Anateksja
Anatexis ( po łacinie od greckich korzeni oznaczających „stopić”) to częściowe stopienie skał . Tradycyjnie anateksja jest używana w szczególności do omawiania częściowego topnienia skorupy ziemskiej , podczas gdy ogólny termin „ częściowe topnienie ” odnosi się do częściowego topnienia wszystkich skał, zarówno w skorupie, jak i płaszczu . [ potrzebne źródło ]
Anateksja może wystąpić w wielu różnych miejscach, od stref kolizji kontynentów po grzbiety śródoceaniczne . Uważa się, że anateksja jest procesem w dużej mierze odpowiedzialnym za powstawanie migmatytów . Co więcej, naukowcy niedawno odkryli, że częściowe topnienie odgrywa coraz ważniejszą rolę w aktywnych procesach skorupy ziemskiej, w tym w postępie aktywnej deformacji i osadzeniu granitów skorupy ziemskiej . W rezultacie aktywne sprzężenie zwrotne między ścinaniem skorupy ziemskiej , topnieniem i umieszczaniem granitu zostało w dużej mierze zaakceptowane w miejsce wielkoskalowych, nieracjonalnych modeli obejmujących ułamkowe topienie płaszcza w granitowe batolity i plutony . Dowody na to można dostrzec w sygnaturach fizycznych, mineralogicznych i izotopowych niezliczonych granitów.
Warunki topnienia
Anateksja skorupy ziemskiej nie ogranicza się do jednego ustawienia tektonicznego , ale jest kontrolowana przez cztery podstawowe parametry: temperaturę, ciśnienie, zawartość substancji lotnych oraz rodzaj / skład skały. Parametry te są bardzo zmienne i zależą od głębokości, grubości skorupy ziemskiej i lokalnych zmian geotermii Ziemi . Ilość i skład częściowych stopień prawdopodobnie zmienia się lokalnie, odzwierciedlając niejednorodność skorupy ziemskiej.
Temperatura
Aby wywołać topnienie skorupy ziemskiej, temperatura musi wzrosnąć powyżej normalnej geotermii. Możliwe źródła ciepła to pierwotne ciepło pochodzące z jądra Ziemi oraz rozpad pierwiastków promieniotwórczych . Ciepło to jest rozprowadzane w skorupie ziemskiej w wyniku wielu różnych procesów, w tym promieniowania , przewodnictwa , konwekcji i adwekcji .
Umiejscowienie intruzji magmowych jest również powszechnie związane z lokalnymi wzrostami temperatury. Jeśli wzrost temperatury jest wystarczający, może to doprowadzić do częściowego stopienia sąsiednich skał wiejskich. Jeśli nastąpi częściowe stopienie, wówczas stopień stopienia jest kontrolowany przez ilość dostępnego ciepła w ciele magmowym.
Ciśnienie
Pod powierzchnią Ziemi ciśnienie wzrasta wraz z głębokością z powodu gromadzenia się leżących nad nią skał. W danej temperaturze spadek ciśnienia może spowodować miejscowe topienie. Topienie, które jest spowodowane spadkiem ciśnienia, określane jest jako topienie dekompresyjne. Topnienie dekompresyjne może wystąpić w pogrubionych częściach skorupy ziemskiej i może być wynikiem różnych procesów, w tym erozji , denudacji tektonicznej i przerzedzania litosfery.
Zawartość lotna
Ilość wody dostępnej w układzie odgrywa główną rolę w kontrolowaniu stopnia topnienia w danej temperaturze. Niska dostępność wody zahamuje topnienie. Ponadto stopień nasycenia wodą układu będzie miał wpływ na skład powstającego stopu. Woda może pochodzić z różnych źródeł, w tym z okolicznych skał wiejskich (woda porowa) lub z rozkładu uwodnionych minerałów (np. miki, amfibole). Reakcje topnienia z udziałem wody uwolnionej z uwodnionych minerałów są często określane jako reakcje topnienia odwodnienia lub reakcje bez udziału pary. Z biegiem czasu reakcje topnienia odwadniającego zużywają wszystkie fazy wodne w skale, co oznacza, że ilość stopu powstającego w wyniku tych reakcji jest kontrolowana przez obfitość i stabilność określonych faz wodnych. W zależności od ustawienia tektonicznego woda może być również wprowadzana do systemu poprzez odwodnienie subdukcyjnej uwodnionej płyty oceanicznej lub podposzycia magmowego.
Rodzaj skały
Skład skały macierzystej ma bezpośredni wpływ na skład powstałego stopu. Wytopy granitu są powszechnie klasyfikowane na podstawie natury skały macierzystej. Jeden z bardziej popularnych schematów klasyfikacji granitów został po raz pierwszy wprowadzony przez White'a i Chappella w 1974 r. Ten schemat klasyfikacji klasyfikuje granity na podstawie tego, czy są one wynikiem topnienia skał osadowych (granity typu S), czy topnienia skał magmowych ( granity typu I). Ta różnica genetyczna znajduje odzwierciedlenie w sygnaturze geochemicznej samych wytopów.
