Trondhjemit
Kategória: Plutonické
Typ: Leukokrátna - svetlo sfarbená varieta tonalitu s podielom tmavých minerálov (biotit, hornblend) < 10 %. Trondhjemit patrí spolu s tonalitom, dioritom a granodioritom k tzv. oceánskym plagiogranitom, ktoré sa nachádzajú v ofiolitových komplexoch.
Všeobecné: Trondhjemit sa skladá zo sodného plagioklasu a kremeňa a malého množstva biotitu. Ortoklas charakteristicky chýba a amfibol je veľmi zriedkavý. Môže sa používať ako synonymum pre plagiogranit a leukokrátny tonalit. Termín plagiogranit je používaný hlavne ruskými autormi pre plutonickú horninu zloženú z plagioklasu (andezínu Ab70-50 alebo oligoklasu Ab90-70), kremeňa a malého množstva tmavých minerálov (< 10 %)(Zavaritskii 1955).
Pôvod názvu: Trondhjemit je pomenovaný podľa mesta Trondhjem (v súčasnosti Trondheim) v Nórsku (Goldschmidt 1916). Plagiogranit je skrátený pojem pre plagioklas a granit.
Lokalita: Sjenica, ofiolitový komplex Dinaríd, Srbsko (vzorku darovala K. Šarinová).
GPS: 43° 16' 34.75" N, 19° 59' 9.70" E
Hlavné minerály: Plagioklas – albit (Ab98-92), kremeň, biotit, chlorit – dafnit (Mg varieta chamositu), amfibol – magnéziohornblend, tschermakit a kalcit (Milovanović et al. 2012).
Akcesorické minerály: Zirkón, apatit, magnetit (Milovanović et al. 2012), brookit (Huraiová, Hurai 2019 – nepublikované údaje z Ramanovej mikroanalýzy)
Klasifikácia: Trondhjemit sa klasifikuje v P-Q klasifikačnom diagrame pre plutonické horniny (Debon & Le Fort, 1983), kde sa používajú obsahy hlavných horninotvorných prvkov v milikatiónoch. V tomto diagrame sa premieta do rovnakého poľa spolu s tonalitom. Hodnoty P a Q sú pre vzorku trondhjemitu (PLG-1) zo Sjenice: P = - 213 a Q = + 130. V P-Q klasifikácii je znázornený subalkalický (monzonitový) – SALK a vápenato-alkalický – CALK trend. Použité skratky: ad – adamellit, dq – kremenný diorit, kremenné gabro, kremenný anortozit, gd – granodiorit, go – gabro, diorit, anortozit, gr – granit, mz – monzogranit, mzdq – kremenný monzodiorit, kremenné monzogabro, mzgo – monzogabro, monzodiorit, mzq – kremenný monzonit, s – syenit, sq – kremenný syenit, to + tdh – tonalit, trondhjemit. Termín adamellit je dnes už nahradený termínom monzogranit. Prepočet celohorninovej chemickej analýzy na milikatióny je vysvetlený v práci Huraiová & Ondrejka (2016). Trondhjemit sa dá odlíšiť od tonalitu v klasifikačnom diagrame pre faneritické felzické horniny (granitoidy) bohaté na plagioklas s obsahom kremeňa > 20 % (O´Connor, 1965), ktorý je založený na vypočítanom množstve normatívnych minerálov (Ab, An, Or) normalizovaných na 100 %. Vypočítané množstvá normatívnych minerálov vo vzorke trondhjemitu zo Sjenice (PLG-1) sú uvedené nižšie v tabuľke. Ich normalizované hodnoty vynesené v diagrame sú: Ab = 78,8 %, An = 13,3 % a Or = 7,9 %. Tronhjemit sa dá tiež klasifikovať aj podľa modálneho zloženia v QAPF diagrame pre plutonické horniny (Streckeisen, 1976), kde sa premieta do poľa tonalitu, ktoré je definované modálnym obsahom kremeňa (Q 20 – 60 %) a pomerom P/(P + A) medzi 90 - 100. Tento typ diagram nie je uvedený na obrázku.
Farba: Biela až bielosivá.
Textúra: Masívna, všesmerná.
Zrnitosť: Strednozrná (1 mm – 3 mm) až hrubozrnná (3 mm - 1 cm) hornina s priemernou veľkosťou zŕn 2 mm.
Štruktúra: Faneritická, holokryštalická, hypidiomorfne zrnitá.
Premeny: Živce sú sericitizované a biotit a amfibol je chloritizovaný. Hornina bola karbonatizovaná účinkom hydrotermálnych fluíd cirkulujúcich pod morským dnom.
