Bronzyt — formowanie, geologia i paragenetyczne „odmiany”
Udostępnij
Powstawanie i geologia
Bronzit: powstawanie, środowiska geologiczne, tekstury i warianty paragenetyczne
Bronzit to brązowo-brązowa odmiana ortopiroksenu z serii enstatyt–ferrosylit, najdokładniej opisywana w nowoczesnej petrologii jako ortopiroksen Mg-Fe, a nie jako odrębny gatunek mineralny. Tworzy się w wysokotemperaturowych, bogatych w magnez systemach geologicznych: perydotytach płaszcza, warstwowych intruzjach mafitycznych, noritach, piroksenitach, lawach ultramaficznych, skałach facji granulitowej oraz w niektórych meteorytach. Jego charakterystyczny brązowy połysk odzwierciedla głębszą historię krystalizacji, chłodzenia, egzsolucji, rozdzielenia, deformacji, utleniania i przeobrażeń.
Bronzit to ortopiroksen bogaty w magnez i zawierający żelazo o przybliżonym wzorze (Mg,Fe)2Si2O6Jego chemia mieści się pomiędzy enstatytem a ferrosylitem, a jego dokładna tożsamość najlepiej potwierdzić składem, skałą macierzystą i teksturą.
Bronzit powstaje tam, gdzie skały nasycone krzemionką i bogate w magnez osiągają równowagę w wysokiej temperaturze. Może krystalizować z magmy, równoważyć się w płaszczu, rosnąć podczas suchego metamorfizmu wysokiego stopnia lub przetrwać jako reliktowy minerał później przeobrażony w bastyt, serpentyn, talk, amfibol lub tlenek żelaza.
Brązowy ortopiroksen o głębokich korzeniach geologicznych
Bronzit to brązowa do brązowo-metalicznej odmiana ortopiroksenu ceniona za ciepły metaliczny połysk, gęste odczucie i związek z wysokotemperaturowymi skałami mafitycznymi i ultramafitycznymi. W okazie ręcznym zwykle rozpoznaje się go po brązowo-brązowym kolorze, subtelnym refleksyjnym połysku, dwóch spękaniach piroksenowych pod kątem bliskim prostemu oraz skojarzeniu z oliwinem, klinopiroksenem, plagioklazem, spinelami, chromitem, serpentynem lub wysokostopniowymi metamorficznymi krzemianami.
Jego geologiczna historia jest szersza niż jego wygląd. Bronzit może tworzyć się w skałach płaszcza jako część lherzolitu i harzburgitu, gdzie rejestruje częściowe topnienie i równowagę płaszcza. Może krystalizować w warstwowych intruzjach mafitycznych, gdzie ortopiroksen gromadzi się jako minerał kumulacyjny lub międzykumulacyjny. Może występować w noritach i ortopiroksenitach, w skałach facji granulitowej, które zrównoważyły się w gorących i suchych warunkach, oraz w materiałach pozaziemskich, gdzie piroksen o niskiej zawartości wapnia rejestruje wczesne procesy Układu Słonecznego.
Termin „bronzit” pozostaje szczególnie użyteczny w kontekście okazów ręcznych, lapidarnictwa i kolekcjonerstwa. W petrologii technicznej „ortopiroksen” wraz z określonym składem jest bardziej precyzyjny, ponieważ tożsamość piroksenu zależy od stosunku Fe-Mg, zawartości wapnia, zawartości glinu, uporządkowania strukturalnego, stanu egzsolucji oraz historii ciśnieniowo-temperaturowej. Polerowany, metaliczny połysk może rozpocząć identyfikację, ale skała macierzysta dopełnia interpretację.
Czym jest bronzyt we współczesnej petrologii
Bronzyt należy do rodziny ortopiroksenów, grupy krzemianów o łańcuchu pojedynczym z dwoma spłaszczeniami bliskimi 90 stopni. Należy do serii roztworu stałego enstatyt–ferrosilit, gdzie magnez i żelazo zastępują się nawzajem w strukturze krystalicznej.
Ortopiroksen Mg-Fe
Główne końcowe składniki serii ortopiroksenu to enstatyt, Mg2Si2O6, oraz ferrosilit, Fe2Si2O6. Bronzyt jest zwykle bogaty w magnez, ale zawiera żelazo, co daje odcienie brązowe, brązowo-złote, złotobrązowe i zielonkawo-brązowe.
Opisowa nazwa odmiany
„Bronzyt” to termin opisowy dla brązowo-brązowego ortopiroksenu. Formalne raporty geologiczne zwykle używają „ortopiroksenu” wraz ze składem chemicznym, skałą macierzystą i kontekstem teksturalnym.
Ortorombiczny piroksen
Ortopiroksen jest ortorombiczny i należy do grupy piroksenów. Jego struktura krystaliczna umożliwia podstawienie Fe-Mg oraz niewielkie ilości wapnia, aluminium, chromu, tytanu, manganu, sodu i innych pierwiastków w zależności od warunków powstawania.
