Žula typu S. - S-type granite
Žula typu S. jsou kategorií žuly poprvé navrženo v roce 2001.[1] Jsou uznávány konkrétní sadou mineralogické, geochemický, texturní a izotopový charakteristiky. Žula typu S je příliš nasycena hliník, s ASI index větší než 1,1, kde ASI = Al2Ó3 / (CaO + Na2O + K.2O) v molárních procentech;[1][2][3] petrografické vlastnosti jsou reprezentativní pro chemické složení výchozí látky magma jak původně navrhli Chappell a White jsou shrnuti v tabulce 1.[1][4]
Mineralogie
Hlavní minerály (přítomné v množství> 5 objemových%)
Jako všichni žuly, v modální mineralogii žuly typu S dominuje alkálie - a plagioklas živce a křemen. Granity typu S jsou tedy přesycené oxidem křemičitým (obsahují křemen) a neobsahují feldspathoids. Zajímavým rysem granitů typu S je na stupnici ručních vzorků to, že alkalické živce mají obvykle bílou barvu (spíše než růžovou), s výjimkou vzorků, které byly ovlivněny povětrnostními vlivy a změnami. Na obrázku 1 je mikrofotografie alkalického živce pořízeného v křížově polarizovaném světle z australské žuly Strathbogie Granite.
Příklady žulových textur a mineralogie, jak je vidět na řezaných deskách z ručních vzorků shromážděných z žuly Lachlan Fold Belt, Austrálie jsou zobrazeny. To zahrnuje enklávy tmavé, liniové, vejčité, metamorfované horniny v Cooma Granodiorite typu S. Někteří vědci považují tyto enklávy za restity a meta-sedimentární xenolity ostatními.[5] Granya Granite Granite typu S vykazuje charakteristické bílé živce, šedý křemen a černou barvu biotit, vysoce reflexní minerál je muskovit. Strathbogie Granite typu S se pěstuje v Strathbogie Ranges Austrálie. Ruční vzorek ze Strathbogie Granite má porfyritický textura s větším krystalem šedého křemene, zvaná fenokrystaly, zasazená do jemnější matrice křemene a živce. Tmavší, hranolové, fenokrystaly v tomto vzorku žuly Strathbogie jsou kordierit. Geologové používají k rozdělení velké žuly rozdíly v mineralogii a struktuře, jak je zde ukázáno batoliti do subdomén geologické mapy.[6]
Ruční vzorek CC-1 od společnosti Cooma Granodiorite typu S, Austrálie
Ruční vzorek VB-140 od Granya Granite typu S, Austrálie
Ruční vzorek Strathbogie Granite typu CV-114 S, Austrálie
Obrázek 1. Mikrofotografie perthitické struktury v alkalickém živci (uprostřed) ze Strathbogie Granite v Austrálii. (Křížově polarizované světlo). Ukázka CV-114.
Charakteristické vedlejší minerály (přítomné v množství> 1% a <5 objemových%)
Drobné minerály v granitu typu S odrážejí nasycení hliníkem nebo index ASI horniny vyšší než 1,1% mol.[Citace je zapotřebí ] Mezi tyto minerály patří kordierit, muskovit, granát, a sillimanit. V rámci vulkanitů typu S se místo nich vyskytuje cordierit klinopyroxen. Přítomnost těchto hlinitokřemičitanových minerálů se běžně používá jako prostředek k prvotní klasifikaci žuly jako „typu S“. Mikrofotografie těchto minerálů v tenkém řezu z granitů typu S v Lachlan Fold Belt jsou zobrazeny na obrázku 2a a 2b. Žula typu S může také obsahovat bohaté na hliník, bohaté na železo a hořčík biotity.[4] Biotitové kompozice z granitů typu S jsou hlinitější než kompozice granitů typu I, což odpovídá vyššímu indexu ASI granitů typu S.
Obrázky 3a a 3b jsou mikrofotografie tenkých řezů vzorku CC-1 od společnosti Cooma Granodiorite, Lachlan Fold Belt, Austrálie.
