Articles

Geologi Ukens Ord: o er For Ophiolite – Georneys

august 6, 2021 by admin

Skygger over oman mantelen peridotite, januar 2009.

def. Ophiolitt: en ophiolitt er et segment av havskorpen og mantelen tektonisk eksponert på land ved obduksjon (overtrust), vanligvis når et havbasseng lukkes. En ophiolitt sekvens består av variabelt endrede oseaniske bergarter, inkludert marine sedimenter, havskorpen, og en del av mantelen. Navnet ophiolitt betyr «slangestein» fra «ophio» (slange) og «lithos» (stein) på gresk. Bergsekvensen er oppkalt etter de strålende grønne, slangelignende serpentinmineralene som dannes i endret havskorpe og mantel. Ophiolitter er sjeldne, men likevel funnet over hele verden. Ophiolitter finnes på Kypros, nordvestlige USA, Alpene, Papua Ny Guinea og Oman.
jeg er en marine geolog, men jeg ofte jukse og jobbe på land. For En Av Mine PhD general eksamen prosjekter, jeg jobbet på bergarter Fra Island, som er en del Av Den Midtatlantiske Ryggen som har bygget opp over havet på grunn av en hotspot. For min avhandlingsforskning jobber Jeg I Samail Ophiolite, som ligger I Oman og De Forente Arabiske Emirater, og er en av de største, best bevarte og best eksponerte ophiolitene i verden. For begge prosjektene studerer jeg marine bergarter som har blitt utsatt på land på grunn av uvanlige forhold. Selv om slike bergarter er uregelmessige og dermed ikke er perfekte analogier for dine gjennomsnittlige havbunns bergarter, er det store fordeler med å kunne se, berøre og– om nødvendig for identifikasjon– smake marine bergarter i sammenheng med en utbrudd.

tradisjonell marin geologi er dyr og vanskelig. Siden havbunnen generelt er dekket av flere kilometer vann, kan marine geologer ikke studere havbunnen ved hjelp av tradisjonelle geologiske metoder. Det er, marine geologer kan ikke gå rundt med sine kart, hammere, Og Brunton kompass og observere geologien første hånd. I stedet må marine geologer gå ut på skip og bruke eksterne metoder for å gjøre observasjoner og prøve havbunnen. Å gå ut på skip er veldig dyrt, koster titusenvis av dollar per dag. For eksempel er en av de beste måtene å observere havbunnen å gå ned i en bemannet dypvanns nedsenkbar Som Alvin. Driftskostnadene For Alvin, inkludert skipets kostnader, er imidlertid ca $ 40.000 per dag. Dette er utrolig dyrt, og Selv Alvin tillater deg ikke å gå på steinene med Brunton. Til sammenligning koster en måned med feltarbeid i Oman ca $10 000 for meg selv og en assistent-ca $ 3000 for to rundtursbilletter, ca $ 4000 for leie 4 x 4 ,$ 500 for gass, $ 500 for mat og vann, kanskje $500 for et par netter på et hotell (vi leir resten av tiden) og $1500 for forsyninger og frakt bergarter. Så, for 1/4 av Kostnadene ved Å operere Alvin for en enkelt dag, kan jeg utføre en måned med feltarbeid på marine bergarter eksponert I Samail Ophiolite. Oman er et dyrt land, så mange av disse kostnadene (som leiebilen) reduseres når man arbeider med andre ophiolitter.