Petrografická charakteristika: Svetlo sfarbená felzická hornina tvorená sivými výrastlicami kremeňa a bielymi výrastlicami plagioklasu. Plagioklas je pri mikroskopickom pozorovaní dvojčatený podľa albitového zákona a miestami premenený – sericitizovaný. Amfibol a veľmi zriedkavý biotit je chloritizovaný. Zriedkavo sa medzi zrnami plagioklasu a kremeňa nachádza kalcit a chlorit. Chlorit nevzniká len premenou tmavých minerálov, ale vytvára aj samostatné zhluky. K zaujímavých akcesorickým minerálom, okrem zirkónu, apatitu a magnetitu, patrí aj brookit, ktorý je metastabilnou formou TiO2 kryštalizujúcou v rombickej sústave. Pri teplote nad 750 °C sa mení jeho štruktúra na vysokoteplotnú modifikáciu TiO2 - tetragonálny rutil. Plagiogranit sa na lokalite Sjenica vyskytuje vo forme 50 m dlhých a 20 m hrubých šošoviek v ofiolitovej melanži. Ofiolity sú rozsiahle masy mafických a ultramafických hornín reprezentujúce dávnu oceánsku kôru a časť vrchného plášťa, ktoré sú dnes nasunuté na okraje kontinentov alebo zahrnuté do horských pásiem. Pri týchto neskorších geologických procesoch bývajú ofiolity silne tektonicky porušené a vznikajú chaotické ofiolitové melanaže. Názov ofiolit – „hadí kameň“ pochádza z gréckeho ophio – had a lithos – kameň, a vyjadruje fakt, že gabro, bazalt a peridotit ako hlavné stavebné časti ofiolitových komplexov majú v dôsledku metamorfózy zelenú farbu. Ofiolity boli po prvýkrát objavené na začiatku 20. storočia v Alpách a až neskôr boli identifikované takmer vo všetkých orogénnych pásmach vo svete. V súčasnosti je známych niekoľko lokalít, ktoré nesú spoločné typické znaky ofiolitových komplexov. Najznámejšie ofiolitové komplexy sú Semail na hraniciach Ománu a Spojených Arabských Emirátov (mezozoického veku)(Rollinson 2009), Troodos v pohorí Troodos na Cypre (mezozoického veku)(Freund et al., 2014; Marien et al., 2019), na ostrove Macquarie v Tasmánii (Austrália) a Bay of Islands v Národnom parku Gros Morne na New Foundlande (paleozoického veku). Posledné dve menované lokality sú zapísané aj vo Svetovom kultúrnom dedičstve UNESCO. Tasmánsky ofiolitový komplex je jedným z mála na svete, ktorý bol exhumovaný nad morskú hladinu v mieste svojho vzniku. Výskyt plagiogranitov je v ofiolitových komplexoch v celosvetovom meradle pomerne zriedkavý (Whattam et al., 2016; Grimes et al. 2013).
Využitie: Plagiogranity nemajú praktické využitie. Majú však veľkú vedeckú hodnotu, lebo sa vyskytujú v ofiolitových komplexoch len veľmi zriedkavo.
Literatúra: Milovanović, D., Srećković-Batoćanin D., Savić, M., 2012: Petrology of plagiogranite from Sjenica, Dinaridic Ophiolite Belt (southwest Serbia). Geologica Carpathica, 63, 2, 97-106. Coleman, R.G., Peterman, Z.E., 1975: Oceanic plagiogranite. J. Geophys. Res. 80, 1099–1108. Debon, F., Le Fort, P., 1983: A chemical-mineralogical classification of common plutonic rocks and associations. Trans. R. Soc. Edinburgh, Earth. Sci. 73, 135–149. Freund, S., Haase, K. M., Keith, M., Beier, Ch., Garbe-Schönberg, D., 2014: Constraints on the formation of geochemically variable plagiogranite intrusions in the Troodos Ophiolite, Cyprus. Contrib Mineral Petrol., 167, 978, DOI 10.1007/s00410-014-0978-6 Goldschmidt, V. M., 1916: Geologisch-Petographische Studien im Hochgebierge des Südlichen Norwegiens. IV. Übersicht der Eruptivgesteine im kaledonischen Gebirge zwischen Stavanger und Trondhjem. Skrifter udgit av Videnskabsselskabet i Kristiania. I., Math.