Tonalit–trondhjemit–granodiorit
Tonalit–trondhjemit–granodiorit ( TTG ) bergarter är inträngande bergarter med typisk granitisk sammansättning ( kvarts och fältspat ) men innehåller endast en liten del av kaliumfältspat . Tonalite , trondhjemite och granodiorite förekommer ofta tillsammans i geologiska register , vilket indikerar liknande petrogenetiska processer. Post- arkeiska (efter 2,5 Ga) TTG-bergarter finns i bågrelaterade batholiter , såväl som i ofioliter (även om det är en liten andel), medan arkeiska TTG-stenar är huvudkomponenter i arkeiska kratoner .
Sammansättning
Kvartsprocenten bland felsiska mineraler i TTG-bergarter är vanligtvis större än 20 % men mindre än 60 %. I tonalit och trondhjemit är mer än 90% av fältspatarna plagioklas , medan i granodiorit är detta antal mellan 65% och 90%. Trondhjemit är en speciell sorts tonalit , där det mesta av plagioklasen i bergarten är oligoklas . De ha som huvudämne tillbehör mineralerna av TTG vaggar inkluderar biotite , amfiboler (t.ex. hornblende ), epidot och zircon . Geokemiskt har TTG-bergarter ofta ett högt innehåll av kiseldioxid (SiO 2 ) (vanligtvis över 70 procent SiO 2 ), högt innehåll av natriumoxid (Na 2 O) (med lågt förhållande mellan kaliumoxid /Na 2 O) jämfört med andra plutoniska bergarter , och lågt innehåll av ferromagnesiska grundämnen (viktprocentandelen järn(III)oxid , magnesiumoxid , mangandioxid och titandioxid sammanlagd är vanligtvis mindre än 5 %).
Post Archean TTG Rocks
Postarkeiska TTG-bergarter finns vanligtvis i bågmiljöer , särskilt i kontinentala bågar . Ofiolit innehåller också en liten mängd TTG-bergarter.
Kontinentalbåge TTG-stenar
Kontinentalbågs-TTG-bergarter är ofta associerade med gabbro , diorit och granit , som bildar en plutonisk sekvens i batholiter . De bildas av hundratals plutoner som är direkt relaterade till subduktion . Till exempel Coastal Batholith i Peru av 7 ~ 16% gabbro och diorit, 48 ~ 60% tonalit (inklusive trondhjemit), och 20 ~ 30% granodiorit, med 1 ~ 4% granit. Dessa TTG-bergarter i kontinentalbågsbatoliter kan delvis härröra från magmadifferentieringen (dvs fraktionerad kristallisation ) av den subduktionsinducerade mantelkilsmältan på djupet. Den stora volymen av sådana TTG-bergarter drar emellertid slutsatsen att deras huvudsakliga genereringsmekanism beror på den partiella smältningen av den tidigare gabbroiska underplåten vid basen av den kontinentala jordskorpan. Tonalitisk sammansättning berg kristalliserade först innan magman differentierade till granodioritisk och senare granitisk sammansättning på ett grunt djup. Vissa öbågsplutoniska rötter har också TTG-bergarter, t.ex. Tobago , men de är sällan exponerade.
TTG-stenar i ofiolit
Tonaliter (inklusive trondhjemiter) kan hittas ovanför den skiktade gabbrosektionen i ofioliter , under eller innanför täckta vallar. De är ofta oregelbundna i form och produceras av magma differentiering .
Arkeiska TTG-klippor
Arkeiska TTG-stenar verkar vara kraftigt deformerad grå gnejs , som visar bandning, lineation och andra metamorfa strukturer, vars protoliter var påträngande stenar . TTG-bergart är en av de största bergarterna i arkeiska kratoner .
Geokemiska egenskaper
När det gäller spårelementegenskaper uppvisar arkeiska TTG:er högt innehåll av lätta sällsynta jordartsmetaller (LREE) men lågt innehåll av tunga sällsynta jordartsmetaller (HREE). De visar dock inga i EU och Sr. Dessa egenskaper indikerar närvaron av granat och amfibol , men ingen plagioklas i restfasen under partiell smältning eller utfällningsfas under fraktionerad kristallisation .
Petrogenes och klassificering
Bekräftat av geokemisk modellering kan magma av TTG-typ genereras genom partiell smältning av hydratiserade metamafiska bergarter . För att producera det mycket låga HREE-mönstret bör smältningen utföras under ett granatstabilt tryck-temperaturfält. Med tanke på att granattemperaturstabiliteten ökar dramatiskt med ökande tryck, förväntas starkt HREE-utarmade TTG-smältor bildas under relativt högt tryck. Förutom källsammansättningen och trycket påverkar smältningsgraden och temperaturen även smältsammansättningen.