Det finnes ulike eksterne metoder for å observere geologien til havbunnen. Topografien til havbunnen kan kartlegges fra et skip ved hjelp av multistrålebatymetri (hoppende lydbølger fra bunnen av havet for å beregne topografi) eller via satellitthøydemetri (ved hjelp av høyden på havbølger for å lete etter gravitasjonsanomalier og utlede topografien nedenfor). Andre eksterne instrumenter (skip eller satellitt) tillater marine geologer å måle egenskaper, som magnetisme og gravitasjonskraft (som kan gi informasjon om topografi og tetthet), av marine bergarter. Seismiske bølger-passiv kilde (generert naturlig Av Jorden, som under et jordskjelv) og aktiv kilde (generert av mannen, ofte ved en eksplosjon)– kan overvåkes for å lære om strukturen av de marine bergarter. For eksempel kan hastigheten på seismiske bølger gjennom ulike deler av skorpen og mantelen brukes til å utlede tetthet. Seismiske bølger reiser raskere gjennom mer tette lag (for eksempel hard rock som basalt eller gabbro) og reiser langsommere gjennom mindre tette lag (for eksempel mykt marint sediment).

det finnes også ulike metoder for prøvetaking av havbunnen. En av de beste måtene å prøve havbunnen er å bruke en dypvanns nedsenkbar Som Alvin, da dette gjør at du kan se nøyaktig hvor steinene du prøver kommer fra. Men Siden Alvin og andre nedsenkbare er så dyre, er en veldig vanlig metode for prøvetaking av havbunnen mudring-i utgangspunktet kaster en metallkurv over siden av skipet og drar den langs havbunnen. Denne enkle teknikken kan være svært effektiv. Som et eksempel, da jeg deltok i et to måneders cruise langs Ninetyeast Ridge, oppnådde vi ca 3000 kilo bergarter ved mudring. Mudring gir imidlertid bare begrenset geologisk kontekst for prøvene og har også en tendens til å plukke opp løse overflate bergarter som kan eller ikke kan være representative for frembrudd. For eksempel, disse steinene kan ha rullet nedoverbakke fra andre steder. En annen metode for prøvetaking er borekjerner fra havbunnen. Siden slutten av 1960-tallet har det vært en global innsats for å skaffe kjerner fra havbunnen, i form av Først Deep Sea Drilling Project, Deretter Ocean Drilling Program, og til Slutt Integrated Ocean Drilling Program. Kjerner er gode fordi de prøver den faktiske havbunnen (ikke bare løse bergarter) og kan også prøve dypt inn i skorpen. Men som jeg diskuterte i innlegget mitt på litosfæren, har ingen havboringsinnsats klart å nå grensen til skorpe-mantelen. Kjerner har også sine begrensninger. De er bare noen få inches i diameter, og så gir de bare smale sylinderbilder av den generelle geologien. Noen kjerner er ganske dype, men andre kan bare prøve de øvre få meter av havbunnen. Boring er også mye mer tidkrevende og dyrt enn mudring. fordi det er så utfordrende og dyrt å studere geologien i selve havbunnen, jobber mange marine geologer også på Island– det eneste stedet du kan gå langs en aktiv Midthavsrygg-og på ophiolitter, som er fragmenter av havskorpen og mantelen som har blitt utsatt på land på grunn av uvanlige tektoniske forhold. Tett havskorpe subducts nesten alltid under lettere og mer spenstig kontinental skorpe. Dette er den tradisjonelle platetektoniske situasjonen som du lærer om i innledende Geovitenskap klasser. Men under visse omstendigheter kan havskorpen– i det minste små slivers-skyves opp på land. For eksempel skjer dette ofte når havbassenger lukker, spesielt hvis havskorpen er ung og relativt varm og flytende. Slivers av havskorpen kan også skyves på land i et forearc-miljø. Underarmen er området som ligger mellom en subduksjonssone og dens tilhørende vulkanske bue. Ny kontinental skorpe er ofte accreted i underearc miljøer, og denne accretion inkluderer ofte små biter av havet skorpe.

som et eksempel, her er en forenklet versjon av obduksjon (overthrust) Av Samail Ophiolite I Oman:

Samail Ophiolite obduksjon. Kontinental skorpe indikert av kors,havskorpen
av mørkere skyggelegging. Figur tatt Fra Coleman (1981). Klikk på figuren for å se større.

det er en annen viktig grunn til at marine geologer ofte studerer ophiolitter: i tillegg til å eksponere havskorpen, avslører ophiolitter også ofte en del av den underliggende mantelen. Siden forskere aldri har boret dypt nok inn I Jorden for å observere mantelen, er ophiolitter viktige fordi de er steder der geologer kan observere store deler av mantelstein direkte. Geologer kan også studere mantelbergarter som har blitt løftet opp til havbunnen gjennom tektoniske prosesser, men igjen gjør alt det vannet observasjon vanskelig.