V rovinně polarizovaném světle (PPL, obr. 3a) je minerální biotit světle hnědý až „liščí“ červenohnědý s tmavými kruhovými skvrnami známými jako „pleochroické svatozáře ”. Moskvan je čirý a sillimanit je více jehličkovitě vláknitý minerál v tmavé zóně obrazu. V křížově polarizovaném světle (obr. 3b) muskovit vykazuje barevný dvojlom a sillimanit je odrůdy „fibrolit“. Sillimanit je považován za diagnostický minerál pro hlinité granity typu S. Obrázek 4a a 4b ukazují minerál kordierit, který je také považován za diagnostický minerál pro peruminiové granity typu S v granitu Strathbogie (vzorek CV-142). Subhedrální kordieritový fenokrystal, který je zde zobrazen, je v rovinně polarizovaném světle bezbarvý, ale u některých minerálů může vykazovat světle modrou barvu a v křížově polarizovaném světle je šedý. Je to ortorombický minerál a vykazuje hranolovou krystalickou formu s nedokonalým štěpením.
Obrázek 2a. Mikrosnímek s křížově polarizovaným světlem ukazující granát a biotit a plagioklas ve vzorku CV-126 z mafické Strathbogie Granite typu S.
Obrázek 2b. Mikrofotografie z polarizovaného světla znázorňující granát a biotit ve vzorku CV-126 z mafie Strathbogie Granite typu S.
Obrázek 3a Mikrofotografie v rovině polarizovaného světla ukazující minerál Sillimanit obklopený biotitem a muskovitem ve vzorku CC-1 z Cooma Granodiorite.
Obrázek 3b Mikrosnímek křížově polarizovaného světla zobrazující minerál Sillimanit obklopený biotitem a muskovitem ve vzorku CC-1 z Cooma Granodiorite.
Obrázek 4a. Mikrofotografie kordieritu v rovině polarizovaného světla ve vzorku CV-142 ze žuly Strathbogie typu S.
Obrázek 4b. Mikrofotografie s křížově polarizovaným světlem ukazující kordierit ze vzorku CV-142 granátu Strathbogie Granite typu S.
Doplňkové minerály (přítomné v množství <1 objemové%)
Mezi doplňkové minerály běžně pozorované v žulech typu S patří zirkon, apatit, turmalín, monazit a xenotime. Monazit je považován za diagnostický doplňkový minerál žuly typu S, zatímco allanit je diagnostika granitů typu I. Oxidové minerály v granitech typu S budou běžnější ilmenit spíše než magnetit.[1][4]
Doplňkové minerály v granitech typu S jsou obvykle spojeny s biotitem nebo se vyskytují jako inkluze. Například apatit se vyskytuje v granitech typu S ve větším množství modálů a jako větší diskrétní krystaly než v granitech typu I.[1][4]
Obrázky 5a, 5b a 5c ukazují minerál turmalín spojený s křemenem ve vzorku CV-114 od Strathbogie Granite, Austrálie. Obrázky 5a a 5b jsou oba v rovině polarizovaného světla s otočením orientace turmalínu, aby se ukázala jeho charakteristická změna barvy známá jako pleochroismus.
Minerál fosforečnanu vápenatého apatit je běžným doplňkovým minerálem žuly typu S. Obvykle je prostorově asociován s minerálním biotitem. Obrázek 6 je mikrofotografie v rovině polarizovaného světla ukazující krystaly apatitu (čiré) obsažené v hnědém biotitickém zrnu ze vzorku CV-126 Strathbogie Granite. Tmavé kruhy s jasným středem jsou pleochroické halo, které se tvoří v důsledku radiačního poškození biotitu z minerálních inkluzí, které obsahují vysoké koncentrace uranu a / nebo thoria.
Obrázek 5a. Mikrofotografie turmalínu v letadle s polarizovaným světlem ve vzorku CV-114 ze Strathbogie Granite
Obrázek 5b. Mikrofotografie turmalínu v letadle s polarizovaným světlem ve vzorku CV-114 ze Strathbogie Granite. Tenká část byla mírně otočena, aby zobrazila charakteristickou změnu barvy turmalínu známou jako pleochroismus.