-Nat. Klasse, 1-140. Grimes, C.B., Ushikubo, T., Kozdon, R., Valley, J.W., 2013: Perspectives on the origin of plagiogranite in ophiolites from oxygen isotopes in zircon. Lithos, 179, 48-66. Huraiová, M., Ondrejka, M., 2016: Petrológia magmatických hornín. Vydavateľstvo UK v Bratislave, 356 s. Kurth, M., Sassen, A., Suhr, G., Mezger, K., 1998: Precise ages and isotopic constraints for the Lewis Hills (Bay of Islands Ophiolite): preservation of an arc–spreading ridge intersection. Geology 26, 1127–1130. Marien, Ch.S., Hoffmann, J.E., Garbe‑Schonberg, C.-D., Carsten Münker, C., 2019: Petrogenesis of plagiogranites from the Troodos Ophiolite Complex, Cyprus. Contrib Mineral Petrol., 174, 35, https://doi.org/10.1007/s00410-019-1569-3 O'Connor, J.T., 1965: A classification for quartz-rich igneous rock based upon feldspar ratios. U.S.G.S. Professional Paper 525B, B79–B84. Rollinson, H., 2009: New models for the genesis of plagiogranites in the Oman ophiolite. Lithos, 112, 603-614. Stakes, D.S., Taylor, H.P., 2003: Magmatic, metamorphic and tectonic processes in ophiolite genesis: oxygen isotope and chemical studies on the origin of large plagiogranite bodies in northern Oman, and their relationship to the overlying massive sulphide deposits. Geological Society of London Special Publication 218, 315–351. Streckeisen, A., 1976: To each plutonic rock its proper name. Earth Science reviews. 12, 1-33. Whattam, S.A., Gazel, E., Yi, K., Denyer, P., 2016: Origin of plagiogranites in oceanic complexes: A case study of the Nicoya and Santa Elena terranes, Costa Rica. Lithos, 262, 75-87. Zavaritskii, A. N., 1955: Izverzhennye gornye porody. Izdateľstvo Akademii Nauk SSSR, Moskva, 1-479.
Mikrofotografie
Výrastlice plagioklasu – Pl a kremeňa – Qz a magnéziohornblendu – Mhb vytvárajúce hypidiomorfne zrnitú štruktúru trondhjemitu. Hlavné horninotvorné minerály sú zriedkavo tmelené kalcitom - Cal a chloritom – dafnitom (Dph). Plagioklas je sericitizovaný a v skríženych nikoloch je viditeľné jeho dvojčatenie. Častou akcesorickou fázou je zirkón – Zrn s pestrámi interferenčnými farbami v skrížených nikoloch. Menej častou akcesorickou fázou je brookit – Brk, ktorý je pri jednom nikole hnedý s vysokým reliéfom. Brookit má vysoký dvojlom a pastelové interferenčné farby vo vysokých rádoch, ktoré prekrýva vlastná farba brookitu pri jednom nikole, čo spôsobuje, že niektoré rezy majú takmer identickú farbu pri jednom aj v skrížených nikoloch. Akcesorický apatit – Ap je na rozdiel od brookitu pri jednom nikole priehľadný s nízkym reliéfom a v skrížených nikoloch má nízke interferenčné farby v odtieňoch sivej. Šírka dvoch horných mikrofotografií je 2.2 mm a šírka dvoch spodných 1.1 mm.
Normatívne zloženie
Trondhjemit je kremeňom nasýtená hornina. Obsahuje normatívny kremeň – q a hyperstén – hy. Relatívne vysoký obsah obsah K2O, v porovnaní s typickými trondhjemitmi geneticky spojenými so stredooceánskym riftom, sa premieta do vysokého obsahu normatívneho ortoklasu - or. Vysoký obsah Al2O3 radí trondhjemit z lokality Sjenica (vzorka PLG-1) k peraluminóznym horninám, čo sa prejavilo aj prítomnosťou normatívneho rutilu.
Normatívne minerály
SiO2
TiO2
ZrO2
Al2O3
Fe2O3
FeO
MnO
MgO
CaO
Na2O
K2O
P2O5
F
S
CO2
Suma
Molárna proporcia normatívneho minerálu
Molekulová hmotnosť normatívneho minerálu
Hmot. % normatívnych minerálov
Oxid
(hmot. %)
66.30
0.41
16.03
5.53
0.00
0.15
0.54
1.97
6.07
0.87
0.17
98.04
Molekulová
hmotnosť
60.08
79.88
101.96
159.69
70.94
40.31
56.08
61.98
94.2
141.95
Molárna
