Udfordrende perspektiver på magmakamre med nye fund

Magmakamre er store legemer af smeltet sten, der ligger flere kilometer under Jordens overflade. De er svære at studere i realtid på grund af deres store afstande fra Jordens overflade. Geologer undersøger de magmatiske bjergarter, der dannes, når disse magmakamre afkøles og til sidst bliver blotlagt på Jordens overflade på grund af erosionskræfterne, at forstå de processer, der fandt sted i magmakamrene millioner af år før.

En ny undersøgelse offentliggjort i Videnskabelige rapporter af postdoc, Dr. Willem Kruger fra School of Geosciences ved University of the Witwatersrand, og hans vejleder, Professor Rais Latypov, udfordrer nogle af de mest accepterede ideer vedrørende magmakamrenes indre funktion.

Historien begyndte med Krugers omhyggelige undersøgelse af et fremspring af magmatisk bjergart kaldet magnetitit ved Rhovan vanadiumminen nær Brits, Sydafrika. Dette udspring forekommer i Bushveld Complex - den største lagdelte indtrængen i jordskorpen. Den mørkefarvede magnetitit indeholder flere indeslutninger af en anden bjergart kaldet anorthosite, der står i markant kontrast til værtsmagnetititen på grund af dens lysere farve.

"Oprindelsen af ​​anorthosit indeslutninger i magnetiter har længe været et mysterium, " siger Kruger, "imidlertid, vi fandt på en metode til endelig at give nogle indsigter i dette årtier gamle problem."

Når et magnetitlag krystalliserer fra magma, det forbruger hurtigt det tilgængelige chrom, der er til stede i den omgivende smelte. De krystaller af magnetit, der dannes først, er derfor meget rige på chrom, mens den efterfølgende danner magnetit er relativt fattig på krom. Det bliver derfor muligt at observere magnetititlagets vækstmønstre ved at undersøge fordelingen af ​​krom i bjergarten.

Kruger brugte et bærbart røntgenfluorescensspektrometer til kemisk at kortlægge fremspringet og studere dets todimensionelle struktur. "Vi fandt bevis for, at anortositinslutningerne dannes, når overophedet smelte, der kommer fra dybere kamre, forårsager delvis smeltning og opløsning af et allerede eksisterende anorthositlag ved Bushveld-kammerets bund. Dette fører til en kompleks morfologi af kammerbunden."

Kruger og Latypov foreslår at henvise til denne proces som 'magmatisk karstificering', fordi den ligner karstificering på jordens overflade, hvorved surt vand eroderer karbonatsten såsom kalksten, danner huler og andre karakteristiske træk ved karstlandskaber. Imidlertid, i stedet for surt vand, det eroderende middel er overophedet smelte.

Disse nye fund om vækstmønstre af magnetitlag i det magmatiske karstmiljø udfordrer vores forståelse af magmakamrenes indre funktion. "Køling på magmakammergulve har tidligere været anset for at være ubetydelig. vores resultater viser, at tilstrækkelig afkøling kan ske gennem kammergulve, således at nye krystaller kan danne kerne og vokse, " siger Latypov. "Disse resultater kan give ny indsigt i, hvordan magmakamre udvikler sig til at producere den store mangfoldighed af magmatiske bjergarter, som vi observerer i naturen i dag."