9 ΛΑΜΠΡΟΦΥΡΕΣ ΚΑΙ ΥΠΕΡΒΑΣΙΚΑ ΠΕΤΡΩΜΑΤΑ ΑΚΡΑΙΑΣ ΣΥΣΤΑΣΕΩΣ

Transcript

1 9 ΛΑΜΠΡΟΦΥΡΕΣ ΚΑΙ ΥΠΕΡΒΑΣΙΚΑ ΠΕΤΡΩΜΑΤΑ ΑΚΡΑΙΑΣ ΣΥΣΤΑΣΕΩΣ Εκτός από τα πετρώµατα τα οποία αναφέρθηκαν µέχρι τώρα, υπάρχουν και άλλα, τα οποία, αν και γενικά δεν είναι πολύ διαδεδοµένα, παρουσιάζουν ιδιαίτερο ενδιαφέρον για την ακραία ορυκτολογική και χηµική τους σύσταση. Τα σπουδαιότερα από αυτά είναι: α) οι λαµπροφύρες, β) οι καρµπονατίτες, γ) οι κιµπερλίτες και δ) οι περιδοτίτες και τα συγγενικά µε αυτούς πετρώµατα. Μερικά από αυτά παρουσιάζουν κάποια γενετική σχέση µεταξύ τους αν και δεν βρίσκονται πάντα µαζί στη φύση. 9.1 ΛΑΜΠΡΟΦΥΡΕΣ Οι λαµπροφύρες αποτελούν ιδιαίτερη οµάδα µελανοκρατικών λεπτοκόκκων, υποηφαιστειακών πετρωµάτων, τα οποία εµφανίζονται υπό µορφή πολυάριθµων φλεβών ή παρείσακτων κοιτών. Ολοι οι λαµπροφύρες είναι πλούσιοι σε αλκάλεα, µαγνήσιο και σίδηρο. Γενικά, οι λαµπροφύρες είναι έντονα πορφυριτικοί µε άφθονους φαινοκρυστάλλους βιοτίτη, πυροξένων, αµφιβόλων και ολιβίνη. Η θεµελιώδης µάζα αποτελείται από τα παραπάνω ορυκτά, εκτός του ολιβίνη (εµφανίζεται µόνο ως φαινοκρύσταλλος) και από αλκαλιούχους αστρίους. Χαρακτηριστικό γνώρισµα των φαινοκρυστάλλων είναι η ιδιοµορφική ανάπτυξή τους. Πολλές φορές τα σιδηροµαγνησιούχα ορυκτά παρουσιάζουν φαινόµενα υδροθερµικής αλλοιώσεως, αν και ορισµένα από τα προϊόντα αλλοιώσεως µπορεί να είναι πρωτογενή. Τα λαµπροφυρικά µάγµατα είναι πλούσια σε Η 2 Ο, CO 2, S, και άλλα πτητικά συστατικά. Το γεγονός αυτό αντανακλάται στα άφθονα ένυδρα (µαρµαρυγίες, αµφίβολοι, χλωρίτες, κτλ.), ανθρακικά (ασβεστίτης) και θειούχα ορυκτά που περιέχουν. Οι λαµπροφύρες, ανάλογα µε την ορυκτολογική τους σύσταση (κυρίως τα φεµικά ορυκτά), διακρίνονται σε δύο οµάδες: α) τους ασβεσταλκαλικούς και β) τους αλκαλικούς λαµπροφύρες ΑΣΒΕΣΤΑΛΚΑΛΙΚΟΙ ΛΑΜΠΡΟΦΥΡΕΣ Οι ασβεσταλκαλικοί λαµπροφύρες συνήθως συνοδεύουν γρανιτικά πλουτωνικά πετρώµατα και είναι σχεδόν κορεσµένοι σε SiO 2 (50 ως 54%). Αποτελούνται κυρίως από βιοτίτη, πράσινη ή καστανή κεροστίλβη, διοψιδικό αυγίτη και αστρίους. επίσης µπορεί να περιέχουν ή όχι λίγο χαλαζία και αλλοιωµένο ολιβίνη. Η αφθονία των φεµικών ορυκτών αντανακλάται στον αρκετά ψηλό χρωµατικό δείκτη ο οποίος κυµαίνεται από 30 ως

