njemački

Ksenoliti omotača kao dokumenti termičkog razvoja Zemljinog omotača ispod Chyulu Hills-a, Kenija

U bazanitskim, kvartarnim magmama Chyulu Hills-a u Keniji nađeni su ksenoliti Zemljinog omotača, koji po mineralnom sastavu odgovaraju različitim spinelskim harzburgitima, granatskim lerzolitima, granatskim vebsteritima i granatskim ortopiroksenitima. U manjoj su mjeri zastupljeni spinelski lerzoliti, spinelski ortopirokseniti, granat-spinelski vebsteriti i granat-spinelski ortopirokseniti. Ksenoliti su karakterizirani različitim strukturama, što se očituje u prisutnosti lamela izdvajanja u piroksenima, reakcionim koronama oko granata, simplektitskim prorastanjima, prisutnosti intergranularnog stakla, fluidnim inkluzijama kao i različitim rekristalizacijskim mehanizmima. Kemijski sastav minerala ksenolita korišten je za rekonstrukciju termalne evolucije litosferskog omotača ispod Chyulu Hills-a. Naime, više od pola istraženih ksenolita karakterizirano je piroksenima čija Al- i Ca-zoniranja dokumentiraju ili proces zagrijavanja ili proces hlađenja, a vrlo rijetko i oba procesa. Metodom difuznog modeliranja izračunato je da je proces zagrijavanja trajao izmedju 1.38 tisuća do 3.18 milijuna godina i najvjerovatnije je uzrokovan lokalnim intruzijama manjih magmatskih tijela, koje se mogu dovesti u vezu sa kvartarnim vulkanizmom, dok je proces hlađenja trajao najmanje 0.5 milijardi godina. Ksenoliti koji dokumentiraju proces hlađenja predstavljaju vjerovatno litosferski omotač tanzanijskog kratona, za razliku od svih ostalih ksenolita koji pripadaju litosferskom omotaču mozambijskog orogenetskog pojasa. Geotermobarometrijska proračunavanja pokazala su da su granatski lerzoliti ekvilibrirani na temperaturama izmedju 1358 i 1383 °C kod tlakova od 3.39 do 3.70 GPa, a porfiroklastični spinelski harzburgiti na temperaturi od 1340 °C kod maksimalnog tlaka od 3.82 GPa, što obje ove vrste stijena svrstava u granično područje izmedju astenosfere i litosfere. Svi ostali ksenoliti potječu iz litosfere, pri čemu su krupnozrnati spinelski harzburgiti sa prstolikim spinel-ortopiroksen prorastanjima karakterizirani temperaturama mineralnih jezgara od 866 do 1093 °C kod maksimalnih tlakova od 1.99 do 2.77 GPa, a temperature rubova njihovih minerala odgovaraju vrijednostima od 897 do 1081 °C kod maksimalnih tlakova od 2.04 do 2.71 GPa. Pretpostavljeno je da su spinelski lerzoliti sa temperaturama mineralnih jezgara od 928 do 939 °C kod maksimalnih tlakova od 2.11 do 2.15 GPa i temperaturama mineralnih rubova od 990 do 1246 °C kod maksimalnih tlakova od 2.25 do 2.71 GPa poput leća uklopljeni unutar krupnozrnatih spinelskih harzburgita. Više temperirani granatski pirokseniti karakterizirani su temperaturama izmedju 949 i 1070 °C i tlakovima od 1.78 do 2.29 GPa, dok su za niže temperirane granatske piroksenite dobivene temperature od 788 do 852 °C i tlakovi od 1.30 do 2.22 GPa. Granatski pirokseniti su najvjerovatnije u obliku žila uklopljeni takodjer u krupnozrnatim spinelskim harzburgitima. Za spinelske harzburgite granoblastične strukture karakteristična je temperatura mineralnih jezgara od ca 810 °C kod maksimalnog tlaka od 2.12 GPa, dok rubovi minerala daju mnogo niže temperature (640 do 692 °C). Smatra se da ovi ekstremno osiromašeni spinelski harzburgiti (XMg @ 0.94) potječu iz tanzanijskog kratona i da su smješteni u najgornjim dijelovima omotača. Na bazi PT-podataka ekvilibriranih ksenolita konstruirana je petrološka geoterma za litosferski omotač ispod Chyulu Hills-a, koja odgovara jednom "steady-state"-modelu geoterme s površinskim toplinskim fluksom od 70 do 85 mWm-2. Presjek dobivene petrološke geoterme sa astenosferskom adijabatom (Mckenzie & Bickle 1989) definira debljinu litosfere ispod Chyulu Hills-a koja iznosi 105 km.

Xenolithe; Erdmantel; Aufheizung; Abkühlung; Geothermobarometrie; Diffusion

nije evidentirano