Phân tích Nhiệt động lực học Khoáng vật từ Cerro Galan và Cerro Blanco, Tây Bắc Argentina

Phân tích nhiệt động lực học khoáng vật Cerro Galan & Blanco: Khám phá dữ liệu quan trọng cho nghiên cứu địa chất và ứng dụng thực tiễn.

Trường ĐH

The University of Georgia

Tác giả

Luan An

Thể loại

luận văn

Năm xuất bản

Số trang

96

Thời gian đọc

15 phút

Lượt xem

0

Lượt tải

0

Phí lưu trữ

40 Point

Tổng quan nhanh

Chủ đề:
Nhiệt động học khoáng vật Cerro Galán & Blanco
Số trang:
96 trang
Trường:
The University of Georgia
Năm:

Tóm tắt nội dung luận án

I.Nhiệt động học khoáng vật Cerro Galán Blanco

Nghiên cứu này thực hiện phân tích nhiệt động học các khoáng vật từ miệng núi lửa Cerro Galán và Cerro Blanco. Hai miệng núi lửa này thuộc kỷ Plio-Pleistocene, nằm cách nhau 120 km ở dãy Andes phía Tây Bắc Argentina. Mục tiêu chính là ước tính các biến số cường độ tiền phun trào, như nhiệt độ và áp suất, trong các buồng magma silicic lớn dưới núi lửa. Các dòng tro núi lửa phun trào từ cả hai núi lửa được bảo tồn tốt, ít bị xói mòn, tạo thành cơ sở dữ liệu vững chắc. Nhiệt động học khoáng vật cung cấp cái nhìn sâu sắc về lịch sử magma. Địa hóa học của khu vực này rất quan trọng để hiểu quá trình hình thành khoáng vật. Nghiên cứu tập trung vào việc giải mã các điều kiện hình thành của đá và magma trước khi phun trào. Điều này đòi hỏi sự hiểu biết về cân bằng hóa học và tính ổn định khoáng vật dưới các điều kiện khắc nghiệt của buồng magma. Kết quả từ nghiên cứu này đóng góp vào hiểu biết về các hệ thống địa nhiệt liên quan đến núi lửa. Đặc biệt, nó cung cấp thông tin quý giá về cấu trúc và tiến hóa của các buồng magma lớn ở khu vực Andes. Sự kết hợp giữa phân tích thạch học và nhiệt động học tạo nên một bức tranh toàn diện.

1.1. Mục tiêu nghiên cứu các miệng núi lửa

Nghiên cứu này phân tích nhiệt động học các khoáng vật từ miệng núi lửa Cerro Galán và Cerro Blanco. Hai miệng núi lửa này là các vành đai phun trào Plio-Pleistocene lớn, nằm cách nhau 120 km ở dãy Andes phía Tây Bắc Argentina. Mục tiêu chính là ước tính các biến số cường độ tiền phun trào như nhiệt độ và áp suất trong các buồng magma silicic lớn dưới núi lửa. Tài liệu sử dụng các dòng tro núi lửa được bảo tồn tốt, ít bị xói mòn làm cơ sở dữ liệu. Nhiệt động học khoáng vật cung cấp cái nhìn sâu sắc về lịch sử magma. Địa hóa học của khu vực này rất quan trọng để hiểu quá trình hình thành khoáng vật.

1.2. Tổng quan khoáng vật học chính

Các mẫu ignimbrit từ cả hai núi lửa đã được thu thập. Các khoáng vật bao gồm biotit, plagioclas, sanidin, oxit Fe-Ti, thạch anh và apatit. Tập hợp khoáng vật này phù hợp cho việc xác định các điều kiện trước khi phun trào. Đặc biệt, sự hiện diện của các khoáng vật chứa F, Cl và OH như apatit và biotit là lý tưởng để nghiên cứu mối quan hệ giữa các loài chất lỏng. Nghiên cứu tập trung vào sự phụ thuộc của chúng vào vị trí thẳng đứng và nhiệt độ trong buồng magma tiền phun trào. Đây là một phương pháp phân tích thạch học chi tiết.

