Jökull - 01.01.2019, Page 99

Nikkola et al.
plagioclase-forming elements (Ca and Al; see Neave
et al. 2019b) are the likely factors stabilizing olivine
+clinopyroxene co-crystallization in magmatic stor-
age zones below SEVZ.
PRE-ERUPTIVE CRYSTAL STORAGE
AND DIFFERENTIATION
High-Mg macrocrysts are often assumed to have crys-
tallized deep in the Earth’s crust or in the upper
mantle as they represent the first crystallizing phases
from mantle melts. Our data indicate mid-crustal
crystallization conditions (3.0±1.4 kbar, 10.7±5 km)
at a moderate oxygen fugacity for most clinopy-
roxene macrocrysts in the Hvammsmúli and Bratta-
skjól ankaramites. The degree of diffusive relaxation
in Brattaskjól olivine macrocrysts indicates diffusion
times in the range of 9–37 days, which we interpret
as the maximum time elapsed from crystal mush dis-
aggregation to eruption. Clinopyroxene composition
trends suggest fractionation of olivine and clinopyrox-
ene until late in the crystallization sequence, and as
such, the Hvammsmúli and Brattaskjól ankaramites
likely represent magmas that incorporated wehrlite or
plagioclase-wehrlite crystal mushes in the mid-crust
on their way to the surface. Formation of a wehrlitic
cumulus assemblage by fractional crystallization at
mid-crustal pressure is possible, given that the prim-
itive parental melt is sufficiently rich in H2O and
poor in Ca and Al. Our findings are in line with
the earlier propositions of olivine and clinopyroxene
co-crystallization from primitive SEVZ magmas, al-
though we propose that this occurs as shallow as in
the mid-crust.
Acknowledgements
This work was funded by Nordic Volcanological Cen-
tre and Icelandic Research Fund doctoral student
grant (185267-051). We thank Atli Hjartarson for the
aid in sample preparation and Jussi S. Heinonen for
discussions. Eero Hanski delivered a useful review of
an early version of the manuscript.
ÁGRIP
Skilningur á hegðun eldfjallakerfa hvað varðar
innskota- og eldgosavirkni takmarkast af því hve
skammt er síðan eftirlit með eldfjöllum hófst. Til
að greina hvaða skilyrði ríkja í kvikugeymum und-
ir eldfjöllum á Suðurlandi höfum við greint efna-
samsetningu steinda, beltun í steindum og efnasam-
setningu bráðarinnlyksna í tveimur ankaramítmynd-
unum í Eyjafjöllum, sem kenndar eru við Brattaskjól
og Hvammsmúla. Þessar tvær myndanir eru ríkar af
dílum með fjölbreytilega samsetningu. Þar á meðal
er magnesínríkasta ólivín (Fo88−90) og klínópýroxen
(Mg#cpx89,8) sem þekkt er frá Eyjafjallajökli. Auk
þess hafa spínilinnlyksur í ólivíni hátt Cr#spl (52–80),
hátt magn TiO2 (1–3%) og lágt magn Al2O3 (8–22%)
í samanburði við dæmigerða íslenska krómspínla.
Spínil-ólivín súrefnisþrýstingsmælirinn gefur miðl-
ungs háan hlutþrýsting súrefnis við kristöllun, eða
∆logFMQ 0–0,5, og hitastigs-þrýsingsmælir byggð-
ur á efnajafnvægi klínópýroxens og bráðar gefur til
kynna kristöllun við þrýsting sem ríkir í miðri jarð-
skorpunni (1,7–4,2 kbar, að meðaltali 3,0±1,4 kbar)
og 1120–1195◦C hita. Fyrir bráðarinnlyksur með
Mg#melt 56,1–68,5 gefur hitamælir sem byggir á
samsetningu bráðar 1155–1222◦C kristöllunarhita, en
ólivín-bráðarhitamælir fyrir ólivín með samsetning-
una Fo80,7−88,9 gefur 1136–1213◦C. Líkanreikning-
ar á efnasveimi í beltuðu ólivíni benda til að dílar frá
Brattaskjóli hafi farið af stað og flust til yfirborðs frá
geymslurými í miðri skorpunni innan fárra vikna (inn-
an 9–37 daga). Leitni í samsetningu klínópýroxendíla
og það hversu sjaldgæfir plagíóklasdílar eru gefur
til kynna að kótektískt fasafylki í miðskorpunni hafi
verið ólivín ásamt klínópýroxeni og að plagíóklas
hafi komið seinna til sögunnar. Niðurstaðan er að
dílafarmur ankaramítsins í Brattaskjóli og Hvamms-
múla hafi verið að uppruna kristalríkur massi í mið-
skorpunni með steindafylki wehrlíts og plagíóklas-
wehrlíts sem kristallaðist á víðu hitastigsbili og varð
síðan fyrir röskun.
REFERENCES
Ballhaus, C., R. F. Berry and D. H. Green 1991. High
pressure experimental calibration of the olivine-
orthopyroxene-spinel oxygen geobarometer: implica-
tions for the oxidation state of the upper mantle. Con-
trib. Mineral Petrol. 107, 27–40
Batanova, V. G., A. V. Sobolevand and D. V. Kuzmin
98 JÖKULL No. 69, 2019