Obrázek 5c. Křížově polarizovaný světelný mikrofotografie turmalínu ve vzorku CV-114 ze Strathbogie Granite
Obrázek 6. Rovinně polarizovaný mikrofotografie apatitových inkluzí v biotitu ze vzorku CV-126 Strathbogie Granite.
Alterace a subsolidus (post krystalizace) minerály
Úpravy v granitu typu S mohou produkovat v pořadí hojnosti chloritan, bílou slídu, jílové minerály, epidot a sericit. Cordierit a sillimanit se zřídka vyskytují bez změny halo bílé slídy, chloritanu, muskovitu a jílových minerálů a lze je snadno identifikovat přítomností těchto halo.[4]
Petrologické vlastnosti
Barevné indexy
Barevný index granitů typu S se může lišit od melaokratických po leukokratické. Vyšší barevné indexy korelují s vyššími poměry plagioklasu k alkalickým živcům.[7] Nejběžnějším minerálem s vysokým indexem barevnosti v žule typu S je biotit.[1][4]
Textury
Granity typu S, stejně jako jiné typy granitu, se mohou lišit velikostí krystalů od aphanitické po phaneritic; Distribuce velikosti krystalů zahrnují porfyritické, zoubkované a zřídka ekvigranulární textury. Mafické xenolity / enklávy lze nalézt v žulech typu S. Granofyzické textury lze nalézt v granitech typu S, zejména v leukokratických. V porfyritických žulech typu S jsou fenokrystaly běžně živci, ale mohou být také křemenné, a ve vzácných případech, jako je Strathbogie Granite, kordierit. Obrázek 7 ukazuje příklad granofyzická struktura v Strathbogie Granite. Minerální křemen (světle šedý až téměř bílý) tvoří nepravidelné až hranaté krystaly různé velikosti, které jsou důkladně zarostlé minerálním živcem (tmavě šedým), což naznačuje rychlou krystalizaci.
Kalení tlakem
Rychlá změna tlaku způsobená ztrátou těkavých složek (např. Rozpuštěné vody v tavenině) během krystalizace může vést k období rychlé krystalizace. Změna forem růstu krystalů, které jsou interpretovány jako důsledek této ztráty tlaku, jsou známé jako „tlakové kalení“ textury. Obrázek 8 je mikrofotografie v křížově polarizovaném světle ukazující alkalický živec (perthite jádro) -křemen (ve vyhynutí poblíž okraje živcového krystalu) intergrowth, zarostlý částečným okrajem plagioklasové textury ve vzorku CV-114 ze Strathbogie Granite (křížově polarizované světlo). Tato struktura je interpretována tak, že představuje částečné zhášení pravděpodobně kvůli ztrátě tlaku.
Geochemie
Hlavní prvky
Mezi hlavní charakteristické vlastnosti granitů typu S patří nižší hladiny sodíku a vápníku a zvýšené hladiny oxidu křemičitého a hliníku. Obsah železa a hořčíku koreluje s barevným indexem v granitech typu S. Žula typu S navíc obsahuje více hořčíku než železa. Pokud jde o hliník, žuly typu S jsou vždy peraluminous, nebo mají celkový poměr alkálií (+ vápník) k hliníku větší než jedna.[4]
Stopové prvky
Žula typu S obsahuje zvýšenou hladinu draslík, rubidium a Vést a jsou vyčerpány stroncium.[4] S ohledem na prvky vzácných zemin „Žuly typu S jsou ve srovnání s jinými typy žuly vyčerpány lehké prvky vzácných zemin.[8]
Izotopové vlastnosti
Izotop stroncia charakteristiky v granitu typu S jsou variabilnější a radiogenní než pro plutony typu I. S ohledem na izotopy kyslíku „Granity typu S jsou obohaceny těžkým kyslíkem. Zirkony v rámci žuly typu S lze zdědit a mohou předcházet umístění žuly.[4]
Výklad
Charakteristika zdroje
