ØVELSE 10+11 Subduktionszoner: øbuer og kontinentrande, Samt generelt om residuale smelter Blok 2: Magmatisk petrologi Paul Martin Holm 2004
Introduktion I denne uge gennemgås bjergarter dannet ved krystallisation af magma dannet i kappen over subduceret oceanisk lithosfære. Først gives et eksempel på en øbue: De Æoliske Øer, derpå præsenteres udviklingen af de residuale smelter og krystallisationen af feldspater. Subduktion Når en lithosfæreplade får en højere massefylde end den underliggende asthenosfæriske kappe vil den spontant kunne synke hvad enten der er tale om et tektonisk kompressionsmiljø eller ej. Dette gælder for gamle oceanplader. I tilfælde af kompression kan yngre (varmere og tyndere) oceanplader subduceres. Den kontinentale lithosfære kan ikke subduceres i sin helhed af densitetsmæssige årsager, selv ved kontinentkontinentkollision. Af betydning for det videre procesforløb er hastigheden af subduktionen og vinklen, hvorunder pladen subduceres. Det primære magma Den asthenosfæriske kappe over subduktionszonen er blevet metasomatiseret af fluider (evt. smelter) afgivet fra overfladen af den subducerede oceanlithosfære. Afgivelsen af fluider vil især ske fra hydrotermalt omdannede MOR-basalter, men evt. også fra subducerede sedimenter. Disse fluider dannes i fb. m. prograderende metamorfose under den subducerede plades langsomme opvarmning under stigende tryk. Fluiderne vil være vandbaserede og indeholde letopløselige ioner (typisk LIL-grundstoffer) fra moderbjergarten. Solidus for asthenosfæren sænkes betydeligt ved tilsætning af vandige fluider, hvilket er årsagen til delvis opsmeltning af kappen over subduktionszonen. Det derved dannede primære kappeafledte magma er typisk af tholeiitisk sammensætning og med de sædvanlige karaktertræk for primære magmaer. I forbindelse med modne subduktionszoner, især under kontinenterne, kan der dannes typer af magma, som er så beriget på LIL-grundstoffer, at de ikke kan klassificeres som tholeiiter. Man kan betragte de mulige sammensætninger af de primære magmaer, som varierende fra en MORB-lignende tholeiit gennem stadigt mere (især) LIL-berigede typer. Af LIL-grundstofferne er kalium det eneste hovedgrundstof og dermed det, som har betydning for mineralogi og hovedgrundstofskemi. De MORB-lignende tholeiiter fra subduktionsmiljøet benævnes lav-k tholeiiter (af og til også benævnt øbue tholeiiter), og med stigende K er typerne: calc-alkalin, høj-k calc-alkalin (disse to benævnes af og til høj alumina basalter) og shoshonitbasalt (som p.g.a. sit høje totale alkaliindhold er en transitionel til alkalin type). Denne opdeling fremgår f.eks. af et K 2 O mod SiO 2 diagram (se Hess og fig. 5 her). Bemærk at selv lav-k magmaerne er forskellige fra MOR magmaer ved deres forhøjede LIL/HFS forhold og indhold af vand, hvor sidstnævnte gasser af under subærisk eruption (og derfor ikke kan ses hverken mineralogisk eller geokemisk i basalterne). Variationen henimod de mere berigede basalttyper sker overordnet med tiden, dybden og med afstanden til dybgraven, selv om særlige geologiske forhold kan modificere regelmæssigheden i udviklingen. Foruden berigelsen af LIL-grundstoffer er et markant 1
