Almeev, R.

Botcharnikov, R.

Holtz, F.

Portnyagin, Maxim

Shishkina, T.

OceanRep

  EXPERIMENTAL CALIBRATION AND IMPLICATIONS OF OLIVINE‐MELT VANADIUM OXYBAROMETRY FOR HYDROUS MAGMAS FROM MUTNOVSKY VOLCANO (KAMCHATKA)  Shishkina T. 1,2, Portnyagin M.1,3, Botcharnikov R. 2, Almeev R.2 & Holtz F. 2 1V.I.Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry, Moscow, Russia 2Institute for Mineralogy, Leibniz University of Hannover, Hannover, Germany 3GEOMAR Helmholtz Centre for Ocean Research Kiel, Kiel, Germany   A  promising method  for  the  quantification  of  the  redox  conditions  (oxygen  fugacity,  fO2)  in  basaltic systems, which might be applied to quenched melt  inclusions  in olivine, exploits the partitioning of vanadium between olivine and coexisting silicate melt (DVOl‐M). Strong correlation of DVOl‐M with fO2 was investigated in a number of experimental works on dry mafic and ultramafic melts in a wide range of fO2 conditions at pressures of  1  atm  and  0.5–2  GPa,  temperature  range  of  1150–1530°C  (e.g.,  Canil&Fedortchouk,  2001; Mallmann&O’Neill,  2009;  2013). Only  a  few melt  compositions  equilibrated with  olivine  at  T≤1250°C were studied so far. Although  it was shown that melt composition, pressure and temperature have small effect on DVOl‐M, more data are  required  to extend  the calibration of  the V oxybarometry  to hydrous  low‐temperature basalts representing  island arc magmas. This study presents new data on DVOl‐M gained from crystallization experiments performed with an high‐Al basalt from Mutnovsky volcano (Kamchatka) at various aH2O, 0.1 and 0.3 GPa, 1025‐1150°C and ΔQFM= ‐0.5 to  +3.2  at  the  Institute  of  Mineralogy  in  Leibniz  University  of  Hannover.  Concentrations  of  vanadium  in experimental and natural glasses and olivines were analyzed at the Institute of Geosciences at the University of Kiel by LA‐ICP‐MS (Agilent 7500s, 193nm GEOLAS Pro). The determined DVOl‐M  in run products varies between 0.007 and 0.079 and logDVOl‐M shows a strong linear correlation with logfO2 in the experiments. For  calibration  of  the  V  oxybarometer  for  low  temperature  hydrous  basaltic  magmas  we  used  7 experiments from this study together with 26 experiments performed at T≤1250°C in fO2 range of ‐2.0 < ΔQFM < 3.2 with melts containing less than 12 wt% MgO and less than 4 wt.% Na2O from previously published data. The  resulting  linear  correlation  between  DVOl‐M  and  ΔQFM  can  be  described  with  an  equation:  ΔQFM=  ‐ 3.51*lgDVOl‐M – 4.20 (R2 = 0.96). This equation reproduces experimental ΔQFM conditions within ±0.35log units for 70% of the experiments. This  equation  was  applied  to  estimate  redox  conditions  for  Mutnovsky  volcano  magmas  using compositions of melt inclusions in olivine from basaltic tephras. Vanadium concentrations vary in the range of 266–382 ppm in glassy inclusions and of 4.2–6.1 ppm in their host olivines. This corresponds to DVOl‐M = 0.0152–0.0185. The calculated ΔQFM values vary between +1.8  to +2.2 which  is similar  to  the calculations using the equation from Canil and Fedortchouk, 2001 and is about 1 log unit of fO2 below the value calculated with the oxybarometer proposed by Mallmann and O’Neill (2013). The determined redox conditions for Mutnovsky are in a good agreement with redox estimates using independent methods and confirm relatively oxidizing nature of island‐arc basaltic magmatism. References Canil, D.,  Fedortchouk,  Y.  (2001): Olivine‐liquid partitioning of  vanadium  and other  trace  elements, with applications to modern and ancient picrites. Can. Min., 39, 319‐330. Mallmann, G., O’Neill, H. St.C. (2009): The crystal/melt partitioning of V during mantle melting as a function of oxygen fugacity compared with some other elements (Al, P, Ca, Sc, Ti, Cr, Fe, Ga, Y, Zr and Nb). J. Petr., 50, 1765‐1794. Mallmann, G., O’Neill, H. St.C. (2013): Calibration of an empirical thermometer and oxybarometer based on the partitioning of Sc, Y and V between olivine and silicate melt. J. Petr., 54 (5), 933‐949.       

Experimental calibration and implications of olivine-melt vanadium oxybarometry for hydrous magmas from Muthnovsky volcano (Kamchatka)

http://oceanrep.geomar.de/41259/1/2016_Shishkina-EMC2016-Abstract.pdf

Experimental calibration and implications of olivine-melt vanadium oxybarometry for hydrous magmas from Muthnovsky volcano (Kamchatka)

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

OceanRep