S-образный гранит - S-type granite

Граниты S-типа являются категорией граниты Впервые предложено в 2001 году.[1] Они распознаются по определенному набору минералогический, геохимический, текстурные и изотопический характеристики. Граниты S-типа перенасыщены алюминий, с Индекс ASI больше 1,1, где ASI = Al2О3 / (CaO + Na2O + K2О) в мол. Процентах;[1][2][3] петрографический особенности представляют химический состав исходного магма первоначально предложенные Чаппеллом и Уайтом, кратко изложены в их таблице 1.[1][4]

Минералогия

Основные минералы (присутствуют в количестве> 5% об.)

Как все граниты, в модальной минералогии гранитов S-типа преобладают щелочь - и плагиоклаз полевые шпаты и кварц. Таким образом, граниты S-типа перенасыщены кремнеземом (содержат кварц) и не содержат фельдшпатоиды. Интересной особенностью гранитов S-типа в масштабе ручных образцов является то, что щелочно-полевые шпаты обычно имеют белый (а не розовый) цвет, за исключением образцов, подвергшихся выветриванию и изменениям. Микрофотография, сделанная в кросс-поляризованном свете, щелочного полевого шпата из гранита Стратбоги S-типа в Австралии, показана на рисунке 1.

Примеры текстуры и минералогии гранита на пиленых плитах из ручных образцов, собранных из гранитов Ремень Lachlan с складками, Австралия. Сюда входят анклавы темных, линейчатых, яйцевидных, метаморфических пород в гранодиорите Cooma S-типа. Некоторые исследователи считают, что эти анклавы представляют собой реститы и мета-осадочные породы. ксенолиты другими.[5] Гранит S-типа показывает характерные белые полевые шпаты, серый кварц и черный цвет. биотит, высокоотражающий минерал москвич. Strathbogie Granite S-типа появляется в Strathbogie Ranges Австралии. Образец руки из Strathbogie Granite имеет порфировидный текстура с более крупными кристаллами серого кварца, называемыми вкрапленниками, заключенными в более мелкозернистую матрицу кварца и полевого шпата. Более темные призматические вкрапленники в этом образце гранита Стратбоги имеют вид кордиерит. Геологи используют различия в минералогии и текстуре, такие как показано здесь, для подразделения крупных гранитов. батолиты в поддомены на геологические карты.[6]

  • Ручной образец CC-1 из гранодиорита Cooma S-типа, Австралия.

    Ручной образец CC-1 из гранодиорита Cooma S-типа, Австралия

  • Гранит S-типа Granya, Австралия.

    Ручной образец VB-140 из гранита S-типа Granya, Австралия

  • Ручной образец CV-114 Strathbogie Granite S-типа, Австралия.

    Ручной образец гранита Strathbogie типа CV-114 S, Австралия

  • Рис. 1. Микрофотография пертитовой текстуры в щелочно-полевом шпате (в центре) из гранита Стратбоги, Австралия. (Кросс-поляризованный свет). Образец CV-114.

Характерные второстепенные минералы (присутствуют в количествах> 1% и <5 об.%)

Незначительные минералы в гранитах S-типа отражают насыщение алюминием или индекс ASI породы более 1,1 мол.%.[нужна цитата ] Эти минералы включают кордиерит, москвич, гранат, и силлиманит. В вулканитах S-типа кордиерит встречается на месте клинопироксен. Присутствие этих глиноземистых силикатных минералов обычно используется как средство первоначальной классификации гранитов как «S-типа». Микрофотографии этих минералов в шлифе из гранитов S-типа Ремень Lachlan с складками показаны на рисунках 2a и 2b. Граниты S-типа могут также содержать богатые алюминием, железом и магнием. биотиты.[4] Состав биотита из гранитов S-типа более глиноземистый, чем состав гранитов I-типа, что соответствует более высокому индексу ASI гранитов S-типа.

Рисунки 3a и 3b представляют собой микрофотографии шлифов образца CC-1 из Cooma Granodiorite, Lachlan Fold Belt, Австралия.

