研究方法，样品采集与处理：样品选择： 从代表性火山和岩体中采集角闪石样品，确保样品覆盖不同的地质背景和演化阶段。实验方法：使用电子探针显微分析仪（EPMA）和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱（LA-ICP-MS）等技术，对角闪石的化学成分进行详细分析。数据分析：通过对角闪石化学成分的系统分析，研究其在不同岩浆系统中的变化规律，结合矿物共生关系，推断岩浆的演化过程。 研究结果：角闪石的矿物学和地球化学特征：化学组成变化： 角闪石的主要成分（如Si、Al、Fe、Mg、Ca、Na、K）和微量元素（如Ti、Cr、Ni）显示出系统性的变化，这些变化反映了岩浆系统在冷却和结晶过程中的演化。压力和温度条件： 角闪石的成分变化与地质温压计结果一致，表明其形成于特定的温度和压力条件下。岩浆演化的指示：水含量变化：角闪石的化学成分可以反映岩浆系统中的水含量变化，这对于理解岩浆的黏性和爆发性具有重要意义。结晶分异作用：角闪石记录的化学成分变化指示了岩浆在上升和冷却过程中经历的分异作用。
未来研究建议：
以下内容主要来源于：从角闪石视角看圣海伦火山的近期岩浆演化
从多次火山喷发中按地层顺序采集的角闪石成分变化具有记录其地壳岩浆系统长期作用过程的巨大潜力。在圣海伦火山（Mount St. Helens，MSH），钙质角闪石是一种普遍存在且化学和结构多样的矿物，它存在于英安岩和共生岩浆包体中，贯穿整个阶段（Spirit Lake stage，约4000年的喷发历史）。它形成了三个具有不同地球化学趋势的种群，分别是高铝（Al₂O3含量为11–14.5 wt%）、中铝（Al₂O3含量为10–12.5 wt%）和低铝（Al₂O3含量为7.5–10 wt%）角闪石。
角闪石可以成为岩浆过程的强大记录档案。展示了来自圣海伦火山（MSH）多个火山单元角闪石主要和微量元素组成的大量特征和化学数据库，清晰地表明了过去4000年中由不同镁铁质岩浆与两个主要储库（一个在上地壳，一个在下地壳）相互作用而导致岩浆输送系统的变动条件。已识别出三种不同角闪石群体（高铝，中铝和低铝），能够追踪过去3900年中岩浆系统的演化过程。
蚀变的高铝核的遗迹记录了从玄武安山岩到英安岩在下地壳中的连续熔体演化。低铝从浅层储库中的流纹岩熔体中结晶。这些角闪石生长的相应熔体的双峰性反映在计算的AEM（高场强元素）成分中。浅层硅质泥浆区的镁铁质重新补给由富含高场强元素（HFSE）的玄武岩记录，这些玄武岩在距今2900年的松溪火山灰中首次出现，标志着从之前的双峰熔体组成向连续熔体组成的变化。相应的AEM成分为中间成分，而同生镁铁质包体很少，均表明富含HFSE的玄武岩与浅层储库的英安岩泥浆混合，可能形成杂交的安山岩熔体。富含HFSE的玄武岩直接污染上地壳硅质储库的迹象包括结晶温度的升高、更干燥的条件以及角闪石中更复杂的分带模式，而深部结晶的高铝MgHst/Tsch则基本不受影响。这表明富含HFSE的玄武岩的数量相对于典型的弧玄武岩较少，或者主要绕过下地壳的输送系统。后一种假设与地震和大地电磁异常所建议的倾斜输送系统结构一致，即上地壳储库相对于下地壳储库向西偏移。
图1 MSH的火山岩和镁铁质包体（Encl.）成分。测量的包体（类型1-5）以灰色符号表示，带有粗色边框；讨论中的主要 dacitic 火山灰层的数据取自 Wanke 等人（2019b），以不同形状的彩色符号显示。（a）K2O 与 SiO2，（b）Nb 与 SiO2，（c）La 与 SiO2。图（a）中的高钾、中钾和低钾系列区域绘制参考自 Gill（1981）。文献中的全岩（wr）成分数据取自 Halliday 等人（1983）、Melson（1983）、Sarna-Wojcicki 等人（1981）、Smith & Leeman（1987）、Wanke 等人（2019a）和 Wanke 等人（2019b），以参考 MSH 喷发产品的完整成分变化。测量元素的1σ误差小于图中符号的大小。
图2 MSH不同类型基性包体中角闪石的背散射电子图像。(a) 类型1：正常分带的角闪石的辉石-辉长岩；(b) 类型2：角闪石分解的二长岩质岩浆；(c) 类型3：正常分带的角闪石的二长岩质岩浆；(d) 类型4：角闪石在橄榄石耗竭的条件下结晶的急冷玄武岩安山岩。没有橄榄石的晶体具有更暗、更高镁含量的核心。类型5的包体由于其外来性质被省略在此图中。
图3 Spirit Lake阶段中安山质火山灰和基性包体中角闪石的Al₂O₃直方图显示了从具有高Al₂O₃的MgHst/Tsch和低Al₂O₃的MgHbl组成的双峰分布趋势，到以中Al₂O₃组成为主的连续组成范围。图(a)中的1980年和2004–2006年喷发的数据来源于Humphreys et al. (2019)和Thornber et al. (2008)。由于其外来来源，第5类基性包体的角闪石数据未包含在此图中。图中的(n)表示来自每个单元的所有测量点（包括点测量和线测量）的数量。
图4 MSH中基性包体(a)和安山质火山灰(b–e)中角闪石的微量元素组成。不同单位用不同颜色表示。喷发时期以从下到上的地层顺序显示，符号形状各异；最上面的面板展示了共生的和外来石榴辉长岩包体。(b)到(e)中的有色区域表示基性包体中角闪石的组成。(b)中的1980年和2004–2006年喷发的角闪石数据分别来源于Humphreys et al. (2019)和Thornber et al. (2008)。MgHbl，镁角闪石；MgHst，镁哈斯廷角闪石；Tsch，钦克石。平均1σ不确定度小于所绘符号的大小。
图5 显微反射电子图像显示了MSH安山质火山灰中不同的角闪石分带类型选择：(a, b) 正常分带，具有可变的高铝核心和低铝边缘；(c, d) 斑点分带，包含明亮的高铝斑点和暗色的低铝斑点；(e) 多重分带，具有被侵蚀的中铝核心和内部暗色的高镁#区以及低铝边缘；(f) 多重/逆向分带，具有斑点核心和内部分带的高铝边缘；(g, h) 外来晶核，(g) 富含中铝、高Nb的钙质角闪石和(h) 库门石，覆盖有‘正常’钙质角闪石；(i) 无分带的中铝角闪石。
图10 展示了在Smith Creek期和Pine Creek后喷发期MSH下方岩浆输送系统的示意图。示意图中，Yn和1980年英安岩中的角闪石Al2O3含量被用作示例。1980年喷发的角闪石成分数据来自Humphreys等人（2019年）。系统的偏移几何结构是通过地震数据（Kiser等人，2016年）推测的。在Pine Creek之后，地壳上部的储库向更浅层垂直延伸，不相容微量元素富集的镁铁质岩浆导致了富集的中铝MgHst/Tsch的结晶。MgHbl表示镁铁角闪石，MgHst表示镁铁钙铁闪石，Tsch表示钙铁闪石。
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