پریدوتیت

پریدوتیت
آذرین سنگ
	نمونه‌ای معمولی از پریدوتیت (دونیت، سمت چپ) و بلور بزرگ پریدوت (سمت راست)
ترکیب
	الیوین، پیروکسن

پریدوتیت (به انگلیسی: Peridotite) یک سنگ آذرین چگال است که عمدتاً از کانی‌های الیوین و پیروکسین ساخته شده‌است. این سنگ دارای کمتر از ۴۵ درصد سیلیسیم دی‌اکسید است.^[۱] پریدوتیت یک سنگ آذرین درونی است که معادل خروجی آن کماتئیت می باشد که تقریبا کمیاب می‌باشد.

پریدوتیت یک سنگ آذرین متراکم و فانریتیک (درشت‌دانه) است که عمدتاً از کانی‌های سیلیکاتی اولیوین و پیروکسن تشکیل شده است. پریدوتیت یک سنگ اولترامافیک (فوق بازی) محسوب می‌شود، زیرا محتوای سیلیس آن کمتر از ۴۵٪ است. این سنگ دارای مقدار زیادی منیزیم است که نشان‌دهنده نسبت‌های بالای اولیوین غنی از منیزیم و مقادیر قابل‌توجهی از آهن است. پریدوتیت از گوشته زمین منشأ می‌گیرد که یا به صورت قطعات و بلوک‌های جامد، یا به صورت بلورهای انباشته‌شده از ماگماهایی که در گوشته شکل گرفته‌اند، به سطح می‌رسد. ترکیب پریدوتیت‌ها در مجموعه‌های آذرین لایه‌ای بسیار متغیر است که بازتاب‌دهنده نسبت‌های نسبی پیروکسن‌ها، کرومیت، پلاژیوکلاز و آمفیبول است.

پریدوتیت سنگ غالب در بخش بالایی گوشته زمین است. ترکیب نودل‌های (گرهک‌های) پریدوتیتی که در برخی بازالت‌ها یافت می‌شوند، به همراه دودکش‌های الماس (کیمبرلیت) از اهمیت ویژه‌ای برخوردارند، زیرا نمونه‌هایی از گوشته زمین را از اعماق حدود ۳۰ کیلومتر تا ۲۰۰ کیلومتر یا بیشتر به سطح می‌آورند. برخی از این نودل‌ها نسبت‌های ایزوتوپی اسمیوم و دیگر عناصری را حفظ کرده‌اند که فرآیندهای زمان شکل‌گیری زمین را ثبت کرده است؛ از این رو برای دیرین‌زمین‌شناسان بسیار جذاب هستند، چرا که سرنخ‌هایی از ترکیب اولیه گوشته زمین و پیچیدگی فرآیندهای رخ‌داده ارائه می‌دهند.

واژه پریدوتیت از سنگ قیمتی پریدوت (زبرجد) گرفته شده است که از اولیوین سبز کم‌رنگ تشکیل می‌شود.^[۲] پریدوتیت کلاسیک به رنگ سبز روشن با لکه‌های سیاه است، اگرچه بیشتر نمونه‌های دستی مایل به سبز تیره هستند. رخنمون‌های پریدوتیتی معمولاً از زرد روشن خاکی تا سبز تیره متغیرند؛ این امر به این دلیل است که اولیوین به‌راحتی به ایدینگسیت هوازده می‌شود. در حالی که سبز و زرد رایج‌ترین رنگ‌ها هستند، سنگ‌های پریدوتیتی ممکن است طیف وسیعی از رنگ‌ها از جمله آبی، قهوه‌ای و قرمز را نشان دهند.

