Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлен из Тоналит-Трондьемит-Гранодиорит )
Перейти к навигации Перейти к поиску
Обнажение архейской породы TTG в комплексе Kongling, Южно-Китайский кратон. Белое тело породы ТТГ прорвано темными дайками основного состава, а также дайками кислого состава светлого цвета. Основные минералы в теле породы ТТГ, возможно, биотит , подверглись выветриванию, что привело к появлению коричневатого налета на поверхности породы ТТГ.

Тоналит-трондьемит-гранодиоритовые породы или породы ТТГ - это интрузивные породы с типичным гранитным составом ( кварц и полевой шпат ), но содержащие лишь небольшую часть калиевого полевого шпата . [1] Тоналит, трондьемит и гранодиорит часто встречаются вместе в геологических записях, что указывает на схожие петрогенетические процессы. [1] Сообщение Архейского (после того, как 2,5 Ga) TTG пород присутствуют в дуге о связанных батолитах , а также в офиолитах(хотя и в небольшой пропорции), а архейские породы ТТГ являются основными компонентами архейских кратонов . [1]

Состав [ править ]

Доля кварца среди кислых минералов в породах ТТГ обычно больше 20%, но меньше 60%. [1] В тоналите и трондьемите более 90% полевых шпатов составляют плагиоклаз , а в гранодиорите это количество составляет от 65% до 90%. [1] Трондьемит - это особый вид тоналита , большая часть плагиоклаза в породе - олигоклаз . [2] Основные акцессорные минералы пород TTG включают биотит , амфиболы (например, роговую обманку ), эпидот ициркон . [1] В геохимическом отношении породы TTG часто имеют высокое содержание кремнезема (SiO 2 ) (обычно более 70 процентов SiO 2 ), высокое содержание Na 2 O (с низким соотношением K 2 O / Na 2 O) по сравнению с другими плутоническими породами и низкое содержание ферромагнезиальных элементов (массовая доля Fe 2 O 3 , MgO, MnO 2 , TiO 2, добавленных вместе, обычно меньше 5%). [3]

Пост-архейские камни TTG [ править ]

Сообщение архей TTG породы обычно встречаются в дуговых установках , особенно в континентальных дуг . [1] Офиолит также содержит небольшое количество пород ТТГ. [1]

Континентальная дуга горных пород ТТГ [ править ]

Породы ТТГ континентальной дуги часто ассоциируются с габбро , диоритом и гранитом , которые образуют в батолитах глубинную толщу . [4] Они образованы сотнями плутонов, которые напрямую связаны с субдукцией . [4] Например, прибрежный батолит Перу состоит из 7 ~ 16% габбро и диорита, 48 ~ 60% тоналита (включая трондьемит) и 20 ~ 30% гранодиорита с 1 ~ 4% гранита. [5] Эти породы TTG в батолитах континентальной дуги могут частично образоваться в результате дифференциации магмы (т.е. фракционной кристаллизации) субдукционного расплава мантийного клина на глубине. [6] Однако большой объем таких TTG пород вывести их основной механизм генерации на земной кору утолщения индуцированного частичное плавление бывшего габброидного underplate у основания континентальной коры. [1] Порода тоналитового состава кристаллизовалась сначала до того, как магма дифференцировалась до гранодиоритового и более позднего гранитного состава на небольшой глубине. Некоторые плутонические корни островной дуги также имеют породы ТТГ, например Тобаго , но они редко обнажаются. [7]

Породы ТТГ в офиолите [ править ]

Тоналиты (в том числе трондьемиты) могут быть обнаружены над разрезом слоистых габбро в офиолитах , ниже или в пределах прослоенных даек. [4] Они часто имеют неправильную форму и образуются в результате дифференциации магмы . [4]

Скалы архейского ТТГ [ править ]

Образец породы TTG (гнейс Tsawela) с расслоением из кратона Kaapvaal, Южная Африка. Белые минералы - плагиоклаз; светло-серые - кварц; темные, зеленоватые - биотит и роговая обманка с развитой слоистостью.

