WikiDer > Тоналит-трондьемит-гранодиорит

Tonalite-trondhjemite-granodiorite
Обнажение архейской породы TTG в комплексе Kongling, Южно-Китайский кратон. Белое тело породы ТТГ прорвано темными дайками основного состава, а также дайками кислого состава светлого цвета. Основные минералы в теле породы ТТГ, возможно биотит, выветрились, что привело к появлению коричневатого налета на поверхности породы ТТГ.

Тоналит-трондьемит-гранодиоритовые породы или ТТГ скалы находятся интрузивные породы с типичным гранитный сочинение (кварц и полевой шпат), но содержащий лишь небольшую часть калиевый полевой шпат.[1] Тоналит, трондьемит и гранодиорит часто встречаются вместе в геологических записях, указывая на схожие петрогенетический процессы.[1] Сообщение Архейский (через 2,5 млрд лет) породы ТТГ присутствуют в дуга-Связанный батолиты, а также в офиолиты (хотя и в небольшой пропорции), а архейские породы ТТГ являются основными компонентами архейского кратоны.[1]

Сочинение

Процент кварца среди фельзический минералов в породах ТТГ обычно больше 20%, но меньше 60%.[1] В тоналите и трондьемите более 90% полевые шпаты находятся плагиоклаз, а в гранодиорите - от 65 до 90%.[1] Трондьемит особый вид тоналит, с большей частью плагиоклаз в скале олигоклаз.[2] Основным акцессорные минералы пород ТТГ включают биотит, амфиболы (например. роговая обманка), эпидот, и циркон.[1] Геохимически, Породы ТТГ часто имеют высокий кремнезем (SiO2) содержание (обычно более 70 процентов SiO2), высоко Na2О содержание (с низким K2О/ Na2O) по сравнению с другими плутонические породы, и низкий ферромагнезиальный содержание элемента (массовая доля Fe2О3, MgO, MnO2, TiO2 в сумме обычно менее 5%).[3]

Постархейские породы ТТГ

Постархейские породы TTG обычно встречаются в настройки дуги, особенно в континентальные дуги.[1] Офиолит также содержит небольшое количество горных пород ТТГ.[1]

Континентальная дуга ТТГ пород

Породы ТТГ континентальной дуги часто ассоциируются с габбро, диорит, и гранит, который образует плутоническую толщу в батолиты.[4] Их составляют сотни плутоны что напрямую связано с субдукция.[4] Например, Прибрежный батолит Перу состоит из 7 ~ 16% габбро и диорита, 48 ~ 60% тоналита (включая трондьемит) и 20 ~ 30% гранодиорита с 1 ~ 4% гранита.[5] Эти породы ТТГ в батолитах континентальной дуги могут частично происходить из дифференциация магмы (т.е. фракционная кристаллизация) субдукции, вызванной мантийный клин тают на глубине.[6] Тем не менее, большой объем таких пород TTG предполагает, что их основной механизм генерации связан с утолщением коры, вызванным частичное плавление бывшего габброя плита в основании континентальной коры.[1] Порода тоналитового состава кристаллизовалась сначала до того, как магма дифференцировалась до гранодиоритового и более позднего гранитного состава на небольшой глубине. Некоторые плутонические корни островных дуг также имеют породы ТТГ, например Тобаго, но они редко выставляются.[7]

Породы ТТГ в офиолите

Тоналиты (в том числе трондьемиты) встречаются над разрезом слоистых габбро в офиолиты, ниже или внутри покрытых дамбами.[4] Они часто имеют неправильную форму и производятся дифференциация магмы.[4]

Архейские породы ТТГ

Образец породы TTG (гнейс Tsawela) с расслоением из кратона Kaapvaal, Южная Африка. Белые минералы - плагиоклаз; светло-серые - кварцевые; темные, зеленоватые - биотит и роговая обманка с развитой слоистостью.

Породы ТТГ архея выглядят сильно деформированными серыми. гнейс, показывая полосатость, линейность и другие метаморфические структуры, чья протолиты мы интрузивные породы.[3] Рок TTG - один из основных типов горных пород в Архейский кратоны.[3]

Геохимические особенности

Что касается характеристик микроэлементов, архейские ТТГ обладают высокой светосилой. редкоземельный элемент (LREE), но низкое содержание тяжелых редкоземельных элементов (HREE). Однако они не показывают ЕС и Sr аномалии.[8] Эти особенности указывают на наличие гранат и амфибол, но плагиоклаза в остаточной фазе в течение частичное плавление или фаза осадков во время фракционная кристаллизация.

