A bazalt petrogenezise
A bazalt petrogenezise
A bazaltos magmák jelentős része 60 km-nél mélyebben keletkezik, a gránát-peridotit földköpeny-anyag részleges megolvadásával. Mikor történhet olvadás ebben a mélységben? Kézenfekvő az első lehetőség: amikor megemelkedik a hőmérséklet. Ez akkor következik be, ha a mélyből (a földköpeny és földmag vagy az alsó-köpeny és felső-köpeny határáról) egy, a környezeténél forróbb köpenyáram (ún. köpenycsóva) érkezik közvetlenül a kőzetburok (litoszféra) alá. Normál esetben az asztenoszféra hőmérséklete 1250–1300 °C, egy forró köpenycsóva hőmérséklete viszont meghaladhatja az 1500 °C-ot. Napjainkban ezzel a folyamattal magyarázható pl. a Hawaii-szigetek tűzhányó-tevékenysége („forrófolt-” vagy „forrópont”-vulkanizmus). Olvadás következhet be akkor is, amikor a földköpeny anyaga feljebb emelkedik. A nyomás csökkenése ugyanis szintén elősegíti a magma képződést. Ez akkor következhet be, amikor a kőzetlemez elvékonyodik. Ilyen folyamat zajlik az óceánközépi hátságok mentén, ahol folyamatosan képződik az új óceáni kéreg, valamint az ún. ívmögötti medencékben is (pl. Japán-tenger, Tirrén-tenger). A harmadik eset némileg bonyolultabb. Az alábukó litoszféra-lemezekből bizonyos mélységben (mintegy 80–100 km mélyen) eltávoznak az ún. könnyenillók (pl. a víz), és magukkal ragadnak bizonyos mobilis elemeket (pl. kálium [K], rubídium [Rb], ólom [Pb]). A vizes oldatok csökkentik a kőzetek olvadáspontját és adott esetben megkezdődhet a lassú olvadás.
A Kab-hegy lapos pajzsvulkánja
A Pannon-medence bazaltjainak képződésében mindhárom folyamat közrejátszhatott. Mind a földkéreg, mind a kőzetburok vastagsága a medence területén az átlagosnál jóval kisebb (25–30 és 60–100 km, szemben pl. az Alpok és Kárpátok alatti 40–50 km vastag földkéreggel és 150–200 km vastag kőzetburokkal). Ez, mint korábban olvashattuk, szoros kapcsolatban van a Pannon-medence kialakulásával. A földkéreg elvékonyodásának (extenziójának) fő időszaka mintegy 18–16 millió évvel ezelőttre tehető. A kőzetlemez helyenként izosztatikusan süllyedt (medenceképződés), míg a felső-köpeny felemelkedett (ún. „köpenydiapír”). A Pannon-medence extenziós fejlődési szakaszában, mint az előző oldalakon bemutattuk, riolit-, trachit- és látit-vulkanizmus zajlott (lásd az alsó ábra bal oldalán). A bazaltvulkanizmus azonban még váratott magára, s csak mintegy 10 millió évvel ezután teljesedett ki (lásd jobb oldalt). Mi játszódhatott le a mélyben? A kőzetburok extenziója során a felemelkedő földköpeny kőzetanyaga – a nyomáscsökkenés miatt – részben megolvadt. Ezt a folyamatot elősegíthették a közeli szubdukciós zónából származó oldatok is. Valószínű azonban, hogy először még csak nagyon kis mértékű olvadás ment végbe, a kis térfogatú magmák nem érték el a felszínt, hanem a kőzetburok alsó részében megrekedtek, és telérek, valamint lencse alakú testek formájában kikristályosodtak. A vizes oldatok átalakították (metaszomatizálták) a köpenyanyag egy részét, új ásványok (amfibol, flogopit) képződtek benne, megváltozott a kémiai összetétel. A bazaltos magma felszínre jutásához azonban még kellett valami. Ez a „valami” feltehetőleg hőmérsékletemelkedés lehetett. Honnan van rá bizonyítékunk? Az 1990-es évek közepén egy geokémikusokból és geofizikusokból álló kutatócsoport kimutatta, hogy Európa alatt nagy kiterjedésű, az asztenoszféra normális hőmérsékleténél forróbb köpenytartomány húzódik. Ennek mélybeli forrása a Kanári-szigetek alatt van, de sekély mélységben (100 km mélyen) kiterjed Közép-Európa alá is. A mélyből érkező forró köpenyanyag elsősorban azokon a területeken okozhat magmaképződést, ahol a kőzetburok vastagsága környezeténél kisebb. Ez a helyzet a Pannon-medence alatt is. E feltételezéssel a bazaltok geokémiai összetétele is összhangban van, mivel számos bazalt (Stájer-medence, Nógrád, a Kisalföld egyes bazaltjai) kemizmusa az Európa alatti forró földköpeny-áram geokémiai „kódját” mutatja. A forró olvadék egy része másfelől kölcsönhatásba lépett a kőzetburok anyagával és magába olvasztotta annak legkönnyebben megolvadó komponenseit. Ez utóbbiak elsősorban azok a köpenytartományok lehettek, amelyeket az alábukott kőzetlemezből származó oldatok metaszomatizáltak. Az asztenoszférából érkező magmához tehát olyan anyag keveredett, ami a szubdukció „kódját” viselte. Az így képződött – főleg a Balaton-felvidéken található – bazaltok kemizmusában ez a folyamat néhány mobilis elem (pl. K, Rb, Pb) viszonylag nagyobb koncentrációjában nyilvánul meg. A Bár közeli leucitit képződése némileg mással magyarázható. Az ábra jobb oldalán ott találhatók azok a kőzetburok alsó részét behálózó, káliumban gazdag, flogopitot is tartalmazó telérek, amelyek egy része néhányszáz millió éve alakult ki, más részük a Pannon-medence képződése során jött létre. Ezek a felső-köpeny könnyen megolvadó részeit képezik; a bári leucitit anyaga e telérek újraolvadásával keletkezhetett.
Ultramafikus zárvány (Szentbékálla) – a földköpeny kőzetanyaga
