Многоуровневое вторжение
Слоистая интрузия представляет собой большое силлоподобное тело магматической породы , которое демонстрирует вертикальную слоистость или различия в составе и текстуре . Эти вторжения могут иметь площадь в несколько километров и простираться примерно на 100 км. 2 (от 39 квадратных миль) до более 50 000 км 2 (19 000 квадратных миль) и толщиной от нескольких сотен метров до более одного километра (3300 футов). [1] Хотя большинство слоистых интрузий имеют возраст от архейского до протерозойского (например, палеопротерозойский комплекс Бушвельд ), они могут быть любого возраста, например, кайнозойская интрузия Скергаард в восточной Гренландии или слоистая интрузия Рум в Шотландии . [1] [2] Хотя большинство из них имеют от ультраосновных до основных состав , интрузивный комплекс Илимауссак в Гренландии представляет собой щелочную интрузию. [3]
Слоистые интрузии обычно встречаются в древних кратонах и редки, но распространены по всему миру. В интрузивных комплексах наблюдаются признаки фракционной кристаллизации и сегрегации кристаллов за счет осаждения или всплывания минералов из расплава.
В идеале стратиграфическая последовательность ультрамафит-мафитового интрузивного комплекса состоит из ультраосновных перидотитов и пироксенитов с соответствующими слоями хромитита ближе к основанию с большим количеством основных норитов , габбро и анортозитов в верхних слоях. [4] Некоторые включают диорит и гранофир в верхней части тел. Рудные тела элементов никель - медно - платиновой группы (Ni-Cu-PGE), хромитов , магнетитов и ильменитов часто связаны с комплексами сульфидных минералов цветных металлов в пределах этих редких интрузий. [5] [6] [7] Часто упускают из виду, что экономически значимые месторождения Ni-Cu-PGE могут встречаться во вмещающих породах, пространственно связанных со слоистой интрузией. [8] [9]
Навязчивое поведение и обстановка
[ редактировать ] | Этот раздел нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( Август 2022 г. ) |
Мафит-ультрамафитовые слоистые интрузии встречаются на всех уровнях земной коры, от глубин более 50 км (160 000 футов) до глубин всего 1,5–5 км (5 000–16 000 футов). Глубина формирования интрузии зависит от нескольких факторов:
- Плотность расплава. Магмы с высоким содержанием магния и железа более плотные и поэтому с меньшей вероятностью смогут достичь поверхности.
- Интерфейсы внутри земной коры. Обычно горизонтальная зона отрыва, плотный, непроницаемый слой или даже литологический раздел может обеспечить горизонтальную плоскость слабости, которую восходящая магма будет использовать, образуя силл или лополит .
- Температура и вязкость. По мере того, как восходящая магма поднимается и остывает, она становится более густой и вязкой. Это ограничивает дальнейший подъем магмы, поскольку для ее продвижения вверх требуется больше энергии. Но более толстая магма также более эффективно раздвигает вмещающие породы, создавая объем, который магма может заполнить.
Интрузивные механизмы
[ редактировать ] | Этот раздел нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( Август 2022 г. ) |
Трудно точно определить, что вызывает внедрение крупных ультраосновно-мафитовых интрузивов в земную кору, но существуют две основные гипотезы: плюмовый магматизм и рифтовый апвеллинг .
Плюмовый магматизм
[ редактировать ]Теория плюмового магматизма основана на наблюдениях о том, что большинство крупных магматических провинций включают в один и тот же временной период как гипабиссальные , так и поверхностные проявления объемного основного магматизма. Например, в большинстве архейских кратонов зеленокаменные пояса коррелируют с объемными внедрениями даек, а также, как правило, с той или иной формой более крупных интрузивных эпизодов в кору. Это особенно справедливо в отношении серии ультрамафит-мафитовых слоистых интрузий в кратоне Йилгарн возрастом ~2,8 млрд лет и связанного с ними коматиитового вулканизма и широко распространенного толеитового вулканизма.