Syntektoniczna anateksja skorupy ziemskiej
Tam, gdzie częściowe topnienie jest związane z regionalną tektoniką i zróżnicowanymi naprężeniami, produkcja stopu powoduje niestabilność w przestrzeniach porów i ostatecznie wzdłuż granic ziaren, które lokalizują odkształcenia w strefach ścinania w skali skorupy ziemskiej. Strefy te sprzyjają wypływowi stopu z układu anatektycznego jako mechanizmowi akomodacji naprężeń, co z kolei sprzyja bardziej częściowemu topnieniu. Pętla sprzężenia zwrotnego, która rozwija się między postępem deformacji a częściowym stopieniem, nazywana jest syntektoniczną anateksją skorupy ziemskiej. Syntektoniczne anatektyczne migmatyty w regionie Hafafit na Pustyni Wschodniej w Egipcie jako część Tarczy Nubijskiej są dobrym przykładem takich wytopów skorupy ziemskiej.
Segregacja stopu
Segregacja wytopów granitu od pozostałości ciał stałych rozpoczyna się wraz z początkiem częściowego topnienia wzdłuż granic ziaren reagentów mineralnych, a mianowicie ferromagnezowych faz miki i amfiboli. Takie reakcje powodują duże dodatnie zmiany objętości w układzie metamorficznym, powodując kruchość wzmocnioną stopieniem. To, w połączeniu ze zwiększającą się frakcją wytopu, zmienia mechanizmy deformacji działające między ziarnami i znacznie zmniejsza wytrzymałość skały. Wypełnione stopem pory ostatecznie zlewają się i promowany jest płynięcie stopu równolegle do podłużnej linii ziaren (lub wzdłuż płaszczyzn foliowania).
Gdy skała częściowo topi się i zaczyna płynąć, jej reologia znacznie się zmienia. Takie zmiany będą lokalizować naprężenia utworzone przez regionalną tektonikę i zgodnie z zasadą Le Chateliera , system reaguje pompowaniem stopu w kierunku stref dylatancji (niższego ciśnienia), oddzielając w ten sposób stop od jego anatetycznego źródła w skali lokalnej. Tam, gdzie to miało miejsce i zostało zachowane w zapisie skalnym, można spodziewać się makroskopowych warstw bogatych w stop ( leukosomy ) i makroskopowych szczątkowych warstw stałych ( melanosomy ). Warstwy te będą zwykle zorientowane równolegle do struktury skały macierzystej. Wraz ze wzrostem ilości nagromadzonego wytopu w otaczającej skale, wytop będzie przemieszczał się dalej od źródła w kierunku rosnących struktur poprzecznych, takich jak wspomniane wcześniej pęknięcia kruchości. Ostatecznie prowadzi to do powstania i rozwoju wzajemnie połączonej sieci akumulacji.
Umiejscowienie
Kiedy transport stopu zachodzi na większą skalę, anateksa może prowadzić do wynurzania się i umieszczania dużych ciał granitowych w górnej skorupie. Przejście to jest ogólnie zaznaczone przez przejście od migracji stopu napędzanej ścinaniem do migracji stopu napędzanej wyporem. Ten ostatni etap procesu ekstrakcji wymaga optymalnej równowagi między frakcją stopu a rozkładem stopu w lokalnej skale.
Wznoszenie się tej magmy, choć wcześniej uważano, że miało miejsce jako duże, wolno wznoszące się i pływające ciała, jest obecnie w dużej mierze przypisywane szybko poruszającym się wąskim kanałom i samorozprzestrzeniającym się grobli. Te szybciej poruszające się modele przezwyciężyły główne problemy termiczne i mechaniczne osadzone w starszych teoriach, a także problem granitu i wulkanizmu felsycznego przy powierzchni. Gdy przepływ wznoszącej się magmy zmienia się następnie z pionowego z powrotem na poziomy, inicjowane jest umieszczanie. Proces ten ma charakter epizodyczny i jest dostosowany zarówno do trwającej regionalnej tektoniki, jak i struktur skalnych generowanych przez miejsca, umożliwiając plutonowi rozprzestrzenianie się na boki i zagęszczanie w pionie. Syntektoniczne migmatyty anatektyczne w regionie Hafafit, Pustynia Wschodnia, Egipt, Tarcza Nubijska stanowią przykład ścisłego związku między orogenezą (tektoniczną), metamorfizmem a generowaniem i umieszczaniem granitu.
Zobacz też
Dalsza lektura
| Kontrola władz : Biblioteki narodowe |
|---|