Породы ТТГ архея представляют собой сильно деформированные серые гнейсы с полосчатостью, линейчатостью и другими метаморфическими структурами , протолиты которых представляют собой интрузивные породы . [3] Рок ТТГ - один из основных типов горных пород в архейских кратонах . [3]

Геохимические особенности [ править ]

Что касается характеристик микроэлементов, архейские TTG демонстрируют высокое содержание легких редкоземельных элементов (LREE), но низкое содержание тяжелых редкоземельных элементов (HREE). Тем не менее, они не показывают Eu и Sr аномалии . [8] Эти особенности указывают на присутствие граната и амфибола , но отсутствие плагиоклаза в остаточной фазе во время частичного плавления или в фазе осаждения во время фракционной кристаллизации .

Петрогенезис и классификация [ править ]

Подтверждено геохимическим моделированием, магма типа TTG может образовываться в результате частичного плавления гидратированных метамафических пород . [9] Для получения структуры с очень низким содержанием тяжелых РЗЭ плавление должно проводиться в стабильном для граната поле давления и температуры. [3] Учитывая, что температурная стабильность граната резко возрастает с повышением давления, ожидается, что расплавы TTG, сильно обедненные тяжелыми РЗЭ, будут образовываться при относительно высоком давлении. [10] Помимо исходного состава и давления, на состав расплава также влияют степень плавления и температура. [3]

Подробные исследования классифицировали архейские ТТГ на три группы на основе геохимических особенностей, которые представляют собой ТТГ низкого, среднего и высокого давления, хотя эти три группы образуют непрерывную эволюцию. [11] Подсистема низкого давления показывает относительно низкое содержание Al 2 O 3 , Na 2 O, Sr и относительно высокое содержание Y , Yb , Ta и Nb , что соответствует плавлению под давлением 10-12 кбар с минеральной группой материнской породы плагиоклаза , пироксен и, возможно, амфибол или гранат. [11]Группа высокого давления показывает противоположные геохимические особенности, соответствующие плавлению при давлении более 20 кбар, с материнской породой, содержащей гранат и рутил, но без амфиболита или плагиоклаза. [11] Группа среднего давления имеет переходные черты между двумя другими группами, соответствующие плавлению под давлением около 15 кбар с исходной породой, содержащей амфибол, много граната, но мало рутила и отсутствие плагиоклаза. [11] ТТГ среднего давления являются наиболее распространенными среди трех групп. [11]

Геодинамические параметры [ править ]

Геодинамическая поколения Архейского TTG рока в настоящее время не очень хорошо поняли. Конкурирующие гипотезы включают генерацию, связанную с субдукцией, включающую тектонику плит и другие модели тектоники плит.

Тектоническая обстановка плит [ править ]

Предполагаемая архейская горячая субдукция индуцировала архейскую модель генерации TTG. Более тяжелая океаническая кора погружается в более легкую мантию. Подводящая плита молодая и горячая, поэтому при нагревании она частично плавится с образованием магм TTG, которые поднимаются и внедряются в континентальную кору. Светло-зеленый: континентальная корка; темно-зеленый: океаническая корка; красный: плавится ТТГ; оранжевый: мантия. Изменено из Moyen & Martin, 2012 [3] .

