Андезит - Andesite

Для вымершего рода головоногих см. Андезиты.
Андезит
Вулканическая порода
Амигдалоидный андезит.jpg
Образец андезита (темная основная масса) с миндалевидный везикулы, наполненные цеолит. Диаметр обзора 8 см.
Сочинение
Средний

Основные минералы: плагиоклаз (довольно часто андезин ) и пироксен или же роговая обманка

Акцессорные минералы: магнетиты, биотит, сфен, кварц

Андезит (/ˈæпdɪsаɪт/ или же /ˈæпdɪzаɪт/[1]) является экструзионный вулканическая порода из промежуточный состав. В общем смысле это промежуточный тип между базальт и риолит. Мелкозернистый (афанитический ) к порфировидный по текстуре и состоит преимущественно из богатых натрием плагиоклаз плюс пироксен или же роговая обманка.[2]

Андезит - экструзионный эквивалент плутонический диорит. Характеристика субдукция зон, андезит представляет собой доминирующий тип породы в островные дуги. Средний состав Континентальный разлом андезитовый.[3] Наряду с базальтами они являются основным компонентом Марсианская кора.[4]

Название андезит происходит из Анды горный массив, где этот тип скал встречается в изобилии.

Описание

Диаграмма QAPF с базальтовым / андезитовым полем, выделенным желтым цветом. Андезит отличается от базальта SiO2 > 52%.
Андезит - это месторождение О2 в Классификация ТАС.
Микрофотография андезита в тонкий срез (между скрещенными полярами)
Андезит Гора Жарнов (Втачник ), Словакия
Андезитовый столб в Словакии

Андезит - это афанитический (мелкозернистая) магматическая порода, промежуточная по содержанию кремнезем и низко в щелочных металлов. Имеет менее 10% фельдшпатоид по объему, причем не менее 65% породы состоит из полевой шпат в виде плагиоклаз. Это помещает андезит в базальт / андезитовое месторождение Диаграмма QAPF. Андезит также отличается от базальта содержанием кремнезема более 52%.[5][6][7][8] Однако часто невозможно определить минеральный состав вулканических пород из-за их очень мелкого размера зерна, и тогда андезит химически определяется как вулканическая порода с содержанием от 57% до 63% кремнезема и не более примерно 6%. оксиды щелочных металлов. Это помещает андезит в поле O2 Классификация ТАС. Андезибазальт с содержанием от 52% до 57% кремнезема, представлен полем O1 классификации TAS, но не является признанным типом в классификации QAPF.[8]

Андезит обычно имеет цвет от светлого до темно-серого из-за содержания роговая обманка или же пироксен минералы.[2] но может иметь широкий диапазон оттенков. Более темный андезит бывает трудно отличить от базальта, но практическое правило, используемый вне лаборатории, заключается в том, что андезит имеет индекс цвета менее 35.[9]

Плагиоклаз в андезите широко варьирует по содержанию натрия, от анортит к олигоклаз, но обычно андезин. Минералы пироксена, которые могут присутствовать, включают: авгит, голубин, или же ортопироксен. Магнетит, циркон, апатит, ильменит, биотит, и гранат общие акцессорные минералы.[10] Щелочной полевой шпат может присутствовать в незначительных количествах. Классификация андезитов может быть уточнена по наиболее распространенным. вкрапленник. Пример: роговообманково-фировый андезит, если основным акцессорным минералом является роговая обманка.

Андезит обычно порфировидный, содержащие более крупные кристаллы (вкрапленники ) плагиоклаза, образовавшегося до экструзии, которая вывела магму на поверхность, заключенного в более мелкозернистый матрица. Обычны также вкрапленники пироксена или роговой обманки.[11] Эти минералы имеют самые высокие температуры плавления типичного минералы который может кристаллизоваться из расплава[12] и поэтому они первыми образуют твердые кристаллы.

