Войти
| Магматическая порода | |
 Анортозит из Салемского района, Тамил Наду | |
| Состав | |
|---|---|
| Первичный | Плагиоклаз |
| Вторичный | Основные минералы |
Анортозит - фанеритовая, интрузивная магматическая порода, характеризующаяся своим составом: в основном плагиоклаз полевой шпат (90– 100%) с минимальным основным компонентом (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 включают 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.
Анортозиты на Земле можно разделить на пять типов:
Из них первые два являются наиболее распространенными. Эти два типа имеют разные способы возникновения, по-видимому, ограничены разными периодами истории Земли и, как считается, имели разное происхождение.
Лунные анортозиты составляют светлые области поверхности Луны и были предметом многих исследований.
Протерозойские анортозиты были заложены во время протерозойского эона (около 2500 человек). –542 млн лет назад ), хотя большинство из них были заложены между 1800 и 1000 млн лет назад.
Prot эрозойские анортозиты обычно встречаются в виде обширных запасов или батолитов. Площадь анортозитовых батолитов колеблется от относительно небольших (десятки или сотни квадратных километров) до почти 20 000 км (7700 квадратных миль), например, в северном Лабрадоре, Канада.
Основные проявления протерозойского анортозита находятся на юго-западе США, Аппалачи (например, возвышенность Ханибрук в восточной Пенсильвании), восточной Канаде (например, Гренвилл), через южную Скандинавию и восточную Европу. Отображенные на пангейской континентальной конфигурации того эона, все эти явления содержатся в едином прямом поясе, и все они должны были быть размещены внутрикратоном. Условия и ограничения этой модели происхождения и распространения не ясны. Однако см. Раздел «Происхождение» ниже.
Многие протерозойские анортозиты встречаются в пространственной ассоциации с другими весьма своеобразными современными типами горных пород: так называемой «анортозитовой свитой» или «анортозитом- мангеритом - чарнокит -гранитовый (АМКГ) комплекс ».
Эти типы горных пород могут включать:
Несмотря на одинаковую, эти породы, вероятно, представляют химически независимые магмы, вероятно, образовалось в результате плавления вмещающих пород, в которые внедрились анортозиты.
Важно отметить, что большие объемы ультраосновных пород не обнаружены в ассоциации с протерозойскими анортозитами.
Наин Анортозит, вторжение в середине мезопротерозоя (1,29–1,35 миллиарда лет), Лабрадор. Полированная плита; синий цвет - лабрадоресценция.Поскольку они в основном состоят из полевого шпата плагиоклаза, большинство протерозойских анортозитов в 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. Разновидность полевого шпата лабрадорит 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. Оксиды, такие как магнетит или ильменит, также являются обычными.
Большинство плутонов анортозита очень крупнозернистые ; то есть отдельные кристаллы плагиоклаза и сопутствующий основной минерал имеют длину более нескольких сантиметров. Реже кристаллы плагиоклаза имеют мегакритическую форму и имеют длину более одного метра. Однако большинство протерозойских анортозитов деформировано, и такие крупные кристаллы плагиоклаза перекристаллизовались с образованием более мелких кристаллов, оставляя только контур более крупных кристаллов.
Хотя многие протерозойские анортозитовые плутоны, по-видимому, не имеют крупномасштабных реликтовых магматических структур (вместо деформационных структур после внедрения), некоторые имеют, что может определяться размером кристаллов, основным содержанием или химическими характеристиками. Очевидно, что такое наслоение происходит от реологически жидкой магмы.
Протерозойские анортозиты обычно>90% состоят из плагиоклаза, а состав плагиоклаза обычно находится между An 40 и An 60 (40–60% анортит ). Этот диапазон составов является промежуточным и является одной из характеристик, которые отличают протерозойские анортозиты от архейских анортозитов (которые обычно>An 80).
Протерозойские анортозиты часто содержат значительные основные компоненты помимо плагиоклаза. Эти фазы могут включать оливин, пироксен, оксиды Fe-Ti и / или апатит. Основные минералы протерозойских анортозитов имеют широкий диапазон составов, но, как правило, не очень магнезиальные.
