Бронзит — образование, геология и парагенетические «варианты»
Поделиться
Формирование и геология
Бронзит: формирование, геологические условия, текстуры и парагенетические разновидности
Бронзит — бронзово-коричневая разновидность ортопироксена из серии энстатит–ферросилит, наиболее точно описываемая в современной петрологии как Mg-Fe ортопироксен, а не как отдельный вид минерала. Он образуется в высокотемпературных, богатых магнием геологических системах: мантиевых перидотитах, слоистых мафических интрузиях, норитах, пироксенитах, ультрамафических лавовых породах, гранулитовых породах и некоторых метеоритах. Его знакомый бронзовый блеск отражает более глубокую историю кристаллизации, охлаждения, экзосолидации, разделения, деформации, окисления и изменения.
Бронзит — это богатый магнием, содержащий железо ортопироксен с приблизительной формулой (Mg,Fe)2Si2O6. Его химический состав находится между энстатитом и ферросилитом, и его точная идентичность лучше всего подтверждается составом, породой-хозяином и текстурой.
Бронзит образуется там, где кремнеземонасыщенные, богатые магнием породы уравновешиваются при высокой температуре. Он может кристаллизоваться из магмы, уравновешиваться в мантии, расти во время сухой высокотемпературной метаморфозы или сохраняться как реликтовый минерал, позднее изменяющийся в бастит, серпентин, тальк, амфибол или оксид железа.
Бронзовый ортопироксен с глубокими геологическими корнями
Бронзит — это коричневая или бронзовая разновидность ортопироксена, ценимая за теплый металлический блеск, плотное ощущение и связь с высокотемпературными мафическими и ультрамафическими породами. В образце его обычно узнают по бронзово-коричневому цвету, тонкому отражающему блеску, двум пироксеновым спайностям, расположенным почти под прямым углом, и ассоциации с оливином, клинопироксеном, плагиоклазом, шпинелью, хромитом, серпентином или высокотемпературными метаморфическими силикаты.
Его геологическая история шире, чем его внешний вид. Бронзит может образовываться в породах мантии как часть лерцолита и гарцбургита, где он фиксирует частичное плавление и равновесие мантии. Он может кристаллизоваться в слоистых мафических интрузиях, где ортопироксен накапливается как кумулятивный или интеркумулятивный минерал. Он может встречаться в норитах и ортопироксенитах, в гранулитовых породах, которые уравновешивались при высоких температурах и сухих условиях, а также в внеземных материалах, где низкокальциевый пироксен отражает ранние процессы Солнечной системы.
Термин «бронзит» особенно полезен при работе с образцами в руке, в ювелирном деле и коллекционировании. В технической петрологии более точным является использование термина «ортопироксен» с указанием измеренного состава, поскольку идентичность пироксена зависит от соотношения Fe-Mg, содержания кальция, алюминия, структурного порядка, состояния экзосолидации и истории давления и температуры. Полированное бронзовое свечение может помочь в идентификации, но окончательную интерпретацию дает горная порода-хозяин.
Что такое бронзит в современной петрологии
Бронзит относится к семейству ортопироксенов — группе одноцепочечных силикатов с двумя направлениями спайности около 90 градусов. Он входит в серию твёрдых растворов энстатит–ферросилит, где магний и железо замещают друг друга в кристаллической структуре.
Mg-Fe ортопироксен
Основные концевые члены серии ортопироксенов — энстатит, Mg2Si2O6, и ферросилит, Fe2Si2O6. Бронзит обычно богат магнием, но содержит железо, что даёт коричневые, бронзовые, золотисто-коричневые и зеленовато-коричневые оттенки.
Описательное название разновидности
«Бронзит» — описательный термин для бронзово-коричневого ортопироксена. В официальных геологических отчётах обычно используют «ортопироксен» с указанием химического состава, породы-носителя и текстурного контекста.
Орторомбический пироксен
Ортопироксен орторомбический и принадлежит к группе пироксенов. Его кристаллическая структура допускает замещение Fe-Mg и незначительные количества кальция, алюминия, хрома, титана, марганца, натрия и других элементов в зависимости от условий формирования.
| Свойство | Типичное проявление в бронзите | Геологическое значение |
|---|---|---|
| Минеральная группа | Ортопироксен из группы пироксенов. | Указывает на высокотемпературные силикаты, особенно мафические и ультрамафические системы. |
| Приблизительная формула | (Mg,Fe)2Si2O6. | Соотношение Mg-Fe отражает состав расплава, равновесие мантии или условия метаморфических реакций. |
| Цвет | Коричневый, бронзовый, зеленовато-коричневый, чёрновато-коричневый или золотисто-коричневый в отражённом свете. | Влияет содержание Fe, экзолюция, включения, окисление, изменения и текстура поверхности. |
| Шиллер | Мягкое металлическое или шелковистое бронзовое отражение на некоторых плоскостях расщепления, спайности или отполированных поверхностях. | Часто связан с тонкими ламеллами, плоскостями расщепления, ориентированными включениями или микроструктурами, связанными с изменениями. |
| Спайность | Два направления спайности под углом около 90 градусов, типичные для пироксенов. | Полезен для отделения бронзита от амфиболов, слюд, кварца, полевых шпатов и стекловидных аналогов. |
| Твёрдость и плотность | Твёрдость по Моосу около 5–6; удельный вес обычно около 3,2–3,4. | Умеренно твёрдый и относительно плотный по сравнению с породами, богатыми полевыми шпатами. |
Как образуется бронзит
Бронзит образуется через несколько геологических путей при высоких температурах. Каждый путь оставляет разный минеральный состав и текстуру — от зерен равновесия мантии до кумулятивных кристаллов, метаморфических мозаик, пластин с экзолюцией и изменённых псевдоморфоз бастита.
