Peridotita

Xenolit de peridotit din San Carlos, sud-vestul Statelor Unite. Roca este o peridotită tipică bogată în olivină, tăiată de un strat de un centimetru grosime de piroxenit negru-verzui.

Peridotita este o rocă ígnea densă, cu granulație grosieră, formată în principal din mineralele olivină și piroxen. Această rocă provine din mantaua Pământului. Compoziția sa variază, în funcție de conținutul de minerale din rocă. În general, este bogată în magneziu, cu cantități apreciabile de fier și mai puțin de 45 la sută siliciu. Prin urmare, este descrisă ca fiind ultramafică sau ultrabazică. Compoziția unor noduli de peridotită oferă informații despre materialele și procesele care au fost implicate în istoria timpurie a Pământului.

Peridotita este, de asemenea, căutată pentru valoarea sa economică. O parte din rocă este exploatată pentru piatra ornamentală cunoscută sub numele de peridot, care este olivină de calitate gemă. Minereurile sulfuroase de nichel și platină și forma cromită a cromului se găsesc adesea asociate cu peridotita. Atunci când se hidratează la temperaturi scăzute, peridotita se transformă în serpentină, care poate include azbestul crisotil și talc.

Diagramă de clasificare pentru peridotită și piroxenit, bazată pe proporțiile de olivină și piroxen. Zona verde pal cuprinde cele mai comune compoziții ale peridotitei din partea superioară a mantalei terestre (adaptat parțial după Bodinier și Godard (2004)).

Occesiune

Peridotita este roca dominantă din partea superioară a mantalei terestre. Ea se obține fie sub formă de blocuri și fragmente solide, fie sub formă de cristale acumulate din magme formate în manta.

Compozițiile nodulilor de peridotită găsiți în anumiți bazalți și conducte de diamant (kimberliți) prezintă un interes deosebit, deoarece oferă eșantioane ale rădăcinilor mantalei continentelor, aduse la suprafață de la adâncimi cuprinse între aproximativ 30 de kilometri (km) și 200 km sau mai mult. Unii dintre noduli păstrează raporturi izotopice ale osmiului și ale altor elemente care înregistrează procesele de acum trei miliarde de ani. Astfel, ei oferă indicii cu privire la compoziția mantalei timpurii a Pământului și la complexitatea proceselor care au avut loc. În consecință, ele prezintă un interes deosebit pentru paleogeologi.

Tipuri de peridotite

• Dunite: Constă din mai mult de 90 la sută olivină, de obicei cu un raport magneziu-fier de aproximativ 9:1.
• Harzburgit: Compus în cea mai mare parte din olivină plus ortopiroxen, și proporții relativ scăzute de ingrediente bazaltice (Granatul și clinopiroxenul sunt ingrediente minore).
• Wehrlite: Compus în cea mai mare parte din olivină plus clinopiroxen.
• Lherzolit: Compus în cea mai mare parte din olivină, ortopiroxen (de obicei enstatite) și clinopiroxen (diopside), și au proporții relativ mari de ingrediente bazaltice (granat și clinopiroxen). Fuziunea parțială a lherzolitului și extracția fracțiunii topite poate lăsa un reziduu solid de harzburgit.

Compoziție

Peridotitele sunt bogate în magneziu, reflectând proporțiile ridicate de olivină bogată în magneziu. compozițiile peridotitelor din complexele igneice stratificate variază foarte mult, reflectând proporțiile relative de piroxeni, cromit, plagioclase și amfibol. Printre mineralele minore și grupurile de minerale din peridotite se numără plagioclasul, spinelul (în mod obișnuit, mineralul cromit), granatul (în special mineralul pirope), amfibolul și flogopitul. În peridotită, plagioclasul este stabil la presiuni relativ scăzute (la adâncimi crustale), spinelul aluminos la presiuni mai mari (până la adâncimi de aproximativ 60 km), iar granatul la presiuni și mai mari.

Piroxeniții sunt roci ultramafice înrudite, care sunt compuse în mare parte din ortopiroxen și/sau clinopiroxen; printre mineralele care pot fi prezente în mai mică abundență se numără olivina, granatul, plagioclasul, amfibolul și spinelul.

Origine și distribuție

Se crede că peridotitele își au originea prin două moduri primare: (a) ca roci ale mantalei formate în timpul acreției și diferențierii Pământului; sau (b) ca roci cumulate formate prin precipitarea olivinei și piroxenilor din magme bazaltice sau ultramafice. Aceste magme provin în cele din urmă din mantaua superioară prin topirea parțială a peridotitelor mantalei.

Peridotita este roca dominantă a mantalei Pământului peste o adâncime de aproximativ 400 km. Sub această adâncime, olivina este transformată într-un mineral de presiune mai mare. Plăcile oceanice sunt formate din până la aproximativ 100 km de peridotită acoperită de o crustă subțire. Această crustă, de obicei cu o grosime de aproximativ 6 km, este formată din bazalt, gabro și sedimente minore. Peridotita aflată sub crusta oceanică, „peridotita abisală”, se găsește pe pereții fisurilor din fundul adâncurilor marine.

Placile oceanice sunt de obicei subdușiți înapoi în mantaua în zonele de subducție. Cu toate acestea, unele bucăți pot fi plasate în sau împinse peste crusta continentală printr-un proces numit obducție, în loc să fie transportate în mantaua inferioară. Amplasarea poate avea loc în timpul orogenezelor (formarea munților), cum ar fi în timpul coliziunilor unui continent cu altul sau cu un arc insular. Bucățile de plăci oceanice plasate în interiorul crustei continentale sunt denumite ofiolite. Ofioliții tipici constau în cea mai mare parte din peridotită cu roci asociate, cum ar fi gabbro, bazalt în formă de pernă, complexe de diabaze sill-and-dike și chert roșu. Alte mase de peridotite au fost plasate în centuri muntoase ca mase solide, dar nu par a fi legate de ofioliți, iar acestea au fost denumite „masive de peridotite orogene” și „peridotite alpine.”

