Radiolaryt - Radiolarite

Wychodnia franciszkańskiej chert radiolarian w San Francisco, Kalifornia
Wychodnia rogowaciała promienistego w pobliżu Cambria w Kalifornii . Poszczególne łóżka mają grubość od około 2 do 5 cm
Radiolaryt ( jurajski ) z Alp .

Radiolaryt to krzemionkowa , stosunkowo twarda, drobnoziarnista, podobna do chert , jednorodna skała osadowa , złożona głównie z mikroskopijnych szczątków radiolarian . Termin ten jest również używany dla stwardniałych wydzielin promieniotwórczych, a czasem jako synonim ziemi promieniotwórczej. Jednak Ziemia Radiolarian jest zazwyczaj uważana przez naukowców zajmujących się Ziemią za nieskonsolidowany odpowiednik radiolarytu. Radiolarian Chert jest dobrze-osobowy mikrokrystaliczna radiolaryt że posiada dobrze rozwiniętą krzemionkowe cement lub skalnego.

Mineralogia i petrologia

Radiolaryty to biogeniczne, morskie, drobnowarstwowe skały osadowe. Warstwy ujawniają wymianę klastycznych ziaren miki , testów radiolarianowych, węglanów i pigmentów organicznych . Minerały ilaste zwykle nie są obfite. Radiolaryty osadzone na stosunkowo płytkich głębokościach mogą przeplatać się z warstwami węglanowymi. Jednak najczęściej radiolaryty to osady pelagiczne, głębokowodne.

Radiolaryty są skałami bardzo kruchymi i trudnymi do rozłupania. Łamią się muszlowo z ostrymi krawędziami. Podczas wietrzenia rozkładają się na małe, prostokątne kawałki. Kolory sięgają od jasnych (białawych) do ciemnych (czarnych) poprzez odcienie czerwieni, zieleni i brązu.

Radiolaryty składają się głównie z testów radiolarianowych i ich fragmentów. Materiał szkieletowy składa się z amorficznej krzemionki ( opal A ). Radiolarianie są morskimi, planktonowymi protistami z wewnętrznym szkieletem. Ich rozmiary wahają się od 0,1 do 0,5 milimetra. Wśród ich głównych rzędów można wyróżnić albaillellaria , ectinaria , kuliste spumellaria i nassellaria w kształcie kapturka .

Osadzanie

Według Takahashi (1983) radiolary pozostają od 2 do 6 tygodni w strefie eufotycznej (powierzchnia produkcyjna do głębokości 200 metrów), zanim zaczną tonąć. Zejście przez 5000 metrów wody oceanicznej może zająć od dwóch tygodni do nawet 14 miesięcy.

Gdy tylko protista umiera i zaczyna się rozkładać, rozpuszczanie krzemionki wpływa na szkielet. Rozpuszczanie krzemionki w oceanach przebiega równolegle z krzywą temperatura/głębokość i jest najbardziej efektywne na najwyższych 750 metrach słupa wody , poniżej niego gwałtownie maleje. Po osiągnięciu granicy faz osad/woda rozpuszczanie ponownie drastycznie wzrasta. Kilka centymetrów poniżej tej granicy rozpuszczanie zachodzi również w osadzie, ale ze znacznie zmniejszoną szybkością.

W rzeczywistości jest zdumiewające, że jakiekolwiek testy radiolarianowe w ogóle przetrwają. Szacuje się, że tylko jeden procent oryginalnego materiału szkieletowego jest zachowany w wydzielinach promieniotwórczych. Według Dunbara i Bergera (1981) nawet ta minimalna konserwacja wynosząca jeden procent wynika jedynie z faktu, że radiolariany tworzą kolonie i są czasami osadzane w grudkach kałowych i innych agregatach organicznych. Opakowania organiczne działają jako ochrona dla testów (Casey i wsp. 1979) i chronią je przed rozpuszczeniem, ale oczywiście przyspieszają czas tonięcia o czynnik 10.