طبقه‌بندی

سنگ‌های آذرین غنی از منیزیم و آهن با شاخص رنگی بیش از ۹۰ به عنوان فرا مافیک تعریف می‌شوند.^[۳] سنگ‌های اولترامافیک را می‌توان بر اساس نسبت‌های نسبی اولیوین، ارتوپیروکسن، کلینوپیروکسن و هورنبلند (که فراوان‌ترین خانواده کانی‌های مافیک در بیشتر این سنگ‌ها هستند) طبقه‌بندی کرد. پریدوتیت به عنوان یک سنگ اولترامافیک درشت‌دانه تعریف می‌شود که در آن اولیوین ۴۰٪ یا بیشتر از حجم کل این چهار خانواده کانی را تشکیل می‌دهد.^[۴]^[۵]

پریدوتیت‌ها به دسته‌های زیر تقسیم می‌شوند:^[۵]

دونیت: بیش از ۹۰٪ اولیوین.

دونیت به صورت رگه‌های برجسته در لایه پریدوتیتی مارسنگ‌‌ها یافت می‌شود که به عنوان برش‌هایی از سنگ‌کره (لیتوسفر) اقیانوسی تعبیر می‌شوند که به داخل قاره‌ها رانده شده‌اند. دونیت همچنین به عنوان یک کومولیت (سنگ انباشتی) در توده‌های نفوذی لایه‌ای دیده می‌شود؛ جایی که اولیوین از یک توده ماگمایی در حال سرد شدن متبلور شده و در کف توده انباشته شده است. دونیت تقریباً همیشه حاوی کانی فرعی کرومیت است.

کیمبرلیت: در دودکش‌های آتشفشانی تشکیل شده و حداقل ۳۵٪ اولیوین دارد.

کیمبرلیت یک واریته به‌شدت برشی از پریدوتیت است که به عنوان سنگ میزبان الماس شناخته می‌شود. برخلاف سایر اشکال پریدوتیت، کیمبرلیت کاملاً کمیاب است.^[۶]

پریدوتیت پیروکسن‌دار: دارای ۴۰٪ تا ۹۰٪ اولیوین و کمتر از ۵٪ هورنبلند.
- هارزبورژیت: کمتر از ۵٪ کلینوپیروکسن.

هارزبورژیت بخش عمده لایه پریدوتیتی افیولیت‌ها را تشکیل می‌دهد. این سنگ به عنوان سنگ گوشته تهی‌شده تعبیر می‌شود که ماگمای بازالتی از آن استخراج شده است. هارزبورژیت احتمالاً بخش بزرگی از لیتوسفر گوشته در زیر پوسته‌های پایای‌ قاره‌ای را تشکیل می‌دهد.

- وهرلیت: کمتر از ۵٪ ارتوپیروکسن.

وهرلیت بخشی از منطقه انتقالی بین لایه پریدوتیتی و لایه گابرویی رویین در افیولیت‌ها را تشکیل می‌دهد.

- لرزولیت: دارای مقدار متوسطی از کلینوپیروکسن و ارتوپیروکسن.

تصور می‌شود لرزولیت بخش بزرگی از گوشته بالایی را تشکیل می‌دهد. ترکیب آن تقریباً دقیقاً مشابه مخلوطی از سه قسمت هارزبورژیت و یک قسمت بازالت تولئیتی (یعنی پیرولیت) است و سنگ منشأ احتمالی برای ماگمای بازالتی محسوب می‌شود. لرزولیت به صورت زنولیت‌های (بیگانه‌سنگ‌های) کمیاب در بازالت‌ها یافت می‌شود.

پریدوتیت هورنبلنددار: دارای ۴۰٪ تا ۹۰٪ اولیوین و کمتر از ۵٪ پیروکسن.

این سنگ به صورت زنولیت‌های کمیاب در آندزیت‌های بالای مناطق فرورانش یافت می‌شود که شواهد مستقیمی از تغییر سنگ گوشته توسط سیالات آزاد شده از تخته سنگ (Slab) فرورونده است.^[۷]

ترکیب

یک نمونه معمولی پریدوتیت (دونیت، سمت چپ) و بلور بزرگ اولیوین (سمت راست).

پریدوتیت گوشته به‌شدت از منیزیم غنی است و «عدد منیزیم» (Magnesium Number) آن به‌طور معمول ۸۹ است. به عبارت دیگر، از مجموع محتوای آهن و منیزیم، ۸۹ درصد مولی آن منیزیم است. این موضوع در ترکیب کانی‌های مافیک تشکیل‌دهنده سنگ نیز منعکس می‌شود.

