Ο Σχηματισμός του Γρανίτη

Ως το εμβληματικό πέτρωμα των ηπείρων, ο γρανίτης αποτελεί το θεμέλιο του ανώτερου ηπειρωτικού φλοιού και η διαδικασία σχηματισμού του είναι συνήθως στενά συνδεδεμένη με την ηπειρωτική τεκτονική, τη μεταμόρφωση και την ορυκτοποίηση. Από τον 18ο αιώνα, όταν η γεωλογική επιστήμη ήταν ακόμη στα σπάργανα, η προέλευση του γρανίτη αποτέλεσε αντικείμενο πολυάριθμων συζητήσεων. Συζητήσεις για την προέλευση του γρανίτη μπορούν να βρεθούν στα έργα των Gilluly (1948), Pitcher (1993) και Young (2003), μεταξύ άλλων, τα οποία δεν θα παρατίθενται εδώ. Αξίζει να αναφερθεί ότι από την εμφάνιση της θεωρίας της τεκτονικής πλακών στη δεκαετία του 1960, πολλές εξηγήσεις σχετικά με την προέλευση του γρανίτη έχουν επανεξεταστεί στο θεωρητικό πλαίσιο της τεκτονικής πλακών. Σε πολλές περιπτώσεις, η κατανόηση φαίνεται να συγκλίνει, αλλά η πραγματική συζήτηση συνεχίζεται.

Η θεωρία του Bowen (1914, 1922, 1948) για την κλασματική κρυστάλλωση του βασαλτικού μάγματος είχε μια εσφαλμένη αντίληψη: συνδύαζε τη σειρά της κρυστάλλωσης ορυκτών με την ακολουθία πετρωμάτων από τη βασική έως την όξινη στα μαγματικά πετρώματα. Πειραματικά αποτελέσματα έδειξαν ότι η κλασματική κρυστάλλωση του βασαλτικού μάγματος μπορεί να παράγει μόνο μια πολύ μικρή ποσότητα υπολειπόμενου γρανιτικού τήγματος, το οποίο έρχεται σε σαφή αντίφαση με το γεγονός ότι υπάρχουν πολυάριθμοι γρανίτες στο πεδίο (Holmes, 1926; Read, 1957). Η σειρά αντιδράσεων ορυκτών μπορεί πραγματικά να εφαρμοστεί σε μαγματικά συστήματα διαφορετικών συνθέσεων. Με άλλα λόγια, τα πετρώματα που αρχικά κρυσταλλώθηκαν από το μαγματικό σύστημα δεν είναι απαραίτητα βασικά πετρώματα, και τα πετρώματα που σχηματίστηκαν τελικά δεν είναι απαραίτητα φελσιτικά (όξινα) πετρώματα, επειδή η φύση των πετρωμάτων που κρυσταλλώνονται από το τήγμα εξαρτάται από τη σύνθεση του τήγματος και όχι από τη σειρά κρυστάλλωσης ορυκτών (Kennedy). Ο Walton (1960) σχολίασε την κατανόηση του Bowen ως εξής: "Δεν υπάρχει τίποτα κακό με τη χημική θεωρία του Bowen ή την εφαρμογή της στη διαφοροποίηση του βασαλτικού μάγματος· παραμένει μια θεμελιώδης αρχή της πετρολογίας. Ωστόσο, είναι κάπως εικαστικό να περιορίσουμε αυστηρά την πυριγενή θεωρία σε ένα μόνο μοντέλο που οφείλεται στο πετρώδες άθροισμα, όπως εισβολή, ψύξη, κρυστάλλωση και διαφοροποίηση του βασαλτικού μάγματος στον φλοιό. Η ίδια χημική θεωρία μπορεί να εφαρμοστεί και σε άλλα μοντέλα.

Η συζήτηση μεταξύ των «μεταμορφιστών», που εκπροσωπούσε ο HH Read, και των «μαγματιστών», που εκπροσωπούσε ο NL Bowen, τη δεκαετία του 1940 (Gilluly, 1948), τελείωσε με όλο και περισσότερους μελετητές να συμφωνούν για τη μαγματική προέλευση του γρανίτη. Ωστόσο, από πού προήλθε το μάγμα που σχηματίζει σώματα γρανίτη; Με τα λόγια του Μπάουεν: "Πού οι γρανίτες;"

Η συντριπτική συναίνεση σε αυτό το ερώτημα είναι ότι ο γρανίτης σχηματίζεται από τη μερική τήξη και στερεοποίηση διαφόρων πετρωμάτων με διαφορετικές συνθέσεις στον φλοιό της Γης. Αυτή η άποψη συνδυάζει δύο διαφορετικές πρώιμες αντιλήψεις για την προέλευση του γρανίτη: τον μαγματισμό (που υποστηρίζει ότι ο γρανίτης προέρχεται από την κρυστάλλωση του μάγματος) και τον μεταμορφισμό (που υποστηρίζει ότι ο γρανίτης σχηματίζεται από διοξείδιο του πυριτίου- και αλουμίνα-πλούσιες ιζηματογενείς πέτρες που μετασχηματίζονται υπό συνθήκες ξηρού ή γρανιτοποίησης). Η ιδέα ότι ο γρανίτης είναι το αποτέλεσμα της υπερ-μεταμόρφωσης (ανατεξίας) των πετρωμάτων του φλοιού έχει μεγάλη σημασία για τη μελέτη της προέλευσης και της χημικής διαφοροποίησης του φλοιού της Γης, καθώς σχετίζεται με τη θερμική κατάσταση του φλοιού και τη σύνθεση του πρωτολίθου κατά τη διάρκεια συγκεκριμένων περιόδων, συμπεριλαμβανομένης της ποσότητας του γρανίτη, της ποσότητας νερού τεκτονική ρύθμιση και τεκτονικές διεργασίες πλακών.