1.3. Phương pháp tiếp cận phân tích nhiệt động

Nghiên cứu áp dụng các nguyên lý nhiệt động học khoáng vật để giải đoán dữ liệu. Sử dụng nhiệt kế dựa trên felspat và oxit Fe-Ti. Các phân tích vi dò (microprobe) cung cấp thành phần khoáng vật chính xác. Dữ liệu này sau đó được sử dụng để tính toán nhiệt độ và áp suất cân bằng. Cách tiếp cận này giúp xác định tính ổn định khoáng vật dưới các điều kiện khác nhau. Nó cũng là một phần của cân bằng hóa học trong hệ thống magma.

II.Phân tích thạch học khoáng vật núi lửa Andes

Nghiên cứu tiến hành phân tích thạch học chi tiết các mẫu khoáng vật từ các miệng núi lửa Cerro Galán và Cerro Blanco. Việc lấy mẫu ignimbrit từ nhiều mặt cắt khác nhau là bước đầu tiên. Các mặt cắt này đại diện cho các sự kiện phun trào khác nhau. Mục đích là để thu thập dữ liệu toàn diện về thành phần khoáng vật. Tập hợp khoáng vật được xác định là biotit, plagioclas, sanidin, oxit Fe-Ti, thạch anh và apatit. Những khoáng vật này là thành phần điển hình của đá magma silicic. Mỗi khoáng vật mang thông tin quan trọng về điều kiện hình thành và tiến hóa của magma. Đặc biệt, felspat và oxit Fe-Ti là các khoáng vật quan trọng. Chúng đóng vai trò là nhiệt kế địa chất. Thành phần hóa học của chúng phản ánh nhiệt độ và áp suất kết tinh. Các phân tích vi dò điện tử giúp xác định chính xác thành phần của các khoáng vật này. Dữ liệu thu được sau đó được sử dụng trong các mô hình nhiệt động học. Các mô hình này giúp ước tính nhiệt độ và áp suất tiền phun trào. Điều này cung cấp cái nhìn sâu sắc về các điều kiện trong buồng magma. Hiểu biết về tính ổn định khoáng vật là rất quan trọng. Nó giúp giải thích sự thay đổi trong tập hợp khoáng vật. Phân tích này là nền tảng cho việc hiểu biết về địa hóa học của hệ thống núi lửa.

2.1. Lấy mẫu ignimbrit từ Cerro Galán Blanco

Nhiều mặt cắt ignimbrit từ cả Cerro Galán và Cerro Blanco đã được lấy mẫu. Những mẫu này tạo thành nền tảng dữ liệu cho nghiên cứu. Ignimbrit là vật liệu núi lửa được hình thành từ dòng tro. Chúng thường chứa các khoáng vật kết tinh từ magma. Tình trạng bảo tồn tốt của ignimbrit giúp đảm bảo dữ liệu đáng tin cậy. Phân tích thạch học mẫu là bước đầu tiên.

2.2. Nhận dạng tập hợp khoáng vật chủ yếu

Các khoáng vật quan trọng được xác định là biotit, plagioclas, sanidin, oxit Fe-Ti, thạch anh và apatit. Các khoáng vật này là thành phần điển hình của đá magma silicic. Mỗi khoáng vật mang thông tin về điều kiện hình thành. Phân tích thành phần cụ thể của chúng được thực hiện bằng vi dò điện tử. Điều này giúp hiểu rõ tính ổn định khoáng vật trong buồng magma.

2.3. Vai trò của khoáng vật trong đo nhiệt độ

Felspat (plagioclas và sanidin) và oxit Fe-Ti là các nhiệt kế địa chất quan trọng. Chúng cho phép ước tính nhiệt độ kết tinh của magma. Thành phần hóa học của chúng thay đổi theo nhiệt độ và áp suất. Áp dụng các phương trình nhiệt động học khoáng vật để tính toán nhiệt độ cân bằng. Dữ liệu từ các bảng thành phần khoáng vật (Bảng 2.1-2.9 trong tài liệu gốc) là rất quan trọng cho việc này.

