Гранулиты: метаморфические горные породы высокого класса, образовавшиеся при высоких температурах и давлении. Состав, текстура, изучение глубокой коры.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Введение
Класс высокометаморфических пород среднего и крупнозернистого состава.
Class of high grade medium to coarse grained metamorphic rocks
Гранулиты – это класс высокометаморфических пород гранулитовой фации, подвергшихся метаморфизму при высоких температурах и умеренном давлении. Они имеют среднее или крупнозернистое строение и в основном состоят из полевых шпатов, иногда в ассоциации с кварцем и безводными ферромагниевыми минералами, с гранобластовой текстурой и гнейсовидной или массивной структурой. Они представляют особый интерес для геологов, поскольку многие гранулиты являются образцами глубокой континентальной коры. Некоторые гранулиты испытали декомпрессию при подъеме с больших глубин Земли к более мелким уровням коры при высокой температуре, другие же охлаждались, оставаясь на глубине. Минеральный состав гранулита варьируется в зависимости от исходной породы и температурно-барометрических условий метаморфизма. Распространенный тип гранулита, встречающийся в высокометаморфических породах континентов, содержит пироксен, плагиоклазовый полевой шпат, а также акцессорные гранаты, оксиды и, возможно, амфиболы. Могут присутствовать как клинопироксен, так и ортопироксен, причём их совместное существование в метабазите (метаморфизованном базальте) определяет гранулитную фацию. Гранулит может быть визуально отчетливо различим по обилию мелких розовых или красных гранатов пиралспитового состава в "зернистой" голокристаллической матрице. Концентрации гранатов, слюд или амфиболов могут формировать линейные структуры, напоминающие полосчатость гнейса или мигматита. Диаграмма, иллюстрирующая метаморфические фации в пространстве давления-температуры. Область графика соответствует условиям, существующим в земной коре и верхней мантии.
Granulites are a class of high grade metamorphic rocks of the granulite facies that have experienced high temperature and moderate pressure metamorphism. They are medium to coarse–grained and mainly composed of feldspars sometimes associated with quartz and anhydrous ferromagnesian minerals, with granoblastic texture and gneissose to massive structure. They are of particular interest to geologists because many granulites represent samples of the deep continental crust. Some granulites experienced decompression from deep in the Earth to shallower crustal levels at high temperature; others cooled while remaining at depth in the Earth. The minerals present in a granulite will vary depending on the parent rock of the granulite and the temperature and pressure conditions experienced during metamorphism. A common type of granulite found in high grade metamorphic rocks of the continents contains pyroxene, plagioclase feldspar and accessory garnet, oxides and possibly amphiboles. Both clinopyroxene and orthopyroxene may be present, and in fact, the coexistence of clino and orthopyroxene in a metabasite (metamorphed basalt) defines the granulite facies. A granulite may be visually quite distinct with abundant small pink or red pyralspite garnets in a 'granular' holocrystalline matrix. Concentrations of garnets, micas, or amphiboles may form along a linear pattern resembling gneiss or migmatite banding. Diagram showing metamorphic facies in pressure temperature space. The domain of the graph corresponds to circumstances within the Earth's crust and upper mantle.
Формирование
Гранулиты формируются на глубинах коры, как правило, в процессе регионального метаморфизма при высоких тепловых градиентах, превышающих 30 °C/км. В континентальных породах коры биотит может разлагаться при высоких температурах с образованием ортопироксена, калиевого полевого шпата и воды, что приводит к формированию гранулита. Другие возможные минералы, образующиеся в условиях дегидратационного плавления, включают сапфирин, шпинель, силлиманит и усмилит. Некоторые минеральные ассоциации, такие как сапфирин + кварц, указывают на очень высокие температуры, превышающие 900 °C. Некоторые гранулиты могут представлять собой остатки частичного плавления при извлечении фелсических расплавов в различных количествах, а в экстремальных случаях – породы, все минералы которых являются безводными и, следовательно, выглядят так, будто они не подвергались плавлению при ультравысоких температурах. Таким образом, для формирования минеральных ассоциаций гранулитовой фации необходимы даже очень высокие температуры от 900 до 1150 °C. Достижение таких высоких температур на глубинах коры возможно только при подъеме астеносферной мантии в зонах континентального рифтинга, что может вызывать региональный метаморфизм при высоких тепловых градиентах, превышающих 30 °C/км.
Granulites form at crustal depths, typically during regional metamorphism at high thermal gradients of greater than 30 °C/km. In continental crustal rocks, biotite may break down at high temperatures to form orthopyroxene + potassium feldspar + water, producing a granulite. Other possible minerals formed at dehydration melting conditions include sapphirine, spinel, sillimanite, and osumilite. Some assemblages such as sapphirine + quartz indicate very high temperatures of greater than 900 °C. Some granulites may represent the residues of partial melting at extraction of felsic melts in variable amounts, and in extreme cases represent rocks that all constituent minerals are anhydrous and thus look as if they did not melt at ultrahigh temperature conditions. Therefore, very high temperatures of 900 to 1150 °C are even necessary to produce the granulite facies mineral assemblages. Such high temperatures at crustal depths only can be delivered by upwelling of the asthenospheric mantle in continental rifting settings, which can cause the regional metamorphism at the high thermal gradients of greater than 30 °C/km.