導入
斜長石は貫入性の火成性のフェネライト岩で、大部分が斜長石長石(90 ～ 100%) と、少量(0 ～ 10%) の輝石、イルメナイト、磁鉄鉱、カンラン石などの苦鉄質成分で構成されています。
陸生斜長岩には、原生代斜長岩 (または山塊斜長岩) と始生代斜長岩の 2 種類があります。これら 2 種類の斜長岩は異なる文脈で出現し、明らかに地球の歴史の特定の時期に関連しており、異なる起源を持っているようです。
月の表面の最も軽い部分を形成する月の斜長岩は、多くの研究の対象となってきました。
原生代斜長岩
デート
いくつかの斜長岩グループは始生代の終わりまたは顕生代の初めに形成されましたが、原生代の斜長岩の大部分は、その名前が示すように、原生代 (2500 年から 5 億 4200 万年の間) のものです。
コンポーネント
斜長岩の貫入のサイズは大きく異なります。米国には多数の例があるが、最小のものでも数十平方キロメートルに過ぎない。ラブラドル北部(カナダ) にあるリスター山の斜岩のような他の岩石は、大きさが数千平方キロメートルです。
多くの原生代の斜長岩は、それらと同時代で非常に特徴的な他のタイプの岩石の存在と関連しています (私たちは「斜長岩スイート」または「斜長石 – マンゲライト – チャノッカイト複合体」について話します)。これらの岩石には、鉄分が豊富な閃緑岩、斑れい岩、ノリ石などがあります。ロイコトロクトライトやロイコノライトなどの苦鉄質白質岩。モンゾナイトやラパキヴィ花崗岩などの鉄分が豊富な珪長岩。大量の超苦鉄質岩は原生代の斜長岩の存在とは関係ありません。
原生代の斜長岩層は一般に山塊と呼ばれます。しかし、上記の岩石と結合した斜長岩層を説明するのにどの用語が最適であるかについては、まだ議論があります。古い記事では、 complexという用語が使用されています。深成岩層という用語は、ラブラドル北部に大濃度で存在する斜長岩の存在を表すために使用されてきました。 2004 年から 2005 年にかけて、バソリスという用語が最も適切であると提案されました。
ラブラドル北部のナイン深成岩群の場合、斜長岩の深成岩は数十 km² から20,000 km²以上の範囲に及ぶ可能性があります。
最も顕著な例は、米国南西部(アパラチア)、カナダ東部、スカンジナビア南部、東ヨーロッパで見られます。この時代の地質学的構成をシミュレートして、パンゲアの地図上に前述の発生をプロットすると、これらのバソリスが次々と並んで見つかっていることが観察され、これはそれらが同じクラトンで形成されたことを示唆しています。それらの形成を支配する条件や制約については、あまりわかっていません (下記の起源のセクションを参照)。
身体的特徴
主に斜長石長石で構成されているため、ほとんどの斜長岩の露頭は灰色または青みがかった色合いをしています。斜長石の結晶は黒、白、青、または灰色で、ラブラドレッセンスとして知られる美しい光輝を示すこともあります。このタイプの斜長岩はラブラドライトとも呼ばれます。斜長石に含まれる苦鉄質鉱物は、単斜輝石、斜方輝石、カンラン石、またはよりまれに角閃石である可能性があります。磁鉄鉱やイルメナイトなどの酸化物もよく見つかります。
斜長岩プルトンは、かなり粗粒構造を有するフェネライト岩石です。つまり、長さ数センチメートルの斜長石結晶と苦鉄質鉱物が含まれています。よりまれに、長さ 1メートルを超える斜長石の巨結晶が発見されることもあります。しかし、ほとんどの原生代の斜長岩は接触変成作用を受け、その際に巨大な結晶が再結晶化して小さな結晶になり、元の巨結晶の痕跡だけが残されました。
原生代の斜長岩のプルトンのほとんどが火成構造の顕著な痕跡を示さないように見える場合（古代の存在を示す変成作用の痕跡のみが観察されているだけです）、一方で、一部のプルトンは、結晶のサイズや苦鉄質の含有量によって区別される火成層を持っています。またはその化学的特性。このタイプの層はマグマのレオロジー的挙動によるものです。
化学的および同位体特性
原生代斜長岩の斜長石長石要素は一般に An と An の間にあり、この範囲は性質において中間であり、原生代斜長岩と始生代斜長岩を区別する特徴の 1 つです。原生代斜長岩の苦鉄質鉱物の組成は大きく異なりますが、一般にマグネシウムが少ないです。
原生代の斜長岩およびそれらに関連する他の種類の岩石に含まれる微量元素の化学は、その起源に関するもっともらしい理論を定式化することを目的とした研究者らによる詳細な研究の対象となってきた。しかし、結果の解釈、したがって斜長岩の起源についてはまだ合意が得られていません (下記の起源のセクションを参照)。原生代斜長岩に関連すると考えられる岩石に関する結果を含む、この研究結果への参照は、以下の短いリストに記載されています。エムスリーら。 (1994);シュエとモース (1994)。エムズリーとスターリング (1993)。シュエとモース (1993)。
いくつかの研究では、特にナイン深成層群(NPS) の斜長岩を研究することにより、ネオジム(Nd) とストロンチウム(Sr) の同位体を使用して斜長岩の正体を確立しようと試みています。この同位体の識別は、斜長岩を生じさせたマグマの潜在的な発生源の妥当性を評価するために使用されます。詳細な結果の一部は起源のセクションに記載されています。
