Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Для вымершего рода головоногих, см Андезиты .
Андезит
Вулканическая порода
Амигдалоидный андезит.jpg
Образец андезита (темная основная масса) с миндалевидными пузырьками, заполненными цеолитом . Диаметр обзора 8 см.
Сочинение
Средний

Основные минералы: плагиоклаз (часто андезин ) и пироксен или роговая обманка.

Акцессорные минералы: магнетиты , биотит , сфен , кварц.

Андезит ( / æ п д ɪ с aɪ т / или / æ п д ɪ г aɪ т / [1] ) является экструзивно вулканической породы из промежуточного состава . В общем смысле это промежуточный тип между базальтом и риолитом . Он от мелкозернистого ( афанитового ) до порфирового по текстуре и состоит преимущественно из плагиоклаза, богатого натрием, плюс пироксена или роговая обманка . [2]

Андезит является экструзионным эквивалентом плутонического диорита . Андезиты, характерные для зон субдукции , представляют собой доминирующий тип пород в островных дугах . Средний состав континентальной коры - андезитовый. [3] Наряду с базальтами они являются основным компонентом марсианской коры . [4]

Название андезит происходит от горного хребта Анд , где этот тип породы встречается в изобилии.

Описание [ править ]

Диаграмма QAPF с базальтово-андезитовым полем, выделенным желтым цветом. Андезит отличается от базальта содержанием SiO 2 > 52%.
Андезит - это месторождение O2 по классификации TAS .
Микрофотография андезита в шлифе (между скрещенными полярами)
Андезитовая гора Жарнов ( Втачник ), Словакия
Андезитовый столб в Словакии

Андезит - это афанитовая (мелкозернистая) магматическая порода, которая занимает промежуточное положение по содержанию кремнезема и низким содержанием щелочных металлов . Он имеет менее чем 10% фельдшпатоидный по объему, по крайней мере , 65% от породы , состоящей из полевого шпата в виде плагиоклаза . Это помещает андезит в поле базальт / андезит на диаграмме QAPF . Андезит отличается от базальта содержанием кремнезема более 52%. [5] [6] [7] [8]Однако часто невозможно определить минеральный состав вулканических пород из-за их очень мелкого размера зерна, и тогда андезит химически определяется как вулканическая порода с содержанием от 57% до 63% кремнезема и не более примерно 6%. оксиды щелочных металлов. Это помещает андезит в поле O2 по классификации TAS . Базальтовый андезит с содержанием кремнезема от 52% до 57% представлен полем O1 по классификации TAS, но не является признанным типом в классификации QAPF. [8]

Андезит обычно имеет цвет от светлого до темно-серого из-за содержания в нем минералов роговой обманки или пироксена . [2], но может иметь широкий диапазон оттенков. Более темный андезит бывает трудно отличить от базальта, но общее практическое правило , используемое вне лаборатории, заключается в том, что андезит имеет показатель цвета менее 35 [9].

Плагиоклаз в андезите широко варьирует по содержанию натрия, от анортита до олигоклаза , но обычно представляет собой андезин . Минералы пироксена, которые могут присутствовать, включают авгит , пижонит или ортопироксен . Магнетит , циркон , апатит , ильменит , биотит и гранат являются обычными акцессорными минералами. [10] Щелочной полевой шпат может присутствовать в незначительных количествах. Классификация андезитов может быть уточнена по количеству вкрапленников . Пример:роговообманково-фировый андезит , если роговая обманка является основным акцессорным минералом.

Андезит обычно порфировидный , он содержит более крупные кристаллы ( вкрапленники ) плагиоклаза, образовавшиеся до экструзии, которая вывела магму на поверхность и заключена в более мелкозернистую матрицу . Обычны также вкрапленники пироксена или роговой обманки. [11] Эти минералы имеют самые высокие температуры плавления среди типичных минералов, которые могут кристаллизоваться из расплава [12] и, следовательно, первыми образуют твердые кристаллы.

Образование расплавов в островных дугах [ править ]

Андезит обычно образуется на краях сходящихся плит, но может также встречаться в других тектонических условиях. Магматизм в регионах островной дуги возникает из-за взаимодействия субдуцирующей плиты и мантийного клина , клиновидной области между субдуцирующей и доминирующей плитами.