- Магматична кристалізація. У магмах, багатих на магній і насичених кремнеземом, мафічних і ультрамафічних, ортопіроксен кристалізується разом з олівіном, клінопіроксеном, плагіоклазом, шпінелем, хромітом і Fe-Ti оксидами. У шаруватих інтрузіях накопичений ортопіроксен може утворювати шари ортопіроксеніту, бронзититу, нориту, вебстериту або габбро.
- Рівновага мантії. У перидотитових породах мантії бронзит зустрічається як ортопіроксен у лерзоліті, гарцбургіні та пов’язаних асамблеях. Він знаходиться в рівновазі з олівіном, клінопіроксеном, шпінелем або гранатом, а його хімічний склад може зберігати інформацію про тиск, температуру, виснаження та метасоматоз.
- Охолодження та екзольвція. Високотемпературні піроксени можуть містити більше кальцію, алюмінію або змішаних компонентів, ніж вони можуть утримувати при нижчих температурах. Під час охолодження кристала в ортопіроксені можуть виділятися тонкі ламелі клінопіроксену або інших фаз, утворюючи мікроскопічні текстури і, в деяких зразках, видимий шиллер.
- Високотемпературна метаморфоза. У гранітних породах ортопіроксен може рости під час сухої, високотемпературної метаморфози. Реакції за участю амфіболу, біотиту, клінопіроксену, кварцу, польового шпату, гранату та низьководних або CO2Рідини, багаті на -, можуть стабілізувати асамблеї з ортопіроксеном.
- Кристалізація ультрамафічної лави. У вулканічних системах з високим вмістом Mg, таких як коматіти та пов’язані ультрамафічні лави, ортопіроксен може зустрічатися у вигляді фенокристалів, кумулятивних зерен, скелетних кристалів або продуктів реакції, пов’язаних із швидким охолодженням і дуже гарячими розплавами.
- Метеоритна кристалізація. Низькокальцієвий піроксен складу енстатиту-бронзиту зустрічається в звичайних хондритах і диференційованих ахондритах, таких як діогеніти. Ці піроксени фіксують ранню кристалізацію Сонячної системи, нагрівання материнського тіла та диференціацію астероїдів.
- Гідратація та зміна. Після первинного утворення бронзит може бути частково або повністю замінений серпентином, баститом, амфіболом, хлоритом, тальком, карбонатними мінералами, глинистими мінералами або залізними оксидами. Ці пізні зміни можуть зберегти первісну форму кристала, змінюючи мінералогію та зовнішній вигляд.
Магматичні середовища
Багато зразків бронзиту походять з магматичних порід, де ортопіроксен кристалізувався з мафічної або ультрамафічної магми. Ці умови включають шаруваті інтрузії, норити, габбро, ортопіроксеніти, піроксеніти, коматіти та пов’язані високотемпературні породи.
Кумулятивний ортопіроксен
Великі мафічні інтрузії можуть охолоджуватися досить повільно, щоб утворити ритмічні кумулятивні шари. Кристали ортопіроксену осідають, ростуть і реагують із затриманою розплавом, утворюючи шари ортопіроксеніту, бронзититу, вебстериту, нориту та габбро.
Плагіоклаз плюс ортопіроксен
Норит доминирует плагиоклазом и ортопироксеном. Нориты с бронзитом могут демонстрировать крупные кристаллы, ламеллярные выделения, реакционные каймы и взаимопрорастания с клинопироксеном, оксидами или оливином.
Вулканические системы с высоким содержанием Mg
Коматиитовые и родственные ультрамафические породы могут содержать ортопироксен в фенокристаллах, кумулятах или текстурах быстрого роста. Эти породы фиксируют очень горячие Mg-богатые магмы и ранние процессы, происходящие в мантии.
Ранние или котектические минералы
- Оливин в очень богатых Mg системах.
- Ортопироксен при достаточной активности кремнезёма.
- Хромит, шпинель, магнетит или ильменит в зависимости от фугативности кислорода и химии расплава.
- Клинопироксен по мере охлаждения и эволюции расплава.
Поздние или интеркумулюсные фазы
- Плагиоклаз в норитовых и габбровых породах.
