Foldtani Kozlony 133/3, 397-420 (2003) Budapest
Bazaltos kozetekben elofordul6 kvarc es foldpat xenokristalyok petrogenetikai jelentosege Petrogenetic significance of quartz and feldspar xenocrysts in basaltic rocks KovAcs Istvan1
-
BAil Enik61- K6THAY Klara1- SZAB6 Csaba1- NEDil Zsuzsanna2 (1 abra, 3 tabla, 4 tablazat)
Targyszavak: xenokristalyok, alkali bazaltok, oldOdtis,olvadtis, reakci6 korona Keywords: quartz and feldspar xenocrysts, alkali basalts, dissolution, melting, reaction rim
Abstract Quartz and plagioclase xenocrysts were found in the Plio-Pleistocene alkaline basalts in the Nograd-Gomor and the Bakony-Balaton Highland Volcanic Fields (Hungary). Most of these xenocrysts show an interaction rim composed mostly of glassand clinopyroxene. Here we present the results of a detailed petrographic and geochemical study on these felsic xenocrysts and their interaction coronas. In alkaline basalts from the Nograd-Gomor feldspar xenocrysts and xenoliths composed of quartz and feldspar show size of 0.5 mm - 2 cm in diameter and are surrounded by a clinopyroxene corona with subordinate glass.Grain size of the clinopyroxenes (15-100 11n\)decreasescontinuously from the quartz and feldspar xenocrysts towards the basaltic groundmass. The clinopyroxenes grow gradually into the host basalt forming rounded shape border. The composition of clinopyroxenes in the corona is diopside, which is different from those in the groundmass of the host basalt. Alkaline basalts from the Bakony-Balaton Highland enclose only quartz xenocrysts, which are surrounded by 0.2-1 mm wide glass and 0.3-0.8 mm wide clinopyroxene rims. These reaction rims, where carbonate minerals (ankerite) often occur in the glass, show textural similarity to those of the Nograd-Gomor samples.Glassesin the interaction rims between quartz and the basaltic host rocks in the Bakony-Balaton Highland are enriched in silica and alkalis; the clinopyroxene is diopside. Different size and chemical composition of the reaction rims from the two distinct volcanic areas refer to either different composition and/or temperature of the mafic melts interacted with the felsic xenocrysts. The volcanic glass is subordinate in interaction rims of fedspar xenocrysts and feldsparquartz xenoliths from the Nograd-Gomor Volcanic Field, which may be the result of relatively slow cooling rate. Relatively thick glass rims around xenocrysts from the Bakony-Balaton Highland could be explained by a relatively high temperature entrapment of felsic xenocrysts in the mafic melt and/or longer residence time. The presence of carbonate-bearing volcanic glass in the rims of the quartz xenocrysts in the Bakony-Balaton Highland may refer to high CO2 content of the mafic melt.
Osszefogla1as Kvarc es foldpat xenokristaIyokates xenolitokat gytijtottiink be a Bakony-Balaton-felvidek es Nograd-Gomor plio-pleisztocenalkali bazaltjaibOl.A xenokristaIyok/xenolitoktobbsegeklinopiroxenbOles k6zetiivegbOiilio reakciokoronavalrendelkezik.A dolgozatbane xenokristaIyokes reakciokoronaikreszletesgeokemiaiesk6zettanivizsgaIatanak eredmenyeitmutatjuk be. A nograd-gomori alkali bazaltokbantalaIhato foldpat xenokristaIyok,valamint kvarcbOles foldpatbOlfelepill6 xenolitok0,5mm-2 cm mereffiek,amelyeketalarendeltmennyiseglik6zetiiveget tartalmazoklinopiroxengyUni oyez.A klinopiroxenszemcsemerete a kvarc fel61a befogadobazalt fele fokozatosancsokken(15-100II.m)es a klinopiroxen zona fokozatosanmegy at a befogado
1
ELTE 1TK K6zettani es Geokemiai Tanszek,H-11l7 Budapest, pazmany Peter setany 1/c
. SzTE 1TK Asvanytani, Geokemiai es K6zettani Tanszek,H-6722 Szeged,Egyetem lit 2-6.
. 398
Foldtani Kozlony 133/3
bazaltba. A reakci6koronaban taIalhat6 klinopiroxen diopszidos osszetetelu es elter a befogad6 a1kali bazalt alapanyagaban megjelen6 klinopiroxen osszetetelet61. A Bakony-Balaton-felvideken taIalhat6 hegyestUi alkali bazaltban el6fordw6 xenokristaIyok kvarcok, amelyeket 0,2-1 mm vastag k6zetiiveg es 0,3-{),8 mm szelessegtiklinopiroxen gyUni oyez (sorrendben). A reakci6korona - amely karbonatot is tartalmaz - szovetileg nagyon hasonl6 a n6grad-gomorl mintakehoz. A kc5zetiiveg alkaliakban es sziliciumban egyarant gazdagodott, a klinopiroxen diopszidos osszetetelu. A ket lel6helyr61 szarmaz6 reakci6koronak a szoveti hasonl6sagok ellenere elter6 kemiai osszetetelt es meretet mutatnak, ami egyreszt a xenokristalyok/xenolitok eltero anyaganak, valamint a befogad6 bazalt elter6 h6mersekletenek es osszetetelenekkoszonhet6. A k6zetiiveg z6nak hianya a n6grad-gomorl xenokristaIyok eseteben a bazaltba kerilles alacsonyabb h6mersekletevel hozhat6 kapcsolatba, mig a Hegyestun talalhat6 vastagabb k6zetiiveg z6nak megjelenese nagyobb h6mersekletU kolcsonhatasra utaI. A hegyestUi reakci6koronaban megjelen6 karbonat a befogad6 bazalt jelent6s CO2 tartaImat jelzi.
Bevezetes A szakirodalomban szamos helyen talalkozhatunk alkali bazaltokban elofordul6 kvarc es foldpat xenoristaIyok es az ezekhez kapcsol6d6 reakci6termekek ismertetesevel (DOEet al. 1969;SAro 1975;GROVE et al. 1988;BAKER et al. 1991;LUHRet al. 1995).Ezek a xenokristaIyok rendszerint sekelyebb melysegben, elsosorban a keregbOl keriilnek bele a felfele mozg6 bazaltos olvadekokba. A beagyaz6dasulan a befogad6 olvadek es a xenokristaIyok kozotti homersekleti es kemiai kiilonbsegek hatasaraintenziv kolcsonhatas indul meg. A kvarc es foldpat xenokristaIyok bazaltos olvadekban bekovetkezo olvadasat es az ezzel osszefiiggo diffuzi6s folyamatokat szamos kiserleti kozettani munka vizsgalta (WATSON 1982; DONALDSON 1985; SHAW 2000).
A hazai bazaltos osszetetelu kozetek ilyen szemponm vizsgaIata eddig meg nem tortent meg, azonban a kiilonbozo vulkani teriiletek (N6grad-Gomor, Bakony-Balaton-felvidek) alkali bazisos kozetein foly6 intenziv kozettani es geokemiai vizsgaIataink saran figyeltiink tel az alapanyagban megjeleno kvarc es fold pat xenokristaIyokra. Ebben a dolgozatban ertelmezziik a xenokristaIyok es a befogad6 bazalt kozott lezajl6 kemiai es fizikai kolcsonhatasokat, es kovetkezteteseket vonunk Ie a befogad6 alkali bazaltok geokemiai es mechanikai (nyomas, homerseklet, emelkedesi sebesseg,viszkozitas) jellemzoire.
Foldtani hatter A n6grad-gomori terseg aljzatat a Veporidak es Gomoridak kristalyos paleozoos sorozata alkotja, amelyre fiatalabb paleogen-neogen iiledekes kozetek telepUlnek (JUGOVICS 1968a).Az alkali bazaltos vulkanizmusra a Kcirpat-Pannon regi6 posztextenzi6s szakaszaban,a plio-pleisztocen saran keriilt sor (pl.: SZAB6 et al. 1992;EMBEY-IsZTIN et al. 1993).A felfele hatol6 alkali bazaltos magma szamos
kopeny es kereg zarvanyt hozott a felszinre,amelyeklehetosegetteremteneka litoszferamelyebbregi6ibatorteno betekintesre.MegtalaIhatjuka Cr-diopszidos (rezidualis kopeny litoszfera - SZAB6& TAYLOR 1994)/Al-augit (kumulatum,
KovAcs I. et al.: Bazaltos kOzetekbenel6fordul6 kvarc esfiildpat xenokristalyok petrogenetiktija
gazdagodott
k6peny
litoszfera/als6
kereg
399
- KovAcs & ZAJACZ2000; KovAcs &
