Peridotit

Peridotitický xenolit ze San Carlos na jihozápadě Spojených států. Jedná se o typický peridotit bohatý na olivín, proříznutý centimetr silnou vrstvou zelenočerného pyroxenitu.

Peridotit je hustá, hrubozrnná vyvřelá hornina, tvořená převážně minerály olivínem a pyroxenem. Tato hornina pochází ze zemského pláště. Její složení se liší v závislosti na obsahu minerálů v hornině. Obecně je bohatá na hořčík, se znatelným množstvím železa a méně než 45 % oxidu křemičitého. Proto se označuje jako ultrabazická nebo ultrabazická. Složení některých peridotitových konkrecí nabízí pohled na materiály a procesy, které se podílely na rané historii Země.

Peridotit je také vyhledáván pro svou ekonomickou hodnotu. Některé horniny se těží pro ozdobný kámen známý jako peridot, což je olivín drahokamové kvality. S peridotitem se často vyskytují sulfidické rudy niklu a platiny a chromitová forma chromu. Při hydrataci za nízkých teplot se z peridotitu stává serpentin, který může obsahovat chryzotilový azbest a mastek.

Klasifikační schéma pro peridotit a pyroxenit na základě poměrů olivínu a pyroxenu. Světle zelená oblast zahrnuje nejběžnější složení peridotitu ve svrchní části zemského pláště (částečně převzato z Bodinier a Godard (2004)).

Výskyt

Peridotit je dominantní horninou svrchní části zemského pláště. Získává se buď ve formě pevných bloků a úlomků, nebo krystalů nahromaděných z magmat vzniklých v plášti.

Složení peridotitových konkrecí nalezených v některých bazaltech a diamantových rourách (kimberlitech) je obzvláště zajímavé, protože poskytují vzorky kořenů pláště kontinentů, vynesených z hloubek od přibližně 30 km (km) do 200 km a více. Některé z konkrecí uchovávají poměry izotopů osmia a dalších prvků, které zaznamenávají procesy před více než třemi miliardami let. Poskytují tak vodítka ke složení raného zemského pláště a složitosti procesů, které v něm probíhaly. V důsledku toho mají zvláštní význam pro paleogeology.

Typy peridotitů

• Dunit: Skládá se z více než 90 % olivínu, obvykle s poměrem hořčíku a železa přibližně 9:1.
• Harzburgit: Skládá se převážně z olivínu plus ortopyroxenu a relativně nízkého podílu bazaltických složek (granát a klinopyroxen jsou vedlejšími složkami).
• Wehrlit: Složen převážně z olivínu plus klinopyroxenu.
• Lherzolit: Skládá se převážně z olivínu, ortopyroxenu (běžně enstatitu) a klinopyroxenu (diopsidu) a má poměrně vysoký podíl bazaltických složek (granátu a klinopyroxenu). Částečné tavení lherzolitu a extrakce frakce taveniny může zanechat pevný zbytek harzburgitu.

Složení

Peridotity jsou bohaté na hořčík, což odráží vysoký podíl olivínu bohatého na hořčík. složení peridotitů z vrstevnatých vyvřelých komplexů se značně liší a odráží relativní podíly pyroxenů, chromitu, plagioklasu a amfibolu. Mezi méně významné minerály a skupiny minerálů v peridotitu patří plagioklas, spinel (běžně minerál chromit), granát (zejména minerál pyrop), amfibol a flogopit. V peridotitu je plagioklas stabilní při relativně nízkých tlacích (v hloubkách zemské kůry), hlinitý spinel při vyšších tlacích (do hloubek kolem 60 km) a granát při ještě vyšších tlacích.

Pyroxenity jsou příbuzné ultramafické horniny, které se skládají převážně z ortopyroxenu a/nebo klinopyroxenu; mezi minerály, které mohou být přítomny v menším množství, patří olivín, granát, plagioklas, amfibol a spinel.

Původ a rozšíření

Předpokládá se, že peridotity vznikly dvěma základními způsoby: (a) jako plášťové horniny vzniklé během akrece a diferenciace Země; nebo (b) jako kumulativní horniny vzniklé vysrážením olivínu a pyroxenů z bazaltických nebo ultrabazických magmat. Tato magmata nakonec vznikají ze svrchního pláště částečným tavením plášťových peridotitů.

Peridotit je dominantní horninou zemského pláště v hloubce nad přibližně 400 km. Pod touto hloubkou dochází k přeměně olivínu na minerál s vyšším tlakem. Oceánské desky se skládají až z asi 100 km peridotitu pokrytého tenkou kůrou. Tato kůra, běžně silná asi 6 km, se skládá z čediče, gabra a drobných sedimentů. Peridotit pod oceánskou kůrou, „abyssální peridotit“, se nachází na stěnách riftů v hlubokomořském dně.

Oceánské desky jsou obvykle v subdukčních zónách subdukovány zpět do pláště. Některé kusy však mohou být procesem zvaným obdukce uloženy do kontinentální kůry nebo přes ni přetlačeny, místo aby byly sneseny dolů do pláště. K obdukci může dojít během orogeneze (vzniku pohoří), například při srážkách jednoho kontinentu s druhým nebo při vzniku ostrovního oblouku. Kusy oceánských desek usazené v kontinentální kůře se označují jako ophiolity. Typické ophiolity se skládají převážně z peridotitu s přidruženými horninami, jako je gabro, polštářový čedič, komplexy diabasových prachovců a červený čert. Jiná tělesa peridotitu byla uložena do horských pásem jako pevná tělesa, ale nezdá se, že by souvisela s ophiolity, a byla nazývána „orogenní peridotitové masivy“ a „alpské peridotity“.