Плюмовый магматизм является эффективным механизмом, объясняющим большие объемы магматизма, необходимые для увеличения толщины интрузии до нескольких километров (до и более 13 км или 43 000 футов). Плюмы также имеют тенденцию вызывать деформацию земной коры, ослаблять ее термически, что облегчает проникновение магмы и создает пространство для 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 предполагаются созданными мантийными плюмами . Однако история не так проста, поскольку большинство ультрамафит-мафитовых слоистых интрузий также коррелируют с окраинами кратонов, возможно, потому, что они более эффективно эксгумируются на кратонных окраинах из-за разломов и последующей складчатости.
Рифтовый магматизм
[ редактировать ]Некоторые крупные расслоенные комплексы не связаны с мантийными плюмами, например, интрузия Скергаард в Гренландии. Здесь большие объемы магмы, создаваемые распространением срединно-океанических хребтов, позволяют накапливать большие объемы кумулятивных пород . Проблема создания пространства для таких вторжений легко объясняется тектоникой растяжения действующей ; протяженные или листрические разломы, действующие на глубине, могут создать треугольное пространство для килеобразных или лодкообразных интрузий, таких как Великая Дайка в Зимбабве или комплекс Нарнди-Виндимурра в Западной Австралии.
Также возможно, что то, что мы сегодня видим как кратоническую окраину, было создано в результате действия плюма, положившего начало эпизоду континентального рифта ; поэтому тектоническое положение большинства крупных слоистых комплексов должно быть тщательно взвешено с точки зрения геохимии и природы вмещающей толщи, и в некоторых случаях возможна смешанная причина.
Причины отводков
[ редактировать ] | Этот раздел нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( Август 2022 г. ) |
Причины расслоения в крупных ультраосновных интрузиях включают конвекцию , термодиффузию, осаждение вкрапленников, ассимиляцию вмещающих пород и фракционную кристаллизацию.
Основным механизмом образования кумулятивных слоев является, конечно, накопление слоев минеральных кристаллов на дне или кровле интрузива. Редко плагиоклаз встречается в кумулятивных слоях в верхней части интрузий, всплыв на поверхность гораздо более плотной магмы . Здесь он может образовывать слои анортозита.
Накопление происходит, когда кристаллы образуются в результате фракционной кристаллизации и, если они достаточно плотные, выпадают в осадок из магмы. В больших горячих магматических очагах, имеющих сильную конвекцию и осаждение, могут создаваться псевдоосадочные структуры, такие как полосчатость потоков , ступенчатая слоистость , размывные каналы и предлежащие слои. в Интрузия Скергаард Гренландии является ярким примером таких квазиосадочных структур.
Хотя преобладающим процессом расслоения является фракционная кристаллизация, расслоение также может привести к образованию магматического тела в результате 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 значительных затрат тепловой энергии, поэтому этот процесс идет рука об руку с естественным охлаждением магматического тела. Часто ассимиляцию можно доказать только с помощью детальной геохимии .
Кумулятивные прослои часто полиминеральные, образующие габбро, норит и другие породы. Однако терминология кумулятивных пород обычно используется для описания отдельных слоев, например, пироксен-плагиоклазовых кумулатов .
Распространены мономинеральные кумулатные прослои. Они могут быть экономически важными, например, известно, что слои магнетита и ильменита образуют месторождения титана и ванадия, такие как интрузия Виндимурра в твердых породах , и месторождения железа (например, в Сэвидж-Ривер, Тасмания ). Хромитовые пласты связаны с платино - палладиевой месторождениями элементов группы ( ЭПГ ), наиболее известное из них — Меренский риф в Бушвельдском магматическом комплексе .
Центральная часть или верхние части многих крупных ультраосновных интрузий представляют собой слабослоистые массивные габбро. Это связано с тем, что по мере дифференциации магма достигает состава, способствующего кристаллизации только двух или трех минералов; магма также может достаточно остыть на этом этапе, чтобы растущая вязкость магмы остановила эффективную конвекцию, или конвекция может остановиться или разбиться на неэффективные мелкие ячейки, потому что резервуар становится слишком тонким и плоским.
