Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Не путать с анортитом .
Анортозит
Вулканическая порода
Анортосит Салем Тамил Наду.jpg
Сочинение
НачальныйПлагиоклаз
ВторичныйОсновные минералы

Анортозит / æ п ɔːr & thetas ; ə с aɪ т / является phaneritic , интрузивных магматическая порода характеризуется своим составом: в основном плагиоклаз полевой шпат (90-100%), с минимальным мафической компонента (0-10%). Пироксен , ильменит , магнетит и оливин являются наиболее часто встречающимися основными минералами .

Анортозиты представляют огромный геологический интерес, потому что до сих пор не совсем понятно, как они образуются. Большинство моделей предполагают разделение кристаллов плагиоклаза на основе их плотности. Кристаллы плагиоклаза обычно менее плотны, чем магма; Итак, по мере того как плагиоклаз кристаллизуется в магматической камере, кристаллы плагиоклаза всплывают наверх, концентрируясь там. [1] [2] [3]

Анортозит на Земле можно разделить на пять типов: [3]

  1. Анортозиты архейского возраста
  2. Протерозойский анортозит (также известный как массив или анортозит массивного типа) - самый распространенный тип анортозита на Земле [2]
  3. Слои в многоуровневых вторжениях (например, вторжения в Бушвельде и Стиллуотер )
  4. Срединно-океанический хребет и трансформные анортозиты разломов
  5. Ксенолиты анортозита в других породах (часто в гранитах, кимберлитах или базальтах)

Из них самые распространенные - первые два. Эти два типа имеют разные способы возникновения, кажутся ограниченными разными периодами в истории Земли и , как считается, имеют разное происхождение. [2]

Лунные анортозиты представляют собой светлые участки поверхности Луны и были предметом многих исследований. [4]

Протерозойские анортозитовые массивы [ править ]

Возраст [ править ]

Протерозойские анортозиты были размещены в течение протерозойского эона (около 2500–542 млн лет назад ), хотя большинство из них были размещены между 1800 и 1000 млн лет назад. [2]

Возникновение [ править ]

Протерозойские анортозиты обычно встречаются в виде обширных штоков или батолитов . [1] Площадь анортозитовых батолитов колеблется от относительно небольших (десятки или сотни квадратных километров) до почти 20 000 км 2 (7700 квадратных миль), как, например, в Плутонической свите Наин на севере Лабрадора, Канада.

Основные проявления протерозойского анортозита находятся на юго-западе США, в Аппалачах (например, на возвышенности Ханибрук в восточной Пенсильвании), в восточной Канаде (например, в провинции Гренвилл), на юге Скандинавии и в Восточной Европе . Подключенный на Pangaean континентальной конфигурации этого эона, эти явления все содержащиеся в одной прямой ленте, и все должны были внедрившаяся intracratonally . Условия и ограничения этой модели происхождения и распространения не ясны. [ необходима ссылка ] Однако см. раздел «Происхождение» ниже.

Связанные камни [ править ]

Многие анортозиты протерозоя происходят в пространственной ассоциации с другими весьма самобытными, одновременными типами пород: так называемые «анортозиты люксом» или "anorthosite- мангерит - чарнокит -granite (AMCG) комплексом.

Эти типы пород могут включать:

  • Мангерит : пироксенсодержащая монцонитовая интрузивная магматическая порода.
  • Чарнокит : кварц-полевошпатовая порода, содержащая ортопироксен, которая когда-то считалась интрузивной магматической породой, теперь признана метаморфической.
  • Богатые железом кислые породы, включая гранит монцонит и рапакиви.
  • Диорит , габбро и норит с высоким содержанием железа
  • Лейкократовые основные породы, такие как лейкотроктолит и лейконорит

Хотя со-Eval , эти породы , вероятно , представляют собой химически независимые магмы, скорее всего , произведенные плавление вмещающей породы , в которую внедрились в анортозитах. [2]

Важно отметить, что большие объемы ультраосновных пород не встречаются в ассоциации с протерозойскими анортозитами. [5]

Физические характеристики [ править ]

Наин Анортозит, интрузия среднего мезопротерозоя (от 1,29 до 1,35 миллиарда лет), Лабрадор. Полированная плита; синий цвет - лабрадоресценция .