Szybkość diagenezy, zagęszczania i sedymentacji

Po osadzeniu na świeżo położony osad zaczynają oddziaływać procesy diagenetyczne . Szkielety krzemionkowe są wytrawione, a oryginalny opal A powoli zaczyna przekształcać się w opalowy CT (opal z krystalitami krystobalitu i trydymitu ). Wraz ze wzrostem temperatury i ciśnienia transformacja przechodzi do chalcedonu i ostatecznie do stabilnego, kryptokrystalicznego kwarcu . Tym przemianom fazowym towarzyszy zmniejszenie porowatości mułu, co objawia się zagęszczeniem osadu.

Zagęszczenie radiolarytów zależy od ich składu chemicznego i jest dodatnio skorelowane z pierwotną zawartością SiO 2 . Współczynnik zagęszczenia waha się na ogół między 3,2 a 5, co oznacza, że ​​1 metr skonsolidowanego osadu odpowiada 3,2 do 5 metrów mułu. Na przykład radiolaryty alpejskie górnej jury wykazują szybkość sedymentacji od 7 do 15,5 m/milion lat (lub 0,007 do 0,0155 milimetrów/rok), co po zagęszczeniu odpowiada 2,2 do 3,1 m/milion lat. Dla porównania, radiolaryty z gór Pindos w Grecji dają porównywalną wartość 1,8 do 2,0 metrów/milion lat, podczas gdy radiolaryty z Alp Wschodnich mają raczej małą szybkość sedymentacji 0,71 metra/milion lat. Według Iljimy i in. 1978 radiolaryty triasowe w środkowej Japonii wykazują wyjątkowo wysoki wskaźnik sedymentacji wynoszący od 27 do 34 metrów/milion lat.

Ostatnie nieskonsolidowane szlamy promieniotwórcze charakteryzują się szybkością sedymentacji od 1 do 5 metrów/milion lat. W szlamach promieniotwórczych osadzonych we wschodnim Atlantyku równikowym zmierzono 11,5 m/milion lat. W obszarach upwellingowych , takich jak u wybrzeży Peru, odnotowano ekstremalnie wysokie wartości 100 metrów/milion lat.

Głębokość osadzania

Pogląd, że radiolaryty są deponowane głównie w warunkach pelagicznych , głębokowodnych, nie może być dłużej potwierdzony. Warstwy wzbogacone w radiolarian występują nawet w płytkowodnych wapieniach, takich jak wapień Solnhofen i formacja Werkkalk w Bawarii . To, co wydaje się być ważne dla zachowania szlamów promieniotwórczych, to fakt, że są one osadzane znacznie poniżej podstawy fali sztormowej i poniżej strumieni erozyjnych prądów powierzchniowych. Radiolaryty bez węglanów zostały najprawdopodobniej osadzone poniżej głębokości kompensacji kalcytu (CCD). Należy pamiętać, że CCD nie było stacjonarne w przeszłości geologicznej i jest również funkcją szerokości geograficznej . Obecnie CCD osiąga maksymalną głębokość około 5000 metrów w pobliżu równika .

Opaski i wstążki

Charakterystyczne pasmowe i przypominające wstęgi nawarstwianie często obserwowane w radiolarytach wynika przede wszystkim ze zmieniającego się napływu osadów, który jest wtórnie wzmacniany przez efekty diagenetyczne. W prostym układzie dwuskładnikowym glina/krzemionka ze stałym dopływem gliny, rytmicznie zmieniające się zakwity radiolarian są odpowiedzialne za tworzenie międzywarstwy glina-czarna. Te czysto sedymentacyjne różnice nasilają się podczas diagenezy, gdy krzemionka opuszcza warstwy ilaste i migruje w kierunku bogatych w opal poziomów. Występują dwie sytuacje: przy dużym wkładzie krzemionki i stałej sedymentacji tła gliny tworzą się grube warstwy kert. Z drugiej strony, gdy dopływ krzemionki jest stały, a sygnał gliny zmienia się rytmicznie, gromadzą się dość grube pasma gliny przerwane cienkimi pasmami chert. Dodając węglany jako trzeci składnik, można tworzyć skomplikowane następstwa, ponieważ krzemionka jest niekompatybilna nie tylko z glinkami, ale także z węglanami. Podczas diagenezy krzemionka w warstwach bogatych w węglany zaczyna ściskać i koagulować w postaci wstęg, guzków i innych nieregularnych konkrecji. Rezultatem są złożone zależności warstw, które zależą od początkowego stosunku glina/krzemionka/węglan i czasowych zmian pojedynczych składników podczas sedymentacji.

