Ksenoliit ja ksenokristall: määratlus, teke ja geoloogiline tähtsus
Avasta ksenoliitide ja ksenokristallide teke, määratlus ja geoloogiline tähtsus — kuidas vulkaanilised fragmendid paljastavad Maa mantli koostise ja arenguloo.
Ksenoliit (võõrkivi) on kivimifragment, mis on sisse sulandunud ja ümbritsetud teise kivimi massiivi. Sagedasti kohtab neid magmakivimites, kus kuum ja vedel magma võib voolata ümber külmemate ja tahkemate kivimite tükkide, neid lõhestada või laiali vedada. Ksenoliidid võivad tekkida ka magmakambri servadel, kui kivimikihid langevad kambri sisse (stoping), või kui laavavool rebib osakesi kambri või koore seintele kinnitunud materjalist ja kannab need kaasa. Lisaks võivad ksenoliidid sattuda magmakehasse maapinna pealt üles korjatud materjalina laava pinnal liikudes.
Ksenokristall on üksik võõrkristall, mis sisaldub vulkaanilises või muus magmade- või kivimi kehas. Ksenokristallid ei ole mineraali sünteetiliselt tekkinud selles magmas, vaid pärinevad teisest, vanemast või keemiliselt erinevast leivast. Tavalisteks näideteks on kvartsikristallid, mis on leitud vähese ränidioksiidi sisaldusega laavast, ning teemandid, mis kaasnevad sageli kimberliidi diatreemidega.
Teke ja tüübid
- Entrainment ehk kaasamine: magmavoog haarab kaasa fragmente ümbritsevast kivimist, näiteks vanadest kivimitest või kambri seinadest.
- Stoping: magma tungib ülekaaluka rõhu all olevatesse kivimitesse, põhjustades tükkide eraldumist ja langemist magmakambrisse.
- Pinnalt korjamine: voolav laava või püroklastiline voog võib maapinnalt üles võtta materjali ja viia selle kaasa.
- Settekivimitesse sattumine: laiema definitsiooni kohaselt võib ksenoliit olla ka settekivimisse sattunud fragment, mis erineb ümbritsevast materjalist (vt ka settekivim).
- Meteoriitides: ksenoliidid võivad mõnikord esineda ka meteoriitides, kus fragmendid on kaasas langenud ruumi- või planeedimaterjaliga.
Levimine ja tüüpilised näited
Ksenoliidid ja ksenokristallid leiduvad paljudes vulkaanilistes kivimites. Erinevate magmatüüpide puhul on iseloomulikud erinevad kaasatud materjalid. Näiteks basaltid, kimberliidid, lamproiidid ja lamprofüriidid — kõik need, mille allikaks on ülemine mantel — võivad sisaldada fragmente ja kristalle, mis tähistavad alumise mantli või maakoore fragmente. Mantli ksenoliidid on sageli peridotiidid või eklogiidid, mis annavad teavet sügavamate tingimuste kohta.
Geoloogiline ja teaduslik tähtsus
- Mantli koostise uurimine: ksenoliidid annavad otsest teavet mantli mineraalide, keemilise koostise ja struktuuri kohta, mida muidu ei saa otse uurida.
- Temperatuuri ja rõhu hindamine: mineraalide koostis ja tekstuur võimaldavad teha termobaromeetrilisi hinnanguid — määrata kivimi tekke tingimusi sügavuses.
- Geokeemia ja isotopid: ksenoliitide keemiline koostis ja isotopiline kooslus (näiteks Sr, Nd, Pb isotopid) aitavad mõista mantelprotsesse, segunemist ja metasomaatilist muutust.
- Ajaline kontekst: radiomeetrilised meetodid ksenokristallidel (nt u- Pb tsirkoonidel) võimaldavad dateerida episodilisi protsesse, nagu magmade tõus või mantli evolutsioon.
- Majanduslik tähtsus: ksenokristallid võivad kanda väärtuslikke mineraale, näiteks teemante kimberliitides, ja seetõttu on olulised ka mineraaluuringute ja kaevandamise kontekstis (indikaatormineralide otsingud).
Kuidas uuritakse ksenoliite ja ksenokristalle?
Uurimismeetodid hõlmavad petrograafilist analüüsi mikroskoobi all, mineraalkeemiat (EMPA, LA-ICP-MS), rindete ja tolmuiste isotopiliste analüüsidega, termobaromeetriat ning mikroskoopia- ja massaspektromeetrilisi meetodeid inklusioonide eraldamiseks. Lisaks kasutatakse vaakum- või rõhutingimustes kokkukirjutatavaid eksperimentaalseid uuringuid, et reprodutseerida kivimite tekketingimusi ja mõista kaasamise ajal asetleidvaid muutusi.
Piirangud ja tõlgendamise ettevaatused
Kuigi ksenoliidid annavad väärtuslikku teavet, tuleb neid tõlgendades olla ettevaatlik. Sageli on kaasamise käigus toimunud osaline sulamine, metamorfism või keemiline asendamine, mis võib muuta algset koostist. Samuti tuleb eristada teisi sarnaseid termineid (näiteks antekrüstid või autoliidid), mis tähistavad teiste protsesside kaudu tekkinud kristalle või tükke.
Kokkuvõttes on ksenoliidid ja ksenokristallid olulised tööriistad geoloogias: need annavad akna sügavamate maaosade ja varasemate geoloogiliste protsesside juurde ning aitavad nii teaduslikel kui ka majanduslikel eesmärkidel paremini mõista Maa sisemist dünaamikat.
Gabbroiline ksenoliit graniidis; Ida-Sierra Nevada, Rock Creek Canyon, California.
Peridotiit (roheline) mantelksenoliit (tumedas) vulkaanilises pommis Vulkan-Eifelist, Saksamaa. Üks euromünt mõõtkavas
Küsimused ja vastused
K: Mis on ksenoliit?
V: Ksenoliit on kivimifragment, mis on ümbritsetud teise kivimiga.
K: Millises kivimitüübis esineb ksenoliit kõige sagedamini?
V: Ksenoliit esineb kõige sagedamini magmakivimites.
K: Kuidas kujuneb ksenoliit magmakivimites?
V: Ksenoliit tekib magmakivimites siis, kui magma on piisavalt vedel, et voolata ümber tahkema kivimi.
K: Kus võib ksenoliit leiduda magmakivimites?
V: Ksenoliit võib leiduda magmakambri äärealadel, laavavoolu seintelt lahti rebitud või Maa pinnal voolava laava poolt maapinnalt üles korjatud.
K: Mis on ksenokristall?
V: Ksenokristall on individuaalne võõrkristall, mis sisaldub vulkaanilises kehas.
K: Millised on näited ksenokristallide kohta?
V: Ksenokristallide näited on kvartskristallid vähese ränidioksiidi sisaldavas laavas ja teemandid kimberliidi diatreemides.
K: Mida annab ksenoliitide ja ksenokristallide olemasolu?
V: Ksenoliitide ja ksenokristallide olemasolu annab olulist teavet muidu kättesaamatu mantli koostise kohta.
Otsige