Поскольку они в основном состоят из полевого шпата плагиоклаза, большинство протерозойских анортозитов на обнажении выглядят серыми или голубоватыми. Отдельные кристаллы плагиоклаза могут быть черными, белыми, синими или серыми и могут проявлять радужность, известную как лабрадоресценция, на свежих поверхностях. Лабрадорит разновидности полевого шпата обычно присутствует в анортозитах. Минералогически лабрадорит - это составной термин для любого богатого кальцием плагиоклазового полевого шпата, содержащего 50–70 молекулярных процентов анортита (An 50–70), независимо от того, проявляет ли он лабрадоресценцию. Основным минералом протерозойского анортозита может быть клинопироксен , ортопироксен , оливин или, реже,амфибол . Также распространены оксиды , такие как магнетит или ильменит .

Большинство анортозитовых плутонов очень крупнозернистые ; то есть отдельные кристаллы плагиоклаза и сопровождающий их основной минерал имеют длину более нескольких сантиметров. Реже кристаллы плагиоклаза имеют мегакритическую форму или более одного метра в длину. Однако большинство протерозойских анортозитов деформировано , и такие большие кристаллы плагиоклаза перекристаллизовались, образуя более мелкие кристаллы, оставив только контур более крупных кристаллов.

В то время как многие протерозойские анортозитовые плутоны, по-видимому, не имеют крупномасштабных реликтовых магматических структур (вместо деформационных структур после внедрения), некоторые действительно имеют вулканические слои , которые могут определяться размером кристаллов, основным содержанием или химическими характеристиками. Очевидно, что такое расслоение происходит от реологически жидкой магмы .

Химические и изотопные характеристики [ править ]

Протерозойские анортозиты обычно на> 90% состоят из плагиоклаза, а состав плагиоклаза обычно находится между An 40 и An 60 (40–60% анортита ). [1] Этот диапазон составов является промежуточным и является одной из характеристик, которые отличают протерозойские анортозиты от архейских анортозитов (которые обычно имеют> An 80 ). [1]

Протерозойские анортозиты часто содержат значительные основные компоненты помимо плагиоклаза. [1] Эти фазы могут включать оливин, пироксен, оксиды Fe-Ti и / или апатит. [2] Основные минералы в протерозойских анортозитах имеют широкий диапазон составов, но, как правило, не являются сильно магнезиальными. [ необходима цитата ]

Химический состав микроэлементов протерозойских анортозитов и связанных с ними типов горных пород был подробно изучен исследователями с целью создания правдоподобной генетической теории. Однако до сих пор нет единого мнения о том, что эти результаты означают для генезиса анортозита; см. раздел «Происхождение» ниже. Очень краткий список результатов, включая результаты для горных пород, которые, как считается, связаны с протерозойскими анортозитами, [6] [ требуется пояснение ]

Некоторые исследования были сосредоточены на определении изотопов неодима (Nd) и стронция (Sr) для анортозитов, особенно для анортозитов Наинской плутонической свиты (NPS). Такие изотопные определения используются для оценки жизнеспособности предполагаемых источников магм, которые дали начало анортозитам. Некоторые результаты подробно описаны ниже в разделе «Истоки».

Высокоглиноземистые мегакристаллы ортопироксена (HAOM) [ править ]

Многие анортозиты протерозойского возраста содержат крупные кристаллы ортопироксена с характерным составом. Это так называемые высокоглиноземистые мегакристаллы ортопироксена (ВАОМ). [7] [8]

HAOM отличаются тем, что 1) они содержат большее количество Al, чем обычно наблюдается в ортопироксенах; 2) они вырезаны множеством тонких токарных станков из плагиоклаза, которые могут представлять собой ламели распада; [9] и 3) они кажутся старше, чем анортозиты, в которых они обнаружены. [8]

Происхождение HAOM обсуждается.

Одна из возможных моделей [8] предполагает, что во время образования анортозита расплав мантийного происхождения (или частично кристаллическая каша) был введен в нижнюю кору и начал кристаллизоваться. HAOM кристаллизовались бы за это время, возможно, до 80–120 миллионов лет. Тогда расплав, содержащий HAOM, мог подняться до верхней коры. Эта модель подтверждается тем фактом, что алюминий лучше растворяется в ортопироксене при высоком давлении. [9] [10] В этой модели HAOM представляют кумуляты нижней коры, которые связаны с анортозитовой магмой-источником.

Одна из проблем этой модели заключается в том, что она требует, чтобы магма-источник анортозита находилась в нижней коре в течение значительного времени. Чтобы решить эту проблему, некоторые авторы [9] предполагают, что HAOM могли формироваться в нижней коре независимо от источника-магмы анортозита. Позже, анортозитовая магма могла захватить части нижней коры, содержащей HAOM, на своем пути вверх.

