Peridotit

Peridotit xenolit San Carlosból, az Egyesült Államok délnyugati részéről. A kőzet tipikus olivinben gazdag peridotit, amelyet egy centiméter vastagságú zöldes-fekete piroxenit réteg vág át.

A peridotit sűrű, durva szemcséjű vulkáni kőzet, amely főként olivin és piroxén ásványokból áll. Ez a kőzet a földköpenyből származik. Összetétele a kőzet ásványianyag-tartalmától függően változik. Általában magnéziumban gazdag, jelentős mennyiségű vasat tartalmaz, és kevesebb mint 45 százalék szilícium-dioxidot. Ezért ultramafikusnak vagy ultrabázikusnak nevezik. Egyes peridotitgumók összetétele betekintést nyújt a Föld korai történetében szerepet játszó anyagokba és folyamatokba.

A peridotitot gazdasági értéke miatt is keresik. A kőzet egy részét a peridot néven ismert díszkőért bányásszák, amely drágakőminőségű olivin. A peridotithoz gyakran társulnak a nikkel és a platina szulfidos ércei, valamint a króm kromit formája. Ha alacsony hőmérsékleten hidratálódik, a peridotit szerpentinné alakul, amely tartalmazhat krizotil azbesztet és talkumot.

A peridotit és piroxenit osztályozási diagramja az olivin és piroxén arányai alapján. A halványzöld terület a peridotit leggyakoribb összetételeit foglalja magába a földköpeny felső részén (részben Bodinier és Godard (2004) alapján).

Előfordulása

A peridotit a földköpeny felső részének domináns kőzete. Vagy szilárd tömbök és töredékek, vagy a köpenyben képződött magmákból felhalmozódott kristályok formájában nyerhető.

A bizonyos bazaltokban és gyémántcsövekben (kimberlitekben) található peridotitcsomók összetétele különösen érdekes, mert ezek mintákat szolgáltatnak a kontinensek köpenygyökeréből, amelyeket mintegy 30 kilométer (km) és 200 km vagy annál nagyobb mélységből hoztak felszínre. A gócok némelyike megőrzi az ozmium és más elemek izotóparányait, amelyek több mint hárommilliárd évvel ezelőtti folyamatokat rögzítenek. Így nyomokat szolgáltatnak a Föld korai földköpenyének összetételéről és a lezajlott folyamatok összetettségéről. Következésképpen különösen érdekesek a paleogeológusok számára.

A peridotit típusai

• Dunit: Több mint 90 százalékban olivinből áll, jellemzően 9:1 körüli magnézium-vas arányú.
• Harzburgit: Főleg olivinből és ortopiroxénből, valamint viszonylag kis arányban bazaltos összetevőkből áll (a gránát és a klinopiroxén kisebb összetevők).
• Wehrlit: Főleg olivinből és klinopiroxénből áll.
• Lherzolit: Főleg olivinből, ortopiroxénből (általában ensztatit) és klinopiroxénből (diopszid) áll, és viszonylag nagy arányban tartalmaz bazaltos összetevőket (gránát és klinopiroxén). A lherzolit részleges fúziója és az olvadékfrakció kivonása szilárd maradékot, harzburgitot hagyhat maga után.

Összetétel

A peridotitok magnéziumban gazdagok, ami a magnéziumban gazdag olivin magas arányát tükrözi.A rétegzett vulkáni komplexekből származó peridotitok összetétele széles körben változik, ami a piroxének, kromit, plagioklász és amfibol relatív arányát tükrözi. A peridotitban található kisebb ásványok és ásványcsoportok közé tartozik a plagioklász, a spinell (általában a kromit ásvány), a gránát (különösen a pirop ásvány), az amfibol és a flogopit. A peridotitban a plagioklász viszonylag alacsony nyomáson (kéregmélységben), az aluminos spinell magasabb nyomáson (kb. 60 km mélységig), a gránát pedig még magasabb nyomáson stabil.