Nedenfor er et kart som viser globale eksponeringer av mantle (aka «ultramafic») bergarter. Dette kartet er litt datert som det ble publisert i 1982. Siden da har mange flere manteleksponeringer blitt oppdaget, spesielt på havbunnen. Kartet gir deg imidlertid en god generell ide om hvor på jorden ophiolitter (linjer på kontinenter) kan bli funnet og hvor mantel bergarter (prikker og bokser på hav) har blitt brakt til overflaten av havbunnen.

Verdenskart som viser steder av ophiolitter (linjer på kontinenter) og eksponeringer av mantelen
bergarter på havbunnen (prikker og bokser på hav). Figur hentet Fra Hekinian (1982).
Klikk på figuren for å se større.

i definisjonen ovenfor nevner jeg en ophiolitt-sekvens. Den klassiske ophiolitt-sekvensen, slik som den som finnes I Oman, er marint sediment, deretter vulkansk basalt, deretter plutonisk gabbro (samme kjemiske sammensetning som basalt, men krystallisert dypt i stedet for på havbunnen) og mantelen (for det meste peridotitt). Disse klassiske ophiolite lagene har fått tall som marine geologer bruker som kort hånd. Tallene er:

1-Deep-sea sediment
2-Basalt
3-Gabbro
4-Peridotitt

Noen av disse lagene har blitt ytterligere skilles i sub-lag basert på tetthet og tekstur funksjoner:

1 – Deep-sea sediment – ingen underavdeling.
2-Basalt – ofte videre delt Inn I A, B og C. Lag 2A representerer overflaten pute lava basalt mens 2C representerer en sone med sheeted diker, som avkjølt saktere og er gabbroic i sammensetning. 2B er en slags overgangssone. Noen geologer bryter bare Ned Lag 2 i 2a (overflate volcanics) OG 2B (sheeted diker).
3-Gabbro – ofte delt INN I 3A (vanlig gabbro) OG 3B (lagdelt gabbro).
4-Peridotitt-vanligvis ikke delt, men det er også vanlig og lagdelt peridotitt.

lag Av Havskorpen (og mantelen). Figur modifisert Fra Brown Og Mussett (1993) og
hentet fra Min Marine Geologi & Geofysikk i kursnotater. Klikk på figuren for å se større.i mange år har marine geologer basert sin forståelse av strukturen og sammensetningen av havskorpen og mantelen på strukturen og sammensetningen av ophiolitter. Nå forstår marine geologer at strukturen av den faktiske havskorpen og mantelen ofte adskiller seg litt fra ophiolites. For eksempel er havskorpen og mantellagene ofte tykkere i selve havet enn i ophiolitter(se figur ovenfor). Ikke desto mindre gir ophiolitter gode, lett tilgjengelige analoger for havskorpen og mantelen.

Nedenfor er noen bilder fra mitt eget feltarbeid i peridotittlaget Av Samail Ophiolite i Oman. For min avhandling studerer jeg de unike måtene som peridotitt– som er en mantelstein og ikke tilhører Jordens overflate– endrer når den løftes opp på land. Spesielt studerer jeg dannelsen av karbonatmineraler. Når peridotitt endrer seg, dannes mange karbonatmineraler (f.eks. kalsitt, dolomitt, magnesitt). Karbondioksidet (CO2) i disse karbonatene kommer fra atmosfæren. 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.