Войти
Частичное плавление происходит, когда расплавляется только часть твердого вещества. Для смешанных веществ, таких как горная порода, содержащая несколько различных минералов, или минерал, представляющий собой твердый раствор, этот расплав может отличаться от общего состава твердого вещества. Частичное плавление происходит там, где температуры солидуса и ликвидуса различны. Для отдельных минералов это может произойти, если они представляют собой твердый раствор, например, в оливинах между железом и магнием. В породах, состоящих из нескольких различных минералов, одни будут плавиться при более низких температурах, чем другие.
Диаграмма, показывающая физические процессы внутри Земли, которые приводят к образованию магмы. От A до D - различные тектонические параметры плит. На графиках выше показаны результирующие возмущения давления и температуры геотермального градиента Земли. Для плавления мантии требуется одно из трех возможных событий: повышение температуры, снижение давления или добавление летучих веществ в систему (изменение состава).
В случае повышения температуры плавление мантии произойдет только в том случае, если мантия будет нагрета выше нормальной геотермы. Считается, что тепловой поток от ядра и нижней мантии ответственен за повышение температуры верхней мантии. Локальные возмущения геотермического градиента, такие как горячие точки, не совсем понятны, но считаются вероятным источником тепла для мантии. Распад радиоактивных элементов, хотя и считается одним из простейших способов генерирования тепла в мантии, на самом деле не отвечает за плавление мантии, поскольку для увеличения радиоактивного распада K, U и Th потребуется более 10 миллионов лет. температура перидотита на 1 градус Цельсия. Более того, даже если бы в этом процессе образовалась небольшая фракция расплава, радиоактивные элементы сконцентрировались бы в расплаве и покинули систему, в конечном итоге остановив процесс образования расплава.
Плавление вещества, проявляющая твердый раствор, с объемной композицией C B. По мере того как температура повышается, твердое вещество следует синему пути, и начинается плавление при температуре Т А. Полученная исходная жидкость имеет состав C L, и ее состав следует красному пути. При температуре T B все твердое вещество расплавилось. Таяние в мантии также может происходить при значительном падении давления в системе при данной температуре. Чтобы снизить давление, мантийные породы должны подняться на более мелкие уровни, при этом потери тепла в окружающую среду минимальны. Этот процесс можно назвать адиабатическим, если потери тепла равны нулю. Поскольку масса мантийной породы продолжает подниматься через слои Земли, она следует по пути PT, который в конечном итоге может пересечь солидус, инициируя плавление. Этот процесс плавления известен как плавление с декомпрессией.
Присутствие летучих веществ (особенно H 2 O и CO 2) может значительно снизить температуру солидуса данной системы. Это позволяет производить расплав при более низких температурах, чем предполагалось в противном случае, устраняя необходимость изменения давления или температурных условий в системе. Однако мантия обычно имеет очень низкое содержание летучих, и это может ограничивать количество образующегося расплава. Частичное плавление является важным процессом в геологии по отношению к химической дифференциации в коровых пород. На Земле частичное плавление мантии в срединно-океанических хребтах создает океаническую кору, а частичное плавление мантии и океанической коры в зонах субдукции создает континентальную кору. Во всех этих местах частичное плавление часто связано с вулканизмом, хотя некоторые из них не выходят на поверхность. Частичные расплавы, как полагают, играют важную роль в обогащении старой части континентальной литосферы в несовместимых элементов. Частичные расплавы, образующиеся на глубине, перемещаются вверх из-за уплотнения окружающей матрицы.