В плоскополяризованном свете (PPL, рис. 3a) минеральный биотит имеет цвет от светло-коричневого до «лисьего» красно-коричневого с темными круглыми пятнами, известными как «плеохроические ореолы ”. Москвич является прозрачным, а силлиманит является более игольчато-волокнистым минералом в темной зоне изображения. В кросс-поляризованном свете (рис. 3б) мусковит проявляет красочное двулучепреломление, а силлиманит относится к разновидности «фибролита». Силлиманит считается диагностическим минералом для высокоглиноземистых гранитов S-типа. На рисунках 4a и 4b показан минерал кордиерит, который также считается диагностическим минералом для высокоглиноземистых гранитов S-типа в гранитах Стратбоги (образец CV-142). Показанный здесь субидиоморфный вкрапленник кордиерита бесцветен в плоско поляризованном свете, но может иметь светло-голубой цвет в некоторых минералах и серый в кросс-поляризованном свете. Это орторомбический минерал, имеющий призматическую кристаллическую форму с несовершенной спайностью.

  • Микрофотография граната, биотита и плагиоклаза в граните S-типа.

    Рисунок 2а. Микрофотография в кросс-поляризованном свете, показывающая гранат, биотит и плагиоклаз в образце CV-126 из основного гранита Strathbogie S-типа.

  • Гранат и биотит в граните S-типа

    Рисунок 2b. Микрофотография в плоском поляризованном свете, показывающая гранат и биотит в образце CV-126 из основного гранита Strathbogie S-типа.

  • Микрофотография гранодиорита Cooma, Австралия.

    Рис. 3a. Микрофотография в плоском поляризованном свете, показывающая минерал силлиманит, окруженный биотитом и мусковитом, в образце CC-1 из гранодиорита Cooma.

  • Рис. 3b. Микрофотография в кросс-поляризованном свете, показывающая минерал силлиманит в CC-1 из гранодиорита Кума, Австралия.

    Рис. 3b. Микрофотография в кросс-поляризованном свете, показывающая минерал силлиманит, окруженный биотитом и мусковитом, в образце CC-1 из гранодиорита Cooma.

  • кордиерит в образце CV-142 из гранита Strathbogie S-type, Австралия.

    Рисунок 4а. Микрофотография кордиерита в плоском поляризованном свете в образце CV-142 из гранита Strathbogie S-типа.

  • Кордиерит из пробы CV-142 из гранита Strathbogie S-типа, Австралия.

    Рисунок 4b. Микрофотография в кросс-поляризованном свете кордиерита из образца CV-142 из гранита Strathbogie S-типа.

Акцессорные минералы (присутствуют в количестве <1 об.%)

Акцессорные минералы, обычно наблюдаемые в гранитах S-типа, включают: циркон, апатит, турмалин, монацит и ксенотайм. Монацит считается диагностическим акцессорным минералом гранитов S-типа, тогда как алланит является диагностическим для гранитов I-типа. Оксидные минералы в гранитах S-типа чаще встречаются ильменит скорее, чем магнетит.[1][4]

Акцессорные минералы в гранитах S-типа обычно связаны с биотитом или встречаются в виде включений. Например, апатит встречается в гранитах S-типа в большем количестве и в виде более крупных дискретных кристаллов, чем в гранитах I-типа.[1][4]

На рис. 5a, 5b и 5c показан минерал турмалин, связанный с кварцем в образце CV-114 из гранита Strathbogie, Австралия. Рисунки 5a и 5b представлены в плоскополяризованном свете с ориентацией турмалина, повернутой, чтобы показать его характерное изменение цвета, известное как плеохроизм.

Минерал фосфат кальция апатит является обычным акцессорным минералом гранитов S-типа. Обычно он пространственно связан с минералом биотитом. Фиг. 6 представляет собой микрофотографию в плоско поляризованном свете, показывающую кристаллы апатита (прозрачные), включенные в коричневое зерно биотита из образца CV-126 из гранита Стратбоги. Темные круги с четким центром - плеохроические ореолы, которые образуются в результате радиационного повреждения биотита минеральными включениями, содержащими высокие концентрации урана и / или тория.

  • Рисунок 5а. турмалин в граните Стратбоги, Австралия.

    Рисунок 5а. Микрофотография турмалина в плоском поляризованном свете в образце CV-114 из гранита Стратбоги.