Исследователи  давно отмечают геохимическое сходство ТТГ и адакитов . [12] [13] [14] [10] [3] Адакиты - это один из типов современных дуговых лав, которые отличаются от обычных дуговых лав (в основном гранитоидов) своей кислой и натриевой природой с высоким содержанием легких РЗЭ, но низким содержанием тяжелых. [15] Их образование интерпретируется как частичное плавление молодых и горячих субдуцирующих океанических плит при незначительном взаимодействии с окружающими клиньями мантии, а не плавление клин мантии, как другие дуговые гранитоиды. [15] На основе геохимических характеристик (например, Mg , Ni и Crсодержаний) адакиты можно разделить на две группы: адакиты с высоким содержанием SiO 2 (HSA) и адакиты с низким содержанием SiO 2 (LSA). Затем было отмечено, что архейские TTG геохимически почти идентичны высококремнистым адакитам (HSA), но немного отличаются от низкокремнистых адакитов (LSA). [14]

Это геохимическое сходство позволило некоторым исследователям сделать вывод, что геодинамические условия архейских ТТГ аналогичны современным адакитам. [14] Они думают, что архейские TTG также были созданы горячей субдукцией. Хотя современные адакиты редки и встречаются только в нескольких местах (например, на острове Адак на Аляске и Минданао на Филиппинах), они утверждают, что из-за более высокой потенциальной температуры мантии Земли более горячая и мягкая кора, возможно, способствовала интенсивной адакитовой корке. тип субдукции в архейское время. [14] Пакеты TTG были затем сгенерированы в таких условиях, с крупномасштабными протоконтинентами, образованными столкновениями на более поздней стадии. [14]Однако другие авторы сомневаются в существовании архейской субдукции , указывая на отсутствие основных тектонических индикаторов плит в течение большей части архейского эона. [16] Также отмечается, что архейские TTG были интрузивными породами, в то время как современный адакит имеет экструзионную природу, поэтому их магма должна отличаться по составу, особенно по содержанию воды. [17]

Неплитные тектонические параметры [ править ]

Расслоение и андерплейт индуцировали архейские модели генерации ТТГ. На верхнем рисунке более тяжелая мафическая кора расслаивается на более легкую мантию. Повышение давления и температуры вызывает частичное плавление отслоившегося основного блока с образованием магмы TTG, которая поднимается и внедряется в кору. На нижнем рисунке мантийный плюм поднимается к основанию основной коры и утолщает ее. Частичное плавление основной коры из-за нагрева плюма порождает интрузии магмы ТТГ. Изменено из Moyen & Martin, 2012 [3] .

Различные свидетельства показали, что архейские породы TTG были непосредственно получены из ранее существовавших основных материалов. [18] [19] [20] Температура плавления метамафических пород (обычно от 700 ° C до 1000 ° C) зависит в первую очередь от содержания в них воды, но лишь немного от давления. [11] Таким образом, разные группы ТТГ должны были испытать различные геотермические градиенты , соответствующие разным геодинамическим условиям.

Группа низкого давления сформировалась вдоль геотерм около 20-30 ° C / км, что сопоставимо с таковыми во время андерплейтинга оснований плато. [11] Апвеллинги в мантии добавляют к коре основной фундамент, и давление из-за толщины кумуляции может достигать требований для добычи ТТГ низкого давления. [3] [11] Частичное плавление основания плато (которое может быть вызвано дальнейшим апвеллингом мантии) привело бы к генерации TTG низкого давления. [21]

ТТГ высокого давления испытали геотермы ниже 10 ° C / км, что близко к современным горячим геотермам субдукции, испытываемым молодыми плитами (но примерно на 3 ° C / км горячее, чем в других современных зонах субдукции), в то время как геотермы для наиболее распространенных Подсерии TTG, группа среднего давления, составляют от 12 до 20 ° C / км. [11] Помимо горячей субдукции, такие геотермы также могут быть возможны во время отслоения основания основной коры. [11] Расслоение может быть связано с опусканием мантии [22] или увеличением плотности основания основной коры из-за метаморфизма или частичного извлечения расплава . [23]Эти расслоенные мета-мафические тела затем опускаются, плавятся и взаимодействуют с окружающей мантией, генерируя TTG. Такой процесс генерации ТТГ, вызванный расслоением, петрогенетически подобен процессу субдукции , оба из которых включают глубокое погружение основных пород в мантию. [3] [11] [20]

См. Также [ править ]

  • Эоархейская геология
  • Архейская субдукция

Ссылки [ править ]