| Właściwość | Typowy wyraz w bronzycie | Znaczenie geologiczne |
|---|---|---|
| Grupa minerałów | Ortopiroksen w grupie piroksenów. | Wskazuje na środowiska wysokotemperaturowych krzemianów, zwłaszcza systemy mafików i ultramafików. |
| Przybliżony wzór | (Mg,Fe)2Si2O6. | Stosunek Mg-Fe odzwierciedla skład stopu, równowagę płaszcza lub warunki reakcji metamorficznych. |
| Kolor | Brązowy, brązowo-złoty, zielonkawo-brązowy, czarnobrązowy lub złotobrązowy w świetle odbitym. | Wpływają na niego zawartość Fe, egzozjacja, inkluzje, utlenianie, alteracja i tekstura powierzchni. |
| Efekt schilleru | Miękkie metaliczne do jedwabistego, brązowego odbicia na niektórych powierzchniach rozdziału, spłaszczenia lub wypolerowanych. | Często związany z drobnymi lamellami, płaszczyznami rozdziału, zorientowanymi inkluzjami lub mikrostrukturami związanymi z alteracją. |
| Spłaszczenie | Dwa spłaszczenia pod kątem bliskim 90 stopni, typowe dla piroksenów. | Przydatny do oddzielania bronzytu od amfiboli, mik, kwarcu, skalenia i szklistych imitacji. |
| Twardość i gęstość | Twardość Mohsa około 5–6; gęstość właściwa zwykle około 3,2–3,4. | Umiarkowanie twardy i stosunkowo gęsty w porównaniu z bogatymi w skalenie skałami macierzystymi. |
Jak powstaje bronzyt
Bronzyt powstaje na kilka sposobów w wysokotemperaturowych procesach geologicznych. Każda droga pozostawia inną asocjację minerałów i teksturę, od ziaren w równowadze płaszcza, przez kryształy kumulatywne, mozaiki metamorficzne, płyty z egzozjacją, po zmienione pseudomorfy bastytu.
- Krystalizacja magmowa. W magmach mafijnych i ultramafijnych bogatych w magnez i nasyconych krzemionką ortopiroksen krystalizuje wraz z oliwinem, klinopiroksenem, plagioklazem, spinelami, chromitem i tlenkami Fe-Ti. W intruzjach warstwowych nagromadzony ortopiroksen może tworzyć warstwy kumulacyjne ortopiroksenitu, bronzytitu, noritu, websterytu lub gabra.
- Równowaga płaszcza. W skałach płaszcza peridotytowego bronzyt występuje jako ortopiroksen w lherzolicie, harzburgicie i powiązanych zespołach. Równoważy się z oliwinem, klinopiroksenem, spinelami lub granatem, a jego chemia może zachować informacje o ciśnieniu, temperaturze, wyczerpaniu i metasomatyzmie.
- Chłodzenie i wydzielanie. Wysokotemperaturowe pirokseny mogą zawierać więcej wapnia, glinu lub składników mieszanych niż mogą utrzymać w niższej temperaturze. W miarę ochładzania się kryształu drobne lamelle klinopiroksenu lub innych faz mogą wydzielać się w ortopiroksenie, tworząc mikroskopowe tekstury, a w niektórych okazach widoczny efekt schilleru.
- Metamorfoza wysokiego stopnia. W skałach facji granulitowej ortopiroksen może rosnąć podczas suchej, wysokotemperaturowej metamorfozy. Reakcje obejmują amfibol, biotyt, klinopiroksen, kwarc, skaleni, granat oraz niską zawartość wody lub CO2Płyny bogate w - mogą stabilizować zespoły zawierające ortopiroksen.
- Krystalizacja law ultramaficznych. W wulkanicznych systemach bogatych w Mg, takich jak komatiity i powiązane lawy ultramaficzne, ortopiroksen może występować jako fenokryształy, ziarna kumulacyjne, kryształy szkieletowe lub produkty reakcji związane z szybkim chłodzeniem i bardzo gorącymi magmami.
- Krystalizacja meteorytowa. Niskwapniowy piroksen o składzie enstatyt-bronzyt występuje w zwykłych chondrytach i zróżnicowanych achondrytach, takich jak diogenity. Te pirokseny rejestrują wczesną krystalizację Układu Słonecznego, ogrzewanie ciał macierzystych i różnicowanie asteroid.
- Nawodnienie i alteracja. Po pierwotnym powstaniu bronzyt może być częściowo lub całkowicie zastąpiony przez serpentyn, bastyt, amfibol, chloryt, talk, minerały węglanowe, minerały ilaste lub tlenki żelaza. Te późniejsze zmiany mogą zachować pierwotny kształt kryształu, zmieniając jednocześnie mineralogię i wygląd.
Magmowe środowiska powstawania
Wiele okazów bronzytu pochodzi z skał magmowych, gdzie ortopiroksen krystalizował z magmy mafijnej lub ultramaficznej. Obejmują one intruzje warstwowe, nority, gabra, ortopiroksenity, piroksenity, komatiity i powiązane skały wysokotemperaturowe.
Kumulacyjny ortopiroksen
Duże mafijne intruzje mogą wystarczająco wolno stygnąć, aby rozwinąć rytmiczne warstwy kumulacyjne. Kryształy ortopiroksenu osiadają, rosną i reagują z uwięzioną magmą, tworząc warstwy ortopiroksenitu, bronzytitu, websterytu, noritu i gabrowe.
Plagioklaz i ortopiroksen
Norit jest zdominowany przez plagioklaz i ortopiroksen. Nority zawierające bronzyt mogą wykazywać grube kryształy, lamelle egzsolucyjne, obwódki reakcyjne i wzrosty z klinopiroksenem, tlenkami lub oliwinem.
Wulkaniczne systemy bogate w Mg
Komatiity i pokrewne ultramafity mogą zawierać ortopiroksen w fenokryształach, kumulatach lub teksturach szybkiego wzrostu. Skały te rejestrują bardzo gorące magmy bogate w Mg i wczesne procesy pochodzące z płaszcza.
Minerały wczesne do kotektycznych
- Oliwin w systemach bardzo bogatych w Mg.
- Ortopiroksen tam, gdzie aktywność krzemionki jest wystarczająca.
- Chromit, spinel, magnetyt lub ilmenit w zależności od fugacity tlenu i chemii magmy.
- Klinopiroksen podczas chłodzenia i ewolucji magmy.
Fazy późniejsze lub międzykumulacyjne
- Plagioklaz w noritach i gabrach.
- Tlenki Fe-Ti w rozwiniętych systemach mafitycznych.
- Amfibol lub biotyt, jeśli do systemu dostaną się późne wodne płyny.