Detaljerade studier klassificerade arkeiska TTG:er i tre grupper baserade på geokemiska egenskaper, som är låg-, medel- och högtrycks-TTG:er, även om de tre grupperna bildar en kontinuerlig utveckling. Lågtrycksunderserien uppvisar relativt låg Al 2 O 3 , Na 2 O, Sr -halt och relativt hög Y , Yb , Ta och Nb -halt, motsvarande smältning under 10-12 kbar med källstensmineralsammansättningen av plagioklas, pyroxen och möjligen amfibol eller granat. Högtrycksgruppen uppvisar motsatta geokemiska egenskaper, motsvarande smältning vid ett tryck över 20 kbar, där källbergarten innehåller granat och rutil men ingen amfibolit eller plagioklas. Mellantrycksgruppen har övergångsdrag mellan de andra två grupperna, vilket motsvarar smältning under ett tryck runt 15 kbar med källbergarten innehållande amfibol, mycket granat, men lite rutil och ingen plagioklas. Medeltrycks-TTG är den vanligaste bland de tre grupperna.
Geodynamiska inställningar
Den geodynamiska miljön för arkeiska TTG-bergarter är för närvarande inte väl förstådd. Konkurrerande hypoteser inkluderar subduktionsrelaterad generering som involverar plattektonik och andra icke-plattektoniska modeller.
Plattektonisk inställning
Geokemisk likhet mellan TTG och adakiter har länge noterats av forskare. Adakiter är en typ av moderna båglavor, som skiljer sig från vanliga båglavor (mest granitoider) i sin felsiska och sodiska natur med högt LREE men lågt HREE-innehåll. Deras produktion tolkas som den partiella smältningen av unga och heta subducerande oceaniska plattor med mindre interaktion med omgivande mantelkilar, snarare än mantelkilsmältningar som andra båggranitoider. Baserat på geokemiska egenskaper (t.ex. Mg , Ni , och Cr -innehåll) kan adakiter delas in ytterligare i två grupper, nämligen hög SiO 2 adakiter (HSA) och låg SiO 2 adakiter (LSA). Det noterades sedan att de arkeiska TTG:erna var geokemiskt nästan identiska med adakiter med hög kiseldioxidhalt (HSA), men något annorlunda än adakiter med låg kiseldioxidhalt (LSA).
Denna geokemiska likhet låter vissa forskare dra slutsatsen att den geodynamiska miljön för arkeiska TTG:er var analog med den för moderna adakiter. De tror att arkeiska TTG genererades också genom het subduktion. Även om moderna adakiter är sällsynta och bara finns på ett fåtal platser (t.ex. Adak Island i Alaska och Mindanao i Filippinerna), hävdar de att på grund av en högre mantelpotentialtemperatur på jorden, kan en varmare och mjukare skorpa ha möjliggjort intensiva adakit- typ subduktion under arkeisk tid. TTG-paket genererades sedan i sådana miljöer, med storskaliga protokontinenter som bildades av kollisioner i ett senare skede. Andra författare tvivlar dock på förekomsten av arkeisk subduktion genom att påpeka frånvaron av stora plattektoniska indikatorer under större delen av den arkeiska eonen. Det noteras också att arkeiska TTG:er var påträngande bergarter medan den moderna adakiten är extrusiv till sin natur, så deras magma borde skilja sig i sammansättning, särskilt i vatteninnehåll.
Icke-plattetektoniska inställningar
Olika bevis har visat att arkeiska TTG-bergarter var direkt härledda från redan existerande maffiska material. Smälttemperaturen för metamafiska bergarter (vanligen mellan 700 °C och 1000 °C) beror i första hand på deras vatteninnehåll men endast lite på trycket. Olika grupper av TTG bör därför ha upplevt distinkta geotermiska gradienter , som motsvarar olika geodynamiska inställningar.
Lågtrycksgruppen har bildats längs geotermer runt 20-30 °C/km, vilket är jämförbart med dem vid underplätering av platåbaser. Manteluppgångar tillför mafisk källare till skorpan och trycket på grund av ackumuleringstjockleken kan nå kravet på lågtrycks-TTG-produktion. Den partiella smältningen av platåbasen (som kan induceras av ytterligare manteluppströmning) skulle då leda till lågtrycks-TTG-generering.
Högtrycks-TTG:erna har upplevt geotermer lägre än 10 °C/km, som är nära moderna heta subduktionsgeotermer som upplevs av unga plattor (men cirka 3 °C/km varmare än andra moderna subduktionszoner), medan geotermerna för de mest förekommande TTG-underserier, medeltrycksgrupp, ligger mellan 12 och 20 °C/km. Förutom varm subduktion kan sådana geotermer också vara möjliga under delaminering av maffisk jordskorpa. Delamineringen kan tillskrivas mantelns nedsvällning eller en ökning av densiteten hos den mafiska skorpbasen på grund av metamorfosm eller partiell smältextraktion. Dessa delaminerade metamafiska kroppar sjunker sedan ner, smälter och interagerar med omgivande mantel för att generera TTG. Sådan delamineringsinducerad TTG-genereringsprocess är petrogenetiskt lik den för subduktion , som båda involverar djup nedgrävning av maffiska stenar i manteln.