199

198

Czas w min lat od chwili obecnej

Ryc. 5.9.1 lipotetyczny model ewolucji stosunków izotopowych strontu w płaszczu i skorupie ziemskiej (Polański. 1979 - wzorowane na Faure i Powellu, 1972)

Pole zakreskowanc przedstawia początkowe wartości ⁸⁷Sr/^wSr w „rejonie źródła bazaltów" (górny płaszcz). Punkty na wykresie reprezentują początkową wartość ^S7Sr/⁸®Sr w granitoidach P — początkowa wartość ^BTSr/^a6Sr na Ziemi równa wartości w achondrytach bazaltowych

się w wyższe partie skorupy bez kontaminacji jej materiałem (a więc bez wzrostu ilości obcego strontu), to skały skonsolidowane z takiej magmy będą miały stosunek ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr leżący w rejonie „źródła bazaltów” (rys. 5.9). Jeśli jest to magma palingenetyczna, to początkowa wartość tego stosunku będzie wyższa i jego punkt leżeć będzie powyżej tego pola.

Badania stosunku tych dwóch izotopów strontu mogą również świadczyć o dyterericjacji magmy i pochodzeniu jakiejś serii skalnej z określonego przestrzennie źródła magmowego. Jeśli tylko zdyferencjowane człony nie zostały skontaminowane obcym materiałem skalnym, a więc nie zawierają doprowadzonego obcego strontu, wówczas wszystkie powstałe w nich skały, pomimo różnic petrograficznych, powinny mieć ten sam początkowy stosunek ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr.

Perydotyty i dunity (ryc. 5.10), czyli skały, jak się przyjmuje, pochodzące z górnego płaszcza, zawierają ogólnie bardzo małą ilość strontu i wymagają szczególnie czułych i dokładnych metod analitycznych. Jak wynika z powyższych rozważań, pomiary strontu mają olbrzymie znaczenie w interpretacjach petrologicznych. Wśród perydotytów i dunitów ultrabazyty związane z bazytami w zespołach ofiolitowych mają niski stosunek ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr i podobnie jak cceaniczfte bazalty. Perydotyty typu alpejskiego (a także niektóre ksenolity perydotytowe w bazaltach), pomimo że ogólnie są uboższe w stront, wykazują wyższy stosunek tych dwóch izotopów, co najprościej można wytłumaczyć

Ryc. 5.10. Związek między zawartością a stosunkami izotopowymi strontu w skałach ultrazasadowych i skałach wulkanicznych (Faure i Powell. 1972. //dc Polański, 1979),

/ - dunity i perydotyty, 2 bazalty kontynentalne, 2 bazalty wysp oceanicznych, 4 andezyty i dacyty z rejonów wulkanicznych z brzeżnych stref oceanu

kontaminacją strontem o wyższym stosunku ⁸⁷Sr/⁸⁰Sr. Wiadomo jednak, że skały te mają skład najbardziej zbliżony do pirolitu, czyli prymitywnego materiału górnego płaszcza (rozdz. 5.1.3). Dlatego niektórzy autorzy (Roe, 1964; Stueber i Murthy, 1966,fide Polański, 1979; Coleman, 1977) wysunęli pogląd, że skały tego typu pochodzą z pewnej strefy płaszcza, która oddzieliła się od reszty około 1 mld lat temu.

Bazalty kontynentalne mają większy rozrzut stosunku ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr oraz na ogół wykazują jego wyższą wartość. Tłumaczy się to nie tylko kontaminacją, lecz także zróżnicowaniem płaszcza podkontynentalnego i podoceanicznego. Andezyty łuków wysp mają stosunek tych dwóch izotopów prawie taki sam, jak bazalty wysp oceanicznych. Stosunek ten jest podwyższony w andezytach na obszarach kontynentalnych, zwłaszcza na starych tarczach krystalicznych. Może to być tłumaczone kontaminacją lub powstaniem tych skał z głębszych partii skorupy kontynentalnej. Najbardziej zmienny stosunek ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr mają skały granitoidowe. Według Faure’a i Powella skrajne wartości tych stosunków zawarte są w granicach 0,700—0,737 (ryc. 5.9). Granitoidy o niskim stosunku, leżące w polu źródła bazaltów mogą być skalami powstałymi na drodze dyferencjacji z magmy bazaltowej frakcjonalnie wytopionej z górnego płaszcza. Granitoidy o wysokim stosunku (punkty leżące koło kontynentalnej skorupy) mogły powstać na drodze palingenezy z granitoidowego materiału skorupy kontynentalnej. Niektóre większe batolity granitowe o stosunku pośrednim (zbliżonym do wartości 0,707) mogły powstać w strefach subdukcji (rozdz. 8),