Kalk-alkalisk magmaserie

Den calc-alkaliska magmaserien är en av två huvudsakliga underavdelningar av den subalkaliska magmaserien , den andra subalkaliska magmaserien är den tholeiitiska serien. En magmaserie är en serie kompositioner som beskriver utvecklingen av en maffisk magma, som är hög i magnesium och järn och producerar basalt eller gabbro , eftersom den fraktionerat kristalliseras till en felsisk magma, som har låg halt av magnesium och järn och producerar rhyolit eller granit . Kalk-alkaliska bergarter är rika på alkaliska jordartsmetaller ( magnesia och kalciumoxid ) och alkalimetaller och utgör en stor del av jordskorpan på kontinenterna .

De olika bergarterna i den kalk-alkaliska serien inkluderar vulkaniska typer som basalt , andesit , dacit , rhyolite , och även deras grövre intrusiva motsvarigheter ( gabbro , diorit , granodiorit och granit ). De inkluderar inte silica-undermättade , alkaliska eller peralkaliska stenar .

Geokemisk karakterisering

AFM-diagram som visar de relativa proportionerna av oxiderna av alkalier (A), järn (F) och magnesium (M), med pilar som visar magmans sammansättningsförändringsväg i den toleiitiska och den kalkalkaliska magmaserien (BT=tholeiitic) basalt, FB=ferro-basalt, ABT=tholeiitisk basaltisk andesit, AT=tholeiitisk andesit, D=dacit, R=ryolit, B=basalt, AB=basaltisk andesit, A=andesit; streckad linje=gräns mellan tholeiitisk och kalkalkalisk kompositioner)

Bergarter från den kalk-alkaliska magmaserien skiljer sig från bergarter från den toleitiska magmaserien genom redoxtillståndet hos den magma de kristalliserade ur. Tholeiitiska magma reduceras, och kalkalkaliska magma oxideras, med högre syrefugaciteter . När mafisk (basaltproducerande) magma kristalliserar, kristalliserar de företrädesvis de mer magnesiumrika och järnfattiga formerna av silikatmineralerna olivin och pyroxen , vilket gör att järnhalten i toleitiska magma ökar när smältan utarmas på järnfattiga kristaller. . (Magnesiumrik olivin stelnar vid mycket högre temperaturer än järnrik olivin.) En kalk-alkalisk magma oxideras dock tillräckligt för att (samtidigt) fälla ut betydande mängder av järnoxidmagnetiten, vilket gör att järnhalten i magman förblir mer stadigt när det svalnar än med en tholeiitisk magma.

Skillnaden mellan dessa två magmaserier kan ses på ett AFM-diagram, ett ternärt diagram som visar de relativa proportionerna av oxiderna av Na ₂ O + K ₂ O (A), FeO + Fe ₂ O ₃ (F) och MgO ( M). När magman svalnar, fäller de ut betydligt mer järn och magnesium än alkali, vilket gör att magman rör sig mot alkalihörnet. I toleitisk magma, när den svalnar och företrädesvis producerar magnesiumrika kristaller, sjunker magnesiuminnehållet i magman, vilket får magman att flytta bort från magnesiumhörnet tills det tar slut på magnesium och börjar röra sig mot alkalihörnet när det tappar järn och kvarvarande magnesium. Med den kalkalkaliska serien gör dock utfällningen av magnetit att förhållandet järn-magnesium förblir relativt konstant, så magman rör sig i en rak linje mot alkalihörnet på AFM-diagrammet.

Calc-alkaliska magma är vanligtvis vattenhaltiga .

Geologisk kontext

Calc-alkaliska vaggar finns typiskt i de vulkaniska bågarna ovanför subduktionszoner , vanligtvis i öbågar , och särskilt på de bågar på kontinental skorpa.

Petrologiskt ursprung

Stenar i serien tros vara genetiskt besläktade genom fraktionerad kristallisation och att åtminstone delvis härledas från magmas av basaltsammansättning som bildas i jordens mantel . Trender i sammansättning kan förklaras av en mängd olika processer. Många förklaringar fokuserar på vatteninnehåll och oxidationstillstånd hos magman . Föreslagna mekanismer för bildning börjar med partiell smältning av subducerat material och av mantelperidotit ( olivin och pyroxen) förändrat av vatten och smältor som härrör från subducerat material. Mekanismer genom vilka den calc-alkaliska magman sedan utvecklas kan innefatta fraktionerad kristallisation, assimilering av kontinental skorpa och blandning med partiella smälter av kontinental skorpa.

Se även

• Alkalisk basalt
• Alkalisk magma-serie
• Magmatisk differentiering

• Barker, Daniel S. (1983). Magmatiska bergarter . Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall, Inc. sid. 417.

Vidare läsning

• Peacock, MA (1931). "Klassificering av magmatiska bergarter". Journal of Geology . 39 (1): 54–67. Bibcode : 1931JG.....39...54P . doi : 10.1086/623788 .
• Rittmann, Alfred (1962). Vulkaner och deras aktivitet . New York: John Wiley & Sons, Inc. sid. 305, översatt av EA Vincent från 1960, 2 uppl. {{ citera bok }} : CS1 underhåll: postscript ( länk )
•   Sheth, Hetu; Torres-Alvarado, Ignacio; Verma, Surendra (augusti 2002). "Vad är "Calc-alkaline Rock Series"?". International Geology Review . 44 (8): 686–701. Bibcode : 2002IGRv...44..686S . doi : 10.2747/0020-6814.44.8.686 . S2CID 129795855 . Två av dessa allmänt använda diagram är diagrammet för totala alkalier-kiseldioxid (TAS) och det triangulära diagrammet ( Na ₂ O + K ₂ O)-FeO ^{* -MgO (AFM), vilka inte har kalcium som en av de plottande parametrarna.} .. Inte alla orogena andesiter är kalkalkaliska, och inte alla kalkalkaliska andesiter är orogena
•   Le Maitre, RW; Streckeisen, A.; Zanettin, B.; Le Bas, MJ; Bonin, B.; Bateman, P., red. (januari 2005). Magmatiska bergarter: En klassificering och ordlista med termer: Rekommendationer från International Union of Geological Sciences, Subcommission on the Systematics of Igneous Rocks . Cambridge, Storbritannien: Cambridge University Press. sid. 252. ISBN 0-521-61948-3 .
• Arculus, Richard J. (2003). "Användning och missbruk av termerna kalkalisk och kalkalisk" . Journal of Petrology . 44 (5): 929–935. Bibcode : 2003JPet...44..929A . doi : 10.1093/petrology/44.5.929 . Termerna kalkalisk och kalkalisk är för närvarande definierade och används på flera och icke-likvärdiga sätt. Generellt betraktas variationen av totalt Fe som FeO/MgO inom utvecklande subalkaliska bergsviter som den mest utmärkande karaktären hos kalkalkalin jämfört med tholeiitiska sviter, vilket återspeglar den relativa tidpunkten för fasmättnad med Fe-Ti-oxider, plagioklas och ferromagnesiska silikater. Andra klassificeringsscheman används ofta, inklusive en minoritet av anhängare till den ursprungliga formaliserade definitionen av "kalkalisk" av Peacock (1931, Journal of Geology 39, 54–67). Med tanke på den rådande motsägelsefulla och förvirrande användningen av dessa termer, vilket leder till felkommunikation, föreslås det att spektrumet av subalkaliska bergarter delas upp i hög-, medel- och låg-Fe-sviter, som kompletterar uppdelningar gjorda på basis av K-innehåll. Termerna calcalkaline och calcalkalic bör begränsas till rocksviter som överensstämmer med Peacocks definition.