Ksenolitas: apibrėžimas, kilmė ir reikšmė geologijoje
Ksenolitas: apibrėžimas, kilmė ir geologinė reikšmė — kaip svetimos uolienos fragmentai atskleidžia mantijos sudėtį, deimantus ir magmos procesus.
Ksenolitas (liet. svetima uoliena) – tai uolienos fragmentas, kurį supa kita uoliena ir kuris nėra kilęs iš tos pačios litosferos dalies, kurioje jis aptiktas. Termino kilmė siejama su graikiškais žodžiais „xenos“ (svetimas) ir „lithos“ (uoliena). Uolienos ksenolitai paprastai yra įkapsuluoti magminiame kūne arba lavos sraute ir išsaugo informaciją apie kitokias geologines sąlygas bei chemizmą nei supanti medžiaga.
Ksenolitai dažniausiai randami magminėse uolienose, kai magma yra pakankamai skysta, kad galėtų tekėti aplink kietesnę uolieną. Jie gali atsirasti keliais būdais: atplėšti nuo magmos kameros sienelių, panaudoti lavos srauto sienelėse arba būti pakelti kartu su Žemės paviršiuje tekančia lava. Ksenolitai kartais turi aiškias reakcines rimbas, užšalimo marginę zoną arba dalinį ištirpinimą, kas liudija apie sąveiką su karšta magma.
Ksenokristalas yra atskiras svetimkūnis – pavienis kristalas, įterptas į magminį kūną. Pavyzdžiui, kvarco kristalai gali būti ksenokristalai rastoje mažai silicio turinčioje lavoje, o deimantai dažnai randami kaip ksenokristalai kimberlito diatremose.
Nors terminas „ksenolitas“ dažniausiai siejamas su magminių uolienų intarpais, platesnė reikšmė apima ir fragmentus, įsiterpusius į nuosėdines uolienas ar net metamorfines sekas. Ksenolitų kartais randama ir meteorituose, kur jie atspindi skirtingas kilmes medžiagas sujungtas smūgio arba parent body procesų metu.
Ksenolitai yra ypač vertingi geologijai, nes suteikia tiesioginių pavyzdžių to, kas kitu atveju būtų neprieinama. Jie atskleidžia informacijos apie mantijos sudėtį, litosferos storį ir termodinamikos sąlygas. Pvz., bazaltuose, kimberlituose, lamproituose ir lamprofiluose, kurių šaltinis yra viršutinėje mantijoje, dažnai aptinkama fragmentų ir kristalų, kurie, kaip manoma, yra apatinės ar viršutinės mantijos mineralogijos komponentai.
Dažniausiai pasitaikantys mantijos ksenolitai yra peridotitai (spinelių arba granatų peridotitai), kuriuose dominuoja olivinas, ortopiroksenas ir klinopiroksenas. Kiti tipai – eklogitai, piroksenitai, gabros ar net metamorfinės uolienos. Ksenolitų dydis gali svyruoti nuo milimetrų iki metrų skalės fragmentų.
- Fiziniai požymiai: užšalimo arba reaktyvios ribos, masyvi arba drožinėta tekstūra, dalinis ištirpinimas, plombavimas metamorfozės metu.
- Mineralogija: olivinas, piroksenas, granatas (garnetas) peridotituose; kvarcas ar feldšpatai magminėse xenolitinėse žvėruose; deimantai kimberlite.
- Konservacija: greitas magmaus kilimas (pvz., kimberlituose) padeda išsaugoti gilesnių sluoksnių medžiagas be visiško ištirpinimo.
Tyrimo metodai, kuriais nustatinėjama ksenolitų kilmė ir istorija, apima:
- petrografinius tyrimus (optinė mikroskopija),
- mineraloginę ir cheminę analizę (EDX, EMPA, LA-ICP-MS),
- izotopines ir radiometrines metodikas (Sr–Nd–Pb–Hf, Re–Os, U–Pb),
- termobarometriją (mineralų porų P–T rekonstrukcija),
- mikrostruktūrinius tyrimus (EBSD, SEM) ir eksperimentinę petrologiją.
Iš ksenolitų gaunama informacija leidžia nustatyti mantijos metasomatizmą (chemines modifikacijas per migruojančius srautų kanalus), litosferos termoskirtį, uolienų amžių ir susidarymo aplinkybes. Jie taip pat padeda paaiškinti seisminių anomalių kilmę: pvz., peridotitiniai fragmentai gali būti susiję su tankiais sluoksniais, o dalinis ištirpinimas – su seismine „silpnumo“ zona.
Ksenolitai gali turėti ir praktinę reikšmę: kimberlituose aptikti deimantai yra svarbūs ekonominei geologijai, o mantijos ksenolitai – geoterminių ir žemės plutos tyrimų pagrindas. Be to, ksenolitai padeda suprasti vulkaninių pavojų pobūdį, nes jie fiksuoja magmos kilmę ir kelio į paviršių procesus.
Svarbu atskirti ksenolitą (uolienos fragmentą) nuo ksenokristalo (atskirus kristalus). Abu tipai praturtina mūsų supratimą apie giluminius procesus ir suteikia tiesioginius pavyzdžius geofizikinių ir geocheminių modelių patvirtinimui.
Apibendrinant: ksenolitai yra vertingi geologiniai „langai“ į vidinę Žemės dalį. Jie leidžia tiesiogiai tyrinėti mantijos ir giluminių žemės sluoksnių mineralogiją, cheminę sudėtį, P–T istoriją ir evoliuciją, taip pat suteikia praktinę informaciją ieškant mineralinių išteklių bei vertinant vulkaninius procesus.
Gabro ksenolitas granite; rytinė Siera Nevada, Rock Creek kanjonas, Kalifornija.
Peridotito (žalias) mantijos ksenolitas (tamsioje) vulkaninėje bomboje iš Vulkan-Eifelio (Vokietija). Vieno euro moneta masteliui
Klausimai ir atsakymai
K: Kas yra ksenolitas?
A: Ksenolitas - tai uolienos fragmentas, kurį supa kita uoliena.
K: Kurioje uolienoje dažniausiai pasitaiko ksenolito?
A: Ksenolitas dažniausiai pasitaiko magminėse uolienose.
K: Kaip ksenolitas susidaro magminėse uolienose?
A: Ksenolitas susidaro magminėse uolienose, kai magma yra pakankamai skysta, kad galėtų tekėti aplink kietesnę uolieną.
K: Kur magminėse uolienose galima rasti ksenolito?
A.: Ksenolito galima rasti magmos kameros pakraščiuose, atplėšto nuo lavos srauto sienelių arba Žemės paviršiuje tekančios lavos pakelto palei žemę.
K: Kas yra ksenokristalas?
A: Ksenokristalas - tai atskiras svetimkūnis, esantis magminiame kūne.
K: Kokie yra ksenokristų pavyzdžiai?
A: Ksenokristų pavyzdžiai yra kvarco kristalai mažai silicio turinčioje lavoje ir deimantai kimberlito diatremose.
K: Ką suteikia ksenolito ir ksenokristalų buvimas?
A: Ksenolito ir ksenokristalų buvimas suteikia svarbios informacijos apie kitaip neprieinamos mantijos sudėtį.
Ieškoti