2 Οι ασβεσταλκαλικοί λαµπροφύρες διακρίνονται ανάλογα µε την ορυκτολογιή σύστασή τους σε : Μινέττες: περιέχουν βιοτίτη και αλκαλιούχους αστρίους (Κ>Na). Κερσαντίνες: περιέχουν βιοτίτη και πλαγιόκλαστα. Φογεσίτες: περιέχουν κεροστίλβη και αλκαλιούχους αστρίους. Σπεσσαρτίτες: περιέχουν κεροστίλβη και πλαγιόκλαστα. Ασβεσταλκαλικές λαµπροφυρικές φλέβες υπάρχουν στον πλουτωνίτη της Ξάνθης είτε υπό µορφή φλεβών πάχους µισού µέτρου είτε υπό µορφή µικρών διεισδύσεων εκτάσεως περίπου 10 Χ 10 m 2. Oρυκτολογικά αποτελούνται κυρίως από ελαιοπράσινο αµφίβολο, ο οποίος αλλοιώνεται σε επίδοτο και χλωρίτη, και από λίγο πυρόξενο. Επίσης υπάρχουν πλαγιόκλαστα, τα οποία περιορίζονται στη θεµελιώδη µάζα µαζί µε λίγους καλιούχους αστρίους και χαλαζία ΑΛΚΑΛΙΚΟΙ ΛΑΜΠΡΟΦΥΡΕΣ Οι αλκαλικοί λαµπροφύρες είναι αλκαλικά και υπεραλκαλικά πετρώµατα, σαφώς νατριούχα και έντονα ακόρεστα σε SiO 2, το οποίο κυµαίνεται από (38 έως 42%). Xαρακτηριστικά ορυκτά των αλκαλικών λαµπροφυρών είναι ένας τιτανιούχος ή νατριούχος πυρόξενος και µια αλκαλική κεροστίλβη (κερσουτίτης ή βαρκεβικίτης). Ολιβίνης και βιοτίτης µπορεί να υπάρχουν σε µερικά πετρώµατα. Ο χρωµατικός δείκτης υπερβαίνει το 40. ιακρίνονται σε δύο είδη, στους καµπτονίτες και στους µονχικίτες. Οι πρώτοι περιέχουν πλαγιόκλαστα στη θεµελιώδη µάζα, και βαρκεβικίτη ή και τιταναυγίτη ως φαινοκρυστάλλους ή µικρολίθους. Οι δεύτεροι διακρίνονται από τους πρώτους από την απουσία αστρίων και την παρουσία αντί αυτών ενός άχρωµου ισοτροπικού υλικού στη θεµελιώδη µάζα. Τα φεµικά συστατικά είναι όµοια µε εκείνα των καµπτονιτών. 9.2 ΚΑΡΜΠΟΝΑΤΙΤΕΣ Οι καρµπονατίτες είναι ολοκρυσταλλικά, µεσόκοκκα ως αδρόκοκκα πυριγενή πετρώµατα τα οποία αποτελούνται κυρίως από ανθρακικά ορυκτά, όπως είναι ο ασβεστίτης, ο δολοµίτης, ο ανγκερίτης, κ.α. Από τα πυριτικά ορυκτά υπάρχουν σε µικρές ποσότητες βιοτίτης, ολιβίνης, νατριούχοι πυρόξενοι, αλκαλιούχοι άστριοι, µελανίτες, κ.α. Μακροσκοπικά µοιάζουν µε τα µάρµαρα, γι αυτό για πολύ καιρό διέφευγαν την προσοχή των πετρολόγων. Οι καρµπονατίτες εµφανίζονται υπό µορφή ακανόνιστων φλεβών ή ως κεντρικά βύσµατα περιβαλλόµενα από κυκλικά συµπλέγµατα υπεραλκαλικών και υπερβασικών πετρωµάτων. 227