اولیوین کانی اصلی در تمام پریدوتیت‌ها است. اولیوین یک ارتوسیلیکات آهن-منیزیم با فرمول متغیر $(Mg,Fe)_{2}SiO_{4}$ است. اولیوین غنی از منیزیم در پریدوتیت‌ها معمولاً به رنگ سبز زیتونی دیده می‌شود.^[۸]

پیروکسن‌ها زنجیره‌سیلیکات‌هایی با فرمول متغیر $(Ca,Na,Fe^{II},Mg)(Cr,Al,Fe^{III},Mg,Mn,Ti,V)Si_{2}O_{6}$ هستند که گروه بزرگی از کانی‌های مختلف را شامل می‌شوند. این کانی‌ها به دو گروه ارتوپیروکسن‌ها (با دستگاه بلوری ارتورومبیک) و کلینوپیروکسن‌ها (با دستگاه بلوری تک‌شیب) تقسیم می‌شوند. این تمایز در طبقه‌بندی پریدوتیت‌های پیروکسن‌دار مهم است، زیرا کلینوپیروکسن به‌راحتیِ ارتوپیروکسن یا اولیوین ذوب می‌شود. شایع‌ترین ارتوپیروکسن، انستاتیت ( $Mg_{2}Si_{2}O_{6}$ ) است که در آن آهن جایگزین مقداری از منیزیم می‌شود. مهم‌ترین کلینوپیروکسن، دیوپسید ( $CaMgSi_{2}O_{6}$ ) است که باز هم مقداری جایگزینی آهن به جای منیزیم (هدنبرژیت، $FeCaSi_{2}O_{6}$ ) در آن دیده می‌شود. اگر نسبت پیروکسن‌ها در سنگ از ۶۰٪ بیشتر شود، سنگ به عنوان پیروکسنیت طبقه‌بندی می‌شود.

هورنبلند یک آمفیبول است؛ گروهی از کانی‌ها که شبیه پیروکسن‌ها هستند اما ساختار زنجیره‌ای دوگانه دارند و آب را در ساختار خود جای داده‌اند. خودِ هورنبلند ترکیب بسیار متغیری دارد که از تشرماکیت ( $Ca_{2}(Mg,Fe)_{3}Al_{2}Si_{6}Al_{2}O_{22}(OH)_{2}$ ) تا پارگاسیت ( $NaCa_{2}(Mg,Fe)_{4}AlSi_{6}Al_{2}O_{22}(OH)_{2}$ ) متغیر است. هورنبلند در پریدوتیت بیشتر به دلیل دگرسانی توسط سیالات آبدار حضور دارد.

اگرچه پریدوتیت‌ها بر اساس محتوای اولیوین، پیروکسن و هورنبلند طبقه‌بندی می‌شوند، تعدادی از خانواده‌های کانیایی دیگر نیز به‌طور مشخص در آن‌ها حضور دارند. برای مثال، کرومیت گاهی تا ۵۰٪ سنگ را تشکیل می‌دهد. سایر کانی‌های فرعی رایج شامل لعل، نارسنگ، میکای سیاه یا مگنتیت هستند. این کانی‌ها برای تخمین عمق تشکیل سنگ مفیدند؛ برای مثال، آلومینیوم در لرزولیت در اعماق کمتر از ۲۰ کیلومتر به صورت پلاژیوکلاز، در اعماق ۲۰ تا ۶۰ کیلومتر به صورت اسپینل و در اعماق بیش از ۶۰ کیلومتر به صورت گارنت یافت می‌شود.

پراکنش و مکان‌شناسی

اولیوین در یک پریدوتیت که در یک زنولیت گوشته‌ای در حال هوازدگی به ایدینگسیت است.