Szab6 2003; ZAJACZ& SZABO2003) sorozatot kepvisel6 xenolitokat is. A kvarc es f6ldpat xenokristalyokat tartalmaz6 k6zeteket a Barna k6zeleben talalhat6 Nagyk6r61 gytijt6ttiik. Itt t6bb mm-es kvarc xenokristaIyok is megfigyelhet6k a bazaltban. A Nagyk6 (a Medves plat6t61 delnyugatra) egy kisebb meret11 hasadekkit6ltes, amit k6zel eszak-deli csapasiranyU, 2,1 milli6 eves alkali bazalt epit tel. A Bakony-Balaton-felvidek vulkani teriileten a plio-pleisztocen alkali bazaltok mezozoos karbonatokra es fiatalabb sziliciklasztos iiledekekre telepiilnek aUGOVICS1968b). Szamos bazalt lel6helyr61 (pl. SzentbekkaIla, Bondor6-hegy, Szigliget) nagy mennyisegii ultrabazisos k6peny xenolitot, valamint granulit xenolitot irtak Ie (pl. DOWNESet al. 1992; TOROK1995; KEMPTONet al. 1997; BAil et al. 2002; TOROK2002). Az aItalunk vizsgaIt Hegyest11n k6peny-litoszfera eredet11 xenolitokat meg nem talaItak, ellentetben a kvarc xenokristaIyokkal. A latvanyos Hegyest11 egy monovulkani kup, amely egyszeri magmas esemeny eredmenye. A bazalt primitiv 6sszetetelu, kora kb. 5 milli6 ev (BALOGHet al. 1986; EMBEY-IsZTIN et al. 1993; KornAY et al. sz6beli k6zles)
Petrografiai Xenokristalyok
es reakci6termekeiknek
megfigyelesek
petrografiaja
A terepen szarnos k6zetminta begytijtesere keriilt sor (> 150), amelyekbOl vekonycsiszolatok kesziiltek. A dolgozat targyat kepez6 mintakat els6sorban k6peny- es keregxenolitok es a befogad6 alkali bazalt vizsgaIataceljabOlgytijt6ttiik be esa mikroszk6pos feldolgozas saran lettiink figyelmesek az alapanyagbantalalhat6 kismeret11(0,50-1,20mm) kvarc es f6ldpat xenokristaIyokra, tovabba kvarcbOl es f6ldpatbOl alI6 xenolitokra. T6bb, mint tiz xenokristaIybOl negy reprezentativ mintat vaIasztottunk ki reszletestanulmanyozasra. A xenokristaIyokat ates6fenyben vizsgaItuk optikai mikroszk6p segitsegevel, tovabba pasztaz6 elektronmikroszk6pos felvetelek kesziteserees kiertekelesereis sor keriilt. A n6grad-g6m6ri vulkani teriileten, a barnai Nagyk6n talaItunk f6ldpat xenokristaIyokat tartalmaz6 alkali bazaltot (NBNl7H minta). Az ill el6fordul6 f6ldpat xenokristaIyok kis meret11ek(0,50-1,25 mm), a befogad6 bazaltt61 eles hatarral kiil6niilnek el es z6mmel klinopiroxen szemcsekbOlalI6 reakci6korona jelenik meg k6riil6ttiik (1. tabla, 1. kep). A klinopiroxen rendszerint sugarasan helyezkedik el, merete a bazaltt61 a f6ldpat xenokristaIy iranyaba fokozatosan cs6kken (100 Jlm-r61 15 Jlm-re). Alakja megnyUlt, oszlopos; gyengen z6ld pleokroizmusa j61 megfigyelhet6. A f6ldpatot 6vez6 klinopiroxenek k6z6tt nehol kismeret11(5-10 Ilnl) k6zetiiveg foltokat talaIunk (1. tabla, 2. kep) es ritkan t11s apatit kristaIyok is megjelennek ebben a z6naban. Esetenkent a f6ldpat xenokristaIy mar nem talalhat6 meg, csak a klinopiroxenbOl es k6zetiivegb61 alI6 aggregatum (1. tabla, 3. kep). Ugyancsak a barnai Nagyk6n bukkantunk Cffi-es meret11 kvarcb61 es f6ldpatbOl felepiil6 savanyU xenolitokra (NBN41 es NBN42 minta). A zarvanyokban ujjszerU, szabaIytalan alaku kvarc kepletek, vazkristaIyos plagioklasz metszetek es
400
Foldtani Kozlony 133/3
folyasos strukrurak lathatok (II. tabla, 3. kip). A foldpatokban es a kvarcokban egyarant jelentos mennyiseg1:iszilikatolvadek zarvany tala1hato es a foldpatok sok esetben zonasak. A szilikatolvadek zarvanyok a foldpatban negativkristaly alakuak. Az emlitett xenolitok koriil belso kozetiiveg zona nem alakult ki, hanem a klinopiroxenek kozvetleniil a zarvanyt ovezik. A klinopiroxenbol anD zona altalaban 200-300 Ilm szeles. A klinopiroxen kristalyok altalaban nyllitak, 50200 Ilm meremek es hipidiomorf-idiomorf megjelenesuek. Optikai tulajdonsagaik alapjan ket csoportba oszthatok. Az egyik tipust elenk zold pleokroizmus jellemzi es az optikai jellegzetessegei alapjan osszeteteleegirin (I. tabla,4. kip, II. tabla, 1., 2. kip). Ezek altalaban az olvadt kvarcok kozeleben, a szegelyeken, valamint a zarvany belsobb reszeiben tala1hatok. A masik klinopiroxen tipus szintelen, optikai tulajdonsagai leginkabb augitra vagy diopszidra illenek. Ezek foleg a foldpatok kozeleben es altalaban a befogado bazalt fete eso hatarzona belso oveben tala1hatok (II. tabla, 2. kip). Mindket klinopiroxen-tipus nyllit, kristalyai altalaban radialisan helyezkednek el. A klinopiroxen ovet kovetoen a befogado bazalt iranyaban egy narancsszlnu, kiilso kozetiivegzona tala1hato, amely a 0,50-1,00mm-es szelessegetis elerheti. A Zanka kozeleben talalhato hegyestUi bazaltban viszonylag nagy merem (0,20-1,20 cm) kvarc xenokristalyok fordulnak elo, amelyek gyakran kismerem (0,20-0,50 mm) kvarcszemcsekre estek szetoA kristalyhalmazokat altalaban egy szeles (0,20-1,00 mm) kozetiivegzona veszi koriil, amelyet kevesbe hatarozott, 0,35-Q,80mm vastagsag1:izona is oyez, amit tUlnyomoreszt kismerem (0,15-Q,60 mm) klinopiroxen kristalyok tomege alkot (II. tabla, 4. kip; III. tabla, 1. kip). A klinopiroxen zona kozetiiveg fete eso hatara eles konrurral jellemezheto, a befogado bazalt fete azonban kevesbe kifejezett. A klinopiroxen say szelessege legtobbszor 5-10 JLm.A klinopiroxen vilagoszold pleokroizmust mutathat es az optikai jellemzoi alapjan diopszidos osszetetelunek tekintheto. Kisebb mennyisegben a xenokristalyt koriilvevo iiveges zonaban igen vekony, erosen nyllit apatit kristalyok szinten megjelenhetnek. Az egyik nagymerem zarvanyhoz kapcsolodo kozetiivegben megfigyelheto egy, kb. 1 mm atmeroju aFro szemcsekbol (0,2 mm) anD fold pat halmaz is, amely folyamatos atmenetet mutat az iiveg iranyaba. A szanidines osszetetelu fold pat habitusa alapjan ill a kozetiiveg devitrifikaciojabol szarmazik. A zarvanyok tobbsegeben barnasvoros, szabalytalan alaku, kerekded, 40-100 JLm atmeroju karbonat (ankerit) csomok is elofordulnak a kozetiivegben (II. tabla, 2. kip). A kerekded karbonatokat igen gyakran karbonaterek kotik ossze. A legnagyobb merem (3 mm) karbonatban, egymassal parhuzamos savokban, opak vas-oxid kepletek helyezkednek el. A kiilonbozo xenokristalyok koriil kialakulo reakciokoszoru jellemzo fizikai parametereit az I. tablazatbanfoglaltuk ossze. Paszta.zoelektronmikroszkop segitsegevel(SEM) a fenymikroszkoppal kevesse azonosithato szerkezeti finomsagokat es kemiai heterogenitasokat vizsgaltuk. Az SEM felvetelek a Modenai Reggio Emilia Egyetem nagymuszer kozpontjanak (CIGS) pasztazo elektromikroszkopos laboratoriumaban (Modenaban) kesziiltek, egy Philips XL-3 tipusu scanning elektronmikroszkoppal.
A hegyestUimintak esetebena kvarc xenokristalyban vekony (- 5 JLm)
karbonat- es kozetiiveg-ereket azonositottunk. A kozetiivegzonaban a befogado
KovAcs I. et al.: Bazaltos kOzetekbenelofordul6 kvarc esfoldpat xenokristalyok petrogenetiktija
401
I. tliblazat. A xenokristaIyok reakciokoronainak jellemz6 adatai Table I Characteristic physical parameters of reaction coronas
Lel6hely
K6zetiiveg-z6na I
N6grad -GOmar Barna, Nagyk6
nincs, csak foltokban szelesseg: 200-300 IUD, fold pat xenokristaIy iranyaba novekv6 szemcsemeret
BaJaton -felvidek szelesseg: Hegyesm 0,2-1mm, karbonattartalom, devitrifikacio
Klinopiroxen zona
K6zetiiveg-z6na n XenokrisWy szelesseg: 0,5 -1 mm, narancs szlnu
foldpat : -0,5-1,25mm, kvarc-foldpat xenolit:
- 0,5-2cm szelesseg: 0,35-0,8mm szelesseg: 0,5mm, kvarc: kvarcxenokrisWy barnasvaros szlnu - 0,2-1,2 cm, iranyabanavekv6 darabokra szemcsemeret fra~enWtak
bazalt fele es6 oldalon megjelen6 klinopiroxenek igen gyakran kismerem (3-8 .urn) kvarc beagyazasokattartalmaznak (III. tabla,3. kip). F6leg az SEM felvetelek segitsegevel vall lehet6ve a klinopiroxenek mellett megjelen6 apatit-h1k egyertelmu azonositasais. A barnai Nagyk6i kvarc-foldpat aggregatumok szegelyenis SEM segitsegevel sikerult megfigyelniink a Na-szanidines foldpatok lebomlasahoz kapcsolodo jelensegeket, igy a szabalyos rajzolat6 atalakulasi nyomok, ahol rombusz alaku, kismerem (5-10 .urn) kvarc kristalyok talalhatok a foldpatos matrixban (III. tabla,4. kep).