A piroxenitek rokon ultramafikus kőzetek, amelyek nagyrészt ortopiroxénből és/vagy klinopiroxénből állnak; a kisebb mennyiségben jelen lévő ásványok közé tartozik az olivin, a gránát, a plagioklász, az amfibol és a spinell.

Eredet és elterjedés

A peridotitok keletkezését két elsődleges módszernek tartják: (a) a Föld akkréciója és differenciálódása során keletkezett köpeny kőzetként; vagy (b) bazaltos vagy ultramafikus magmákból származó olivin és piroxének kicsapódásával keletkezett kumulált kőzetként. Ezek a magmák végső soron a felső köpenyből származnak a köpenyperidotitok részleges megolvadásával.

A peridotit a Föld köpenyének domináns kőzete mintegy 400 km mélység felett. E mélység alatt az olivin magasabb nyomású ásványokká alakul át. Az óceáni lemezek legfeljebb kb. 100 km-es peridotitból állnak, amelyet vékony kéreg borít. Ez a kéreg, amely általában kb. 6 km vastag, bazaltból, gabbróból és kisebb üledékekből áll. Az óceáni kéreg alatti peridotit, a “mélytengeri peridotit”, a tengerfenéken lévő hasadékok falain található.

Az óceáni lemezek általában a szubdukciós zónákban visszasüllyednek a köpenybe. Egyes darabok azonban az obdukciónak nevezett folyamat révén a kontinentális kéregbe helyeződhetnek, vagy a kontinentális kéreg fölé tolódhatnak, ahelyett, hogy a köpenybe vinnék őket. Az elmozdulás történhet orogenezisek (hegységképződés) során, például az egyik kontinensnek a másikkal vagy egy szigetívvel való ütközése során. Az óceáni lemezek kontinentális kéregbe helyeződött darabjait ophiolitoknak nevezzük. A tipikus ophiolitok többnyire peridotitból állnak, amelyhez olyan kőzetek társulnak, mint a gabbro, a párnabazalt, a diabáz sill-and-dike komplexek és a vöröskőris. Más peridotittömegek szilárd tömegként kerültek hegységi övekbe, de úgy tűnik, hogy nem állnak kapcsolatban az ophiolitokkal, és ezeket “orogén peridotittömegeknek” és “alpesi peridotitoknak” nevezik.”

A peridotitok töredékek (xenolitok – olyan kőzettöredékek, amelyek egy nagyobb kőzetbe burkolóznak, amikor az utóbbi kőzet kialakul és megkeményedik) formájában is előfordulnak, amelyeket a köpenyből származó magmák hordoznak fel. A peridotit xenolitokat gyakran tartalmazó kőzetek közé tartozik a bazalt és a kimberlit. Bizonyos vulkáni kőzetek, amelyeket néha komatiitoknak neveznek, annyira gazdagok olivinben és piroxénben, hogy ezeket is peridotitnak lehet nevezni. Kis peridotitdarabokat még holdi breccciákban is találtak.

A peridotitcsaládba tartozó kőzetek a felszínen ritkák és rendkívül instabilak, mivel az olivin a felső kéregre és a Föld felszínére jellemző hőmérsékleten gyorsan reagál a vízzel. Sok, ha nem a legtöbb felszíni feltárás legalább részben szerpentinitté változott, amely folyamat során a piroxének és olivinek zöld szerpentinné alakulnak át. Ez a hidratálódási reakció az eredeti textúrák egyidejű deformációjával járó jelentős térfogatnövekedéssel jár. A szerpentinitek mechanikailag gyengék, ezért könnyen áramlanak a földben. Az alapkőzet szokatlan összetétele miatt a szerpentiniten kialakult talajokon sajátos növényközösségek nőnek. A szerpentininek egyik ásványa, a krizotil az azbeszt egyik fajtája.

Morfológia és textúra

Egyes peridotitok rétegzettek vagy maguk is rétegek; mások masszívak. Sok réteges peridotit a rétegzett gabbro-komplexumok testeinek aljához közel fordul elő. Más réteges peridotitok elszigetelten fordulnak elő, de egykor valószínűleg nagyobb gabbro-komplexumok részét képezték.