Žuly typu S jsou pojmenovány jako zkratka pro typ „Supracrustal“. Interpretace žuly typu S spočívá v tom, že pocházejí z částečného tavení sedimentárních hornin (suprakrustálních), které prošly jedním nebo více cykly zvětrávání. Důkazem toho je obohacování hliníku a oxidu křemičitého způsobené procesem zvětrávání zdrojové horniny. Zvětrávání způsobuje, že alkálie, jako je sodík, opouštějí horninu, a proto ji obohacují o nerozpustné složky.[1][4]
Linka I-S
Linie I-S je pozorovaný kontakt mezi žulami typu I a S v magmatickém terranu. Tento kontakt je obvykle jasně definován; jeden příklad této situace je v rámci Lachlan Fold Belt Austrálie. Linka I-S je interpretována jako umístění paleo-struktury v podpovrchové vrstvě, která odděluje generační zóny dvou různých tavenin.[1] [4]
Suity a supersuity
Žulové plutony mohou být seskupeny do apartmánů a super apartmánů podle jejich zdrojových oblastí, které jsou zase interpretovány porovnáním jejich složení.[9] Tato interpretace pochází z grafu různých koncentrací prvků proti úrovni vývoje žuly, obvykle jako procento oxidu křemičitého nebo jeho poměru hořčíku k železu. Magmatické horniny se stejnou zdrojovou oblastí budou vykresleny podél čáry v oxidu křemičitém do prostoru prvků.
Restite unmixing
Žuly vysledované do stejné zdrojové oblasti mohou často mít velmi proměnlivou mineralogii; například barevný index se může v rámci stejného batolitu značně lišit. Mnoho minerálů navíc odolává tání a neroztaví se při teplotách, o nichž je známo, že vytvářejí magma, která tvoří granity typu S. Jedna teorie, která vysvětluje tuto mineralogickou anomálii, je restite mixování.[5] V této teorii se minerály, které jsou odolné vůči tavení, jako jsou minerální silikátové minerály (např. Minerály s barevným indexem), neroztavují, ale jsou spíše taveninou vychovány v pevném stavu. Taje, které jsou dále od jejich zdrojových oblastí, by proto obsahovaly nižší modální množství minerálů barevného indexu, zatímco ty, které jsou blíže jejich zdrojovým oblastem, by měly vyšší index barev. Tato teorie doplňuje teorie částečného tavení a frakční krystalizace.
Ostatní modely
Mezi další modely patří: míchání magmatu, krustální asimilace a míchání zdrojové oblasti. Novější studie ukázaly, že zdrojové oblasti magmatů typu I a S nemohou být homogenně magmatické nebo sedimentární.[10] Místo toho mnoho magmat vykazuje známky toho, že pocházejí z kombinace zdrojových materiálů. Tato magma lze charakterizovat řadou neodym a hafnium izotop charakteristiky, o kterých lze uvažovat jako o kombinaci izotopových charakteristik typu I a S.[11] Míchání magmatu je dalším aspektem formování žuly, který je třeba vzít v úvahu při pozorování žuly. K míchání magmatu dochází, když magma jiného složení zasahují do většího magmatického těla. V některých případech jsou taveniny nemísitelný a zůstaňte odděleni, abyste vytvořili polštář jako sbírky hustších mafiánských magmat na dně méně hustých felsických magmatických komor. Čedičové čedičové polštáře předvedou felsickou matici, což naznačuje, že se mísí magma. Alternativně se taveniny smíchají dohromady a vytvoří magma kompozice meziproduktu k dotěrné a vnikané tavenině.
Lokality výskytu
Známé příklady granitů typu S se vyskytují v:
Austrálie
- Lachlan Fold Belt
- Cootralantra Granodiorite
- Cooma Granodiorit
- Bulla Granitoid
- Strathbogie žula
- Granya Granite
Evropa
Severní Amerika
Reference
- ^ A b C d E F G h Chappell, B. W .; White, A. J. R. (srpen 2001). "Dva kontrastní typy žuly: o 25 let později". Australian Journal of Earth Sciences. 48 (4): 489–499. Bibcode:2001AuJES..48..489C. doi:10.1046 / j.1440-0952.2001.00882.x. ISSN 0812-0099.