Występowanie w czasie i przestrzeni

paleozoiczny

Lidyt syluru w Saksonii , niedaleko Nossen ( Góry Łupkowe Nossen-Wilsdruff )

Najstarsza znana radiolarites pochodzą z górnego kambru z Kazachstanu . W dolnym ordowiku na przestrzeni 15 milionów lat osadzał się tu osad radiolarianu . Osady głębokowodne zalegały w pobliżu paleorównika i są związane z pozostałościami skorupy oceanicznej . Datowanie przeprowadzono za pomocą konodontów . W bardziej bogatych w wapno przekrojach zidentyfikowano cztery zespoły fauny radiolarii. Najstarsza, raczej zubożała fauna pochodzi z drugiej fazy ordowiku (arenigu). Najmłodsza fauna składa się już z 15 różnych taksonów i należy do piątego stadium (dolny karadok).

W okresie środkowego ordowiku (górnego darrywillu ) w pobliżu Ballantrae w Szkocji powstawały radiolaryty . Tutaj kordy radiolarne pokrywają spility i skały wulkaniczne. Radiolaryty znajdują się również na pobliskich Wyżynach Południowych, gdzie są związane z lawą poduszkową .

Za szkockimi radiolarytami podążają złoża w Nowej Fundlandii ze środkowego i górnego ordowiku. Na przykład czerwony Strong Island Chert spoczywa na ofiolitach .

Na pograniczu syluru i dewonu czarne jagody (lokalnie nazywane lyditami lub łupkami krzemiennymi ) rozwinęły się z radiolarian głównie w regionie Frankenwald i Vogtland w Niemczech .

Duże znaczenie mają novakulity z Arkansas , Oklahomy i Teksasu, które zostały zdeponowane pod koniec dewonu. Nowakulity to mlecznobiałe, cienko osadzone płatki o dużej twardości; przeszli metamorfizm niskiego stopnia podczas orogenezy Ouachita . Ich mineralogia składa się z mikrokwarcu o wielkości ziarna od 5 do 35 μ. Mikrokwarc pochodzi z twardówek gąbek i testów radiolarian.

Podczas Missisipi czarne lydyty osadzały się w masywie Reńskim w Niemczech. Do dolnego permu z Sycylii gospodarze radiolarites w wapiennych olistoliths , w tym samym okresie radiolarites donoszono z północno-zachodniej Turcji ( Karakaya złożonej z Pontides ). Radiolaryty ze strefy fillitu na Krecie pochodzą ze środkowego permu . Radiolaryty z płaszczowin Hawasina w Omanie zamknęły koniec permu. Pod koniec paleozoiku radiolaryty utworzyły się także wzdłuż południowego obrzeża Laurazji w pobliżu Meszhedu w Iranie .

mezozoiczny

Podczas triasie ( górna Norian i Retyckiej ) cherty, wapienie platów odkładają się w obszarze Tetydy , a przykładem może być Hornsteinplattenkalk z formacji Frauenkogel w południowej karawanki w Austrii . Składają się z ułożonych między warstwami jagód i mikrytów oddzielonych nieregularnymi, niepłaskimi powierzchniami pościeli. Poziomy czereśni powstały z bogatych w radiolarian warstw wapieni, które następnie uległy silifikacji. Podobne osady w Grecji zawierają warstwy z turbidytami wapiennymi . Na lokalnych horstach i na dalszych zboczach osady te przechodzą facje w postaci czerwonych, bogatych w radiolarian wapieni zawierających amonity. W środkowej Japonii radiolaryty bogate w glinę odkładano jako złoże w górnym triasie. Ich środowisko depozycji było płytkim morzem brzeżnym o dość wysokich wskaźnikach akumulacji wynoszących 30 metrów/milion lat. Poza tym, w osadach tych bardzo widoczne są kolce gąbek radiolarianów.

