Articles

今週の地質学の単語:Oはオフィオライトのためのものです-Georneys

8月 6, 2021 by admin

オマーンマントルかんらん岩、January2009。

def. オフィオライト:
オフィオライトは、海洋地殻とマントルの部分であり、通常は海洋盆地が閉じたときに、オブダクション（オーバースラスト）によって土地に構造的に露出している。オフィオライト系列は、海洋堆積物、海洋地殻、およびマントルの一部を含む、可変的に変化した海洋岩石からなる。オフィオライトという名前は、ギリシャ語で”ophio”（ヘビ）と”lithos”（石）から”蛇石”を意味します。岩の配列は、変化した海洋地殻とマントルで形成される鮮やかな緑色のヘビのような蛇行した鉱物にちなんで命名されています。オフィオライトはまれですが、それでも世界中で発見されています。注目すべきオフィオライトは、キプロス、米国北西部、アルプス、パプアニューギニア、オマーンで発見されています。
私は海洋地質学者ですが、私はしばしば土地でカンニングして仕事をしています。私のPhD一般試験プロジェクトの1つでは、ホットスポットのために海面上に構築された大西洋中央海嶺の一部であるアイスランドの岩に取り組んでいました。私の論文の研究のために、私はオマーンとアラブ首長国連邦に位置し、世界で最大の、最も保存状態が良く、最も露出したオフィオライトの一つであるサメイルオフィオライトで働いています。どちらのプロジェクトでも、私は異常な状況のために陸上に露出している海洋岩を研究しています。そのような岩は異常であり、したがってあなたの平均的な海底岩の完璧な類推ではありませんが、露頭の文脈で実際に見たり、触れたり、識別のために必伝統的な海洋地質学は高価で困難です。

海底は一般的に数キロメートルの水で覆われているため、海洋地質学者は伝統的な地質学的方法を使用して海底を研究することはできません。つまり、海洋地質学者は地図、ハンマー、ブラントンコンパスを持って歩き回り、地質学を直接観察することはできません。代わりに、海洋地質学者は船に出て、観測を行い、海底をサンプリングするために遠隔の方法を使用する必要があります。船に出ることは非常に高価で、一日あたり数万ドルの費用がかかります。たとえば、海底を観察する最良の方法の1つは、Alvinのような有人深海潜水艇で降りることです。しかし、船のコストを含むアルビンのための運用コストは、一日あたり約4 40,000です。これは信じられないほど高価であり、AlvinでさえBruntonと一緒に岩の上を歩くことはできません。比較対象として、月のフィールドワークをオマーンコストの約10,000ドルのための自助–ドル3,000二往復航空券+ホテルのご予約の場合、$4,000件4×4,500ドルのためのガス,500ドルのための食糧と水のか$500kmのホテル(またキャンプの時間)、1500ドルのための品出荷ます。だから、一日のためのアルビンを操作するコストの1/4のために、私はSamailオピオライトに露出した海洋岩にフィールドワークの月を行うことができます。オマーンは高価な国であるため、他のオフィオライトで作業するときにこれらのコスト（レンタル車両など）の多くが削減されます。

海底の地質学を観察するには、さまざまな遠隔方法があります。海底の地形は、マルチビーム海底測量（地形を計算するために海の底から音波をバウンス）または衛星高度計（重力異常を探し、下の地形を推測するために海の波の高さを使用して）を使用して船からマッピングすることができる。海洋地質学者は、海洋岩石の磁気や重力（地形や密度に関する情報を提供することができます）などの特性を測定することができます。地震波-受動源（地震時などに地球によって自然に生成される）と能動源（人間によって生成され、しばしば爆発によって生成される）–は、海洋岩の構造につ例えば、地殻とマントルの様々な部分を通る地震波の速度は、密度を推測するために使用することができます。地震波は、より密度の高い層（玄武岩や斑岩などの硬い岩）を通って速く移動し、密度の低い層（軟質海洋堆積物など）を通ってよりゆっくりと移動します。

海底をサンプリングするさまざまな方法もあります。海底をサンプリングするための最良の方法の一つは、これはあなたがサンプリングしている岩がどこから来ているかを正確に確認することがでしかし、アルビンや他の潜水艇は非常に高価であるため、海底をサンプリングする非常に一般的な方法は浚渫です—基本的には、船の側面の上に金属製この単純な手法は非常に効果的です。一例として、九東尾根に沿って二ヶ月のクルーズに参加したとき、浚渫によって約3,000キログラムの岩を得ました。しかし、浚渫は、サンプルのための唯一の限られた地質学的文脈を提供し、また露頭の代表であってもなくてもよい緩い表面岩を拾う傾向があります。例えば、これらの岩は他の場所から下り坂に転がっている可能性があります。サンプリングの別の方法は、海底からコアを掘削することです。 1960年代後半から、最初に深海掘削プロジェクト、次に海洋掘削プログラム、そして最後に統合された海洋掘削プログラムの形で、海底からコアを取得すコアは、実際の海底（緩い岩だけでなく）をサンプリングし、地殻の深部までサンプリングすることができるため、素晴らしいです。しかし、私がリソスフェアに関する私の記事で議論したように、海洋掘削努力は地殻-マントル境界に到達することはできませんでした。コアにも制限があります。それらは直径の少数のインチだけであり、従って全面的な地質学の狭いシリンダースナップショットだけを提供する。いくつかのコアはかなり深いですが、他のコアは海底の上部の数メートルしかサンプリングしないかもしれません。掘削はまた、浚渫よりもはるかに時間がかかり、高価です。

