Koncentracja siarczków na granicy ziemskiego płaszcza i skorupy
Główne źródła Cu znajdują się głębokich partiach litosfery, skąd metal jest mobilizowany i przenoszony do górnej skorupy, gdzie tworzy złoża. Stopy (głownie bazaltoidy) pochodzące z wytopienia płaszcza mają zazwyczaj wysoką zawartość Cu (100–120 ppm), dlatego też zmniejszone zawartości Cu w skałach dolnej skorupy kontynentalnej (średnio 26 ppm) sugerują, iż kluczową rolę w segregacji siarczków odgrywa dyferencjacja magmy na granicy skorupa-płaszcz. Jednak dotychczasowe badania siarczków ze skał z pogranicza ziemskiego płaszcza i skorupy ograniczały się do małych lub zmienionych próbek, co skutkowało tym, że rola granicy skorupa-płaszcz w koncentracji metali jest zasadniczo nieznana.
Jednym z najlepszych przykładów dolnej skorupy kontynentalnej ekshumowanego na powierzchni Ziemi jest strefa Ivrea-Verbano (IVZ) z włoskiej części przedgórza Alp. Głównym elementem IVZ jest płaszczowy perydotyt Balmuccia, a jego zewnętrzna część (zwana serią kontaktową) bezpośrednio kontaktuje się z gabronorytami dolnej skorupy permskiego kompleksu maficznego. Do badań zostały pobrane próbki perydotytu, serii kontaktowej i gabronorytu.
Skały z serii kontaktowej pobrane w odległości do 80 metrów od magmowego kontaktu z płaszczowym masywem Balmuccia są niespotykanie silnie wzbogacone w Cu (do 380 ppm) w porównaniu z perydotytami płaszcza (~19 ppm), jak i gabronorytami dolnej skorupy (~1 ppm). Skład izotopowy S w siarczkach wskazuje na ich typowo magmowe pochodzenie. W odległości ~75 m od kontaktu ze skałami płaszczowymi pierwotne siarczki magmowe są częściowo lub całkowicie zastąpione przez piryt (siarczek Fe), który odziedziczył zawartość metali od swoich magmowych prekursorów. Powyżej ~80 m od kontaktu, skały są silnie zubożone w pierwotne siarczki, a zawartość metali została zaburzona przez wtórne procesy.
Niemniej jednak, udało się stwierdzić, że najniższa partia dolnej skorupy stanowi istotny rezerwuar siarczków i stowarzyszonych z nimi metali. Ponadto dane dotyczące całych skał (stosunek S/Se) i skład pierwiastków śladowych dla pentlandytu wskazują, że asymilacja materiału skorupy kontynentalnej jest krytycznym mechanizmem napędzającym segregację siarczków, które kontrolują magazynowanie metali w badanych skałach
Dr hab. Magdalena Matusiak-Małek – geolog, petrolog. Od początku kariery naukowej zajmuje się składem i ewolucją składu skał płaszcza i dolnej skorupy Ziemi. Autorka i współautorka prac z zakresu petrologii głębokich partii litosfery, ze szczególnym uwzględnienie skał wynoszonych na powierzchnię w formie ksenolitów. Specjalizuje się w badaniach w mikroskali. Aktywnie zajmuje się popularyzacją nauk o Ziemi i środowisku.
Więcej informacji o artykule:
