F9 13 Kappens mineralogiske sammensætning II F9 14

8 Hvor og hvordan opsmeltes kappe I F9 15 Hvor og hvordan opsmeltes kappe II Partiel opsmeltning kan foregå tre steder: 1) Spredningsrygge; 2) subduktionszoner; 3) hotspots F9 16

9 Hvor og hvordan opsmeltes kappe III Kappe bevæges op, trykket mindskes og opsmeltning kan foregå. Kappe grundere end 50 km vil altid begynde at smelte! F9 17 Opsmeltning ved trykaflastning I F9 18

10 Opsmeltning ved trykaflastning II F9 19 Opsmeltning ved trykaflastning III F920

11 Basalt på oceanøerne (OIB) F9 21 Opsmeltning ved trykaflastning IV hotspots i oceanerne: Hawaii F922

12 Opsmeltning ved trykaflastning IV hotspots i oceanerne: Hawaii F923 Opsmeltning ved trykaflastning V F924

13 Opsmeltning ved trykaflastning VI F925 Opsmeltning ved trykaflastning V F926

Opsmeltning ved trykaflastning VI Highly alkaline alkaline tholeiite Parental magma F927 Koncentration af inkompatibelt sporelement i partiel smelte (C L

14 Opsmeltning ved trykaflastning VI Highly alkaline alkaline tholeiite Parental magma F927 Koncentration af inkompatibelt sporelement i partiel smelte (C L ) og residual kappe (C R ) residualkappe (C R ) F928 CL basaltsmelte (C L ) F (massebrøk af smelte)

15 Opsmeltning ved hydrering I F929 Opsmeltning ved hydrering II F930

16 Opsmeltning ved hydrering III F9 31 Basalt: Hovedgrundstof sammensætning sammensætningen af MORB F932

F933 Basalt: MORB REE sammensætning F934 Sjældne jordarter (REE) H Li Na K Rb Cs Fr Be Mg Ca Sr Ba Ra Sc Y Ti Zr Hf Rf V Nb Ta Db Cr Mo W Sg Mn Tc Re Bh Fe Ru Os Hs Co Rh Ir Mt Ni Pd Pt Cu Ag Au Zn

17 F933 Basalt: MORB REE sammensætning F934 Sjældne jordarter (REE) H Li Na K Rb Cs Fr Be Mg Ca Sr Ba Ra Sc Y Ti Zr Hf Rf V Nb Ta Db Cr Mo W Sg Mn Tc Re Bh Fe Ru Os Hs Co Rh Ir Mt Ni Pd Pt Cu Ag Au Zn Cd Hg Ga In Tl Ge Sn Pb As Sb Bi Se Te Po Br I At Kr Xe Rn B Al C Si N P O S F Cl Ne Ar He La Ac Ce Th Pr Pa Nd U Pm Np Sm Pu Eu Am Gd Cm Tb Bk Dy Cf Ho Es Er Fm Tm Md Yb No Lu Lr IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA VIIIA IIIB IVB VB VIB VIIB VIIIB IB IIB Lanthanides Actinides s filling p filling d filling f filling

18 ionic radii (Å) F935 Sjældne jordarter (REE) LREE MREE HREE La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Atomic #57 71 Bulk D-values (basalt/peridotite) Bulk D-værdi (peridotit/basalt) Sjældne jordarter (REE) La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu

Relaterede dokumenter

Sporgrundstof definition:

Sporgrundstof definition: Forelæsning Sporgrundstoffer: fordeling, substitution og klassifikation Forelæsning: Hvad er et sporgrundstof? Grundstoffers elektronkonfiguration og radius Det Periodiske System Goldschmidts regler for