A magma eredete, differenciálódása Miért van ennyiféle magmás kızet?
Magma eredete: honnan? A Föld öves felépítése fizikai tulajdonságok alapján
kémiai összetétel alapján
Asztenoszféra szilárd, képlékely Litoszféra szilárd. rideg <100 km
Mezoszféra szilárd
Mag külsı foly.
Köpeny SiMa
Kéreg SiAl (8-70 km)
Mag NiFe
Mag belsı szilárd
1
Szeizmikus hullámok sebessége
P: longitudinális - hosszanti S: transzverzális - haránt
Geotermikus gradiens • Normálisan sem az óceánok sem a kontinensek alatt nem éri el a felsı köpeny az olvadáshoz szükséges hımérsékletet Hımérséklet
z
75%
50%
Mélység
Olvadék
s idu
25%
usz
Geoterm. gradiens: kontinentális óceáni
v Lik
lid Szo
Szilárd
parciális olvadás
2
Súrlódási hı • Szubdukciós zónában
vi Lik
s lidu Szo
z dus
z
Szilárd
Olvadék
75%
Normál geoterm. gradiens
50%
25 %
Mélység
Hımérséklet
Lokális súrlódási hı
parciális olvadás
Nyomáscsökkenéssel • Dekompresszió a konvekció felszálló ágában felszálló pozitív hıáram a divergens lemezszegélyeken Hımérséklet
75%
50%
25%
sz lidu
sz vidu Lik
Szo
Szilárd
Normál geoterm. gradiens
Olvadék
Dekompr. geoterm. grad. a konvektív zónában
parciális olvadás
3
A szolidusz hımérsékletének csökkentésével • Illókomponensek fedúsulása (CO2, H2O) • H2O: tengervízbıl, agyagásványok átalakulásával, metamorf dehidratációval, • CO2: karbonátkızetek szubdukciójával Hımérséklet Szá
Olvadék illó+
z
z dus ikvi
s lidu
L raz Szá
Szo
Normál geoterm. gradiens
raz
Szilárd + illó
Olvadék + kristály +illó
Anatexis • A kontinentális kéreg alatt, ahol nincs illó utánpótlás, divergencia • hıfluxus a bazaltos magmától
4
Eredmény: parciális olvadás • Eutektikus összetétel kivételével a T változása esetén egy többkomponenső rendszerben • lehetıség sokféle magma kialakulására • lehet közös eredet! peridotit • Magma differenciálódás folyamatai: – parciális olvadás – frakcionált olvadás – kristály frakcionálódás
Kristály frakcionálódás • Az olvadékból kristályosodó ásványok elkülönülnek az olvadéktól változik a maradékolvadék összetétele • pl. Bowen reakciósor: bazaltos magmából fokozatosan kiváló és eltávozó kristályok
piroxén
amfibol
so Ko nt inu áli s
or ss áli nu nti ko sz Di
Csökkenı T,
növekvı SiO2-tartalom az olvadékban
olivin
r
Bowen-féle reakció sorozatok Ca-gazdag Pl.
bazalt
andezit
Na-gazdag Pl. biotit káliföldpát riolit kvarc
5
Frakcionálódási mechanizmusok • Gravitációs • koncentrikus • kipréselıdési (?)
Magma keveredés • Lehetséges, bár két erısen eltérı magmánál kérdéses – nagy Tolv különbség – nagy sőrőség-különbség – nagy viszkozitás-különbség
• Szükséges valamilyen keverı mechanizmus – konvekció?
6
Magmakeveredés bizonyítékai • Nem egyensúlyi összetétel (pl. kvarc bazaltban) • fordított zonalitás szilárd oldatokban • kızetüveg zárványok összetétele
Távolodó lemezszegélyek • Új óceáni lemez képzıdése: MORB (mid oceanic ridge basalt) • Rift zónák: szétnyíló kontinentális kéreg magmatizmusa
7
Közeledı lemezszegélyek • Óceán-óceáni szigetívek • Óceán-kontinens: kontinensperemi ívek • kontinens-kontinens: győrt takarós hegységek + süllyedés
Lemezeken belüli magmatizmus • Forró pontok: köpenyanyag feláramlás egy keskeny zónában • A lemez elmozdul felette • Óceáni szigetek és seamountok • Óceáni szigeti bazaltok (OIB) • Nagy területő bazalt platók (K2)
8
Óceáni medencék magmatizmusa • Az óceánfenéki kızetek kora: – MORB felé fiatalodik – Júránál nem idısebb • Paleomágneses zonalitás • Dominánsan bazaltos összetételő • Vizsgálatuk körülményes: – szigeteken – szeizmikával – ofiolitok
Ofiolit sorozatok • Óceáni kéregmaradványok, erısen deformált, erısen bontott – mélytengeri üledékes sorozat – párnaláva – álló dájkok (a párnalávát tápláló) – gabbro komplexum • tömeges • réteges • ultrabázitok (harzburgit, peridotit)
9
Pl: Szarvaskıi komplexum • Agyagpala, kovapala, karbonátos olisztosztróma • kovapala • flis jellegő agyagpala, aleuritpala (Mónosbéli, Bükkzsérci formációk) • bazalt, helyenként párnaláva • diabáz dájkok és szillek • tömeges gabbro intruzívumok és ultrabázikus, savanyú differenciátumok (Tardosi, Tóbérci kıfejtı)
Peridotitok
• Ultrabázikus kızetcsoport – Harzburgit, lherzolit, wehrlit, dunit – mélység szerint: • plagioklász peridotit: < 50km • spinell peridotit: 50 - 80 km • gránát peridotit: > 80 km
10
Gránit intrúziók • A kontinentális kéreg 70-80%-án ısi pajzs területek fı kızettípusa • pl: 10-65%; kfp: 90-35%; Q: 20-60%; biotit, muszkovit, Hb, opak, (pir.) • földpátpótlót nem tartalmaz • Hiperszolvusz gránit: (⇓p; száraz): kfp: szételegyedés csak a szemcsén belüli • Szubszolvusz gránit: (⇑p; nedves): kfp önálló kristályokra (Or-gazdag, Ab-gazdag)
Gránit típusok környezet / összetétel szerint • S-típusú : metaszedimentek felolvadásából – Al2O3 > Na2O + K2O + CaO: peralumíniumos (muszkovit, korund, Al2SiO5) – „orogén gránit” erısen lepusztult győrt hegységekben • I-típusú : magmatitok felolvadásából – Al2O3 ~ Na2O + K2O + CaO metalumíniumos (biotit, Hb) – Mészalkáli magmatizmus környezetében ⇒ kontinensperemeken – további MA intrúziók is elıfordulnak (gabbro, diorit, granodiorit) • A-típusú : peralkáli, agpaitos: Al2O3 < Na2O + K2O alkáli Hb (arfvedsonit, riebeckit) – „anorogén gránit” kontinentális rift zónákban
11
Al-telítettség gránitokban I-típusú
A-típusú
S-típusú
12
