Слоистые вторжения являются большим подоконник -кака тела вулканической породы , которая проявляет вертикальную слоистость или различий в составе и текстуре . Эти вторжения могут достигать многокилометровой площади, охватывая от примерно 100 км 2 (39 квадратных миль) до более 50 000 км 2 (19 000 квадратных миль) и от нескольких сотен метров до более одного километра (3300 футов) в толщину. [1] Хотя большинство слоистых интрузий имеют возраст от архея до протерозоя (например, палеопротерозойский комплекс Бушвельд ), они могут быть любого возраста, например, кайнозойское вторжение Скаергаарда в восточной Гренландии.или послойное вторжение рома в Шотландию . [1] [2] Хотя большинство из них имеют состав от ультраосновных до основных , интрузивный комплекс Илимауссак в Гренландии представляет собой щелочную интрузию.
Слоистые вторжения обычно встречаются в древних кратонах и встречаются редко, но распространены по всему миру. Интрузивные комплексы демонстрируют признаки фракционной кристаллизации и сегрегации кристаллов в результате осаждения или всплытия минералов из расплава.
В идеале, стратиграфическая последовательность из ультрамафитового-мафят интрузивный комплекс состоит из ультрамафитовых перидотитов и пироксенитов с ассоциированным chromitite слоев к основанию с более мафических норит , габбро и анортозитами в верхних слоях. [3] Некоторые включают диорит и гранофир в верхней части тел. С этими редкими интрузиями часто связаны рудные тела элементов платиновой группы , хромита , магнетита и ильменита .
Навязчивое поведение и настройки [ править ]
Слоистые интрузии основных-ультраосновных пород встречаются на всех уровнях земной коры, от глубин более 50 км (160 000 футов) до глубин всего лишь 1,5–5 км (5 000–16 000 футов). Глубина, на которой формируется вторжение, зависит от нескольких факторов:
- Плотность расплава. Магмы с высоким содержанием магния и железа более плотные и поэтому с меньшей вероятностью могут достичь поверхности.
- Интерфейсы внутри коры. Обычно горизонтальная зона отрыва, плотный непроницаемый слой или даже литологическая граница раздела могут обеспечивать горизонтальную плоскость слабости, которую будет использовать восходящая магма, образуя порог или лополит .
- Температура и вязкость. По мере того, как восходящая магма поднимается и остывает, она становится более густой и вязкой. Это затем ограничивает дальнейший подъем магмы, потому что требуется больше энергии, чтобы подтолкнуть ее вверх. И наоборот, более толстая магма также более эффективно раздвигает вмещающие породы, создавая объем, который магма может заполнить.
Механизмы вмешательства [ править ]
Трудно точно определить, что вызывает внедрение крупных ультраосновных интрузивов в земную кору, но есть две основные гипотезы: плюмовый магматизм и рифтовый апвеллинг .
Шлейфовый магматизм [ править ]
Теория плюмового магматизма основана на наблюдениях, согласно которым большинство крупных магматических провинций включают в себя как гипабиссальные, так и поверхностные проявления объемного мафического магматизма в течение одного и того же временного периода. Например, в большинстве архейских кратонов зеленокаменные пояса коррелируют с объемными инъекциями даек, а также обычно с некоторыми формами более крупных интрузивных эпизодов в кору. Это особенно верно в отношении серии слоистых интрузий ультраосновного и основного состава в кратоне Йилгарн, возрастом ~ 2,8 млрд лет, и связанных с ними коматиитового вулканизма и широко распространенного толеитового вулканизма.
Плюмовый магматизм - эффективный механизм для объяснения больших объемов магматизма, необходимых для раздувания интрузии до толщины в несколько километров (до и более 13 км или 43000 футов). Плюмы также имеют тенденцию создавать деформацию коры, ослаблять ее термически, так что легче внедрять магму и создавать пространство для размещения вторжений.
