پریدوتیت

پریدوتیت چیست؟

پریدوتیت یک نام کلی برای سنگ های آذرین الترامافیک درشت دانه (coarse-grained) و سیاه رنگ می باشد. پریدوتیت ها معمولاً حاوی الیوین به عنوان کانی اصلی بوده، گاهی همراه با کانی های مافیک مانند پیروکسن و آمفیبول می باشند. محتوای سیلیکای (دی اکسید سیلسیم) پریدوتیت ها در قیاس با دیگر سنگ های آذرین پائین بوده و حاوی مقادیری اندک کوارتز و فلدسپات هستند.

پریدوتیت ها از نظر اقتصادی با اهمیت اند زیراکه اغلب حاوی کرومیت (تنها کانه کروم) می باشند؛ آنها می توانند سنگ منشاء الماس ها باشند و همچنین این پتانسیل را دارند که به عنوان موادی برای ایزوله کردن دی اکسید کربن بکار گرفته شوند. باور براینست که اغلب جبه زمین از پریدوتیت تشکیل یافته است.

انواع پریدوتیت

خانواده پریدوتیت حاوی شماری از سنگ های آذرین نفوذی می باشد. این سنگ ها عبارتند از : لرزولیت، هارزبورژیت، دونیت، ورلیت و کیمبرلیت. به تصویر زیر توجه کنید. اغلب آنها با توجه به محتوای الیوین خود، رنگ سبز مشخصی دارند.

· لرزولیت: پریدوتیت شکل گرفته از الیوین با مقادیر قابل ملاحظه از ارتوپیروکسن و کلینوپیروکسن. برخی از محققین براین باورند که جبه کره زمین از لرزولیت تشکیل یافته است.

· هارزبورژیت: پریدوتیتی که اساساً از الیوین و ارتوپیروکسن همراه با اندک مقداری اسپینل و گارنت تشکیل یافته است.

· دونیت: پریدوتیتی که عمدتاً از الیوین تشکیل یافته و ممکن است حاوی مقادیر قابل ملاحظه ای کرومیت، پیروکسن و اسپینل باشد.

· ورلیت: پریدوتیتی که اساساً از ارتوپیروکسن و کلینوپیروکسن همراه با الیوین و هورنبلاندیت شکل گرفته است.

· کیمبرلیت: پریدوتیتی که حداقل از 35 درصد الیوین به همراه مقادیری چشمگیر از کانی هایی که ممکن است شامل: فلوگوپیت، پیروکسن ها، کربنات ها، سرپانتین، دیوپسید، مونتیسِلیت (monticellite) و گارنت باشند، تشکیل یافته است. کیمبرلیت ها گهگاهی همراه با الماس می باشند.

انواع پریدوتیت

پریدوتیت نامی عمومی برای شمارگوناگونی از انواع سنگ ها می باشد. همگی آنها غنی از الیوین و کانی های مافیک می باشند. آنها اغلب سبزرنگند و وزن مخصوصی که برای کانی های غیرفلزی بالاست، برخوردارند. آنچه در بالا نشان داده شده است نمونه هایی از لرزولیت، هارزبورژیت، دونیت و ورلیت می باشند. (تصویر از سازمان زمین شناسی ایالات متحده)

آلتراسیون (دگرگونی) پریدوتیت

پریدوتیت گونه ای از سنگ ها است که بیشتر معرف جبه زمین است تا پوسته آن. کانی هایی که پریدوتیت ها را شکل می دهند عموماً کانی های دما بالا (high-temperature) اند که در پوسته زمین ناپایدار می باشند. آنها به سرعت بوسیله محلول های هیدروترمالی و هوازدگی آلتره (دگرسان) می گردند. آندسته که حاوی کانی های محتوی اکسید منیزیم هستند طی آلتراسیون، کربناتهایی مانند مگنزیت یا کلسیت که در سطح زمین بسیار پایدارترند را ایجاد می نمایند. آلتراسیون دیگر انواع پریدوتیت ها کانی های سرپانتین، کلریت و تالک را شکل می دهد.

پریدوتیت می تواند دی اکسید کربن گازی را درون جامدی که از نظر زمین شناسی پایداراست، ایزوله نماید. این امرهنگامی رخ می دهد که دی اکسید کربن با الیوین غنی از منیزیم ترکیب گردیده تا مگنزیت را شکل دهد. این واکنش با سرعتی که از نظر زمین شناسی سریع می باشد، رخ می دهد. مگنزیت در گذر زمان بسیار پایدارتر بوده و به عنوان مخزن دی اکسید کربن بکاررود. چه بسا بتوان از این ویزگی پریدوتیت جهت ایزوله سازی آگاهانه دی اکسید کربن و برطرف نمودن مشکل تغییرات آب و هوایی استفاده نمود.