Geokemiai vizsgalatok A reakciokoronak asvanyi fazisainak kemiai osszetetelet ]EOL SUPERPROBE JXA-8600elektronmikroszondaval elemeztiik a Firenzei Egyetem Foldtudomanyi TanszekenDr. Orlando VASELUsegitsegevel.A kesziilek hullamhossz-diszperziv (WDS) detektorral felszerelt muszer. A mintakban a kivalasztott fazisokon rendszerint 2-3 pont merest vegeztiink, mind az asvany magjaban, mind a peremen. Az elemzest termeszetes standardok segitsegevel, elemenkent 40 masodperces szamlalasi id6vel vegeztiik, es a nyers eredmenyeket ZAF-korrekcioval szamoltuk at. A mintaaram 10 nA, a gyorsitofeszultseg 15 kV volt. A mikroszondas vizsgalatok eredmenyeit mintankent, a modalis osszetev6knek megfelel6en targyaljuk. NBN17h minta (Barna, NagykO) A xenokristaly Na-szanidines osszetetelu foldpat (II. tablazat). A k6zetiiveg sziliciumban viszonylag szegeny (59,0 m/m%), aluminiumban (22,3 m/m%) gazdag es igen nagy K-tartalmu (6,9 m/m%) (III. tablazat). Zonassag nem azonosithato, hiszen a k6zetiiveg csak nagyon kis (10 .urn) foltokban talalhato a klinopiroxen h1k kozott. A klinopiroxenek diopszidos osszeteteluek es zonasak. A mag kisebb TiO2-' Na20-, FeO-, Al203-' nagyobb SiO2-' MgO-, CaO-tartalmu, mint a megfelel6 szegelyt kepez6 zona (IV. tablazat). A bazalt alapanyagaban
402
fiildtani Kiizliiny 133/3 II. ttibltizat.A foldpat m/m%-os atlagos kemiai osszetetele TableII Averagechemicalcompositionoffeldspars(mlm%)
meresekszarna: SiO2 AI2O3 FeO CaO Na20 K2O Total Si AI Fe2+ Ca Na K Ab An Or
NBN42 NBN41 NBN17 xenokristaly alapanyagbanxenokristaly xenokristalyszegelyxenokristaly 21 4 4 2 3 66,0 63,8 67,2 64,9 66,7 16,9 21,2 17,2 20,3 18,9 1,83 0,13 1,36 0,23 0,89 0,03 2,28 0,00 0,81 0,35 4,19 6,96 3,99 5,90 5,12 10,6 5,07 10,4 7,32 9,28 99,63 99,49 100,37 101,00 101,37 3,02 2,87 3,04 2,90 2,98 0,91 1,13 0,92 1,05 0,99 0,06 0,00 0,05 0,02 0,03 0,00 0,11 0,00 0,05 0,02 0,37 0,61 0,35 0,52 0,44 0,62 0,29 0,60 0,46 0,53 37,41 60,14 36,73 51,56 44,81 0,13 10,88 0,01 1,02 1,66 62,45 28,98 63,26 42,12 53,53
talalhat6 klinopiroxenek SiO2- es Na20-ban szegenyebbek, mig Al203- es FeOban gazdagabbak; osszeteteliik Ca-gazdag diopszid. A klinopiroxenekkel egyiitt megjelen6 apatit fluor-tartalmu. A befogad6 k6zet alkalibazaltos osszetetelu. NBN41 minta (Barna,Nagyko) A xenolit kvarcb61 es foldpatb61 felepiil6 k6zet. A foldpatok Na-szanidines osszeteteluek, ~O tartalmuk nemileg nagyobb az e16z6 mintahoz (NBNl7h) viszonyitva. A z6nas foldpatok szegelyet a magt61 nagyobb albit- es anortittartalom jellemzi, mig a befogad6 bazaltban talalhat6 foldpatok lenyegesen bazisosabbak (II. tabltizat).A klinopiroxenek diopszidos es egirines osszeteteluek. A diopszidon a mag es a szegelyek eseteben az e16z6 mintahoz hasonl6 tendenciat figyelhettiik meg: a szegelyen is els6sorban a mobilisabb elemek (Ti°2' Na20, FeO) koncentraI6dtak, ugyanakkor az Al203 esetebennem tapasztalunk novekedest. Az egirin lenyegesen nagyobb Na20- es FeO-tartalmaval ter el a diopszidt61. A kvarc lamellak mellett talalhat6 foldpatok osszetetelet a SEM vizsgaIatok saran energiadiszperziv m6dszerrel vizsgaItuk. Az ill talaIhat6 foldpatok osszetetelenagyon hasonl6 az atalakulast nem mutat6 z6nas foldpatok magjahoz (II. tabltizat). NBN42 minta (Barna,NagykO) Ebben a mintaban szinten kvarc- es foldpatb61 felepiil6 xenolit kepezi a reakci6 korona magjat. A xenolitok es a bazaltos alapanyag foldpatjainak osszetetele megegyezik az e16z6,NBN41 minta asvanyainak osszetetelevel (II. tablazat).A klinopiroxenek diopszidos es egirines osszeteteluek. A diopszid osszetetele azonos az NBN41 mintaban talalhat6 diopszid magjaval, azonban az egirin~
KovAcs I. et al.: Bazaltos kOzetekbenel6fordul6 kvarc esfoldpat xenokristalyok petrogenetikdja 403
III. tablazat. A kozetiiveg citlagos m/m%-os kemiai osszetetele Table III Average chemical composition of glasses (m/m%) ~
-NaJYk6 (NBNl7)
Hegyestd (HegyI)
xenokristaly
xenokristaly
mellett
mellett
k6zetiiveg
15 76,1 0,87 8,37 0,00 4,25 0,06 0,69 0,52 2,50 4,52 0,01 0,03 0,06 0,05 0,12 98,os
2 69,9 1,08 11,2 n.a. 3,85 0,13 0,71 0,39 2,48 3,73 n.a. n.a. n.a. n.a. n.a. 93,44
meresekszama: 1 5i02 59,0 Ti02 n.d. Al2O3 25,3 Cr2O3 n.d. FeO 0,14 MnO n.d. M.I!;O 0,11 CaO 5,34 Na2O 0,91 ~O 6,89 5rO O,os BaO 0,26 F n.d. 503 0,00 a 0,02 Total 98,14 n.d.=nem detektalt(not detected) n.a.=nemanalizaIt(not analyzed)
devitrifikal6dott
kOkill~
~:eg 2 48,8 1,32 19,9 n.a. 3,40 0,10 1,77 7,68 6,61 2,87 n.a. n.a. n.a. n.a. n.a. -92,46
eseteben kifejezett z6nassag tapasztalhat6. A mag kisebb mennyisegU TiO2-' FeO-, Na20-t es tobb CaO-, MgO-t tartalmaz, ugyanakkor a szegely osszetetelea NBN41 minta egirin magjanak kemiai osszetetelhezall kozelebb (IV; ttibltizat). HegyI minta (Ztinka,Hegyestii) A hegyesh1i xenokristaly kvarc, amelynek kornyezeteben a k6zetiiveg SiO2ben lenyegesen gazdagabb (76,0m/m %), mig Al203-ban szegenyebb(8,3 m/m %), mint azt a nagyk6i fold pat xenokristalyok kornyezeteben lattuk (III. ttibltizat).A kiils6 (bazaltos alapanyag fele es6) k6zetiivegz6na lenyegesen kevesebb SiO2-t (-50%), ugyanakkor tobb Al203-t (-20%) tartalmaz. A devitrifikal6d6 k6zetiivegz6naban lev6 foldpat atmeneti osszetetelt mutat az el6z6 ket iivegtipus kozott (II. ttibltizat). A klinopiroxenek osszetetele diopszidos es igen hasonl6 a foldpat xenokristalyok koriil megjelen6 diopszidok magjahoz (NBNl7H, NBN41 es NBN42; IV: ttibltizat).
A klinopiroxenben talaIhat6 kvarc magokat es az alabbi fazisokat a SEM vizsgalatok saran mertiik energiadiszperziv (EDAX) rendszerrel. A k6zetiivegben talaIhat6 kerekded karbonatok a vizsgalatok alapjan CaD mellett jelent6s mennyisegU FeO-t (-16 m/m %) es MgO-t (-:-18 m/m %) tartalmaznak. A xenokristalyban lev6 karbonaterek osszetetele megegyezik az iivegben el6fordu16 karbonatokeval. A xenokristalyban \ talaIhat6 k6zetiivegerek osszetetele jelen-
"-.,"-
~
~
IC
0\
~ 0\1C""""
C'l0.",
.,:;0 0
0\'"
~
FoldtaniKozlony133/3
'"
0
""
0\
8
"""'
""""
""""
0
8 C'l0\""0
""C'I"'C'I
~...,P.~ ~
8 ~~~1::: ..,. 8 ~a;~~
.,,"""'"
;; ~ ~ M ~ ~ 8 ~ ;; 8 ~. !$.8. ~.
8
8 -.t"" 00
0 0 0 0 0 0 0
";og;"';oooooooooo~~2:~
.000"'C'I-.tIC'"
:: 0 ~.0\0"""""""'~ ,..; 0 0
..0
C'I C'I
IC-.tICt--"""'0\""~"'-.t""~
0
."~ooO\o"'.,,Oot--,.,rooooooooooC'l"""'"
~ ~ ~ 8 ~ ~ t--.-.t.~. ~ ~. 8
0\0\0"""'C'I""C'I"""~~ t00\""" ",ooo~o""C'loo~"';oooooooooo~~~~
.,,"';oo~ot
~.C'l0\""$."",0.C'lC'I~0\""""ICC'lC'lIC C'I""O .'" ..,,~o
."
,..;
8 0t-- 88 ~~-.t~ 6,j. - C'I"'0\"'~C'l0"'1C""~""~0\~C'lO\"' to""'" .."t--0"1."""1C0.t--"'00t--~0 ..IC. -a~"" ~,.,roo"o."o~~oo~"';oooooooooo~~-.t~ ~ .~.
~
0\
~.E\
0
~09.0~
IC. 0\
C'I
0
8 0\ 88
8
8
t""""""
t0\ 0 IC ~
C'I ~
~Q+
0\ 0
-.t"" 0
""""
0
0
0
8
8
8
~~-.t~'"i.o.0\
t--.
"'0~0\ ~
~"'~0\
0\~t--.,,\
~ t
~Q
8 S
! ~
'".-
:8
!
~
0\
~
~
8 ~
0
N ~0 ~
~ '8
*< II~
'"'"
~:
bO~
+~Q
r~ '" ~ t--. O. IC. C'I.
IC.IC.O.C'I. . . . . . . . . . . .-.t ~ '"
0
'O\OOC'lt--O\oooo 000000000°t--"'
. 0\
IC
.00.
C'lC'I 0\ ~ 0.,,1C0\""~"""'1C0\ 8 ,.,r "1. C'!.0. t--. -.t. 0 ,..; C'I.o. C'I.~ 0.0. "'. IC.~. O. . o. o. 8. !$1C0\'" . t--.-.t. t--. ",ooo~o""C'I""o~""oooooooooo~~~~
C'I 0
.
0
""IC"'C'I"'IC-.tO\C'I-.t."", "'C'I' '" '" '." C'l000
. '."
0\0'" 0
""r_r."o . . 0\.t--"'0""1C~0 . . . . . . . . 0. . '
t-.t""~C'l1Ct--1Ct--0\-.t
0\
,.,r"",,0t--C'l";":;-.t0
~
~ Z
~~
'"
°Q
~
~ "" ~
~
=° ~ ~o
~
~
=Q8"" -a =", °;3
~
~~-!::'
--
~ :§ -.t ZQ = '7 ~
'"
t--." C'I
0t "'0\t t0t t-.t~ "C'I-.tC'l.,, 8 00 8 "'."1."1.~ ~-.t-.tC'l """'°"1.C'I' 'IC 0 "1.0\ 00 C'!.t--0\ 0 ~OOO~O~~OO~"';OOOOOOOOOOI:::~::~
8
"""-.tC'l~t--0t--C'l."t 0 '" ." 0 ~ '" ,..; 0
.
""00
~ooo~0~~oo8,..;oooooooooo~~~~
~t--t--"""~IC~C'lC'I""O\C'I"'000-.t -.t '" 0 '" '"i
0~0 -.t'C'I~ "'0000\0
.",..;,.,ro::o""C'I"';o~"';oooooooooo!$~~~
-.t"'~0t--0""C'l000\""0000000000~",0\."
C'!.~t
C'I
0\
'"
C'I
IC o
-=°;3~ ~ '?/J ~ ~~~ Z = ='"
.0000C'lt--0\0
E "0
..°;3-,= ~ =~8
t::: ~
8
00
404
~~
""'E
v ~ -"'Qi~
"'--'"
° °0
:~ ~ '~
~ ~ °-
Q
'
'" 0
~°-
~,§
~'"' -§ ~ '"
"'"
0o"::: bO'" ~8.
