MARC

 008260126s2025        us                              c    eng  d
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■020    ▼a9798291572337
■035    ▼a(MiAaPQ)AAI32238437
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a552
■1001  ▼aRebaza  Morillo,  Anna  Mireia.▼0(orcid)0000-0003-3062-7659
■24510▼aUnveiling  the  Mechanisms  of  Mass  Transfer  in  Modern  Subduction  Zones
■260    ▼a[Sl]▼bThe  University  of  Arizona▼c2025
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2025
■300    ▼a323  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  87-02,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Mallik,  Ananya.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--The  University  of  Arizona,  2025.
■520    ▼aSubduction  channels  are  crucial  pathways  for  recycling  slab  mass  into  the  deep  mantle.  A  portion  of  this  material  is  returned  to  the  mantle  wedge,  contributing  to  the  remarkable  diversity  of  arc  lavas  from  mafic  to  rhyolitic  forms,  unlike  in  other  geological  settings.  Despite  this  variation,  the  lavas  found  in  both  continental  and  oceanic  arcs  generally  display  consistent  trace  element  patterns.  This  uniformity  highlights  a  dominant  mass  transfer  mechanism  that  defines  the  signature  of  global  arc  volcanism.  Aqueous  fluids  and  partial  melts  from  slab  sources  are  key  mechanisms  for  this  consistency,  but  they  must  avoid  mantle  interaction  to  preserve  their  signature.  Buoyant  melange  diapirs  originating  from  the  slab  can  prevent  this  interaction,  although  their  prevalence  and  formation  conditions  remain  largely  unknown.  This  thesis  integrates  high-pressure,  high-temperature  experiments  combining  thermodynamic,  geochemical,  and  geodynamic  modeling.  It  aims  to  uncover  (a)  the  mechanisms  of  mass  transfer  agents  in  modern  subduction  zones,  (b)  their  role  in  elemental  cycling,  and  (c)  their  contributions  to  the  diversity  and  distinct  signatures  of  volcanic  arcs.Reactions  in  the  mantle,  driven  by  subduction  slab  partial  melting,  have  been  investigated  under  subarc  depth  conditions,  revealing  a  key  mechanism  for  preserving  the  geochemical  signatures  of  slabs  (Chapter  1).  The  findings  reveal  that  mica-rich,  olivine-free  pyroxenites  form  due  to  the  high  silica  content  in  the  slab's  partial  melt,  reaching  a  "melt-buffer"  state.  This  allows  subsequent  slab  melts  to  flow  freely  through  these  pyroxenites,  preserving  their  element  compositions  while  minimizing  interactions  with  the  surrounding  mantle  rock.  Additionally,  being  less  dense  than  the  mantle,  these  pyroxenites  can  create  instabilities  in  the  mantle.  Previous research  only  focused  on  chlorite-rich  melanges  and  pure  sediments  to  showcase  a  diverse  range  of  subducted  lithologies.  This  study  provides  phase  equilibria  of  unexplored  serpentinite-rich  melanges  (Chapter  2)  and  shaly-rich  melanges  (Chapter  3)  under  conditions  of  deep  forearc  to  subarc  depths.  Covering  the  full  spectrum  of  ultramafic  and  sedimentary-rich  melanges.  Serpentine-rich  melanges  transform  into  peridotite-like  rocks  with  minor  hydrous  minerals  and  coexist  with  aqueous  fluids  and  basaltic  melts,  while  shaly-rich  melanges  transform  to  olivine-free  pyroxenite  with  abundant  hydrous  minerals  and  coexist  with  dacitic  to  rhyolitic  melts. Key  findings  reveal  that  mantle  viscosity,  slab  geotherm,  and  subduction  rates  significantly  influence  diapir  growth,  regardless  of  melange  characteristics.  Fast,  cold  subduction  limits  diapirism  and  leads  to  effective  volatile  sequestration  in  hydrous  minerals,  facilitating  their  transfer  into  the  mantle  and  progressively  releasing  aqueous  fluids  that  carry  trace  element  signatures  into  arc  magma  sources.  Conversely,  warm,  slowly  subducting  slabs  can  promote  diapirism  in  thinner  ultramafic  or  sediment-rich  channels.  Aqueous  fluids  dominate  in  ultramafic  channels,  while  low-degree  partial  melts  prevail  in  sediment-rich  channels.  Both  agents  help  transfer  distinct  trace  signatures  to  magma  sources.  Diapirism  can  occur  in  tectonic  slabs  with  heat  sources,  such  as  nearby  slab  tears  or  plumes.  However,  those  melanges  lose  buoyancy  upon  reaching  thermal  equilibrium  at  temperatures  above  850  °C.  Smaller  diapirs  may  stagnate  near  the  slab-mantle  interface,  while  larger  ones  can  retain  buoyancy  and  remelt  in  hotter  mantle  regions.  High  degree  melting  of  diapirs  explains  some  arc  lava  diversity,  but  it  does  not  account  for  the  consistent  arc  trace  element  patterns.  Overall,  diapirism  is  contingent  on  hot  slabs,  while  aqueous  fluids  and  partial  melts  remain  as  the  dominant  agents  of  mass  transfer  from  the  slab  to  arc  magma  sources.
■590    ▼aSchool  code:  0009.
■650  4▼aPetrology
■650  4▼aMineralogy
■650  4▼aGeology
■650  4▼aPhysical  geography
■653    ▼aAqueous  fluids
■653    ▼aDiapirs
■653    ▼aMelanges
■653    ▼aMelting
■653    ▼aSubduction  zones
■690    ▼a0584
■690    ▼a0411
■690    ▼a0372
■690    ▼a0368
■71020▼aThe  University  of  Arizona▼bGeosciences.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g87-02B.
■790    ▼a0009
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2025
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17359461▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

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