Во время субдукции субдуцированная океаническая кора подвергается растущему давлению и температуре, что приводит к метаморфизму . Водные минералы, такие как амфибол , цеолиты , хлорит и т. Д. ( Которые присутствуют в океанической литосфере ) дегидратируются по мере превращения в более стабильные безводные формы, высвобождая воду и растворимые элементы в лежащий выше клин мантии. Флюсовая воду в клин понижает солидус из мантии материала и вызывает частичное плавление. [13] Из-за более низкой плотности частично расплавленного материала он поднимается через клин, пока не достигнет нижней границы перекрывающей пластины. Расплавы, образующиеся в мантийном клине, имеют базальтовый состав, но они обладают отличительным обогащением растворимыми элементами (например, калием (K), барием (Ba) и свинцом (Pb)), которые вносятся из отложений, лежащих в верхней части субдуцирующая плита. Хотя есть свидетельства того, что субдуцирующая океаническая кора также может таять во время этого процесса, относительный вклад трех компонентов (коры, осадка и клина) в образовавшиеся базальты все еще остается предметом споров. [14]

Образованный таким образом базальт может способствовать образованию андезита посредством фракционной кристаллизации, частичного плавления корки или смешения магмы, все из которых обсуждаются далее.

Генезис андезита [ править ]

Промежуточные вулканические породы создаются посредством нескольких процессов:

  1. Фракционная кристаллизация основной материнской магмы.
  2. Частичное плавление корового материала.
  3. Смешение магмы кислых риолитовых и основных базальтовых магм в магматическом резервуаре
  4. Частичное плавление метасоматизированной мантии

Фракционная кристаллизация [ править ]

Чтобы достичь андезитового состава посредством фракционной кристаллизации , базальтовая магма должна кристаллизовать определенные минералы, которые затем удаляются из расплава. Это удаление может происходить разными способами, но чаще всего это происходит путем осаждения кристаллов. Первыми минералами, которые кристаллизуются и удаляются из материнского базальта, являются оливины и амфиболы . Эти основные минералы оседают из магмы, образуя основные кумулаты. Есть геофизические свидетельства нескольких дуг, что большие слои основных кумулятов лежат в основании коры. После того, как эти основные минералы удалены, расплав больше не имеет базальтового состава. Содержание диоксида кремния в остаточном расплаве увеличивается по сравнению с исходным составом. Железа исодержание магния истощено. По мере продолжения этого процесса расплав становится все более и более развитым, в конечном итоге становясь андезитовым. Однако без постоянного добавления основного материала расплав в конечном итоге достигнет риолитового состава.

Частичное плавление корки [ править ]

Частично расплавленный базальт в мантийном клине движется вверх, пока не достигнет основания перекрывающей коры. Оказавшись там, базальтовый расплав может либо перекрыть корку, создавая слой расплавленного материала в ее основании, либо перейти в перекрывающую плиту в виде дайков . Если он находится под коркой, базальт может (теоретически) вызвать частичное плавление нижней коры из-за передачи тепла и летучих веществ. Однако модели теплопередачи показывают, что дуговые базальты, заложенные при температурах 1100–1240 ° C, не могут обеспечить достаточно тепла для плавления амфиболита нижней коры . [15] Базальт, однако, может плавить пелитовый материал верхней коры. [16] Таким образом, андезитовые магмы, образовавшиеся в островных дугах, вероятно, являются результатом частичного плавления коры.

Смешивание магмы [ править ]

В континентальных дугах, таких как Анды , магма часто собирается в мелкой коре, создавая магматические очаги. Магмы в этих резервуарах меняются по составу (от дацитового до риолитового) в процессе как фракционной кристаллизации, так и частичного плавления окружающей вмещающей породы . [17] Со временем, когда кристаллизация продолжается и система теряет тепло, эти резервуары охлаждаются. Чтобы оставаться активными, магматические очаги должны продолжать подпитку системы горячим базальтовым расплавом. Когда этот базальтовый материал смешивается с образовавшейся риолитовой магмой, состав возвращается к андезиту, его промежуточной фазе. [18]

Частичное плавление метасоматизированной мантии [ править ]