- Оксиды Fe-Ti в развитых мафических системах.
- Амфибол или биотит, если в систему поступают поздние гидратированные флюиды.
- Серпентин, тальк, хлорит, карбонатные минералы и оксиды железа при изменении.
Мантиевые перидотиты, офилолиты и ксенолиты
В мантии бронзит — это не просто бронзовый минерал. Это важная породообразующая фаза, которая помогает фиксировать физическое и химическое состояние верхней мантии.
Оливин плюс ортопироксен
Гарцбургит — это истощённая мантия, состоящая преимущественно из оливина и ортопироксена, обычно с шпинелью или незначительным клинопироксеном. Бронзит в гарцбургите может фиксировать частичное плавление, удалившее базальтовый расплав из мантии.
Плодородный минеральный состав мантии
Лерцолит содержит оливин, ортопироксен и клинопироксен, с шпинелью или гранатом в зависимости от глубины. Бронзит здесь может сохранять равновесную химию, полезную для интерпретации давления и температуры.
Океаническая литосфера на суше
Офилолитовые комплексы обнажают срезы океанической коры и верхней мантии. Перидотиты с бронзитом в этих поясах обычно серпентинизированы, образуя баститовые псевдоморфы после ортопироксена.
| Тип породы | Типичный минеральный состав | Значение бронзита | Распространённое позднее изменение |
|---|---|---|---|
| Гарцбургит | Оливин + ортопироксен ± шпинель ± незначительный клинопироксен. | Фиксирует истощённую мантию после извлечения расплава. | Серпентин, магнетит, тальк, карбонатные минералы и бастит после ортопироксена. |
| Лерцолит | Оливин + ортопироксен + клинопироксен ± шпинель или гранат. | Фиксирует равновесие плодородной или менее истощённой мантии. | Серпентинизация, тальк-карбонатное изменение и амфиболовое перекрытие. |
| Ортопироксенит | Доминирует ортопироксен с незначительным количеством оливина, клинопироксена или шпинели. | Может представлять собой накопленные слои, зоны реакции мантии или жилы, богатые пироксеном. | Бастит, хлорит, тальк, серпентин, карбонатные минералы и железистое окрашивание. |
| Ксенолит мантии | Оливин + ортопироксен + клинопироксен ± шпинель или гранат. | Предоставляет прямые доказательства состава мантии, поднятого базальтовой магмой. | Реакционные ободки, стекло, окисление и изменения вдоль трещин после извержения. |
Ортопироксен как регистратор мантии
В образцах мантии химия ортопироксена может сохранять информацию о температуре и давлении равновесия, истощении расплава, метасоматизме и последующей рефертильзации. Бронзит в этих породах является частью архива давления, температуры и химии.
Гранулиты, чарнокиты и сухие высокотемпературные породы
Ортопироксен с бронзитом также может расти при высокотемпературном метаморфизме. В породах гранулитовой фации ортопироксен является маркером высокой температуры, относительно низкой активности воды и условий глубокой коры.
Мозаики коры при высоких температурах
Гранулиты обычно демонстрируют гранобластовые текстуры: равновесные зерна минералов с устойчивыми границами. Ортопироксен может встречаться с плагиоклазом, кварцем, клинопироксеном, гранатом, калиевым полевым шпатом и оксидами.
Породы с кварцем, полевым шпатом и ортопироксеном
Чарнокитовые породы содержат ортопироксен с кварцем и полевым шпатом, часто отражая сухой высокотемпературный метаморфизм или кристаллизацию из магмы при низкой активности воды. Зерна, похожие на бронзит, могут быть коричневыми или зеленовато-коричневыми.
Рост во время дегидратации
Ортопироксен может образовываться в результате реакций дегидратации с участием амфибола или биотита в породах с подходящей химией. Эти реакции указывают на повышение температуры, снижение активности воды или CO2Условия, богатые -содержащими флюидами.
Прогрессивные признаки
- Амфибол или биотит разрушаются при нагревании.
- Ортопироксен растет вместе с кварцем, полевым шпатом, гранатом или клинопироксеном.
- Гранобластовые текстуры формируются при рекристаллизации и уравновешивании зерен.
- Низкая активность воды стабилизирует безводные минеральные ассамбляжи.
Ретроградные признаки
- Ободки ортопироксена замещаются амфиболом, биотитом, хлоритом, серпентином или тальком.
- Гидратация вдоль трещин и границ зерен.
- Образование зеленоватых гало изменения.
- Потеря бронзового блеска при развитой замене.
Пироксен с составом бронзита в метеоритах
Пироксен с низким содержанием кальция и составом энстатита-бронзита встречается в нескольких группах метеоритов. Эти зерна не просто похожи на земные аналоги; они фиксируют кристаллизацию, термический метаморфизм, ударные процессы и дифференциацию материнского тела за пределами Земли.
Примитивные смеси силикат-металл
Обычные хондриты обычно содержат оливин и низкокальциевый пироксен вместе с металлом и сульфидами. В старой терминологии иногда использовались названия оливин-бронзитовые хондриты, отражающие обилие пироксена состава бронзита.