Накопление и наслоение кристаллов могут вытеснить межузельный расплав, который мигрирует через кумулятивную груду и реагирует с ней. [10] [11] [12] [13]
Экономические месторождения полезных ископаемых
[ редактировать ]
Слоистые интрузии потенциально могут быть экономически значимыми для залегания месторождений элементов никель - медно - платиновой группы (Ni-Cu-PGE), хромитита и ильменита (оксид Fe-Ti) рудных . [7]
Распространенный минеральный комплекс
[ редактировать ]Экономические минералы Ni-Cu-PGE встречаются в основных-ультрамитовых породах внутри магматических сульфидов, содержащихся в магматических породах, расположенных вблизи или на дне интрузий, в зависимости от первоначальной ориентации интрузивного комплекса. [8] [6] Стандартная магматическая сульфидная ассоциация состоит из пирротина , пентландита и халькопирита с небольшими или следовыми количествами пирита , кубанита и магнетита. Соответствующими минералами, составляющими медные и никелевые руды, являются халькопирит и пентландит. [8] [6] [5] Элементы платиновой группы связаны с типичной магматической сульфидной ассоциацией, [5] [14] эти минералы платиновой группы (МПГ) встречаются в виде сульфидов, арсенидов, сплавов и самородных металлов. [6] [5]
В богатых хромом слоистых интрузиях хромсодержащий минерал хромитит может образовывать дискретные мономинеральные кумулатные слои. [15] В локальных частях интрузивной свиты или в системах, лишенных хрома, он может встречаться в виде обломков хромитита, связанных с полиметаллическими магматическими сульфидами. [5] Подобно месторождениям хрома, системы, богатые железом и титаном, могут образовывать дискретные кумулятивные слои, состоящие в основном из магнетита и ильменита. [7] [16] в Магматический комплекс Бушвельд Южной Африке является примером системы, отображающей обе эти структуры. [17]
Отложения у подножья
[ редактировать ]Ni-Cu-PGE руды во вмещающих породах могут быть пространственно связаны со слоистыми комплексами, [8] [9] никель, медь и МПГ встречаются в сульфидных жилах подошвы расслоенного комплекса. [8] [18] [19] До сих пор обсуждается вопрос о том, существует ли прямая связь между магматическими сульфидами изверженных пород и вмещающими породами. [8]
Примеры
[ редактировать ]- Бушвельдский магматический комплекс , ЮАР.
- Вторжение Дюфек , Антарктида [ нужна ссылка ]
- Комплекс Дулут , северо-восток Миннесоты , США
- Комплекс Джайлса , центральная Австралия [ нужна ссылка ]
- Грейт-Дайк , Зимбабве
- Слоистый интрузивный комплекс Каничи , Онтарио , Канада.
- Вторжение в Киглапаит , Лабрадор , Канада. [ нужна ссылка ]
- Озеро островов магматического комплекса , Онтарио, Канада
- Вторжение овцебыка , Северо-Западные территории , Канада
- Вторжение рома , Шотландия
- Вторжение Скергаарда в восточную Гренландию
- Магматический комплекс Стиллуотер , юго-запад Монтаны , США.
- Комплекс Тромпсбург , Южная Африка
- Вторжение Виндимурра , Западная Австралия
- Слоистый комплекс Чимальпахад , Кхаммам, Телангана , Индия [ нужна ссылка ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Блатт, Харви и Трейси, Роберт Дж. (1996) Петрология: магматические, осадочные и метаморфические породы, 2-е изд., стр. 123–132 и 194–197, Фриман, ISBN 0-7167-2438-3
- ^ Гамильтон М.А., Пирсон Д.Г., Томпсон Р.Н., Келли С.П., Эмелеус CH (1998). «Быстрое извержение лав Скай, полученное на основе точного U-Pb и Ar-Ar датирования плутонических комплексов Рума и Куиллина». Природа . 394 (6690): 260–263. Бибкод : 1998Natur.394..260H . дои : 10.1038/28361 . S2CID 262556547 .