原生代斜長岩の起源
原生代の斜長岩の起源は、数十年にわたって続いてきた理論的議論の主題である。最初に生じる疑問は、すべての火成岩の重要な前駆体であるマグマの生成に関するものです。
少量のマントルの融合によって生成されるマグマは、通常、玄武岩で構成されています。通常の温度と圧力の条件下では、マグマの組成は 50 ～ 70% の斜長石を含むものから結晶化し、残りの岩石は主に苦鉄質鉱物の結晶を生成する必要があります。しかし、斜長岩は斜長石の含有量が 90 ～ 100% 程度と高く、それらがそれらと同時代の超苦鉄質岩と関連していることは決して見つかりません。したがって、斜長岩の問題が生じます。この問題を解決するためにさまざまな解決策が提案されていますが、そのほとんどは地質学に従属するさまざまな専門分野に依存しています。
論争の初めに遡る仮説は、深部で形成され、後に地殻内で固化したであろう特定の種類のマグマ、斜長岩マグマの存在を示唆しています。しかし、斜長層マグマの固相線は地殻の常温条件下で非常に長い間液体のままでは高すぎるため、この仮説はありそうもないことです。その後、水蒸気の存在によって斜断層マグマの固相線が低下し、より妥当な値に達する可能性があることを示すことができました。しかし、ほとんどの斜長岩は水に比較的乏しいため、後の斜長岩の変成作用によって水蒸気が追い出されたのではないかと考えられてきた。しかし、変形を受けていない斜長岩も存在するため、この仮説は時代遅れになります。
1970 年代後半にナイン深成岩脈で斜脈岩脈が発見されたことは、斜脈マグマが地球の地殻内で一般的な温度条件に耐えられる可能性を再検討する必要があるかもしれないことを示唆しました。しかし、これらの堤防は当初の見た目よりも本質的に複雑であることが判明しました。要約すると、一部の斜長岩深成岩では液体状態に特徴的なプロセスが明らかに働いているが、これらが斜長岩のマグマに由来する可能性は低い。
多くの研究者は、斜長岩は玄武岩質マグマの生成物であり、苦鉄質鉱物の欠如は機械的除去プロセスによるものであるという考えを擁護しています。斜長岩に関連する苦鉄質鉱物は見つかっていないため、それらはより深い場所、または地殻の基部のいずれかに堆積したに違いありません。最も一般的な理論は次のとおりです。マントルの部分的融解により玄武岩質マグマが生成され、これが地殻内ですぐに上昇するのではなく、この地殻のふもとに広大なマグマだまりを形成し、大量のマグマの分別結晶化を引き起こすと考えられます。マグマだまりの床に堆積する苦鉄質鉱物。同時に形成される斜長石の結晶は地表に残り、その後斜長石プルトンの形で地殻に導入されると考えられます。堆積した苦鉄質鉱物のほとんどは超苦鉄質の堆積物を形成し、地殻の底に残ります。
この理論には複数の利点があり、特にアルミニウムに富んだ斜方輝石巨結晶 (英語: High Aluminium Orthopyroxene Megacrysts 、略称HAOM ) の化学組成を説明できるという利点があります。この点の詳細については、それらに特化したセクションを参照してください。この理論だけでは、斜長石の起源を首尾一貫して説明するには十分ではないという事実は依然として残っています。それは、とりわけ、この理論が、ナインの深成岩群からの斜長岩サンプルに対して実行された特定の重要な同位体測定と矛盾しているからです。 Nd および Sr 同位体からの情報は、斜長岩を生成したマグマがマントルのみから来るものではなく、主に地球の地殻から来ることを示しています。この発見により、研究者らは以前の仮説よりも複雑な仮説を立てることを余儀なくされた。つまり、大量の玄武岩質マグマが地殻の底にマグマだまりを形成し、結晶化の過程で大量のこの地殻が一体化するというものである（エムズリー）。
この小さな補遺は、原生代斜長岩の同位体特性とその他の特定の化学的微妙な点の両方を説明することを目的としていました。しかし、少なくとも 1 人の学者は、斜長石の生成におけるマントルの役割は実際には非常に限定されているに違いないという、地球化学分析の結果に基づいた説得力のある議論を提供しています。マントルは、地殻融合に必要な初期熱と、玄武岩質マグマの形で少量の融合物質のみを提供します。この仮説では、斜長岩は地殻の下部に位置する岩石の融合のみによるものと考えられます (Bédard, 2001)。
アルミニウムを豊富に含む斜方輝石巨結晶 (HAOM)
斜方輝石に含まれるアルミニウムは、圧力が高くなるほど溶解しやすくなるため、多くの専門家（ロンギ、エムズリー）は、アルミニウムを豊富に含む輝石巨結晶（ High Aアルミニウム正斜輝石メガクリスタル＝英語でHAOM ）が高速で結晶化したのではないかと仮説を立てている。地殻のふもとの深さ。アルミニウムの最大量は深さ 30 ～ 35 kmに相当します。
他の研究者 (Cf. Xue と Morse) は、その組成が中圧または低圧条件下での加速された結晶化によるものであると考えています。