træk for de subductionsrelaterede magmaer den relative forarmelse (når man sammenligner med LIL-grundstoffer) af HFS-grundstoffer, især Nb og Ta. Dette ses lettest ved at afbilde koncentrationerne i et sporelementsspektrum - et spiderdiagram. Man mener at dette forhold skyldes, at visse oxider (måske titanater) stabiliseres i det oxiderede miljø og er residuale under den partielle opsmeltning, hvorved Nb og Ta er kompatible under smelteprocessen og holdes tilbage i kappen. Måske er Nb og Ta allerede residuale under afgivelsen af fluider fra den subducerede lithosfære, hvilket passer fint med deres relative berigelse i mange oceanøbasalter, som man mener stammer fra kappediapirer medførende tidligere subduceret materiale. For uddybende kommentarer og flere figurer henvises til Hess samt øvelsesnoterne om hhv. klassifikation, dannelse af magma, sporgrundstoffernes geokemi og evt. normberegningsøvelsen (afsnittet om alkalinitet). Magmatisk differentiation De to særlige sammensætningsmæssige træk ved subduktionsrelaterede primære magmaer - højt indhold af H 2 O og berigelse af LIL-grundstoffer - præger udviklingen af magmaerne under fraktioneret krystallisation. Med det høje vandindhold følger en relativt høj iltfugacitet, hvilket bringer Fe-Ti-oxid (f.eks. magnetit) tidligere på liquidus end blandt tholeiitiske magmaer fra MOR og mange oceanøer(f.eks. Island) og kontinentale margener (CFB-provinser). Dette illustreres typisk med et AFM-diagram (=alkali(na 2 O+K 2 O)-FeO-MgO diagram). En anden effekt af den tidlige fraktionering af Fe-Ti-oxid er, at sammenlignet med f.eks. MORB vil SiO 2 stige hurtigt ved afbildning mod fraktioneringsindekset Fe/Mg. Desuden vil koncentrationen af vand i de mere udviklede magmaer blive så høj at hydrerede mineraler kommer på liquidus: amfibol (f.eks. hornblende) og/eller biotit tidligere og i højere grad end i de fleste andre typer af magmaer. Indholdet i magmaet af LIL-grundstoffet K, som er inkompatibelt indtil magmaet er meget udviklet, fører til at magmaer med forskellige initiale koncentrationer af kalium vil følge selvstændige udviklingslinier i et kalium mod silica diagram. Dette giver anledning til de fire udviklingsserier: lav-k, calc-alkalin, høj-k calc-alkalin og shoshonit. Petrografisk erkendelse af hvilken serie, der er tale om, er ofte vanskelig ud fra en enkelt bjergart.ofte er tilstedeværelsen af (alle) de typiske differentiationsprodukters bjergarter nødvendig for at diagnostisere serien. Geokemisk erkendes en bjergarts tilhørsforhold lettere. Foruden berigelsen af LIL-grundstoffer er den markante relative forarmelse af HFSE et træk, der bevares gennem hele fraktioneringsforløbet. Dette kommer til udtryk i de høje forhold i kontinenternes skorpe af LILE/HFSE, og understreger at kontinenterne i høj grad er resultatet af vækst ved subduktionsrelateret magmatisk aktivitet (enten direkte ved subduktion under kontinenterne eller indirekte ved sammenstød af øbuer og kontinenter, når oceanplader subduceres). Ved en simpel massefyldebetragtning er det klart, at vulkaniterne over subduktionszoner i stigende grad domineres af bjergarter dannet ud fra udviklede magmaer efterhånden som skorpen fortykkes af intrusive og ekstrusive bjergarter i en øbue eller langs en kontinentrand. De Æoliske Øer som eksempel Ved disse øvelser vises eksempler på og arbejdes med bjergarter fra De Æoliske Øer (også kaldet De Lipariske Øer), som ligger N f. Sicilien i Det Tyrrhenske Hav i 2
Middelhavet, fig. 1. Øerne og er beliggende på fortyndet kontinental skorpe (16 km tyk) i forbindelse med en aktiv NV-gående subduktion, som formentlig er en rest i et postkollisionsmiljø, idet der intet tegn er på oceanisk lithosfære SØ for subduktíonszonen, fig. 2. Den tektoniske aktivitet i Middelhavet er kompleks og lithosfæren er opsplittet i talrige mikroplader. Overordnet, i den aktuelle del af Middelhavet, er Afrikapladens langsomme bevægelse mod nord og formindskningen af Middelhavet, Den Adriatiske plades (tidligere en del af Afrika) kollision med Europa, Sicilien og Calabriens kollision med den Adriatiske plade (som omfatter bl.a. hele Den Italienske Halvø) samt endelig åbningen (i retning ca. VSV-ØNØ) af Det Tyrrhenske Hav gennem de sidste få Ma ved Italiens (den adriatiske plades) rotation mod uret. Medens detaljerne omkring årsag til og komponenter i subduktionszonen under De Æoliske Øer endnu ikke er fuldt løst, er det magmatiske aktivitet klar i sin type og udvikling. Øerne består af 7 større vulkanøer og adskillige mindre samt mange undersøiske vulkaner (seamounts), fig. 3. De består udelukkende af vulkaniter. Sammensætningsmæssigt spænder vulkaniterne fra lav-k til shoshoniter - altså hele spektret af typer - og fra primitive bjergarter med MgO = 6 vt% til stærkt udviklede rhyoliter med SiO 2 = 72 vt%. Adskillige klassiske lokaliteter findes på øerne, f.eks.: Vulcano, som har givet navnet til alle vulkaner og vulkanisk aktivitet (phreatomagmatisk eksplosiv); og Stromboli, som har givet navn til strombolisk aktivitet, som er svagt eksplosive hyppige pyroklastiske eruptioner skabt af gasundvigelse fra magmaet. Vulcano havde sin seneste eruption i 1898-9, og den yngste hændelse var stigningen i temperaturen i fumarolerne på Fossakrateret i 1988 fra ca. 200 o C til ca. 600 o C. Stromboli er en enkelt vulkanbygning, der i dag når 924 m o.h.. Den har været i kontinuert udbrud i historisk tid, d.v.s. i >2000år, hvilket er ekceptionelt. Velblottet vulkanmorfologi findes mange steder, f.eks. på Lipari den berømte glaslavastrøm, Rocce Rosse, der løb i havet i det 6. årh. f.v.t. efter at have eroderet sig vej fra krateråbningen gennem en smukt regelmæssig kegle af rhyolitisk pimpsten (Monte Pilato), Fig. 3b. Denne vulkanisme er den yngste på Lipari. Vulkanismen på øerne strækker sig tilbage til Pleistocæn. Generelt stiger berigelsen af LIL-grundstoffer og falder koncentrationen af HFSE og REE fra Alicudi og Filicudi i vest og Stromboli i nordøst mod de centrale øer Panarea, Salina og Lipari. Isotopsammensætningen af Sr bliver mere radiogen fra vest mod øst ( 87 Sr/ 86 Sr stiger fra 0,7035 til 0,7054). Francalanci et al.(1993) mener at dette skyldes at metasomatosen af kappen ved fluider er størst under de centrale øer, medens mængden af subducerede sedimenter (med gammelt radiogent Sr) øgedes fra vest mod øst. Samtidig ses der på Stromboli gennem vulkanens opbygning gennem 250 ka en stigende berigelse i lavaerne af inkompatible grundstoffer, så som LIL-grundstoffer. Den praktiske øvelse Der er prøver fra flere af øerne ved ugens øvelser, og de illustrerer dels specifikke træk fra subduktionsrelaterede vulkaniter og dels generelle magmatiske træk. Stromboli: 33540-13 ka gammel shoshonit Lipari: OBS2 m.fl. - obsidian og pimpsten fra Rocce Rosse og Monte Pilato (kun 3
håndstykker). 33543 - andesit. Filicudi: 33547 - basaltisk andesit. Vulcano: 33541- leucittephrit fra Vulcanello (navngivet jvf. TAS) fra udbrud i 16. årh. Salina: 33546 - kumulatbjergart: ejectum i pyroklastisk aflejring på Mt. Porri. Det ses at kumulatet havde interkumulussmelte ved eruptionen. Panarea: 33545 - dacit Opgave Studer bjergarterne i håndstykke og tyndslib. Giv en petrogrfisk beskrivelse af en af prøverne. Hvad fortæller teksturer i strøkornene? Giv for hver bjergart en tolkning af dens dannelse (krystallisationshistorien i magmakammeret, transporten og den efterfølgende afkøling). I Tabel 1 er givet nogle analyser af vulkaniter fra De Æoliske Øer og et par referencebja. fra hhv. MOR og Den Romerske Provins. Plot dem i K 2 O vs. SiO 2 diagrammet, fig. 5, og i et spiderdiagram. Normaliser til primitiv kappe (Tabel 2) og husk: at omregne til K og Ti fra oxid til ppm grundstof (molvægte: se tabel i tidligere