Ортопироксенит из дифференцированных тел
Диогениты доминируют ортопироксеном и интерпретируются как кумулятивные породы из дифференцированной коры астероидов. Их пироксены могут быть композиционно связаны с полями энстатита-бронзита.
Текстуры из космоса
Пироксен метеоритов может показывать брекчирование, ударные признаки, экзолюцию, рекристаллизацию и термометаморфические эффекты. Подтверждённое происхождение и классификация необходимы для любого описания метеоритного бронзита.
Текстуры, раскрывающие историю бронзита
Текстуры бронзита отражают, как минерал рос, охлаждался, деформировался и изменялся. Отполированная поверхность может выглядеть красиво, но геолог читает ту же поверхность как запись истории кристаллизации и реакций.
Осевшие или накопленные кристаллы
В слоистых интрузиях ортопироксен может встречаться в виде плотно упакованных зерен, которые росли, оседали или накапливались из магмы. Межкумулятивные минералы, такие как плагиоклаз, клинопироксен или оксиды, могут заполнять пространства между более ранними кристаллами бронзита.
Охлаждение, записанное внутри кристаллов
Тонкие ламеллы внутри ортопироксена могут образовываться при расслоении высокотемпературного твердого раствора во время охлаждения. Эти ламеллы могут способствовать появлению шиллера и помочь восстановить скорость охлаждения и тепловую историю.
Текстура метаморфического равновесия
В гранулитах бронзит может встречаться в виде равновеликих зерен с прямыми или плавно изогнутыми границами. Тройные стыки и однородный размер зерен указывают на рекристаллизацию и равновесие при высоких температурах.
Бронзовый блеск
Характерный блеск бронзита развивается на поверхностях раскалывания, расщепления или отполированных поверхностях, где ориентированные микроструктуры отражают свет. Шиллер может быть наиболее выражен там, где ламеллы, включения или микротрещины имеют постоянную ориентацию.
Границы между фазами
Бронзит может иметь кайму на границе с оливином, плагиоклазом, шпинелью, кварцем или другими фазами в зависимости от истории реакций. Эти каймы могут показывать изменение состава расплава, метаморфические реакции или неравновесие при охлаждении.
Изменённая форма ортопироксена
Бастит образуется, когда ортопироксен замещается серпентиновыми минералами вдоль плоскостей расщепления и раскалывания. Исходный контур кристалла может сохраняться, но минералогия меняется с пироксена на гидратированные продукты изменения.
| Текстура | Типичная обстановка | Что это указывает | Как это выглядит |
|---|---|---|---|
| Кумулятивная структура | Слоистые мафические интрузии, ортопироксениты, нориты. | Накопление кристаллов, медленное охлаждение и дифференциация расплава. | Плотно упакованные кристаллы, ритмичные слои, интеркумулятивный материал. |
| Ламеллы экзолюции | Медленно охлажденный магматический и мантийный ортопироксен. | Разделение фаз при охлаждении и переуравновешивании. | Тонкие внутренние линии или блеск; видны под микроскопом или как шиллер. |
| Гранобластическая текстура | Гранулиты и чарнокиты. | Высокотемпературная метаморфическая рекристаллизация. | Мозаичные зерна со стабильными границами. |
| Рост в виде шпинфекса или пластин. | Высокомагниевые вулканические породы и ультрамафические лавы. | Быстрый рост кристаллов в горячих магнийсодержащих расплавах. | Удлиненные кристаллы, пластинчатые массивы, скелетные текстуры. |
| Замещение баститом | Серпентинитизированные перидотиты и измененные ультрамафические породы. | Гидратация ортопироксена во время серпентинизации. | Шелковистые зеленые, коричневые или бронзовые псевдоморфы после бронзита. |
| Реакционная корона | Границы метаморфного и магматического неравновесия. | Минеральная реакция между соседними фазами. | Тонкие каймы амфибола, шпинели, граната, пироксена или минералов изменения. |
Метаморфизм, серпентинизация и пути изменения
Бронзит стабилен в сухих высокотемпературных условиях, но уязвим к гидратации и низкотемпературному изменению. Флюиды могут преобразовывать его в серпентин, бастит, тальк, амфибол, хлорит, глинистые минералы, карбонатные минералы или оксиды железа.
Ультрамафическая гидратация
В перидотитах и пироксенитах вода реагирует с оливином и пироксеном, образуя серпентиновые минералы, магнетит, бруцит и другие продукты изменения. Ортопироксен может замещаться баститом, сохраняя текстуру, контролируемую расколом, и форму кристалла.
- Распространен в офиолитах и мантийных перидотитах.
- Образует зеленые, шелковистые или волокнистые текстуры замещения.
- Может сохранять исходные контуры бронзита в виде псевдоморф.
- Часто ассоциируется с магнетитом и серпентиновой сетчатой текстурой после оливина.