Образование расплавов в островных дугах

Андезит обычно образуется на сходящиеся края пластины но может также встречаться и в других тектонических условиях. Магматизм в островная дуга регионов происходит из взаимодействия субдуцирующая плита и мантийный клин, клиновидная область между погружающей и перекрывающей пластинами.

Во время субдукции субдукция океаническая кора подвергается растущему давлению и температуре, что приводит к метаморфизм. Водный минералы, такие как амфибол, цеолиты, хлорит и т. д. (которые присутствуют в океаническая литосфера ) дегидратируются, поскольку они переходят в более стабильные, безводные формы, высвобождая воду и растворимые элементы в лежащий выше клин мантии. Вливание воды в клин снижает солидус из мантия материал и вызывает частичное плавление.[13] Из-за более низкой плотности частично расплавленного материала он поднимается через клин, пока не достигнет нижней границы перекрывающей пластины. Расплавы, образующиеся в мантийном клине, имеют базальтовый состав, но они имеют характерное обогащение растворимыми элементами (например, калий (К), барий (Ba), и вести (Pb)), которые вносятся отложениями, лежащими в верхней части погружающейся плиты. Хотя есть свидетельства того, что субдуцирующая океаническая кора также может таять во время этого процесса, относительный вклад трех компонентов (коры, осадка и клина) в образовавшиеся базальты все еще остается предметом споров.[14]

Образованный таким образом базальт может способствовать образованию андезита посредством фракционной кристаллизации, частичного плавления корки или смешения магмы, все из которых обсуждаются далее.

Происхождение андезита

Промежуточные вулканические породы создаются посредством нескольких процессов:

  1. Фракционная кристаллизация основной материнской магмы.
  2. Частичное плавление корового материала.
  3. Смешивание магмы между фельзическими риолитовый и мафический базальтовый магмы в резервуаре магмы
  4. Частичное плавление метасоматизированной мантии

Фракционная кристаллизация

Для получения андезитового состава с помощью фракционная кристаллизация, базальтовая магма должна кристаллизовать определенные минералы, которые затем удаляются из расплава. Это удаление может происходить разными способами, но чаще всего это происходит путем осаждения кристаллов. Первыми минералами, которые кристаллизуются и удаляются из материнского базальта, являются оливины и амфиболы. Эти основные минералы оседают из магмы, образуя основные кумулаты. Есть геофизические свидетельства нескольких дуг, что большие слои основных кумулятов залегают в основании коры. После того, как эти основные минералы удалены, расплав больше не имеет базальтового состава. Содержание диоксида кремния в остаточном расплаве увеличивается по сравнению с исходным составом. В утюг и магний содержимое истощено. По мере продолжения этого процесса расплав становится все более и более развитым, в конечном итоге становясь андезитовым. Однако без постоянного добавления основного материала расплав в конечном итоге достигнет риолитовый сочинение.

Частичное плавление корки

Частично расплавленный базальт в мантийном клине движется вверх, пока не достигнет основания перекрывающей коры. Оказавшись там, базальтовый расплав может либо плита корка, создавая слой расплавленного материала в ее основании, или она может перемещаться в перекрывающую пластину в виде дамбы. Если он находится под коркой, базальт может (теоретически) вызвать частичное плавление нижней коры из-за передачи тепла и летучих веществ. Однако модели теплопередачи показывают, что дуговые базальты, размещенные при температурах 1100–1240 ° C, не могут обеспечить достаточно тепла для плавления нижних слоев земной коры. амфиболит.[15] Однако базальт может плавиться пелитовый материал верхней коры.[16] Таким образом, андезитовые магмы, образовавшиеся в островных дугах, вероятно, являются результатом частичного плавления коры.

