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Enregistrement W7112343789

Potassium isotope systematics in subducting materials and arc volcanics

2021· article· en· W7112343789 sur OpenAlexaboutno aff

Notice bibliographique

RevueDigital Access to Scholarship at Harvard (DASH) (Harvard University) · 2021
Typearticle
Langueen
DomainePhysics and Astronomy
ThématiqueScientific Research and Discoveries
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésOphioliteMaficSubductionOceanic crustHydrothermal circulationSeafloor spreadingIsland arcVolcanic arc
DOInon disponible

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Potassium is an active element in geological systems. This thesis includes studies of the behavior of K in relation to low-temperature processes at the Earth’s surface, and in relation to high- temperature processes in subduction zones. The thread that connects these studies is that low- temperature processes influence the K content and K-isotope composition of mafic oceanic crust and marine sediments—and these materials are important inputs to subduction zones. The principal chemical analytical tool in this thesis is the measurement of stable K-isotope ratios (41K/39K) in natural samples. These data are obtained by utilizing a Multi-Collector Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometer (MC-ICPMS). Potassium-isotope measurements have become much more precise in recent years as a result of innovations in the construction and application of MC-ICPMS instruments. One aspect of this thesis is an examination of the effects of hydrothermal alteration on mafic oceanic crust. This includes a study of altered mafic materials from the ~485 Ma Bay of Islands ophiolite of Newfoundland, Canada. It also includes later work on altered materials from International Ocean Drilling Program (IODP) Sites 801 and C0012. In the Bay of Islands ophiolite, we observe large variations in 41K/39K ratios and a correlation with 87Sr/86Sr ratios. We interpret these variations as reflecting addition of heavy (presumed seawater-derived) K to the ophiolitic materials during seafloor hydrothermal alteration. By contrast, the materials at IODP Sites 801 iii and C0012 have K-isotope compositions that are variable but, on the whole, much lighter than seawater. At these sites, it appears that the added K was highly fractionated relative to seawater, possibly resulting from kinetic or equilibrium isotope effects in which alteration clays preferentially incorporate light K. Another aspect of this thesis is an analysis of the likely controls on the K-isotope compositions of deep-sea sediments at IODP Site 1149 in the western Pacific (near the Izu trench) and Site C0011 in the Shikoku Basin (near the Nankai Trough). Sediments at these sites comprise a mixture of terrigenous and volcanogenic materials. At both sites, K-isotope ratios fall mostly within a narrow range and are on average slightly lighter—by about 0.05 to 0.10‰—than a recently published estimate for the upper continental crust (UCC). Deviations from the UCC composition in the direction of lighter K-isotope compositions likely reflect two processes: (1) variable extents of chemical weathering of terrigenous silicates, and (2) variable proportions of an isotopically light altered ash component in the sediment mixtures. A final aspect of this thesis is a study of K-isotope variations among lavas of the Izu arc. We find that the Izu lavas generally have heavy K-isotope compositions, relative to estimates of the upper mantle (based on published data for mid-ocean-ridge basalts), and relative to estimates for subducting altered oceanic crust (IODP Site 801) and sediments (IODP Site 1149). Moreover, we observe an across-arc shift in K-isotope ratios: lavas of the frontal arc are heavier than the mantle by about 0.22‰, whereas those of the rear arc are heavier by only about 0.08‰ (median values). This leads us to conclude that, in addition to reflecting source characteristics, the K-isotope compositions of arc lavas may reflect isotopic fractionation in association with slab dehydration or melting—with heavy K partitioning preferentially into fluids. A model is proposed iv in which loss of heavy K from the slab under the frontal arc results in a residual slab that is isotopically lighter. The residual slab, in turn, releases fluids with relatively light K under the rear arc. We consider it likely that the behavior of K is coupled to a significant degree to that of Pb and Sr, and less so to that of Nd and Hf, consistent with an interpretation of across-arc changes in radiogenic-isotope ratios. According to our model, across-arc variations in K-isotope ratios in the Izu arc reflect the progressive depletion of the descending slab in K and similarly mobile elements.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Observationnel · Signal consensuel: Observationnel
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,019
Score d'incertitude au seuil0,038

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0020,002
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0010,000
Science ouverte0,0000,001
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

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.

Tête enseignante Opus0,029
Tête enseignante GPT0,260
Écart entre enseignants0,232 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeObservationnel
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2021
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