Co to jest skała ofiolitowa?

Pierwszych geologów zaintrygował osobliwy zestaw rodzajów skał w Alpach Europejskich, jak nic innego na lądzie: ciała ciemny i ciężki perydotyt związany z głęboko osadzonym gabrem, skałami wulkanicznymi i ciałami serpentynitu, z cienką czapką głębinową skały osadowe.

W 1821 r. Alexandre Brongniart nazwał ten zespół ofiolitem („kamień węża” w grecku naukowym) po jego charakterystycznej ekspozycji na serpentynit („kamień węża” w naukowej łacinie). Zniszczone, zmienione i wadliwe, prawie bez skamielin, jak dotąd, ofiolity były upartą tajemnicą, dopóki tektonika płyt nie ujawniła swojej ważnej roli.

Sto pięćdziesiąt lat po Brongniart, pojawienie się tektoniki płytowej dało ofiolitom miejsce w wielki cykl: wydają się być małymi kawałkami skorupy oceanicznej, które zostały przyczepione do kontynenty.

Do połowy XX wieku program wierceń głębinowych nie wiedzieliśmy, jak zbudowane jest dno morskie, ale kiedy to zrobiliśmy, podobieństwo do ofiolitów było przekonujące. Dno morskie pokryte jest warstwą gliny głębinowej i osadami krzemionkowymi, które stają się cieńsze, gdy zbliżamy się do grzbietów oceanu środkowego. Tam powierzchnia ujawnia się jako gruba warstwa poduszki bazaltowej, czarna lawa wybuchająca w okrągłych bochenkach, które tworzą się w głębokiej, zimnej wodzie morskiej.

Pod poduszką bazalt są pionowe groble które doprowadzają bazaltową magmę na powierzchnię. Te groble są tak obfite, że w wielu miejscach skorupa jest niczym innym jak groblami, leżącymi razem jak kromki w bochenku chleba. Wyraźnie formują się w centrum rozprzestrzeniania, takim jak grzbiet oceanu środkowego, gdzie dwie strony stale się rozsuwają, pozwalając magmie wznieść się między nimi. Przeczytaj więcej o Rozbieżne strefy.

Pod tymi „kompleksami wałów grobowych” znajdują się ciała gabro lub gruboziarnistej skały bazaltowej, a pod nimi ogromne ciała perydotytów, które tworzą górny płaszcz. Częściowe stopienie perydotytu jest przyczyną leżącej u podstaw gabro i bazaltu (czytaj więcej o skorupa ziemska). A gdy gorący perydotyt reaguje z wodą morską, produktem jest miękki i śliski serpentynit, który jest tak powszechny w ofiolitach.

To szczegółowe podobieństwo doprowadziło geologów w latach 60. XX wieku do praktycznej hipotezy: ofiolity są tektonicznymi skamielinami starożytnego głębokiego dna morskiego.

Ofiolity różnią się od nienaruszonego skorupa dna morskiego na kilka ważnych sposobów, w szczególności przez to, że nie są nienaruszone. Ofiolity są prawie zawsze rozbite, więc perydotyt, gabro, groble i warstwy lawy nie układają się ładnie dla geologa. Zamiast tego są zwykle rozrzucone wzdłuż pasm górskich w odizolowanych ciałach. W rezultacie bardzo niewielu ofiolitów ma wszystkie części typowej skorupy oceanicznej. Grobli z prześcieradłami zwykle brakuje.

Kawałki muszą być skrupulatnie skorelowane ze sobą przy użyciu dat radiometrycznych i rzadkich ekspozycji kontaktów między rodzajami skał. W niektórych przypadkach można oszacować ruch wzdłuż uskoków, aby pokazać, że oddzielone elementy były kiedyś połączone.

Dlaczego ofiolity występują w pasach górskich? Tak, tam są wychodnie, ale pasy górskie zaznaczają również, gdzie zderzyły się płyty. Wystąpienie i zakłócenie były zgodne z działającą hipotezą z lat 60.

Od tego czasu powstały komplikacje. Istnieje kilka różnych sposobów interakcji płyt i wydaje się, że istnieje kilka rodzajów ofioliolitu.

Im więcej badamy ofiolity, tym mniej możemy o nich założyć. Jeśli na przykład nie można znaleźć grobli z opończą, nie możemy ich wywnioskować tylko dlatego, że powinny je mieć ofiolity.

Chemia wielu skał ofiolitowych nie do końca odpowiada chemii skał kalenicowych oceanu środkowego. Bardziej przypominają one lawę łuków wyspowych. A badania randkowe wykazały, że wielu ofiolitów wypchnięto na kontynent zaledwie kilka milionów lat po ich utworzeniu. Fakty te wskazują na pochodzenie większości ofiolitów, innymi słowy w pobliżu brzegu zamiast w środkowym oceanie. Wiele strefy subdukcji to obszary, w których skorupa jest rozciągnięta, umożliwiając tworzenie się nowej skorupy w bardzo podobny sposób jak w środkowej części oceanu. Tak więc wiele ofiolitów jest szczególnie nazywanych „opiolitami strefy suprodukcji”.

Niedawny przegląd ofiolitów zaproponował podział ich na siedem różnych typów:

1. Ofiolity typu liguryjskiego powstały podczas wczesnego otwarcia basenu oceanicznego, takiego jak dzisiejsze Morze Czerwone.
2. Ofiolity typu śródziemnomorskiego powstały podczas interakcji dwóch płyt oceanicznych, takich jak dzisiejsza przednia część Izu-Bonin.
3. Ofiolity typu sierra reprezentują złożoną historię subdukcji łuku wyspowego, jak dzisiejsze Filipiny.
4. Chilijskie ofioliolity powstały w strefie rozprzestrzeniania się łuku tylnego, takiej jak dzisiejsze Morze Andamańskie.
5. Ofiolity typu Macquarie powstały w klasycznym kalenicowym oceanie, takim jak dzisiejsza wyspa Macquarie na Oceanie Południowym.
6. Ofiolity typu karaibskiego reprezentują subdukcję płaskowyżów oceanicznych lub dużych Ogniowy Prowincje
7. Ofiolity typu franciszkańskiego są nagromadzonymi kawałkami skorupy oceanicznej zeskrobanymi z płyty subdukowanej na górną płytę, jak w dzisiejszej Japonii.

Podobnie jak w geologii, ofioliolity zaczęły się od prostych i stają się coraz bardziej złożone, ponieważ dane i teoria tektoniki płyt stają się coraz bardziej wyrafinowane.