гранит I-типа

Граниты I-типа — это категория гранитов, происходящих из магматических источников, впервые предложенная Чаппеллом и Уайтом (1974). ^{[ 1 ]} Их распознают по специфическому комплексу минералогических, геохимических, текстурных и изотопных характеристик, указывающих, например, на гибридизацию магм в глубинных слоях коры. ^{[ 2 ]} Граниты I-типа насыщены кремнеземом , но недонасыщены алюминием ; петрографические особенности отражают химический состав исходной магмы. Напротив, граниты S-типа образуются в результате частичного плавления супракрустальных или «осадочных» материнских пород.

Петрографические характеристики

Первичные минералы

Минералы, кристаллизовавшиеся из силикатного расплава, считаются первичными минералами. Они сгруппированы в «Основные», «Второстепенные» и «Акцессорные» минералы в зависимости от их модального содержания в породе.

Основная минералогия

Основными минералами в гранитах I-типа являются плагиоклаз , калиевый полевой шпат и кварц , как в гранитах S- и А-типа . Граниты I-типа содержат меньше кварца, чем их эквиваленты по показателю цвета гранита S-типа. Плагиоклаз демонстрирует зональность и двойникование альбита . Калиевый полевой шпат может иметь текстуру пертита , карловарские двойники , а в микроклине - клетчатые двойники. Кварц и калиевый полевой шпат почти не имеют гранофировой текстуры .

Второстепенные минералы

Биотит — наиболее распространенный второстепенный минерал в гранитах I-типа. Биотиты в гранитах I-типа в целом зеленее, чем в гранитах S-типа, как в ручной пробе, так и в плоскополяризованном свете. Граниты более основного состава, имеющие более высокий показатель цвета, содержат больше роговой обманки и биотита. ^{[ 1 ]} Роговая обманка — типичный гранитный минерал I-типа, который никогда не встречается в гранитах S-типа. Кристаллы роговой обманки могут быть двойниковыми и зональными по составу.

Акцессорные минералы

Циркон и апатит могут встречаться как в гранитах I-, так и в S-типа, тогда как титанит (сфен) и алланит считаются диагностическими акцессорными минералами для гранитов I-типа. ^{[ 1 ]} Алланит обычно окружен радиальными трещинами, вызванными субсолидусным увеличением объема алланита в результате метамикта изменения из-за радиоактивного распада . Хотя включения апатита встречаются часто, они не так обильны и велики, как в гранитах S-типа. Первичный мусковит может встречаться в слабоперглиноземистых фракционированных гранитах I-типа. ^{[ 1 ]} Таким образом, наличие только мусковита не является диагностическим признаком гранитов S-типа.

Субсолидус и минералы изменения

Минералы, образующиеся в породе в результате химических реакций, происходящих между первичными минералами и гидротермальными жидкостями, относятся к субсолидусным минералам. Они образуются ниже условий температуры и давления солидуса в отсутствие силикатного расплава. Другие минералы изменений могут образовываться в поверхностных условиях в результате взаимодействия минералов, присутствующих в породе, с грунтовыми водами и атмосферой.

Изменение биотитов может привести к образованию флюорита , хлорита и оксидов железа, таких как магнетит и ильменит . Серицитовые изменения наблюдаются в полевых шпатах. В более развитых гранитах I-типа кальцит встречается как минерал поздней стадии и/или субсолидус. Флюорит, как и кальцит, редок и там, где он наблюдается, связан с более развитыми гранитами I-типа. Он может образовываться как продукт поздней стадии кристаллизации. Обычно он наблюдается как часть субсолидусных изменений биотита вместе с хлоритом и непрозрачными оксидами. Мусковит встречается в виде изменения полевых шпатов и биотита. Эпидот можно найти, особенно на краях алланита.

Индекс цвета

Индекс цвета или модальное содержание минералов, отличных от кварца, плагиоклаза и щелочного полевого шпата (например, основных силикатов, оксидов, сульфидов, фосфатов и т. д.), можно использовать для определения зрелости гранита. Ювенильные граниты I-типа имеют более высокий показатель цвета. Амфибол , биотит, сфен , алланит и оксиды обычно более распространены. Напротив, более развитые (т.е. фракционированные) граниты I-типа имеют более низкий показатель цвета и могут содержать такие минералы, как мусковит, которые указывают на их фракционированную природу.

Текстуры

Граниты I-типа могут иметь различную текстуру. Граниты I-типа, как и другие типы гранитов, могут различаться по размеру кристаллов от афанитового до фанеритового ; Распределение кристаллов по размерам включает порфироватую, сериатную и редко равнозернистую текстуру. Как и в других гранитах, вкрапленники в гранитах I-типа обычно представляют собой полевые шпаты, но также могут быть роговой обманкой . Амфибол является диагностическим признаком на шкале ручных образцов между гранитами S-типа и I-типа. ^{[ 1 ]}

Геохимия

Основные элементы

Граниты I-типа богаты кремнеземом, кальцием и натрием, но содержат меньшее количество алюминия и калия по сравнению с гранитами S-типа. Граниты I-типа обычно от метаглиноземистых до слабоперглиноземистых. В минералогическом отношении это выражается в присутствии амфиболов и акцессорных минералов, таких как сфен и алланит в металлургических гранитах I типа . Следует отметить, что в слабоперглиноземистых фракционированных гранитах I-типа может кристаллизоваться первичный мусковит и редкий спессартином , богатый гранат .