~8 ~"§ 'v ~ °~ ~ --Z .", ~I
~'.f'.J
~~Q
~
.~~ 0 ~
"" 0
Z°;3~ = ~.~ =o~
~'"
=
,;'8'"
r",
~
05~
~~ ~..;:
~
~~ :s
~~ -R
~
~
...°;3..J "'~
~°;3
""" OJ) '"
~'8 'S
=~ '8~ ~.. Q '"
~~
8"'~S~~~~~aZ~~~<~~~aZ~~~U)~~~8*
KovAcs I. et al.: Bazaitos kOzetekbeneI6forduI6 kvarc esfiiIdpat xenokristalyok petrogenetiktija
405
t6sen elter a xenokristalyt kozvetlenill ovez6 k6zetiiveg z6nahoz~szonyitva: kevesebb SiO2-t (50,0m/m %), nagyobb mennyiseg1i FeO-t (16,7m/m %) es A1203at (16,2 m/m %) tartalmaznak (III. ttibltizat).
Diszkusszi6 A petrografiai es geokemiai vizsgalatok alapjan megallapithat6, hogy a n6grad-gomorl nagyk6i es a Balaton-felvideki hegyesh1i bazaltos olvadekban a kvarc es foldpat xenokristalyok/xenolitok elter6 jelleg1i kemiai kolcsonhatason mentek keresztW. A n6grad-gomorl mintakban ugyanis nem, vagy nagyon alarendelt mennyiseg1i k6zetiiveget talalunk. Ebben az esetben a bazalttal kolcsonhat6 xenokristaly foldpat (NBNl7), illetve kvarcb61 es foldpatb61 cill6 savanyU xenolit (NBN41, NBN42). Az egirin megjelenese kizar6lag ezekhez a savanyU xenolitokhoz kapcsol6dik. A Balaton-felvideki Hegyesh1 esetebenigen szeles k6zetiivegz6nat talalunk a kvarc xenokristalyok korill, amelyekben gyakorlak a karbonatok. Az emlitett killonbsegek miatt a ket lel6helyet killon targyaljuk. A megfigyelt petrografiai es geokemiai jellemz6k ertelmezese el6tt azonban celszeru nehany, irodalomb61 ismert peldat bemutatni, mivel a hazai bazaltos kepz6dmenyek felzikus xenokristalyait meg ilyen szempontb61 nem vizsgaltak. A diszkusszi6ban kiteriink arra, hogy a xenokristalyok milyen m6don hasznalhat6k fel a befogad6 bazalt kemiai es fizikai fejl6desenek nyomonkovetesere, valamint a bazalt mozgasi sebessegenekmegbecslesere. A diffUzi6s folyamatok szerepea xenokristtilyok bazaltban forfenD old6dtisa sartin
Bazaltos k6zetek kvarc es foldpat zarvanyair61 es a korolottiik kialaku16 reakci6szegelyr61 reszletesebb ismereteket kiserleti munkak alapjan WATSON (1982), SAro (1975),DONALDSON (1985) es SHAW(2000),mig k6zettani megfigyelesek alapjan 1UHRet at. (1995)munkajab61 kaphatunk. A kiserletek saran szferikus kvarc es fold pat xenokristalyokat helyeztek el bazaltos olvadekban 1200-1500°C kozotti h6merseklet tartomanyban. A mintcikat ezek utan killonboz6 id6kozonkent gyorsan leh11tottek es az igy keletkezett reakci6termekeket vizsgaltak. A xenokristalyok olvadekba kerillesiiket kovet6en el6szor megolvadnak, majd az olvadekban intenziv diffUzi6s folyamat indul meg. A diffUzi6 a koncentraci6 killonbsegek hatasara letrejov6 reszecskearamlas, amelynek intenzitasat az un. Fick-egyenlet adja meg (I. egyenlet). (I)
h = Do(oC/°"i)
ahol: Do: diffUzi6s cilland6, OCi: adott elemre a koncentraci6killonbseg, °"i: tavolsag, Ji: diffUzi6s fluxus Ennek alapjan a diffUzi6 sebessegea kozegt61, az adott elemt61, a fennal6 koncentraci6 kiilonbsegt61 es a h6merseklett61fiigg. A diffUzi6, amelyet a valtoz6 kemai viszonyok (idegen anyag bekeriilese valamilyen elter6 osszetetel11
, 406
FoldtaniKozlony133/3
olvadekba) es a megemelked6 h6merseklet indit el, m6dositja az olvadek osszetetelet. A kvarc olvadasa azert kovetkezik be, mert a h6merseklet novekedese igen gyors, igy nincsen lehet6seg a magas h6mersekleten stabilis SiO2 valtozatok kialakulasara, ezert a hiliUtott szerkezet olvadassal reagal a gyors h6merseklet emelkedesre [pl. az olvadaspont kozeleben stabilis SiO2 m6dosulat - a krisztobalit - csak 1880 °C-on olvadna meg a kereg nyomasviszonyai mellett (PInLPOTTs1990)]. A megolvadt resz hatara ennekkovetkezteben a diffUzi6s front kozeleben huzhat6 meg. Az igy kialakul6 olvadek z6na mar konnyebben emeszt6dik fel a bazaltban, kolonosen hogyha ezt mechanikai tenyez6k (pl. forgas, mozgas az olvadekban) is el6segitik. WATSON (1982) es DONALDSON (1985) kiserletei alapjan a kvarc es fold pat "old6dasi" sebessege a h6merseklettel aranyosan novekszik (3,3x10-6 gs-Icm-I, 1400 °C-on, mig 1,5x10-6 gs-Icm-I 1300 °C-on a kvarc eseteben). Ennek megfelel6en nagyobb h6merseklet es hosszabb id6 eseten szelesebb z6na kepz6dik. Amennyiben a kvarc beagyaz6dasat kovet6en kialakul a diffUzi6s folyamat es a rendszer gyorsan lehw, akkor a xenokristalyt rendszerint k6zetiivegb61 an6 z6na ovezi. Kimutathat6, hogy a xenokristalyokat koriilvev6 olvadekz6naban els6sorban az a1kaliak koncentral6dnak. Ennek az az oka, hogy a Na es a K diffUzi6s sebessege riolitos osszetetelu szilikatolvadekokban nagyobb (10-6,46es 10-5,91m2/s sorrendben; JAMBON1982), mint a tobbi eleme, valamint aktivitasuk lenyegesen kisebb, mint bazaltos rendszerben (WATSON1976; RAYERSON & HESS1978). Ezert az alkaliak er6teljes vandorlasa indulhat meg a hatarz6na iranyaba a bazalt fe161.Az Si diffUzi6s sebessege azonban kicsi (-10-9 m2/s), ami egyreszt jelent6sen lelassitja a szilikatdus xenokristalyok bazaltban torten6 "old6dasat" es fenntartja a kozeget a tovabbi alkalia koncentral6dashoz. Termeszetesen az a1kaliak koncentral6dasa is csak addig tart, ameddig a megfelel6 koncentraci6 gradiens adott. DONALDSON (1985) vizsgalatai alapjan az "old6das" sebessegenek h6merseklet fiiggeset az Arrhenius-egyenlet segitsegevel is kifejezhetjiik (II. egyenlet), ezek alapjan az "old6dasi" entalpia (Llli) meghatarozhat6.
(II.) Z
= Axe(-L\H/RT)
ahol Z: old6dasi sebesseg, A: egyiitthat6,
-Llli: adott asvany old6dasi entalpiaja,
R: egyetemes gazanand6 DONALDSON(1985) eredmenyei megmutattak, hogy a foldpatok (oligoklasz es labradorit) nagyobb "old6dasi" entalpia erteket (50 es 47,7 Kcal mol-I) mutatnak, mint a kvarc (40,3 Kcal mol-I), eszerint a kvarc konnyebben emeszt6dik fel a bazaltban. SHAW (2000) bizonyitotta, hogy a kiserletek geometriai elrendezese is befolyasolja a kapott eredmenyeket. A kiserletei saran ha a kvarc szemcseket az olvadt bazalt tetejere helyezte, akkor a hatarz6naban kepz6d6 olvadek nem tudott hatekonyan keveredni a bazalttal. Ennek sunlsege (-2,45 g/cm3) ugyanis kisebb a bazaltenal (-2.85 g/cm3, KRESS & CARMICHAEL1991). Azokban az esetekben amikor a kvarc szemcsek a bazaltos olvadek ala keriiltek, a kialakul6 sunlseg kontraszt kovetkezteben konvekci6s aramok indultak meg, amelyek
KovAcs I. et al.: Bazaltos kOzetekbenel6fordul6 kvarc esfiildptit xenokristtilyok petrogenetiktija
407
segitsegevel a hatarfeluleten kifejlodott olvadekzona elhagyhatta a kvarc kornyezetet es "friss", meg kontaminalatlan bazalttal potl6dhatott. Ez a megfigyeles arra hivja fel a figyelmet, hogy esetenkent a diffUzi6, maskor a mechanikai keveredes jatsza a fontosabb szerepet az old6dasi sebessegmeghatarozasaban. Ha a hatarz6naban megjeleno olvadek nem rod eltavozni, akkor a koncentraci6 gradiens (oC/ox) csokkenni fog, mivel a z6na egyre vastagabb lesz (x no), ami a diffUzi6s sebessegcsokkenesehezvezet. Ebben az esetben a diffUzi6 fogja meghawozni az old6dasi sebesseget.Ha van lehetoseg az olvadekz6na eltavozasara a xenokristaly feliileterol, akkor a keveredes lesz az old6das sebessegel meghataroz6 faktor. Az olvadekz6na szeparal6dasa azonban nem olyan egyszerll, mert a szilicium gazdag olvadekok viszkozitasa altalaban lenyegesen nagyobb (25,9-171 Pas),mint a bazaltte (0,5 Pas; SHAW1972),igy mindig sziikseges az elegseges mertekll sl1rUsegkontraszt kialakulasa. Termeszetesen e ket szelso eset kozott a teljes atmenet megval6sulhat. Ezeknek a felismereseknek azert van jelentosege, mert segitsegiikkel megbecsiilheto a bazaltba keritlt xenokristalyok es a veliik kolcsonhat6 bazalt viselkedese (pl., mozgas intenzitasa).