3 Από χηµική άποψη οι καρµπονατίτες περιέχουν µεγάλα ποσά Ba, Sr, Nb, σπάνιων γαιών, P, F, Τi, S, και άλλων στοιχείων. Η αφθονία αυτών των στοιχείων αντανακλάται στο σχηµατισµό ορυκτών τα οποία µπορεί να είναι εκµεταλλεύσιµα. Η παρουσία των στοιχείων αυτών αποτελεί µια ακόµη ισχυρή ένδειξη για την µαγµατική προέλευσή τους. Επίσης, η µαγµατική προέλευσή τους ενισχύεται τόσο από πειραµατικές εργασίες όσο και από την ύπαρξη καρµπονατιτικών λαβών. 9.3 ΚΙΜΠΕΡΛΙΤΕΣ Οι κιµπερλίτες είναι ολοµελανοκρατικά πετρώµατα πλούσια σε µαγνήσιο και κάλιo. Περιέχουν άφθονο φλογοπίτη γι αυτό από πολλούς θεωρούνται ως µαρµαρυγιακοί περιδοτίτες. Το όνοµά τους προέρχεται από το ορυχείο διαµαντιών Kimberley της νότιας Αφρικής. Συνήθως οι κιµπερλίτες περιορίζονται σε σταθερά ηπειρωτικά κρατόν, όπως είναι εκείνα της ανατολικής και νότιας Αφρικής, της ανατολικής Σιβηρίας, της Βραζιλίας, του ανατολικού Καναδά, κ.α. Συνοδεύουν υπερβασικά πετρώµατα, κυρίως καρµπονατίτες, και βρίσκονται µε µορφή σωλήνων, λεπτών φλεβών ή πιο σπάνια παροίσακτων κοιτών. Ιστολογικά, είναι ολοκρυσταλλικά πετρώµατα µε πορφυριτικό ιστό. Αποτελούνται από µαγνησιούχο ολιβίνη, φλογοπίτη, χρωµιούχο διοψίδιο, ενστατίτη, µαγνησιούχο γρανάτη, ολµενίτη, κτλ. Η περιεκτικότητα των κιµπερλιτών σε χαρακτηριστικά ορυκτά υψηλής πιέσεως (χρωµιούχο διοψίδιο, µαγνησιούχο γρανάτη, διαµάντι) και η παρουσία εγκλεισµάτων ξενολίθων, όπως των γρανατούχων περιδοτιτών και των εκλογιτών, δείχνουν το πολύ µεγάλο βάθος (µανδύα) στο οποίο σχηµατίστηκαν τα πετρώµατα αυτά. 9.4 ΠΕΡΙ ΟΤΙΤΕΣ ΚΑΙ ΣΥΓΓΕΝΗ ΠΕΤΡΩΜΑΤΑ Οι περιδοτίτες είναι υπερβασικά πετρώµατα (SiO 2 <45%), τα οποία αποτελούνται κυρίως από σιδηροµαγνησιούχα ορυκτά µεταξύ των οποίων ο ολιβίνης ή τα ένυδρα δευτερογενή ορυκτά του (δηλαδή ορυκτά της οµάδας του σερπεντίνη) παίζουν σηµαντικό ρόλο πρακτικά δεν υπάρχουν σαλικά ορυκτά. Με βάση τα ιστολογικά και µορφολογικά τους γνωρίσµατα οι περιδοτίτες κατατάσσονται στα πλουτωνικά πετρώµατα αντίστοιχα ηφαιστειακά πετρώµατα είναι πολύ σπάνια (κοµατίϊτες). Οι περιδοτίτες απαντούν είτε ως σωρειτικά στρώµατα στη βάση µεγάλων στρωµατόµορφων βασικών πλουτωνικών συµπλεγµάτων, όπου µεταπίπτουν βαθµιαία σε πυροξενίτες ή τροκτόλιθους είτε ως εκτετεµένα στρώµατα σε πτυχοµένες ορογενετικές ζώνες όπου συνήθως είναι σερπεντινιωµένοι. Οι τελευταίοι αποτελούν τους λεγόµενους περιδοτίτες αλπικού τύπου, οι οποίοι θεωρούνται ότι 228

