Rock Provenance με μεθόδους Petrologic

Αργά ή αργότερα, σχεδόν κάθε βράχος στη Γη χωρίζεται σε ιζήματα και το ίζημα μεταφέρεται κάπου αλλού με βαρύτητα, νερό, άνεμο ή πάγο. Βλέπουμε αυτό να συμβαίνει κάθε μέρα στη γη γύρω από μας, και το ροκ κύκλου ετικέτες που αποτελούν σύνολο συμβάντων και διαδικασιών διάβρωση.

Θα πρέπει να μπορούμε να δούμε ένα συγκεκριμένο ιζήματα και να πούμε κάτι για τους βράχους από τους οποίους προήλθε. Εάν σκέφτεστε ένα βράχο ως έγγραφο, το ίζημα είναι αυτό το έγγραφο τεμαχισμένο. Ακόμα κι αν ένα έγγραφο είναι τεμαχισμένο σε μεμονωμένες επιστολές, για παράδειγμα, θα μπορούσαμε να μελετήσουμε τα γράμματα και να πούμε πολύ εύκολα σε ποια γλώσσα γράφτηκε. Εάν υπήρχαν κάποιες λέξεις που διατηρήθηκαν, μπορούσαμε να φανταστούμε το θέμα του εγγράφου, το λεξιλόγιό του, ακόμη και την ηλικία του. Και αν μια φράση ή δύο ξεφύγει από τεμαχισμό, ίσως μάλιστα να το ταιριάξουμε με το βιβλίο ή το χαρτί από το οποίο προήλθε.

Αυτό το είδος έρευνας για τα ιζήματα ονομάζεται μελέτη προέλευσης. Στη γεωλογία, η προέλευση (rhymes με "providence") σημαίνει πού προέκυψαν τα ιζήματα και πώς πήραν εκεί που είναι σήμερα. Σημαίνει να εργάζεστε προς τα πίσω ή προς τα πάνω από τους κόκκους των ιζημάτων που έχουμε (τα κομμάτια) για να πάρετε μια ιδέα για το βράχο ή τους βράχους που υπήρχαν (τα έγγραφα). Είναι ένας πολύ γεωλογικός τρόπος σκέψης και οι έρευνες προέλευσης εξερράγησαν τις τελευταίες δεκαετίες.

Η προέλευση είναι ένα θέμα που περιορίζεται σε ιζηματογενή πετρώματα: ψαμμίτη και ομίχλη. Υπάρχουν τρόποι χαρακτηρίζοντας τους πρωτόλιθους των μεταμορφωμένων βράχων και τις πηγές των πυριγενών βράχων όπως γρανίτης ή βασάλτης, αλλά είναι ασαφής σε σύγκριση.

Το πρώτο πράγμα που πρέπει να γνωρίζετε, καθώς σκέφτεστε το δρόμο σας προς τα πάνω, είναι ότι η μεταφορά των ιζημάτων αλλάζει. Η διαδικασία μεταφοράς διασπά τα πετρώματα σε ολοένα και μικρότερα σωματίδια από το ογκόλιθο στο μέγεθος του πηλού, με φυσική τριβή. Και την ίδια στιγμή, τα περισσότερα από τα ορυκτά στο ίζημα αλλάζουν χημικά, αφήνοντας λίγες ανθεκτικές. Επίσης, η μακρά μεταφορά σε ρεύματα μπορεί να ταξινομήσει τα ιχνοστοιχεία σε ιζήματα από την πυκνότητα τους, έτσι ώστε ελαφρά ορυκτά όπως χαλαζία και άστριος να μπορούν να προχωρήσουν μπροστά από βαριά όπως μαγνητίτη και ζιργκόν.

Δεύτερον, όταν το ίζημα φτάσει σε ένα σημείο ανάπαυσης - μια ιζηματογενής λεκάνη - και μετατρέπεται ξανά σε ιζηματογενές βράχο, μπορεί να σχηματιστούν νέα ορυκτά διαγενετικές διεργασίες.

Επομένως, οι μελέτες προέλευσης απαιτούν να αγνοήσετε κάποια πράγματα και να απεικονίσετε άλλα πράγματα που υπήρχαν παρών. Δεν είναι εύκολο, αλλά βελτιωνόμαστε με την εμπειρία και τα νέα εργαλεία. Αυτό το άρθρο επικεντρώνεται στις πετρολογικές τεχνικές, που βασίζονται σε απλές παρατηρήσεις των ορυκτών κάτω από το μικροσκόπιο. Αυτό είναι το είδος των μαθημάτων γεωλογίας που μαθαίνουν οι μαθητές στα πρώτα μαθήματα εργαστηρίων τους. Η άλλη κύρια μελέτη σπουδών προέλευσης χρησιμοποιεί χημικές τεχνικές και πολλές μελέτες συνδυάζουν και τις δύο.

Οι μεγάλες πέτρες (φαινοκλάστες) στο συσσωματώματα είναι σαν απολιθώματα, αλλά αντί να είναι δείγματα αρχαίων ζωντανών πραγμάτων είναι δείγματα αρχαίων τοπίων. Ακριβώς όπως οι ογκόλιθοι σε μια κοίτη του ποταμού αντιπροσωπεύουν τους λόφους ανάντη και ανηφορικά, οι ομαδοποιημένες ακτινοβολίες γενικά μαρτυρούν για την κοντινή ύπαιθρο, όχι περισσότερο από μερικά δεκάδες χιλιόμετρα μακριά.