Hegyesh'i (Bakony-Balaton-felvidek) A klinopiroxenjelentosegea reakci6koronaban A mar ismertetett klserleti munkak nem sz6lnak a klinopiroxen jelentosegerol, egyediil DONALDSON (1985) utal a klserletek soran az uveg mellett megjeleno pigeonitos osszetetelll klinopiroxenre, genetikajanak ertelmezese nelkiil. Igy a dolgozatban igyekszunk magyarazatot adni a klinopiroxenek keletkezesereis. A hegyestUi mintakban a reakci6koronaban megjeleno klinopiroxen diopszidos osszetetelll (IV. tablazat).Ha megnezflnk egy koncentraci6 proffit a kvarc xenokritaly es a befogad6 bazalt kozott, j61latszik, hogy a xenokristalyt ovezo uvegben az alka1iak, az AI es a Fe koncentral6dik jelentosebb mennyisegben. A klinopiroxen esetebena Mg es Ca dusulasa a szembeotlo. Az Fe az egyetlen elem, amely folyamatos novekedest mutat a bazalt fele. Az alka1iak koncentral6dasa ertelmezheto a diffUzi6s fejezetben leirtak szerint a szilikatgazdag uvegben (1. abra). Az olvadekz6naban talaIhat6 diopszid kis AI-tartalma szembeotlo, osszevetve a bazaltos alapanyag klinopiroxenjevel (IV. tablazat).Ez egyreszt a klinopiroxenekkel erintkezesben leva olvadek igen nagy Si-tartalmaval (-73 m/m%; III. tablazat),masreszt pedig a viszonylag kis kepzodesi nyomassal magyarazhato. A nagy Si-tartalom hatasara a klinopiroxenben leva tetraederes pozici6k teljesen feltoltodnek Si-mal, ahhoz azonban, hogy az AI az oktaederes koordinaci6ba keriilhessen magasabb nyomasra lenne sziikseg. MegaIIapithat6, hogy a hegyestUi kvarc xenokristalyok reakci6 koronajaban talaIhat6, diopszidos osszetetelll klinopiroxenek az olvadekz6na es a bazaltos olvadek hataran kristalyosodtak, ahol a kevesbe mobilis Mg es Ca is jelentosebb mennyisegben volt jelen a savanyU olvadekz6naban. Az ill kialakult kemiai osszetetelnek es homersekletnek megfelelo, eppen kristalyosod6 fazis az AI-szegeny diopszid volt, amely kvarc beagyazasokatis tartalmaz (III. tabla,3. kep).Ezek a kvarc "magok" a xenokristaly-
-
408
foldtaniKozlony133/3
25
~
.'.,
--e-
20
TiO.
... ~ ~~
-.&-
~ ~ 15
-+-
FeO
~
---
MgO
:. ~ ~~ =
~ ~
=
1. I
5~05 10 J!
CaO
:6 ~ ~
~
-*-*-
S
0 k~ 1. libra. Koncentraci6profil
AI.O.
kOzetiiwg
klinoproxen
a hegyeshii kvarc xenokristaly
reakci6koronajan
Na.O KsO
lBZalt keresztW
fig. 1. Concentration profile across reaction rim of quartz xenocrysts from Hegyestu basalt (concentrations are given in weight percent; kvarc=quartz, kOzetiiveg=glass, diopszid=diopside, bazalt=basalt)
r6llet6rt kisebb, a riolitos olvadekban usz6 kristalyok lehettek, amelyek kedvezo kemiai felteteleket biztositottak a klinopiroxenek kristalyosodasanak megindulasahoz. Karbontitokkeletkezese az olvadekzontiban A szilicium-gazdag szilikatolvadekok szerkezeti jellemzoit celszeni r6viden 6sszefoglalni a karbonatok keletkezesenek pontosabb megismeresehez. Az olvadekok szerkezetenek meghatarozasara elsosorban a kozetiivegek vizsgalata (FARNAN1997; STEBBINS & Xu 1997), valamint szamit6gepes modellezesek kinalnak lehetoseget (BENOITet at. 2001). Az in situ m6dszerek hasznalata napjainkban meg korlatozott. Kozetiiveg vizsgalatok es szamit6gepes modellezesek ravilagitottak arra, hogy az olvadekban is kialakulnak kiil6nb6zo koordinaci6val jellemezheto domenek. A legaltalanosabbak a negyes koordinaci6ju szilicium tetraederek, de az aluminium is megjelenhet hasonl6 formaban, sot a vizsgalatok alapjan akar 6t6s koordinaci6ban is elofordulhat. A t6bbi kation altalaban magasabb foku koordinac6s poliederek centrumaban talalhat6. Ismert, hogy a Ca, Mg es Fe2+nem kedvez a szilicium es aluminium tetraederek polimerizal6dasanak. Polimerizal6das saran a tetraederek az oxigeneken keresztiil egyre kiterjedtebb hal6zatot hoznak letre, aminek merteke aranyos az olvadek szilicium tartalmaval. Az elobb emlitett kationok meretiiknel es t6ltesiiknel fogva megt6rik ezeket a polimerizalt lancokat, egyre t6bb "nem k6to oxigent" (NBO: non bridging oxygen) eredmenyezve. Kiserleti munkak ramutattak arra, hogy a CO2 olvadekban val6 old6dast kontrollal6 egyik legfontosabb faktor az NBO/f aranyszam (T a tetraederes koordinaci6k szama), amely minel nagyobb annal
KovAcs I. et al.: Bazaltos kOzetekbenel6fordul6 kvarc esfoldptit xenokristtilyok petrogenetiktija 409
nagyobb az oldhat6 CO2 mennyisege az olvadekban (BROOKER et al. 2001).A CO2 ket formaban old6dhat szi1ikatosolvadekban, molekularis szen-dioxid (C°z) es karbonat (C032-) formajaban (KING & HOLaWAY2002), amelyet az olvadekban jelenievo "nem kola oxigenek" befolyasolnak elsosorban (III. egyenIet). (III) CO2 + 02-
= C032-
Ezek alapjan ertheto, hogy a riolitos olvadekok kisebb mennyisegU C02-t
oldanak - azt is molekulansCO2formajaban-, hiszen igen sok tetraederjohet letre, amelyek ossze is kapcsol6dnak, igy a nero kola oxigenek mennyisege jelentosen lecsokken (NBO/f arany kicsi). Bazaltos rendszerekben a CO2 ezzel szemben C022- formajaban old6dik nagyobb mennyisegben. Intermedier rendszerekben mindket forma megtalaIhat6, azonban az olvadek novekvo H2O tartalmaval parhuzamosan az osszes oldott CO2 is novekszik ugy, hogy a novekedes elsosorban a CO32- mennyisegenek novekedeseben nyilvanul meg, mikozben a molekulans CO2 mennyisege csokken (KING& HOLaWAY2002). A hegyestUi kvarc xenokristaIyokat ovezo olvadekz6naban talaIhat6 kerekded karbonatok ankerites osszeteteluek (III. tabla, 3. kep). A karbonatok eredetere vonatkoz6an a geokemiai es szoveti jelIegzetessegeik alapjan ket lehetoseg korvonalaz6dott. Az egyik lehetoseg szerint a karbonatok az olvadekz6nab61 kristaIyosodtak. Ezt sugalIja kerekded megjelenesiik es az, hogy az olvadekkaI kepezett hatarfelilletiikon nincsen kemiai heterogenitas. Felvetodik a kerdes, hogy tomegegyensUly szamitas alapjan, amennyiben a karbonat es az iiveg modalis aranyat es osszetetelet ismerjiik az eredeti (karbonatot is tartalmaz6) olvadek osszetetele meghatarozhat6-e. A tomegegyensUly szamitas alapjan a riolitos olvadekban mintegy 6,6 m/m % CO2-nek kelIett volna oldott aIIapotban lennie. Ahhoz, hogy az adott homersekleten (kb. 1250°C) es nyomason (kb. 3 kbar) meghatarozzuk a riolitos olvadekban oldhat6 CO2 mennyiseget a VolatiIeCalc Excel@-hezkeszillt Visual Basic alapu programot hasznaItuk (NEWMAN& LOWENSTERN 2002). A 3 kbar-os nyomaserteket azert vaIasztottuk a szamitasokhoz, mert ez az ertek felel meg a kozepso kereg nyomasviszonyainak, ahonnan a xenokristaIyok legval6szln11bben keriilhettek a bazaltos olvadekba. Ezzel a szamitassal (3 kbar-t feltetelezve), egy maximalis oldott CO2 mennyiseget kapunk, hiszen ennel kisebb nyomas eseteben,kisebb mennyisegU C02-t kepesek oldatban tartani az olvadekok. Az olvadekba kerilles homersekletet PUTIRKA et al. (1996)m6dszerevel becsilltiik meg, ami a k1inopiroxen es a vele egyensUlyban leva olvadek osszetetelen alapszik. A diopszidos k1inopiroxenekkel a xenokristaIyokat ovezo kozetiiveg tartott egyensUlyt. A szamitasokhoz a H2O mennyisegenek az ismerete is sziikseges, amit a kozetiiveg mikroszondas elemzesek 100%-hoz viszonyitott hianyab61 becsilltiik meg (ami kb. 2 m/m%). Az aIka1mazottm6dszer 1245°C :f: 40 °C egyensUlyi homersekletet adott (III. tablazat).Ezen a homersekleten egy savanyU olvadek lenyegesen kisebb mennyisegU CO2-t kepes oldani (mindossze 0,10-0,11 m/m%i TAMICet al. 2001), mint a tent szamitott ertek. Kovetkezeskeppen iIyen nagy mennyisegU oldott anyag nero lehetett jelen az olvadekban. A karbonatok keletkezese tehat inkabb ugy magyarazhat6, hogy a C02-re nezve
.>
410
fo/dtaniKoz/ony 133/3
telitett kozetiivegbol folyamatosan kristalyosodott a karbonat, mikozben a befogad6 bazaltos olvadek biztosftotta az anand6 CO2 utanp6tlast a savanyU olvadekban. A CO2 diffUzi6s sebessegeriolitos olvadekban viszonylag nagy (10-7,18m2fs, WATSON1991)/ lehetoseget teremtve ezzel a bazaltb61 torteno I/gyorsl/ utanp6tl6dasara. Ezt alatamasztja az is, hogy az adott P-T viszonyok kozott a bazalt lenyegesen tobb CO2-t keres oldani (0/35 m/m%), fgy a riolitos olvadek es a bazalt kozotti koncentraci6 gradiens az elobbi iranyaba mutat. Az olivin fenokristalyok szilikatolvadek-zarvanyainak fluid fazisai szinte tiszta CO2b61 allnak/ ez szinten megerosfti a befogad6 bazalt igen jelentos CO2-tartalmat, mar a kristalyosodas kezdeti fazisaban is (KornAY et at. sz6beli koz1es). Az elkepzelesnek azonban ellentmond az iiveget koriilvevo klinopiroxen jelenlete, amely lassfthatja es megakadalyozhatja a CO2 hatekony diffUzi6jat. A vizsgalt kozetiiveg Ca-tartalma kisebb (0/52 m/m%), mint a kiserleti munkak olvadekz6nai (6/05-4/69 m/m%i SHAW2000)/ ez is megerosftheti a karbonatok olvadekb61 val6 kristalyosodasat, lecsokkentve ezzel a rendszer Ca-tartalmat. A kvarc xenokristalyt koriilvevo teljes (tehat a karbona tot is magaba foglal6) kozetiiveg tomegegyensuly szamftasok alapjan ad6d6 Ca-tartalma igen kozel an a kiserletek saran kepzodott iiveg osszetetelehez. Erdemes megemliteni, hogy szinten vizsgalataink saran lettiink figyelmesek a befogad6 bazalt alapanyagaban talalhat6 elsz6rt, kismerett1 karbon at elofordulasokra, amelyek szovetileg hasonl6ak a kozetiivegben leva karbonatokhoz. A bazalt jelentos karbonattartalmahoz a Balaton-felvidek medencealjzataban talalhat6 karbonatos kepzodmenyek is hozzajarulhattak (BODO2000). Egy alternativ meggondolas szerint, a karbonat mar a bazaltba keriiles elott a xenokristaly reszet kepezte es csak a bazalt felfUto hatasara mobilizal6dott ujra. Ezt alatamasztja a nagyobb karbonatokban megjeleno feregszen1szoveti elemek es a xenokristalyt es az olvadekz6nat is egyarant athal6z6, vekony karbonat-erek (III. tabla, 3. kip). A sajatos szoveti elemek esetleg atoroklott iiledekes, vagy diagenetikus belyegek lehetnek, amelyek I/tWeltek" a bazalt felfUtohatasat. A bazaltmozgasaralevonhat6kovetkeztetesek A megfigyelt olvadekz6nak vastagsaga es kemiai jellege nagy hasonl6sagot mutat SHAW(2000)azon kiserletehez, amikor a kvarcot a bazaltos olvadek tetejen helyezte el. Ilyenkor a xenokristalyt ovezo savanyU olvadekz6na nem rod a st1n1segkiilonbseg miatt a bazaltos olvadekba keriilni es megmarad a xenokristaly es a bazalt hataran. Esetiinkben ezt a feltetelt nehez elkepzelni, mert a xenokristalyt minden oldalr61 a bazaltos olvadek ovezte. Az olvadekz6na megorzodese sokkal inkabb kef masik tenyezonek koszonheto. Az egyik a viszkozitaskontraszt, amely a kis viszkozitasu bazalt es a nagyobb viszkozitasu riolitos olvadekz6na kozott alakul ki. Ez nehezebbe teszi a bazalt szamara az olvadekz6nak levalasztasata xenokristalyokr61. Masreszrol az olvadekz6na kiilso reszen kialalul6 klinopiroxen korona szinten elosegiti az olvadekz6na megorzodeset. Termeszetesenaz is elkepzelheto, hogy a xenokristaly bazaltba keriileset kovetoen a bazaltos magma mar nem vegzett intenzfv mozgast, ami az olvadekz6na eltt1nesehez vezethetett volna. A bazalt a felszmre keriilest