A réteges és a masszív peridotitok három fő textúra bármelyikével rendelkezhetnek:

1. Az olivin jól kialakult kristályai más ásványokkal elválasztva. Ez valószínűleg a magmából származó olivin üledék eredeti lerakódását tükrözi.
3. Egyengranuláris kristályok egyenes szemcsehatárokkal, amelyek kb. 120°-ban metszik egymást. Ez a lassú lehűlés eredménye lehet, ahol az átkristályosodás a felületi energia minimalizálásához vezet.
4. Hosszú kristályok rongyos, görbe vonalú határvonalakkal. Ez valószínűleg belső deformáció eredménye.

Sok peridotit előfordulása rendelkezik jellegzetes textúrával. Például a jól kialakult olivinkristályokkal rendelkező peridotitok főként rétegek formájában fordulnak elő gabbro-komplexekben. Az “alpesi” peridotitok általában szabálytalan kristályokkal rendelkeznek, amelyek többé-kevésbé szerpentinizált, törések által határolt lencsékként fordulnak elő a redős hegységek öveiben, mint például az alpesi régiókban, a csendes-óceáni partvidékeken és az Appalache-i piedmontban. A lúgos bazaltokban és kimberlitcsövekben gyakran találhatók szabálytalan, ekvigranuláris szerkezetű peridotitcsomók. Egyes amfibolban gazdag peridotitok koncentrikus rétegszerkezetűek, és az alaszkai típusú zónás ultramafikus komplexeknek nevezett plutonok részeit alkotják.

Társult kőzetek

A komatiitok a peridotit ritka vulkáni megfelelői.

A bazalthoz hasonló összetételű kőzet, az eklogit elsősorban nátronos klinopiroxénből és gránátból áll. Az eklogit egyes xenolitokban és a szubdukcióval kapcsolatos folyamatok során nagy nyomáson metamorfizálódott kőzetekben peridotittal társul.

Gazdasági érték

A peridotit nevét az Ázsiában és Arizonában (Peridot Cove) bányászott üveges zöld színű drágakőről, a peridotról kapta. A peridotit egy részét díszkőnek bányásszák.

Az alacsony hőmérsékleten hidratált peridotitból szerpentin képződik, amely tartalmazhat krizotil azbesztet (a szerpentin egyik formája) és talkumot.

A halmozott peridotittal rétegzett intrúziók jellemzően szulfid- vagy kromitércekhez kapcsolódnak. A peridotitokhoz társuló szulfidok nikkelérceket és platinoid fémeket alkotnak. A világon ma használt platina nagy részét a dél-afrikai Bushveld Igneous Complexből és a zimbabwei Great Dyke-ból bányásszák. A peridotitokhoz gyakran társuló krómsávok a világ fő krómércei.

Jegyzetek

• Blatt, Harvey, and Robert J. Tracy. 1995. Petrology: Igneous, Sedimentary, and Metamorphic, 2. kiadás. New York: W.H. Freeman. ISBN 0716724383.
• Bodinier, J.-L., and M. Godard. 2004. “Orogenic, Ophiolitic, and Abyssal Peridotites”. In The Mantle and Core. Szerkesztette R.W. Carson. Amsterdam: Elsevier Pergamon. ISBN 0080437516.
• Farndon, John. 2006. The Practical Encyclopedia of Rocks & Minerals: Hogyan találjuk meg, azonosítsuk, gyűjtsük és őrizzük a világ legjobb példányait, több mint 1000 fotóval és műalkotással. London: Lorenz Books. ISBN 0754815412.
• McBirney, Alexander R. 2006. Igneous Petrology, 3. kiadás. Jones & Bartlett. ISBN 0763734489.
• Pellant, Chris. 2002. Kőzetek és ásványok. New York: Dorling Kindersley. ISBN 0789491060.
• Shaffer, Paul R., Herbert S. Zim és Raymond Perlman. 2001. Kövek, drágakövek és ásványok. New York: St. Martin’s Press. ISBN 1582381321.