Петрогенезис и классификация

Подтверждено геохимическим моделированием, магма типа TTG может образовываться за счет частичного плавления гидратированных мета-основные породы.[9] Для получения структуры с очень низким содержанием тяжелых РЗЭ плавку следует проводить в стабильном для граната поле давления и температуры.[3] Учитывая, что температурная стабильность граната резко возрастает с увеличением давления, ожидается, что расплавы TTG с сильным обеднением тяжелых РЗЭ будут образовываться при относительно высоком давлении.[10] Помимо исходного состава и давления, на состав расплава также влияют степень плавления и температура.[3]

Подробные исследования классифицировали архейские ТТГ на три группы на основе геохимических особенностей, которые представляют собой ТТГ низкого, среднего и высокого давления, хотя эти три группы образуют непрерывную эволюцию.[11] Подсерии низкого давления показывают относительно низкие Al2О3, Na2О, Sr содержание и относительно высокий Y, Yb, Та, и Nb содержание, соответствующее плавлению до 10-12 кбар с минеральным комплексом материнской породы плагиоклаза, пироксен и, возможно, амфибол или гранат.[11] Группа высокого давления показывает противоположные геохимические особенности, соответствующие плавлению при давлении более 20 кбар, с материнской породой, содержащей гранат и рутил но ни амфиболита, ни плагиоклаза.[11] Группа среднего давления имеет переходные черты между двумя другими группами, соответствующие плавлению под давлением около 15 кбар с исходной породой, содержащей амфибол, много граната, но мало рутила и отсутствие плагиоклаза.[11] ТТГ среднего давления являются наиболее распространенными среди трех групп.[11]

Геодинамические параметры

В геодинамическая обстановка генерации архейских пород TTG в настоящее время недостаточно изучены. Конкурирующие гипотезы включают генерацию, связанную с субдукцией, включающую тектонику плит и другие модели тектоники плит.

Плита тектоническая обстановка

Предполагаемая архейская горячая субдукция индуцировала архейскую модель генерации TTG. Более тяжелая океаническая кора погружается в более легкую мантию. Подводящаяся плита молодая и горячая, поэтому при нагревании она частично плавится с образованием магм TTG, которые поднимаются и внедряются в континентальную кору. Светло-зеленый: континентальная корка; темно-зеленый: океаническая корка; красный: плавится ТТГ; оранжевый: мантия. По материалам Moyen & Martin, 2012 г.[3].

Геохимическое сходство разделяет TTG и адакиты давно отметили исследователи.[12][10][3] Адакиты представляют собой один из типов современных дуговых лав, которые отличаются от обычных дуговых лав (в основном гранитоидов) своей кислой и натриевой природой с высоким содержанием легких РЗЭ, но низким содержанием тяжелых.[13] Их образование интерпретируется как частичное плавление молодых и горячих субдуцирующих океанических плит при незначительном взаимодействии с окружающими клиньями мантии, а не плавление клин мантии, как другие дуговые гранитоиды.[13] На основе геохимических особенностей (например, Mg, Ni, и Cr содержаний) адакиты можно разделить на две группы: с высоким содержанием SiO2 адакиты (HSA) и низкое содержание SiO2 адакиты (LSA). Затем было отмечено, что архейские TTG геохимически почти идентичны высококремнистым адакитам (HSA), но немного отличаются от низкокремнистых адакитов (LSA).[12]

Это геохимическое сходство позволило некоторым исследователям сделать вывод, что геодинамическая обстановка архейских ТТГ аналогична геодинамической обстановке современных адакитов.[12] Они думают, что архейские ТТГ тоже были образованы горячей субдукцией. Хотя современные адакиты редки и встречаются только в нескольких местах (например, Остров Адак на Аляске и Минданао на Филиппинах), они утверждают, что из-за более высокой потенциальной температуры мантии Земли более горячая и мягкая кора могла способствовать интенсивной субдукции адакитового типа в архейское время.[12] Пакеты TTG были затем сгенерированы в таких условиях, с крупномасштабными протоконтинентами, образованными столкновения на более позднем этапе.[12] Однако другие авторы сомневаются в существовании Архейская субдукция указав на отсутствие основных тектонических индикаторов плит в течение большей части архейского эона.[14] Также отмечается, что архейские ТТГ были интрузивные породы а современный адакит экструзионный в природе, поэтому их магма должна различаться по составу, особенно по содержанию воды.[15]

Неплитные тектонические условия

Расслоение и андерплейт индуцировали архейские модели генерации ТТГ. На верхнем рисунке более тяжелая мафическая кора расслаивается в более легкую мантию. Повышение давления и температуры вызывает частичное плавление отслоившегося основного блока с образованием магмы TTG, которая поднимается и проникает в кору. На нижнем рисунке мантийный плюм поднимается к основанию основной коры и утолщает ее. Частичное плавление основной коры из-за нагрева плюма порождает интрузии магмы ТТГ. По материалам Moyen & Martin, 2012 г.[3].

