오피올라이트

Ophiolite
뉴펀들랜드 그로스 모네 국립공원의 오르도비안 오피올라이트
뉴펀들랜드 루이스 힐스, 아일랜드 오피올라이트 만, 크로미티크 뱀나이트

오피올라이트는 지구의 해양 지각과 해저 맨틀의 한 부분으로, 해수면 위로 상승되어 노출되어 있으며 종종 대륙 지각 암석에 심어져 있다.

그리스어 wordφς, ophis()는 오피올라이트의 이름에서 발견되는데, 그들 중 몇몇의 표면적인 질감 때문이다. 독사나이티드는 특히 뱀의 가죽을 연상시킨다. 그리스 리토스의 접미사 라이트(lite)는 "돌"을 의미한다. 몇몇 오피올라이트들은 초록색을 띠고 있다. 많은 산악지형 집단에 존재하는 이들 암석의 기원은 판구조론이 등장하기 전까지 불확실했다.

그들의 큰 의의는 그들이 알프스 산맥과 히말라야 산맥과 같은 산악 지대 내에서 발생되는 것과 관련이 있는데, 그들은 현재 전도에 의해 소비된 이전의 해양 분지의 존재를 기록하고 있다. 이러한 통찰은 판구조론의 기초 중 하나였으며, 오피올라이트는 판구조론과 고대 산악벨트의 해석에 항상 중심적인 역할을 해왔다.

유사분포 및 정의

오피올라이트의 성층적 순서.

오피올라이트(ophiolite)에서 관측되는 층층적 형태의 순서는 중간 해양 능선에서 암석권 형성 과정에 해당한다.

  • 퇴적물: 지각 형성 이후 퇴적된 진흙(검은 셰일)과 체르트.
  • 압출 순서: 기저귀 베개 라바에는 마그마/시어터 접촉이 나타난다.
  • 시트를 입힌 둑 복합체: 위의 라바를 먹이는 수직, 평행 .
  • 고준위 내향성: 분절된 마그마 챔버를 나타내는 등방성 가브로.
  • 마그마 챔버에서 나온 미네랄로 정착한 결과로 생긴 레이어드 가브루.
  • 페리도타이트를 응축하라: 마그마 챔버에서 나온 덩어리 풍부한 미네랄 층들.
  • 텍톤화 페리도타이트: 하르츠부르크산/레졸라이트 풍부한 맨틀암.

1972년 오피올라이트에 관한 펜로즈 현장 회의에서 오피올라이트라는 용어를 그들이 앉는 지각과 독립적으로 형성된 퇴적물을 제외하고 위에 열거된 화성암만 포함하도록 재정의했다.[1] 정의는 최근 통합해양시추프로그램과 다른 연구선들에 의한 해양지각의 새로운 연구결과에 따르면, 바다지각은 매우 가변적일 수 있으며, 화산암은 가브로 없이 페리도타이트 텍토나이트에 직접 앉아 있는 것으로 나타났기 때문에 도전받고 있다.

리서치

오피올라이트 제품군의 단순화된 구조:
1. 축방향 마그마 챔버
2. 펠라성 퇴적물
3. 베개 기저귀
4. 시트지형 기저제 다이크
5. 거슬리는 레이어드 가브로
6. 덩이/페리도타이트가 축적되다

과학자들은 두께 6~7km의 해양 지각에 1.5km 정도만 구멍을 뚫었기 때문에 해양 지각에 대한 이해는 주로 오피올라이트 구조와 상황 해양 지각의 지진 소리 비교에서 비롯된다. 해양 지각은 위에 열거한 것과 유사한 층이 있는 암석 시리즈를 암시하는 층이 있는 속도 구조를 가지고 있다. 세부적으로 문제가 있는데, 많은 오피올라이트들이 해양 지각에 대해 추론된 것보다 화성암 축적이 더 얇아 보인다. 해양 지각과 오피올라이트와 관련된 또 다른 문제는 두꺼운 가브로 층의 오피올라이트가 중간 산등성이 아래의 큰 마그마 방을 요구한다는 것이다. 중오션 산등성이의 지진 소리 때문에 산등성이 아래 몇 개의 마그마 방만 드러났을 뿐, 이것들은 상당히 얇다. 해양 지각에 뚫린 몇 개의 깊은 구멍들이 가브로를 가로챘지만, 그것은 오피올라이트 가브로와 같이 층층이 쌓이지 않는다.[citation needed]