- Serpentyn, talk, chloryt, minerały węglanowe i tlenki żelaza podczas alteracji.
Peridotyty płaszcza, ofiolity i ksenolity
W skałach płaszcza bronzyt to nie tylko bronzowy minerał. Jest to główna faza skalotwórcza, która pomaga rejestrować stan fizyczny i chemiczny górnego płaszcza.
Oliwin plus ortopiroksen
Harzburgit to skała wyczerpanego płaszcza, zdominowana przez oliwin i ortopiroksen, zwykle ze spinelami lub niewielką ilością klinopiroksenu. Bronzyt w harzburgicie może rejestrować częściowe topnienie, które usunęło bazaltową magmę z płaszcza.
Zestaw minerałów żyznego płaszcza
Lherzolity zawierają oliwin, ortopiroksen i klinopiroksen, ze spinelami lub granatami w zależności od głębokości. Bronzyt może tu zachować chemię równowagi przydatną do interpretacji ciśnienia i temperatury.
Litosfera oceaniczna na lądzie
Kompleksy ofiolityczne odsłaniają fragmenty skorupy oceanicznej i górnego płaszcza. Peridotyty zawierające bronzyt w tych pasmach są zwykle serpentynizowane, tworząc pseudomorfozy bastytu po ortopiroksenie.
| Rodzaj skały | Typowy zestaw minerałów | Znaczenie bronzytu | Powszechna późniejsza alteracja |
|---|---|---|---|
| Harzburgit | Oliwin + ortopiroksen ± spinel ± niewielka ilość klinopiroksenu. | Rejestruje wyczerpany płaszcz po ekstrakcji magmy. | Serpentyn, magnetyt, talk, minerały węglanowe i bastyt po ortopiroksenie. |
| Lherzolity | Oliwin + ortopiroksen + klinopiroksen ± spinel lub granat. | Rejestruje równowagę żyznego lub mniej wyczerpanego płaszcza. | Serpentynizacja, alteracja talkowo-węglanowa oraz nadpis amfibolowy. |
| Ortopiroksenit | Dominują ortopirokseny z niewielką ilością oliwinu, klinopiroksenu lub spinelu. | Może reprezentować warstwy kumulatywne, strefy reakcji w płaszczu lub żyły bogate w pirokseny. | Bastyt, chloryt, talk, serpentyn, minerały węglanowe i zabarwienia żelazem. |
| Ksenolit płaszcza | Oliwin + ortopiroksen + klinopiroksen ± spinel lub granat. | Dostarczają bezpośrednich dowodów na skład płaszcza wynoszony ku górze przez bazaltową magmę. | Obwódki reakcyjne, szkło, utlenianie i alteracja wzdłuż pęknięć po erupcji. |
Ortopiroksen jako rejestrator płaszcza
W próbkach płaszcza chemia ortopiroksenu może zachować informacje o temperaturze i ciśnieniu równowagi, wyczerpaniu stopu, metasomatyzmie i późniejszej refertylizacji. Bronzyt w tych skałach jest częścią archiwum ciśnienia-temperatury i chemii.
Granulity, czarnokity i suche skały wysokotemperaturowe
Ortopiroksen zawierający bronzyt może również rosnąć podczas metamorfizmu wysokiego stopnia. W skałach facji granulitowej ortopiroksen jest wskaźnikiem wysokiej temperatury, stosunkowo niskiej aktywności wody i warunków głębokiej skorupy.
Mozaiki skorupy o wysokiej temperaturze
Granulity często wykazują tekstury granoblastyczne: ziarna minerałów o równych kształtach stykające się na stabilnych granicach. Ortopiroksen może występować z plagioklazem, kwarcem, klinopiroksenem, granatem, skaleniem potasowym i tlenkami.
Skały kwarcowo-skaleniowe zawierające ortopiroksen
Skały czarnokityczne zawierają ortopiroksen z kwarcem i skaleniem, często odzwierciedlając suchy metamorfizm wysokiego stopnia lub krystalizację magmową w warunkach niskiej zawartości wody. Ziarna podobne do bronzytu mogą mieć barwę brązową lub zielonkawo-brązową.
Wzrost podczas odwodnienia
Ortopiroksen może powstawać w wyniku reakcji odwodnienia obejmujących amfibol lub biotyt w skałach o odpowiedniej chemii. Reakcje te wskazują na wzrost temperatury, spadek aktywności wody lub CO2Warunki bogate w - (tu brakująca część tekstu)
Sygnały progradacyjne
- Amfibol lub biotyt ulega rozkładowi podczas ogrzewania.
- Ortopiroksen rośnie wraz z kwarcem, skaleniem, granatem lub klinopiroksenem.
- Tekstury granoblastyczne powstają, gdy ziarna rekrystalizują i osiągają równowagę.
- Niska aktywność wody stabilizuje bezwodne zespoły mineralne.
Sygnały retrogradacyjne
- Obwódki ortopiroksenu zastąpione przez amfibol, biotyt, chloryt, serpentyn lub talk.
- Nawodnienie wzdłuż pęknięć i granic ziaren.
- Powstawanie zielonkawych halo alteracji.
- Utrata brązowego połysku tam, gdzie zastąpienie jest zaawansowane.
Piroksen o składzie bronzytu w meteorytach
Niskowapniowy piroksen o składzie enstatyt-bronzit występuje w kilku grupach meteorytów. Te ziarna nie są jedynie ziemskimi odpowiednikami; rejestrują krystalizację, metamorfizm termiczny, wstrząsy i różnicowanie ciała macierzystego poza Ziemią.
Pierwotne mieszaniny krzemianowo-metalowe
Zwykłe chondryty często zawierają oliwin i piroksen o niskiej zawartości wapnia wraz z metalem i siarczkami. Starsza terminologia czasem odnosiła się do chondrytów oliwin-bronzyt, odzwierciedlając obfitość piroksenu o składzie bronzytu.
