Anorthosiet: Anorthosiet: Een leucocratisch grofkorrelig plutonisch gesteente dat hoofdzakelijk bestaat uit plagioklaas (meestal labradoriet of bytowniet) vaak met kleine hoeveelheden pyroxeen. Olivijn, amfibool, ilmeniet, magnetiet en spinel zijn soms ook aanwezig.
De term anorthosiet, van het Franse anorthose (term voor plagioklaas) werd bedacht door Sterry Hunt. Anorthosieten zijn niet bijzonder overvloedig op aarde, behalve op een paar plaatsen zoals de Grenville Provincie van het oostelijke Canadese Schild. Als gesteentesoort kan worden gesteld dat anorthosieten zich over de gehele geologische tijdspanne hebben gevormd, en vermoedelijk ook nu nog worden gevormd. Anorthosieten zijn zeer divers, en wanneer hun onderscheidende kenmerken worden gebruikt om ze te categoriseren, wordt het duidelijk dat sommige typen zeer duidelijke temporele beperkingen vertonen.
Ashwal (1993) categoriseerde anorthosieten in zes basistypen:
1) Archeaanse megakristische anorthosieten, 2) Proterozoïsche (massief-type) anorthosieten, 3) Anorthosieten van gelaagde mafische complexen, 4) Anorthosieten van oceanische omgevingen, 5) Anorthosietinsluitingen in andere gesteentetypen, en 6) Extraterrestriale anorthosieten.
Archeïsche megakristische anorthosieten
Archeïsche anorthositische gesteenten kunnen worden gevonden als een minder belangrijke component van vele, maar niet alle Archeïsche greenstone gordels, waar zij geassocieerd zijn met mafische intrusieve en extrusieve gesteenten. Waar bewaard gebleven zijn hun primaire texturen onderscheidend, gekenmerkt door equidimensionale megakristen (tot 30 cm diameter) van calcische (meestal > An80) plagioklaas in een mafische grondmassa. Een genetisch verband tussen dit type anorthosiet en de mafische vulkanische gesteenten van groene steengordels wordt gesuggereerd door het voorkomen van basaltische stromen, sillaten en dijken die soortgelijke megakristen van calcische plagioklaas bevatten, en door de chemische overeenkomsten tussen de basalten en de mafische grondmassa die de megakristen in sommige anorthosieten omgeeft.
Proterozoïsche (massief-type) anorthosieten
Dit type is het meest overvloedig onder de anorthosieten op aarde, en komt voor als kleine plutonen tot samengestelde intrusiecomplexen ter grootte van een badoliet, tot 15.000-20.000 km2. Van sommige van deze grotere complexen kan worden aangetoond dat ze bestaan uit 20 of meer individuele samengesmolten plutonen. Plagioklaas is intermediair van samenstelling (typisch An40 of An-60) en komt voor als lat-vormige kristallen; in sommige gevallen kunnen zulke kristallen een diameter van 1 m bereiken. Naast plagioklaas van intermediaire samenstelling omvatten de geassocieerde primaire mineralen van anorthosiet van het massieftype pyroxeen, olivijn (of beide), Fe-Ti-oxiden en apatiet. De ouderdom, samenstelling en magmatische textuur onderscheiden dus Proterozoïsche massief-type anorthosieten van Archeïsche megakristische anorthosieten. Afgezien van anorthosiet, omvatten de dominante gesteentetypen van anorthosietmassieven leucogabbro, leuconoriet en leucotroctoliet, met minder belangrijke gabbroische gesteenten. Ultramafische gesteenten zijn uiterst zeldzaam of afwezig, hetgeen Bowen ertoe bracht deze mineralogische eenvoud te beschouwen in termen van wat hij “het probleem van de anorthosieten” noemde. Ruimtelijk geassocieerde granitoïden, in veel gevallen bestaande uit charnockieten of mangerieten, blijken gelijktijdige, maar chemisch onafhankelijke magma’s te vertegenwoordigen, die waarschijnlijk zijn ontstaan door het smelten van landgesteenten onder invloed van de warmte van intrusieve anorthosietmassieven. Deze conclusie lost een belangrijk debat van de 20e eeuw op over de verwantschap van anorthositische en granitische gesteenten, maar de samenstelling van het ouderlijke magma voor de anorthosieten is nog onzeker. Als het basaltisch is, zoals waarschijnlijk lijkt op grond van mineralogie en petrologie, dan ontbreekt een belangrijk volume mafisch en ultramafisch gesteente op de huidige plaatsen waar anorthosieten worden blootgelegd. Dit feit, samen met andere aanwijzingen, heeft geleid tot een algemeen aanvaard twee-fasen-model voor anorthosieten van het massieftype (Fig.1), waarbij sprake is van diepe korstvorming en fractionering van basaltsmelten, bezinking van mafische silicaten (mogelijk in de mantel) en sterke opwaartse druk van plagioklaas om flotatiecumulaten te vormen die diapirisch door de korst opstijgen als anorthosietische muskaten. Deze massa’s smelten samen in de ondiepe korst om grote samengestelde massieven te vormen.