Возвращение гидратированных минералов
В гранулитах и мафических породах ортопироксен может замещаться амфиболом, биотитом, хлоритом или тальком во время охлаждения и инфильтрации флюидов. Эти преобразования отражают переход от сухих высокотемпературных условий к более влажным и низкотемпературным средам.
- Амфиболовые каймы могут образовываться вокруг зерен ортопироксена.
- Хлорит или серпентин могут развиваться вдоль трещин.
- Тальк может образовываться там, где кремнеземсодержащие жидкости изменяют магнийсодержащий пироксен.
- Оксиды железа могут окрашивать выветренные поверхности раскола в бронзовый, красно-коричневый или черный цвет.
| Продукт изменения | Типичная среда | Визуальная подсказка | Толкование |
|---|---|---|---|
| Бастит | Серпентинитизированные ультрамафические породы. | Шелковистые зеленые, коричневые или бронзовые псевдоморфы после ортопироксена. | Гидратация бронзита с сохранением исходной кристаллической формы. |
| Серпентин | Перидотит, пироксенит, офиолит, мантийные породы. | Зеленые, восковидные до шелковистых массы вдоль трещин и плоскостей раскола. | Низкотемпературная гидратация магниевых силикатов. |
| Амфибол | Ретрогрессивные мафические породы и гранулиты. | Тёмно-зелёные каймы или участки замещения. | Гидратированное наложение на ранее сухой пироксенсодержащий ассамбляж. |
| Тальк | Кремнезёмистое изменение магниевых пород. | Мягкий, бледный, мыльный материал вдоль трещин или зон замещения. | Добавление кремнезёма и гидратация магниевого пироксена или ультрамафической породы. |
| Оксиды железа | Выветренные поверхности и окисленные трещины. | Ржаво-коричневые, красные, жёлтые или чёрные пятна. | Окисление пироксена, содержащего железо, и связанных минералов. |
| Хлорит | Зелёный сланец до низкотемпературного ретроградного изменения. | Зелёный чешуйчатый или земляной материал замещения. | Гидратация и охлаждение после образования при более высокой температуре. |
Парагенетические разновидности и геологические типы происхождения
Нижеуказанные категории не являются отдельными минеральными видами. Они описывают, как и где образовался ортопироксен с бронзитом или как он был впоследствии изменён.
| Тип происхождения | Типичная породная среда | Текстура и подсказки | Распространённые ассоциации | Интерпретационная ценность |
|---|---|---|---|---|
| Магматический кумулят бронзита | Ортопироксенит, бронзитит, норит, слоистое мафическое интрузивное тело. | Плотно упакованные зерна ортопироксена, ритмическая слоистость, интеркумулятивный полевой шпат или клинопироксен. | Оливин, клинопироксен, полевой шпат, хромит, магнетит, ильменит. | Фиксирует фракционную кристаллизацию, слоистость магматической камеры и медленное охлаждение. |
| Норитовый бронзит | Норит и норитовый габбро. | Бронзовый ортопироксен с каркасом из полевого шпата, экзолюционными ламеллами и крупной магматической текстурой. | Полевой шпат, авгит, оксиды, оливин, апатит. | Указывает на кремнезем-насыщенную мафическую магматическую кристаллизацию. |
| Мантиевый бронзит | Гарцбургит, лерцолит, перидотит, ксенолит мантии. | Крупный ортопироксен с оливином, шпинелью или гранатом; возможна деформация и экзолюция. | Оливин, клинопироксен, шпинель, гранат, хромит. | Фиксирует условия давления и температуры мантии, частичное плавление, истощение и метасоматоз. |
| Офиолитовый бронзит | Перидотит и пироксенит в офиолитовых комплексах. | Реликтовый ортопироксен в серпентинизированной породе; обычна замена баститом. | Серпентин, магнетит, хромит, тальк, карбонатные минералы. | Представляет собой материал океанической мантии, обнаженный на суше и впоследствии гидратированный. |
| Высокомагниевый вулканический бронзит | Ультрамафическая лава, коматиит, высокомагниевый базальтовый комплекс. | Фенокристаллы, скелетные или лезвиевидные текстуры, ассоциация спинифекса, формы быстрого роста. | Оливин, хромит, клинопироксен, сульфиды, продукты изменения вулканического стекла. | Сигнализирует о очень горячей магме, богатой Mg, и быстром охлаждении или развитии кумулятов. |
| Гранулитовая фация бронзита | Гранулит, чарнокит, мафический гнейс. | Гранобластический ортопироксен с кварцем, полевым шпатом и высокотемпературными ассамбляжами. | Кварц, плагиоклаз, калиевый полевой шпат, гранат, клинопироксен, биотит, оксиды. | Фиксирует сухой высокотемпературный метаморфизм и глубокое коровое равновесие. |
| Метеоритный бронзит | Обычный хондрит, диогенит, ортопироксенитовый ахондрит. | Низкокальциевый пироксен в хондрулах, матрице или кумулятивном ортопироксените. | Оливин, плагиоклаз, металл, сульфиды, хромит. | Фиксирует раннюю кристаллизацию Солнечной системы, метаморфизм материнского тела и дифференциацию астероидов. |
| Бастит после бронзита | Серпентинизированный перидотит или изменённый ортопироксенит. | Шелковистые псевдоморфы, сохраняющие оригинальную форму и спайность ортопироксена. | Серпентин, магнетит, тальк, карбонатные минералы, реликтовый оливин или хромит. | Фиксирует гидратацию и изменение ортопироксена после первичного формирования. |
Ассоциированные минералы и их значение
Ассоциации бронзита — самый быстрый способ интерпретировать его происхождение. Один и тот же бронзовый ортопироксен означает разные вещи, когда он встречается с оливином и шпинелью, плагиоклазом и авгитом, кварцем и полевым шпатом или серпентином и магнетитом.