Ortopiroksenity z ciał zróżnicowanych
Diogenity są zdominowane przez ortopiroksen i interpretowane jako skały kumulatywne z zróżnicowanych skorup asteroid. Ich pirokseny mogą być kompozycyjnie powiązane z polami enstatytu-bronzytu.
Tekstury z przestrzeni kosmicznej
Pirokseny meteorytowe mogą wykazywać brekcję, cechy wstrząsowe, egzsolucję, rekrystalizację oraz efekty metamorficzne termiczne. Zweryfikowane pochodzenie i klasyfikacja są niezbędne dla każdego opisu meteorytowego bronzytu.
Tekstury ujawniające historię bronzytu
Tekstury bronzytu rejestrują, jak minerał rósł, chłodził się, odkształcał i ulegał alteracji. Wypolerowana powierzchnia może ukazywać piękno, ale geolog odczytuje tę samą powierzchnię jako zapis historii krystalizacji i reakcji.
Osadzone lub zgromadzone kryształy
W intruzjach warstwowych ortopiroksen może występować jako ściśle upakowane ziarna, które rosły, osiadały lub kumulowały się z magmy. Minerały międzykumulusowe, takie jak plagioklaz, klinopiroksen lub tlenki, mogą wypełniać przestrzenie między wcześniejszymi kryształami bronzytu.
Chłodzenie zapisane w kryształach
Drobne lamelle w ortopiroksenie mogą powstawać, gdy wysokotemperaturowy roztwór stały rozdziela się podczas chłodzenia. Te lamelle mogą przyczyniać się do efektu schiller i pomóc w rekonstrukcji szybkości chłodzenia oraz historii termicznej.
Tekstura równowagi metamorficznej
W granulitach bronzyt może występować jako ziarna o równych wymiarach z prostymi lub łagodnie zakrzywionymi granicami. Potrójne węzły i nawet rozmiar ziaren wskazują na rekrystalizację i równowagę w wysokiej temperaturze.
Brązowy błysk
Charakterystyczny połysk bronzytu rozwija się na powierzchniach rozdzielczości, łupliwości lub wypolerowanych, gdzie ułożone mikrostruktury odbijają światło. Schiller może być najsilniejszy tam, gdzie lamelle, inkluzje lub mikropęknięcia są konsekwentnie zorientowane.
Granice między fazami
Bronzyt może wykazywać obwódki w kontakcie z oliwinem, plagioklazem, spinelami, kwarcem lub innymi fazami, w zależności od historii reakcji. Te obwódki mogą ujawniać zmieniający się skład stopu, reakcje metamorficzne lub nierównowagę podczas chłodzenia.
Zmieniony kształt ortopiroksenu
Bastit powstaje, gdy ortopiroksen zostaje zastąpiony przez minerały serpentynowe wzdłuż płaszczyzn łupliwości i rozdzielczości. Oryginalny zarys kryształu może pozostać, ale mineralogia zmienia się z piroksenu na uwodnione produkty alteracji.
| Tekstura | Typowe środowisko | Co to wskazuje | Jak to wygląda |
|---|---|---|---|
| Tkanka kumulatywna | Warstwowe intruzje mafikowe, ortopiroksenity, nority. | Akumulacja kryształów, powolne chłodzenie i różnicowanie stopu. | Upakowane kryształy, rytmiczne warstwy, materiał międzykrystaliczny. |
| Lamelle egzsolucyjne | Wolno schładzany ortopiroksen magmowy i płaszczowy. | Rozdzielanie podczas ochładzania i reequilibracji. | Drobne linie wewnętrzne lub połysk; widoczne mikroskopowo lub jako schiller. |
| Tekstura granoblastyczna | Granulity i czarnokity. | Wysokotemperaturowa rekrystalizacja metamorficzna. | Ziarna mozaikowe ze stabilnymi granicami. |
| Wzrost spinifeksowy lub w kształcie ostrzy | Wulkaniczne skały bogate w Mg i ultramaficzne lawy. | Szybki wzrost kryształów w gorących, bogatych w Mg stopach. | Wydłużone kryształy, ułożenia w kształcie ostrzy, tekstury szkieletowe. |
| Zastąpienie bastytem | Serpentynizowane peridotyty i zmienione skały ultramaficzne. | Uwodnienie ortopiroksenu podczas serpentynizacji. | Jedwabiste zielone, brązowe lub brązowe pseudomorfy po bronzycie. |
| Korona reakcyjna | Granice niezgodności metamorficznej i magmowej. | Reakcja mineralna między sąsiednimi fazami. | Cienkie obrzeża amfibolu, spinelu, granatu, piroksenu lub minerałów alteracyjnych. |
Metamorfizm, serpentynizacja i ścieżki alteracji
Bronzyt jest stabilny w suchych, wysokotemperaturowych warunkach, ale podatny na uwodnienie i alterację w niskich temperaturach. Płyny mogą przekształcić go w serpentyn, bastyt, talk, amfibol, chlorit, minerały ilaste, minerały węglanowe lub tlenki żelaza.
Uwodnienie ultramaficzne
W peridotytach i piroksenitach woda reaguje z oliwinem i piroksenem, tworząc minerały serpentynowe, magnetyt, brucyt i inne produkty alteracji. Ortopiroksen może być zastąpiony przez bastyt, zachowując teksturę kontrolowaną przez rozłupanie i kształt kryształu.
- Powszechne w ofiolitach i peridotytach płaszcza.
- Tworzy zielone, jedwabiste lub włókniste tekstury zastępcze.
- Może zachować oryginalne kontury bronzytu jako pseudomorfy.
- Często związane z magnetytem i teksturami siatkowymi serpentynu po oliwinie.