  1. ^ Б с д е е г ч я J. D., зима (2013). Принципы магматической и метаморфической петрологии . Pearson Education.
  2. ^ Баркер, Ф. (1979), «Трондьемит: определение, окружающая среда и гипотезы происхождения», Трондьемиты, дациты и родственные породы , разработки в петрологии, 6 , Elsevier, стр. 1–12, doi : 10.1016 / b978-0 -444-41765-7.50006-х , ISBN 9780444417657
  3. ^ a b c d e f g h i j Мойен, Жан-Франсуа; Мартин, Эрве (сентябрь 2012 г.). «Сорок лет исследований ТТГ». Lithos . 148 : 312–336. Bibcode : 2012Litho.148..312M . DOI : 10.1016 / j.lithos.2012.06.010 . ISSN 0024-4937 . 
  4. ^ а б в г М. Г., Бест (2003). Магматическая и метаморфическая петрология . Издательство Blackwell.
  5. Перейти ↑ Pitcher, WS (март 1978 г.). «Анатомия батолита». Журнал геологического общества . 135 (2): 157–182. Bibcode : 1978JGSoc.135..157P . DOI : 10.1144 / gsjgs.135.2.0157 . ISSN 0016-7649 . 
  6. ^ Бест, Майрон Г. (2013). Магматическая и метаморфическая петрология . Джон Вили и сыновья.
  7. ^ Мороз, BR; Мороз, компакт-диск (2013). «Основы магматической и метаморфической петрологии» . Американский минералог . 100 (7) : 1655. Bibcode : 2015AmMin.100.1655K . DOI : 10,2138 / ч 2015-657 .
  8. ^ Мартин, Х. (1986-09-01). «Влияние более крутого архейского геотермального градиента на геохимию магм зоны субдукции». Геология . 14 (9): 753. Bibcode : 1986Geo .... 14..753M . DOI : 10.1130 / 0091-7613 (1986) 14 <753: eosagg> 2.0.co; 2 . ISSN 0091-7613 . 
  9. ^ Джонсон, Тим Э .; Браун, Майкл; Каус, Борис Дж. П.; ВанТонгерен, Джилл А. (01.12.2013). «Расслоение и переработка архейской коры, вызванные гравитационной нестабильностью». Природа Геонауки . 7 (1): 47–52. Bibcode : 2014NatGe ... 7 ... 47J . DOI : 10.1038 / ngeo2019 . ЛВП : 20.500.11937 / 31170 . ISSN 1752-0894 . 
  10. ^ a b Фоули, Стивен; Тьеполо, Массимо; Ваннуччи, Риккардо (июнь 2002 г.). «Рост ранней континентальной коры, контролируемый плавлением амфиболита в зонах субдукции». Природа . 417 (6891): 837–840. Bibcode : 2002Natur.417..837F . DOI : 10,1038 / природа00799 . ISSN 0028-0836 . PMID 12075348 .  
  11. ^ a b c d e f g h i j k Мойен, Жан-Франсуа (апрель 2011 г.). «Сложные архейские серые гнейсы: петрологическое значение и свидетельство неуникальной тектонической обстановки роста архейской коры». Lithos . 123 (1–4): 21–36. Bibcode : 2011Litho.123 ... 21M . DOI : 10.1016 / j.lithos.2010.09.015 . ISSN 0024-4937 . 
  12. ^ Мартин, Х., 1986, Влияние более крутого архейского геотермального градиента на геохимию магм зоны субдукции: Геология, т. 14, стр. 753-756.
  13. ^ Драммонд, М.С. и Дефант, М.Дж., 1990, Модель генезиса троньемита-тоналита-дацита и корки коры посредством плавления слябов: от архея до современных сравнений: J. Geophysical Res., V. 95, p. 21 503 - 21 521.