| Ассоциация | Вероятный хозяин или среда | Интерпретативное значение | Полезное наблюдение |
|---|---|---|---|
| Оливин + бронзит + шпинель | Гарцбургит, лерцолит, мантийный перидотит. | Равновесие верхней мантии, истощение или офиолитическое мантийное происхождение. | Проверьте наличие серпентиновой сетки после оливина и бастита после ортопироксена. |
| Бронзит + клинопироксен | Вебстерит, пироксенит, габбровый кумулят, мантийная порода. | Пироксеновое богатое кристаллизационное или мантийное соединение. | Отличайте ортопироксен от клинопироксена по спайности, цвету и оптическим свойствам. |
| Бронзит + плагиоклаз | Норит, норитовый габбро, мафическое внедрение. | Кремнезём-насыщенная мафическая магматическая кристаллизация. | Ищите магматическую взаимозапирающую текстуру и возможную экзолюзию в пироксене. |
| Бронзит + кварц + полевой шпат | Гранулит, чарнокит, гнейс с ортопироксеном. | Сухой высокотемпературный коровый метаморфизм или чарнокитовая магматическая/метаморфическая история. | Ищите гранобластовую текстуру, полевые шпаты-пертиты, гранат и ретроградную биотит или амфибол. |
| Бронзит + хромит | Ультрамафический кумулят, офиолит, перидотит с хромититом. | Мафический-ультрамафический магматизм или мантийная порода с хромистыми фазами. | Проверьте, является ли ортопироксен первичным или замещён баститом. |
| Бронзит + серпентин + магнетит | Серпентинизированная ультрамафическая порода. | Гидратация и изменение первичной перидотитовой или пироксенитовой породы. | Ищите шелковистые псевдоморфы, зерна магнетита и сетчатую текстуру после оливина. |
| Бронзит + металл + оливин | Обычный хондрит или метеоритный материал. | Внеземное силикато-металлическое соединение. | Требуется подтверждённое метеоритное происхождение и научная документация. |
Полевое определение и практические тесты
Бронзит можно распознать в образце в руке, но надежное определение улучшается при совместном рассмотрении цвета, спайности, породообразующей породы, ассоциатов, твердости, плотности и текстуры.
Бронзово-коричневый пироксен
- Коричневый, бронзовый, зеленовато-коричневый или черновато-коричневый цвет.
- Мягкий металлический шиллер на трещинах или отполированных поверхностях.
- Две спайности около 90 градусов.
- Твердость около 5–6.
- Удельный вес около 3,2–3,4, дающий ощущение плотной твердой породы.
Контекст является диагностическим
- С оливином и шпинелью: перидотит или мантийное происхождение.
- С плагиоклазом: норит или мафический интрузив.
- С кварцем и полевым шпатом: гранулит или чарнокит.
- С серпентином и магнетитом: измененная ультрамафическая порода.
- С металлом и подтвержденными признаками метеорита: возможный метеоритный контекст.
Полезные различия
- Нет реакции с кислотой при нормальных полевых условиях.
- Не стекловидный, как обсидиан или кварц.
- Не эластичный и не листовидный, как слюда.
- Не амфибол, если спайность около 90 градусов, а не 60 и 120 градусов.
- Шиллер сам по себе не является доказательством; важны породообразующая порода и спайность.