Powrót minerałów uwodnionych
W granulitach i skałach mafikowych ortopiroksen może być zastąpiony przez amfibol, biotyt, chlorit lub talk podczas ochładzania i infiltracji płynów. Te przemiany odzwierciedlają przejście z suchych, wysokotemperaturowych warunków do wilgotniejszych, niższych temperatur.
- Obrzeża amfibolu mogą tworzyć się wokół ziaren ortopiroksenu.
- Chlorit lub serpentyn mogą rozwijać się wzdłuż spękań.
- Talk może powstawać tam, gdzie krzemionkowe płyny zmieniają piroksen bogaty w Mg.
- Tlenki żelaza mogą barwić wietrzejące powierzchnie rozłupania na brązowo, czerwono-brązowo lub czarno.
| Produkt alteracji | Typowe środowisko | Wizualna wskazówka | Interpretacja |
|---|---|---|---|
| Bastyt | Serpentynizowane skały ultramaficzne. | Jedwabiste zielone, brązowe lub brązowe pseudomorfy po ortopiroksenie. | Nawodnienie bronzytu przy zachowaniu oryginalnego kształtu kryształu. |
| Serpentynit | Peridotyt, piroksenit, ofiolity, skały płaszcza. | Zielone, woskowate do jedwabistych mas wzdłuż spękań i rozłupania. | Uwodnienie niskotemperaturowe krzemianów bogatych w Mg. |
| Amfibol | Retrogradowane skały mafikowe i granulity. | Ciemnozielone obrzeża lub plamy zastępcze. | Uwodniony nadpis na wcześniej suchej asamblażu zawierającym piroksen. |
| Talk | Alteracja bogata w krzemionkę skał bogatych w Mg. | Miękki, jasny, mydlany materiał wzdłuż spękań lub stref zastępczych. | Dodatek krzemionki i uwodnienie piroksenu bogatego w Mg lub skały ultramaficznej. |
| Tlenki żelaza | Wietrzejące powierzchnie i utlenione spękania. | Rdzawe, czerwone, żółte lub czarne zabarwienia. | Utlenianie piroksenu zawierającego żelazo i minerałów towarzyszących. |
| Chlorit | Alteracja retrogradacyjna od zielonoskarnowej do niskiego stopnia. | Zielony, łuskowaty lub ziemisty materiał zastępczy. | Uwodnienie i chłodzenie po formacji w wyższej temperaturze. |
Warianty paragenetyczne i typy pochodzenia geologicznego
Poniższe kategorie nie są odrębnymi gatunkami minerałów. Opisują, jak i gdzie powstał ortopyroksen zawierający bronzyt lub jak został później zmieniony.
| Typ pochodzenia | Typowa skała macierzysta | Tekstura i wskazówki | Typowe towarzystwo | Wartość interpretacyjna |
|---|---|---|---|---|
| Magmowy kumulat bronzytu | Ortopyroksenit, bronzyt, norit, warstwowa intruzja mafikowa. | Upakowane ziarna ortopyroksenu, rytmiczne warstwowanie, plagioklaz lub klinopiroksen międzykumulusowy. | Oliwin, klinopiroksen, plagioklaz, chromit, magnetyt, ilmenit. | Rejestruje krystalizację frakcyjną, warstwowanie komory magmowej i powolne chłodzenie. |
| Bronzyt norityczny | Norite i norityczny gabro. | Bronzytowy ortopyroksen z ramą plagioklazową, lamelami egzsolucyjnymi i grubą teksturą magmową. | Plagioklaz, augit, tlenki, oliwin, apatyt. | Wskazuje na krystalizację magmową mafikową nasyconą krzemionką. |
| Bronzyt płaszcza | Harzburgit, lherzolit, peridotyt, ksenolit płaszcza. | Gruby ortopyroksen z oliwinem, spinelem lub granatem; możliwa deformacja i egzsolucja. | Oliwin, klinopiroksen, spinel, granat, chromit. | Rejestruje warunki ciśnienia i temperatury płaszcza, częściowe topnienie, wyjałowienie i metasomatozę. |
| Bronzyt ofiolityczny | Peridotyt i piroksenit w kompleksach ofiolitycznych. | Reliktowy ortopyroksen w serpentynizowanej skale; powszechna zastępowalność bastytem. | Serpentyn, magnetyt, chromit, talk, minerały węglanowe. | Reprezentuje materiał płaszcza oceanicznego odsłonięty na lądzie i później uwodniony. |
| Wulkaniczny bronzyt bogaty w Mg | Lawa ultramaficzna, komatiit, system bazaltowy bogaty w Mg. | Fenokryształy, tekstury szkieletowe lub ostrzowe, asocjacja spinifeksowa, formy szybkiego wzrostu. | Oliwin, chromit, klinopiroksen, siarczki, produkty alteracji szkła wulkanicznego. | Wskazuje na bardzo gorącą magmę bogatą w Mg oraz szybkie chłodzenie lub rozwój kumulatów. |
| Bronzyt facji granulitowej | Granulit, czarnockit, gnejs mafikowy. | Ortopyroksen granoblastyczny z kwarcem, skaleniem i zespołami wysokotemperaturowymi. | Kwarc, plagioklaz, skaleń potasowy, granat, klinopiroksen, biotyt, tlenki. | Rejestruje suchy, wysokotemperaturowy metamorfizm i głęboką równowagę skorupy. |
| Meteorytowy bronzyt | Zwykły chondryt, diogenit, achondryt ortopiroksenitowy. | Piroksen o niskiej zawartości wapnia w chondrolach, matrycy lub kumulacie ortopiroksenitu. | Oliwin, plagioklaz, metal, siarczki, chromit. | Rejestruje wczesną krystalizację Układu Słonecznego, metamorfizm ciała macierzystego i różnicowanie asteroidy. |
| Bastyt po bronzycie | Serpentynizowany perydotyt lub zmieniony ortopiroksenit. | Jedwabiste pseudomorfy zachowujące oryginalny kształt ortopiroksenu i wzór łupliwości. | Serpentyn, magnetyt, talk, minerały węglanowe, reliktowy oliwin lub chromit. | Rejestruje nawodnienie i alterację ortopiroksenu po pierwotnym utworzeniu. |
Minerały towarzyszące i ich znaczenie
Towarzysze bronzytu to najszybszy sposób interpretacji jego pochodzenia. Ten sam bronzowy ortopiroksen oznacza różne rzeczy, gdy występuje z oliwinem i spinel, plagioklazem i augitem, kwarcem i skaleniem lub serpentynem i magnetytem.
