Кіріспе
Қиыр түйірлі ультрамафикалық магмалық тау жынысы түрі – Перидотит (/US/'/p//ɛ//r//ɪ//d//oʊ/,/t//aɪ//t//, //p//ə/'/r//ɪ//d//ə/ / PERRihdohtyte, pəRIDə) – көбінесе оливин және пироксен силикат минералдарынан тұратын тығыз, қиыр түйірлі магмалық тау жынысы. Перидотит ультрамафикалық, себебі оның құрамында 45%-дан кем кремний бар. Ол магнийге (Mg2+) бай, магнийге бай оливиннің көп мөлшерін көрсетеді, сонымен қатар темір де бар. Перидотит Жердің мантиясынан пайда болған, қатты блоктар мен сынықтар түрінде немесе мантияда қалыптасқан магмадан жиналған кристалдар түрінде кездеседі. Бұл қабатты магмалық кешендерден алынған перидотиттердің құрамы пироксендердің, хромиттің, плагиоклаздың және амфиболдың салыстырмалы мөлшеріне байланысты кең ауқымда өзгереді. Перидотит – Жер мантиясының жоғарғы бөлігіндегі басым тау жынысы. Кейбір базальттарда табылатын перидотит түйіндерінің құрамы, сондай-ақ алмаз құбырлары (кимберлит) ерекше қызығушылық тудырады, өйткені олар Жердің мантиясының 30 км-ден 200 км-ге дейін, тіпті одан да тереңден алынған үлгілерін ұсынады. Кейбір түйіндер осмийдің және басқа элементтердің изотоптық қатынастарын сақтайды, олар Жердің пайда болу кезінде болған процестерді көрсетеді, сондықтан олар палеогеологтар үшін Жер мантиясының ертедегі құрамын және процестердің күрделілігін анықтау үшін маңызды. Перидотит сөзі асыл тас перидоттан шыққан, ол ақшыл жасыл оливинден тұрады. Классикалық перидотит ашық жасыл түсті, қара дақтармен, бірақ көптеген қол үлгілері күңгірт жасыл түсті болады. Перидотиттің табиғи шығыңқылары әдетте топырақты ашық сарыдан қара-жасылға дейін өзгереді, себебі оливин тез иддингситке айналады. Жасыл және сары түстер ең көп кездесетін түстер болғанымен, перидотиттік тау жыныстары көк, қоңыр және қызыл түстерді қоса алғанда, әртүрлі түстерде болуы мүмкін.
Peridotite (/US/'/p//ɛ//r//ɪ//d//oʊ/,/t//aɪ//t//, //p//ə/'/r//ɪ//d//ə// / PERRihdohtyte, pəRIDə ) is a dense, coarse grained igneous rock consisting mostly of the silicate minerals olivine and pyroxene. Peridotite is ultramafic, as the rock contains less than 45% silica. It is high in magnesium (Mg2+), reflecting the high proportions of magnesium rich olivine, with appreciable iron. Peridotite is derived from Earth's mantle, either as solid blocks and fragments, or as crystals accumulated from magmas that formed in the mantle. The compositions of peridotites from these layered igneous complexes vary widely, reflecting the relative proportions of pyroxenes, chromite, plagioclase, and amphibole. Peridotite is the dominant rock of the upper part of Earth's mantle. The compositions of peridotite nodules found in certain basalts are of special interest along with diamond pipes (kimberlite), because they provide samples of Earth's mantle brought up from depths ranging from about 30 km to 200 km or more. Some of the nodules preserve isotope ratios of osmium and other elements that record processes that occurred when Earth was formed, and so they are of special interest to paleogeologists because they provide clues to the early composition of Earth's mantle and the complexities of the processes that occurred. The word peridotite comes from the gemstone peridot, which consists of pale green olivine. Classic peridotite is bright green with some specks of black, although most hand samples tend to be darker green. Peridotitic outcrops typically range from earthy bright yellow to dark green; this is because olivine is easily weathered to iddingsite. While green and yellow are the most common colors, peridotitic rocks may exhibit a wide range of colors including blue, brown, and red.