پریدوتیت سنگ غالب گوشته زمین تا عمق حدود ۴۰۰ کیلومتر است؛ در اعماق بیشتر، اولیوین به کانی فشار-بالای وادسلی‌ایت تبدیل می‌شود.^[۹]

صفحه‌های اقیانوسی شامل تا حدود ۱۰۰ کیلومتر پریدوتیت هستند که توسط پوسته‌ای نازک پوشیده شده است. این پوسته که معمولاً حدود ۶ کیلومتر ضخامت دارد، از بازالت، گابرو و مقادیر کمی رسوبات تشکیل شده است. پریدوتیتِ زیر پوسته اقیانوس که «پریدوتیت مغاکی» (Abyssal peridotite) نامیده می‌شود، در دیواره شکاف‌های کف دریاهای عمیق یافت می‌شود.^[۱۰] قطعاتی از صفحه‌های اقیانوسی می‌توانند طی فرآیندی به نام فراراندگی (Obduction) بر روی پوسته قاره‌ای قرار گیرند. این قطعات که در پوسته قاره‌ای جای گرفته‌اند، به عنوان افیولیت (مارسنگ) شناخته می‌شوند. افیولیت‌های معمولی عمدتاً شامل پریدوتیت به همراه سنگ‌های وابسته مانند گابرو، بازالت بالشی و چرت سرخ هستند.

پریدوتیت‌ها همچنین به صورت قطعاتی (زنولیت) توسط ماگماها از گوشته به سطح آورده می‌شوند. در میان سنگ‌هایی که معمولاً حاوی زنولیت‌های پریدوتیتی هستند، می‌توان به بازالت و کیمبرلیت اشاره کرد. زنولیت‌های پریدوتیتی حاوی اسمیوم و عناصر دیگری هستند که نسبت‌های ایزوتوپی پایدار آن‌ها سرنخ‌هایی از شکل‌گیری و تکامل گوشته زمین به دست می‌دهد.

معادل آتشفشانی پریدوتیت‌ها، سنگ‌های کوماتییت هستند که بیشتر در اوایل تاریخ زمین فوران کرده‌اند و در سنگ‌های جوان‌تر از دوره آرکین کمیاب هستند.

سنگ‌های خانواده پریدوتیت در سطح زمین غیرمعمول و بسیار ناپایدار هستند، زیرا اولیوین در دماهای معمول پوسته فوقانی و سطح زمین به‌سرعت با آب واکنش می‌دهد. بسیاری از رخنمون‌های سطحی حداقل تا حدودی به سرپانتینیت دگرسان شده‌اند؛ فرآیندی که در آن پیروکسن‌ها و اولیوین‌ها به سرپانتین سبز تبدیل می‌شوند.^[۸]

رنگ، ریخت‌شناسی و بافت

پریدوتیت آلپی از منطقه ایورئا در کوه‌های آلپ ایتالیا (دونیت از فینرو).

بیشتر پریدوتیت‌ها به دلیل محتوای بالای اولیوین، رنگ سبزی دارند. با این حال، رنگ آن‌ها می‌تواند از خاکستری مایل به سبز تا تقریباً سیاه و زرد مایل به سبز کم‌رنگ متغیر باشد. پریدوتیت در رخنمون‌های هوای آزاد هوازده شده و یک پوسته قهوه‌ای مشخص ایجاد می‌کند.

پریدوتیت‌ها می‌توانند به صورت توده‌ای یا لایه‌ای در مقیاس‌های مختلف دیده شوند. پریدوتیت‌های لایه‌ای ممکن است لایه‌های پایه توده‌های نفوذی لایه‌ای را تشکیل دهند که با بافت‌های انباشتی (کومولیت) مشخص می‌شوند. بسیاری از آن‌ها دارای «بافت پوئی‌کیلیتیک» هستند که در آن تبلور مایع ماگمایی باعث ایجاد بلورهایی شده است که بلورهای انباشتی اولیه (به نام چادروکریست) را در بر می‌گیرند. بافت کاتاکلاستیک که شکستگی‌های نامنظم و ماکل‌های دگرشکلی دانه‌های اولیوین را نشان می‌دهد، به دلیل دگرشکلی‌های مرتبط با جایگیری تکتونیکی در پریدوتیت‌ها رایج است.