III.Điều kiện tiền phun trào hệ thống địa nhiệt

Kết quả phân tích nhiệt động học cho thấy các điều kiện tiền phun trào đáng chú ý. Cả hai vành đai phun trào Cerro Galán và Cerro Blanco đều có áp suất tối thiểu 2 kbar. Áp suất này được xác định dựa trên nhiệt độ cân bằng khoảng 700°C. Những ước tính này rất quan trọng để hiểu cơ chế hoạt động của các hệ thống magma silicic. Chúng phản ánh điều kiện sâu trong vỏ Trái Đất trước khi magma phun trào. Độ bão hòa H2O trong buồng magma cũng được xác định là 4%. Lượng nước này đóng vai trò quan trọng trong việc điều hòa các đặc tính vật lý của magma. Nó ảnh hưởng đến nhiệt độ nóng chảy, độ nhớt và tiềm năng phun trào của magma. Độ bão hòa H2O cũng là một yếu tố then chốt trong việc xác định các điều kiện hệ thống địa nhiệt. Dù cách nhau 120 km, cả hai miệng núi lửa đều cho thấy các điều kiện tiền phun trào tương tự. Sự tương đồng này gợi ý rằng các buồng magma có thể có các quá trình tiến hóa tương đồng. Các phân tích chi tiết về apatit và biotit hỗ trợ việc so sánh này. Điều này có ý nghĩa quan trọng trong địa hóa học khu vực. Nó cung cấp cái nhìn về quy mô và tính liên kết của các quá trình magma ở dãy Andes. Hiểu biết về các điều kiện này là rất quan trọng cho việc mô hình hóa các sự kiện núi lửa trong tương lai.

3.1. Ước tính nhiệt độ áp suất tiền phun trào

Kết quả nghiên cứu chỉ ra cả hai vành đai phun trào đều có áp suất tối thiểu 2 kbar. Áp suất này được xác định dựa trên nhiệt độ cân bằng khoảng 700°C. Các tính toán này dựa trên nhiệt động học khoáng vật và cân bằng hóa học của các tập hợp khoáng vật. Đây là những điều kiện quan trọng của buồng magma trước khi phun trào.

3.2. Độ bão hòa H2O trong buồng magma

Dữ liệu cho thấy độ bão hòa H2O là 4%. Lượng nước này ảnh hưởng đáng kể đến quá trình kết tinh magma và tính chất vật lý của nó. Độ bão hòa H2O cũng là một yếu tố then chốt trong việc xác định các điều kiện hệ thống địa nhiệt. Nó ảnh hưởng đến nhiệt độ nóng chảy và độ nhớt của magma.

3.3. So sánh kết quả giữa các miệng núi lửa

Mặc dù nằm cách nhau, cả Cerro Galán và Cerro Blanco đều cho thấy điều kiện tiền phun trào tương tự. Điều này gợi ý rằng các buồng magma có thể có quá trình tiến hóa tương đồng. Các phân tích chi tiết về apatit và biotit từ các mặt cắt khác nhau (Bảng 4.1-4.6) hỗ trợ việc so sánh này. Sự tương đồng này có ý nghĩa quan trọng trong địa hóa học khu vực.

IV.Tương tác đá dung dịch thủy nhiệt ổn định

Nghiên cứu xem xét mối quan hệ giữa các loài chất lỏng dễ bay hơi và tập hợp khoáng vật. Apatit và biotit là các khoáng vật chứa halogen (F, Cl) và hydroxyl (OH). Sự hiện diện của chúng cho phép điều tra mối quan hệ giữa các loài chất lỏng này. Chúng là những thành phần dễ bay hơi quan trọng trong magma. Các halogen có ảnh hưởng lớn đến sự tiến hóa của magma và tiềm năng khoáng hóa. Thành phần của các loài chất lỏng này thay đổi theo nhiệt độ và vị trí thẳng đứng trong buồng magma. Điều này ảnh hưởng trực tiếp đến tính ổn định khoáng vật. Sự thay đổi trong thành phần F, Cl, OH có thể làm thay đổi nhiệt độ kết tinh hoặc hòa tan của các khoáng vật. Sự tương tác đá-dung dịch là một yếu tố kiểm soát quan trọng đối với thành phần của các khoáng vật này. Nghiên cứu khám phá sự phân bố của F, Cl, OH trong apatit và biotit. Sự phân bố này có liên quan trực tiếp đến độ sâu và nhiệt độ trong buồng magma tiền phun trào. Hiểu được mối quan hệ này rất quan trọng để mô hình hóa hành vi của các dung dịch thủy nhiệt. Điều này cũng cung cấp cái nhìn về các quá trình địa hóa học sâu bên trong vỏ Trái Đất. Các dữ liệu về các halogen này giúp tái tạo môi trường hóa học của buồng magma.