4 αντιπροσωπεύουν τεµάχια (θραύσµατα) ωκεάνιου φλοιού και πετρωµάτων του µανδύα πιστεύεται ότι τα πετρώµατα αυτά έχουν τοποθετηθεί στις σηµερινές τους θέσεις τεκτονικά. Μερικοί αλπικοί περιδοτίτες αποτελούν τα κατώτερα στρώµατα οφιολιθικών συµπλεγµάτων (Κεφ. 9.5). Ανάλογα µε την ορυκτολογική τους σύσταση οι περιδοτίτες διακρίνονται σε: δουνίτες, πυροξενικούς περιδοτίτες, κεροστιλβικούς πυροξενίτες, γρανατούχους περιδοτίτες και πικρίτες. Μακροσκοπικές και µικροσκοπικές φωτογραφίες περιδοτιτών δίνονται στα σχήµατα έως ΟΥΝΙΤΕΣ Οι δουνίτες (ολιβινίτες) πήραν το όνοµά τους από τα βουνά Dun της Νέας Ζηλανδίας. Αποτελούνται σχεδόν αποκλειστικά από ολιβίνη, ο οποίος είναι κατά κύριο λόγο πλούσιος σε Mg (Fo>88), σπάνια όµως µπορεί να είναι σιδηρούχος (Fo<50), όπως συµβαίνει στους χορτονολιθικούς δουνίτες. Σε µικρές ποσότητες (<5%) υπάρχουν χρωµίτης, πυρόξενοι και άλλα σιδηροµαγνησιούχα ορυκτά. Οταν το ποσοστό συµµετοχής των ορυκτών αυτών αυξηθεί πέρα από το όριο του επουσιώδους, τότε ο δουνίτης χαρακτηρίζεται ως χρωµιτικός, πυροξενικός κτλ ΠΥΡΟΞΕΝΙΚΟΙ ΠΕΡΙ ΟΤΙΤΕΣ Οι πυροξενικοί περιδοτίτες αποτελούνται από ολιβίνη και πυροξένους ανάλογα µε το είδος των πυροξένων δικρίνονται σε βερλίτες, χαρτσουργίτες και λερζολίθους. Οι βερλίτες, οι οποίοι είναι σπάνια πετρώµατα, αποτελούνται από ολιβίνη και διοψιδικό αυγίτη, σε αναλογία περίπου 3:1. Επουσιωδώς υπάρχει ενστατίτης, χρωµίτης και κεροστίλβη. Οι χαρτσβουργίτες είναι οι πιο διαδεδοµένοι τύποι πυροξενικών περιδοτιτών και αποτελούνται από ολιβίνη και ορθοπυροξένους (ενστατίτη ή βρονζίτη). Ο διοψιδικός αυγίτης µαζί µε χρωµίτη και καµιά φορά µε ασβεστούχο πλαγιόκλαστο συναντώνται σε επουσιώδη ποσά. Σε σωρειτικούς χαρτσβουργίτες υπάρχει ποικιλτική σχέση µεταξύ των µεγάλων σκελετωδών κρυστάλλων του βρονζίτη και των άφθονων µικρών κόκκων του ολιβίνη. Τέλος, ως λερζόλιθοι χαρακτηρίζονται οι περιδοτίτες οι οποίοι, εκτός από ολιβίνη, περιέχουν περίπου ίσα ποσά ορθο- και κλινοπυροξένων. 229

5 Σχήµα ουνίτης από τη Γερακινή. Σχήµα Χαρτσβουργίτης. 230

6 Σχήµα Λερζόλιθος. Σχήµα Πυροξενίτης. 231

7 Σχήµα Σερπεντινιωµένος δουνίτης Ν(-). Σχήµα Σερπεντινιωµένος δουνίτης Ν(+). 232