Различные свидетельства показали, что архейские породы TTG были непосредственно получены из ранее существовавших основных материалов.[16][17][18] Температура плавления метамафических пород (обычно от 700 ° C до 1000 ° C) зависит в первую очередь от содержания в них воды, но лишь немного от давления.[11] Следовательно, разные группы ТТГ должны были испытать разные геотермальные градиенты, что соответствует разным геодинамическим условиям.

Группа низкого давления сформировалась вдоль геотермы около 20-30 ° C / км, что сопоставимо с таковыми во время покрытие баз плато.[11] Апвеллинги мантии добавляют к коре основной фундамент, и давление из-за толщины кумуляции может достигать требований добычи ТТГ низкого давления.[3][11] Частичное плавление основания плато (которое может быть вызвано дальнейшим апвеллингом мантии) привело бы к генерации TTG низкого давления.[19]

ТТГ высокого давления испытали геотермы ниже 10 ° C / км, что близко к современным геотермам горячей субдукции, испытываемым молодыми пластами (но примерно на 3 ° C / км горячее, чем в других современных зонах субдукции), в то время как геотермы для наиболее распространенных Подсерии TTG, группа среднего давления, составляют от 12 до 20 ° C / км.[11] Помимо горячей субдукции, такие геотермы также возможны во время расслоение основного корового основания.[11] Отслоение может быть связано с опускание мантии[20] или увеличение плотности основания основной коры из-за метаморфизма или частичное плавление добыча.[21] Эти расслоенные мета-мафические тела затем опускаются, плавятся и взаимодействуют с окружающей мантией, генерируя TTG. Такой процесс образования ТТГ, вызванный расслоением, петрогенетически аналогичен таковому у субдукция, оба из которых связаны с глубоким погружением основных пород в мантию.[3][11][18]