proporcia
1.1035
0.0051
0.1572
0.0346
0.0021
0.0134
0.0351
0.0979
0.0093
0.0012
ap
0.0040
0.0012
0.0012
328.68
0.39
il
0.0021
0.0021
0.0021
151.75
0.32
ru
0.0030
0.0030
79.90
0.24
or
0.0554
0.0092
0.0092
0.0092
556.67
5.14
ab
0.5876
0.0979
0.0979
0.0979
524.46
51.36
an
0.0623
0.0311
0.0311
0.0311
278.21
8.66
c
0.0189
0.0189
101.96
1.93
hm
0.0346
0.0346
159.69
5.53
zvyšky
0.0000
0.0134
0.0000
hy
0.0134
0.0000
0.0134
0.0134
100.39
1.34
q
0.3848
0.3848
60.08
23.12
D: 0.7187
Mg/(Mg+Fe2+): 1.000
Suma hmot. % normatívnych: 98.04
Poznámka:
Chemické zloženie
Chemické zloženie plagiogranitov z ofiolitových komplexov je mierne odlišné od chemického zloženia tonalitov, ktoré budujú starú archaickú kôru. Plagiogranity z ofiolitov majú veľmi nízke obsahy draslíka, čo sa prejavuje u ich zanedbateľným obsahom K-živca v ich modálnom zložení a preto sa označujú ako tzv. oceánske plagiogranity (Coleman a Peterman 1975). Predpokladá sa, že typické plagiogranity vznikajú extrémnou frakčnou kryštalizáciou bázickej magmy MORB zloženia pochádzajúcej z plášťa v plytkých úrovniach oceánskej kôry, alebo parciálnym tavením gabra (hydratovaného morskou vodou) v magmatickom rezervoári situovaným pod osou stredooceánskeho chrbta, pričom fluidá bohaté na vodu môžu byť aj magmatického pôvodu (Milovanović et al., 2012). Takéto plagiogranity majú veľmi nízke obsahy K, Rb a Sr. Ďalší spôsob genézy plagiogranitov predpokladá prítomnosť subdukčnej zóny, kedy dochádza k frakčnej kryštalizácii mafickej magmy pochádzajúcej z plášťového klina v tzv. supra-subdukčnej zóne v začiatkoch jej vývoja. Geochemická charakteristika plagiogranitov spojených so subdukčnou zónou (ostrovný oblúk) je odlišná od klasických plagiogranitov viazaných na stredooceánske chrbty. Plagiogranit zo Sjenice vykazuje geochemickú charakteristiku, ktorá ho radí medzi tzv. supra-subdukčné plagiogranity (Milovanović et al., 2012), čo sa prejavilo nízkym obsahom HSF prvkov (Ti, Nb)a zvýšeným obsahom LIL prvkov (K, Rb a Ba) a Th. Termín supra-subdukčné plagiogranity bol zavedený v 80-tych rokoch minulého storočia, na potvrdenie skutočnosti, že niektoré ofiolity (a plagiogranity nachádzajúce sa v nich) sú geneticky viac spojené s ostrovným oblúkom ako so stredooceánskymi riftmi.
Sjenica, Srbsko - PLG-1, trondhjemit
SiO2
66.30TiO2
0.41Al2O3
16.03Fe2O3
5.53FeO
0.00MnO
0.15MgO
0.54CaO
1.97Na2O
6.07K2O
0.87P2O5
0.17LOI
2.70Suma
100.74Mg(Mg/Fe2+)
všetko Fe je ako Fe3+A/CNK
1.10A/NK
1.47
Gajdošová, 2018 nepublikovaný údaj, všetko Fe ako Fe2O3
Sjenica, Srbsko - 2, plagiogranit
SiO2
66.44TiO2
0.37Al2O3
15.88Fe2O3
0.00FeO
5.75MnO
0.16MgO
0.71CaO
1.38Na2O
6.15K2O
0.93P2O5
0.15LOI
2.01Suma
100.01Mg(Mg/Fe2+)
0.18A/CNK
1.16A/NK
1.43
Milovanović et al., 2012, v+setko Fe ako FeO
Oman, Ragmi - OM81-75, plagiogranit
SiO2
65.4TiO2
0.98Al2O3
15.30Fe2O3
6.69FeO
0.00MnO
0.08MgO
1.33CaO
4.15Na2O
6.24K2O
0.17P2O5
0.00Suma
100.32Mg(Mg/Fe2+)
všetko Fe je ako Fe3+A/CNK
0.85A/NK
1.46
Stakes and Taylor, 2003, všetko Fe ako Fe2O3
Trodos, Cyprus - CY11, plagiogranit
SiO2
73.9TiO2
0.25Al2O3
13.7Fe2O3
4.21FeO
0.00MnO
0.00MgO
0.42CaO
2.94Na2O
4.46K2O
0.08P2O5
0.06Suma
99.94Mg(Mg/Fe2+)
všetko Fe je ako Fe3+A/CNK
1.07A/NK
1.85
Grimes et al., 2013, všetko Fe ako Fe2O3
Bay of Islands, New Foundland, Kanada - WLH 22, plagiogranit
SiO2
71.1TiO2
0.27Al2O3
14.9Fe2O3
4.42FeO
0.00MnO
0.07MgO
1.45CaO
2.00Na2O
5.17K2O
0.56P2O5
0.05LOI
1.50Suma
101.49Mg(Mg/Fe2+)
všetko Fe je ako Fe3+A/CNK
1.17A/NK
1.64
Kurth et al., 1998, všetko Fe ako Fe2O3