KovAcs I. et a/.: Baza/tos k6zetekbene/6fordu/6 kvarc esfii/dpat xenokrista/yok petrogenetiktija
411
k6vetoen gyorsan lehult, amit az olvadekzona iiveg formajaban t6rteno megorzodese tamaszt ala. A xenokristaly
tartozkodasi
ideje a magmaban es a bazalt emelkedesi sebessege
LUHRet at. (1995) megfigyelesei alapjan, mint azt mar emlitettiik, lassu hUles eseten a kozetiiveg helyett, vele megegyezo kemiai 6sszetetelu, rendszerint szanidines f6ldpat kepzodik. Az is elofordul, hogy a folyamat saran a felzikus xenokristaly teljesen felemesztodik es csak klinopiroxenbOl es kozetiivegbOl vagy szanidinbol iillo aggregatum marad vissza. A kozetiiveg zona szelessegees a magma becsiilt homerseklete alapjan megadhato a felfele mozgo magma emelkedesi sebessege(WATSON 1982;LUHRet at. 1995).A modszer lenyege, hogy klserleti adatok alapjan, adott homersekleten meghatarozhato a kvarc "oldodasi sebessege".A vizsgalathoz csak olyan zarvanyokat hasznaltuk tel, ahol a kozetiiveg zona jelen volt, tehat a felszmre szallftast k6vetoen a lava gyorsan lehUlt. A kozetiiveg zona szelessegealapjan meghatarozhato a xenokristalyok tartozkodasi ideje a befogado magmaban. A kvarc befogado magmaba keriilesenek k6riilbeliili melysegenek es a tartozkodasi ido ismereteben az emelkedes sebessege megbecsUlheto. Ezek alapjan a Hegyesmn megfigyelt kozetiiveg zona szelessegetfigyelembe veve megbecsiiltiik, hogy a xenokristaly kb. mennyi idol t6lt6tt a bazaltos olvadekban. A kozetiiveg zona legnagyobb szelessege1 mm. Az 1210,1250,1300acra [amelyet PUTIRKA et at. (1996)mar emlitett modszerevel becsiiltiink] vonatkozo kvarc oldodasi sebesseget (mm/h-ban megadva) DONALDSON(1985) klserleti munkaja alapjan adtuk meg. A kozetiiveg zona szelessegenekes az oldodasi sebessegneka hanyadosabol meghataroztuk a keresett tartozkodasi idol. Ezek alapjan a kvarc xenokristalyok kb. 13-28 oral tartozkodhattak a bazaltos olvadekban. Erdemes megemliteni, hogy a nograd-g6m6ri bazaltokban talalhato k6peny xenolitokon vegzett fluidzarvany vizsgalatok alapjan a bazalt kb. 36 ora alatt erte el a felszmt a MOHO-tol szamitva (SZABO& BODNAR1996). Ezzel az altalunk becsiilt 13-28 oras tartozkodasi ido jo 6sszhangban van, mivel a kvarc xenokristalyok legfeljebb a k6zepso kereg k6rnyeken kerUlhettek a bazaltba es ezert kevesebb idol tartozkodtak abban a felszmre keriilesig.
Nagyko (N6grad-Gomor) Felzikus xenolitok
Az ill talalt xenokristalyok f6ldpatok, valamint a kvarcb6l es f6ldpatbol felepii10 xenolitok savanyu kozetzarvanyok, amelyek dezintegralt t6redekeit kepviselhetik a f6ldpatok. A xenolitok legfontosabb tulajdonsaga a kozetiiveg zona hianya. A klinopiroxenek (diopszid es egirin) a xenolitot k6zvetleniil 6vezik (1. tabla, 4. kip; II. tabla, 1., 2. kip). Mindket klinopiroxen zonassagot mutat, ahol a szegelyek bazaltos elemekben (Na, Al, Ti) gazdagodnak (1~ tablazat).Az egirin elsosorbana
,~
412
Fiildtani Kiizliiny133/3
kvarc kristaIyok kozeleben helyezkedik el, mig a diopszid szemcsekelsosorbana bazalttal hataros teriileten es a xenolit foldpatjainak kozeleben (I. tabla, 4. es II. tabla 2. kip). A xenolitokban talaIhato foldpatok szinten zonassagot mutatnak, es a szegely ezekben az esetekben bazisosabb osszetetelu (An es Ab komponenseben gazdagabb, II. tablazat,es III. tabla,4. kip). A fentiek alapjan a xenolitok eseteben a kovetkezo fejlodesi modellt vazolhatjuk. A homerseklet emelkedes hatasara elsosorban a kvarc szemcsekmenten olvadas kovetkezett be. Ezt alatamasztja a xenolitban megfigyelt folyasos strukturak es a gyakori szilikatolvadek-zarvanyok, valamint az eroteljesen rezorbeaIt kvarc kristaIyok jelenlete (II. tabla,3. kip). A bazalttal valo kolcsonhatas eredmenyekent a xenolitban keletkezo olvadek Mg-, Ca- es Fe-ban is gazdagodott. Ezt kovetoen indult meg a diopszidos klinopiroxenek kristaIyosodasa azokon a helyeken, ahol Ca es Mg nagyobb mennyisegben volt jelen, tehat a bazalt kozeleben es a foldpatok mellett. A diopszid kristaIyosodasanak hatasara, a savanyU olvadekbol kivonodott a Ca es Mg, ezzel meg savanyUbba es alkalia gazdagabbateve a visszamarado olvadekot. A nagy szilicium, alkalia- (elsosorban
Na) esFe3+-tartalomaz egirin kristaIyosodasanak kedvezett.Ezt alatamasztjaaz . is, hogy az egirin a kvarc szemcsekkoriil a xenolit belsejeben is megjelenik, ahol nyilvanvaloan adott volt a megfelelo alkalia- es Si-tartalom (I. tabla,4. kip). A rendszer valoszint1leg lassu leht1lesen ment keresztiil, hiszen a xenolitot ovezo zonaban kozetiiveg nem figyelheto meg, az olvadeknak volt ideje foldpatkent kikristalyosodni. Ellenben a xenolitban levo foldpatok zonasak (III. tabla, 4. kip) es a szegelyek bazisosabb osszeteteluek, ami a befogado bazalt hatasaval magyarazhato. Valoszinuleg ezek a fold pat zonak reprezentaIhatjak a befogado bazalt felfUto hatasara megolvadt anyagot, amely bazaltos elemekben es Na-ban gazdagodhatott, majd a lassu leht1les eredmenyekent foldpatkent kristaIyosodhatott ujra. Ezt a feltetelezest megerosfti az is, hogy a felzikus melysegi kozetek eseteben az inverz zonassagnem gyakori, fgy ennek letrejotte csak valamilyen utolagos hatassal (pl. a bazalt felfuto hatasaval es ujraolvadassal) magyarazhato. Ebben az esetben is elvegeztiik a kepzodesi homerseklet meghatarozasat, ugy hogy az egyensUlyi olvadekkent a killso foldpat zona osszetetelet es a diopszid magjat vettiik figyelmbe. PUTIRKA et al. (1996) modszerevel szamolva 1326 :t 40 °C homersekletet kaptunk, ami egy kicsit magasnak hinik. Ennek oka az lehet, hogy az olvadek kozelftesere a xenolitban levo foldpatok szegelyet hasznaItuk tel. A mindket fajta klinopiroxen (egirin es diopszid) zonai bazaltos elemekben gazdagodtak. Ez azzal magyarazhato, hogy a magreszek kristaIyosodasa a szilard fazisra nezve kompatibilisebb elemek (Mg, Ca) mennyiseget lecsokkentette az olvadekban, ezaItal relative gazdagitotta az inkompatibilisebb elemeket (Na, Ti, AI). Ehhez a tendenciahoz hozzajarult az is, hogy a bazaltb61a diffUzio reven es a foldpatok olvadasa soran is gazdagodott a rendszer ezekben az elemekben. A bcirnai Nagykon talaIt felzikus xenolitok a bazalt felfUto hatasara megolvadtak. A xenolitok csak kisebb merteku olvadason mentek keresztiil. Az olvadas kovetkezteben alakultak ki az ujjszeru, kvarcb61 es foldpatb61 a1lo kepletek a xenolit belsejeben. Ezt kovetoen a rendszer lassubb leht1lesen esett at, amit a kozetiiveg hianya es a fold pat zonak jelenlete is alatamasztanak. A lassabb
KovAcs I. et al.: Bazaltos k6zetekbenel6fordul6 kvarc esfoldpat xenokristalyok petrogenetiklija
413
lehii1est a xenolit nagyobb merete is okozhatta, ugyanis igy lassabban mozoghatott a felszin iranyaba, mint a kisebb merem xenokristaIyok. A foldpat xenokristalyok
a bazaltban
A megfigyelt xenokristaIyok osszetetelemegfelel a felzikus xenolitban talaIhat6 foldpatokenak (II. tablazat).A reakci6koronaban ebben az esetben mar (ha csak kis foltok formajaban is) kozetiiveg is megjelenik (I. tabla,2. kip), amelynek osszetetele bazisosabb,mint amit a hegyestili kvarc xenokristaIyok esetebentapasztaltunk (III. tablazat).A klinopiroxenek osszetetelediopszidos es kozel megegyezik a kvarcb61 es foldpatb61 felepiilo xenolitok klinopiroxenjenek osszetetelevel.Az egirin ebben az esetben hianyzik, ami alatamasztja azt, hogy az egirin elsosorban a sziliciumban es alkaliakban egyarant gazdag helyeken, foleg a kvarc es foldpat szemcsek hataran fordul elo. A letoredezett kisebb foldpat darabok koriil tehat csak diopszid formaI6dasara van lehetoseg. A diopszid ebben az esetbenis z6nas, ami az elozoekben mar ismertetett okokra vezetheto vissza. Erdemes kiemelni, hogy a hegyesmi kvarc xenokristaIyok koriil is diopszid talaIhat6 egy vastagabb olvadekz6na es a bazalt hataran, ahol a kialakul6 klinopiroxen osszetetelet mar sokkal inkabb a bazaltos olvadek hatarozta meg. A fold pat xenokristaIyok osszeteteliik es a reakci6koronak hasonl6sagaalapjan a xenolitok szettoredezett darabjait reprezentaIjak. Igy betekintest kaphatunk a xenolitok bazaltban torteno felemesztodesenekfolyamataba is, ahol a xenolitok a fazishatarok menten reszlegesenmegolvadtak, majd szettoredeztek es az egyes szemcsekfokozatosan olvadtak tel a bazaltban.