Андезиты с высоким содержанием магния в островных дугах могут быть примитивными андезитами, образовавшимися из метасоматизированной мантии. [19] [20] Экспериментальные данные показывают, что истощенная мантийная порода, подверженная воздействию щелочных флюидов, которые могут выделяться при погружении плиты, генерирует магму, напоминающую высокомагниевые андезиты. [21] [22]

Андезит в космосе [ править ]

В 2009 году исследователи обнаружили, что андезит был обнаружен в двух метеоритах (пронумерованные GRA 06128 и GRA 06129), которые были обнаружены на ледяном поле Грейвс Нунатакс во время полевого сезона 2006/2007 г., проводимого США по поиску метеоритов в Антарктике . Возможно, это указывает на новый механизм образования андезитовой корки. [23]

См. Также [ править ]

  • Линия Андезита
  • Список типов горных пород  - список типов горных пород, признанных геологами.
  • Метаморфизм  - изменение минералов в ранее существовавших породах без плавления в жидкую магму.
  • Океаническая кора  - самый верхний слой океанической части тектонической плиты.
  • Происхождение гранита  - распространенный тип интрузивных, кислых, магматических пород с зернистой структурой.
  • Порфир  - текстурная форма магматической породы с крупнозернистыми кристаллами в мелкой матрице.

Ссылки [ править ]

