Rock Provenance po Petrologic Methods

Prej ali slej se skoraj vsaka skala na Zemlji razgradi v sediment, sediment pa nato odnese nekje drugje z gravitacijo, vodo, vetrom ali ledom. Vidimo, da se to dogaja vsak dan v deželi okoli nas skalni cikel nalepke, ki postavljajo dogodke in procese erozije.

Morali bi biti sposobni pogledati določeno usedlino in povedati nekaj o skalah, iz katerih je prišlo. Če na skalo mislite kot na dokument, je ta dokument zdrobljen. Tudi če je dokument razbit na posamezne črke, bi lahko na primer te črke preučili in dokaj enostavno povedali, v katerem jeziku je napisan. Če bi bilo ohranjenih nekaj celih besed, bi lahko dobro ugibali o predmetu dokumenta, njegovem besedišču, celo starosti. In če se stavek ali dva izogneta drobljenju, ga morda celo primerjamo s knjigo ali papirjem, iz katerega je prišel.

Tovrstne raziskave sedimentov imenujemo študije porekla. V geologiji poreklo (rima s "providence") pomeni, od kod izvirajo sedimenti in kako so prišli danes, kjer so. Pomeni, da od zrn sedimentov (drobcev) delamo nazaj ali navzgor, da bi dobili predstavo o kamninah ali kamninah, ki so bili nekoč (dokumenti). Gre za zelo geološki način razmišljanja, v zadnjih nekaj desetletjih pa so raziskave o poreklu eksplodirale.

Provansa je tema, omejena na sedimentne kamnine: peščenjak in konglomerat. Obstajajo načini ki so značilne za protolit metamorfnih kamnin in vire magnetnih kamnin granit ali bazalt, vendar so v primerjavi nejasni.

Prva stvar, ki jo morate vedeti, ko razpravljate o poti navzgor, je, da jo prenašanje usedlin spremeni. Postopek transporta razbije skale na vedno manjše delce od balvana do velikosti gline, s fizično odrgnino. In hkrati se večino mineralov v usedlini kemično spremeni, zato zapusti le nekaj odpornih. Tudi dolgi transport v potokih lahko razvrsti minerale v usedlinah po svoji gostoti, tako da se lahko lahki minerali, kot sta kremen in feldspar, premikajo pred težkimi, kot sta magnetit in cirkon.

Drugič, ko usedlina prispe v počivališče - usedlinski bazen - in se spet spremeni v sedimentno kamnino, lahko v njem nastanejo novi minerali diagenetski procesi.

Na podlagi študij izvornosti morate nekatere stvari prezreti in predstaviti druge, ki so bile včasih prisotne. Ni preprosto, vendar smo z izkušnjami in novimi orodji vedno boljši. Ta članek se osredotoča na petrološke tehnike, ki temeljijo na preprostih opažanjih mineralov pod mikroskopom. To je tisto, kar se študentje geologije naučijo na svojih prvih laboratorijskih tečajih. Drugi glavni namen študij izvornosti uporablja kemične tehnike in številne študije združujejo oboje.

Veliki kamni (fenoklasti) v konglomerati so kot fosili, toda namesto da bi bili vzorci starodavnih živih bitij, so primerki starodavnih pokrajin. Tako kot balvani v strugi predstavljajo hribe navzgor in navzgor, konglomeratni klastri na splošno pričajo o bližnjem podeželju, oddaljenem nekaj deset kilometrov.

Ne preseneča, da rečni prodniki vsebujejo koščke hribov okoli njih. Lahko pa je zanimivo ugotoviti, da so skale v konglomeratu edine stvari, ki so ostale od hribov, ki so izginili pred milijoni let. In tovrstno dejstvo je lahko še posebej smiselno v krajih, kjer je bila pokrajina preurejena po krivdi. Ko imata dva široko ločena odseka konglomeratov isto mešanico klastov, je to močan dokaz, da sta bila nekoč zelo blizu skupaj.

Priljubljen pristop k analizi dobro ohranjenih peščenjakov, ki so se pojavili okoli leta 1980, je razvrščanje različnih vrste zrn v tri razrede in jih narišite po odstotkih na trikotnem grafu, trikoma diagram. Ena točka trikotnika je za 100% kremen, druga za 100% feldspar in tretja za 100% litike: drobce kamnin, ki se še niso popolnoma razgradili na osamljene minerale. (Vse, kar ni ena od teh treh, običajno majhen del, se prezre.)

Izkazalo se je, da kamnine iz določenih tektonskih nastavitev tvorijo sedimente in peščenjake -, ki se na tem trikrajšem diagramu QFL oblikujejo na dokaj doslednih mestih. Na primer, kamnine iz notranjosti celin so bogate s kremenom in skoraj nimajo litike. Kamnine iz vulkanskih lokov imajo malo kremena. In kamnine, pridobljene iz recikliranih kamnin gorskih verig, imajo malo feldsparta.

Po potrebi lahko zrna kremena, ki so pravzaprav litika - koščki kvarcita ali čerta in ne koščki posameznih kristalov kremena - preidejo v kategorijo litike. Ta razvrstitev uporablja QmFLt diagram (monokristalni kremen-feldspar - celotna litika). Te dokaj dobro govorijo o tem, kakšna plošča-tektonska država je prinesla pesek v danem peščenjaku.

Peščenjaki poleg treh glavnih sestavin (kremen, feldspar in litika) vsebujejo še nekaj manjših sestavin ali pomožnih mineralov, pridobljenih iz njihovih kamnin. Razen mikavinskega mineralnega muskovita so razmeroma gosti, zato jih običajno imenujemo težki minerali. Njihova gostota jim omogoča enostavno ločitev od preostalih peščenjakov. Te so lahko informativne narave.

Na primer, veliko območje magnetnih kamnin je primerno za pridobivanje zrn trdih primarnih mineralov, kot so avgit, ilmenit ali kromit. Metamorfni tereni dodajajo stvari, kot so granat, rutil in staurolit. Drugi težki minerali, kot so magnetit, titanit in turmalin, bi lahko prišli iz katerega koli.

Cirkon je izjemna med težkimi minerali. Tako močan in inerten je, da lahko zdrži več milijard let, reciklira pa se kot kovanci v žepu. Velika obstojnost teh škodljivih cirkonov je privedla do zelo aktivnega področja raziskovanja izvornosti ki se začne z ločevanjem stotih mikroskopskih zrnc cirkona, nato pa določitvijo starosti vsakega z uporabo izotopske metode. Posamezne starosti niso tako pomembne kot mešanica starosti. Vsako veliko kamninsko telo ima svojo mešanico starosti cirkonov in mešanico je mogoče prepoznati po usedlinah, ki iz njega izginejo.

Študije porekla Detrital-cirkona so danes močne in tako priljubljene, da jih pogosto skrajšujemo kot "DZ." Vendar se zanašajo na drage laboratorije in opremo ter pripravo, zato se večinoma uporabljajo za visoko plačilo raziskave. Še vedno so uporabni starejši načini presejanja, sortiranja in štetja mineralnih zrn.