تِیبِل لَندز: یکی از معدود مناطق برونزد وسیع پریدوتیت، منطقه ای به نام "تِیبِل لَندز" (The Tablelands) در گرومورن پارک ملی نیوفاندلند (Gros Morne National Park, Newfoundland) می باشد. این ناحیه یا منطقه بخشی از جبه یک ورقه عظیمی از سخت کره اقیانوسی است که به روی سنگ کره (لیتوسفر) قاره ای رانده شده است. این سنگ های آمده از جبه بی بهره ازمواد مغذی مورد نیاز اغلب گیاهان می باشند و خاکی که از آنان شکل می گیرد معمولاً لم یزرع می باشد. رنگ متمایل به قهوه ای به دلیل رنگی است که آهن ایجاد می گردد. (Wildnerdpix and iStockphoto)

افیولیت ها، دودکش ها، دایک ها و سیل ها

تصور می گردد که جبه زمین عمدتاً از پریدوتیت شکل گرفته است. در خصوص وجود برخی از پریدوتیت ها در سطح زمین عقیده براینست که اینها سنگ هایی از جبه اند که بوسیله ماگمای با منشاء عمیق به سطح زمین آورده شده اند. افیولیت ها و دودکش ها(pipes) دو ساختاری اند که پریدوتیت جبه را به سطح آورده اند. پریدوتیت همچنین در سنگ های آذرین سیل ها و دایک ها یافت می گردد.

افیولیت ها: افیولیت ورقه عظیمی از پوسته اقیانوسی شامل بخشی از جبه است که در مرز صفحات همگرا به روی پوسته قاره ای رورانده گردیده است. این ساختارها، توده های بزرگی از پریدوتیت را به سطح زمین رسانده و فرصتی استثنایی جهت بررسی سنگ های جبه را عرضه می دارند. مطالعه افیولیت ها به زمین شناسان برای شناخت بهتر جبه، فرآیند گسترش کف دریا و شکل گیری لیتوسفر اقیانوسی یاری رسانده است.

دودکش ها(pipes) : یک دودکش، ساختاری عمودی است و هنگامی شکل می گیرد که فوران آتشفشانی با منبع عمیق، ماگما را از گوشته به بالا می آورد. این ماگما اغلب با ایجاد یک فوران انفجاری و یک دهانه آتشفشانی شکل گرفته از دیواره با شیب تند (steep-walled crater) که تحت عنوان مآر (maar) شناخته می گردد، به سطح نفوذ می نماید.

این فوران های با منبع عمیق، منشاء بسیاری از کانسارهای اصلی الماس در کره زمین می باشند. تصور می گردد این ماگما که دودکش ها را شکل می دهد به سرعت از جبه صعود کرده، با گسلاندن سنگ ها آنها را از جبه آزاد نموده و دیواره های دودکش را شکل می دهد. این قطعات سنگ های بیگانه تحت نام "زنولیت ها" شناخته می گردند. زنولیت ها، تنها راهی که الماس ها می توانند بدون ذوب شدن یا خورده شدن بوسیله ماگمای داغ از جبه به سطح صعود نمایند را فراهم می آورند.

دایک ها وسیل ها: دایک ها و سیل ها توده هایی از سنگ های آذرین نفوذی می باشند. برخی از آنان از پریدوتیتی که از اعماق درون زمین نشات گرفته است، تشکیل یافته اند. وقتی آنها بواسطه فرسایش برونزد می یابند، راه دیگری که بدان واسطه پریدوتیت از اعماق بسیارزیاد می تواند در سطح زمین رویت گردد را فراهم می آورند.

پریدوتیت زنولیت: تصویر فوق بمبی آتشفشانی که حاوی یک پریدوتیت (دونیت) زنولیت می باشد را نشان می دهد . این پریدوتیت زنولیت تقریباً تماماً از الیوین شکل گرفته است. (تصویراز Woudloper )

الماس ها و پریدوتیت

الماس ها جهت شکل گیری نیازمند دما و فشار بسیار بالا می باشند که این شرایط تنها در اعماق 160 کیلومتری زیر سطح زمین و مکان هایی در جبه که دما در آنجا حداقل حدود 1100 درجه سلسیوس خواهد بود، بوقوع می پیوندد. الماس ها بوسیله قطعاتی از سنگ ها که به "زنولیت" شهرت داشته و به واسطه فوران آتشفشانی با منبع عمیق از جبه می آیند، به سطح زمین رسانده می شوند. زمانی که مواد جبه به سطح می رسند، فورانی انفجاری بوقوع می پیوندد. این انفجار، ساختاری لوله ای شکل را ایجاد می نماید که ممکن است از چندصد متر تا بیش از 1.5 کیلومتر قطر داشته باشد. این "لوله ها"، سنگ هایی که از درون آنها منفجر می شوند و رسوبات و خاک هایی که بوسیله هوازدگی آنان ایجاد می گردند منبعی برای اغلب الماس های طبیعی در زمین می باشند.