- ^ Zen, E. (01.01.1988). "Fázové vztahy peruminálních žulových hornin a jejich petrogenetické důsledky". Výroční přehled o Zemi a planetárních vědách. 16 (1): 21–51. Bibcode:1988AREPS..16 ... 21Z. doi:10.1146 / annurev.ea.16.050188.000321. ISSN 0084-6597.
- ^ Frost, B. R .; Frost, C. D. (2008-11-07). „Geochemická klasifikace pro živelné skály“. Journal of Petrology. 49 (11): 1955–1969. Bibcode:2008JPet ... 49.1955F. doi:10.1093 / petrologie / egn054. ISSN 0022-3530.
- ^ A b C d E F G h i j k Chappell, B. W .; White, A. J. R. (srpen 2001). "Dva kontrastní typy žuly: o 25 let později". Australian Journal of Earth Sciences. 48 (4): 489–499. Bibcode:2001AuJES..48..489C. doi:10.1046 / j.1440-0952.2001.00882.x. ISSN 0812-0099.
- ^ A b Clemens, J (duben 2003). „Granitová magma typu S - petrogenetické problémy, modely a důkazy“. Recenze vědy o Zemi. 61 (1–2): 1–18. Bibcode:2003ESRv ... 61 .... 1C. doi:10.1016 / S0012-8252 (02) 00107-1.
- ^ Phillips, GN; Clemens, J D (březen 2013). „Strathbogie batholith: polní dělení velkého granitového vniknutí do centrální Victoria v Austrálii“. Aplikovaná věda o Zemi. 122 (1): 36–55. doi:10.1179 / 1743275813y.0000000030. ISSN 0371-7453.
- ^ STRECKEISEN, A (březen 1976). "Ke každé plutonické hornině její vlastní jméno". Recenze vědy o Zemi. 12 (1): 1–33. Bibcode:1976ESRv ... 12 .... 1S. doi:10.1016/0012-8252(76)90052-0. ISSN 0012-8252.
- ^ Broska, Igor; Petrík, Igor (01.12.2015). „Variské tažení v granitických horninách typu I a S v pohoří Tribeč, Západní Karpaty (Slovensko): důkazy z minerálních složení a datování monazitů“. Geologica Carpathica. 66 (6): 455–471. Bibcode:2015GCarp..66 ... 38B. doi:10.1515 / geoca-2015-0038. ISSN 1336-8052.
- ^ Chappell, B. W. (1996), „Kompoziční variace v žulových sadách Lachlanského skládacího pásu: její příčiny a důsledky pro fyzický stav žulového magmatu“, Special Paper 315: The Third Hutton Symposium on the Origin of Granites and Related Rocks, 315„Geologická společnost Ameriky, str. 159–170, doi:10.1130/0-8137-2315-9.159, ISBN 9780813723150, vyvoláno 2019-05-09
- ^ Collins, W. J. (srpen 1998). „Hodnocení petrogenetických modelů pro granitoidy se sklopným pásem Lachlan: důsledky pro krustální architekturu a tektonické modely“. Australian Journal of Earth Sciences. 45 (4): 483–500. Bibcode:1998AuJES..45..483C. doi:10.1080/08120099808728406. ISSN 0812-0099.
- ^ Hammerli, Johannes; Kemp, Anthony I.S .; Shimura, Toshiaki; Vervoort, Jeff D .; Dunkley, Daniel J. (09.09.2018). „Generace žulových hornin typu I tavením heterogenní spodní kůry“. Geologie. 46 (10): 907–910. Bibcode:2018Geo .... 46..907H. doi:10.1130 / g45119.1. ISSN 0091-7613.
- ^ Pe-Piper, Gruzie (2000-07-17). „Původ granitů typu S se shoduje s granity typu I v helénském subdukčním systému, miocén z Naxosu, Řecko“. European Journal of Mineralogy. 12 (4): 859–875. Bibcode:2000EJMin..12..859P. doi:10.1127 / ejm / 12/4/0859. ISSN 0935-1221.