Model voor het ontstaan van massief-type anorthosieten. A) Mantle-afgeleid magma bedekt de korst wanneer deze in dichtheidsevenwicht komt. B) Kristallisatie van mafische fasen (die bezinken), en gedeeltelijk smelten van de korst boven het bekken van magma. De smelt wordt verrijkt in Al en Fe/Mg. C) Vorming van plagioklaas wanneer de smelt voldoende verrijkt is. Plagioklaas stijgt naar de top van de kamer, terwijl mafische deeltjes zinken. D) Plagioklaas ophopingen worden minder dicht dan de korst erboven en rijzen op als kristallen plutonen.E) Plagioklaas plutonen smelten samen tot massief anorthosiet, terwijl granitoïde korstsmelt ook naar ondiepe niveaus stijgt. Mafische cumulaten blijven op diepte of komen los en zinken in de mantel. Uit Ashwall (1993)

Anorthosieten van gelaagde mafische complexen
Gelaagde mafische intrusies variëren in ouderdom van Archeens tot Tertiair, en bevatten gewoonlijk anorthosieten in variërende verhoudingen. Gewoonlijk vormen anorthosieten zich op de toppen van modaal gegradeerde lagen op een schaal van enkele meters tot 100 meter of meer.Korrelgrootte (typisch
Anorthosieten in oceanische omgevingen
Kleine hoeveelheden anorthosiet zijn geborgen door baggerprogramma’s in zowel mid-oceanische bergkammen als in breukzone-omgevingen, vooral in de Caraïbische Zee en de Atlantische en Indische oceanen. Ophiolitische anorthosieten komen dikwijls voor als scherp begrensde lagen zoals die in gelaagde mafische intrusies. De ouderdom van de vorming van anorthosiethoudende ophiolietcomplexen varieert van laat Cambrium tot vroeg Eoceen.
Anorthosietinsluitsels in andere gesteentesoorten
Anorthosieten komen ook voor als insluitsels in andere stollingsgesteenten, variërend in samenstelling van kimberliet tot basalt tot graniet. Van sommige kan worden aangetoond dat zij xenolithisch zijn, en fragmenten vertegenwoordigen van andere anorthosiettypes die in opstijgende magma’s zijn opgenomen. Andere zijn echter verwant en vertegenwoordigen ophopingen van plagioklaas uit hun gastmagma’s.

Archeense anorthosiet met megakristen van calcische plagioklaas in een mafische grondmassa, Pipestone Lake, Manitoba. Uit Ashwal (1993).

calciumrijke plagioklaaskristallen in een anorthosiet (larvikiet). Foto door Ian Geoffrey Stimpson

Chromitiet- en anorthosietlagen in Critical Zone, UG1 van het Bushveld Complex, in de klassieke Mononono (voorheen Dwars) River ontsluiting, nabij Steelpoort, provincie Mpumalanga, Zuid-Afrika. Foto door: Kevin Walsh

Bibliografie

– Cox et al. (1979): The Interpretation of Igneous Rocks, George Allen and Unwin, London.
– Howie, R. A., Zussman, J., & Deer, W. (1992). An introduction to the rock-forming minerals (p. 696). Longman.
– Le Maitre, R. W., Streckeisen, A., Zanettin, B., Le Bas, M. J., Bonin, B., Bateman, P., & Lameyre, J. (2002). Igneuze gesteenten. A classification and glossary of terms, 2. Cambridge University Press.
– Middlemost, E. A. (1986). Magmas and magmatic rocks: an introduction to igneous petrology.
– Shelley, D. (1993). Igneous and metamorphic rocks under the microscope: classification, textures, microstructures and mineral preferred-orientations.
– Vernon, R. H. & Clarke, G. L. (2008): Principles of Metamorphic Petrology. Cambridge University Press.

Photo

Plagioklaaskristallen in een anorthosiet (adcumulaat). XPL beeld. 2x (gezichtsveld = 7mm)	Plagioklaaskristallen in een anorthosiet (adcumulaat). XPL beeld. 2x (gezichtsveld = 7mm)	Plagioklaaskristallen in een anorthosiet (adcumulaat). XPL beeld. 2x (gezichtsveld = 7mm)
Plagioklaas en orhopyroxeenkristallen in een anorthosiet (adcumulaat). XPL beeld. 2x (gezichtsveld = 7mm)	Plagioklaas en orhopyroxeenkristallen in een anorthosiet (adcumulaat). XPL beeld. 2x (gezichtsveld = 7mm)	Plagioklaas en orhopyroxeenkristallen in een anorthosiet (adcumulaat). XPL beeld. 2x (gezichtsveld = 7mm)
Plagioklaaskristallen in een anorthosiet (adcumulaat). XPL beeld. 2x (gezichtsveld = 7mm)	Plagioklaaskristallen in een anorthosiet (adcumulaat). XPL beeld. 2x (gezichtsveld = 7mm)	Plagioklaaskristallen in een anorthosiet (adcumulaat). XPL beeld. 2x (gezichtsveld = 7mm)