تمایز و تکامل ماگمایی

تمایز ماگمایی مجموعه‌ای از فرآیندها است که طی آن یک ماگمای اولیه یکنواخت، به طیفی از ترکیبات سنگ آذرین متنوع می‌شود.

Definition

فرآیندهایی، عمدتاً تبلور جزء به جزء، جذب و اختلاط ماگما، که تنوع ترکیبی را از یک ماگمای والد ایجاد می‌کنند.

Scope

این موضوع مکانیسم‌هایی را پوشش می‌دهد که ترکیب ماگما را در طول سرد شدن و صعود تغییر می‌دهند: تبلور جزء به جزء و ته‌نشینی بلورها، جذب سنگ دیواره، اختلاط و آمیختگی ماگما، عدم امتزاج‌پذیری مایعات، و استفاده از عناصر کمیاب و ایزوتوپ‌ها برای ردیابی این فرآیندها. این مبحث توضیح می‌دهد که چگونه ماگماهای بازالتی اولیه به سمت ترکیبات حدواسط و سیلیسی تکامل می‌یابند.

Core questions

• چگونه تبلور جزء به جزء ماگما را به سمت ترکیبات سیلیسی سوق می‌دهد؟
• جذب و اختلاط ماگما چه نقشی در تمایز ایفا می‌کنند؟
• عناصر کمیاب و ایزوتوپ‌ها چگونه مکانیسم‌های تمایز را از یکدیگر متمایز می‌کنند؟
• چرا توده‌های نفوذی لایه‌ای، تجمع بلورها را ثبت می‌کنند؟

Key theories

تبلور جزء به جزء

حذف تدریجی بلورهای اولیه تشکیل شده از یک ماگمای در حال سرد شدن، از طریق ته‌نشینی یا جداسازی مایع، مذاب‌های باقیمانده را غنی از عناصر ناسازگار و سیلیس می‌کند که عامل غالب تنوع آذرین است.

جذب و اختلاط ماگما (AFC)

ماگماها همچنین می‌توانند با جذب سنگ دیواره ذوب شده یا حل شده و با آمیختگی با ماگماهای با ترکیب متفاوت تکامل یابند؛ مدل‌های ترکیبی جذب-تبلور جزء به جزء، روندهای شیمیایی و ایزوتوپی را توضیح می‌دهند که تبلور ساده قادر به توضیح آن‌ها نیست.

Clinical relevance

تمایز، تنوع شیمیایی استان‌های آتشفشانی و توده‌های نفوذی را توضیح می‌دهد، تمرکز عناصر مهم اقتصادی را در ماگماهای کانسارساز کنترل می‌کند، و برای بازسازی تاریخ پتروژنتیکی ثبت شده در مجموعه‌های آذرین ضروری است.

History

بوون در دهه ۱۹۲۰ از تبلور جزء به جزء به عنوان فرآیند اصلی تکامل ماگما حمایت کرد؛ مطالعات بعدی بر روی توده‌های نفوذی لایه‌ای مانند اسکایگارد توسط واگر و براون، تجمع بلورها را به طور مستقیم مستند کردند، در حالی که روش‌های عناصر کمیاب و ایزوتوپی در اواخر قرن بیستم اهمیت جذب و اختلاط را آشکار ساختند.

Debates

اهمیت نسبی تبلور در مقابل جذب و اختلاط

پترولوژیست‌ها مدت‌هاست که بحث می‌کنند که آیا تنوع سنگ‌های آذرین عمدتاً از تبلور جزء به جزء در سیستم بسته، همانطور که بوون استدلال کرد، ناشی می‌شود یا به جذب و اختلاط ماگما در سیستم باز نیاز دارد؛ داده‌های ایزوتوپی مدرن از دیدگاهی ترکیبی حمایت می‌کنند که بسته به محیط متفاوت است.

Key figures

• Norman L. Bowen
• Lawrence Wager
• John D. Winter

Seminal works

• bowen1928
• winter2013

Frequently asked questions

تبلور جزء به جزء چیست؟

فرآیندی که طی آن بلورهایی که در مراحل اولیه سرد شدن ماگما تشکیل می‌شوند، از مایع باقیمانده جدا شده و به تدریج ترکیب مذاب باقیمانده را تغییر می‌دهند.

آیا یک ماگمای واحد می‌تواند هم بازالت و هم گرانیت تولید کند؟

تبلور جزء به جزء گسترده یک ماگمای والد بازالتی می‌تواند مقادیر کمی از مذاب باقیمانده گرانیتی را تولید کند، اگرچه بیشتر گرانیت‌ها شامل ذوب پوسته و جذب نیز می‌شوند.