Geologen van Wits hebben een originele verklaring bedacht over hoe de natuur een klasse magmatische gesteenten kan produceren die uit slechts één type mineraal bestaan.

Geologen van Wits University in Johannesburg, Zuid-Afrika, hebben een originele verklaring bedacht over hoe de natuur een intrigerende klasse magmatische gesteenten kan produceren die uit slechts één type mineraal bestaan.

De magmatische mineralen worden op grote diepte in de aarde opgeslagen en worden van daaruit naar de ondiepe indringers dicht bij het aardoppervlak gebracht in de vorm van magma's - in wezen hete vloeistoffen van gesmolten mineralen. Bij koeling, deze magma's kristalliseren om rotsen te vormen die gewoonlijk uit verschillende soorten mineralen zijn samengesteld.

Echter, sommige van deze magma's kristalliseren uit tot rotsen die uit slechts één mineraal bestaan. Een typisch voorbeeld is anorthosiet - een magmatisch gesteente dat bestaat uit slechts één mineraal dat plagioklaas wordt genoemd - een bestanddeel dat momenteel als belangrijk wordt beschouwd voor de productie van glasvezel.

Anorthosites komen voor als zeer prominent, witgekleurde lagen in vele gelaagde intrusies wereldwijd en, vooral, zijn gebruikelijk voor het beroemde platinarijke Bushveld-complex in Zuid-Afrika - de grootste basaltische magmakamer in de aardkorst - waarin deze lagen zich honderden kilometers uitstrekken.

Voor jaren, geologen hebben zich afgevraagd hoe deze opmerkelijke lagen pure anorthosieten worden geproduceerd.

"Er waren veel pogingen om dit probleem op te lossen met verschillende processen die plaatsvinden in de ondiepe magmakamers, maar ze waren niet bijzonder succesvol, ", zegt professor Rais Latypov van de School of Geosciences aan de Wits University.

Echter, Latypov en zijn team hebben nu een elegante oplossing gevonden voor deze al lang bestaande petrologische puzzel.

"We hebben een radicaal andere benadering gekozen en zijn op zoek gegaan naar een mechanisme om smelt te genereren die alleen in plagioklaas verzadigd is buiten de ondiepe magmakamers, ", zegt Rais Latypov.

"We realiseerden ons dat sommige smelten die opstijgen uit diepgewortelde magmakamers alleen al in plagioklaas verzadigd kunnen raken. Dit gebeurt als reactie op decompressie terwijl de smelten opstijgen van de diepte naar het aardoppervlak." Dit onderzoek is gepubliceerd in een paper in Wetenschappelijke rapporten .

Wanneer deze magma's in een ondiepe magmakamer komen en daar afkoelen, ze kunnen stratiforme lagen van pure plagioklaas-samenstelling kristalliseren, zoals die we waarnemen in het Bushveld-complex.

Latypov en zijn team zijn van mening dat hun werk een aanzienlijke vooruitgang betekent in het begrip van de magmatische systemen van de aarde.

"Deze studie biedt een lang ontbrekende brug tussen vulkanologie - waar we ons voornamelijk bezighouden met het genereren van smelten en hun opstijging - en stollingspetrologie die zich voornamelijk richt op kristallisatie van deze smelten in magmakamers, ", zegt Latypov.

"We kunnen nu een veel beter beeld schetsen van hoe sommige van de waardevolle mineralen van de aarde worden afgeleid van de diepte van de aarde en worden afgezet in de vorm van monomineralische lagen in de ondiepe indringers, waardoor ze veel gemakkelijker toegankelijk zijn."