خاستگاه

زنولیت‌های پریدوتیتی در فونوتفریت، آریزونا.

پریدوتیت‌ها دو منشأ اصلی دارند: به عنوان سنگ‌های گوشته که در طول برافزایش و تمایز زمین شکل گرفته‌اند، یا به عنوان سنگ‌های انباشتی (کومولیت) که از ته‌نشینی اولیوین و پیروکسن از ماگماهای بازالتی یا اولترامافیک پدید آمده‌اند.

پریدوتیت‌های گوشته به صورت افیولیت در رشته‌کوه‌های ناشی از برخورد، به صورت زنولیت در بازالت یا کیمبرلیت، یا به صورت پریدوتیت‌های مغاکی (نمونه‌برداری شده از کف اقیانوس) دیده می‌شوند. این سنگ‌ها یا نشان‌دهنده گوشته حاصلخیز (لرزولیت) یا گوشته نیمه‌تهی‌شده (هارزبورژیت و دونیت) هستند.

سنگ‌های وابسته

کوماتییت‌ها ذوب‌های جزئی با دمای بالای پریدوتیت هستند که با درجه بالایی از ذوب جزئی در اعماق زمین مشخص می‌شوند.

اکلوژیت یک سنگ دگرگونی است که عمدتاً از امفاسیت (کلینوپیروکسن سدیم‌دار) و گارنت غنی از پیروپ تشکیل شده است. اکلوژیت در برخی رخدادهای زنولیتی با پریدوتیت همراه است؛ همچنین در سنگ‌هایی که در فشارهای بالا طی فرآیندهای مربوط به فرورانش دگرگون شده‌اند، در کنار پریدوتیت دیده می‌شود.

زمین‌شناسی اقتصادی

پریدوتیت به‌طور بالقوه می‌تواند در روشی کم‌هزینه و ایمن برای گیراندازی و ذخیره‌سازی CO۲ اتمسفری به عنوان بخشی از راهبردهای مقابله با گرمایش جهانی استفاده شود.^[۱۱] مشخص شده است که پریدوتیت با CO۲ واکنش داده و یک کانی کربناتی جامد شبیه سنگ آهک یا مرمر تشکیل می‌دهد.

نام پریدوتیت از سنگ قیمتی پریدوت گرفته شده است؛ یک گوهر سبز شیشه‌ای که در ابتدا در جزیره سنت جان در دریای سرخ و اکنون در منطقه سن کارلوس در آریزونا استخراج می‌شود.

پریدوتیت‌های دگرسان شده منشأ سنگ سرپانتینیت هستند که ممکن است شامل آزبست کریزوتیل و تالک باشند. توده‌های نفوذی لایه‌ای با پریدوتیت‌های انباشتی معمولاً با سنگ‌عنبرهای سولفیدی یا کرومیتی همراه هستند. سولفیدهای همراه با پریدوتیت‌ها سنگ‌های معدن نیکل و فلزات گروه پلاتین را تشکیل می‌دهند؛ بیشتر پلاتین جهان امروزه از مجتمع آذرین بوشولد در آفریقای جنوبی استخراج می‌شود. همچنین نوارهای کرومیتی موجود در پریدوتیت‌ها منبع اصلی کروم در جهان هستند.

