Historia wieloetapowej ewolucji magmy zapisana w cyrkonie
Historia dawnych systemów magmowych może być odtwarzana na podstawie analiz próbek skalnych pochodzących z wychodni znajdujących się obecnie na powierzchni terenu, bądź też dzięki odwiertom pozyskującym próby pochodzące z inaczej niedostępnych utworów skalnych. Skały plutoniczne i wulkaniczne zapisują ważne informacje o pochodzeniu i zmianach systemu magmowego, z którego pochodzą. Informacje te zapisane są w strukturze, teksturze i składzie całej próbki jak i w jej poszczególnych minerałach głównych i akcesorycznych.
Jednym z powszechnie występujących minerałów akcesorycznych kwaśnych skał wulkanicznych (riolitów) są cyrkony. Minerał ten krystalizując z magmy wbudowuje w spoją strukturę pierwiastki śladowe oraz izotopy poszczególnych pierwiastków, których ilości i proporcje odzwierciedlają warunki panujące w danym czasie w tym konkretnym systemie magmowym. Dzięki szczegółowym badaniom składu pierwiastków śladowych i izotopów w różnych warstwach cyrkonu (od jądra do brzegu) jesteśmy w stanie odtworzyć sekwencję wydarzeń, jakie zachodziły na poszczególnych etapach badanego systemu magmowego.
Badania cyrkonu z permo-karbońskich skał riolitowych (nawierconych w podłożu północno-zachodniego basenu polskiego i północno-wschodniego basenu niemieckiego) pozwoliły na wgląd i odtworzenie wielu etapów tego dawnego – i jak się okazało -złożonego systemu magmowego. Zidentyfikowano materiał źródłowy, którego przetopienie dostarczyło początkowy stop. Kolejno zidentyfikowano: zapis wczesnego zasilania (I) magmą o odmiennym pochodzeniu (mniej dojrzały materiał pochodzenia płaszczowego) i następujący spokojny etap typowej ewolucji kwaśnej magmy (tj. krystalizację poszczególnych faz mineralnych), aż po kolejny epizod zasilania (II) mniej dojrzałą i bardziej gorącą porcją stopu. Odczytanie tego zaskakującego zapisu zasilania (II) pozwoliło na udokumentowanie momentu dołączenia starszych ziaren cyrkonu (tzw. „cyrkonów odziedziczonych”). W konsekwencji artykuł nie tylko przedstawia historię badanego systemu magmowego (aspekt regionalny), ale naświetla problem dotychczasowego rozumienia i interpretacji cyrkonów odziedziczonych (aspekt uniwersalny badań).
dr Elżbieta Słodczyk – adiunkt w Zakładzie Geologii Fizycznej Instytutu Nauk Geologicznych zajmuje się naukowo złożonymi systemami magmowymi w odsłonie plutonicznej jak i wulkanicznej. Jej zainteresowania badawcze koncentrują się między innymi na odtwarzaniu procesów w kwaśnych systemach magmowych na postawie analiz izotopowych i pierwiastków śladowych w minerałach zarówno akcesorycznych (m.in. cyrkon, apatyt) jak i głównych (m.in. kwarc, skalenie). Od lat współpracuje z TU Bergakademie Freiberg (Niemcy) oraz ELTE Budapeszt (Węgry). Związana z popularyzacją nauk o Ziem na różnych szczeblach edukacji młodzieży i dzieci.
Więcej informacji o artykule:
