Anorthosite - Anorthosite
![]() | tento článek potřebuje další citace pro ověření.Říjen 2009) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony) ( |
Magmatická skála | |
![]() Anortosit z Salem okres, Tamil Nadu | |
Složení | |
---|---|
Hlavní | Plagioklas |
Sekundární | Mafické minerály |
Anorthosite /…nˈ.rθəsaɪt/ je phaneritic, rušivé ohnivý skála charakterizovaná svým složením: většinou plagioklas živce (90–100%), s minimem mafic složka (0–10%). Pyroxen, ilmenit, magnetit, a olivín jsou mafic minerály nejčastěji přítomné.
Anorthosity jsou nesmírně geologicky zajímavé, protože stále není zcela pochopeno, jak se tvoří. Většina modelů zahrnuje oddělování krystalů plagioklasy na základě jejich hustoty. Krystaly plagioklasy jsou obvykle méně husté než magma; tak, jak plagioklasy krystalizují v magmatické komoře, krystaly plagioklasy vznášejí se nahoře a koncentrují se tam.[1][2][3]
Anortosit na Zemi lze rozdělit do pěti typů:[3]
- Archean - průměrné anortosity
- Proterozoikum anorthosit (také známý jako masiv nebo masivní typ anortositu) - nejhojnější druh anortositu na Zemi[2]
- Vrstvy uvnitř Vrstvené vniknutí (např., Bushveld a Neperlivá voda narušení)
- Středooceánský hřeben a chyba transformace anortosity
- Anorthosite xenolity v jiných horninách (často žula, kimberlit nebo čedič)
Z nich jsou první dva nejběžnější. Tyto dva typy mají různé režimy výskytu, zdá se, že jsou omezeny na různá období v Historie Země, a předpokládá se, že měli různý původ.[2]
Měsíční anortosity tvoří světlé oblasti povrchu Měsíce a byly předmětem mnoha výzkumů.[4]
Proterozoické anortositové masivy
Stáří
Proterozoické anortosity byly umístěny během proterozoického věku (přibližně 2 500–542 Ma ), i když většina byla umístěna mezi 1 800 a 1 000 Ma.[2]
Výskyt
Proterozoické anortosity se obvykle vyskytují jako rozsáhlé zásoby nebo batoliti.[1] Plošný rozsah anorthositových batholitů se pohybuje od relativně malého (desítky nebo stovky kilometrů čtverečních) do téměř 20 000 km2 (7 700 čtverečních mil), v případě Nain Plutonic Suite v severním Labradoru v Kanadě.
Hlavní výskyty proterozoického anortositu se vyskytují v jihozápadních USA, USA Apalačské pohoří (např. Honeybrookská vysočina ve východní Pensylvánii), východní Kanada (např. provincie Grenville), přes jižní Skandinávie a východní Evropa. Mapováno na Pangaean kontinentální konfigurace tohoto eonu, jsou tyto výskyty všechny obsaženy v jediném přímém pásu a musí být všechny umístěny intrakratonálně. Podmínky a omezení tohoto vzorce původu a distribuce nejsou jasné.[Citace je zapotřebí ] Viz část Origins níže.
Související horniny
Mnoho proterozoických anortositů se vyskytuje v prostorové souvislosti s jinými vysoce charakteristickými, současnými typy hornin: takzvanou „anortositovou sadou“ nebo „anortositovýmmangerit -charnockite -granitový (AMCG) komplex “.
Mezi tyto typy hornin patří:
- Mangerite: pyroxen nesoucí monzonitové dotěrné vyvřelé horniny
- Charnockite: ortopyroxen nesoucí křemenně-živcová hornina, kdysi považovaná za rušivou magmatickou, nyní uznávanou jako metamorfovaná
- Bohaté na železo felsic horniny, včetně monzonit a rapakivi žula
- Bohaté na železo diorit, gabbro, a norite
- Leukokratický mafické kameny jako např leucotroctolite a leukonorit
Ačkoli současný, tyto horniny pravděpodobně představují chemicky nezávislá magma, která pravděpodobně vznikají tavením country rock do kterého vnikli anorthositi.[2]
Důležité je, že velké objemy ultramafický horniny se nenacházejí ve spojení s proterozoickými anortosity.[5]
Fyzikální vlastnosti

Jelikož jsou primárně složeny z živce plagioklasu, objevuje se většina proterozoických anortositů v výchoz, být šedý nebo namodralý. Jednotlivé krystaly plagioklasu mohou být černé, bílé, modré nebo šedé a mohou vykazovat hra duhovými barvami známý jako labradorescence na čerstvé povrchy. Odrůda živce labradorit je běžně přítomný v anorthositech. Mineralogicky je labradorit kompoziční termín pro jakýkoli živce plagioklasu bohatou na vápník obsahující 50–70 molekulárních procent anorthitu (An 50–70), bez ohledu na to, zda vykazuje labradorescenci. Zhoubným minerálem v proterozoickém anortositu může být klinopyroxen, orthopyroxen, olivín, nebo, vzácněji, amfibol. Oxidy, jako magnetit nebo ilmenit, jsou také běžné.
Většina anortositových plutonů je velmi hrubozrnný; tj. individuální plagioklas krystaly a doprovodný mafický minerál jsou dlouhé více než několik centimetrů. Méně často jsou krystaly plagioklasy megakrystalické nebo větší než jeden metr. Většina proterozoických anortositů však je deformovaný a takové velké krystaly plagioklasu mají rekrystalizováno aby se vytvořily menší krystaly a zůstal za nimi jen obrys větších krystalů.
Zatímco se zdá, že mnoho plutonů proterozoických anortositů nemá žádné rozsáhlé reliktní magmatické struktury (místo toho mají postemplantační deformační struktury), některé mají magické vrstvení, které mohou být definovány velikostí krystalů, obsahem zrn nebo chemickými vlastnostmi. Takové vrstvení má jasně původ v a reologicky kapalném stavu magma.
Chemické a izotopové vlastnosti
Proterozoické anortosity jsou obvykle> 90% plagioklasy a složení plagioklasu je obvykle mezi40 a An60 (40–60% anorthite ).[1] Tato kompoziční řada je střední a je jednou z charakteristik, které odlišují proterozoické anorthosity od archeanských anorthositů (které jsou obvykle>80).[1]
Proterozoické anortosity mají často významné mafic komponenty kromě plagioklasu.[1] Tyto fáze mohou zahrnovat olivín, pyroxen, oxidy Fe-Ti a / nebo apatit.[2] Mafické minerály v proterozoických anortositech mají širokou škálu složení, ale obecně nejsou vysoce magnézské.[Citace je zapotřebí ]
Chemie stopových prvků proterozoických anortositů a souvisejících typů hornin byla výzkumníky podrobně zkoumána s cílem dospět k věrohodné genetické teorii. Stále však panuje malá shoda o tom, co výsledky znamenají pro vznik anortositů; viz část „Počátky“ níže. Velmi krátký seznam výsledků, včetně výsledků pro horniny považované za související s proterozoickými anortosity,[6][je zapotřebí objasnění ]
Některé výzkumy se zaměřily na neodym (Nd) a stroncium (Sr) izotopový stanovení pro anorthosity, zejména pro anorthosity z Nain Plutonic Suite (NPS). Taková izotopová stanovení se používají při měření životaschopnosti potenciálních zdrojů magmatů, které vedly k vzniku anorthositů. Některé výsledky jsou podrobně popsány níže v části Počátky.
Megakrystaly orthopyroxenu s vysokým obsahem oxidu hlinitého (HAOM)
Mnoho anorozitů proterozoického věku obsahuje velké krystaly orthopyroxenu s výrazným složením. Jedná se o takzvané megakrystaly orthopyroxenu s vysokým obsahem oxidu hlinitého (HAOM).[7][8]
HAOM jsou charakteristické, protože 1) obsahují vyšší množství Al, než je obvykle vidět v orthopyroxenech; 2) jsou řezány četnými tenkými soustruhy plagioklasu, které mohou představovat lamely exsolution;[9] a 3) vypadají, že jsou starší než anortosity, ve kterých se nacházejí.[8]
O původu HAOMů se diskutuje.
Jeden možný model[8] naznačuje, že během tvorby anorthositu byla do spodní kůry vstřikována tavenina pocházející z pláště (nebo částečně krystalická kaše) a začala krystalizovat. HAOM by během této doby vykrystalizovaly, možná až 80–120 milionů let. Tavenina nesoucí HAOM by pak mohla stoupat k horní kůře. Tento model je podporován skutečností, že hliník je při vysokém tlaku rozpustnější v orthopyroxenu.[9][10] V tomto modelu HAOM představují kumulace dolní krusty, které souvisejí se zdrojovým magmatem anorthositu.
Jeden problém tohoto modelu spočívá v tom, že vyžaduje, aby zdrojové magma anortositu sedělo po dlouhou dobu v nízké kůře. K vyřešení tohoto problému někteří autoři[9] naznačují, že HAOM se mohly tvořit ve spodní kůře nezávisle na zdroji magmatu anorthositu. Později zdrojové magma anorthositu mohlo na cestě vzhůru strhávat kousky spodní kůry nesoucí HAOM.
Jiní vědci považují chemické složení HAOM za produkt rychlé krystalizace při středních nebo nízkých tlacích,[11] což zcela eliminuje potřebu původu nižší kůry.
Počátky proterozoických anortositů
Počátky proterozoických anortositů byly předmětem teoretických debat po mnoho desetiletí. Stručný přehled tohoto problému je následující:
Problém začíná generací magmatu, nezbytného předchůdce jakékoli vyvřelé horniny.
Magma generované malým množstvím částečného roztavení plášť je obecně z čedičový složení. Za normálních podmínek vyžaduje složení čedičového magmatu, aby krystalizovalo mezi 50 a 70% plagioklasu, přičemž zbytek zbytku magmatu krystalizuje jako maficské minerály. Anortosity jsou však definovány vysokým obsahem plagioklasu (90–100% plagioklasy) a nenacházejí se ve spojení se současnými ultramafickými horninami.[5] Toto se nyní nazývá „problém s anortosity“. Navrhovaná řešení problému anorthositů byla různorodá a mnoho návrhů čerpalo z různých geologických subdisciplín.
Na začátku historie debaty o anortositu bylo navrženo, že do hloubky byl vytvořen speciální typ magmatu, anortositické magma, které se dostalo do kůry. Nicméně solidus anortositického magmatu je příliš vysoká na to, aby existovala jako kapalina po velmi dlouhou dobu při normálních okolních teplotách kůry, takže se to zdá nepravděpodobné. Ukázalo se, že přítomnost vodní páry snižuje teplotu solidu anorthositického magmatu na rozumnější hodnoty, ale většina anorthositů je relativně suchá. Lze tedy předpokládat, že vodní pára je odváděna následnou metamorfózou anorthositu, ale některé anorthosity jsou nedeformované, čímž se návrh ruší.
Objev anorthositic na konci 70. let hráze v Nain Plutonic Suite navrhl, že je třeba znovu přezkoumat možnost anortositických magmat existujících při teplotách kůry.[12] Později se však ukázalo, že hráze jsou složitější, než se původně myslelo.
Stručně řečeno, i když procesy v kapalném stavu jasně fungují v některých anortositových plutonech, plutony pravděpodobně nejsou odvozeny z anortositických magmat.
Mnoho vědců tvrdí, že anortosity jsou produkty čedičového magmatu a že došlo k mechanickému odstranění škodlivých minerálů. Vzhledem k tomu, že se u anortositů tyto minerály nenacházejí, musely být tyto minerály ponechány buď na hlubší úrovni, nebo na základně kůry. Typická teorie je následující: částečné roztavení pláště generuje čedičové magma, které okamžitě nevstoupí do kůry. Místo toho čedičové magma vytváří ve spodní části kůry velkou magmatickou komoru a frakce velké množství mafických minerálů, které klesají na dno komory. Kokrystalizující krystaly plagioklasu se vznášejí a nakonec jsou umístěny do kůry jako plutony anortositu. Vytváří se většina potopených mafických minerálů ultramafické kumuluje které zůstávají na spodní části kůry.
Tato teorie má mnoho přitažlivých rysů, z nichž jedním je schopnost vysvětlit chemické složení ortopyroxenových megakrystalů s vysokým obsahem oxidu hlinitého (HAOM). Toto je podrobně popsáno níže v části věnované HAOM. Tato hypotéza však sama o sobě nedokáže koherentně vysvětlit původ anortositů, protože se mimo jiné nehodí k některým důležitým izotopovým měřením provedeným na anortositických horninách v Nain Plutonic Suite. Izotopová data Nd a Sr ukazují, že magma, které produkovalo anortosity, nemohlo být odvozeno pouze z pláště. Místo toho muselo mít magma, které vedlo k vzniku anortositů Nain Plutonic Suite, významnou krustovou složku. Tento objev vedl k poněkud komplikovanější verzi předchozí hypotézy: Velké množství čedičového magmatu tvoří magmatickou komoru ve spodní části kůry a při krystalizaci asimiluje velké množství kůry.[13]
Tento malý dodatek vysvětluje jak izotopové vlastnosti, tak některé další chemické vlastnosti proterozoického anortositu. Alespoň jeden výzkumný pracovník však na základě geochemických údajů kogentně tvrdil, že role pláště při výrobě anorthositů musí být ve skutečnosti velmi omezená: plášť poskytuje pouze podnět (teplo) pro tavení kůry a malé množství částečných tát ve formě čedičového magmatu. Z tohoto pohledu jsou tedy anortosity odvozeny téměř výhradně z tavenin nižší kůry.[14]
Archaeanské anortosity
Archeanské anortosity představují druhé největší naleziště anortositů na Zemi. Většina z nich byla datována mezi 3200 a 2800 Ma a běžně je spojována s čediči a / nebo greenstoneovými pásy.[1]
Archeanské anortosity jsou texturně a mineralogicky odlišné od proterozoických anortositových těl. Jejich nejcharakterističtějším rysem je přítomnost stejných euhedral megakrystalů (až 30 cm) plagioklasy obklopených jemnozrnnou mafickou zemskou masou. Plagioklasa v těchto anorthositech je obvykle An80-90.
Ekonomická hodnota anortositu
Primární ekonomickou hodnotou anortositových těl je titan - ložiskový oxid ilmenit. Někteří však Proterozoikum těla anortositu mají velké množství labradorit, který je těžen pro svou hodnotu jako a drahokam a stavební materiál. Archeanské anortosity, protože jsou hliník - Bože, mít velké množství hliník nahrazení křemík; několik z těchto těl se těží jako rudy z hliníku.
Anorthosit byl prominentně zastoupen ve vzorcích hornin přivezených z Měsíc, a je důležité při vyšetřování Mars, Venuše, a meteority.
Vývoj půdy na anortositu
V pohoří Adirondack bývají půdy na anortositické hornině kamenitý hlinitý písek s klasikou podzol vývoj profilu obvykle evidentní.[15] V Pohoří San Gabriel, půdy na anortositu mají dominanci jílových minerálů 1: 1 (kaolinit a halloysit) na rozdíl od mafičtější horniny, nad níž se vyvíjejí jíly 2: 1.[16]
Anortosit z jižního Finska
Anorthosite z Polska
Anorthosite z Měsíce, Apollo 15 "Genesis Rock "
Viz také
- Seznam typů hornin - Seznam typů hornin uznaných geology
Reference
- ^ A b C d E F Sen, Gautam (2014). "Anorthosites and Komatiites". Petrologie. Springer, Berlín, Heidelberg. 261–276. doi:10.1007/978-3-642-38800-2_12. ISBN 9783642387999.
- ^ A b C d E F Ashwal, L. D. (2010). „Dočasnost anorthositů“. Kanadský mineralog. 48 (4): 711–728. doi:10,3749 / canmin.48.4.711.
- ^ A b D., Ashwal, Lewis (1993). Anortosity. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg. ISBN 9783642774409. OCLC 851768311.
- ^ PSRD: The Oldest Moon Rocks
- ^ A b Bowen, N.L. (1917). "Problém anortositů". J. Geol. 25 (3): 209–243. Bibcode:1917JG ..... 25..209B. doi:10.1086/622473. S2CID 128607774.
- ^ Bédard (2001); Emslie et al. (1994); Xue a Morse (1994); Emslie a Stirling (1993); a Xue a Morse (1993).
- ^ Emslie, R.F. (1975). „Pyroxenové megakrystaly z anortositických hornin: nové stopy ke zdrojům a vývoji mateřských magmatů“. Kanadský mineralog. 13: 138.
- ^ A b C Bybee, G. M.; Ashwal, L.D .; Shirey, S.B .; Horan, M .; Mock, T .; Andersen, T.B. (2014). „Pyroxenové megakrystaly v proterozoických anortositech: důsledky pro tektonické prostředí, zdroj magmatu a magmatické procesy na Moho“. Dopisy o Zemi a planetách. 389: 74–85. Bibcode:2014E a PSL.389 ... 74B. doi:10.1016 / j.epsl.2013.12.015.
- ^ A b C Vander Auwera, Jacqueline; Charlier, Bernard; Duchesne, Jean Clair; Bingen, Bernard; Longhi, John; Bolle, Olivier (2014). „Comment on Bybee et al. (2014): Pyroxene megacrysts in proterozoic anorthosites: Implications for tectonic setting, magma source and magmatic processes at the Moho“. Dopisy o Zemi a planetách. 401: 378–380. Bibcode:2014E & PSL.401..378V. doi:10.1016 / j.epsl.2014.06.031.
- ^ Longhi et al. (1993); Emslie (1975).
- ^ např. Xue a Morse, (1994).
- ^ Wiebe, Robert A. (1979). "Anorthositic hrází, jižní Nain komplex, Labrador". American Journal of Science. 279 (4): 394–410. Bibcode:1979AmJS..279..394W. doi:10,2475 / ajs.279.4.394.
- ^ Emslie et al. (1994).
- ^ Bédard (2001).
- ^ https://soilseries.sc.egov.usda.gov/OSD_Docs/S/SANTANONI.html National Cooperative Soil Survey USA Oficiální řada Popis Santanoni Soil
- ^ Graham, R. C .; Herbert, B. E .; Ervin, J. O. (1988). „Mineralogie a začínající pedogeneze entisolů v Anorthosite Terrane v pohoří San Gabriel v Kalifornii“. Soil Science Society of America Journal. 52 (3): 738. Bibcode:1988SSASJ..52..738G. doi:10.2136 / sssaj1988.03615995005200030026x.
Bibliografie
- Bédard, Jean H. (2001). „Rodičovská magma anortositů a maficů Nain Plutonic Suite: přístup modelování stopových prvků“. Příspěvky do mineralogie a petrologie. 141 (6): 747–771. Bibcode:2001CoMP..141..747B. doi:10,1007 / s004100100268. S2CID 129715859.
- Emslie, R. F. (1. května 1975). „Pyroxenové megakrystaly z anortositických hornin: nové stopy ke zdrojům a vývoji mateřských magmatů“. Kanadský mineralog. 13 (2): 138–145. ISSN 0008-4476.
- Emslie, R. F .; Stirling, J. A. R. (1. prosince 1993). „Rapakivi a příbuzné granitoidy Nain Plutonic Suite: geochemie, minerální skupiny a rovnováhy tekutin“. Kanadský mineralog. 31 (4): 821–847. ISSN 0008-4476.
- Emslie, R. F .; Hamilton, M. A .; Theriault, R. J. (1994). „Petrogeneze komplexu středních proterozoiků - anortosit - mandarín - charnockit - žula (AMCG): izotopové a chemické důkazy z Nain Plutonic Suite“. Geologický časopis. 102 (5): 539–558. Bibcode:1994JG .... 102..539E. doi:10.1086/629697. S2CID 128409707.
- Longhi, John; Fram, M. S .; Vander Auwera, J .; Montieth, J. N. (1. října 1993). „Tlakové efekty, kinetika a reologie anortositických a souvisejících magmatů“. Americký mineralog. 78 (9–10): 1016–1030.
- Norman, M. D .; Borg, L. E.; Nyquist, L. E.; Bogard, D. D. (2003). "Chronologie, geochemie a petrologie ferroanového noritického anortositového klastu z Descartes breccia 67215: Stopy po stáří, původu, struktuře a historii dopadu měsíční kůry". Meteoritika a planetární věda. 38 (4): 645–661. Bibcode:2003M & PS ... 38..645N. doi:10.1111 / j.1945-5100.2003.tb00031.x.
- Wood, J. A .; Dickey, J. S. Jr.; Marvin, U. B .; Powell, B. N. (1970). „Lunar Anorthosites“. Věda. 167 (3918): 602–604. Bibcode:1970Sci ... 167..602W. doi:10.1126 / science.167.3918.602. PMID 17781512. S2CID 20153077.
- Xue, S .; Morse, S.A. (1993). „Geochemistry of the Nain massif anorthosite, Labrador: Magma diversity in five intruses“. Geochimica et Cosmochimica Acta. 57 (16): 3925–3948. Bibcode:1993GeCoA..57,3925X. doi:10.1016 / 0016-7037 (93) 90344-V.
- Xue, S .; Morse, S.A. (1994). "Chemické vlastnosti plagioklasu a pyroxenových megakrystalů a jejich význam pro petrogenezu naainských anorthositů". Geochimica et Cosmochimica Acta. 58 (20): 4317–4331. Bibcode:1994 GeCoA..58,4317X. doi:10.1016/0016-7037(94)90336-0.
externí odkazy
- Anorthosite Complexes (webový archiv)
- Jak krystalizuje anorthosit?
- Historie přemístění a deformace těl anortositů v masivu východní Marcy, pohoří Adirondacks, New York
- Anorthosite - Lunar Highland Rock
- Vzorek lunárního anortositu 60025 mikrofotografie
- Rtuť - důkazy pro anorthosit a čedič ze střední infračervené spektroskopie