  14. ^ a b c d e Мартин, Х .; Smithies, RH; Rapp, R .; Moyen, J.-F .; Чемпион, Д. (январь 2005 г.). «Обзор адакита, тоналита-трондьемита-гранодиорита (TTG) и санукитоида: взаимосвязи и некоторые значения для эволюции земной коры». Lithos . 79 (1-2): 1-24. Bibcode : 2005Litho..79 .... 1M . DOI : 10.1016 / j.lithos.2004.04.048 . ISSN 0024-4937 . 
  15. ^ a b Defant, Marc J .; Драммонд, Марк С. (октябрь 1990 г.). «Образование некоторых современных дуговых магм плавлением молодой субдуцированной литосферы». Природа . 347 (6294): 662–665. Bibcode : 1990Natur.347..662D . DOI : 10.1038 / 347662a0 . ISSN 0028-0836 . 
  16. ^ Конди, KC, и Kröner, A. (2008). Когда началась тектоника плит? Свидетельства из геологической летописи. В книге «Когда началась тектоника плит на планете Земля» (том 440, стр. 281-294). Специальные статьи Геологического общества Америки.
  17. ^ Клеменс, JD; Друп, ОТО (октябрь 1998 г.). «Жидкости, пути P – T и судьбы анатектических расплавов в земной коре». Lithos . 44 (1-2): 21-36. Bibcode : 1998Litho..44 ... 21C . DOI : 10.1016 / s0024-4937 (98) 00020-6 . ISSN 0024-4937 . 
  18. ^ Джонсон, Тим Э .; Браун, Майкл; Гардинер, Николас Дж .; Киркланд, Кристофер Л .; Смитис, Р. Хью (27 февраля 2017 г.). «Первые стабильные континенты Земли образовались не путем субдукции». Природа . 543 (7644): 239–242. Bibcode : 2017Natur.543..239J . DOI : 10,1038 / природа21383 . ISSN 0028-0836 . PMID 28241147 .  
  19. ^ Кемп, АИС; Wilde, SA; Хоксворт, CJ; Коат, компакт-диск; Немчин, А .; Пиджон, RT; Vervoort, JD; DuFrane, SA (июль 2010 г.). «Пересмотр эволюции гадийской коры: новые ограничения изотопной систематики Pb – Hf цирконов Джек-Хиллз». Письма о Земле и планетах . 296 (1–2): 45–56. Bibcode : 2010E и PSL.296 ... 45K . DOI : 10.1016 / j.epsl.2010.04.043 . ISSN 0012-821X . 
  20. ^ a b Мойен, Жан-Франсуа; Лоран, Оскар (март 2018). «Архейские тектонические системы: вид с вулканических пород». Lithos . 302–303: 99–125. Bibcode : 2018Litho.302 ... 99M . DOI : 10.1016 / j.lithos.2017.11.038 . ISSN 0024-4937 . 
  21. ^ Smithies, RH; Чемпион, округ Колумбия; Ван Кранендонк, MJ (15 мая 2009 г.). «Формирование палеоархейской континентальной коры через инфракрустальное плавление обогащенного базальта». Письма о Земле и планетах . 281 (3–4): 298–306. Bibcode : 2009E и PSL.281..298S . DOI : 10.1016 / j.epsl.2009.03.003 . ISSN 0012-821X . 
  22. ^ Kröner, A .; Layer, PW (1992-06-05). «Формирование земной коры и движение плит в раннем архее». Наука . 256 (5062): 1405–1411. Bibcode : 1992Sci ... 256.1405K . DOI : 10.1126 / science.256.5062.1405 . ISSN 0036-8075 . PMID 17791608 .  
  23. ^ Bedard, Жан Х. (март 2006). «Модель каталитического расслоения для совместного генезиса архейской коры и субконтинентальной литосферной мантии». Geochimica et Cosmochimica Acta . 70 (5): 1188–1214. Bibcode : 2006GeCoA..70.1188B . DOI : 10.1016 / j.gca.2005.11.008 . ISSN 0016-7037 .