Abstract Crystallization timescales in subvolcanic systems and the consequences of interaction between ascending magmas and gases remain largely unconstrained, as do links between these processes and monitoring signals at restless volcanoes. We apply diffusion chronometry to radially-oriented plagioclase and associated olivine in a glomerocryst from Tolbachik volcano (Kamchatka, Russia) to elucidate such processes. We show that cm-size glomerocrysts grow in a few days prior to, or during, eruption. Melt inclusions from these glomerocrysts show no compositional evolution during crystallization, implying growth in a melt-rich and dynamic environment. Volatile elements in melt inclusions show significant variability, with increasing CO2 as H2O decreases. This behaviour is inconsistent with normal degassing processes, and more likely reflects CO2-fluxing. On the basis of short residence timescales of glomerocrysts and sharp changes in melt inclusion volatile abundances, we propose that rapid (pre-)eruptive crystallization is controlled by rhythmic fluxing of magmatic H2O and CO2 through the sub-volcanic conduit. This implies that compositional zoning in plagioclase, from resorption textures to oscillatory zoning, record short-term CO2- and H2O-fluxing episodes, consistent with strombolian eruption dynamics. We propose that volcanic glomerocrysts represent the counterpart of vertical igneous layering (or comb layering) in shallow plutons. Magmatic layering and glomerocrysts dominated by radial plagioclase offer novel ways of targeting short-term crystallization and degassing processes in subvolcanic systems.

中文翻译：

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使用斜长石肾小球晶体把握火山爆发的脉搏

摘要 次火山系统中的结晶时间尺度以及上升的岩浆和气体之间相互作用的后果在很大程度上仍然不受限制，这些过程与不安火山的监测信号之间的联系也是如此。我们将扩散计时法应用于来自 Tolbachik 火山（俄罗斯堪察加半岛）的球晶中的径向斜长石和相关橄榄石，以阐明此类过程。我们表明厘米大小的肾小球晶体在喷发前或喷发期间的几天内生长。来自这些肾小球晶体的熔体包裹体在结晶过程中没有表现出成分演变，这意味着在富含熔体的动态环境中生长。熔体夹杂物中的挥发性元素显示出显着的可变性，随着 H2O 的减少 CO2 增加。这种行为与正常的脱气过程不一致，并且更可能反映了 CO2 流动。基于肾小球晶体的短停留时间尺度和熔体包裹体挥发物丰度的急剧变化，我们提出快速（前）喷发结晶是由岩浆 H2O 和 CO2 通过亚火山管道的有节奏流动控制的。这意味着斜长石中的成分分区，从吸收纹理到振荡分区，记录了短期的 CO2 和 H2O 流动事件，与斯特龙博利火山喷发动力学一致。我们提出火山球晶代表浅岩体中垂直火成岩层状（或梳状层状）的对应物。以放射状斜长石为主的岩浆层状结构和球囊晶体提供了针对亚火山系统中短期结晶和脱气过程的新方法。基于肾小球晶体的短停留时间尺度和熔体包裹体挥发物丰度的急剧变化，我们提出快速（前）喷发结晶是由岩浆 H2O 和 CO2 通过亚火山管道的有节奏流动控制的。这意味着斜长石中的成分分区，从吸收纹理到振荡分区，记录了短期的 CO2 和 H2O 流动事件，与斯特龙博利火山喷发动力学一致。我们提出火山球晶代表浅岩体中垂直火成岩层状（或梳状层状）的对应物。以放射状斜长石为主的岩浆层状结构和球囊晶体提供了针对亚火山系统中短期结晶和脱气过程的新方法。基于肾小球晶体的短停留时间尺度和熔体包裹体挥发物丰度的急剧变化，我们提出快速（前）喷发结晶是由岩浆 H2O 和 CO2 通过亚火山管道的有节奏流动控制的。这意味着斜长石中的成分分区，从吸收纹理到振荡分区，记录了短期的 CO2 和 H2O 流动事件，与斯特龙博利火山喷发动力学一致。我们提出火山球晶代表浅岩体中垂直火成岩层状（或梳状层状）的对应物。以放射状斜长石为主的岩浆层状结构和球囊晶体提供了针对亚火山系统中短期结晶和脱气过程的新方法。我们提出，快速（前）喷发结晶是由岩浆 H2O 和 CO2 通过亚火山管道的有节奏流动控制的。这意味着斜长石中的成分分区，从吸收纹理到振荡分区，记录了短期的 CO2 和 H2O 流动事件，与斯特龙博利火山喷发动力学一致。我们提出火山球晶代表浅岩体中垂直火成岩层状（或梳状层状）的对应物。以放射状斜长石为主的岩浆层状结构和球囊晶体提供了针对亚火山系统中短期结晶和脱气过程的新方法。我们提出快速（前）喷发结晶是由岩浆 H2O 和 CO2 通过亚火山管道的有节奏流动控制的。这意味着斜长石中的成分分区，从吸收纹理到振荡分区，记录了短期的 CO2 和 H2O 流动事件，与斯特龙博利火山喷发动力学一致。我们提出火山球晶代表浅岩体中垂直火成岩层状（或梳状层状）的对应物。以放射状斜长石为主的岩浆层状结构和球囊晶体提供了针对亚火山系统中短期结晶和脱气过程的新方法。从吸收结构到振荡分区，记录短期 CO2 和 H2O 流动事件，与 strombolian 喷发动力学一致。我们提出火山球晶代表浅岩体中垂直火成岩层状（或梳状层状）的对应物。以放射状斜长石为主的岩浆层状结构和球囊晶体提供了针对亚火山系统中短期结晶和脱气过程的新方法。从吸收结构到振荡分区，记录短期 CO2 和 H2O 流动事件，与 strombolian 喷发动力学一致。我们提出火山球晶代表浅岩体中垂直火成岩层状（或梳状层状）的对应物。以放射状斜长石为主的岩浆层状结构和球囊晶体提供了针对亚火山系统中短期结晶和脱气过程的新方法。