4.1. Vai trò của F Cl OH trong dung dịch magma

Apatit và biotit là các khoáng vật chứa halogen (F, Cl) và hydroxyl (OH). Sự hiện diện của chúng cho phép nghiên cứu mối quan hệ giữa các loài chất lỏng này. Chúng là những thành phần dễ bay hơi quan trọng trong magma. Các halogen ảnh hưởng đến sự tiến hóa của magma và tiềm năng khoáng hóa.

4.2. Ảnh hưởng đến tính ổn định khoáng vật

Thành phần của các loài chất lỏng này thay đổi theo nhiệt độ và vị trí thẳng đứng. Điều này ảnh hưởng đến tính ổn định khoáng vật trong buồng magma. Sự thay đổi trong thành phần F, Cl, OH có thể làm thay đổi nhiệt độ kết tinh hoặc hòa tan của các khoáng vật. Sự tương tác đá-dung dịch là một yếu tố kiểm soát quan trọng.

4.3. Quan hệ giữa các loài chất lỏng vị trí

Nghiên cứu khám phá sự phân bố của F, Cl, OH trong apatit và biotit. Sự phân bố này liên quan đến độ sâu và nhiệt độ trong buồng magma tiền phun trào. Hiểu được mối quan hệ này rất quan trọng để mô hình hóa hành vi của các dung dịch thủy nhiệt. Điều này cũng cung cấp cái nhìn về các quá trình địa hóa học sâu bên trong vỏ Trái Đất.

V.Kết luận địa hóa học Ý nghĩa Ứng dụng

Nghiên cứu này cung cấp dữ liệu cơ bản quan trọng về hệ thống địa nhiệt liên quan đến các núi lửa Cerro Galán và Cerro Blanco. Dữ liệu về nhiệt độ, áp suất và thành phần chất lỏng dễ bay hơi là cần thiết. Chúng giúp xây dựng mô hình các quá trình magma và hydro-nhiệt trong khu vực. Điều này hỗ trợ việc đánh giá tiềm năng tài nguyên địa nhiệt. Các kết quả cũng mở ra hướng cho các nghiên cứu địa hóa học chi tiết hơn trong tương lai. Cần có nghiên cứu sâu hơn về sự tương tác giữa magma và nước ngầm. Phân tích đồng vị có thể cung cấp thêm thông tin về nguồn gốc và lịch sử của các chất lỏng. Điều này giúp tinh chỉnh hiểu biết về cân bằng hóa học trong các hệ thống núi lửa phức tạp. Sự hiểu biết về nhiệt động học khoáng vật và dung dịch thủy nhiệt là then chốt. Đặc biệt đối với các khu vực có tiềm năng khoáng hóa. Các quá trình tương tác đá-dung dịch và sự ổn định của khoáng vật chịu trách nhiệm về sự lắng đọng quặng. Phân tích này đóng góp vào mô hình thăm dò khoáng sản hiệu quả hơn. Nó cũng cung cấp một khuôn khổ để dự đoán hành vi của các buồng magma lớn.

5.1. Đánh giá hệ thống địa nhiệt khu vực

Nghiên cứu này cung cấp dữ liệu cơ bản về hệ thống địa nhiệt liên quan đến các núi lửa Cerro Galán và Cerro Blanco. Dữ liệu nhiệt độ, áp suất và thành phần chất lỏng là cần thiết. Chúng giúp xây dựng mô hình các quá trình magma và hydro-nhiệt trong khu vực. Điều này hỗ trợ việc đánh giá tiềm năng tài nguyên địa nhiệt.