  1. ^ Dictionary.com
  2. ^ a b Macdonald, Gordon A .; Abbott, Agatin T .; Петерсон, Фрэнк Л. (1983). Вулканы в море: геология Гавайев (2-е изд.). Гонолулу: Гавайский университет Press. п. 127. ISBN 0824808320.
  3. ^ Рудник, Роберта Л .; Фонтан, Дэвид М. (1995). «Природа и состав континентальной коры: перспектива нижней коры». Обзоры геофизики . 33 (3): 267–309. Bibcode : 1995RvGeo..33..267R . DOI : 10.1029 / 95RG01302 .
  4. ^ Казинс, Клэр Р .; Кроуфорд, Ян А. (2011). «Взаимодействие вулкана и льда как среда обитания микробов на Земле и Марсе» (PDF) . Астробиология . 11 (7): 695–710. Bibcode : 2011AsBio..11..695C . DOI : 10.1089 / ast.2010.0550 . hdl : 10023/8744 . PMID 21877914 .  
  5. ^ Le Bas, MJ; Streckeisen, AL (1991). «Систематика IUGS магматических пород». Журнал геологического общества . 148 (5): 825–833. Bibcode : 1991JGSoc.148..825L . CiteSeerX 10.1.1.692.4446 . DOI : 10.1144 / gsjgs.148.5.0825 . S2CID 28548230 .  
  6. ^ «Схема классификации горных пород - Том 1 - Магматические» (PDF) . Британская геологическая служба: Схема классификации горных пород . 1 : 1–52. 1999 г.
  7. ^ «КЛАССИФИКАЦИЯ ИГНЕЗНЫХ ПОРОД» . Архивировано из оригинального 30 сентября 2011 года.
  8. ^ a b Philpotts, Anthony R .; Агу, Джей Дж. (2009). Основы магматической и метаморфической петрологии (2-е изд.). Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета. С. 139–143. ISBN 9780521880060.
  9. ^ Филпоттс и Ague 2009, стр. 139
  10. ^ Блатт, Харви; Трейси, Роберт Дж. (1996). Петрология: магматические, осадочные и метаморфические (2-е изд.). Нью-Йорк: WH Freeman. п. 57. ISBN 0-7167-2438-3.
  11. Перейти ↑ Blatt and Tracy 1996, p.57
  12. ^ Тилли, CE (1957). " Норман Леви Боуэн 1887-1956". Биографические воспоминания членов Королевского общества . 3 : 6–26. DOI : 10,1098 / rsbm.1957.0002 . JSTOR 769349 . S2CID 73262622 .  
  13. Перейти ↑ Tatsumi, Y. (1995). Магматизм зоны субдукции . Оксфорд: Blackwell Scientific.[ требуется страница ]
  14. ^ Эйлер, JM (2003). Внутри фабрики субдукции . Сан-Франциско: Геофизическая монография AGU 138.[ требуется страница ]
  15. ^ Петфорд, Ник; Галлахер, Керри (2001). «Частичное плавление основной (амфиболитовой) нижней коры периодическим притоком базальтовой магмы». Письма о Земле и планетологии . 193 (3–4): 483–99. Bibcode : 2001E и PSL.193..483P . DOI : 10.1016 / S0012-821X (01) 00481-2 .
  16. ^ Аннен, C .; Спаркс, RSJ (2002). «Влияние повторяющегося внедрения базальтовых интрузий на термическую эволюцию и образование расплавов в земной коре». Письма о Земле и планетологии . 203 (3–4): 937–55. Bibcode : 2002E и PSL.203..937A . DOI : 10.1016 / S0012-821X (02) 00929-9 .
  17. ^ Тролль, Валентин Р .; Диган, Фрэнсис М .; Jolis, Ester M .; Харрис, Крис; Chadwick, Jane P .; Гертиссер, Ральф; Schwarzkopf, Lothar M .; Борисова, Анастасия Юрьевна; Биндеман, Илья Н .; Сумарти, Шри; Прис, Кэти (01.07.2013). «Процессы магматической дифференциации вулкана Мерапи: петрология включений и изотопы кислорода» . Журнал вулканологии и геотермальных исследований . Извержение Мерапи. 261 : 38–49. Bibcode : 2013JVGR..261 ... 38T . DOI : 10.1016 / j.jvolgeores.2012.11.001 . ISSN 0377-0273 . 
  18. ^ Реуби, Оливье; Блэнди, Джон (2009). «Нехватка промежуточных расплавов вулканов зоны субдукции и петрогенезис андезитов дуги». Природа . 461 (7268): 1269–1273. Bibcode : 2009Natur.461.1269R . DOI : 10,1038 / природа08510 . PMID 19865169 . S2CID 4417505 .  
  19. ^ Келемена, PB, Hanghøj, К., Greene, AR «Один Вид геохимии Субдукция Связанного магматических дугах, с акцентом на Примитивный андезит и нижнейземной коры.» В « Трактате по геохимии» , том 3. Редактор: Роберта Л. Рудник. Ответственные редакторы: Генрих Д. Холланд и Карл К. Турекян. С. 659. ISBN 0-08-043751-6 . Elsevier, 2003., с.593-659. 
  20. ^ Байер, Кристоф; Haase, Karsten M .; Brandl, Philipp A .; Крумм, Стефан Х. (11 апреля 2017 г.). «Первобытные андезиты из вулканической зоны Таупо, образованные смешением магм». Вклад в минералогию и петрологию . 172 (5): 33. Bibcode : 2017CoMP..172 ... 33B . DOI : 10.1007 / s00410-017-1354-0 . S2CID 133574938 . 
  21. ^ Вуд, Бернард Дж .; Тернер, Саймон П. (июнь 2009 г.). «Происхождение примитивного высокомагнезиального андезита: ограничения из природных примеров и экспериментов». Письма о Земле и планетологии . 283 (1–4): 59–66. Bibcode : 2009E и PSL.283 ... 59W . DOI : 10.1016 / j.epsl.2009.03.032 .
  22. ^ Митчелл, Александра L .; Гроув, Тимоти Л. (23 ноября 2015 г.). «Исправление: плавление водной субдуговой мантии: происхождение примитивных андезитов» . Вклад в минералогию и петрологию . 170 (5–6). DOI : 10.1007 / s00410-015-1204-х .
  23. ^ День, Джеймс Мэриленд; Эш, Ричард Д .; Лю, Ян; Беллуччи, Джереми Дж .; Рамбл, Дуглас; McDonough, William F .; Уокер, Ричард Дж .; Тейлор, Лоуренс А. (2009). «Раннее формирование развитой астероидной коры». Природа . 457 (7226): 179–82. Bibcode : 2009Natur.457..179D . DOI : 10,1038 / природа07651 . PMID 19129845 . S2CID 4364956 . Краткое содержание - Newswise (7 января 2009 г.).  

Внешние ссылки [ править ]

  • Происхождение континентальной коры, Аннотация
  • Происхождение континентальной коры, Полная статья
  • Островодужный магматизм
  • Экспериментальные и теоретические ограничения на частичное плавление перидотита в мантийном клине
  • Текстуры магматических пород