  • Турмалин в граните Стратбоги S-типа, Австралия

    Рисунок 5b. Микрофотография турмалина в плоском поляризованном свете в образце CV-114 из гранита Стратбоги. Тонкий срез слегка повернут, чтобы показать характерное изменение цвета турмалина, известное как плеохроизм.

  • Турмалин в образце CV-114 из гранита Стратбоги, Австралия.

    Рисунок 5c. Микрофотография турмалина в кросс-поляризованном свете в образце CV-114 из гранита Стратбоги.

  • включения апатита в биотите из обр. CV-126 из гранита Стратбоги, Австралия.

    Рис. 6. Микрофотография с плоской поляризацией включений апатита в биотите из образца CV-126 из гранита Стратбоги.

Гидротермальные и субсолидусные (посткристаллизационные) минералы

Изменения в гранитах S-типа могут приводить к образованию хлорита, белой слюды, глинистых минералов, эпидота и серицита в порядке их распространения. Кордиерит и силлиманит редко можно увидеть без ореолов изменения белой слюды, хлорита, мусковита и глинистых минералов, и их можно легко идентифицировать по присутствию этих ореолов.[4]

Петрологические характеристики

Показатели цвета

Цветовой показатель гранитов S-типа может варьироваться от меланократового до лейкократового. Более высокие показатели цвета коррелируют с более высокими отношениями плагиоклаза к щелочному полевому шпату.[7] Наиболее распространенным минералом с высоким показателем цветности в граните S-типа является биотит.[1][4]

Гранофир в Strathbogie S-типа, Гранит, Австралия
Рис. 7. Микрофотография в кросс-поляризованном свете образца CV-114 из гранита Strathbogie S-типа с кварцем и полевым шпатом, показывающим текстуру гранофира.

Текстуры

Граниты S-типа, как и другие типы гранитов, могут различаться по размеру кристаллов от афанитовых до фанеритовых; Распределение кристаллов по размерам включает порфировую, сериатную и, реже, равнозернистую структуру. Основные ксенолиты / анклавы встречаются в гранитах S-типа. Гранофировые текстуры встречаются в гранитах S-типа, особенно лейкократовых. В порфировых гранитах S-типа вкрапленники обычно представляют собой полевой шпат, но также могут быть кварцем, а в редких случаях, например, гранит Стратбоги, кордиерит. На рисунке 7 показан пример гранофировая текстура в Граните Стратбоги. Минеральный кварц (от светло-серого до не совсем белого) образует кристаллы неправильной или угловатой формы разного размера, которые тесно срослись с минеральным полевым шпатом (темно-серый), что указывает на быструю кристаллизацию.

Закалка под давлением

текстура
Рис. 8. Микрофотография текстуры «гашения давления» в образце Cv-114 из гранита Strathbogie S-типа S-типа.

Быстрое изменение давления из-за потери летучих компонентов (например, растворенной воды в расплаве) во время кристаллизации может привести к периоду быстрой кристаллизации. Изменения в формах роста кристаллов, которые, как считается, происходят в результате этой потери давления, известны как текстуры «гашения давления». На рисунке 8 представлена ​​микрофотография в кросс-поляризованном свете, показывающая щелочно-полевой шпат (пертит core) -кварц (в потухшем состоянии около края кристалла полевого шпата) срастание, заросшее частичным краем текстуры плагиоклаза в образце CV-114 из гранита Стратбоги (кросс-поляризованный свет). Эта текстура интерпретируется как представление частичного тушения, возможно, из-за потери давления.

Геохимия

Основные элементы

Основные характеристики гранитов S-типа включают более низкие уровни натрия и кальция и повышенные уровни кремнезема и алюминия. Содержание железа и магния коррелирует с показателем цвета в гранитах S-типа. Кроме того, граниты S-типа содержат больше магния, чем железа. Что касается алюминия, граниты S-типа всегда глиноземистый или иметь общее отношение щелочи (+ кальций) к алюминию больше единицы.[4]

Микроэлементы

Граниты S-типа содержат повышенное содержание калий, рубидий и вести, и обеднены стронций.[4] Что касается редкоземельные элементы, Граниты S-типа являются обедненными легкими редкоземельными элементами по сравнению с другими типами гранитов.[8]