5.2. Hướng nghiên cứu địa hóa học tương lai

Kết quả mở ra hướng cho các nghiên cứu địa hóa học chi tiết hơn. Cần nghiên cứu sâu hơn về sự tương tác giữa magma và nước ngầm. Phân tích đồng vị có thể cung cấp thêm thông tin về nguồn gốc và lịch sử của các chất lỏng. Điều này giúp tinh chỉnh hiểu biết về cân bằng hóa học trong các hệ thống núi lửa.

5.3. Ứng dụng trong nghiên cứu khoáng hóa

Sự hiểu biết về nhiệt động học khoáng vật và dung dịch thủy nhiệt là then chốt. Đặc biệt đối với các khu vực có tiềm năng khoáng hóa. Các quá trình tương tác đá-dung dịch và sự ổn định của khoáng vật chịu trách nhiệm về sự lắng đọng quặng. Phân tích này đóng góp vào mô hình thăm dò khoáng sản.

Xem trước tài liệu
Tải đầy đủ để xem toàn bộ nội dung
Luna gonzalez joao c 201305 ms

Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung

Tải đầy đủ (96 trang)

Trích đoạn nội dung luận án

Tải xuống để đọc toàn bộ

THERMODYNAMIC ANALYSIS OF MINERALS FROM CERRO GALAN AND CERRO BLANCO, NW ARGENTINA by JOAO CARLOS LUNA GONZALEZ (Under the Direction of ALBERTO PATINO DOUCE) ABSTRACT Cerro Galan and Cerro Blanco are two large Plio-Pleistocene calderas from the Andes of NW Argentina located within 120 km of each other. Large ash flows erupted from both volcanoes are relatively-well preserved and minimally eroded. Multiple sections of ignimbrites from both volcanoes were sampled and form the basis of this study. Their mineralogical assemblage— biotite + plagioclase + sanidine + Fe-Ti oxides + quartz + apatite—makes them well suited for the estimation of pre-eruptive intensive variables (temperature, pressure) in large silicic sub-volcanic magma chambers.

The presence of minerals that incorporate F, Cl, and OH such as apatite and biotite also makes them ideal for studying the relationship between these fluids species as function of vertical location and temperature within the pre- eruptive magma chamber. Results indicate both calderas were at a minimum pressure of 2 kbar based on an equilibrium temperature of about 700 0C and 4% H2O saturation. INDEX WORDS: Cerro Galan, Cerro Blanco, Feldspar thermometry, Fe-Ti oxides, Halogens, Thermodynamics THERMODYNAMIC ANALYSIS OF MINERALS FROM CERRO GALAN AND CERRO BLANCO, NW ARGENTINA by JOAO CARLOS LUNA GONZALEZ B., Barry University, 2010 A Thesis Submitted to the Graduate Faculty of The University of Georgia in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree MASTER OF SCIENCE ATHENS, GEORGIA 2013 © 2013 JOAO CARLOS LUNA GONZALEZ All Rights Reserved THERMODYNAMIC ANALYSIS OF MINERALS FROM CERRO GALAN AND CERRO BLANCO, NW ARGENTINA by JOAO CARLOS LUNA GONZALEZ Major Professor: ALBERTO PATINO Committee: DOUG CROWE MICHAEL RODEN Electronic Version Approved: Maureen Grasso Dean of the Graduate School The University of Georgia May 2013 DEDICATION This thesis is dedicated to my family and fiancée Hannah James for the constant support and words of encouragement. I would like to specially thank my father Ignacio Luna for his unwavering support and words of wisdom.

iv ACKNOWLEDGEMENTS I would like to acknowledge my advisor Alberto Patino Douce for all the help and guidance he has provided me during my graduate career. Thank you for your patience and for pushing me to become a better scientist. I would also like to acknowledge my committee members Doug Crowe and Michael Roden for their input on my research. Chris Fleisher is thanked for his help with microprobe analyses.

v TABLE OF CONTENTS Page ACKNOWLEDGEMENTS. v LIST OF TABLES. vii LIST OF FIGURES. viii CHAPTER 1 Introduction.

