Redistribution of heat‐producing elements during melting of Archean crust
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Heat generated from the decay of K, Th, and U plays a fundamental role in the differentiation and stabilization of Earth's continental crust. This is particularly important in the construction of Archean cratons that form the nuclei of Earth's continents. The Kapuskasing uplift is a rare exposure of an Archean‐age crustal cross‐section that provides a snapshot of crustal melting, differentiation, and compositional stratification. We integrate field observations, whole‐rock compositions, thermodynamic equilibrium and accessory mineral modelling with heat production and latency time modelling to provide insights into the partitioning of heat‐producing elements between residue and melt during anatexis of metabasites as well as the resulting effects on metamorphic timescales and the production of tonalite–trondhjemite–granodiorite (TTG) suites. We model six metabasite compositions ranging from relatively fertile greenschist facies metabasites to melt‐depleted residual mafic (upper‐)amphibolites to granulites. Heat‐producing elements are modelled to be partitioned between melt and residue; the dominant minerals in the residue that host these elements are apatite, hornblende, K‐feldspar, and epidote. At 800–850°C epidote is no longer stable, and the melt fraction is predicted to contain roughly half of the heat production capacity for the system. Apatite and melt are expected to be the dominant repositories for Th and U during anatexis; zircon is predicted to be completely consumed by 850°C, whereas apatite persists to higher temperatures and allanite is expected only in minor modal abundances at high‐P, low‐T conditions. The partitioning of heat‐producing elements into relatively low‐density melt decreases the heat production of the residual system during anatexis. Due to their high density and affinity for U and Th, epidote and apatite retain heat production capacity in the residue during metabasite melting. Thermal latency modelling of metamorphism suggests that enriched metabasite compositions require 38–46 My to increase the temperature from ~650 to 850°C (solidus temperature to peak metamorphic temperature of the Kapuskasing uplift), whereas estimates are considerably shorter for depleted compositions (7–25 My). Four of the six samples modelled require 60–70 My to reach 1000°C from the solidus. Our modelling of heat‐producing element partitioning and predicted proportions of melt suggest that enriched basaltic compositions are the most reasonable source of TTG magmas and our heating time modelling indicates the mantle as an equal to dominant source of heat for metabasite anatexis compared with radiogenic heat production.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».