| Похожий внешний вид | Почему его можно спутать | Как отделить его от бронзита |
|---|---|---|
| Гиперстен | Также разновидность ортопироксена и часто показывает шиллер. | Исторически считался более богатым Fe, чем бронзит; современная практика предпочитает измеренный состав ортопироксена. |
| Энстатит | Mg-богатый конечный член ортопироксена; может быть бледным до коричневого. | Бронзит обычно относится к более железосодержащему бронзово-коричневому материалу; химический анализ дает лучшее различие. |
| Аугит | Пироксен с похожей спайностью и темным цветом. | Аугит — клинопироксен, часто темно-зеленый или черный и оптически отличимый; бронзит — ортопироксен. |
| Горнбленд | Темный призматический облик и ассоциация с мафической породой. | Горнбленд имеет амфиболовую спайность около 60 и 120 градусов, обычно с более щепковатой формой и сильным удлинением. |
| Биотит | Коричневый до бронзового цвет и отражающие поверхности. | Биотит образует эластичные листы с одной идеальной спайностью; бронзит имеет пироксеновую спайность и не похож на слюду. |
| Бронзовый серпентин или бастит | Может сохранять форму ортопироксена и показывать шелковистый бронзово-зеленый блеск. | Бастит — это изменение после ортопироксена, более мягкий и более волокнистый или шелковистый; свежий бронзит тверже и похож на пироксен. |
| Обсидиан или дымчатый кварц | Темный блестящий или коричневый вид на отполированных образцах. | Кварц и обсидиан не имеют спайности пироксена и не встречаются в виде зерен ортопироксена в мафических-ультрамафических ассамбляжах. |
Тонкослойный срез и лабораторный характер
Под микроскопом бронзит определяется как ортопироксен. Петрографические особенности помогают определить, является ли зерно первично магматическим, уравновешенным в мантии, метаморфическим, экзольвированным, деформированным или изменённым.
Цвет и рельеф
- Обычно бесцветный до бледно-коричневого, бледно-зеленого или слабо плёохроичный в зависимости от содержания Fe.
- Умеренный до высокого рельеф по сравнению с полевым шпатом и кварцем.
- Следы спайности могут быть видны в призматических сечениях.
- Изменения могут проявляться как мутный серпентин, амфибол, хлорит или тальк вдоль трещин и краев.
Погашение и интерференция
- Типичны низкие интерференционные цвета первого порядка.
- Почти параллельное погашение в соответствующих сечениях отличает ортопироксен от многих клинопироксенов.
- Ламеллы экзолюции могут быть видны как тонкие параллельные структуры.
- Деформация может вызывать волнистое погашение, изгибы или субзерновые текстуры.
| Наблюдение | Вероятное значение | Геологическое применение |
|---|---|---|
| Ламеллы экзолюции | Медленное охлаждение и переуравновешивание пироксена. | Интерпретирует тепловую историю интрузии, мантийной породы или метаморфического тела. |
| Волнистое погашение | Деформация кристаллов. | Фиксирует тектоническое напряжение, поток мантии или метаморфическую деформацию. |
| Замещение баститом | Гидратация ортопироксена. | Документирует серпентинизацию и инфильтрацию флюидов. |
| Гранобластовые границы | Метаморфическое перекристаллизование при высокой температуре. | Поддерживает интерпретацию гранулитовой фации. |
| Реакционные каймы | Минеральное неравновесие во время охлаждения, метаморфизма или реакции с флюидами. | Ограничивает изменения давления, температуры, состава расплава или флюида. |
| Высокое содержание Al или Ca в анализе | Зависимая от давления и температуры замена или неполное переуравновешивание. | Может поддерживать геотермобарометрию при использовании с другими минералами. |
Лабораторные значения химии ортопироксена
Электронно-зондовый микроанализ или аналогичный составной анализ могут определить число Mg, содержание Fe, кальций, алюминий, хром, титан и микроэлементы. Эти данные помогают отличить бронзит от других ортопироксенов и позволяют интерпретировать температуру кристаллизации, равновесие мантии или метаморфические условия при сопоставлении с ассоциированными минералами.
Где обычно встречаются породы с бронзитом
Ортопироксен, содержащий бронзит, встречается по всему миру. Ниже приведены типичные геологические регионы, а не полный список местонахождений.
Бушвельд, Стиллуотер, Грейт Дайк, Скаергаард
Крупные мафические слоистые интрузии сохраняют кумулятивные слои ортопироксена, норита, пироксенита и оксидов. Ортопироксен, похожий на бронзит, в этих системах отражает фракционную кристаллизацию, слоистость магматической камеры и медленное охлаждение.
Альпы, Оман, Троодос, Калифорния, Турция
Офииолиты обнажают океаническую мантию и кору. Перидотиты и пироксениты, содержащие бронзит, могут быть свежими в некоторых местах, но обычно серпентинизированы, образуя текстуры бастита и зеленого изменения.
Индия, Шри-Ланка, Канада, Антарктида, Восточная Африка
Территории высокогрейдового метаморфизма содержат гранулиты и чарнокиты с ортопироксеном. Бронзитоподобный ортопироксен в этих породах отражает сухие условия глубокого метаморфизма коры.
Мафические интрузии и анортозитовые комплексы
Норит и норитический габбро содержат ортопироксен с плагиоклазом, клинопироксеном и оксидами. Эти породы могут содержать крупные бронзово-коричневые кристаллы с сильным текстурным контрастом.
Нодули перидотита в базальтах
Вулканические поля могут приносить на поверхность фрагменты мантийного перидотита. Зерна ортопироксена в этих ксенолитах сохраняют прямые доказательства минералогии верхней мантии.