実際の海底の地質学を研究することは非常に困難で高価であるため、多くの海洋地質学者はまた、アイスランドで働く–あなたはアクティブな中海嶺に沿って歩くことができる唯一の場所-と海洋地殻とマントルの断片であるオフィオライトで、珍しい構造的な状況のために土地に露出している。密度の高い海洋地殻は、ほとんど常により軽く、より浮力のある大陸地殻の下に沈み込みます。これは、地球科学の入門クラスで学ぶ伝統的なプレートテクトニクスの状況です。しかし、特定の状況では、海の地殻–少なくとも小さなスライバー–は土地に押し上げることができます。例えば、これは、特に海洋地殻が若く、比較的熱く、浮力がある場合、海洋盆地が閉じたときにしばしば起こります。海の地殻のスライバーはまた、前腕の環境で土地に推力することができます。前弧は、沈み込み帯とそれに関連する火山弧の間に位置する領域である。新しい大陸地殻はしばしば前弧の環境で降着し、この降着にはしばしば海洋地殻の小さなビットが含まれています。例として、オマーンのSamail Ophioliteのobduction（overthrust）の簡略化されたバージョンがあります：

Samail Ophiolite obduction。大陸地殻は十字で示され、海洋地殻は暗い陰影で示されます。コールマン（1981年）から撮影された図。図をクリックすると大きく表示されます。

海洋地質学者がしばしばオフィオライトを研究するもう一つの重要な理由があります。科学者はマントルを観察するのに十分な深さを掘削したことがないので、地質学者がマントル岩の大きな部分を直接観察できる場所であるため、オフィオライトは重要である。地質学者はまた、地殻変動の過程を経て海底に隆起したマントル岩を研究することができますが、その水がすべて観測を困難にしています。

以下は、マントル（別名”ultramafic”）岩の世界的な露出を示すマップです。この地図は1982年に出版されたように少し日付が付けられています。それ以来、特に海底では、より多くのマントル曝露が発見されている。しかし、このマップは、地球上のオフィオライト（大陸の線）がどこで見つかるのか、マントル岩（海洋の点と箱）が海底の表面に持ち込まれたのかを示す良い一般的なアイデアを提供します。

オフィオライト（大陸上の線）とマントルの露出の位置を示す世界地図
海底（海洋上のドットとボックス）上の岩。 1982年（昭和57年）に完成した。
図をクリックすると大きく表示されます。

上記の定義では、オフィオライト配列について言及しています。オマーンで見られるような古典的なオフィオライトのシーケンスは、海洋堆積物、火山玄武岩、深成岩（玄武岩と同じ化学組成であるが、海底表面ではなく深部で結晶化した）、マントル（主にかんらん岩）である。これらの古典的なオフィオライト層は、海洋地質学者が短い手として使用する番号を与えられています。数字は次のとおりです:

1-深海堆積物
2-玄武岩
3-斑岩
4-かんらん岩

これらの層のいくつかは、密度とテクスチャの特徴に基づいてサブ層にさらに区別されています。

1-深海堆積物-サブディビジョンはありません。
2-玄武岩-多くの場合、さらにA、B、およびCに分かれています.層2Aは表面枕溶岩玄武岩を表し、2Cはよりゆっくりと冷却され、組成が斑状であるシー 2Bは一種の過渡的なゾーンです。一部の地質学者は、層2を2A（表面火山）と2B（シート状の堤防）に分解するだけです。
3-Gabbro-多くの場合、3A（通常のgabbro）と3B（層状gabbro）に分かれています。
4-かんらん岩-通常は細分化されていませんが、定期的かつ層状のかんらん岩もあります。 /p>

海洋地殻（およびマントル）層。 Brown and Mussett(1993)から修正された図と
私の海洋地質学から取られた&地球物理学Iコースノート。図をクリックすると大きく表示されます。長年にわたり、海洋地質学者は、海洋地殻とマントルの構造と組成を、オフィオライトの構造と組成に基づいて理解していました。現在、海洋地質学者は、実際の海洋地殻とマントルの構造は、しばしばオフィオライトの構造とはわずかに異なることを理解しています。例えば、海洋地殻とマントル層は、実際の海洋ではオフィオライトよりも厚いことが多い（上の図を参照）。それにもかかわらず、オフィオライトは、海洋地殻とマントルのための優れた、簡単にアクセス可能な類似体を提供します。

以下は、オマーンのサマイルオフィオライトのかんらん岩層における私自身のフィールドワークからのいくつかの写真です。私の論文では、地球の表面に属していないマントル岩であるかんらん岩が、土地に隆起したときに変化するユニークな方法を研究しています。特に、炭酸塩鉱物の形成について研究しています。かんらん岩が変化すると、多くの炭酸塩鉱物（例えば方解石、ドロマイト、マグネサイト）が形成される。これらの炭酸塩中の二酸化炭素（CO2）は大気から来ています。 Thus, formation of carbonate minerals in peridotite is a natural process that removes CO2 from the atmosphere and stores this CO2 in solid mineral form.