3 Geologic Setting and Petrology. 7 Summary of Investigation. 12 Results and Discussion. 24 3 Fe-Ti Oxides.

35 Results and Discussion. 60 Results and Discussion. 82 vi LIST OF TABLES Page Table 2.1: Section 1 Cerro Galan plagioclase compositions obtained by microprobe analyses .2: Section 1 Cerro Galan sanidine compositions obtained by microprobe analyses.3: Section 2 Cerro Galan plagioclase compositions obtained by microprobe analyses .4: Section 2 Cerro Galan sanidine compositions obtained by microprobe analyses.5: Cerro Blanco plagioclase compositions obtained by microprobe analyses .6: Cerro Blanco sanidine compositions obtained by microprobe analyses .1: Section 1 Cerro Galan ilmenite compositions obtained by microprobe analyses .2: Section 1 Cerro Galan magnetite compositions obtained by microprobe analyses .3: Section 2 Cerro Galan ilmenite compositions obtained by microprobe analyses .4: Section 2 Cerro Galan magnetite compositions obtained by microprobe analyses .5: Cerro Blanco ilmenite compositions obtained by microprobe analyses .6: Cerro Blanco magnetite compositions obtained by microprobe analyses .7: Section 1 Cerro Galan temperatures calculated at 1 and 5 kb .8: Section 2 Cerro Galan temperatures calculated at 1 and 5 kb .9: Cerro Blanco temperatures calculated at 1 and 5 kb.1: Section 1 Cerro Galan apatite compositions obtained by microprobe analyses .2: Section 2 Cerro Galan apatite compositions obtained by microprobe analyses .3: Cerro Blanco apatite compositions obtained by microprobe analyses .4: Section 1 Cerro Galan biotite compositions obtained by microprobe analyses .5: Section 2 Cerro Galan biotite compositions obtained by microprobe analyses .6: Cerro Blanco biotite compositions obtained by microprobe analyses. 66 vii LIST OF FIGURES Page Figure 1.1: Location map showing the extent of the high plateau of the Central Andes .2: Cross section through the Central Andes showing exaggerated topography and distribution of andesitic volcanoes, back arc centers and large silicic calderas .3: Regional view of the Cerro Galan and Cerro Blanco calderas .4: Distribution of the Cerro Galan ignimbrite .1: Ternary diagram of feldspar samples from section 1 of Cerro Galan .2: Ternary diagram of feldspar samples from section 2 of Cerro Galan .3: Ternary diagram of feldspar samples from Cerro Blanco .4: Feldspar ternary diagram modified from Fuhrman and Lindsley (1988) .5: Ternary diagram of feldspar samples from section 1 of Cerro Galan fitted to Hokada’s 2001 ternary feldspar model with calculated isotherms.6: Ternary diagram of feldspar samples from section 2 of Cerro Galan fitted to Hokada’s 2001 ternary feldspar model with calculated isotherms.7: Ternary diagram of feldspar samples from Cerro Blanco fitted to Hokada’s 2001 ternary feldspar model with calculated isotherms .8: SEM images of alkai-feldspar and plagioclase from section 1 of Cerro Galan.9: SEM images of alkai-feldspar and plagioclase from section 2 of Cerro Galan.10: SEM images of alkai-feldspar and plagioclase from Cerro Blanco .11: Pressure-temperature phase diagram showing the solidus curves for H2O-saturated and dry granite….12: H2O solubility in rhyolitic melts at 700 0C modified from Liu et al.13: Section 1 feldspar thermometry (A) Plus error and (B) Minus error .14: Section 2 feldspar thermometry (A) Plus error and (B) Minus error .15: Cerro Blanco thermometry (A) Plus error and (B) Minus error .1: Section 1 Cerro Galan Fe2+, Fe3+, and Ti in ilmenite vs.2: Section 1 Cerro Galan Fe2+, Fe3+, and Ti in magnetite vs.3: Section 2 Cerro Galan Fe2+, Fe3+, and Ti in ilmenite vs.4: Section 2 Cerro Galan Fe2+, Fe3+, and Ti in magnetite vs.5: Cerro Blanco Fe2+, Fe3+, and Ti in ilmenite vs.6: Cerro Blanco Fe2+, Fe3+, and Ti in magnetite vs.7: Real activity vs.

