Mai devreme sau mai târziu, aproape fiecare rocă de pe Pământ este descompusă în sedimente, iar sedimentul este apoi dus în altă parte de gravitație, apă, vânt sau gheață. Vedem acest lucru care se întâmplă în fiecare zi în țara din jurul nostru și ciclul rocii etichete care setează evenimente și procese eroziune.
Ar trebui să putem să privim un anumit sediment și să spunem ceva despre rocile din care provine. Dacă vă gândiți la o piatră ca la un document, sedimentul este acel document mărunțit. Chiar dacă un document este împărțit la litere individuale, de exemplu, am putea studia scrisorile și să spunem destul de ușor în ce limbă a fost scris. Dacă s-ar păstra câteva cuvinte întregi, am putea face o idee bună despre subiectul documentului, vocabularul său, chiar și vârsta lui. Și dacă o propoziție sau două au scăpat de mărunțire, am putea chiar să o potrivim cu cartea sau hârtia din care provine.
Proveniență: motivare în amonte
Acest tip de cercetare asupra sedimentelor se numește studii de proveniență. În geologie, proveniența (rime cu „providență”) înseamnă de unde provin sedimentele și cum au ajuns unde sunt astăzi. Înseamnă a lucra înapoi sau în amonte, din grăuntele de sediment pe care le avem (mărunțelele) pentru a ne face o idee despre roca sau rocile pe care le-au fost (documentele). Este un mod de gândire foarte geologic, iar studiile de proveniență au explodat în ultimele decenii.
Proveniența este un subiect limitat la rocile sedimentare: gresie și conglomerat. Există modalități de caracterizând protolitele rocilor metamorfice iar sursele rocilor igene ca granit sau bazalt, dar sunt vagi în comparație.
Primul lucru pe care trebuie să-l știi, în timp ce îți motivezi drumul în amonte, este că transportul de sediment îl schimbă. Procesul de transport rupe rocile în particule tot mai mici de la bolovan până la mărimea lutului, prin abraziune fizică. Și în același timp, majoritatea mineralelor din sediment sunt schimbate chimic, părăsind doar câteva rezistente. De asemenea, transportul îndelungat în fluxuri poate sorta mineralele din sedimente în funcție de densitatea lor, astfel încât mineralele ușoare, cum ar fi cuarțul și feldspatul, să se poată deplasa înaintea celor grele, cum ar fi magnetitul și zirconul.
În al doilea rând, odată ce sedimentele ajung la un loc de odihnă - un bazin sedimentar - și se transformă din nou în rocă sedimentară, se pot forma noi minerale prin procese diagenetice.
Apoi, efectuarea de studii de proveniență vă impune să ignorați anumite lucruri și să vizualizați alte lucruri care erau prezente. Nu este simplu, dar ne îmbunătățim cu experiență și instrumente noi. Acest articol se concentrează pe tehnici petrologice, bazate pe observații simple ale mineralelor la microscop. Acesta este genul de lucruri pe care elevii de geologie le învață în primele lor cursuri de laborator. Cealaltă cale principală a studiilor de proveniență folosește tehnici chimice și multe studii combină ambele.
Conglomerat Procesul Clastului
Pietrele mari (fenoclaste) din conglomerate sunt ca niște fosile, dar în loc să fie exemplare de viețuitoare antice, sunt exemplare de peisaje antice. Așa cum bolovanii dintr-un albia râului reprezintă dealurile în amonte și în sus, clastele de conglomerat mărturisesc în general despre mediul rural din apropiere, la doar câteva zeci de kilometri distanță.
Nu este de mirare că pietrișurile de râu conțin bucăți de dealuri din jurul lor. Dar poate fi interesant să aflăm că rocile dintr-un conglomerat sunt singurele lucruri rămase de pe dealurile care au dispărut cu milioane de ani în urmă. Și acest tip de fapt poate fi deosebit de semnificativ în locurile în care peisajul a fost reamenajat prin defectare. Atunci când două afecțiuni de conglomerate larg separate, au același amestec de clasturi, aceasta este o dovadă puternică că, odată, au fost foarte strâns.
Simplitate proveniență petrografică
O abordare populară pentru analizarea pietrelor de nisip bine conservate pionierate în jurul anului 1980 este de a sorta diferitele feluri de boabe în trei clase și trasează-le prin procentele lor pe un grafic triunghiular, un ternar diagramă. Un punct al triunghiului este pentru cuarț 100%, al doilea este pentru feldspat 100% și al treilea pentru 100% litice: fragmente de rocă care nu s-au descompus complet în minerale izolate. (Orice care nu este unul dintre aceste trei, de obicei o fracție mică, este ignorat.)
Se dovedește că rocile din anumite setări tectonice fac sedimente - și pietre de nisip - care intră în locuri destul de consistente pe acea diagramă ternară QFL. De exemplu, rocile din interiorul continentelor sunt bogate în cuarț și nu au aproape nicio litică. Stâncile din arcurile vulcanice au cuarț mic. Și rocile derivate din rocile reciclate ale lanțurilor montane au feldspat mic.
Când este necesar, granulele de cuarț care sunt de fapt litice - biți de cuarțit sau chert, mai degrabă decât biți de cristale de cuarț unic - pot fi mutați la categoria litice. Această clasificare folosește o diagramă QmFLt (litice monocristaline - feldspatic - totală). Acestea funcționează destul de bine în a spune ce fel de țară placă-tectonică a dat nisipul într-un gresie dat.
Proveniență minerală grea
Pe lângă cele trei ingrediente principale (cuarț, feldspat și litice), pietrele de nisip au câteva ingrediente minore, sau minerale accesorii, derivate din rocile lor sursă. Cu excepția moscovitei minerale de mica, acestea sunt relativ dense, de aceea se numesc de obicei minerale grele. Densitatea lor le face ușor de separat de restul unei gresii. Acestea pot fi informative.
De exemplu, o suprafață mare de roci ignoase este aptă pentru a produce boabe de minerale primare dure, cum ar fi augita, ilmenitul sau cromitul. Terranele metamorfice adaugă lucruri precum granat, rutil și staurolit. Unele minerale grele, cum ar fi magnetita, titanitul și turmalina, pot proveni din oricare dintre acestea.
zircon este excepțional printre mineralele grele. Este atât de dur și inert, încât poate rezista timp de miliarde de ani, fiind reciclat mereu și mai mult ca monedele din buzunar. Marea persistență a acestor zirconi detritici a dus la un domeniu foarte activ de cercetare a provenienței care începe cu separarea a sute de boabe de zircon microscopice, determinând apoi vârsta fiecăruia utilizând metode izotopice. Vârstele individuale nu sunt la fel de importante ca amestecul de vârstă. Fiecare corp mare de rocă are propriul său amestec de vârstă de zircon, iar amestecul poate fi recunoscut în sedimentele care se erg din acesta.
Studiile de proveniență detrital-zircon sunt puternice și sunt atât de populare în zilele noastre încât sunt adesea prescurtate ca "DZ." Însă se bazează pe laboratoare și echipamente costisitoare, așa că sunt utilizate în principal pentru plăți mari cercetare. Sunt încă utile metodele mai vechi de cernere, sortare și numărare a boabelor minerale.