8 Σχήµα Χαρτσβουργίτης Ν(-). Σχήµα Χαρτσβουργίτης Ν(+). 233

9 Σχήµα Πυροξενίτης Ν(-). Σχήµα Πυροξενίτης Ν(+). 234

10 9.4.3 ΚΕΡΟΣΤΙΛΒΙΚΟΙ ΠΕΡΙ ΟΤΙΤΕΣ Οι περιδοτίτες αυτοί είναι πολύ πιο σπάνιοι σε σχέση µε τους πυροξενικούς περιδοτίτες. Χαρακτηρίζονται από τον ποικιλτικό ιστό τους, όπου µεγάλοι κρύσταλλοι κεροστίλβης περικλείουν αποστρογγυλωµένους κόκκους ολιβίνη (συνήθως σερπεντινιωµένους) και πυροξένων. Μερικές φορές η κεροστίλβη είναι δευτερογενής και προέρχεται από πυροξένους και ίσως από ολιβίνη ΓΡΑΝΑΤΟΥΧΟΙ ΠΕΡΙ ΟΤΙΤΕΣ Οι γρανατούχοι περιδοτίτες αποτελούνται κυρίως από ολιβίνη, πυροξένους και γρανάτη (πυρωπό) είναι πολύ σπάνιοι αλλά παρουσιάζουν γενετικό ενδιαφέρον. Το ζεύγος «ολιβίνης πυρωπό» είναι σταθερό σε υψηλές πιέσεις (βάθος µεγαλύτερο από 60 Km), ενώ στις χαµηλές πιέσεις αντικαθίσταται από το ζεύγος «ενστατίτης σπινέλιος» (πολύ συνηθισµένο στους περιδοτίτες): Mg 2 SiO 4 + Mg 3 Al 2 Si 3 O 12 4MgSiO 3 + MgAl 2 O 4 ολιβίνης πυρωπό ενστατίτης σπινέλιος Επειδή η ταχύτητα µετατροπής στη θερµοκρασία των 500 C είναι αρκετά µεγάλη, η παρουσία του γρανάτη στους περιδοτίτες στην επιφάνεια της Γης σηµαίνει ταχεία άνοδό τους από το βάθος του άνω µανδύα, όπου σχηµατίζονται ΠΙΚΡΙΤΕΣ Οι πικρίτες είναι πυροξενικοί περιδοτίτες µε χαρακτηριστικό γνώρισµα την παρουσία πλαγιοκλάστων σε επουσιώδη ποσοστά. Με την αύξηση του ποσοστού των πλαγιοκλάστων οι πικρίτες µεταπίπτουν σε ολιβινικούς γάββρους ή ολιβινικούς νορίτες. Ανάλογα µε τη σύσταση του ορθοπυροξένου διακρίνονται σε ενστατιτικούς πικρίτες ή υπερσθενικούς πικρίτες ΣΕΡΠΕΝΤΙΝΙΤΕΣ Οι σερπεντινίτες παρουσίαζουν ανοιχτά γκριζοπράσινα έως βαθιά πρασινόµαυρα χρώµατα. Αποτελούνται εξ ολοκλήρου ή κατά το µεγαλύτερό τους τµήµα από ορυκτά του σερπεντίνη, όπως είναι ο χρυσοτίλης (ινώδης), ο αντιγορίτης (πλακώδης) και ο λιζαρίτης (µαζώδης), καθώς επίσης από βαστίτη (ψευδοµόρφωση ενστατίτη κατά σερπεντίνη (ινώδης). Επουσιωδώς υπάρχει τάλκης, ακτινόλιθος, ανθρακικά ορυκτά, κ.ά. Τα ορυκτά αυτά είναι προϊόντα υδροθερµικής αλλοιώσεως των περιδοτιτών, και πιο συγκεκριµένα του ολιβίνη κατά κύριο λόγο και των πυροξένων κατά δεύτερο. Σε ορισµένες περιπτώσεις φαίνεται ότι η σερπεντινίωση συνέβη πριν από την τοποθέτηση του σερπεντινίτη στη σηµερινή του θέση. 235