Peridotity se také vyskytují jako úlomky (xenolity – úlomky hornin, které se obalí větší horninou, když se tato hornina vyvíjí a tvrdne) vynášené magmaty z pláště. Mezi horniny, které běžně obsahují peridotitové xenolity, patří čedič a kimberlit. Některé vulkanické horniny, někdy nazývané komatiity, jsou tak bohaté na olivín a pyroxen, že je lze rovněž označit za peridotit. Malé kousky peridotitu byly dokonce nalezeny v měsíčních brekciích.

Horniny ze skupiny peridotitů jsou na povrchu neobvyklé a jsou velmi nestabilní, protože olivín při teplotách typických pro svrchní část zemské kůry a na povrchu Země rychle reaguje s vodou. Mnoho, ne-li většina povrchových výchozů byla alespoň částečně změněna na serpentinit, což je proces, při kterém se pyroxeny a olivíny přeměňují na zelený serpentin. Tato hydratační reakce zahrnuje značné zvětšení objemu za současné deformace původních textur. Serpentinity jsou mechanicky slabé, a proto v zemi snadno tečou. V půdách vyvinutých na serpentinitu rostou charakteristická rostlinná společenstva, což je dáno neobvyklým složením základní horniny. Jeden z minerálů skupiny serpentinitů, chryzotil, je druhem azbestu.

Morfologie a textura

Některé peridotity jsou vrstevnaté nebo jsou samy vrstvami, jiné jsou masivní. Mnoho vrstevnatých peridotitů se vyskytuje v blízkosti báze těles vrstevnatých gabrových komplexů. Jiné vrstevnaté peridotity se vyskytují izolovaně, ale možná kdysi tvořily součást velkých gabrových komplexů.

Jak vrstevnaté, tak masivní peridotity mohou mít některou ze tří hlavních textur:

1. Dobře utvářené krystaly olivínu oddělené jinými minerály. To pravděpodobně odráží původní ukládání sedimentů olivínu z magmatu.
2. Rovnokrystalické krystaly s přímými hranicemi zrn, které se protínají pod úhlem přibližně 120°. To může být důsledkem pomalého ochlazování, při němž rekrystalizace vede k minimalizaci povrchové energie.
3. Dlouhé krystaly s nerovnými křivolakými hranicemi. To je pravděpodobně důsledek vnitřní deformace.

Mnoho výskytů peridotitu má charakteristické textury. Například peridotity s dobře utvářenými krystaly olivínu se vyskytují hlavně jako vrstvy v gabrových komplexech. „Alpské“ peridotity mají obvykle nepravidelné krystaly, které se vyskytují jako více či méně serpentinizované čočky ohraničené zlomy v pásmech zvrásněných pohoří, jako jsou alpské oblasti, pásma pacifického pobřeží a v Apalačském podhůří. Peridotitové konkrece s nepravidelnou ekvigranulární texturou se často vyskytují v alkalických bazaltech a v kimberlitových rourách. Některé peridotity bohaté na amfibol mají koncentrickou vrstevnatou strukturu a tvoří části plutonů nazývaných zonální ultramafické komplexy aljašského typu.

Příbuzné horniny

Komatiity jsou vzácným vulkanickým ekvivalentem peridotitu.

Eklogit, hornina složením podobná čediči, je tvořen především sodným klinopyroxenem a granátem. Eklogit je s peridotitem spojen v některých xenolitech a v horninách metamorfovaných za vysokých tlaků při procesech souvisejících se subdukcí.

Ekonomická hodnota

Peridotit je pojmenován podle drahokamu peridot, sklovitě zeleného drahokamu, který se těží v Asii a Arizoně (Peridot Cove). Některé peridotity se těží na ozdobný kámen.

Peridotit, který byl hydratován při nízkých teplotách, tvoří serpentin, jehož součástí může být chryzotilový azbest (forma serpentinu) a mastek.

Vrstevnaté intruze s kumulovaným peridotitem jsou obvykle spojeny se sulfidickými nebo chromitovými rudami. Sulfidy spojené s peridotity tvoří rudy niklu a platinoidních kovů. Většina dnes ve světě používané platiny se těží ve vyvřelém komplexu Bushveld v Jihoafrické republice a ve Velké hrázi v Zimbabwe. Chromitové pásy běžně spojené s peridotity jsou hlavními světovými rudami chromu.

Poznámky

• Blatt, Harvey a Robert J. Tracy. 1995. Petrologie: Igneous, Sedimentary, and Metamorphic, 2. vydání. New York: W.H. Freeman. ISBN 0716724383.
• Bodinier, J.-L., and M. Godard. 2004. „Orogenní, ofiolitické a abysální peridotity“. In Plášť a jádro. Edited by R.W. Carson. Amsterdam: Elsevier Pergamon. ISBN 0080437516.
• Farndon, John. 2006. The Practical Encyclopedia of Rocks & Minerály: Jak najít, určit, sbírat a udržovat nejlepší exempláře na světě, s více než 1000 fotografiemi a uměleckými díly. Londýn: Lorenz Books. ISBN 0754815412.
• McBirney, Alexander R. 2006. Igneous Petrology, 3. vydání. Jones & Bartlett. ISBN 0763734489.
• Pellant, Chris. 2002. Horniny a minerály. New York: Dorling Kindersley. ISBN 0789491060.
• Shaffer, Paul R., Herbert S. Zim a Raymond Perlman. 2001. Rocks, Gems and Minerals (Horniny, drahokamy a minerály). New York: Martin’s Press. ISBN 1582381321.