Другие исследователи считают, что химический состав HAOM является продуктом быстрой кристаллизации при умеренном или низком давлении [11], что полностью устраняет необходимость в происхождении из более низкой коры.

Происхождение протерозойских анортозитов [ править ]

Происхождение протерозойских анортозитов было предметом теоретических дискуссий на протяжении многих десятилетий. Краткое изложение этой проблемы выглядит следующим образом:

Проблема начинается с образования магмы, необходимого предшественника любой магматической породы.

Магма, образованная в результате небольшого частичного плавления мантии , обычно имеет базальтовый состав. В нормальных условиях состав базальтовой магмы требует, чтобы она кристаллизовалась от 50 до 70% плагиоклаза, при этом основная часть остальной магмы кристаллизовалась в виде основных минералов. Однако анортозиты характеризуются высоким содержанием плагиоклаза (90–100% плагиоклаза) и не встречаются в ассоциации с современными ультраосновными породами. [5] Это теперь известно как «проблема анортозита». Предлагаемые решения проблемы анортозита были разнообразны, причем многие из предложений основывались на различных геологических субдисциплинах.

В начале истории дебатов об анортозите было высказано предположение, что особый тип магмы, анортозитовая магма, образовался на глубине и внедрился в земную кору. Однако солидус анортозитовой магмы слишком высок для того, чтобы она могла существовать в виде жидкости в течение очень долгого времени при нормальных температурах окружающей среды земной коры, поэтому это кажется маловероятным. Было показано, что присутствие водяного пара снижает температуру солидуса анортозитовой магмы до более разумных значений, но большинство анортозитов относительно сухие. Таким образом, можно предположить, что водяной пар уносится последующим метаморфизмом анортозита, но некоторые анортозиты недеформированы, тем самым опровергая это предположение.

Открытие в конце 1970-х годов анортозитовых даек в Наинской плутонической свите заставило предположить, что возможность существования анортозитовых магм при температурах земной коры должна быть пересмотрена. [12] Однако позже было показано, что дамбы более сложны, чем предполагалось изначально.

Таким образом, хотя жидкие процессы явно происходят в некоторых анортозитовых плутонах, плутоны, вероятно, не происходят из анортозитовых магм.

Многие исследователи утверждали, что анортозиты являются продуктами базальтовой магмы и что произошло механическое удаление основных минералов. Поскольку основные минералы не встречаются с анортозитами, эти минералы, должно быть, остались либо на более глубоком уровне, либо в основании коры. Типичная теория такова: частичное плавление мантии порождает базальтовую магму, которая не сразу поднимается в кору. Вместо этого базальтовая магма образует большой магматический очаг в основании коры и фракционирует большое количество основных минералов, которые опускаются на дно очага. Совместно кристаллизующиеся кристаллы плагиоклаза всплывают и в конечном итоге внедряются в земную кору в виде анортозитовых плутонов. Большинство тонущих основных минералов образуют ультраосновные кумуляты.которые остаются в основании корки.

Эта теория имеет много привлекательных особенностей, одна из которых - способность объяснять химический состав высокоглиноземистых мегакристаллов ортопироксена (HAOM). Это подробно описано ниже в разделе, посвященном HAOM. Однако сама по себе эта гипотеза не может связно объяснить происхождение анортозитов, потому что она не согласуется, среди прочего, с некоторыми важными изотопными измерениями, сделанными на анортозитовых породах в Наинской плутонической свите. Изотопные данные Nd и Sr показывают, что магма, породившая анортозиты, не могла происходить только из мантии. Напротив, магма, которая дала начало анортозитам Наинской плутонической свиты, должна была иметь значительный коровый компонент. Это открытие привело к немного более сложной версии предыдущей гипотезы: большое количество базальтовой магмы формирует магматический очаг в основании коры и,при кристаллизации, ассимилируя большое количество корки.[13]

Это небольшое дополнение объясняет как изотопные характеристики, так и некоторые другие химические особенности протерозойского анортозита. Однако, по крайней мере, один исследователь убедительно доказал на основе геохимических данных, что роль мантии в образовании анортозитов на самом деле должна быть очень ограниченной: мантия дает только импульс (тепло) для плавления земной коры и небольшое количество частичного расплав в виде базальтовой магмы. Таким образом, анортозиты, с этой точки зрения, почти полностью происходят из расплавов нижней коры. [14]

Архейские анортозиты [ править ]

Архейские анортозиты представляют собой вторые по величине месторождения анортозитов на Земле. Большинство из них были датированы периодом от 3200 до 2800 млн лет и обычно связаны с базальтами и / или зеленокаменными поясами. [1]

Архейские анортозиты структурно и минералогически отличаются от протерозойских анортозитовых тел. Наиболее характерной их особенностью является наличие изометричных идиоморфных мегакристаллов (до 30 см) плагиоклаза, окруженных мелкозернистой основной массой основного состава. Плагиоклаз в этих анортозитах обычно An80-90.

Экономическая ценность анортозита [ править ]

Основная экономическая ценность анортозитовых тел - это титансодержащий оксид ильменита . Однако некоторые протерозойские тела анортозита содержат большое количество лабрадорита , который добывают из-за его ценности как драгоценного камня, так и строительного материала. Архейские анортозиты, поскольку они богаты алюминием , содержат большое количество алюминия, замещающего кремний ; некоторые из этих тел добываются как руды алюминия.

Анортозит был широко представлен в образцах горных пород, привезенных с Луны , и важен для исследований Марса , Венеры и метеоритов .

Развитие почвы на анортозите [ править ]

В горах Адирондак почвы на анортозитовых породах обычно представляют собой каменистые суглинистые пески с выраженным классическим подзолистым профилем. [15] В горах Сан-Габриэль в почвах на анортозите преобладают глинистые минералы 1: 1 (каолинит и галлуазит), в отличие от более мафических пород, поверх которых развиваются глины 2: 1. [16]

  • Анортозит из южной Финляндии

  • Анортозит из Польши

  • Анортозит с Луны, Аполлон 15 " Скала Бытия "

См. Также [ править ]

  • Список типов горных пород  - список типов горных пород, признанных геологами.

Ссылки [ править ]

  1. ^ Б с д е е Sen, Гаутамом (2014). «Анортозиты и коматииты». Петрология . Шпрингер, Берлин, Гейдельберг. С. 261–276. DOI : 10.1007 / 978-3-642-38800-2_12 . ISBN 9783642387999.
  2. ^ Б с д е е Ashwal, Л. Д. (2010). «Темпоральность анортозитов». Канадский минералог . 48 (4): 711–728. DOI : 10,3749 / canmin.48.4.711 .
  3. ^ а б Д., Ашвал, Льюис (1993). Анортозиты . Берлин, Гейдельберг: Springer Berlin Heidelberg. ISBN 9783642774409. OCLC  851768311 .
  4. ^ PSRD: самые старые лунные камни
  5. ^ a b Боуэн, Нидерланды (1917). «Проблема анортозитов». J. Geol . 25 (3): 209–243. Bibcode : 1917JG ..... 25..209B . DOI : 10.1086 / 622473 . S2CID 128607774 . 
  6. ^ Bedard (2001); Emslie et al. (1994); Сюэ и Морс (1994); Эмсли и Стирлинг (1993); и Сюэ и Морс (1993).
  7. ^ Эмсли, РФ (1975). «Мегакристы пироксена из анортозитовых пород: новые ключи к источникам и эволюции материнских магм». Канадский минералог . 13 : 138.
  8. ^ a b c Байби, GM; Ашвал, LD; Ширей, SB; Horan, M .; Mock, T .; Андерсен, ТБ (2014). «Мегакристы пироксена в протерозойских анортозитах: последствия для тектонической обстановки, источника магмы и магматических процессов в Мохо». Письма о Земле и планетологии . 389 : 74–85. Bibcode : 2014E и PSL.389 ... 74B . DOI : 10.1016 / j.epsl.2013.12.015 .
  9. ^ a b c Вандер Аувера, Жаклин; Шарлье, Бернар; Дюшен, Жан Клер; Бинген, Бернард; Лонги, Джон; Болле, Оливье (2014). «Комментарий к Bybee et al. (2014): мегакристы пироксена в протерозойских анортозитах: последствия для тектонической обстановки, источника магмы и магматических процессов в Мохо» . Письма о Земле и планетологии . 401 : 378–380. Bibcode : 2014E и PSL.401..378V . DOI : 10.1016 / j.epsl.2014.06.031 .
  10. ^ Longhi et al. (1993); Эмсли (1975).
  11. ^ например, Сюэ и Морс, (1994).
  12. ^ Вибе, Роберт А. (1979). «Анортозитовые дайки, южный Наинский комплекс, Лабрадор». Американский журнал науки . 279 (4): 394–410. Bibcode : 1979AmJS..279..394W . DOI : 10,2475 / ajs.279.4.394 .
  13. ^ Emslie et al. (1994).
  14. ^ Bedard (2001).
  15. ^ https://soilseries.sc.egov.usda.gov/OSD_Docs/S/SANTANONI.html Национальное кооперативное обследование почв США Официальная серия Описание Santanoni Soil
  16. ^ Грэм, RC; Герберт, BE; Эрвин, JO (1988). «Минералогия и зарождающееся почвообразование энтисолов в анортозитовом террейне в горах Сан-Габриэль, Калифорния». Журнал Общества почвоведов Америки . 52 (3): 738. Bibcode : 1988SSASJ..52..738G . DOI : 10,2136 / sssaj1988.03615995005200030026x .