Peridotitele apar, de asemenea, sub formă de fragmente (xenoliți – un fragment de rocă care devine învăluit într-o rocă mai mare atunci când aceasta din urmă se dezvoltă și se întărește) transportate de magme din manta. Printre rocile care includ în mod obișnuit xenoliți de peridotită se numără bazaltul și kimberlitul. Anumite roci vulcanice, numite uneori komatiți, sunt atât de bogate în olivină și piroxen încât pot fi, de asemenea, denumite peridotite. Bucăți mici de peridotit au fost găsite chiar și în brecii lunare.

Rocile din familia peridotitelor sunt rare la suprafață și sunt foarte instabile, deoarece olivina reacționează rapid cu apa la temperaturile tipice ale crustei superioare și la suprafața Pământului. Multe dintre aflorimentele de suprafață, dacă nu majoritatea, au fost cel puțin parțial alterate în serpentinită, proces prin care piroxenii și olivinele sunt transformate în serpentină verde. Această reacție de hidratare implică o creștere considerabilă a volumului cu deformarea concomitentă a texturilor originale. Serpentinitele sunt slabe din punct de vedere mecanic și, prin urmare, curg ușor în interiorul pământului. Comunități de plante deosebite cresc în solurile dezvoltate pe serpentinită, datorită compoziției neobișnuite a rocii subiacente. Un mineral din grupul serpentinitelor, crizotilul, este un tip de azbest.

Morfologie și textură

Câteva peridotite sunt stratificate sau sunt ele însele straturi; altele sunt masive. Multe peridotite stratificate apar în apropierea bazei corpurilor de complexe gabroice stratificate. Alte peridotite stratificate apar izolate, dar este posibil ca odată să fi făcut parte din complexe gabbroice majore.

Atât peridotitele stratificate cât și cele masive pot avea oricare dintre cele trei texturi principale:

1. Cristale bine formate de olivină separate de alte minerale. Aceasta reflectă, probabil, depunerea inițială a sedimentului de olivină din magmă.
2. Cristale echigranulare cu limite de granule drepte care se intersectează la aproximativ 120°. Acest lucru poate rezulta din răcirea lentă prin care recristalizarea duce la o minimizare a energiei de suprafață.
3. Cristale lungi cu limite curbilinii zdrențuite. Acest lucru rezultă probabil din deformarea internă.

Multe ocurențe de peridotită au texturi caracteristice. De exemplu, peridotitele cu cristale de olivină bine formate apar în principal sub formă de straturi în complexele gabroice. Peridotitele „alpine” au, în general, cristale neregulate care apar sub formă de lentile mai mult sau mai puțin serpentinizate, delimitate de falii în centuri de munți pliați, cum ar fi regiunile alpine, lanțurile de coastă din Pacific și în piemontul Appalachian. Noduli de peridotită cu texturi echigranulare neregulate se găsesc adesea în bazaltele alcaline și în conductele de kimberlit. Unele peridotite bogate în amfiboli au o structură stratificată concentrică și formează părți ale unor plutoni numiți complexe ultramafice zonate de tip Alaska.

Roci asociate

Komatiții sunt echivalentul vulcanic rar al peridotitei.

Eclogitul, o rocă asemănătoare bazaltului ca și compoziție, este compus în principal din clinopiroxen sodic și granat. Eclogitul este asociat cu peridotita în unii xenoliți și în rocile metamorfozate la presiuni ridicate în timpul proceselor legate de subducție.

Valoare economică

Peridotita este numită după piatra prețioasă peridot, o piatră prețioasă verde sticloasă extrasă în Asia și Arizona (Peridot Cove). O parte din peridotită este exploatată pentru piatră ornamentală.

Peridotita care a fost hidratată la temperaturi scăzute formează serpentină, care poate include azbestul crisotil (o formă de serpentină) și talc.

Intrusiunile stratificate cu peridotită cumulată sunt de obicei asociate cu minereuri de sulfuri sau cromit. Sulfurile asociate cu peridotite formează minereuri de nichel și metale platinoide. Cea mai mare parte a platinei utilizate în prezent în lume este extrasă din Complexul Igneu Bushveld din Africa de Sud și din Great Dyke din Zimbabwe. Benzile de cromite asociate în mod obișnuit cu peridotite sunt principalele minereuri de crom din lume.

Note

• Blatt, Harvey, și Robert J. Tracy. 1995. Petrology: Igneous, Sedimentary, and Metamorphic, 2nd edition. New York: W.H. Freeman. ISBN 071672424383.
• Bodinier, J.-L., și M. Godard. 2004. „Orogenic, Ophiolitic, and Abyssal Peridotites”. În The Mantle and Core. Editat de R.W. Carson. Amsterdam: Elsevier Pergamon. ISBN 0080437516.
• Farndon, John. 2006. The Practical Encyclopedia of Rocks & Minerals: How to Find, Identify, Collect and Maintain the World’s best Specimens, with over 1000 Photographs and Artworks. Londra: Lorenz Books. ISBN 0754815412.
• McBirney, Alexander R. 2006. Igneous Petrology, ediția a 3-a. Jones Bartlett. ISBN 076373434489.
• Pellant, Chris. 2002. Rocks and Minerals. New York: Dorling Kindersley. ISBN 0789491060.
• Shaffer, Paul R., Herbert S. Zim, și Raymond Perlman. 2001. Rocks, Gems and Minerals (Roci, pietre prețioase și minerale). New York: St. Martin’s Press. ISBN 1582381321.