A felső-köpeny kőzetanyaga
A felső-köpeny kőzetanyaga
A kimberlit- és bazaltmagmák által a felszínre hozott ultramafikus kőzetzárványok (xenolitok) közvetlenül mutatják a felső-köpeny ásványtani, kőzettani és geokémiai összetételét és fontos tanúi a földköpenyben lejátszódó eseményeknek. Ásványtani összetételük viszonylag egyszerű: 91%-ban olivin, rombos és monoklin piroxén alkotja őket. Az ilyen összetételű kőzet neve peridotit. A negyedik fő ásványkomponens alumíniumot hordoz és a mélység függvényében változik: az óceáni kéreg alatt, 10–20 km mélységben plagioklász, kb. 20–50 km mélységben (pl. a kontinentális kéreg alatt) spinell, ez alatt pedig gránát képviseli. Kémiai összetételük szerint a xenolitoknak két nagy csoportja különíthető el: „kimerült” (magmafil, azaz a magmában dúsuló elemekben szegény) és „gazdagodott” (magmafil elemekben dús) peridotitok. Az asztenoszféra uralkodóan „kimerült” összetételű köpenyanyag, míg a litoszféra alsó része jóval változatosabb és részben „gazdagodott” jellegű kőzetekből áll. A kimerülés annak a következménye, hogy korábban olvadék távozott el a földköpenyből, így a visszamaradt kőzetanyagból relatíve hiányoznak a magmába lépett elemek (lásd a Geokémia című részt). A mélyben kis térfogatú, magmafil elemekben gazdag olvadékok és vizes oldatok is áramlanak. Ezek az anyagok reakcióba lépve a kimerült földköpeny kőzetével megváltoztathatják annak összetételét (metaszomatózis), gazdagíthatják magmafil elemekben. Metaszomatózis során gyakran új ásványok is keletkeznek, mint pl. flogopit, amfibol. Mindkét ásvány szerkezetében kötött víz található, ami közvetlenül is jelzi, hogy a földköpeny nemcsak szilárd, száraz anyagból áll. Kőzettani és geokémiai jellegük alapján a xenolitok három nagy csoportba oszthatók. A leggyakoribb az IA-típus, ami főleg kimerült spinell-peridotitból áll; az IB-típusú xenolitok gazdagodott, metaszomatizált peridotitok, míg a II-típusú zárványok mélyben rekedt és kikristályosodott magmák hírhozói, kőzettanilag elsősorban piroxenitek (uralkodóan piroxénből állnak).