نمونه ای از گارنت پریدوتیت بدست آمده از آلپ آرامی (Alp Arami) نزدیک بِلان زونا (Bellinzona) در سوئیس. انواع خاصی از گارنت همراه با کرومیت و ایلمنیت می توانند کانی های معرف جهت اکتشاف الماس ها باشند. (تصویر از Woudloper )

کرومیت در پریدوتیت

برخی از پریدوتیت ها حاوی مقادیری چشمگیر از کرومیت می باشند. برخی از آنها هنگامیکه یک ماگمای زیرسطحی به آهستگی متبلورمی گردد، شکل می گیرند. طی اولین مراحل تبلور، کانی های بالاترین دما (highest-temperature minerals: کانی هایی که پیش از سایر کانی های متبلور می شوند) مانند الیوین، ارتوپیروکسن، کلینوپریوکسن و کرومیت از ماده مذاب شروع به تبلورمی نمایند. این بلورها از ماده مذاب سنگینتر بوده و در اعماق مذاب ته نشین می گردند. در جاهایی که تا 50 درصد از سنگ از کرومیت باشد این کانی های دمای بالا می توانند کانساری لایه ای را شکل دهند. این کانسارها تحت عنوان "کانسارهای چینه سان"(stratiform deposits) شناخته می شوند. اغلب کرومیت جهان در دو کانسار چینه سان 1- کمپلکس بوشولد در آفریقای جنوبی 2- گریت دایک (Great Dyke) زیمباوه، قرار دارد.

نوع دیگر کانسارهای کرومیت در مکان هایی ایجاد می گردد که نیروهای تکتونیکی با فشار لیتوسفر اقیانوسی را به روی صفحه قاره ای می رانند. چنین ساختارهایی "افیولیت" نامیده می شوند. افیولیت ها حاوی مقادیر معتنابهی از کرومیت بوده که تحت عنوان "کانسارهای انبانی"(podiform deposits) شناخته می گردند.

اکتشاف پریدوتیت

توده های پریدوتیت برونزد یافته در سطح زمین به سرعت مورد هجوم هوازدگی قرار می گیرند و ممکن است بوسیله خاک، رسوبات، نهشته های یخچالی و گیاهان پوشانده شوند. یافتن یک توده پریدوتیتی به کوچکی یک کیمبرلیت می تواند بسیار دشوار باشد. به این خاطرکه پریدوتیت اغلب خصوصیت مغناطیسی ای دارد که به وضوح از سنگ های فراگیر متفاوت است، گاهی یک اکتشاف مغناطیسی برای یافتن آنها می تواند مورد استفاده قرار گیرد. این اکتشاف می تواند با بکارگیری یک هلیکوپتر که به آرامی مغناطیس سنجی را در ارتفاعی پائین حمل کرده و درحین پرواز شدت مغناطیس را ثبت می نماید، اجرا گردد. داده های مغناطیسی ای که روی یک نقشه آورده می شوند، مکان لوله ها را اغلب به صورت یک آنومالی آشکار می سازند (به نقشه مغناطیسی توجه نمائید)

یافتن توده های کوچکی از پریدوتیت مانند یک لوله کیمبرلیت (kimberlite pipe: تنوره کیمبرلیت) به سبب کوچکی زیاد آنها می تواند بسیار دشوار باشد. گهگاهی اکتشافات مغناطیس سنجی هوایی (Aeromagnetic surveys) جهت یافتن آنها بکارمی روند. مناطق جغرافیایی که در زیرآنها پریدوتیت قرار گرفته در قیاس با سنگ های فراگیر، یک آنومالی مغناطیسی خواهند بود. (تصویر از سازمان زمین شناسی ایالات متحده)

همچنین توده های پریدوتیتی بواسطه اکتشاف برخی از عناصر نادری که آنها در خود دارند، یافت می گردند. هنگامیگه یک پریدوتیت هوازده می گردد الیوین به سرعت از آن جدا شده و با ترک پریدوتیت، پایدارترین کانی ها را باقی می گذارد. زمین شناسان توده های پریدوتیت را بواسطه جستجو برای کرومیت، گارنت و سایر کانی های معرف مقاوم دیگر نیز کشف نموده اند. فعالیت آب، باد یا یخ سبب می گردد که آنها درنزدیکی لوله ها بسیار متمرکز و با افزایش مسافت بدلیل آوارهای سنگ های محلی کم غلظت تر گردند. همچنین ممکن است که دانه های این کانی ها بر حسب مقدار جابجایی بسیار گردتر شده باشند. این به زمین شناسان اجازه می دهد که روش اکتشاف "ردگیری تا رگه" (trail-to-lode) را جهت یافتن آنها بکار بندند.