| Asocjacja | Prawdopodobne środowisko lub miejsce występowania | Znaczenie interpretacyjne | Przydatna obserwacja |
|---|---|---|---|
| Oliwin + bronzyt + spinel | Harzburgit, lherzolit, perydotyt płaszcza. | Równowaga górnego płaszcza, wyczerpanie lub pochodzenie ofiolitowe płaszcza. | Sprawdź obecność siatkowego serpentynu po oliwinie i bastytu po ortopiroksenie. |
| Bronzyt + klinopiroksen | Websterit, piroksenit, gabrowy kumulat, skała płaszcza. | Krystalizacja bogata w piroksen lub zespół płaszcza. | Rozróżnij ortopiroksen od klinopiroksenu po łupliwości, kolorze i właściwościach optycznych. |
| Bronzyt + plagioklaz | Norit, norityczny gabro, mafikowa intruzja. | Krystalizacja magmowa mafików nasyconych krzemionką. | Szukaj magmowej tekstury przeplatającej się i możliwej egzsolucji w piroksenie. |
| Bronzyt + kwarc + skaleń | Granulit, charnokit, gnejs zawierający ortopiroksen. | Sucha metamorfizm skorupy o wysokiej temperaturze lub historia magmowa/metamorficzna charnokityczna. | Szukaj tekstury granoblastycznej, perthytu skalenia, granatu oraz retrogradacyjnej biotytu lub amfibolu. |
| Bronzyt + chromit | Ultramaficzny kumulat, ofiolity, perydotyt zawierający chromit. | Magmatyzm mafik-ultramafik lub skała płaszcza z fazami bogatymi w chrom. | Sprawdź, czy ortopiroksen jest pierwotny, czy zastąpiony przez bastyt. |
| Bronzyt + serpentyn + magnetyt | Serpentynizowana skała ultramaficzna. | Nawodnienie i alteracja pierwotnego perydotytu lub piroksenitu. | Szukaj jedwabistych pseudomorf, ziaren magnetytu i tekstury siatkowej po oliwinie. |
| Bronzyt + metal + oliwin | Zwykły chondryt lub materiał meteorytowy. | Pozaziemski zespół krzemianowo-metalowy. | Wymaga zweryfikowanego meteorytowego pochodzenia i dokumentacji naukowej. |
Identyfikacja terenowa i testy praktyczne
Bronzyt można rozpoznać w próbce ręcznej, ale wiarygodna identyfikacja poprawia się, gdy razem rozważa się kolor, łupliwość, skałę macierzystą, minerały towarzyszące, twardość, gęstość i teksturę.
Brązowo-brązowy piroksen
- Kolor brązowy, brązowo-złoty, zielonkawo-brązowy lub czarnobrązowy.
- Miękki metaliczny efekt schillera na powierzchniach rozdziału lub wypolerowanych.
- Dwie łupliwości bliskie 90 stopni.
- Twardość około 5–6.
- Gęstość właściwa około 3,2–3,4, dająca solidne, gęste odczucie.
Kontekst jest diagnostyczny
- Z oliwinem i spinelami: peridotyt lub pochodzenie płaszczowe.
- Z plagioklazem: norit lub mafikowa intruzja.
- Z kwarcem i skaleniem: granulit lub czarnokit.
- Z serpentynem i magnetytem: przeobrażona skała ultramaficzna.
- Z metalem i potwierdzonymi cechami meteorytu: możliwy kontekst meteorytowy.
Przydatne rozróżnienia
- Brak reakcji na kwas w normalnych warunkach terenowych.
- Nie jest szklisty jak obsydian czy kwarc.
- Nie jest elastyczny i płytkowy jak mika.
- Nie jest amfibolem, jeśli łupliwość wynosi około 90 stopni zamiast 60 i 120 stopni.
- Sam efekt schillera nie jest dowodem; ważne są skała macierzysta i łupliwość.
| Podobny wygląd | Dlaczego można go pomylić | Jak go odróżnić od bronzytu |
|---|---|---|
| Hypersthen | Również odmiana ortopiroksenu i często wykazuje efekt schillera. | Historycznie uważany za bogatszy w Fe niż bronzyt; współczesna praktyka preferuje mierzoną kompozycję ortopiroksenu. |
| Enstatyt | Mg-bogaty końcowy składnik ortopiroksenu; może być jasny do brązowego. | Bronzyt zwykle odnosi się do materiału o większej zawartości żelaza, brązowo-brązowego; najlepsze rozróżnienie daje analiza chemiczna. |
| Augit | Piroksen o podobnej łupliwości i ciemnym kolorze. | Augit to klinopiroksen, często ciemnozielono-czarny i optycznie odmienny; bronzyt to ortopiroksen. |
| Hornblenda | Ciemny, pryzmatyczny kształt i związek ze skałami mafikowymi. | Hornblenda ma łupliwość amfibolową pod kątem około 60 i 120 stopni, zwykle o bardziej rozszczepialnym kształcie i silniejszym wydłużeniu. |
| Biotyt | Kolor od brązowego do brązowo-złotego i powierzchnie odbijające światło. | Biotyt tworzy elastyczne płytki z jedną doskonałą łupliwością; bronzyt ma łupliwość piroksenową i nie przypomina miki. |
| Brązowawy serpentyn lub bastyt | Może zachować kształt ortopiroksenu i wykazywać jedwabisty, brązowo-zielony połysk. | Bastyt to przeobrażenie ortopiroksenu, jest miększy i bardziej włóknisty lub jedwabisty; świeży bronzyt jest twardszy i przypomina piroksen. |
| Obsydian lub kwarc dymny | Ciemny, błyszczący lub brązowy wygląd na wypolerowanych fragmentach. | Kwarc i obsydian nie mają łupliwości piroksenowej i nie występują jako ziarna ortopiroksenu w zespołach mafików i ultramafików. |
Cienkie przekroje i charakterystyka laboratoryjna
Pod mikroskopem bronzyt jest identyfikowany jako ortopiroksen. Cechy petrograficzne wyjaśniają, czy ziarno jest pierwotnie magmowe, zrównoważone w płaszczu, metamorficzne, egzsolucyjne, zdeformowane czy zmienione.
