183

182

Hi potetyczny sktad

Porównawczy materiał’ meteorytowy

c*? 2>° ..o * -rrr	Krzemiany kwaśne	Tektytyl?)
n'-^0 c/	Krzemiany zasadowe	Chondryty i achondryty
fi> o^x y>y\ :	Siarczki i tlenki	Meteoryty
	lub krzemiany zasado-	kamienno-żelazne
	we i metaliczne żelazo	( Syderolity }
^ ^///////ŹCk \ \ >
/V i////////^SSv' \ 1	Metaliczny	Meteoryty
'-'■/// ////// \' <° \ 1	żela zo-nikiel	żela zno-niklowe
tri//		( Syderyty)
Łf—II1 lilii
) -1*000 i psu 5000 6	300 km głębokości

Płaszcz górny do400km Płaszcz pośredni do 1000km Płaszcz dolny do 2900 km

Ryc. 5.1. Przekrój przez kulę ziemską i prównanic jej składu ze składem meteorytów (Wille, 1982)

odpowiada pojęciu skorupy, ponieważ litosfera uważana jest obecnie za geosferę sięgającą do głębokości około 100 km, a więc obejmującą skorupę i najwyższą część górnego płaszcza. Niektórzy badacze uważają, że strefa małych prędkości (LVL) znajdująca się w płaszczu osiąga głębokość do 150 km. Określając miąższość obecnej litosfery w odniesieniu do promienia Ziemi (6378 km) i porównując Ziemię do proporcji jajka, można by powiedzieć, że jest ona cieńsza od jego skorupki (Rast, 1982).

5.1.2. Wiadomości uzyskane z badań geologicznych i petrologicznych

W ostatnim dwudziestoleciu znacznie wzmogło się zainteresowanie budową i składem głębszych sfer Ziemi oraz zostały zintensyfikowane badania w tej dziedzinie w ramach międzynarodowej współpracy. W 1960 roku ustalono planowe prace badawcze pod nazwą „Projekt górnego płaszcza” (,, Upper mamle project”). Badania w ramach tego projektu przyczyniły się do olbrzymiego postępu wiedzy o budowie naszej planety.

Obecnie hipotetyczny skład chemiczny i skład mineralny górnego płaszcza może być rozpatrywany na podstawie następujących badań i obserwacji (Bakun-Czubarow i Leliwa-Kopystyński, 1979; Hughes, 1982):

1. Porównanie do składu niektórych meteorytów oraz zebranych skał pozaziemskich.

2.    Szczegółowe badania składu mineralnego i chemicznego minerałów i skał pochodzących, jak się zakłada, z górnego płaszcza. Materiały te reprezentowane są przez: a) mniej lub bardziej kompletne zespoły ofiolitowe, b) pery-dotyty typu alpejskiego powciągane w strefy fałdowania najgłębszych serii geo-synklinalnych, c) nodule, czyli enklawy przeważnie spinelowych Iherzolitów występujące w bazanitach, nefelinitach i niektórych alkalicznych bazaltach oli-winowych, d) nodule ultramaficzne zbudowane z „eklogitów”, Iherzolitów stowarzyszonych z dunitami i harzburgitami występującymi w kimberlitach, a także wrostki niektórych paragenez mineralnych występujących w diamentach, e) por-waki tektoniczne granatonośnych perydotytów w kompleksach granulitowych.

3.    Przeprowadzenie bilansu materii z górnego płaszcza i skorupy.

4.    Porównanie wyników eksperymentalnych badań laboratoryjnych oraz teoretycznych obliczeń, odtwarzających warunki powstania określonych paragenez mineralnych w płaszczu.

Ringwood przeprowadził bilans materii z dostępnych stref Ziemi w celu ustalenia, czy skład pierwotnego płaszcza odpowiada składowi obecnie zróżnicowanego płaszcza łącznie ze skorupą, która się z niego wydzieliła. Tutaj bierze się pod uwagę przede wszystkim bazaltoidy, które w skorupie ziemskiej — obok kontynentalnych granitoidów odgrywają ilościowo bardzo ważną rolę, zdecydowanie dominując wśród skał wylewnych starszych i młodszych epok geologicznych. Obecnie, jak to zostało przedstawione wyżej, przyjmuje się, że bazaltoidy stanowią dolną partię skorupy ziemskiej. Skały te, rozpatrując szczegółowo, są dość mocno zróżnicowane petrograficznie (rozdz. 6.1.2 i 8.1), lecz od dawna zostały podzielone na dwa główne typy odgrywające w procesach geologicznych najważniejszą rolę:

1.    Bazalty toleitowe¹ reprezentujące skały uboższe w alkalia a bogatsze w krzemionkę. Zwykłe są to skały zawierające niewielkie ilości oliwinu lub pozbawione go zupełnie. Stosunkowo mała ilość wapnia powoduje, że występują w nich pirokseny rombowe, a piroksen jednoskośny może być pigeonitem lub ubogim w glin augitem. Jeśli skały te łączą się w serie skalne z innymi lawami, to jest to szereg andezyt-dacyt-ryolit. Bazalty takie występujące na kontynentach tworzą niekiedy duże pokrywy lawowe (platobazalty).

2.    Alkaliczne bazalty oliwinowe reprezentujące skały niedosycone krzemionką, a tym samym bogate w oliwin i zawierające potencjalny nefelin, co prowadzi do składu bazanitu, a skrajnie do nefelinitu (w niektórych przypadkach do leucytytu). Piroksen jest augitem bazaltowym lub tytanowym bogatym w A1₂0₃ i Ti0₂, a ubogim w Si0₂. Genetycznie skały te mogą łączyć się ze skałami serii alkalicznej: tefryt—trachit—fonolit. Bazalty oliwinowe uważano

1

H.S. Yoder i C. E. Tillcy (1962) wydzielili 5 grup bazaltów opierając się na ich składzie normatywnym. Są to: 1) toleity zawierające normatywny kwarc i hipersten (przesycone). 2) toleity z normatywnym hiperstenem (nasycone), 3) toleity z normatywnym hiperstenem i oliwinem (niedosycone), 4) bazalty oliwinowe z normatywnym oliwinem. 5) bazalty alkaliczne zawierające normatywny oliwin i nefelin.