Od górnego bajosu ( jura środkowa ) w Alpach gromadziły się radiolaryty . Początek sedymentacji był diachroniczny, ale koniec w dolnym tytonie był raczej gwałtowny. Te alpejskie radiolaryty należą do Ruhpolding Radiolarite Group ( RRG ) i znajdują się w północnych Alpach Wapiennych oraz w Penninicy we Francji i Szwajcarii ( Graubünden ). Powiązane są radiolaryty z Korsyki . Nieco później, pod koniec jury, pojawiają się radiolaryty z Apeninów Liguryjskich .

Począwszy od jury środkowej radiolaryty powstawały także w domenie Pacyfiku wzdłuż zachodniego wybrzeża Ameryki Północnej , czego przykładem jest kompleks franciszkański . Radiolaryty Wielkiej Doliny Sekwencji są młodsze i mają wiek górnej jury.

Radiolaryty Kalifornii są równoległe do sedymentacji radiolarytu w równikowym zachodnim Pacyfiku na wschód od rowu Mariana . Akumulacja mułu promieniotwórczego na jurajskiej skorupie oceanicznej była tu ciągła od kelowiu i trwała do końca walangianu .

Mookaite z Kennedy Ranges , niedaleko Gascoyne Junction, Western Australia w stałej kolekcji The Children's Museum of Indianapolis .

Windalia radiolaryt jest Dolna kredy ( apt ) formacja w Zachodniej Australii . Powstawanie zawiera liczne otwornice , promienice i wapienne Nanoplankton skamieliny Lokalnie różnobarwny opalin do chalcedonic radiolaryt jest wydobywany i używany jako kamień ozdobny nazywany mookaite . W tym samym czasie radiolaryty zostały zdeponowane na Marin Headlands w pobliżu San Francisco .

Radiolaryty z górnej kredy można znaleźć w górach Zagros oraz w górach Troodos na Cyprze ( kampan ). Radiolaryty północno-zachodniej Syrii są bardzo podobne do wydarzeń na Cyprze i prawdopodobnie mają ten sam wiek. Czerwone glinki promieniotwórcze związane z brodawkami manganu występują na Borneo , Roti , Seram i Timorze Zachodnim .

kenozoiczny

Dobrym przykładem dla radiolarytów kenozoicznych są iły radiolarianowe z Barbadosu znalezione w grupie oceanicznej . Grupa została zdeponowana w przedziale czasowym wczesnego eocenu do środkowego miocenu na skorupy oceanicznej, która jest subducting teraz pod łukiem wyspie z Małych Antyli . Młodsze radiolaryty nie są znane - prawdopodobnie dlatego, że młodsze wydzielina promieniotwórcze nie zdążyły się skonsolidować.

Posługiwać się

Radiolaryt jest bardzo twardą skałą i dlatego był szeroko stosowany przez człowieka epoki kamienia jako narzędzia i broń. Dlatego radiolaryt został nazwany „żelazem paleolitu”. Produkowano z niego siekiery , ostrza , wiertła i skrobaki . Krawędzie tnące tych narzędzi są jednak nieco mniej ostre niż krzemień .