mole fractions for ilmenite-hematite (A & B) and magnetite-ulvospinel (C) solid solutions .8: Section 1 Cerro Galan ilmenite-magnetite pairs used for thermodynamic calculations.9: Section 2 Cerro Galan ilmenite-magnetite pairs used for thermodynamic calculations.10: Cerro Blanco ilmenite-magnetite pairs used for thermodynamic calculations .11: Scanning electron images of Fe-Ti oxides with alteration in Section 1 of Cerro Galan .12: Scanning electron images of Fe-Ti oxides with alteration in Section 2 of Cerro Galan .13: Scanning electron images of Fe-Ti oxides with alteration in Cerro Blanco .1: Section 1 Cerro Galan apatite anion concentration vs.2: Section 2 Cerro Galan apatite anion concentration vs.3: Cerro Blanco apatite anion concentration vs.4: Section 1 Cerro Galan biotite anion concentration vs.5: Section 2 Cerro Galan biotite anion concentration vs.6: Cerro Blanco biotite anion concentration vs.7: Section 1 Cerro Galan lnK values vs.8: Section 2 Cerro Galan lnK values vs.9: Cerro Blanco lnK values vs.10: SEM images of altered biotite grains from section 1 of Cerro Galan .11: SEM images of altered biotite grains from section 2 of Cerro Galan .12: SEM images of altered biotite grains from Cerro Blanco .13: SEM images of altered apatite grains from Section 1 of Cerro Galan .14: SEM images of altered apatite grains from Section 2 of Cerro Galan .15: SEM images of altered apatite grains from Cerro Blanco .16: Backscatter image and X-ray map from apatite grain in Section 1 of Cerro Galan .17: Comparison of anion concentrations between (A) Section 1 of Cerro Galan and (B) Cerro Blanco. 79 x CHAPTER 1 Introduction Previous Work: Cerro Galan Cerro Galan is a large volcanic complex in the Altiplano-Puna plateau of northwest Argentina and has been the focus of numerous studies. Some of the early workers include Sparks et al. (1985) and Francis et al.

Sparks et al. (1985) were pioneers in identifying, describing, dating, and petrologically characterizing the numerous ignimbrites of the Galan complex. Francis et al. (1989) were among the first investigators to emphasize geochemical studies in order to elucidate the mechanism by which the Cerro Galan complex was developed.

Francis et al. (1989) concluded that the Cerro Galan caldera complex represents the development of a cordilleran plutonic complex in the Andean crust. They assert that basaltic magma provided the heat for triggering melting in the crust at mid to deep levels. Furthermore, they claimed that magma mixing generated the formation of the characteristic dacitic magmas erupted at Cerro Galan.

Recent investigators include Folkes et al. (2011) who building on the work of Francis et al. (1989) further emphasized the importance of crustal assimilation in the generation of the Cerro Galan ignimbrites. With the use of thermodynamics and traditional geochemical investigations Folkes et al.

(2011) concluded that magma generation in the Galan complex comes from two sources within the crust. This was inferred from mineral barometry, geothermometry, and major and trace element analyses of 2 types of pumice clasts—which they term as white and grey—found in the Cerro Galan ignimbrite. They assert that the white pumice clasts equilibrated in the upper 10 km of the crust (<3 kbar), while the grey pumice clasts originated from a deeper (up to 18 km in the crust), hotter source than the white pumice magma. Furthermore, building on the work of Hildreth and Moorbath (as cited in Skewes and Sterns, 1995) this investigation proposes the existence of a lower-crustal MASH (melting, assimilation, storage, and homogenization) in the Cerro Galan system, where magmas are geochemically buffered (this 1 buffering is a consequence of parental magmas being delivered to shallow crustal levels where MASH occurs prior to eruption), producing the underlying geochemical and isotopic signatures that characterize the compositionally similar ignimbrites in the Galan complex.