Геохимические данные подтверждают гипотезу о том, что некоторые интрузии являются результатом плюмового магматизма. В частности, считается , что Норильско-Талнахские интрузии созданы плюмовым магматизмом, а другие крупные интрузии были предложены как созданные мантийными плюмами . Однако все не так просто, потому что большинство ультраосновных и основных слоистых интрузий также коррелируют с краями кратона, возможно, потому, что они более эффективно эксгумированы на краях кратона из-за разломов и последующей орогении.
Рифтовый магматизм [ править ]
Некоторые крупные слоистые комплексы не связаны с мантийными плюмами, например, интрузия Скаергаард в Гренландии. Здесь большие объемы магмы, которые создаются спредингом срединно-океанических хребтов, позволяют аккумулировать большие объемы кумулированных пород . Проблема создания пространства для таких вторжений легко объясняется действующей тектоникой растяжения ; Протяженные или листрические разломы, действующие на глубине, могут обеспечить треугольное пространство для интрузий в форме киля или лодок, таких как Великая дамба в Зимбабве или комплекс Нарди-Виндимурра в Западной Австралии.
Также возможно, что то, что мы видим сегодня как кратонная окраина, было создано действием шлейфа, инициировавшего эпизод континентального рифтогенеза ; поэтому тектоническая обстановка большинства крупных слоистых комплексов должна быть тщательно взвешена с точки зрения геохимии и природы вмещающей последовательности, и в некоторых случаях возможна причина смешанного механизма.
Причины наслоения [ править ]
Причины расслоения в крупных интрузиях ультраосновных пород включают конвекцию , термодиффузию, осаждение вкрапленников, ассимиляцию вмещающих пород и фракционную кристаллизацию.
Первичный механизм образования кумулятивных слоев - это, конечно, накопление слоев минеральных кристаллов на дне или кровле интрузии. Изредка плагиоклаз обнаруживается в кумулятивных слоях на кровле интрузий, поднявшись на поверхность гораздо более плотной магмы . Здесь он может образовывать слои анортозита.
Накопление происходит, когда кристаллы образуются путем фракционной кристаллизации и, если они достаточно плотные, выпадают из магмы. В больших очагах горячей магмы, имеющих сильную конвекцию и осаждение , могут быть созданы псевдоосадочные структуры, такие как полосчатость потока , ступенчатая напластование , размывные каналы и прогнозируемые пласты. Вторжение Skaergaard в Гренландии является ярким примером этих квази-осадочных структур.
Хотя доминирующим процессом наслоения является фракционная кристаллизация, наслоение также может привести к образованию магматического тела за счет ассимиляции вмещающих пород. Это будет иметь тенденцию к увеличению содержания кремнезема в расплаве, что в конечном итоге приведет к тому, что минерал достигнет ликвидуса для этого состава магмы. Ассимиляция вмещающих пород требует значительной тепловой энергии, поэтому этот процесс идет рука об руку с естественным охлаждением тела магмы. Часто ассимиляцию можно доказать только с помощью детальной геохимии .
Часто кумулятивные слои полиминеральные, образующие габбро, норит и другие типы пород. Однако терминология кумулированных пород обычно используется для описания отдельных слоев как, например, кумулатов пироксен-плагиоклаза .
Обычны мономинеральные кумулятивные слои. Они могут быть экономически важными, например, слои магнетита и ильменита, как известно, образуют месторождения титана , ванадия, такие как интрузия Виндимурра, и месторождения твердого железа (например, на реке Сэвидж, Тасмания ). Хромитовые слои связаны с платиной - палладий группы элементы ( PGE ) месторождениями, наиболее известными из них будучи Меренский Риф в Бушвелдский комплексе .
Центральный разрез или верхние разрезы многих крупных ультраосновных интрузий представляют собой слабослоистые массивные габбро. Это потому, что по мере дифференциации магма достигает состава, благоприятствующего кристаллизации только двух или трех минералов; магма может также остыть на этой стадии в достаточной степени для того, чтобы увеличивающаяся вязкость магмы остановила эффективную конвекцию, или конвекция может прекратиться или разбиться на неэффективные маленькие ячейки, потому что резервуар становится слишком тонким и плоским.