- ^ Соренсен, Х. (2001), Краткое введение в геологию щелочного комплекса Илимауссак, Южная Гренландия, и историю его исследований (PDF) , Бюллетень геологии Гренландии, том. 190, заархивировано из оригинала (PDF) 10 августа 2017 г.
- ^ Эмелеус, Швейцария; Тролль, VR (август 2014 г.). «Ромовый магматический центр, Шотландия» . Минералогический журнал . 78 (4): 805–839. Бибкод : 2014MinM...78..805E . дои : 10.1180/minmag.2014.078.4.04 . ISSN 0026-461X .
- ^ Jump up to: а б с д и Зуккарелли, Наташа; Лешер, К. Майкл; Уле, Мишель Г.; Уэстон, Райан Дж. (2018). «Вариации текстуры сульфидов и размещение многофазных руд на месторождении Ni-Cu-(Pge) Орлиное гнездо, Зеленокаменный пояс озера Макфолдс, провинция Супериор, Северный Онтарио, Канада» . Геологическое общество Америки Рефераты с программами . Геологическое общество Америки. дои : 10.1130/abs/2018am-317024 .
- ^ Jump up to: а б с д Мангалл, Джеймс Э; Харви, Джон Д.; Балч, Стивен Дж; Азар, Бронвин; Аткинсон, Джеймс; Гамильтон, Майкл А. (2010), «Орлиное гнездо: магматическое месторождение никеля в низменности залива Джеймс, Онтарио, Канада» , «Проблема поиска новых минеральных ресурсов: глобальная металлогения, инновационные исследования и новые открытия» , Общество экономических Геологи, номер документа : 10.5382/sp.15.2.10 , получено 18 февраля 2023 г.
- ^ Jump up to: а б с Ховарт, Джеффри Х.; Превец, Стивен А. (1 ноября 2013 г.). «Микроэлементы, ЭПГ и изотопная геохимия Sr-Nd в основной слоистой интрузии Паньчжихуа, юго-запад Китая: ограничения на рудообразующие процессы и эволюцию родительской магмы на глубине в водопроводной системе» . Geochimica et Cosmochimica Acta . 120 : 459–478. Бибкод : 2013GeCoA.120..459H . дои : 10.1016/j.gca.2013.06.019 . ISSN 0016-7037 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж Смит, Джошуа М.; Рипли, Эдвард М.; Ли, Чуси; Шири, Стивен Б.; Бенсон, Эрин К. (01 октября 2022 г.). «Магматическое происхождение массивных сульфидных руд в осадочных вмещающих породах мафит-ультрамафитовых интрузий в Рифтовой системе Среднего континента» . Месторождение минералов . 57 (7): 1189–1210. Бибкод : 2022MinDe.tmp...11S . дои : 10.1007/s00126-022-01095-2 . ISSN 1432-1866 . S2CID 246609220 .
{{cite journal}}: CS1 maint: bibcode ( ссылка ) - ^ Jump up to: а б Холл, МФ; Лафранс, Б.; Гибсон, Х.Л. (октябрь 2020 г.). «Размещение остростенных сульфидных жил во время формирования и реактивации структур, связанных с ударами, на шахте Брокен Хаммер, Садбери, Онтарио» . Канадский журнал наук о Земле . 57 (10): 1149–1166. Бибкод : 2020CaJES..57.1149H . doi : 10.1139/cjes-2019-0229 . ISSN 0008-4077 . S2CID 216225052 .
- ^ Ирвин Т.Н. (1980) «Магматический инфильтрационный метасоматоз, двойная диффузионная фракционная кристаллизация и рост адкумулюса в интрузии Овцебыка и других слоистых интрузиях», стр. 325–383 в Hagraves RB (ed) Физика магматических процессов. Издательство Принстонского университета, Нью-Джерси. ISBN 9780691615752 .
- ^ Холнесс М.Б., Холлворт М.А., Вудс А., Сайдс Р.Э. (2007). «Инфильтрационный метасоматоз кумулатов в результате интрузивного пополнения магмы: волнистый горизонт, остров Рум» . Шотландия. Джей Бензин . 48 (3): 563–587. doi : 10.1093/petrology/egl072 .