Микроэлементы и редкоземельные элементы

Диаграммы редкоземельных элементов гранитных свит I-типа имеют тенденцию быть более плоскими, чем диаграммы гранитов S-типа, что, как предполагается, обусловлено меньшим количеством апатита в гранитах I-типа. Граниты I-типа имеют более низкое соотношение рубидий / стронций (Rb/Sr), чем граниты S-типа.

Изотопные характеристики

Начальные изотопные отношения стронция ( ⁸⁷старший/ ⁸⁶Sr) _i являются хорошим отличием гранитов I- и S-типа, при этом граниты I-типа имеют более низкие начальные изотопные отношения стронция, чем граниты S-типа.

Интерпретация(и)

Характеристики источника

Считается, что граниты I-типа образовались в результате плавления магматических пород. «Я» в Я-типе на самом деле означает огненный. Такая интерпретация была сделана Чаппеллом и Уайтом в их статье 1974 года на основе их наблюдений в поясе Лахлан-Фолд на юго-востоке Австралии .

Линия IS

Линия IS представляет собой наблюдаемый контакт гранитов I- и S-типа в магматическом террейне. Этот контакт обычно четко определен; Один из примеров этого происходит в складчатом поясе Лахлан в Австралии. Линия IS интерпретируется как расположение палеоструктуры в недрах, разделяющей зоны генерации двух разных расплавов.

Люксы и суперлюксы

Гранитные плутоны можно сгруппировать в свиты и суперсвиты по регионам их сноса, которые, в свою очередь, интерпретируются путем сравнения их составов. Эта интерпретация основана на построении графика зависимости концентраций различных элементов от уровня эволюции гранита, обычно в виде процентного содержания кремнезема или соотношения магния и железа. Магматические породы с одной и той же исходной областью будут располагаться вдоль линии кремнезема в пространстве элементов.

Повторное размешивание

Граниты, происходящие из одного и того же региона происхождения, часто могут иметь очень разнообразную минералогию; Например, показатель цвета может сильно различаться в пределах одного и того же батолита. Кроме того, многие минералы устойчивы к плавлению и не плавятся при температурах, которые, как известно, создают магму, образующую граниты I-типа. Одной из моделей, объясняющей эту минералогическую аномалию, является несмешивание рестита. В этой модели минералы, устойчивые к плавлению, такие как минералы с показателем цвета, не плавятся, а переводятся расплавом в твердое состояние. Таким образом, расплавы, находящиеся дальше от исходных регионов, будут содержать меньше минералов с показателем цвета, тогда как расплавы, расположенные ближе к исходным регионам, будут иметь более высокий показатель цвета. Эта модель дополняет модели частичного плавления и фракционной кристаллизации .

Другие модели

Другие модели включают смешивание магмы , ассимиляцию коры и смешивание источников . Более поздние исследования показали, что регионы-источники магм I-типа и S-типа не могут быть однородно магматическими или осадочными соответственно. Вместо этого многие магмы имеют признаки того, что они образовались из комбинации исходных материалов. Эти магмы можно охарактеризовать наличием ряда изотопных характеристик неодима и гафния , которые можно рассматривать как комбинацию изотопных характеристик I- и S-типа. Смешение магмы — еще один аспект формирования гранитов, который необходимо учитывать при наблюдении за гранитами. Смешение магмы происходит, когда магмы различного состава внедряются в более крупное магматическое тело. В некоторых случаях расплавы не смешиваются и остаются разделенными, образуя подушкообразные скопления более плотных основных магм на дне менее плотных кислых магматических очагов. В основных подушечных базальтах будет наблюдаться кислая матрица, предполагающая смешение магмы. Альтернативно, расплавы смешиваются и образуют магму промежуточного состава по отношению к интрузивному и внедрённому расплаву.

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и Чаппелл, BW; Уайт, AJR (август 2001 г.). «Два контрастных типа гранита: 25 лет спустя». Австралийский журнал наук о Земле . 48 (4): 489–499. Бибкод : 2001AuJES..48..489C . дои : 10.1046/j.1440-0952.2001.00882.x . ISSN 0812-0099 . S2CID 33503865 .
^ Хаммерли, Йоханнес; Кемп, Энтони И.С.; Шимура, Тошиаки; Верворт, Джефф Д.; Данкли, Дэниел Дж. (01 октября 2018 г.). «Генерация гранитных пород I-типа путем плавления неоднородной нижней коры» . Геология . 46 (10): 907–910. Бибкод : 2018Geo....46..907H . дои : 10.1130/G45119.1 . ISSN 0091-7613 . S2CID 135257025 .

[:0-1] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и Чаппелл, BW; Уайт, AJR (август 2001 г.). «Два контрастных типа гранита: 25 лет спустя». Австралийский журнал наук о Земле . 48 (4): 489–499. Бибкод : 2001AuJES..48..489C . дои : 10.1046/j.1440-0952.2001.00882.x . ISSN 0812-0099 . S2CID 33503865 .

[2] Хаммерли, Йоханнес; Кемп, Энтони И.С.; Шимура, Тошиаки; Верворт, Джефф Д.; Данкли, Дэниел Дж. (01 октября 2018 г.). «Генерация гранитных пород I-типа путем плавления неоднородной нижней коры» . Геология . 46 (10): 907–910. Бибкод : 2018Geo....46..907H . дои : 10.1130/G45119.1 . ISSN 0091-7613 . S2CID 135257025 .

[ 1 ]

[ 2 ]