Накопление и расслоение кристаллов может вытеснить промежуточный расплав, который мигрирует через кучу кумулята, вступая в реакцию с ним. [4] [5] [6] [7]
Примеры [ править ]
- Магматический комплекс Бушвельд , Южная Африка
- Вторжение Дуфека , Антарктида [ необходима цитата ]
- Комплекс Дулут , северо-восток Миннесоты , США
- Комплексные вторжения Джайлза в Центральную Австралию [ необходима цитата ]
- Грейт Дайк , Зимбабве
- Многослойный интрузивный комплекс Каничи , Онтарио , Канада
- Вторжение в Киглапаит , Лабрадор , Канада [ необходима цитата ]
- Магматический комплекс Лак-де-Иль , Онтарио, Канада
- Вторжение овцебыка , Северо-Западные территории , Канада
- Вторжение рома , Шотландия
- Вторжение Скаергаарда в восточную Гренландию
- Магматический комплекс Стиллуотер , юго-запад Монтаны , США
- Вторжение в Виндимурру , Западная Австралия
- Многослойный комплекс Чимальпахад , Хаммам, Телангана, Индия [ необходима ссылка ]
См. Также [ править ]
- Список типов горных пород
- Магматическая дифференциация
Ссылки [ править ]
- ^ a b Блатт, Харви и Трейси, Роберт Дж. (1996) Петрология: магматические, осадочные и метаморфические, 2-е изд., стр. 123–132 и 194–197, Freeman, ISBN 0-7167-2438-3
- ^ Гамильтон М., Пирсон Д., Томпсон Р., Келли SP, Emeleus CH (1998). «Быстрое извержение лав Скай, выведенное из точного U-Pb и Ar-Ar датирования плутонических комплексов Рома и Куиллина». Природа . 394 (6690): 260–263. Bibcode : 1998Natur.394..260H . DOI : 10.1038 / 28361 .
- ^ Emeleus, CH; Тролль, VR (август 2014 г.). "Ромовый магматический центр, Шотландия" . Минералогический журнал . 78 (4): 805–839. DOI : 10,1180 / minmag.2014.078.4.04 . ISSN 0026-461X .
- ^ Ирвин TN (1980) "Магматический инфильтрационный метасоматоз, двойная диффузная фракционная кристаллизация и рост адкумулусов во вторжении овцебыка и других слоистых интрузиях", стр. 325–383 в Hagraves RB (ed) Физика магматических процессов. Издательство Принстонского университета, Нью-Джерси. ISBN 9780691615752 .
- ^ Холнесс MB, Hallworth MA, Woods A, Стороны RE (2007). «Инфильтрационный метасоматоз кумулятов путем интрузивного пополнения магмы: волнистый горизонт, остров Ром» . Шотландия. J Бензин . 48 (3): 563–587. DOI : 10.1093 / петрологии / egl072 .
- Перейти ↑ Namur O, Humphreys MC, Holness MB (2013). «Боковая реактивная инфильтрация в вертикальной габброидной кристаллической каше, интрузия Скаергаарда, Восточная Гренландия» . J Бензин . 54 (5): 985–1016. Bibcode : 2013JPet ... 54..985N . DOI : 10.1093 / петрологии / egt003 .
- ^ Летхольд Дж, Blundy JD, Холнесс МБ, Стороны R (2014). «Последовательные эпизоды потока реактивной жидкости через слоистую интрузию (блок 9, Восточная слоистая интрузия Рома, Шотландия)». Contrib Mineral Petrol . 167 (1): 1021. Bibcode : 2014CoMP..168.1021L . DOI : 10.1007 / s00410-014-1021-7 .
Внешние ссылки [ править ]
- Обзор финских многоуровневых вторжений
- Обзор вторжения Монче Тундра, Россия