Құрамы
Мантиялық перидотит магнийге өте бай, оның магний саны әдетте 89-ға тең. Яғни, темір мен магнийдің жалпы мөлшерінің 89 моль% магний құрайды. Бұл перидотит құрамындағы мафикалық минералдардың химиялық құрамында көрінеді. Оливин – барлық перидотиттерде кездесетін негізгі минерал. Ол магнийдің ортосиликаты, құрамында темір қоспалары бар, формуласы өзгереді: (Mg,Fe)₂SiO₄. Перидотиттердегі магнийге бай оливин көбінесе зәйтүн жасыл түсті болады. Пироксендер – тізбекті силикаттар тобы, формуласы өзгереді: (Ca,Na,Fe²⁺,Mg)(Cr,Al,Fe³⁺,Mg,Mn,Ti,V)Si₂O₆, және әртүрлі минералдардың кең тобын құрайды. Олар ортопироксендерге (орторомбтық кристалдық құрылымы бар) және клинопироксендерге (моноклиндік кристалдық құрылымы бар) бөлінеді. Бұл ерекшелік пироксенді перидотиттерді жіктеу үшін маңызды.
Тарату және орналасуы
Перидотит – Жер мантиісінің 400 км тереңдікке дейінгі басым тау жынысы; осы тереңдіктен төмен оливин жоғары қысымды минерал вадслеитке айналады. Мұхиттық тақталар жұқа қыртыспен қапталған 100 км-ге дейінгі перидотиттен тұрады. Жер қыртысының қалыңдығы шамамен 6 км-ге жуық, одан базальт, габбро және аз мөлшердегі шөгінділер құрайды. Мұхит қыртысының астындағы перидотит, "абиссал перидотит", терең теңіз түбіндегі жарықтардың қабырғаларында табылады. Океандық тақталар көбінесе субдукция аймақтарында мантияға қайта сіңіріледі. Дегенмен, кейбір бөліктері мантияға батып кетудің орнына, обдукция деп аталатын процесте континенттік қыртысқа орналасуы немесе оның үстіне итерілуі мүмкін. Бұл орналасу орогения кезінде, мысалы, екі континенттің немесе континент пен аралдық доғаның соқтығысуы кезінде жүруі мүмкін. Континенттік қыртыс ішінде орналасқан мұхиттық тақталардың бөліктері офиолиттер деп аталады. Типик офиолиттер перидотиттен және оның құрамына жататын габбро, жастық базальт, диабаздық интрузиялық денелер және жиырмалар кешендері, қызыл херт сияқты тау жыныстарынан тұрады. Альпілік перидотит немесе орогендік перидотит массиві – континенттік тақталардың соқтығысуы кезінде таулы белдеуге орналасқан офиолиттің бұрынғы атауы. Перидотиттер мантиядан магмамен жоғары көтерілген фрагменттер (ксенолиттер) түрінде де кездеседі. Перидотит ксенолиттерін қамтитын тау жыныстарының арасында базальт және кимберлит бар. Кимберлит перидотиттің бір түрі болғанымен, ол сонымен қатар брекшияланған жанартау материалы ретінде де қарастырылады. Мұндай ксенолиттер шамамен немесе одан да тереңден пайда болады. Перидотиттердің жанартаулық баламасы – коматиттер, олар негізінен Жер тарихының алғашқы кезеңдерінде шығып, архейден кейінгі тау жыныстарында сирек кездеседі. Айдың брекшиясында перидотиттің кішкентай бөліктері табылды. Перидотиттер отбасының тау жыныстары жер бетінде сирек кездеседі және өте тұрақсыз, себебі оливин жоғары қыртыстың және Жер бетінің температурасында сумен жылдам реакцияға түседі. Көптеген, тіпті барлық жер бетіндегі шығындылар, кем дегенде, жартылай серпентинитке айналған, онда пироксендер мен оливиндер жасыл серпентинге трансформацияланады. Серпентиниттер механикалық тұрғыдан әлсіз болғандықтан, жер астында оңай ағып кетеді. Серпентинитте дамыған топырақта ерекше өсімдік қоғамдастығы өседі, себебі оның астындағы тау жынысының ерекше құрамы бар. Серпентин тобындағы бір минерал – хризотил – асбесттің бір түрі.