Δεν αποτελεί έκπληξη ότι τα χαλίκια των ποταμών περιέχουν κομμάτια των λόφων γύρω τους. Αλλά μπορεί να είναι ενδιαφέρον να ανακαλύψουμε ότι τα βράχια σε ένα συγκρότημα είναι τα μόνα που έχουν απομείνει από λόφους που εξαφανίστηκαν πριν από εκατομμύρια χρόνια. Και αυτό το είδος γεγονότος μπορεί να έχει ιδιαίτερη σημασία σε χώρους όπου το τοπίο έχει αναδιαμορφωθεί από την υπαιτιότητα. Όταν δύο ευρέως διαχωρισμένες προεξοχές συγκροτημάτων έχουν το ίδιο μείγμα κλασμάτων, αυτό είναι ισχυρή απόδειξη ότι κάποτε ήταν πολύ κοντά μαζί.

Μια δημοφιλής προσέγγιση για την ανάλυση καλά διατηρημένων ψαμμίτες που πρωτοστάτησαν γύρω στο 1980 είναι η ταξινόμηση των διαφορετικών τα είδη των κόκκων σε τρεις τάξεις και να τα σχεδιάσετε με τα ποσοστά τους σε ένα τριγωνικό γράφημα, ένα τριμερές διάγραμμα. Ένα σημείο του τριγώνου είναι για 100% χαλαζία, το δεύτερο είναι για το 100% άστριο και το τρίτο είναι για 100% λιθικά: θραύσματα βράχου που δεν έχουν υποστεί πλήρη υποβάθμιση σε απομονωμένα ορυκτά. (Οτιδήποτε δεν είναι ένα από αυτά τα τρία, συνήθως ένα μικρό κλάσμα, αγνοείται.)

Αποδεικνύεται ότι τα πετρώματα από ορισμένες τεκτονικές ρυθμίσεις καθιστούν τα ιζήματα - και τις ψαμμίτες - εκείνο το οικόπεδο σε αρκετά συνεπή μέρη σε αυτό το τριμερές διάγραμμα QFL. Για παράδειγμα, τα πετρώματα από το εσωτερικό των ηπείρων είναι πλούσια σε χαλαζία και δεν έχουν σχεδόν καμία λιθίαση. Οι βράχοι από τα ηφαιστειακά τόξα έχουν μικρό χαλαζία. Και οι βράχοι που προέρχονται από τους ανακυκλωμένους βράχους των οροσειρών έχουν λίγους άστρους.

Όταν είναι απαραίτητο, οι κόκκοι του χαλαζία που είναι στην πραγματικότητα λιθικά κομμάτια του χαλαζίτη ή του κεράτινου μάλλον παρά κομμάτια απλού κρυστάλλου χαλαζία μπορούν να μεταφερθούν στην κατηγορία των λιθίων. Αυτή η ταξινόμηση χρησιμοποιεί ένα διάγραμμα QmFLt (μονοκρυσταλλικό χαλαζία-άστριο-συνολικά λιθικά). Αυτά δουλεύουν πολύ καλά λέγοντας τι είδους πλάκα-τεκτονική χώρα έδωσε την άμμο σε ένα δεδομένο ψαμμίτη.

Εκτός από τα τρία κύρια συστατικά τους (χαλαζία, άστριος και λιθικά), οι ψαμμίτες έχουν μερικά δευτερεύοντα συστατικά, ή βοηθητικά ορυκτά, που προέρχονται από τους βράχους πηγής τους. Εκτός από τον μαρμαρυγία μαρμαρυγία, είναι σχετικά πυκνά, επομένως συνήθως ονομάζονται βαριά μέταλλα. Η πυκνότητα τους καθιστά εύκολο να διαχωριστούν από τον υπόλοιπο ψαμμίτη. Αυτά μπορεί να είναι ενημερωτικά.

Για παράδειγμα, μια μεγάλη περιοχή πυριγενών πετρωμάτων είναι ικανή να αποφέρει κόκκους σκληρών πρωτογενών ορυκτών, όπως το augite, ilmenite ή chromite. Τα μεταμορφωμένα terranes προσθέτουν πράγματα όπως γρανάτη, ρουτίλ και staurolite. Άλλα βαριά μέταλλα όπως μαγνητίτη, τιτανίτη και τουρμαλίνη μπορούν να προέλθουν από τα δύο.

Ζιρκονίτης είναι εξαιρετική μεταξύ των βαριών μεταλλευμάτων. Είναι τόσο ανθεκτικό και αδρανές ώστε να μπορεί να αντέξει για δισεκατομμύρια χρόνια, να ανακυκλώνεται ξανά και ξανά όπως τα νομίσματα στην τσέπη σας. Η μεγάλη επιμονή αυτών των zircons zircons έχει οδηγήσει σε ένα πολύ ενεργό πεδίο έρευνας προέλευσης που ξεκινά με τον διαχωρισμό εκατοντάδων μικροσκοπικών κόκκων ζιρκονίου, προσδιορίζοντας την ηλικία του καθενός χρησιμοποιώντας ισοτοπικές μεθόδους. Οι ατομικές ηλικίες δεν είναι τόσο σημαντικές όσο το μείγμα των ηλικιών. Κάθε μεγάλο βράχος έχει το δικό του μείγμα ζιρκονίων και το μείγμα μπορεί να αναγνωριστεί στα ιζήματα που διαβρώνονται από αυτό.

Οι μελέτες προέλευσης από ζιρκόνιο είναι ισχυρές και τόσο δημοφιλείς στις μέρες που συχνά συντομογραφούνται ως "DZ." Αλλά βασίζονται σε ακριβά εργαστήρια και εξοπλισμό και προετοιμασία, γι 'αυτό χρησιμοποιούνται κυρίως για υψηλό payoff έρευνα. Οι παλαιότεροι τρόποι κοσκίνισης, διαλογής και μέτρησης κόκκων ορυκτών εξακολουθούν να είναι χρήσιμοι.