Bibliografia

  1. ^ Neuendorf, KKE, JP Mehl, Jr. i JA Jackson, JA, wyd. (2005) Słownik geologii (wyd. 5). Alexandria, Virginia, Amerykański Instytut Geologiczny. 779 s. ISBN  0-922152-76-4
  2. ^ Takahashi, K. i Honjo, S. (1983). Szkielety radiolarian: rozmiar, waga, prędkość tonięcia i czas przebywania w tropikalnych oceanach pelagicznych. Badania głębinowe, 30, s.543-568
  3. ^ Takahashi, K. (1981). Strumień pionowy, ekologia i rozpuszczanie radiolarii w oceanach tropikalnych: implikacje dla cyklu krzemionki. Niepublikowany doktorat Praca dyplomowa, Woods Hole Oceanographic Institution i Massachusetts Institute of Technology
  4. ^ Dunbar, RB i WH Berger (1981) Przepływ osadów kałowych do współczesnego osadu dennego Santa Barbara Basin (Kalifornia) w oparciu o wychwytywanie osadów, Biuletyn Geological Society of America, v. 92, s. 212-218
  5. ^ Garrison, RE i Fischer, AG, 1969. Wapienie głębinowe i radiolaryty z jury alpejskiej. W Friedman, GM (red.) Środowiska depozycyjne w skałach węglanowych. Soc. Ekon. Palentol. Minerał. Spec. Publ. 14. 20
  6. ^ B Iljima, A. i in. (1978). Płytkie morze, organiczne pochodzenie triasowego jarzębiny w środkowej Japonii. J. Wydziału Naukowego Uniw. z Tokio, rozdz. 2, tom. XIX, 5, s. 369-400
  7. ^ De Wever, P. i I. Origlia-Devos; 1982, Datations novelles par les Radiolarites de la serie des Radiolarites sl du Pinde-Olonos, (Grecja) , CR Acad. Sc. Paryż., 294, s.399-404
  8. ^ Berger, WH i Winterer, EL (1974). Stratygrafia płytowa i zmienna linia węglanowa. Redakcja: Hsü, KJ & Jenkyns, HC, Spec. Wyd. wewn. Tyłek. Osad. Osady pelagiczne: na lądzie i pod morzem , s. 11-48
  9. ^ Tatiana J. Tolmacheva, Taniel Danelian & Leonid E. Popov. Dowody na 15 mil ciągłej głębinowej biogenicznej sedymentacji krzemionkowej we wczesnych oceanach paleozoicznych
  10. ^ Taniel Danelian, Leonid Popow (2003). La biodiversité des radiolaires ordoviciens: à partir des données nouvelles et révisées provenant du Kazakhstan. Bulletin de la Société Géologique de France, 174, Nº. 4, s. 325-335, ISSN 0037-9409
  11. ^ Schwarz, A. (1928). Die Natur des culmischen Kieselschiefers. Abh. senckenberga. natura. Ges., 41, s. 191-241
  12. ^ Catalano, R. i in. (1991). Permskie fauny głębokowodne okrężnicy z zachodniej Tetydy (Sycylia, Włochy) - Nowe dowody na pozycję permskiej Tetydy. Paleogeogr. Paleokli. Palaeoeco., 87, s. 75-108
  13. ^ Kozur, H. i Krahl, J. (1987). Erster Nachweis von Radiolarien im tethyalen Perm Europas. N.Jb. Geol. Paläontol. Abh., 174, s. 357-372
  14. ^ De Wever, P. i in. (1988). Permski wiek radiolarytów z płaszczowin Hawasina. Góry Omanu. Geologia, 16, s. 912-914
  15. ^ Ruttner, AE (1991). Południowe pogranicze Laurazji w północno-wschodnim Iranie. Redakcja: Europejska Unia Nauk o Ziemi, Strasburg. Terra Abstracts, 3, s. 256-257}
  16. ^ Lein, R. i in. (1995). Neue Daten zur Geologie des Karawanken-Strassentunnels. Geol. Paläontol. Rękawica. Innsbruck, 20, s. 371-387
  17. ^ Bosselini, A. i Winterer, EL (1975). Wapień pelagiczny i radiolaryt mezozoiku tetyjskiego: model generyczny. Geologia, 3, s. 279-282
  18. ^ Ogg, JG i in. (1992). 32. Jurajska przez wczesnokredowa historia sedymentacji centralnego Pacyfiku równikowego oraz stanowisk 800 i 801. Proceedings of the Ocean Drilling Program, Scientific Results, 129
  19. ^ DW Haig, et. glin. Śródkredowe mikroskamieniałości wapienne i krzemionkowe z podstawy Gearle Siltstone, Giralia Anticline, Southern Carnarvon Basin , Alcheringa: An Australasian Journal of Palaeontology , tom 20, wydanie 1, 1996, strony 41-68
  20. ^ Mookaite na mindat.org
  21. ^ Margolis, SV i in. (1978). Kopalne guzki manganu z Timoru: geochemiczne i radiochemiczne dowody na pochodzenie z głębin morskich. Chem. Geol., 21, s. 185-198
  22. ^ Prędkość, RC & Larue, DK (1982). Architektura Barbadosu i implikacje dla akrecji. J. geofizy. Rez., 87, s. 3633-3643

Zewnętrzne linki