Библиография [ править ]

  • Бедар, Жан Х. (2001). «Родительские магмы анортозитов и основных кумулятов Наин Плутонической свиты: подход к моделированию следовых элементов». Вклад в минералогию и петрологию . 141 (6): 747–771. Bibcode : 2001CoMP..141..747B . DOI : 10.1007 / s004100100268 . S2CID  129715859 .
  • Эмсли, РФ (1 мая 1975 г.). «Мегакристы пироксена из анортозитовых пород: новые ключи к источникам и эволюции материнских магм» . Канадский минералог . 13 (2): 138–145. ISSN  0008-4476 .
  • Эмсли, РФ; Стирлинг, JAR (1 декабря 1993 г.). «Рапакиви и связанные с ними гранитоиды Наинской плутонической свиты: геохимия, минеральные ассоциации и флюидные равновесия» . Канадский минералог . 31 (4): 821–847. ISSN  0008-4476 .
  • Эмсли, РФ; Гамильтон, Массачусетс; Терио, Р.Дж. (1994). "Петрогенезис среднепротерозойского анортозит-мангерит-чарнокит-гранитного комплекса (AMCG): изотопные и химические свидетельства из Наинской плутонической свиты". Журнал геологии . 102 (5): 539–558. Bibcode : 1994JG .... 102..539E . DOI : 10.1086 / 629697 . S2CID  128409707 .
  • Лонги, Джон; Фрам, MS; Vander Auwera, J .; Montieth, JN (1 октября 1993 г.). «Эффекты давления, кинетика и реология анортозитовых и родственных магм» . Американский минералог . 78 (9–10): 1016–1030.
  • Норман, доктор медицины; Borg, LE; Найквист, LE; Богард, Д.Д. (2003). «Хронология, геохимия и петрология железисто-норитового анортозитового обломка из Descartes breccia 67215: ключи к возрасту, происхождению, структуре и истории воздействия лунной коры» . Метеоритика и планетология . 38 (4): 645–661. Bibcode : 2003M & PS ... 38..645N . DOI : 10.1111 / j.1945-5100.2003.tb00031.x .
  • Wood, JA; Дики, Дж. С. Младший; Marvin, UB; Пауэлл, Б.Н. (1970). «Лунные анортозиты». Наука . 167 (3918): 602–604. Bibcode : 1970Sci ... 167..602W . DOI : 10.1126 / science.167.3918.602 . PMID  17781512 . S2CID  20153077 .
  • Xue, S .; Морс, С.А. (1993). «Геохимия анортозитов Наинского массива, Лабрадор: разнообразие магм в пяти интрузиях». Geochimica et Cosmochimica Acta . 57 (16): 3925–3948. Bibcode : 1993GeCoA..57.3925X . DOI : 10.1016 / 0016-7037 (93) 90344-V .
  • Xue, S .; Морс, С.А. (1994). «Химические характеристики мегакристаллов плагиоклаза и пироксена и их значение для петрогенезиса анортозитов Наина». Geochimica et Cosmochimica Acta . 58 (20): 4317–4331. Bibcode : 1994GeCoA..58.4317X . DOI : 10.1016 / 0016-7037 (94) 90336-0 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Комплексы анортозита (веб-архив)
  • Как кристаллизуется анортозит?
  • История размещения и деформации анортозитовых тел в восточном массиве Марси, горы Адирондак, Нью-Йорк
  • Анортозит - Лунный Хайленд Рок
  • Образец лунного анортозита 60025 Микрофотографии
  • Ртуть - свидетельства существования анортозита и базальта по данным спектроскопии в средней инфракрасной области