Kovetkeztetesek A xenokristaIyok petrografiai es geokemiai vizsgaIatanak eredmenyekent az alabbi kovetkeztetesek vonhat6k Ie: A bazalt felffito hatasara a xenokristaIyokban/xenolitokban olvadas kovetkezett be a bazaltos olvadekkal hataros reszeken. Az olvadek a diffUzi6 reven gazdagodik bazaltos elemekben (Na, Ti, Al,). A xenokristaIyokat ovezo, bazaltb61 gazdagodott olvadekz6naban klinopiroxen kristaIyosodasa indul meg 1200-1300°C homersekleten. A kristaIyosod6 klinopiroxen a kvarc es foldpat xenokristaIyok koriil diopszidos osszetetelu. A kvarcb61 es foldpatb61 felepiilo felzikus xenolitok eseteben egirin is megjelenik, elsosorban a kvarc szemcsek- nagy Si- esalkalia-tartalmukornyezeteben. A klinopiroxeneket kis Al-tartalom jellemzi, amely a nagy Si-tartalom es a viszonylag kis nyomas eredmenye. A hegyesmi kvarc xenokristaIyok koriil megjeleno kozetiivegz6na grOTS lehii1esre utal. A z6na szelesegealapjan a xenokristaIy kb. 13-28 6rat tolthetett a bazaltban kb. 1250°C-on. Az olvadekz6na iivegkent val6 konzervaI6dasa a bazaltos magma kis viszkozitasat es viszonylag nyugodt mozgasat jelzi. A kerekeded karbonatok a xenokristaIyt ovezo olvadekz6naban vagy az olvadekb61 val6 kristaIyosodassal kapcsol6dnak.
.,;.
414
FoldtaniKozlony133/3
A nagyk6i fold pat xenokristalyok es xenolitok eseteben k6zetiiveg, csak foltokban jelenik meg. Az olvadas "emlekeit" a foldpatok szegelyei rogzitik, amelyek jelenlete arra utal, hogy a rendszer lassubb hUlesenment kereszti.il,mint a hegyestUi Felda.
Koszonemyilvamtas A szerz6k halaval tartoznak Friedrich KOLLERnek(Becsi Egyetem), TOROK Kalmannak, FALUSGyorgynek es ZAJACZZoltannak a hasznos es termekenyit6 szakmai beszelgetesekert.Halasak vagyunk HARANG! Szabolcsnaka HegyI minta rendelkezesiinkre bocsatasaert.Koszonet illeti a PRO RENOVANDA CULTURA HUNGARIAE alapitvanyt a munkahoz nyUjtott anyagi tamogatasaert, valamint Orlando VASELutes Filippo OLMIt (Firenzei Egyetem) a mikroszondas elemzesek saran nyUjtott nelkiilozhetetlen segitsegiikert. Koszonettel tartozunk a Litoszfera Fluidum Kutat6 Laborat6rium tagjainak. Vegezetiil, de nero utol6sorban, szeretnenk koszonetet mondani TOROKKalmannak es EMBEy-lsZTIN Antalnak konstruktlv lektori tevekenysegiikert, amellyel hozzajarultak a dolgozat szlnvonalanak emelesehez. Ez a dolgozat a Litoszfera Fluidum Kutat6 Laborat6rium 16. publikaci6ja.
lrodalom - References BAKER, M. B., GROVE, 'I L., KINZLER, R. J., DONELLZ-NoLAN,
J. M. & WANDLESS, G. A. 1991: Origin
of
compositional zonation (high-alumina basalt to basaltic andesite) in the Giant Crater lava field, Medicine Lake volcano, northern California. - Journal. Geophys. Res. 96, 21819-21842. BAU, E., SZAB6, Cs., VASELU,O. & TOROK,K. 2002: Significance of Silicate Melt Pockets in Upper Mantle
Xenolithsfrom the Bakony-BalatonHighland VolcanicField, WesternHungary. - Lithos.61, 79-102. BALOGH, K, ARVA-S6s, E. & PECSKAY,Z. 1986: KlAr dating of post-sarmatian alkali basaltic rocks in Hungary. - Acta Mineralogica-Petrographica. 28, 75-93. BENorr, M., ISPAS,S. & TuCKERMAN,M. E. 2001: Structural properities of molten silicates from ab initio molecular-dynamics simulations: Comparison between CaO-Al203-SiO2 and SiO2' - Physical Review B. 64, 205-224. Boo6 ~ 2000: A Bakony-Balatonfelvideki Vulkani Teriilet hidrogeokemiai vizsgaIata. Diplomamunka. - ELTE, K6zettani es Geokemiai Thnszek. 88 p. BROOKER,R. A., KaHN, S. C., HOLOWAY,J. R., McMILLAN, ~ F. 2001: Structural controls on the solubility of CO2 in silicate melts. Part I: bulk solubility data. - Chemical Geology 174, 225-239. DOE, B. R., LiPMAN, ~ W & HEDGE, C. E. 1969: Primitive and contaminated basalts from the southeastern Rocky Mountains, U. S. A. - Contrib. Mineral. Petrol. 21, 142--156. DONALDSON,C. H. 1985: The rates of dissolution of olivine, plagioclase, and quartz in a basalt melt. Minerological Magazine 49, 683-693. DOWNES,H., EMBEY-IsZTIN,A., & THIRWALL,M. E 1992: Petrology and geochemistry of spinel peridotite xenoliths from the western Pannonian Basin (Hungary): evidence for an association between enrichment and texture in the upper mantle. - Contribution to Mineralogy and Petrology 109, 340-354. EMBEY-IsZTIN,
A.,
DoWNES,
H.,
JAMES,
D.
E.,
UPTON,
B. G.,
DOBOS!,
G.,
INGRAM,
G. A.,
HARMON,
R. S. &
ScHRABER!,H. G. 1993: The petrogenesis of pliocene alkaline volcanic rocks from the Pannonian Basin, Eastern Central Europe. - Journal of Petrology 34/2, 317-343.
KovAcs I. et al.: Bazaltos kOzetekbenel6fordul6 kvarc esfiildptit xenokristtilyok petrogenetiktija
FARNAN,I. 1997: Structural
chemistry:
415
Oxygen bridges in molten glass. - Nature 390,14-15.
GROVE,'I 1., KINZLER, R. J., BAKER,M. B., DoNNEL-NoLAN J. M. & LESHERC. E. 1988: Assimilation of granite by basaltic magma at Burnt Lava flow, Medicine Lake volcano, northern California: decoupling of heat and mass transfer. - Contrib. Mineral. Petrol. 99,320-343. JAMBON,A. 1982: lracer diffusion in granitic melt. - J. Geophys. Res. 87, 10797-10810. JUGOVICS,L. 1968a: Eszak-magyarorszagi - Salg6tarjan k6rnyeki bazaItteriiletek. - MAEI Evkiinyve 68, 145-166. JUGOVICS,L. 1968b: A BaIaton-felvidek
es a Tapolcai-medence
bazaItteriileteinek
felepitese. - MAEI
Evkiinyve 68, 223-243. KEMPTON, E D., DOWNES, H. & EMBEY-IsZTIN,A. 1997: Mafic granulite xenoliths in Neogene alkali basalts from the western Pannonian Basin: insights into the lower crust of a collapsed orogen. Journal of Petrology 38, 941-970. KING, E L. & HOLOWAY,J. R. 2002: CO2 solubility and speciation in intermediate (andesitic) melts: The role of H2O and composition. - Geochimica et Cosmochimica Acta 66, 1627-1640. KovAcs, I. & ZA.JACZ,Z. 2000: A n6grad-g6m6ri alkali bazaItban el6fordul6 kumulat zarvanyok petrografiai es geokemiai vizsgalata. - ELTE, K6zettan es Geokemiai Tanszek, illK dolgozat (kezirat). 47 p. KovAcs, I., ZA.JACZ,Z. & SZAB6, Cs. 2003: History of the Lithosphere beneath the N6grad-G6m6r Volcanic Field, Carpathian-Pannonian Region (N-Hungary/S-Slovakia). - K6zlesre elfogadva a Tectonophysics-ben. KRESS,v: C. & CARMICHAEL,I. S. E. 1991: The compressibility of silicate liquids containing Fe203 and effect of composition, temperature, oxygen fugacity and pressure on their redox states. - Contrib. Mineral. Petrol. lOS, 82-92. LUHR, E J., PiER, G. J., ARANDA-GOMEZJ. J. & PODOSEK,A. E 1995: Crustal contamination in early Basinand-Range hawaiites of the Los Encinos Volcanic Field, central Mexico. - Contrib. Mineral. Petrol. liS, 321-339. NEWMAN, S. & LoWENsTERN,J. B. 2002: VolatileCalc: a silicate melt-H20-C°2 VISUal Basic for excel. - Computers & Geosciences28, 597-604. PlmPO1TS, A. R. 1990: Principles of igneous and metamorphic
solution model written in
petrology. - Prentice Hall, New Jersey,
49Sp. PlrrIRKA, K., JOHNSON, M. KINZLER, R. LONGIll, J. & WALKER, D. 1996: Thermobarometry of mafic igneous rocks based on clinopyroxene-liquid equilibra, 0-30 kbar. - Contrib. Mineral. Petrol. 123, 92-10S. RAYERSON,F. J. & HESS, E C. 1978: Implications of liquid-liquid liquid partitioning. - Geochim. Cosmochim. Acta 42, 921-932.
distribution
coefficients
to mineral-
SAra, H. 1975: Diffusion coronas around quartz xenocrysts in andesite and basalt from Tertiary volcanic region in Northeastern Shikoku, Japan. - Contrib. Mineral. Petrol. 50, 46--64. SHAW, C. S. J. 2000: The effects of experiment geometry on the mechanism and rate of dissolution quartz in basanite at 0.5 GPa and 1350 .C. - Contrib. Mineral. Petrol. 139, 509-525. . SHAW, H. R. 1972: Viscosities of magmatic silicate liquids; an empirical Sci. 272, 870-893. STEBBINS,J. R. & Xu, Z. 1997: NMR evidence for excess non-bridging glass. - Nature 390, 60-62.
method of prediction.