11 9.5 ΟΦΙΟΛΙΘΟΙ Το όνοµα οφιόλιθος προέρχεται από την ελληνική λέξη όφις και αρχικά χρησιµοποιήθηκε για την περιγραφή ορισµένων σερπεντινιτών οι οποίοι παρουσιάζουν διάστικτη, πρασινωπή και λαµπρή εµφάνιση, όµοια µε το δέρµα φιδιού (όφις). Αργότερα ο όρος οφιόλιθος χρησιµοποιήθηκε ως γεωλογικός σχηµατισµός για την περιγραφή όχι µόνο ενός πετρώµατος αλλά µιας ακολουθίας συγγενών πετρωµάτων γνωστής ως «Τριάδα του Steinmann» (περιδοτιτών-γάββρων-διαβασών). Σήµερα ο όρος οφιολιθικό σύµπλεγµα ή οφιολιθική σειρά αναφέρεται σε µια λιθοστρωµατογραφική σειρά η οποία από κάτω προς τα πάνω περιλαµβάνει (Σχ ): α) Υπερβασικό σύµπλεγµα: αποτελείται από χαρτσβουργίτες, λερζόλιθους και δουνίτες, συήθως µε µεταµορφική τεκτονική υφή (µεταµορφικοί τεκτονίτες), οι οποίοι συχνά συνοδεύονται από χρωµιτικά κοιτάσµατα λοβόµορφου τύπου. β) Γαββρικό σύµπλεγµα: περιλαµβάνει περιδοτίτες, πυροξενίτες, γάββρους, διορίτες και πλαγιογρανίτες, συνήθως µε σωρειτικούς χαρακτήρες. γ) Βασικό σύµπλεγµα πολλαπλών φλεβών: αποτελείται από διαβασικά σώµατα, ή/και διαβασικές φλέβες. δ) Βασικό ηφαιστειακό σύµπλεγµα: περιλαµβάνει λάβες οι οποίες εµφανίζουν προσκεφαλοειδείς δοµές (pillow lavas). ε) Εναλλαγές λαβών µε πελαγικά ιζήµατα. στ) Ιζηµατογενείς σειρές βαθιάς θάλασσας. Στην Ελλάδα τα οφιολιθικά συµπλέγµατα σχηµατίζουν δύο ευδιάκριτες, παράλληλες λωρίδες, µε γενική διεύθυνση Β -ΝΑ. Η ανατολική οφιολιθική λωρίδα αναπτύσσεται στη ζώνη Αξιού και περιλαµβάνει χαρτσβουργίτες, δουνίτες, ολιβινικούς γάββρους, τοναλίτες και χαλαζιακούς θολεϊίτες. Οι οφιόλιθοι της δυτικής λωρίδας αποτελούν βασικό σχηµατισµό της Υποπελαγωνικής ζώνης και αποτελούνται κυρίως από λερζόλιθους, σιδηρογάββρους και ολιβινικούς θολεϊίτες. Για την προέλευση των ελληνικών οφιολίθων έχουν διατυπωθεί κατά καιρούς διάφορες απόψεις. Κατά µια άποψη οι οφιόλιθοι της ανατολικής ζώνης συνδέονται µε το κλείσιµο του ωκεανού του Αξιού (Παλαιο-Τηθύος) κατά τη διάρκεια του Μέσο-Άνω Ιουρασικού, ενώ οι οφιόλιθοι της δυτικής ζώνης συνδέονται µε το κλείσιµο της Νεο- Τηθύος (θέση Υποπελαγονικής-Πίνδου) κατά το διάστηµα Ιουρασικού-Κρητιδικού. 236

12 Σχήµα ιάρθρωση οφιολιθικής σειράς. 237