Kolor i relief
- Zazwyczaj bezbarwny do blado-brązowego, bladozielonego lub słabo pleochroiczny w zależności od zawartości Fe.
- Umiarkowany do wysoki relief względem skalenia i kwarcu.
- Ślady rozszczepienia mogą być widoczne w przekrojach pryzmatycznych.
- Alteracja może pojawiać się jako mętna serpentyn, amfibol, chloryt lub talk wzdłuż pęknięć i krawędzi.
Wygaszenie i interferencja
- Niskie kolory interferencyjne pierwszego rzędu są typowe.
- Prawie równoległe wygaszenie w odpowiednich przekrojach odróżnia ortopiroksen od wielu klinopiroksenów.
- Lamelle egzsolucyjne mogą być widoczne jako drobne, równoległe cechy.
- Deformacja może powodować wygaszenie unduloidalne, pasma kinkowe lub tekstury subziarniste.
| Obserwacja | Prawdopodobne implikacje | Zastosowanie geologiczne |
|---|---|---|
| Lamelle egzsolucyjne | Powolne chłodzenie i re-reaktywacja piroksenu. | Interpretacja historii termicznej intruzji, skały płaszcza lub ciała metamorficznego. |
| Wygaszenie unduloidalne | Odkształcenie i naprężenie kryształu. | Rejestruje naprężenia tektoniczne, przepływ płaszcza lub deformację metamorficzną. |
| Zastąpienie bastytem | Hydratacja ortopiroksenu. | Dokumentuje serpentynizację i infiltrację płynów. |
| Granoblastyczne granice | Metamorficzna rekrystalizacja w wysokiej temperaturze. | Wspiera interpretację facji granulitowej. |
| Obrzeża reakcyjne | Nierównowaga minerałów podczas chłodzenia, metamorfizmu lub reakcji z płynem. | Ogranicza zmiany ciśnienia, temperatury, składu stopu lub chemii płynu. |
| Wysoka zawartość Al lub Ca w analizie | Podstawienie zależne od ciśnienia i temperatury lub niepełna re-reaktywacja. | Może wspierać geotermobarometrię, gdy jest używana z innymi minerałami. |
Wartość laboratoryjna chemii ortopiroksenu
Analiza składu za pomocą mikrosondy elektronowej lub podobnej metody może określić liczbę Mg, zawartość Fe, wapnia, glinu, chromu, tytanu oraz pierwiastków śladowych. Dane te pomagają odróżnić bronzyt od innych ortopiroksenów oraz umożliwiają interpretację temperatury krystalizacji, równowagi płaszcza lub warunków metamorficznych w połączeniu z minerałami towarzyszącymi.
Miejsca, gdzie powszechnie występują skały zawierające bronzyt
Ortopiroksen zawierający bronzyt występuje na całym świecie. Poniższe regiony to reprezentatywne środowiska geologiczne, a nie pełna lista lokalizacji.
Bushveld, Stillwater, Great Dyke, Skaergaard
Duże mafijne intruzje warstwowe zachowują warstwy kumulatywnego ortopiroksenu, noritu, piroksenitu i zawierające tlenki. Ortopiroksen podobny do bronzytu w tych systemach odzwierciedla krystalizację frakcyjną, warstwowanie komory magmowej i powolne chłodzenie.
Alpy, Oman, Troodos, Kalifornia, Turcja
Ofiolity odsłaniają oceaniczny płaszcz i skorupę. Peridotyty i piroksenity zawierające bronzyt mogą być miejscami świeże, ale zazwyczaj są serpentynizowane, tworząc tekstury bastytu i zielonej alteracji.
Indie, Sri Lanka, Kanada, Antarktyda, Afryka Wschodnia
Tereny metamorfizmu wysokiego stopnia zawierają granulity i czarnokity z ortopiroksenem. Ortopyroksen podobny do bronzytu w tych skałach odzwierciedla suche, głębokie warunki metamorficzne skorupy.
Intruzje mafikowe i zespoły związane z anortozytem
Norit i norityczny gabro zawierają ortopiroksen z plagioklazem, klinopiroksenem i tlenkami. Skały te mogą zawierać grube, brązowo-brązowe kryształy o silnym kontraście teksturalnym.
Nodule perydotytowe w bazalcie
Pola wulkaniczne mogą przenosić fragmenty perydotytu płaszcza na powierzchnię. Ziarna ortopiroksenu w tych ksenolitach zachowują bezpośrednie dowody mineralogii górnego płaszcza.
Zwykłe chondryty i diogenity
Niskowapniowe pirokseny, w tym kompozycje enstatyt-bronzyt, występują w meteorytach. Taki materiał wymaga potwierdzonego pochodzenia meteorytowego i powinien być dokumentowany oddzielnie od ziemskiego bronzytu.