Обычные хондриты и диогениты
Пироксены с низким содержанием кальция, включая составы энстатит-бронзит, встречаются в метеоритах. Такой материал требует подтверждённого метеоритного происхождения и должен документироваться отдельно от земного бронзита.
Как точно описать образец бронзита
Точное описание бронзита определяет минерал, материнскую породу, процесс образования, текстуру, изменения и месторождение. Это сохраняет научную ценность и ясность интерпретации.
Основные поля маркировки
- Название минерала: бронзовый ортопироксен разновидности бронзит или ортопироксен, если предпочтительно.
- Материнская порода: норит, ортопироксенит, бронзитит, харцбургит, лерцолит, серпентинит, гранулит, чарнокит или класс метеоритов.
- Месторождение: шахта, карьер, комплекс, район, регион, штат или провинция и страна, если известны.
- Геологическая обстановка: слоистое интрузивное тело, мантийный перидотит, офиолит, гранулитовый пояс, вулканическая ультрамафическая порода или метеорит.
- Состояние изменения: свежий ортопироксен, экзольвированный ортопироксен, бастит после ортопироксена, серпентинизированный, с амфибольной каймой или выветрившийся.
Полезные описательные заметки
- Текстура: кумулятивная, гранобластовая, с экзольвентами, богатая шиллером, похожая на спинифекс, псевдоморфная или с реакционной каймой.
- Ассоциированные минералы: оливин, клинопироксен, плагиоклаз, шпинель, гранат, хромит, магнетит, кварц, полевой шпат, серпентин или тальк.
- Видимые особенности: спайность, бронзовый блеск, размер зерен, поверхности расщепления, характер излома, цвет выветривания и отполированная или природная поверхность.
- Состояние подготовки: природный, обработанный, отполированный, стабилизированный, изменённый или подготовленный тонкий срез.
- Аналитические данные, если доступны: число Mg, содержание Fe, содержание Ca, содержание Al и метод анализа.
Часто задаваемые вопросы
Является ли бронзит отдельным видом минерала?
Бронзит лучше рассматривать как название разновидности бронзово-коричневого ортопироксена в серии энстатит–ферросилит. Современная петрология обычно указывает минерал как ортопироксен с измеренным составом, а не полагается только на названия разновидностей.
Что придаёт бронзиту бронзовый блеск?
Блеск обычно вызывается отражением света от выровненных плоскостей расщепления, ламелл экзолюции, мелких включений, поверхностей расщепления или микротекстур, связанных с изменениями. Эффект наиболее выражен на отполированных или естественно расщеплённых поверхностях.
Где бронзит образуется наиболее часто?
Ортопироксен, содержащий бронзит, образуется в мафических и ультрамафических породах, включая мантийные перидотиты, слоистые интрузии, нориты, ортопироксениты, пироксениты, гранулитовые породы, коматииты и метеориты.
Что такое бастит и как он связан с бронзитом?
Бастит — это псевдоморф, богатый серпентином, после ортопироксена. Он образуется, когда бронзит или связанный с ним ортопироксен гидратируется в процессе серпентинизации, сохраняя исходную форму кристалла при замещении минерала.
Как отличить бронзит от амфибола?
Бронзит — это ортопироксен с расщеплением около 90 градусов. Амфиболы, такие как горнбленд, обычно имеют расщепление около 60 и 120 градусов, часто с более щепковатой формой и сильным удлинением.
Почему геологи предпочитают термин ортопироксен?
Ортопироксен — это точная минералогическая группа, используемая в современной петрологии. Названия разновидностей, такие как бронзит и гиперстен, могут быть полезны для описания, но интерпретация зависит от измеренного состава и геологического контекста.
Может ли бронзит встречаться в метеоритах?
Низкокальциевый ортопироксен с составами энстатит-бронзит встречается в обычных хондритах и некоторых дифференцированных метеоритах, таких как диогениты. Такой материал должен быть задокументирован с подтверждённой метеоритной классификацией и происхождением.
Вывод
Бронзит — это бронзово-коричневый ортопироксеновый вариант, формирование которого связано с высокотемпературными магниево-богатыми системами. Он кристаллизуется в мафических и ультрамафических магмах, уравновешивается в мантии, растёт в сухих гранулитовых породах, встречается в норитах и ортопироксенитах, а также в некоторых метеоритах. Его бронзовый блеск — не только эстетическая особенность; это видимый след внутренней текстуры, охлаждения, экзолюции, расслоения и иногда изменений.
Самый точный способ прочитать бронзит — через контекст. С оливином и шпинелью он может говорить о мантийном перидотите. С плагиоклазом — о норите или слоистом интрузиве. С кварцем и полевым шпатом — о гранулите или чарноките. С серпентином и магнетитом он может сохранять историю гидратации и замещения баститом. Таким образом, бронзит — это не один простой тип камня, а семейство геологических историй, объединённых тёплым бронзовым пироксеновым оттенком.
Чтение бронзита через его материнскую породу, ассоциации, текстуру и изменения: бронзовый блеск — это поверхность; геологическая история написана под ней.