젊은 해양 지각에 의한 열수체의 순환은 독사화, 경막의 변화, 갑각류 및 기저귀의 광물 변화를 저온 조립으로 유발한다. 예를 들어 시트를 입힌 둑과 라바에 들어있는 플라기오클라아제, 피록세네, 올리빈은 각각 알레르기와 클로로라이트, 뱀으로 변한다. 흔히 철분이 풍부한 황화수소 퇴적물과 같은 광체들이 (지금의 흑연) 흑연자의 증거물인 고변성 전염병(에피도테-쿼츠 암석) 위에서 발견되는데, 이 암석들은 오늘날에도 해저 능선 중앙에서 계속 운영되고 있다.[citation needed]

따라서 오피올라이트가 실제로 해양의 맨틀과 지각이라고 믿을 만한 이유가 있다. 그러나 가까이서 볼 때 어떤 문제가 발생한다. 를 들어, 실리카(SiO2)와 티타니아(TiO2) 콘텐츠에 관한 구성적 차이는 오피올라이트 기저귀를 서브전도 영역(약 55% 실리카, <1% TiO2))에 배치하는 반면, 중간 산등성이 기저암은 일반적으로 실리카가 약 502%, TiO가 1.5~2.5%이다. 이러한 화학적 차이는 미량 원소 범위(즉, 1000ppm 이하로 발생하는 화학 원소)로도 확장된다. 특히 전도구(섬아크) 화산과 관련된 미량원소는 오피올라이트가 높은 경향이 있는 반면, 해양 능선 기저부는 높지만 전도구 화산이 낮은 미량원소 역시 오피올라이트가 낮은 편이다.[2]

가브로스 내 장편피록센(클리노·오토피록센)의 결정질서가 뒤바뀌고, 오피올라이트도 서브전도 구역에 버금가는 다상 매그매틱 복잡성이 나타나는 것으로 보인다. 실제로, 대부분의 오피올라이트가 전도가 시작될 때 생성되어 전아크 암석권의 파편을 나타낸다는 증거가 증가하고 있다. 이로 인해 1980년대에는 일부 오피올리트가 바다 능선보다 섬 호와 더 밀접하게 연관되어 있다는 것을 인정하기 위해 '초전도 지역'(SSZ) 오피올라이트라는 용어가 도입되었다. 결과적으로 해저 확산과 관련이 있다고 생각되는 고전적인 오피올라이트 발생(키프로스의 트루도스, 오만 지방의 세마일) 중 일부는 서브전도 개시 중 전아크러스트의 급속한 확장에 의해 형성된 "SSZ" 오피올라이트인 것으로 밝혀졌다.[3]

대부분의 오피올라이트들에 대한 전아크 설정은 또한 어떻게 해양 암석권이 대륙 지각의 꼭대기에 위치할 수 있는지에 대한 복잡한 문제를 해결한다. 대륙붕괴 퇴적물이 아래로 내려가는 판에 의해 서브전도 영역으로 운반되면 걸리적거려 서브전도가 중단되어 전아크 암석권(오피올라이트)이 그 위에 얹혀 있는 절제 프리즘이 반발하는 결과를 초래할 것으로 보인다. 핫스폿형 폭발 설정이나 정상 중해양 능선 현무암에 필적할 만한 구성을 가진 오피올라이트는 드물며, 그러한 예는 일반적으로 전도로 인한 복합체에서 강하게 절단된다.[citation needed]

그룹 및 조립체

키프로스의 고전적인 오피올라이트 조립품들은 바닥으로 덮인 용암과 베개 용암이 교차하는 것을 보여준다.