Jak dokładnie opisać okaz bronzytu
Szczegółowy opis bronzytu identyfikuje minerał, skałę macierzystą, proces powstawania, teksturę, alterację i miejsce pochodzenia. Zachowuje to wartość naukową i jasność interpretacji.
Podstawowe pola etykiety
- Nazwa minerału: odmiana bronzytowa ortopiroksenu lub ortopiroksen, jeśli preferowane.
- Skała macierzysta: norit, ortopiroksenit, bronzyt, harzburgit, lherzolit, serpentynit, granulit, czarnokit lub klasa meteorytu.
- Miejsce pochodzenia: kopalnia, kamieniołom, kompleks, okręg, region, stan lub prowincja oraz kraj, jeśli dostępne.
- Uwarunkowania geologiczne: intruzja warstwowa, perydotyt płaszcza, ofiolity, teren granulitowy, wulkaniczna skała ultramaficzna lub meteoryt.
- Stan alteracji: świeży ortopiroksen, egzozowany ortopiroksen, bastyt po ortopiroksenie, serpentynizowany, otoczony amfibolem lub wietrzony.
Przydatne notatki opisowe
- Tekstura: kumulatywna, granoblastyczna, zawierająca egzozję, bogata w schiller, przypominająca spinifeks, pseudomorficzna lub z pierścieniem reakcyjnym.
- Minerały towarzyszące: oliwin, klinopiroksen, plagioklaz, spinel, granat, chromit, magnetyt, kwarc, skaleniowiec, serpentyn, lub talk.
- Widoczne cechy: łupliwość, brązowy połysk, wielkość ziaren, powierzchnie rozdziału, wzór pęknięć, kolor wietrzenia oraz powierzchnia polerowana lub naturalna.
- Stan przygotowania: naturalny, cięty, polerowany, stabilizowany, zmieniony lub przygotowany przekrój cienki.
- Dane analityczne, jeśli dostępne: liczba Mg, zawartość Fe, zawartość Ca, zawartość Al oraz metoda analityczna.
Najczęściej zadawane pytania
Czy bronzyt jest odrębnym gatunkiem minerału?
Bronzyt najlepiej traktować jako nazwę odmiany brązowo-brązowego ortopiroksenu z serii enstatyt–ferrosilit. Współczesna petrologia zwykle podaje minerał jako ortopiroksen z określonym składem, zamiast polegać wyłącznie na nazwach odmian.
Co nadaje bronzytowi jego brązowy połysk?
Połysk jest zwykle spowodowany odbiciem światła od ułożonych płaszczyzn rozdzielenia, lameli egzsolucyjnych, drobnych inkluzji, powierzchni rozdzielczości lub mikrostruktur związanych z przeobrażeniami. Efekt jest najsilniejszy na wypolerowanych lub naturalnie rozdzielonych powierzchniach.
Gdzie najczęściej powstaje bronzyt?
Ortopiroksen zawierający bronzyt tworzy się w skałach mafikowych i ultramafikowych, w tym w perydotytach płaszcza, intruzjach warstwowych, noritach, ortopiroksenitach, piroksenitach, skałach facji granulitowej, komatiitach i meteorytach.
Czym jest bastyt i jak jest związany z bronzytem?
Bastyt to pseudomorfa bogata w serpentynę po ortopiroksenie. Powstaje, gdy bronzyt lub pokrewny ortopiroksen ulega hydratacji podczas serpentynizacji, zachowując oryginalny kształt kryształu, jednocześnie zastępując sam minerał.
Jak odróżnić bronzyt od amfibolu?
Bronzyt to ortopiroksen i ma rozdzielczość bliską 90 stopni. Amfibole, takie jak hornblenda, zwykle wykazują rozdzielczość bliską 60 i 120 stopni, często z bardziej rozszczepialnym zwyczajem i silniejszym wydłużeniem.
Dlaczego geolodzy wolą termin ortopiroksen?
Ortopiroksen to precyzyjna nazwa grupy minerałów używana we współczesnej petrologii. Nazwy odmian, takie jak bronzyt i hipersten, mogą być użyteczne opisowo, ale interpretacja zależy od zmierzonego składu i kontekstu geologicznego.
Czy bronzyt może występować w meteorytach?
Ortopiroksen o niskiej zawartości wapnia z kompozycjami enstatyt-bronzyt występuje w zwykłych chondrytach i niektórych zróżnicowanych meteorytach, takich jak diogenity. Taki materiał powinien być dokumentowany z potwierdzoną klasyfikacją meteorytową i pochodzeniem.
Wnioski
Bronzyt to brązowo-brązowa odmiana ortopiroksenu, której powstanie wiąże się z wysokotemperaturowymi systemami bogatymi w magnez. Krystalizuje w magmach mafikowych i ultramafikowych, równoważy się w płaszczu, rośnie w suchych skałach facji granulitowej, pojawia się w noritach i ortopiroksenitach oraz występuje w niektórych meteorytach. Jego brązowy połysk to nie tylko cecha estetyczna; jest widocznym śladem wewnętrznej tekstury, chłodzenia, egzsolucji, rozdzielenia i czasem przeobrażeń.
Najdokładniejszy sposób odczytania bronzytu to kontekst. Z oliwinem i spinelami może mówić o perydotytach płaszcza. Z plagioklazem może mówić o noritach lub intruzjach warstwowych. Z kwarcem i skaleniem może mówić o granulitach lub czarnokitach. Z serpentynem i magnetytem może zachować historię hydratacji i zastąpienia bastytem. Bronzyt nie jest więc jednym prostym typem skały, lecz rodziną historii geologicznych połączonych ciepłym, brązowym sygnaturą piroksenu.
Odczytuj bronzyt przez skałę macierzystą, towarzyszące minerały, teksturę i przeobrażenia: brązowy połysk to powierzchnia; geologiczna historia jest zapisana pod nią.