Jökull


Jökull - 01.01.2019, Síða 96

Jökull - 01.01.2019, Síða 96
Eyjafjallajökull ankaramites, South Iceland Regarding the Brattaskjól olivine zonation, the most plausible explanation for the detected steps and changes in the slope of the Fe-Mg zoning patterns in the Fo>85.4 olivine grains (Figure 2b) is a combina- tion of solid-state diffusion and episodes of olivine growth from an evolving host liquid. The rim-growth events in the normally zoned olivine macrocrysts may have been caused by step-like ascent of the olivine- carrying host liquid, episodic changes in the host- liquid composition, infiltration of liquid into the sys- tem (i.e., magma mixing), or related to movement of olivine macrocrysts within a magmatic system with temperature gradients (see Pankhurst et al., 2018). The high-Fo bands in the rims of the complex re- verse zoned Brattaskjól olivine macrocrysts indicate mixing between an olivine rim forming primitive melt and the more evolved olivine cores with Fo80−84.4. Below, we refer to these high-Fo bands in the olivine macrocryst rims as ’mixing plateaus’. Although the Fo content in the mixing plateaus varies, three olivine crystals show mixing plateaus with Fo85.4 composi- tion (Figure 6a, b and d), and the lowest Fo mixing plateaus are in-fact not compositional plateaus but ap- pear as sharp high-Fo tips in the analytical traverses (Figure 6c and e). This, along with the fact that all Fo<84.4 olivine macrocrysts have complex reverse zoned rims, implies that all the mixing plateaus near olivine rims may have had an original composition of Fo85.4 and the Fo content in some of the mixing plateaus has later degreased in response to partial dif- fusive equilibration with the carrier melt. We suggest that these Fo85.4 mixing plateaus formed during a magmatic recharge event in which a melt (with Mg#melt of ∼63 in equilibrium with Fo85.4 olivine; Toplis, 2005) intruded an olivine-bearing crystal mush. We propose this "magma-recharge model" as (i) it offers a simple explanation why the Fo<84.4 olivine grains are consistently reverse zoned, (ii) the large amount (∼30 vol%) of compositionally variable macrocrysts in the Brattaskjól ankaramite suggests a cumulative origin for the macrocrysts, and (iii) mixing of magmas and crystal mushes is com- mon in Icelandic magmatic systems (Halldorsson et al., 2008; Neave et al., 2013; Halldórsson et al., 2018). In particular, the consistent change from com- plex reverse to normally zoned olivine at Fo84.4−85.4 (Figure 2a), and the varying offset in Fo content (1– 3 mol%) between mixing plateaus and crystal cores, support a magma-recharge origin for the complex re- verse zonation in olivine macrocrysts. Alternatively, the complex reverse zoned olivine macrocrysts could have been formed during their movement in a crustal intrusion with temperature gradients (cf. Pankhurst et al., 2018). Considering the low number of analysed crystals, our data cannot disprove, but neither particu- larly support, this mode of formation. Assuming that our hypothesis of the magma recharge origin for the complex reverse zoned crys- tals is valid, we can utilize diffusion modelling (Costa et al., 2008; Zhang and Cherniak, 2010) of the chem- ical re-equilibration in the Fe-Mg profiles (e.g., Fig- ure 2d) to constrain the time frame within which the Brattaskjól complex reverse zoned olivines cooled af- ter the recharge event. We did this by using the fi- nite difference diffusion code of Kahl et al. (2015) that follows the procedures outlined in Costa and Chakraborty (2004) and Costa et al. (2008), with Fe-Mg inter-diffusion coefficients of Dohmen et al. (2007) and Dohmen and Chakrabortny (2007). As the pre-diffusion initial state in our model crystals, we as- sumed the measured Fo contents in olivine cores, and a variably thick (9–26µm) Fo85.4 mixing plateau for the olivine crystals (stippled lines in Figure 6). We only modelled the time of diffusive re-equilibration between the mixing plateau and olivine-core, not be- tween the mixing plateau and the outer crystal rim, because the outermost rims have likely been formed, at least partly, by crystallization from cooling and evolving host-magma after the magma recharge, not by solid-state diffusive re-equilibriation. Some late- stage crystallization in the outermost macrocryst rims is to be expected considering the crystalline ground- mass (Figure 1b) and as the macrocrysts are hosted by a comparatively slowly cooled lava. In diffusion modelling, we used a fO2 of FMQ+0.5, temperature of 1170◦C and pressure of 3.0 kbar, corresponding to the mean conditions of clinopyroxene crystallization in the Brattaskjól ankaramite (Figure 5). Varying the fO2 and pres- sure has only a minor effect on the model results (e.g., JÖKULL No. 69, 2019 95
Síða 1
Síða 2
Síða 3
Síða 4
Síða 5
Síða 6
Síða 7
Síða 8
Síða 9
Síða 10
Síða 11
Síða 12
Síða 13
Síða 14
Síða 15
Síða 16
Síða 17
Síða 18
Síða 19
Síða 20
Síða 21
Síða 22
Síða 23
Síða 24
Síða 25
Síða 26
Síða 27
Síða 28
Síða 29
Síða 30
Síða 31
Síða 32
Síða 33
Síða 34
Síða 35
Síða 36
Síða 37
Síða 38
Síða 39
Síða 40
Síða 41
Síða 42
Síða 43
Síða 44
Síða 45
Síða 46
Síða 47
Síða 48
Síða 49
Síða 50
Síða 51
Síða 52
Síða 53
Síða 54
Síða 55
Síða 56
Síða 57
Síða 58
Síða 59
Síða 60
Síða 61
Síða 62
Síða 63
Síða 64
Síða 65
Síða 66
Síða 67
Síða 68
Síða 69
Síða 70
Síða 71
Síða 72
Síða 73
Síða 74
Síða 75
Síða 76
Síða 77
Síða 78
Síða 79
Síða 80
Síða 81
Síða 82
Síða 83
Síða 84
Síða 85
Síða 86
Síða 87
Síða 88
Síða 89
Síða 90
Síða 91
Síða 92
Síða 93
Síða 94
Síða 95
Síða 96
Síða 97
Síða 98
Síða 99
Síða 100
Síða 101
Síða 102
Síða 103
Síða 104
Síða 105
Síða 106
Síða 107
Síða 108
Síða 109
Síða 110
Síða 111
Síða 112
Síða 113
Síða 114
Síða 115
Síða 116
Síða 117
Síða 118
Síða 119
Síða 120
Síða 121
Síða 122
Síða 123
Síða 124
Síða 125
Síða 126
Síða 127
Síða 128
Síða 129
Síða 130
Síða 131
Síða 132
Síða 133
Síða 134
Síða 135
Síða 136
Síða 137
Síða 138
Síða 139
Síða 140
Síða 141
Síða 142
Síða 143
Síða 144
Síða 145
Síða 146
Síða 147
Síða 148
Síða 149
Síða 150
Síða 151
Síða 152
Síða 153
Síða 154
Síða 155
Síða 156
Síða 157
Síða 158
Síða 159
Síða 160
Síða 161

x

Jökull

Beinleiðis leinki

Hvis du vil linke til denne avis/magasin, skal du bruge disse links:

Link til denne avis/magasin: Jökull
https://timarit.is/publication/1155

Link til dette eksemplar:

Link til denne side:

Link til denne artikel:

Venligst ikke link direkte til billeder eller PDfs på Timarit.is, da sådanne webadresser kan ændres uden advarsel. Brug venligst de angivne webadresser for at linke til sitet.