Skalní provenience pomocí petrologických metod

Dříve nebo později se téměř každá hornina na Zemi rozpadne na sediment a sediment se potom odvádí někam jinam gravitací, vodou, větrem nebo ledem. Vidíme, že se to děje každý den v zemi kolem nás a rockový cyklus štítky, které nastavují události a procesy eroze.

Měli bychom být schopni podívat se na konkrétní sediment a vyprávět něco o skalách, z nichž vycházelo. Pokud považujete skálu za dokument, sediment je ten dokument rozdrcený. I když je například dokument skartován na jednotlivá písmena, mohli bychom je prozkoumat a docela snadno zjistit, v jakém jazyce byl napsán. Pokud by byla zachována některá celá slova, mohli bychom udělat dobrý odhad o předmětu dokumentu, jeho slovní zásobě, dokonce i o jeho věku. A pokud by věta nebo dvě unikly skartaci, mohli bychom ji dokonce porovnat s knihou nebo papírem, ze kterého vyšel.

Tento druh výzkumu sedimentů se nazývá studie provenience. V geologii znamená provenience (rýmy s „prozřetelností“), odkud pocházejí sedimenty a jak se dostaly tam, kde jsou dnes. Znamená to pracovat dozadu nebo proti proudu od zrn sedimentu, který máme (kousky), abychom získali představu o skále nebo skále, kterou bývali (dokumenty). Je to velmi geologický způsob myšlení a studie o provenience explodovaly v posledních několika desetiletích.

Provenience je téma omezené na sedimentární horniny: pískovec a konglomerát. Existují způsoby, jak charakterizující protolity metamorfovaných hornin a zdroje podobných vyvřelých hornin žula nebo čedič, ale ve srovnání jsou vágní.

První věc, kterou byste měli vědět, jak zdůvodňujete svou cestu proti proudu, je to, že to mění přepravující sediment. Proces dopravy rozděluje horniny na stále menší částice od balvanu do velikosti jílu, fyzickým otěrem. A současně se většina minerálů v sedimentu chemicky mění a odchází jen několik odolných. Dlouhý transport v potokech může také rozdělit minerály v sedimentu podle jejich hustoty, takže se lehké minerály, jako je křemen a živce, mohou pohybovat před těmi, jako je magnetit a zirkon.

Za druhé, jakmile sediment dorazí na místo odpočinku - sedimentární pánev - a znovu se změní na sedimentární horninu, mohou se v něm tvořit nové minerály diagenetické procesy.

Studium provenience tedy vyžaduje, abyste ignorovali některé věci a představili si jiné věci, které byly dříve přítomny. Není to jednoduché, ale zlepšujeme se zkušenostmi a novými nástroji. Tento článek se zaměřuje na petrologické techniky založené na jednoduchém pozorování minerálů pod mikroskopem. Toto je druh věcí, které se studenti učí na svých prvních laboratorních kurzech. Další hlavní třída studií provenience používá chemické techniky a mnoho studií je kombinuje.

Velké kameny (fenoklasty) v konglomeráty jsou jako fosílie, ale místo toho, aby byly vzorky starověkých živých věcí, jsou vzorky starověkých krajin. Stejně jako balvany v korytu řeky reprezentují kopce proti proudu a do kopce, konglomerátní výboje obecně svědčí o nedaleké krajině, ne více než několik desítek kilometrů daleko.

Není divu, že říční štěrky obsahují kousky kopců kolem nich. Může však být zajímavé zjistit, že skály v konglomerátu jsou jediné věci, které zbyly z kopců, které zmizely před miliony let. A tento fakt může být zvláště smysluplný v místech, kde byla krajina přestavěna chybou. Když dva široce oddělené výběžky konglomerátů mají stejnou směsici kopyt, je to jasný důkaz, že byly kdysi velmi blízko u sebe.

Populární přístup pro analýzu zachovalých pískovců propagovaných kolem roku 1980 je třídit různé druhy zrn do tří tříd a vykreslují je podle procenta do trojúhelníkového grafu, ternára diagram. Jeden bod trojúhelníku je pro 100% křemene, druhý pro 100% živce a třetí pro 100% lithics: fragmenty hornin, které se úplně nerozdělily na izolované minerály. (Všechno, co není jedním z těchto tří, obvykle malý zlomek, je ignorováno.)

Ukázalo se, že horniny z určitých tektonických nastavení vytvářejí sedimenty - a pískovce -, které vykreslují poměrně konzistentní místa na tomto ternárním diagramu QFL. Například, skály z vnitřku kontinentů jsou bohaté na křemen a nemají téměř žádné lithiky. Horniny ze sopečných oblouků mají malý křemen. A horniny odvozené z recyklovaných hor horských pásem mají málo živce.

V případě potřeby lze zrna křemene, která jsou ve skutečnosti lithiky - spíše kousky křemence nebo chertů než kousky jednotlivých krystalů křemene - přesunout do kategorie lithiků. Tato klasifikace používá QmFLt diagram (monokrystalický litinový křemen - živec - celkem). Tito pracují docela dobře, když říkají, jaký druh talektotektonické země přinesl písek v daném pískovce.

Kromě svých tří hlavních přísad (křemene, živce a lithie) mají pískovce několik drobných přísad nebo doplňkových minerálů odvozených z jejich zdrojových hornin. Kromě slídového minerálu muskovitu jsou relativně husté, takže se obvykle nazývají těžké minerály. Jejich hustota umožňuje snadné oddělení od zbytku pískovce. Mohou být informativní.

Například velká oblast vyvřelých hornin je schopna poskytnout zrna tvrdých primárních minerálů jako je augit, ilmenit nebo chromit. Metamorfní jeřáby přidávají věci jako granát, rutil a staurolit. Mohou pocházet i jiné těžké minerály, jako je magnetit, titanit a turmalin.

Zirkon je výjimečný mezi těžkými minerály. Je tak tvrdý a inertní, že vydrží miliardy let a je recyklován znovu a znovu jako mince v kapse. Velká perzistence těchto detitálních zirkonů vedla k velmi aktivnímu výzkumu v oblasti provenience to začíná separací stovek mikroskopických zirkonových zrn a poté určením věku každého z nich použitím izotopové metody. Jednotlivé věky nejsou tak důležité jako směs věků. Každé velké těleso skály má svou vlastní směsici zirkonových věků a směs lze rozeznat v sedimentech, které z ní erodují.

Studie provenience zirkonového zirkonu jsou silné a v dnešní době tak populární, že jsou často zkráceny jako "DZ." Spoléhají se však na drahé laboratoře a vybavení a přípravu, takže se používají hlavně pro vysokou návratnost výzkum. Starší způsoby prosévání, třídění a počítání minerálních zrn jsou stále užitečné.