Abstract

Microphenocrysts of chromian spinel in glass from an East Pacific Rise lava and three Icelandic subglacial lavas show a variety of complex skeletal, hopper, vermiform and chain textures. These grains of chromian spinel are larger than those found in most basalts. Many crystals show significant zoning in Cr/(Cr + Al), and the variation in Cr/(Cr + Al) with respect to Fe2+/(Fe2+ + Mg) is distinctive for each sample. The four samples are relatively primitive, with between 9 and 10 wt.% MgO in the glass. One very distinctive texture, a core surrounded by a vermiform rim, has been interpreted by a number of researchers as a reaction texture caused either by changes in pressure or magma mixing. The variety of chromian spinel textures, including the vermiform rim, has been duplicated in an experimental run using the sample from the East Pacific Rise. The sample was held at 1225°C for 67 hours and then cooled slowly over 8 hours to 1147°C. We conclude that the vermiform texture and the other chromian spinel textures in the experimental run and the lavas are growth textures and not reaction textures. The change in growth habit that produces the vermiform rim is interpreted as diffusion-controlled growth, leading to what metallurgists refer to as cellular growth. Chromian spinel is susceptible to diffusion-controlled growth because of the very large difference in concentration of Cr in the melt (0.02–0.06 wt.% Cr2O3) and in chromian spinel (30–50 wt.% Cr2O3) at equilibrium. Although the chromian spinel in the glass of each natural sample shows a large variation in Cr/(Cr + Al), and thus was not in equilibrium with the bulk melt, its Fe2+/(Fe2+ + Mg) may have been close to equilibrium with the bulk melt before quenching. The chromian spinel crystallized over a span of hours to days before a rapid water quench upon eruption. The complex textures and zoning probably reflect the turbulent conditions during passage of the magma toward the Earth’s surface.

Abstract

Des microphénocristaux de spinelle chromifère sont présents dans une matrice vitreuse d’une lave basaltique provenant de la ride Est-Pacifique et de trois échantillons de coulées mises en place sous un glacier en Icelande. Ces cristaux contiennent une variété de textures complexes en entonnoir, vermiformes et en chaînes; ils sont plus grossiers que ceux qui caractérisent la plupart des basaltes. Plusieurs cristaux montrent une zonation importante en Cr/(Cr + Al), qui varie de façon distincte avec Fe2+/(Fe2+ + Mg) dans chaque échantillon. Les quatre échantillons sont relativement primitifs, le verre contenant entre 9 et 10% (poids) de MgO. On a généralement interprété la présence d’un coeur entouré d’un liseré vermiforme comme résultat d’une réaction suite à des changements en pression ou à un mélange de magmas. La diversité texturale du spinelle chromifère, y inclus la bordure vermiforme, a été reproduite dans un série d’expériences faites avec le basalte de la ride Est-Pacifique. Nous avons maintenu l’échantillon à 1225°C pour 67 heures, et nous l’avons refroidi lentement sur huit heures jusqu’à 1147°C. A notre avis, la texture vermiforme et les autres développements texturaux dans les résultats d’expériences et dans les laves résultent de la croissance et non d’une réaction. Le changement en morphologie qui mène à la bordure vermiforme résulterait d’une croissance régie par la diffusion, menant à ce que les métallurgistes appelent une croissance cellulaire. Le spinelle chromifère est susceptible de croître par un mécanisme régi par la diffusion à cause de la très grande différence en concentration de Cr dans le liquide silicaté (0.02–0.06% Cr2O3, poids) et le spinelle chromifère (30–50% Cr2O3) à l’équilibre. Quoique le spinelle encaissé dans la matrice vitreuse de chaque échantillon fait preuve de variations importantes en Cr/(Cr + Al), et donc ne serait pas en équilibre avec le liquide à grande échelle, la valeur du rapport Fe2+/(Fe2+ + Mg) semble être proche de l’équilibre avant le refroidissement final de l’assemblage. Le spinelle chromifère s’est formé sur un intervalle de quelques heures à quelques jours avant que les laves aient été trempées dans l’eau à l’éruption. Les textures complexes et la zonation témoignent probablement des conditions turbulentes au cours du passage du magma vers la surface d’épanchement.

(Traduit par la Rédaction)

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