오피올라이트는 중생대오로젠 벨트(Orogenic Belt)에서 흔히 볼 수 있는데, 이는 테티스 해의 폐쇄에 의해 형성된 것과 같다. 고고학고생대학 영역의 오피올라이트는 드물다.[4]

대부분의 오피올리트는 다음 두 그룹 중 하나로 나눌 수 있다. 테티얀과 코딜레란. 테티얀 오피올라이트(테티스 해의. ophiolite)는 지중해 동부 해역(예:키프로스의 트로오도스)과 오만의 세마일(Semail)등 중동 해역에서 발생하는 것으로 고전적인 오피올라이트 조립에 해당하는 비교적 완전한 암석 시리즈로 구성되며 다소 온전하게 수동적 대륙 마진에 전치된 것이 특징이다. (Tethys는 한때 유럽과 아프리카를 갈라놓았던 고대 바다에 붙여진 이름이다.) 코딜레란 오피올라이트(Cordillera 또는 대륙의 등뼈)는 북아메리카 서부의 산악벨트(Cordillera)에서 발생하는 것이 특징이다. 이들 오피올라이트는 전도구(전도로 콤플렉스) 복합체(전도로 콤플렉스)에 자리잡고 있으며, 수동적 대륙마진과는 연관성이 없다. 캘리포니아의 코스트 레인지 오피올라이트, 클라마스 산맥의 조세핀 오피올라이트(캘리포니아, 오리건 주)와 남미 안데스 남부의 오피올라이트 등이 그것이다. emplacement 모드의 차이에도 불구하고, 두 종류의 ophiolite는 독점적으로 원산지 SSZ이다.[5]

Based on mode of occurrences, the Neoproterozoic ophiolites appear to show characteristics of both MORB-type and SSZ-type ophiolites and classified from oldest to youngest into: (1) MORB intact ophiolites (MIO), (2) dismembered ophiolites (DO), and (3) arc-associated ophiolites (AAO) (El Bahariya, 2018). 조사된 중부동방사막(CED)의 오피올리트는 집합적으로 MORB 또는 BABB, SSZ 오피올라이트 등 두 그룹으로 나뉜다. 공간적으로나 일시적으로는 관계가 없으며, 따라서 두 타입은 유전적으로 관련이 없는 것 같다. 오피올라이트는 다른 지질학적 환경에서 발생하며, 시간이 지남에 따라 MORB에서 SSZ로 오피올라이트의 지각변동을 나타낸다.

형성 및 배치

Ophiolite는 세계 대부분의 오로젠 벨트에서 확인되었다.[6] 그러나, 오피올라이트 형성의 두 가지 요소, 즉 수열의 기원과 오피올라이트 엠프레이션을 위한 메커니즘이 논의 중에 있다. Emplacement는 저밀도 대륙 지각에 대한 시퀀스의 상승 과정이다.[7]

해양 지각으로 기인함

몇몇 연구는 오피올라이트들이 해양 암석권으로 형성되었다는 결론을 지지한다. 지진 속도 구조 연구는 해양 지각의 구성에 대한 현재의 지식의 대부분을 제공했다. 이 때문에, 연구자들은 비교를 확립하기 위해 오피올라이트 복합체(Bay of Islands, Newfoundland)에 대한 지진 연구를 실시했다. 이 연구는 해양과 오피올리트의 속도 구조가 동일하다는 결론을 내렸으며, 오피올라이트 복합체의 기원을 해양 지각으로 지목했다.[8] 이어지는 관찰은 이러한 결론을 뒷받침한다. 해저에서 발원한 암석은 실리콘과 티타늄과 같은 1차 구성 요소부터 미량 원소에 이르기까지 변화되지 않은 오피올라이트 층에 필적하는 화학적 구성을 보여준다. 해저와 오피올리틱 암석은 실리카가 풍부한 암석의 발생률이 낮으며, 존재하는 암석은 나트륨 함량이 높고 칼륨 함량이 낮다.[9] 오피올리틱 베개 라바다이크의 변형의 온도 구배는 오늘날 바다 능선 아래에서 발견되는 것과 유사하다.[9] 오피올라이트 안과 근방에 존재하는 금속 뼈대 퇴적물과 산소 및 수소 동위원소로부터 나온 증거는 가열된 바닷물이 차가운 바닷물과 접촉했을 때 황화물로 침전된 원소를 용해하고 운반한 능선 근처의 뜨거운 현무암을 통한 바닷물의 통로를 시사한다. 같은 현상이 열수 분출구로 알려진 형태의 해양 능선 근처에서 발생한다.[9] 해저로서 오피올라이트의 기원을 뒷받침하는 증거의 마지막 선은 베개 라바 위에 침전물이 형성되는 지역이다. 침전물은 육지 공급 침전물에서 멀리 떨어진 깊이 2km가 넘는 물에 침전되었다.[9] 위의 관찰에도 불구하고 대양 지각으로서의 오피올라이트 이론에는 모순이 있는데, 이는 새로 생성된 해양 지각은 오피올라이트로서 자리를 잡기 전의 완전한 윌슨 주기를 따른다는 것을 시사한다. 이것은 오피올라이트들이 그들이 누워있는 오로제보다 훨씬 더 오래되었고, 따라서 늙고 차갑게 해야 한다. 그러나 방사선과 성층 연대 측정 결과, 오피올라이트는 젊고 뜨거울 때 전위(대부분 5천만년 미만)를 거친 것으로 밝혀졌다.[9][10] 따라서 오피올라이트는 윌슨 사이클 전체를 따를 수 없었으며 비정형 해양 지각으로 간주된다.

오피올라이트 엠플레이스

후자의 비교적 낮은 밀도에도 불구하고 해양 지각들이 대륙의 여백으로 상승하는 과정인 전류의 역학에 대해서는 아직 합의가 이루어지지 않고 있다. 그럼에도 불구하고 모든 전위 절차는 동일한 단계를 공유한다.[11] 즉, 전위 개시, 대륙 여백에 걸친 오피올라이트 또는 전위 구역의 오버라이딩 플레이트, 공기와의 접촉.

가설.

불규칙한 대륙 마진에 의한 전위

뉴펀들랜드의 섬만 콤플렉스에 대해 행해진 연구에 근거한 가설은 섬호 콤플렉스와 충돌하는 불규칙한 대륙 여백은 압축으로 인해 백아크 분지에서 오피올라이트 생성과 전도를 일으킨다는 것을 시사한다.[12] 길이에 따른 대륙 여유, 프로모션, 리엔트리지는 섬호 복합체 아래에서 떨어져 나가는 해저 지각에 부착되어 있다. 아전도가 일어나면서 부력 대륙과 섬호 콤플렉스가 모여들어 처음에는 산책로와 충돌한다. 그러나, 해양 지각은 아직 섬 아크 아래쪽으로 유도되지 않은 채, 산책로 사이의 표면에 있다. 아덕션 해양 지각은 전도를 돕기 위해 대륙 마진에서 갈라지는 것으로 생각된다. 섬호복합체 진행률보다 참호퇴행률이 높을 경우 참호롤백이 발생하고, 이에 따라 섬호복합체가 참호퇴행속도와 일치하도록 오버라이드 플레이트 연장이 이뤄진다. 이 증축은 역아크 분지로서 대양 지각인 오피올라이트를 생성한다. 마지막으로, 대양 암석권이 완전히 서브덕티드 될 때, 섬 아크 콤플렉스의 확장 체제는 압축적이 된다. 그 연장선에서 나오는 뜨겁고, 확실히 부력이 있는 해양 지각은 섬 아크에 오피올라이트로 귀납되지 않는다. 압축이 지속됨에 따라 오피올라이트는 대륙 여유도에 배치된다.[12]

덫에 걸린 포레카로서 오피올라이트

캘리포니아와 바하 캘리포니아의 코스트 레인지 오피올라이트(Coast Range Ophiolite)에서 제안한 바와 같이, 전도 위치와 극성의 변화에 의해 오피올라이트 생성과 전도가 설명될 수도 있다.[13] 대륙 여백에 부착된 해양 지각은 섬호 아래 기단이다. Ophiolatic 이전의 해양 지각은 백아크 분지에 의해 생성된다. 대륙과 섬호와의 충돌은 백아크 분지에 새로운 전도구역을 개시하여 첫 번째와 반대 방향으로 하강한다. 생성된 오피올라이트는 새로운 서브전도의 전각의 끝이 되어 분리 및 압축에 의해 (절제 쐐기 위로) 상승된다.[13] 위의 두 가설을 검증하려면 그 주제에 대한 현재의 문헌에서 이용할 수 있는 다른 가설이 그렇듯이 추가적인 연구가 필요하다.

개념의 기원과 진화

오피올라이트라는 용어는 1813년과 1821년 알렉산드르 브롱니아트의 출판물에서 유래되었다. 첫 번째, 그는 멜랑게스라고 불리는 큰 브레치에서 발견된 뱀나이트 바위에 오피올라이트를 사용했다.[14][15] 두 번째 간행물에서 그는 가브로, 디아바아제, 울트라마피, 화산암다양한 화성암을 포괄하도록 정의를 확장했다.[15] 그래서 오피올리테스는 이탈리아의 알프스와 아펜닌 산맥에서 일어나는 유명한 암석 협회의 이름이 되었다.[15] 구스타프 슈타인만은 이 두 산악 시스템에서 연구한 후 나중에 "슈타인만 트리니티"로 알려지게 된 것을 정의했다: 독사린, 디아바세-스필라이트, 체르트의 혼합물이다.[15] 슈타인만 트리니티의 인정은 수 년 후에 해저 확산과 판구조론을 중심으로 이론을 구축하는데 기여했다.[16] 스타인만의 주요 관찰은 오피올라이트가 이전의 심해 환경을 반영하는 퇴적암과 연관되어 있다는 것이었다.[15] 슈타인만 자신도 지오싱클라인 개념을 이용해 오피올라이트(삼위일체)를 해석했다.[17] 그는 알파인 오피올라이트들이 "비대칭적으로 짧아지는 지오싱클린의 능동측면에 추력 결함을 따라 발생하는 잠수함 유출"이라고 주장했다.[18] 슈타인만은 페루 안데스 산맥의 오피올라이트 부족이 명백한 이유는 안데스 산맥이 얕은 지오싱클린이 앞서기 때문이거나 지오싱클린의 여백만을 나타내기 때문이라고 이론화했다.[17] 따라서, 코르딜레란형 산과 알파인형 산들은 이 점에서 달라져야 했다.[17] 한스 스틸의 모델에서는 eugeosynclines라고 불리는 지오싱클린의 일종으로, 어떤 경우에는 오피올리틱의 매시즘에 해당하는 "초기 매시즘"을 만들어 내는 것이 특징이었다.[17]

지질학에서[1] 판구조론이 우세하고 지질학적 이론이 시대에[19] 뒤떨어진 오피올리트가 되면서 새로운 틀에서 해석되었다.[1] 그것들은 해양 암석권의 파편으로 인식되었고, 다이크는 해양 중층 능선확장 구조학의 결과로 여겨졌다.[1][20] 오피올라이트 속에서 발견된 금석암은 이전의 마그마 침실의 잔해로 이해되었다.[1]

1973년 미야시로 아키호는 오피올라이트의 공통 개념에 혁명을 일으켜 키프로스의 유명한 트로오도스 오피올라이트섬호 기원을 제안하면서 오피올라이트의 수많은 라바와 다이크가 석회알칼린 화학물질을 가지고 있다고 주장했다.[21]

주목할 만한 오피올라이트

이탈리아 북부 아펜닌의 오피올라이트 수열에서 나온 베개 용암

이러한 암석체의 연구에 영향을 미친 오피올리트의 예는 다음과 같다.

메모들

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