Түсі, морфологиясы және пішіні
Көптеген перидотиттердің түсі жоғары оливин мөлшеріне байланысты жасыл болады. Дегенмен, перидотиттердің түсі жасыл сұрдан қараға дейін, тіпті ашық сары-жасылға дейін өзгеруі мүмкін. Перидотиттер ауадағы әсерге ұшырағанда ерекше қоңыр қыртыс түзеді, ал су астындағы әсерде терең қызыл-қоңыр түске ие болады. Перидотиттер массивті түрінде немесе әртүрлі өлшемдегі қабаттарда кездесуі мүмкін. Қабатталған перидотиттер қабатталған интрузиялардың негізгі қабаттарын құрауы мүмкін. Олар құймалық текстуралармен сипатталады, яғни құймада тұтқындалған сұйық магмадан пайда болған ұсақ кристаллдардың арасында ірі (>5 мм) өрескел, бір-бірімен байланысқан, жақсы қалыптасқан (эугедральді) кристалдардан тұрады. Көптеген перидотиттерде сұйықтықтың кристалдануы нәтижесінде бастапқы кумул кристалдарын (хадрокристалдар деп аталады) өсіріп, жапқан поікилиттік текстура байқалады. Тағы бір текстура – 120° бұрышпен қиылысатын түзу шекаралары бар, тең өлшемді анэдрлі кристалдардың жақсы қайнатылған текстурасы. Бұл баяу салқындау кезінде қайта кристалдану арқылы беттік энергияны азайтуға мүмкіндік болғанда пайда болуы мүмкін. Перидотиттерде оливин түйіршіктерінің бұзылуы мен деформациясы байқалатын катакластикалық текстура олардың тектоникалық жағдайда орналасуымен байланысты деформациялардың нәтижесінде жиі кездеседі.
Шығу тегі
Перидотиттердің екі негізгі пайда болу жолы бар: Жердің аккрециясы мен дифференциациясы кезінде қалыптасқан мантиялық жыныстар ретінде, немесе базальттық немесе ультрамафикалық магмалардан оливин ± пироксендердің шөгінуінен пайда болған жинақы жыныстар ретінде. Бұл магмалар ақырында мантия перидотиттерінің ішінара балқыуы арқылы жоғарғы мантиядан шығады. Мантиялық перидотиттер соқтығысқан тау жоталарында офиолиттер түрінде, базальтта немесе кимберлитте ксенолиттер түрінде, немесе (океан түбінен алынған) абссалдық перидотиттер түрінде кездеседі. Қабатты перидотиттер магмалық шөгінділер болып табылады және тығыз оливин кристалдарының механикалық жиналуы арқылы қалыптасады. Олар базальт құрамындағы магмалар сияқты мантиядан шыққан магмалардан түзіледі. Аляска типіндегі ультрамафикалық кешендермен байланысты перидотиттер жанартаулардың тамыр аймақтарында пайда болған жинақы жыныстар болып саналады. Жинақы перидотиттер коматит лава ағындарында да қалыптасады.
Қатысқан тау жыныстары
Коматиттер – перидотиттің жоғары температурадағы ішінара балқыған түрі, олар жер бетінің терең қабаттарында жоғары дәрежелі ішінара балқумен сипатталады. Эклогит – құрамы бойынша базальтқа ұқсас тау жынысы, негізінен омфациттен (натрийлі клинопироксен) және пиропқа бай гранаттан тұрады. Эклогит кейбір ксенолиттерде перидотитпен байланысты кездеседі; сонымен қатар, ол субдукция процестеріне байланысты жоғары қысымда метаморфозға ұшыраған жыныстарда да перидотитпен бірге табылады.
Экономикалық геология
Климаттың өзгеруіне байланысты парниктік газдарды сіңірудің бір бөлігі ретінде атмосфералық CO2-ні ұстап, сақтаудың төмен құнды, қауіпсіз және тұрақты әдісі ретінде перидотитті пайдалану мүмкін. Перидотит көмірқышқыл газымен (CO2) әрекеттесіп, әк немесе мәрмәр минералы сияқты қатты карбонат түзілетіні бұрыннан белгілі. Бұл процесті қарапайым бұрғылау және гидравликалық жарылыс арқылы миллион есе немесе одан да көп жылдамдатуға болады, бұл CO2-нің жер астындағы перидотит қабаттарына енуіне мүмкіндік береді. Перидотит атауы перидот асыл тасынан шыққан, бұл шыны тәрізді жасыл тас алғашқыда Қызыл теңіздегі Сент-Джон аралында, ал қазір Аризонадағы Сан-Карлос апач үнді резервациясында өндіріледі. Төмен температурада гидратацияланған перидотит серпентиниттің бастапқы материалы болып табылады, оған кризотил асбесті (серпентиннің бір түрі) және тальк қосылуы мүмкін. Қабатты интрузиялар жинақталған перидотитпен әдетте сульфид немесе хромит кендерімен байланысты. Перидотиттермен байланысты сульфидтер никель кендері мен платина тобына жататын металдарды құрайды; бүкіл әлемде қолданылатын платинаның көп бөлігі Оңтүстік Африкадағы Бушвельд магмалық кешенінен және Зимбабведегі Ұлы Дайктан өндіріледі. Перидотиттердегі хромит жолақтары – хромның негізгі көзі.