Изотопные характеристики

Изотоп стронция характеристики в гранитах S-типа более изменчивы и радиогенный чем для плутонов I-типа. Что касается изотопы кислорода, Граниты S-типа обогащены тяжелым кислородом. Цирконы в пределах S-типа граниты могут быть унаследованы и могут предшествовать внедрению гранита.[4]

Интерпретация

Характеристики источника

Граниты S-типа названы так как сокращение от типа «супракрустальный». Интерпретация гранитов S-типа заключается в том, что они образовались в результате частичного плавления осадочных пород (супракрустальных), прошедших один или несколько циклов выветривания. Доказательства этого включают обогащение алюминием и кремнеземом, вызванное процессом выветривания материнской породы. Выветривание заставляет щелочи, такие как натрий, покидать породу и, таким образом, обогащать породу нерастворимыми компонентами.[1][4]

Линия I-S

Линия I-S представляет собой наблюдаемый контакт между гранитами I- и S-типа в магматическом террейне. Этот контакт обычно четко обозначен; один из примеров этого находится в пределах Ремень Lachlan с складками Австралии. Линия I-S интерпретируется как местоположение палеоструктуры в недрах, которая разделяет зоны генерации двух разных расплавов.[1] [4]

Люксы и суперлюксы

Гранитные плутоны могут быть сгруппированы в свиты и суперсвиты по их исходным регионам, которые, в свою очередь, интерпретируются путем сравнения их состава.[9] Эта интерпретация исходит из графика зависимости различных концентраций элементов от уровня эволюции гранита, обычно в процентах кремнезема или его соотношении магния и железа. Магматические породы с той же областью источника будут построены по линии от кремнезема к пространству элементов.

Рестайт размешивание

Граниты, обнаруженные в одном и том же регионе-источнике, часто могут иметь очень разный минералогический состав; например, показатель цвета может сильно различаться в пределах одного батолита. Кроме того, многие минералы сопротивляются плавлению и не будут плавиться при температурах, которые, как известно, создают магмы, образующие граниты S-типа. Одна из теорий, объясняющих эту минералогическую аномалию: рестайлинг размешивание.[5] В этой теории минералы, устойчивые к плавлению, такие как основные силикатные минералы (например, минералы с показателем цвета), не плавятся, а, скорее, выносятся расплавом в твердом состоянии. Таким образом, расплавы, расположенные дальше от их исходных регионов, будут иметь более низкое модальное содержание минералов цветового индекса, тогда как более близкие к их исходным регионам будут иметь более высокий показатель цветности. Эта теория дополняет теории частичного плавления и фракционная кристаллизация.

Другие модели

Другие модели включают: смешение магмы, корковая ассимиляция и смешение исходной области. Более поздние исследования показали, что источники магм I-типа и S-типа не могут быть однородно магматическими или осадочными, соответственно.[10] Вместо этого многие магмы показывают признаки того, что они получены из комбинации исходных материалов. Эти магмы можно охарактеризовать серией неодим и гафний изотоп характеристики, которые можно рассматривать как комбинацию изотопных характеристик I- и S-типа.[11] Смешивание магм - еще один аспект образования гранита, который необходимо учитывать при наблюдении за гранитами. Смешивание магм происходит, когда магмы другого состава вторгаются в более крупное тело магмы. В некоторых случаях расплавы несмешиваемый и остаются разделенными, образуя подушкообразные скопления более плотных мафических магм на дне менее плотных очагов кислой магмы. Базальты основной подушки будут демонстрировать кислую матрицу, предполагающую смешение магм. Альтернативно, расплавы смешиваются вместе и образуют магму со средним составом по отношению к интрузивному и внедрившемуся расплаву.