- Am. J.
oxygen in an aluminosilicate
SZAB6, Cs., HARANGI, Sz. & CSONTOS,L. 1992: Review of Neogene and Quaternary Carpathian-Pannonian region. - Tectonophysics 208, 243-256. SZAB6, Cs. & TAYLOR,L. A. 1994: Mantle Volcanic Field, Carpathian-Pannonian
of
volcanism
of the
petrology and geochemistry beneath the N6grad-G6m6r region. - International Geology Review 36, 328-358.
SZAB6, Cs. & BODNAR,R. J. 1996: Changing magma ascent rates in the N6grad-G6m6r Northern Hungary/Southern Slovakia: Evidence from CO2-rich fluid metasomatized upper mantle xenolits. - Petrology 4/3, 221-230.
Volcanic Field inclusions in
TAMIc, N., BEHRENs, H. & HoLITZ, F. 2001: The solubility of H2O and CO2 in rhyolitic equilibrium with a mixed CO2-H2O fluid phase. - Chemical Geology 174, 333-347.
melts in
TOROK, K. 1995: Garnet breakdown reaction and fluid inclusions in a garnet-clinopyroxenite xenolith from Szentbekkal1a (Balaton-HighIand, Western Hungary). -Acta Vulcanologica 7, 285-290. TOROK, K 2002: Ultrahigh-temperature metamorphism of a buchitized xenolith from the basaltic tuff of Szigliget (Hungary). - Acta Geologica Hungarica 45, 175-192.
';.
416
Foldtani Kozlony 133/3
WA1$ON, B. E. 1976: Two-liquid partition coefficients: experimental data and geochemical implications. - Contrib. Mineral. Petrol. 56, 119-134. WA1$ON, B. E. 1982: Basalt contamination by continental crust: some experiments and models. Contrib. Mineral. Petrol. 80,73-87. WA1$ON, B. E. 1991: Diffusion of CO2 and a in hydrous
silicic to intermedier
magmas. - Geochim.
Cosmochim. Acta 55, 1897-1902. ZAJACZ,Z. & SZABO,Cs. 2003: Origin of sulfide inclusions in cumulate xenoliths from Nograd-Gomor Volcanic Field, Pannonian Basin (North Hungary/South Slovakia) - Chem. Geol.194,105-117. Kezirat beerkezett: 2003. 03. 10.
Tablamagyarazatok - Explanations of Plates I. tabla - Plate I 1. A bcirnai Nagykorol szcirmaz6 bazaIt foldpat (fp) xenokristaIy komyezeteben megjeleno megnyUlt diopszid (di) es szabalytalan alaku kozetiiveg (gi) foltok (NBNI7h mintai IN). Feldspar (fp) xenocryst from NagykO basalt (NBN17h sample) at Barna surrounded by elongated diopsides (di) and patches of glass (gl) (plane-polarized light) 2. Reszletes felvetel az NBNI7h bazalt minta foldpat (fp) xenokristaIycirol
es komyezeterol.
A
reakciokoszorU megnyUlt diopszidot (di) es apatit (ap) tliket tartalmaz (IN) Detailed textural image of feldspar (fp) xenocryst (NBN17h sample) and its reaction rim with diopside (di) and apatite (ap) needles (plane-polarized light) 3. Foldpat (fp) xenokristaIy teljes olvadasa ulan keletkezett megnyUlt diopszid (di) keves kozetiiveggel (gi). A diopszid kristaIyok szemcsenagysaga a befogado bazalt iranyaban fokozatosan csokken (NBNI7h mintai IN) Elongated diopsides (di) and small glass (gl) patches after totally melted feldspar (fp) xenocryst. Sizes of diopsides gradually decreasetowards the host basalt (NBN17h sample; plane-polarized light) 4. KvarcbOl (q) es Na-szanidinbOl (fp) felepUlo xenolit a bamai Nagykorol szcirmazo bazaItban. A kvarcot egirin (aeg), mig a foldpatot diopszid (di) korona ovezi. A xenolit komyezeteben a bazaItban kozetiiveg zona lathato (NBN42 mintai IN) Xenolith composed of Na-sanidine (fp) and quartz (q) from NagykO basalt (NBN42 sample), Barna. Quartz grains are surrounded by aegirine (aeg), whereas diopside (di) can befound close to feldspars. Around the xenolith a glass zone can be observed in the host basalt (plane-polarized light) II. tabla - Plate II 1. Reszletes felvetel Na-szanidin kvarcbOl (q) es Na-szanidinbOl
(fp) komyezeteben megjeleno diopszid (di) kristaIyokrol allo xenolitban. A xenolit komyezeteben kozetiiveg zona (gi)
figyelheto meg (NBN42 minta, IN) Detailed image of Na-sanidine (fp) surrounded by diopsides (di) from xenolith which is composedofNasanidine and quartz (q). Around the xenoliths glass (gl) can be seen (NBN42 sample, plane-polarized light) 2. Reszletes felvetel
kvarc (q) komyezeteben
megjeleno
zonas egirin
(eag) es
-
a befogado
bazaIthoz kozel eso reszben - zOnas diopszid (di) kristaIyokr61 kvarcbOl es Na-szanidinbOl (fp) allo NBN41 xenolitban. A xenolit komyezeteben solei kozetiiveg zona figyelheto meg a bazaltban (IN) Detailed image of quartz (q) surrounded by zoned aegirines (aeg) and diopsides (di) from xenolith which is composed of Na-sanidine (fp) and quartz. Around the xenoliths dark glass can be seen in the host basalt from NagykO, Barna (NBN42 sample, plane-polarized light) 3. Reszlegesen megolvadt, kvarcbOl (q) es Na-szanidinbOl (fp) felepUlo xenolit ujjszeru kvarc kepletekkel (NBN41 minta, + N). Partially melted xenolith composedof Na-sanidine (fp) and quartz (q) showing characteristic finger-like fabric of quartz (NBN41 sample, cross-polarized light)
KovAcs I. et al.: Bazaltos kOzetekbenelofordul6 kvarc es/iildpat xenokristalyok petrogenetiktija
417
4. Kvarc (q) xenokristaly komyezeteben megjelen6 reakci6korona, ami egy bels6, diopszid (di) es egy kiils6, k6zemveg (gi) z6nabOi cillo A minta a zanka melletti Hegyesm bazaltjabOl szarmazik (HegyI minta, + N) Quartz (q) xenocryst surrounded by diopsides (di) and glass (gl) in basalt from Hegyestu, Ztinka (HegyI sample, cross-polarized light) ill. tabla - Plate III 1. Reszletes felvetel
kvarc
k6zemvegb61 (gi) cill6
(q) xenokristaly
- reakci6koronar61
komyezeteben megjelen6 - diopszidbOl (di) es a zankai Hegyesm bazaltjaban. A k6zemveg zOna
karbonatot (cb) is tartalmaz (HegyI minta, +N) Detailed image of quartz (q) xenocryst surrounded by reaction zone of diopsides (di) and glass (gl) in basalt from Hegyestu, Zanka. The reaction zone also contains carbonate (cb) globule (HegyI sample, cross-polarized light) 2. Reszletes felvetel kvarc (q) xenokristaly koriil megjelen6 - diopszidbOl (di) es k6zemvegb61 cill6 (gi) - reakci6koronar61 a zankai Hegyesm bazaltjaban. A k6zemveg z6na karbonatot (cb) is tartalmaz (HegyI minta, IN) Detailed image of quartz (q) xenocryst surrounded by reaction zone of diopsides (di) and glass (gl) in basalt from Hegyestu, Ztinka. The reaction zone also contains carbonate (cb) globule (HegyI sample, plane-polarized light)
3. A kvarc (q) xenokristaly koriil kia1akult- diopszidbOl(di) es k6zemvegb61cill6 (gi) reakci6korona a zankai Hegyesm bazaltjaban BSE felvetelen. A k6zemvegben kerekded karbonat (cb) csom6k, a diopszid metszetekben kvarcmagok lathat6k (HegyI minta) BSE image of reaction corona of diopside (di) and glass (gl) around quartz (q) xenocryst in basalt from Hegyestu, Ztinka. Carbonate (cb) blebs in glass and quartz grains in the cores of diopsides can be also seen (HegyI sample) 4. KvarcbOl (q) es z6nas Na-szanidinb61 (fp) felepiil6 xenolit (NBN4I minta) es reakci6koronaja a barnai Nagyk6r61 szarmaz6 bazaltban BSE felvetelen. A kvarcot his egirin (eag), mig a foldpatot f6leg oszlopos diopszid (di) veszi kOriil BSE image of xenolith composed of quartz (q) and zoned Na-sanidine (fp) and its reaction zone from NagykO basalt (NBN4I sample), Barna. Quartz grains are surrounded by aegirine (aeg) needles,
whereas feldspars aresurrounded byelongated diopsides (di)~
--... 418
Foldtani Kozlony 133/3 I. tibIa - Plate I
M
V
-
KovAcs I. et al.: Bazaitos kOzetekbeneiofordulo kvarc tis fiJ'Idptit xenokristtilyok petrogenetiktija
II. tabla - Plate II
*
..~-
~
"'..
~
419
420
'""J
Fo/dtaniKoz/ony133/3
""'\
III. tabla - Plate III
IC ('I ('I 0 ...
> ~ 0 ('I 'II 01 IQ
[ 0 '"
I
~
..
'