Смешивание магмы

В континентальных дугах, таких как Анды, магма часто собирается в мелкой коре, образуя очаги магмы. Магмы в этих резервуарах становятся эволюционирующими по своему составу (от дацитового до риолитового) в процессе как фракционной кристаллизации, так и частичного плавления окружающей среды. кантри-рок.[17] Со временем, когда кристаллизация продолжается и система теряет тепло, эти резервуары охлаждаются. Чтобы оставаться активными, магматические очаги должны продолжать подпитку системы горячим базальтовым расплавом. Когда этот базальтовый материал смешивается с образовавшейся риолитовой магмой, состав возвращается к андезиту, его промежуточной фазе.[18]

Частичное плавление метасоматизированной мантии

Андезиты с высоким содержанием магния в островных дугах могут быть примитивными андезитами, образовавшимися из метасоматизированной мантии.[19][20] Экспериментальные данные показывают, что истощенная мантийная порода, подверженная воздействию щелочных флюидов, которые могут выделяться погружающейся плитой, генерирует магму, напоминающую высокомагниевые андезиты.[21][22]

Андезит в космосе

В 2009 году исследователи обнаружили, что андезит был обнаружен в двух метеоритах (пронумерованных GRA 06128 и GRA 06129), которые были обнаружены в Могилы нунатаков ледяное поле во время США Антарктические поиски метеоритов Полевой сезон 2006/2007 гг. Возможно, это указывает на новый механизм образования андезитовой корки.[23]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Dictionary.com
  2. ^ а б Macdonald, Gordon A .; Abbott, Agatin T .; Петерсон, Фрэнк Л. (1983). Вулканы в море: геология Гавайев (2-е изд.). Гонолулу: Гавайский университет Press. п. 127. ISBN  0824808320.
  3. ^ Rudnick, Roberta L .; Фонтан, Дэвид М. (1995). «Природа и состав континентальной коры: перспектива нижней коры». Обзоры геофизики. 33 (3): 267–309. Bibcode:1995RvGeo..33..267R. Дои:10.1029 / 95RG01302.
  4. ^ Казинс, Клэр Р.; Кроуфорд, Ян А. (2011). «Взаимодействие вулкана и льда как среда обитания микробов на Земле и Марсе» (PDF). Астробиология. 11 (7): 695–710. Bibcode:2011AsBio..11..695C. Дои:10.1089 / аст.2010.0550. HDL:10023/8744. PMID  21877914.
  5. ^ Le Bas, M. J .; Streckeisen, A. L. (1991). «Систематика IUGS магматических пород». Журнал геологического общества. 148 (5): 825–833. Bibcode:1991JGSoc.148..825L. CiteSeerX  10.1.1.692.4446. Дои:10.1144 / gsjgs.148.5.0825. S2CID  28548230.
  6. ^ «Схема классификации горных пород - Том 1 - Магматические» (PDF). Британская геологическая служба: Схема классификации горных пород. 1: 1–52. 1999.
  7. ^ «КЛАССИФИКАЦИЯ ИГНЕЗНЫХ ПОРОД». Архивировано из оригинал 30 сентября 2011 г.
  8. ^ а б Philpotts, Anthony R .; Агу, Джей Дж. (2009). Принципы магматической и метаморфической петрологии (2-е изд.). Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета. С. 139–143. ISBN  9780521880060.
  9. ^ Филпоттс и Агу 2009, стр. 139
  10. ^ Блатт, Харви; Трейси, Роберт Дж. (1996). Петрология: магматические, осадочные и метаморфические. (2-е изд.). Нью-Йорк: W.H. Фримен. п. 57. ISBN  0-7167-2438-3.
  11. ^ Блатт и Трейси 1996, стр.57