- ^ Намюр О., Хамфрис М.К., Холнесс М.Б. (2013). «Боковая реактивная инфильтрация в вертикальной габбро-кристаллической кашице, интрузия Скергаард, Восточная Гренландия» . Джей Бензин . 54 (5): 985–1016. Бибкод : 2013JPet...54..985N . doi : 10.1093/petrology/egt003 .
- ^ Лейтольд Дж., Бланди Дж.Д., Холнесс М.Б., Сайдс Р. (2014). «Последовательные эпизоды потока реактивной жидкости через слоистую интрузию (блок 9, Восточная многослойная интрузия Ром, Шотландия)». Вклад минерального бензина . 167 (1): 1021. Бибкод : 2014CoMP..168.1021L . дои : 10.1007/s00410-014-1021-7 . S2CID 129584032 .
- ^ Солдаты, Дж.; Базаркина Е.Ф.; Кох, Массачусетс; Хаземанн, Ж.-Л.; Вийемье, Р.; Десмаэле, Э.; Покровский Г.С. (ноябрь 2022 г.). «Устойчивость и структура сульфидных комплексов платины в гидротермальных флюидах» . Geochimica et Cosmochimica Acta . 336 : 407–422. Бибкод : 2022GeCoA.336..407L . дои : 10.1016/j.gca.2022.08.015 . ISSN 0016-7037 . S2CID 251758441 .
- ^ Коргес, Максимилиан; Юнге, Мальте; Борг, Грегор; Обертюр, Томас (01 ноября 2021 г.). «Супергенная мобилизация и перераспределение элементов платиновой группы на рифе Меренский, восточный комплекс Бушвельд, Южная Африка» . Канадский минералог . 59 (6): 1381–1396. Бибкод : 2021CaMin..59.1381K . дои : 10.3749/canmin.2100023 . ISSN 1499-1276 . S2CID 245163927 .
- ^ Сун, Се-Янь; Ци, Хуа-Вэнь; Ху, Жуй-Чжун; Чен, Ли-Мэн; Ю, Сон-Юэ; Чжан, Цзя-Фей (март 2013 г.). «Формирование мощных стратиформных слоев оксида Fe-Ti в слоистой интрузии и частое пополнение фракционированной основной магмы: данные интрузии Паньчжихуа, юго-западный Китай: МАГНИТИТОВЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ В СЛОИСТОЙ ИНТРУЗИИ» . Геохимия, геофизика, геосистемы . 14 (3): 712–732. дои : 10.1002/ggge.20068 . S2CID 129007592 .
- ^ Вудрафф, Лорел Г.; Николсон, Сюзанна В.; Фей, Дэвид Л. (2013). «Модель месторождения магматических железо-титановых оксидных месторождений, относящихся к протерозойскому массиву анортозитовой плутонической свиты» . Отчет о научных исследованиях . дои : 10.3133/sir20105070k . ISSN 2328-0328 .
- ^ Салливан, Нил А.; Заяч, Золтан; Бренан, Джеймс М.; Цай, Александра (январь 2022 г.). «Растворимость платины в магматических рассолах: понимание подвижности ЭПГ в рудообразующих средах» . Geochimica et Cosmochimica Acta . 316 : 253–272. Бибкод : 2022GeCoA.316..253S . дои : 10.1016/j.gca.2021.09.014 . ISSN 0016-7037 . S2CID 239164079 .
- ^ Пентек, А.; Мольнар, Ф.; Уоткинсон, Д.Х.; Джонс, ПК (01 августа 2008 г.). «Cu-Ni-PGE оруденение подошвенного типа в районе Брокен-Хаммер, городок Виснер, Северный хребет, структура Садбери» . Экономическая геология . 103 (5): 1005–1028. Бибкод : 2008EcGeo.103.1005P . дои : 10.2113/gsecongeo.103.5.1005 . ISSN 0361-0128 .