پانویس

↑ ویکی‌پدیای انگلیسی
↑ Collins Australian Dictionary, 7th edition
↑ Downes, Hilary, ed. (2021). Encyclopedia of Geology (Second ed.). Alexandria, Virginia: American Geological Institute. ISBN 978-0-08-102909-1.
↑ Philpotts, Anthony R.; Ague, Jay J. (2009). Principles of igneous and metamorphic petrology (2nd ed.). Cambridge, UK: Cambridge University Press. pp. 137–142. ISBN 978-0-521-88006-0.
1 2 "Rock Classification Scheme - Vol 1 - Igneous" (PDF). British Geological Survey: Rock Classification Scheme. 1: 1–52. 1999.
↑ "kimberlite | rock | Britannica". www.britannica.com (به انگلیسی). Retrieved 2022-07-13.
↑ Blatter, Dawnika L.; Carmichael, Ian S. E. (1 November 1998). "Hornblende peridotite xenoliths from central Mexico reveal the highly oxidized nature of subarc upper mantle". Geology. 26 (11): 1035–1038. Bibcode:1998Geo....26.1035B. doi:10.1130/0091-7613(1998)026<1035:HPXFCM>2.3.CO;2.
1 2 Nesse, William D. (2000). Introduction to mineralogy. New York: Oxford University Press. pp. 306–310. ISBN 978-0-19-510691-6.
↑ Bercovici, David; Karato, Shun-ichiro (September 2003). "Whole-mantle convection and the transition-zone water filter". Nature. 425 (6953): 39–44. Bibcode:2003Natur.425...39B. doi:10.1038/nature01918. PMID 12955133. S2CID 4428456.
↑ Dick, H. J. B. (1989). "Abyssal peridotites, very slow spreading ridges and ocean ridge magmatism". Geological Society, London, Special Publications. 42 (1): 71–105. Bibcode:1989GSLSP..42...71D. doi:10.1144/GSL.SP.1989.042.01.06. S2CID 129660369.
↑ "Rocks Could Be Harnessed To Sponge Vast Amounts Of Carbon Dioxide From Air". Science Daily. November 6, 2008. Retrieved 24 February 2022.

پیوند به بیرون

[1] ویکی‌پدیای انگلیسی

[2] Collins Australian Dictionary, 7th edition

[Downes-3] Downes, Hilary, ed. (2021). Encyclopedia of Geology (Second ed.). Alexandria, Virginia: American Geological Institute. ISBN 978-0-08-102909-1.

[PhilpottsAgue2009ch6-4] Philpotts, Anthony R.; Ague, Jay J. (2009). Principles of igneous and metamorphic petrology (2nd ed.). Cambridge, UK: Cambridge University Press. pp. 137–142. ISBN 978-0-521-88006-0.

[bgs-5] 1 2 "Rock Classification Scheme - Vol 1 - Igneous" (PDF). British Geological Survey: Rock Classification Scheme. 1: 1–52. 1999.

[:0-6] "kimberlite | rock | Britannica". www.britannica.com (به انگلیسی). Retrieved 2022-07-13.

[BlatterCarmichael1998-7] Blatter, Dawnika L.; Carmichael, Ian S. E. (1 November 1998). "Hornblende peridotite xenoliths from central Mexico reveal the highly oxidized nature of subarc upper mantle". Geology. 26 (11): 1035–1038. Bibcode:1998Geo....26.1035B. doi:10.1130/0091-7613(1998)026<1035:HPXFCM>2.3.CO;2.

[Nesse2000-8] 1 2 Nesse, William D. (2000). Introduction to mineralogy. New York: Oxford University Press. pp. 306–310. ISBN 978-0-19-510691-6.

[9] Bercovici, David; Karato, Shun-ichiro (September 2003). "Whole-mantle convection and the transition-zone water filter". Nature. 425 (6953): 39–44. Bibcode:2003Natur.425...39B. doi:10.1038/nature01918. PMID 12955133. S2CID 4428456.

[refname-10] Dick, H. J. B. (1989). "Abyssal peridotites, very slow spreading ridges and ocean ridge magmatism". Geological Society, London, Special Publications. 42 (1): 71–105. Bibcode:1989GSLSP..42...71D. doi:10.1144/GSL.SP.1989.042.01.06. S2CID 129660369.

[11] "Rocks Could Be Harnessed To Sponge Vast Amounts Of Carbon Dioxide From Air". Science Daily. November 6, 2008. Retrieved 24 February 2022.

[۱]

[۲]

[۳]

[۴]

[۵]

[۶]

[۷]

[۸]

[۹]

[۱۰]

[۱۱]