  12. ^ Тилли, К. Э. (1957). "Норман Леви Боуэн 1887-1956". Биографические воспоминания членов Королевского общества. 3: 6–26. Дои:10.1098 / rsbm.1957.0002. JSTOR  769349. S2CID  73262622.
  13. ^ Тацуми, Ю. (1995). Магматизм зоны субдукции. Оксфорд: Blackwell Scientific.[страница нужна ]
  14. ^ Эйлер, Дж. М. (2003). Внутри фабрики субдукции. Сан-Франциско: Геофизическая монография AGU 138.[страница нужна ]
  15. ^ Петфорд, Ник; Галлахер, Керри (2001). «Частичное плавление основной (амфиболитовой) нижней коры периодическим притоком базальтовой магмы». Письма по науке о Земле и планетах. 193 (3–4): 483–99. Bibcode:2001E и PSL.193..483P. Дои:10.1016 / S0012-821X (01) 00481-2.
  16. ^ Annen, C .; Спаркс, Р.С.Дж. (2002). «Влияние повторяющегося внедрения базальтовых интрузий на термическую эволюцию и образование расплавов в земной коре». Письма по науке о Земле и планетах. 203 (3–4): 937–55. Bibcode:2002E и PSL.203..937A. Дои:10.1016 / S0012-821X (02) 00929-9.
  17. ^ Тролль, Валентин Р .; Диган, Фрэнсис М .; Jolis, Ester M .; Харрис, Крис; Chadwick, Jane P .; Гертиссер, Ральф; Schwarzkopf, Lothar M .; Борисова, Анастасия Юрьевна; Биндеман, Илья Н .; Сумарти, Шри; Прис, Кэти (01.07.2013). «Процессы магматической дифференциации вулкана Мерапи: петрология включений и изотопы кислорода». Журнал вулканологии и геотермальных исследований. Извержение Мерапи. 261: 38–49. Дои:10.1016 / j.jvolgeores.2012.11.001. ISSN  0377-0273.
  18. ^ Реуби, Оливье; Блэнди, Джон (2009). «Нехватка промежуточных расплавов вулканов зоны субдукции и петрогенезис андезитов дуги». Природа. 461 (7268): 1269–1273. Bibcode:2009 Натур.461.1269R. Дои:10.1038 / природа08510. PMID  19865169. S2CID  4417505.
  19. ^ Келемен, П.Б., Хангхёй, К., Грин, А.Р. «Один взгляд на геохимию магматических дуг, связанных с субдукцией, с упором на примитивные андезиты и нижнюю кору». В Трактат по геохимии, Том 3. Редактор: Роберта Л. Рудник. Ответственные редакторы: Генрих Д. Холланд и Карл К. Турекян. С. 659. ISBN  0-08-043751-6. Elsevier, 2003., с.593-659.
  20. ^ Байер, Кристоф; Haase, Karsten M .; Brandl, Philipp A .; Крумм, Стефан Х. (11 апреля 2017 г.). «Первобытные андезиты из вулканической зоны Таупо, образованные смешением магм». Вклад в минералогию и петрологию. 172 (5). Дои:10.1007 / s00410-017-1354-0. S2CID  133574938.
  21. ^ Вуд, Бернард Дж .; Тернер, Саймон П. (июнь 2009 г.). «Происхождение примитивного высокомагнезиального андезита: ограничения из природных примеров и экспериментов». Письма по науке о Земле и планетах. 283 (1–4): 59–66. Дои:10.1016 / j.epsl.2009.03.032.
  22. ^ Mitchell, Alexandra L .; Гроув, Тимоти Л. (23 ноября 2015 г.). «Исправление: плавление водной субдуговой мантии: происхождение примитивных андезитов». Вклад в минералогию и петрологию. 170 (5–6). Дои:10.1007 / s00410-015-1204-х.
  23. ^ Дэй, Джеймс М. Д .; Эш, Ричард Д .; Лю, Ян; Беллуччи, Джереми Дж .; Рамбл, Дуглас; McDonough, William F .; Уокер, Ричард Дж .; Тейлор, Лоуренс А. (2009). «Раннее формирование развитой астероидной коры». Природа. 457 (7226): 179–82. Bibcode:2009Натура.457..179D. Дои:10.1038 / природа07651. PMID  19129845. S2CID  4364956. Сложить резюме – Newswise (7 января 2009 г.).

внешняя ссылка