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ а б c d е ж г час я Дж. Д. Зима (2013). Принципы магматической и метаморфической петрологии. Pearson Education.
  2. ^ Баркер, Ф. (1979), «Трондьемит: определение, окружающая среда и гипотезы происхождения», Трондьемиты, дациты и родственные породы, Развитие петрологии, 6, Elsevier, стр. 1–12, Дои:10.1016 / b978-0-444-41765-7.50006-х, ISBN 9780444417657
  3. ^ а б c d е ж г час я j Мойен, Жан-Франсуа; Мартин, Эрве (сентябрь 2012 г.). «Сорок лет исследований ТТГ». Lithos. 148: 312–336. Bibcode:2012Litho.148..312M. Дои:10.1016 / j.lithos.2012.06.010. ISSN 0024-4937.
  4. ^ а б c d М. Г., Бест (2003). Магматическая и метаморфическая петрология. Издательство Blackwell.
  5. ^ Питчер, В. С. (март 1978 г.). «Анатомия батолита». Журнал геологического общества. 135 (2): 157–182. Bibcode:1978JGSoc.135..157P. Дои:10.1144 / gsjgs.135.2.0157. ISSN 0016-7649.
  6. ^ Бест, Майрон Г. (2013). Магматическая и метаморфическая петрология. Джон Вили и сыновья.
  7. ^ Frost, B.R .; Фрост, К. Д. (2013). «Основы магматической и метаморфической петрологии». Американский минералог. 100 (7): 1655. Bibcode:2015AmMin.100.1655K. Дои:10.2138 / am-2015-657.
  8. ^ Мартин, Х. (1 сентября 1986 г.). «Влияние более крутого архейского геотермального градиента на геохимию магм зоны субдукции». Геология. 14 (9): 753. Bibcode:1986Гео .... 14..753M. Дои:10.1130 / 0091-7613 (1986) 14 <753: eosagg> 2.0.co; 2. ISSN 0091-7613.
  9. ^ Джонсон, Тим Э .; Браун, Майкл; Каус, Борис Дж. П .; ВанТонгерен, Джилл А. (01.12.2013). «Расслоение и переработка архейской коры, вызванные гравитационной нестабильностью». Природа Геонауки. 7 (1): 47–52. Bibcode:2014НатГе ... 7 ... 47J. Дои:10.1038 / ngeo2019. HDL:20.500.11937/31170. ISSN 1752-0894.
  10. ^ а б Фоли, Стивен; Тьеполо, Массимо; Ваннуччи, Риккардо (июнь 2002 г.). «Рост ранней континентальной коры, контролируемый плавлением амфиболита в зонах субдукции». Природа. 417 (6891): 837–840. Bibcode:2002Натурал.417..837F. Дои:10.1038 / природа00799. ISSN 0028-0836. PMID 12075348.
  11. ^ а б c d е ж г час я j k Мойен, Жан-Франсуа (апрель 2011 г.). «Сложные архейские серые гнейсы: петрологическое значение и свидетельство неуникальной тектонической обстановки роста архейской коры». Lithos. 123 (1–4): 21–36. Bibcode:2011 Лито.123 ... 21 млн. Дои:10.1016 / j.lithos.2010.09.015. ISSN 0024-4937.
  12. ^ а б c d е Martin, H .; Smithies, R.H .; Rapp, R .; Moyen, J.-F .; Чемпион, Д. (январь 2005 г.). «Обзор адакита, тоналита-трондьемита-гранодиорита (TTG) и санукитоида: взаимосвязи и некоторые последствия для эволюции земной коры». Lithos. 79 (1–2): 1–24. Bibcode:2005Litho..79 .... 1M. Дои:10.1016 / j.lithos.2004.04.048. ISSN 0024-4937.
  13. ^ а б Defant, Marc J .; Драммонд, Марк С. (октябрь 1990 г.). «Образование некоторых современных дуговых магм плавлением молодой субдуцированной литосферы». Природа. 347 (6294): 662–665. Bibcode:1990Натура.347..662D. Дои:10.1038 / 347662a0. ISSN 0028-0836.
  14. ^ Конди, К. К., и Крёнер, А. (2008). Когда началась тектоника плит? Свидетельства из геологической летописи. В Когда началась тектоника плит на планете Земля (Том 440, стр. 281-294). Специальные статьи Геологического общества Америки.
  15. ^ Клеменс, J.D; Друп, G.T.R (октябрь 1998 г.). «Жидкости, пути P – T и судьбы анатектических расплавов в земной коре». Lithos. 44 (1–2): 21–36. Bibcode:1998Litho..44 ... 21C. Дои:10.1016 / с0024-4937 (98) 00020-6. ISSN 0024-4937.
  16. ^ Джонсон, Тим Э .; Браун, Майкл; Гардинер, Николас Дж .; Киркланд, Кристофер Л .; Смитис, Р. Хью (27 февраля 2017 г.). «Первые стабильные континенты Земли образовались не путем субдукции». Природа. 543 (7644): 239–242. Bibcode:2017Натура.543..239J. Дои:10.1038 / природа21383. ISSN 0028-0836. PMID 28241147.
  17. ^ Кемп, A.I.S .; Wilde, S.A .; Hawkesworth, C.J .; Coath, C.D .; Немчин, А .; Pidgeon, R.T .; Vervoort, J.D .; DuFrane, S.A. (июль 2010 г.). «Пересмотр эволюции гадийской коры: новые ограничения изотопной систематики Pb – Hf цирконов Джек-Хиллз». Письма по науке о Земле и планетах. 296 (1–2): 45–56. Bibcode:2010E и PSL.296 ... 45K. Дои:10.1016 / j.epsl.2010.04.043. ISSN 0012-821X.
  18. ^ а б Мойен, Жан-Франсуа; Лоран, Оскар (март 2018). «Архейские тектонические системы: вид с вулканических пород». Lithos. 302-303: 99–125. Bibcode:2018 Лито 302 ... 99 млн. Дои:10.1016 / j.lithos.2017.11.038. ISSN 0024-4937.
  19. ^ Smithies, R.H .; Чемпион, округ Колумбия; Ван Кранендонк, М.Дж. (15 мая 2009 г.). «Формирование палеоархейской континентальной коры через инфракрустальное плавление обогащенного базальта». Письма по науке о Земле и планетах. 281 (3–4): 298–306. Bibcode:2009E и PSL.281..298S. Дои:10.1016 / j.epsl.2009.03.003. ISSN 0012-821X.
  20. ^ Kröner, A .; Layer, P. W. (1992-06-05). «Формирование земной коры и движение плит в раннем архее». Наука. 256 (5062): 1405–1411. Bibcode:1992Научный ... 256.1405K. Дои:10.1126 / science.256.5062.1405. ISSN 0036-8075. PMID 17791608.
  21. ^ Бедар, Жан Х. (март 2006 г.). «Каталитическая модель, основанная на расслоении, для совместного генезиса архейской коры и субконтинентальной литосферной мантии». Geochimica et Cosmochimica Acta. 70 (5): 1188–1214. Bibcode:2006GeCoA..70.1188B. Дои:10.1016 / j.gca.2005.11.008. ISSN 0016-7037.