Места возникновения

Хорошо известные примеры гранитов S-типа встречаются в:

Австралия

Европа

Северная Америка

Рекомендации

  1. ^ а б c d е ж грамм час Chappell, B.W .; Уайт, А. Дж. Р. (август 2001 г.). «Два противоположных типа гранита: 25 лет спустя». Австралийский журнал наук о Земле. 48 (4): 489–499. Bibcode:2001AuJES..48..489C. Дои:10.1046 / j.1440-0952.2001.00882.x. ISSN  0812-0099.
  2. ^ Дзен, Э. (1 января 1988 г.). «Фазовые отношения глиноземистых гранитных пород и их петрогенетические последствия». Ежегодный обзор наук о Земле и планетах. 16 (1): 21–51. Bibcode:1988AREPS..16 ... 21Z. Дои:10.1146 / annurev.ea.16.050188.000321. ISSN  0084-6597.
  3. ^ Frost, B.R .; Фрост, К. Д. (2007-11-07). "Геохимическая классификация магматических пород полевого шпата". Журнал петрологии. 49 (11): 1955–1969. Bibcode:2008JPet ... 49.1955F. Дои:10.1093 / петрология / egn054. ISSN  0022-3530.
  4. ^ а б c d е ж грамм час я j k Chappell, B.W .; Уайт, А. Дж. Р. (август 2001 г.). «Два противоположных типа гранита: 25 лет спустя». Австралийский журнал наук о Земле. 48 (4): 489–499. Bibcode:2001AuJES..48..489C. Дои:10.1046 / j.1440-0952.2001.00882.x. ISSN  0812-0099.
  5. ^ а б Клеменс, Дж (апрель 2003 г.). «Гранитные магмы S-типа - петрогенетические проблемы, модели и свидетельства». Обзоры наук о Земле. 61 (1–2): 1–18. Bibcode:2003ESRv ... 61 .... 1С. Дои:10.1016 / S0012-8252 (02) 00107-1.
  6. ^ Филлипс, Г. Н.; Клеменс, Дж. Д. (март 2013 г.). «Батолит Стратбоги: полевое подразделение крупного гранитного вторжения в центральной Виктории, Австралия». Прикладная наука о Земле. 122 (1): 36–55. Дои:10.1179 / 1743275813y.0000000030. ISSN  0371-7453.
  7. ^ STRECKEISEN, A (март 1976 г.). «Каждой плутонической породе свое имя». Обзоры наук о Земле. 12 (1): 1–33. Bibcode:1976ESRv ... 12 .... 1S. Дои:10.1016/0012-8252(76)90052-0. ISSN  0012-8252.
  8. ^ Броска, Игорь; Петрик, Игорь (01.12.2015). «Варисканское надвигание в гранитных породах I- и S-типа гор Трибеч, Западные Карпаты (Словакия): данные по минеральному составу и датированию монацита». Geologica Carpathica. 66 (6): 455–471. Bibcode:2015GCarp..66 ... 38B. Дои:10.1515 / geoca-2015-0038. ISSN  1336-8052.
  9. ^ Чаппелл, Б. В. (1996), «Изменение состава гранитных свит складчатого пояса Лахлан: его причины и последствия для физического состояния гранитной магмы», Специальный доклад 315: Третий симпозиум Хаттона по происхождению гранитов и связанных с ними горных пород, 315, Геологическое общество Америки, стр. 159–170, Дои:10.1130/0-8137-2315-9.159, ISBN  9780813723150, получено 2019-05-09
  10. ^ Коллинз, У. Дж. (Август 1998 г.). «Оценка петрогенетических моделей гранитоидов складчатого пояса Лахлана: последствия для архитектуры земной коры и тектонических моделей». Австралийский журнал наук о Земле. 45 (4): 483–500. Bibcode:1998AuJES..45..483C. Дои:10.1080/08120099808728406. ISSN  0812-0099.
  11. ^ Хаммерли, Йоханнес; Кемп, Энтони I.S .; Шимура, Тошиаки; Vervoort, Джефф Д.; Данкли, Дэниел Дж. (11.09.2018). «Образование гранитных пород I типа плавлением неоднородной нижней коры». Геология. 46 (10): 907–910. Bibcode:2018Гео .... 46..907H. Дои:10.1130 / g45119.1. ISSN  0091-7613.
  12. ^ Пе-Пайпер, Джорджия (17 июля 2000 г.). «Происхождение гранитов S-типа, одновозрастных с гранитами I-типа в системе эллинской субдукции, миоцен Наксоса, Греция». Европейский журнал минералогии. 12 (4): 859–875. Bibcode:2000EJMin..12..859P. Дои:10.1127 / ejm / 12/4/0859. ISSN  0935-1221.