Skalný pôvod petrologickými metódami

Skôr alebo neskôr sa takmer každá hornina na Zemi rozloží na sediment a sediment sa potom odvezie niekde inde gravitáciou, vodou, vetrom alebo ľadom. Vidíme, že sa to deje každý deň v krajine okolo nás a skalný cyklus menovky, ktoré nastavujú udalosti a procesy erózia.

Mali by sme byť schopní pozrieť sa na konkrétny sediment a povedať niečo o skalách, z ktorých pochádzajú. Ak uvažujete o skale ako o dokumente, sediment je ten dokument, ktorý je skartovaný. Aj keď je napríklad dokument skartovaný na jednotlivé písmená, mohli by sme tieto listy študovať a ľahko povedať, v akom jazyku je napísaný. Ak by sa zachovali nejaké celé slová, mohli by sme urobiť dobrý odhad o predmete dokumentu, jeho slovnej zásobe, dokonca aj o jeho veku. A ak by roztrhnutie z vetvy alebo dvoch uniklo, mohli by sme to dokonca porovnať s knihou alebo papierom, z ktorého pochádzajú.

Tento druh výskumu sedimentov sa nazýva provenienčné štúdie. V geológii miesto pôvodu (rýmy s „prozreteľnosťou“) znamená, odkiaľ pochádzajú sedimenty a ako sa dostali tam, kde sú dnes. Znamená to pracovať dozadu alebo proti prúdu od zŕn sedimentu, ktorý máme (drviny), aby sme získali predstavu o skale alebo skale, ktorou boli (dokumenty). Je to veľmi geologický spôsob myslenia a štúdie o pôvode explodovali v posledných niekoľkých desaťročiach.

Provenience je téma obmedzená na sedimentárne horniny: pieskovec a konglomerát. Existujú spôsoby, ako charakterizujúce protolity metamorfovaných hornín a zdroje podobných vyvierajúcich hornín žula alebo čadič, ale v porovnaní sú nejasné.

Prvá vec, ktorú musíte vedieť, keď zdôvodňujete svoju cestu proti prúdu, je skutočnosť, že preprava sedimentu ju zmení. Proces dopravy rozdeľuje horniny na stále menšie častice od balvanu po hlinku, fyzickým oderom. A súčasne sa väčšina minerálov v sedimente chemicky mení a odchádza len niekoľko odolných. Dlhý transport v tokoch môže tiež minerály v sedimente triediť podľa ich hustoty, takže ľahké minerály, ako je kremeň a živec, sa môžu pohybovať pred ťažkými, ako sú magnetit a zirkón.

Po druhé, keď sediment príde na miesto odpočinku - sedimentárnu nádrž - a znova sa zmení na sedimentárnu horninu, môžu sa v ňom tvoriť nové minerály. diagenetické procesy.

Vykonávanie štúdií o pôvode si preto vyžaduje, aby ste ignorovali niektoré veci a predstavili si iné veci, ktoré boli predtým prítomné. Nie je to jednoduché, ale so skúsenosťami a novými nástrojmi sa zlepšujeme. Tento článok sa zameriava na petrologické techniky založené na jednoduchých pozorovaniach minerálov pod mikroskopom. Toto je druh vecí, ktoré sa študenti učia vo svojich prvých laboratórnych kurzoch. Ďalšia hlavná cesta provenienčných štúdií využíva chemické techniky a mnohé štúdie kombinujú obe.

Veľké kamene (fenoklasty) v konglomeráty sú ako fosílie, ale namiesto toho, aby boli exemplármi starých živých vecí, sú exemplármi starodávnej krajiny. Rovnako ako balvany v koryte rieky predstavujú kopce proti prúdu a do kopca, konglomerátne výboje všeobecne svedčia o okolitej krajine, nie viac ako niekoľko desiatok kilometrov.

Niet divu, že riečne štrky obsahujú kúsky kopcov okolo nich. Môže však byť zaujímavé zistiť, že skaly v konglomeráte sú jediné veci, ktoré zostali z kopcov, ktoré zmizli pred miliónmi rokov. A tento druh skutočnosti môže byť obzvlášť zmysluplný v miestach, kde bola krajina preusporiadaná chybou. Keď majú dva široko oddelené východiská konglomerátov rovnakú zmes výrastkov, je to jasný dôkaz, že boli kedysi veľmi blízko seba.

Populárny prístup k analýze dobre zachovaných pieskovcov propagovaných okolo roku 1980 je triediť rôzne druhy zŕn do troch tried a vynesú ich podľa percentuálnych údajov do trojuholníkového grafu, ternára diagram. Jeden bod trojuholníka je pre 100% kremeňa, druhý pre 100% živca a tretí je pre 100% litikov: fragmenty hornín, ktoré sa úplne nerozdelili na izolované minerály. (Čokoľvek, čo nie je jedným z týchto troch, zvyčajne malý zlomok, sa ignoruje.)

Ukazuje sa, že horniny z určitých tektonických prostredí vytvárajú sedimenty - a pieskovce - ktoré vykresľujú pomerne konzistentné miesta na tomto ternárnom diagrame QFL. Napríklad horniny z kontinentov sú bohaté na kremeň a nemajú takmer žiadne litiká. Horniny z vulkanických oblúkov majú malý kremeň. A horniny odvodené z recyklovaných hornín pohoria majú málo živcov.

Ak je to potrebné, zrnká kremeňa, ktoré sú v skutočnosti litikmi - kúsky kremeňa alebo chertu skôr ako kúsky jednotlivých kryštálov kremeňa - sa môžu presunúť do kategórie litikov. Táto klasifikácia používa QmFLt diagram (monokryštalická litika z kremeňa - živca). Tieto fungujú celkom dobre, keď hovoria, aký druh tanierektonickej krajiny priniesol piesok v danom pieskovci.

Okrem svojich troch hlavných zložiek (kremeň, živec a lítik) majú pieskovce niekoľko drobných prísad alebo doplnkových minerálov pochádzajúcich z ich zdrojových hornín. S výnimkou sľudového minerálu muskovitu sú relatívne husté, preto sa zvyčajne nazývajú ťažké minerály. Vďaka svojej hustote sú ľahko oddeliteľné od zvyšku pieskovca. Môžu byť informatívne.

Napríklad veľká plocha vyvrelých hornín je schopná poskytnúť zrná tvrdých primárnych minerálov ako je augit, ilmenit alebo chromit. Metamorfické terény pridávajú veci ako granát, rutil a staurolit. Iné ťažké minerály, ako je magnetit, titanit a turmalín, môžu pochádzať tiež.

zirkón je medzi ťažkými minerálmi výnimočný. Je tak tvrdá a inertná, že vydrží miliardy rokov a recykluje sa znova a znova ako mince vo vrecku. Veľká perzistencia týchto detitálnych zirkónov viedla k veľmi aktívnemu výskumu v oblasti pôvodu ktorá začína oddeľovaním stoviek mikroskopických zirkónových zŕn a potom určovaním veku každého z nich použitím izotopové metódy. Jednotlivé vekové kategórie nie sú také dôležité ako zmes vekových skupín. Každé veľké množstvo hornín má svoju vlastnú zmes zirkónových vekov a túto zmes možno rozoznať v sedimentoch, ktoré z nej erodujú.

Detekčné a zirkónové provenienčné štúdie sú silné a v súčasnosti také populárne, že sa často označujú ako skratka "DZ". Spoliehajú sa však na drahé laboratóriá, vybavenie a prípravu, takže sa používajú hlavne na vysokú návratnosť výskum. Staršie spôsoby preosievania, triedenia a počítania minerálnych zŕn sú stále užitočné.