Химия микроэлементов протерозойских анортозитов и связанные типы горных пород, были детально исследованы исследователями с целью создания правдоподобной генетической теории. Однако до сих пор нет единого мнения о том, что означают эти результаты для генезиса анортозита; см. раздел «Происхождение» ниже. краткий список результатов, включая результаты для горных пород, которые, как считается, имеют отношение к протерозойским анортозитам,
Некоторые исследования были сосредоточены на неодиме (Nd) и стронции (Sr) iso тема определения анортозитов, в частности анортозитов Наинской плутонической свиты (NPS). Такие изотопные определения используются для оценки жизнеспособности потенциальных источников магм, которые дали начало анортозитам. Некоторые результаты подробно описаны ниже в разделе «Истоки».
Многие анортозиты протерозойского возраста содержат крупные кристаллы ортопироксена с отличительным составом. Это так называемые мегакристаллы ортопироксена с высоким содержанием глинозема (HAOM).
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; и 3) они кажутся старше анортозиты, в котором они находятся.
Истоки HAOMs обсуждается.
Одна из возможных моделей предполагает, что во время образования анортозита расплав, полученный из мантии (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. В этой модели HAOM представляют кумуляты нижней коры, которые связаны с анортозитовой магмой-источником.
Одна из проблем этой модели состоит в том, что она требует, чтобы магма-источник анортозита находилась в нижней коре в течение значительного времени. Чтобы решить эту проблему, некоторые авторы 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, что полностью устраняет необходимость в происхождении из более низкой коры.
Происхождение протерозойских анортозитов было предметом теоретических дебатов на протяжении многих десятилетий. Краткое описание этой проблемы выглядит следующим образом:
Проблема начинается с образования магмы, необходимого предшественника любой магматической породы.
Магма, образованная небольшим количеством 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. Сейчас это 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 предполагалось, 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 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 плутонической свите Наин заставило предположить, что возможность существования анортозитовых магм при температурах земной коры требует пересмотра. Однако позже было показано, что плотины более сложны, чем предполагалось изначально.
Таким образом, хотя жидкие процессы явно происходят в некоторых анортозитовых плутонах, плутоны, вероятно, не являются производными 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 должны были оставаться 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 большие количества основных минералов, которые опускаются на дно очага. Совместно кристаллизующиеся кристаллы плагиоклаза плавают и в конечном итоге внедряются в земную кору в виде анортозитовых плутонов. Большинство тонущих основных минералов образуют ультраосновные кумуляты, которые остаются в основании коры.
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, выполненными 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 Наин Плутонической свиты, должна была иметь значительный коровый компонент. Это открытие привело к немного более сложной версии предыдущей гипотезы: большие количества базальтовой магмы образуют магматический очаг в основании коры и, кристаллизуются, ассимилируют большое количество коры.
Это небольшое дополнение объясняет как изотопные характеристики, так и некоторые другие химические особенности протерозойского анортозита. Однако, по крайней мере, один исследователь на основе геохимических данных убедительно доказал, 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, с этой точки зрения анортозиты происходят почти полностью из расплавов нижней коры.
Архейские анортозиты представляют собой вторые по величине месторождения анортозитов на Земле. Большинство из них датировано периодом от 3200 до 2800 млн лет и обычно связано с базальтами и / или зеленокаменными поясами.
Архейские анортозиты текстурно 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.
Основная экономическая ценность анортозитовых тел - титан -содержащий оксид ильменит. Однако некоторые протерозойские тела анортозита содержат большое количество лабрадорита, который добывается из-за его ценности как драгоценного камня, так и строительного материала. Архейские анортозиты, поскольку они богаты алюминием, имеют большое количество алюминия, заменяющего кремний ; некоторые из этих тел добываются как руды алюминия.
Анортозит широко представлен в образцах горных пород, привезенных с Луны, и играет важную роль в исследованиях Марса, Венеры и метеориты.
В горах Адирондак почвы на анортозитовой породе обычно представляют собой каменистый суглинистый песок с обычно выраженным классическим профилем подзола. В горах Сан-Габриэль в почвах на анортозите преобладают глинистые минералы (каолинит и галлуазит) 1: 1, в отличие от более мафических пород, поверх которых развиваются глины 2: 1.
Анортозит из южной Финляндии
Анортозит из Польши
Анортозит с Луны, Аполлон 15 "Скала Бытия "