Another important recent study is that of Cas et al. (2011) who characterized the flow dynamics and eruption style of the latest ignimbrite—the Cerro Galan ignimbrite (CGI)—of the Cerro Galan complex as a low ‘boiling over’, fountain style eruption, with a relatively constant, sustained and high discharge rate. This investigation has important implications for post-emplacement magmatic processes including alteration and re-equilibration of mineral compositions. If the Cerro Galan and Cerro Blanco ignimbrites were not quenched effectively after eruption then minerals in these ash flow deposits may have altered.

If this was the case then compositions of these minerals would not be useful for inferring conditions of the magma chambers prior to eruption. Previous Work: Halogens applied to Cerro Galan Other studies which have influenced this investigation are those of Boyce and Hervig (2008) and Patino Douce and Roden (2006). Boyce and Hervig (2008) showed that OH and Cl growth zonation in apatite grains recorded a multistage magmatic history before eruption. Based on apatite growth rates, they attributed the zoning profiles to H2O degassing and recharge less than 400 days prior to eruption.

Similarly, Patino Douce and Roden (2006) demonstrate the utility of apatite as a probe for F, Cl, and OH volatiles in magmatic systems. These workers demonstrated the importance of using apatite equilibria in conjunction with other minerals –in this case merrillite—in order to calculate halogen and water fugacities in planetary magmas. Merrillite is not present in Cerro Galan or Cerro Blanco however the thermodynamic concepts utilized in the previously described study can be applied to the apatite-biotite phase equilibria in order to elucidate pre-eruptive conditions in the sub-volcanic magma chambers. Purpose of Investigation No previous studies have tried to use volatile compositions (halogens and water) in conjunction with thermodynamic calculations in order to elucidate the pre-eruptive magma conditions in the silicic magma chambers of Cerro Galan and Cerro Blanco.

This investigation sought to estimate pressure, 2 temperature, and volatile budget (F, Cl, and OH) in both calderas as a function of vertical location within the magma chambers in order to infer possible correlations and differences in the evolution of the individual magma chambers. To this end, compositions of apatite, biotite, Fe-Ti oxides, and feldspars (plagioclase and alkali-feldspar) were chosen from a mineral assemblage in both calderas consisting of plagioclase, sanidine, Fe-Ti oxides, biotite, quartz, apatite, and rare zircon.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Trích dẫn luận án này

Joao Carlos Luna Gonzalez (2013). Phân tích Nhiệt động lực học Khoáng vật Cerro Galan & Blanco [Luận án tiến sĩ, The University of Georgia]. LuanAn.net. https://luanan.net/khoa-hoc-trai-dat-moi-truong/phan-tich-nhiet-dong-luc-hoc-khoang-vat-cerro-galan-cerro-blanco

Câu hỏi thường gặp

Luận án "Phân tích Nhiệt động lực học Khoáng vật Cerro Galan & Blanco" nghiên cứu về vấn đề gì?

Phân tích nhiệt động lực học khoáng vật Cerro Galan & Blanco: Khám phá dữ liệu quan trọng cho nghiên cứu địa chất và ứng dụng thực tiễn.

Luận án "Phân tích Nhiệt động lực học Khoáng vật Cerro Galan & Blanco" được bảo vệ tại trường nào?

Luận án này được bảo vệ tại The University of Georgia. Năm bảo vệ: 2013.

Luận án "Phân tích Nhiệt động lực học Khoáng vật Cerro Galan & Blanco" có bao nhiêu trang?

Luận án "Phân tích Nhiệt động lực học Khoáng vật Cerro Galan & Blanco" có 96 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.

Cách tải luận án "Phân tích Nhiệt động lực học Khoáng vật Cerro Galan & Blanco" về máy như thế nào?

Để tải luận án về máy, bạn nhấn nút "Tải xuống ngay" trên trang này, sau đó hoàn tất thanh toán phí lưu trữ. File sẽ được tải xuống ngay sau khi thanh toán thành công. Hỗ trợ qua Zalo: 0559 297 239.

Luận án liên quan

Chia sẻ tài liệu: Facebook Twitter