øvelse) og husk at tage logaritmen til det normaliserede forhold ved afbildningen. Afbild de normaliserede værdier i et sporgrundstofdiagram (spider-diagram) jf. Fig. 12.5 (s. 338) i Sen. De primitive magmaer fra Den Romerske Provins er ultrapotassiske leucititer, som er blevet modelleret som dannet fra en metasomatiseret kappe, som berigedes af fluider afledt næsten udelukkende fra subducerede klastiske sedimenter. Diskuter de afbildede æoliske vulkaniters sammensætning. Citeret litteratur Francalanci L, Taylor SR, McCulloch MT & Woodhead JD (1993) Geochemical and isotopic variations in the calc-alkaline rocks of Aeolian arc, southern Tyrrhenian Sea, Italy: constraints on magma genesis. Contrib. Mineral. Petrol. 113, 300-313. 4
Fig. 1 Italien, Det Tyrrhenske Hav og De Æoliske Øer. 5
Fig. 2 Subduktionen under De Æoliske Øer anskueliggjort i tværsnit. Fig. 1 Aeolian Islands location map. Dashed contours show depth to Benioff Zone (km) after Anderson and Jackson (1987); solid lines indicate strike-slip faults (Gasparini et al. 1982). 6
Fig. 3a De Æoliske Øer. Fig. 3b. Udviklingen af Monte Pilato Rocche Rossekomplekset på Lipari i det 6. årh. f. v. tidsregning. 7
Fig. 4 Tidsmæssige udvikling af De Æoliske Øer. 8
Fig. 5 K 2 O versus SiO 2. 9
Tabel 1 Hoved- og sporgrundstofanalyser fra De Æoliske Øer. 10
11
Tabel 2. Koncentrationen af udvalgte grundstoffer i primitiv kappe (PM primitive mantle). Grundstof Konc. i PM (ppm) Grundstof Konc. i PM (ppm) Rb 0,635 Sr 21,1 Ba 6,989 Nd 1,354 Th 0,085 Zr 11,2 K 250 Sm 0,444 Nb 0,713 Ti 1300 La 0,687 Y 4,55 Ce 1,775 Yb 0,493 12
Residuasystemet og feldspaters krystallisation Residua-systemet, Ne-Ks-SiO 2 Under fraktioneret krystallisation vil basaltisk magma beriges på komponenterne Si, Al, Na, K og volatiler, når vi holder os til hovedelementerne, der er relateret direkte til de bjergartsdannende mineralers krystallisation. Komponenterne Mg, Fe, Mn, Ca, Ti og P forarmes under det primitive og intermediært udviklede magmas krystallisation af olivin, pyroxen, amfibol, plagioklas, Fe-Ti-oxider og apatit. Faseforholdene i et magmas afsluttende udvikling kan derfor bedst beskrives i et system, der omfatter mineralerne dannet af Si, Al, Na og K under hensyntagen til et stigende volatiltryk - typisk af H 2 O. Det ternære system Ne-Ks-SiO 2 (nephelin-kalsilit-silica) omfatter netop disse mineraler. På Fig. 1 er en projektion af systemets liquidus fasediagram vist ved 1 atmosfæres tryk. Se også Sen p. 359 for delsystemet Ab-SiO 2 -Or, kaldet granitsystemet, og Sen p. 197 for det binære delsystem Ne-Ab-SiO 2. Systemet karakteriseres ved at have en cotektisk kurve med et minimum for silica (tridymit) og alkalifeldspat, granit-minimumet, endnu en cotektisk kurve med minimum for alkalifeldspat og nephelin, phonolit-minimumet. Der er et saddelpunkt på liquidusfladen for alkalifeldspat på forbindelsen Ab-Or, trachyt-minimumet. Under fraktioneret krystallisation ender hovedparten af alle magmaer ultimativt i et disse minimumspunkter (hvilket afhængigt af magmaernes silicamætningsgrad). Af denne grund kaldes det ofte Residua-systemet. Denne generelle udvikling af magma afspejles også i nomenklaturen af vulkanske bjergarter, hvis ekstreme sammensætninger netop er rhyolit, trachyt og phonolit, jf. TAS-diagrammet (Øvelsesnoterne og Sen p 252) - og de tilsvarende plutoniske: granit, alkalifeldspatgranit og nephelinsyenit, hvor smelterne i magmakammeret pga. magmaernes minimumsammensætninger krystalliserer til bjergarter med identisk sammensætning. Saddelpunktet med trachytminimumet ses som et maksimum i den termale dal gennem de tre minima, Fig. 2. At der er tale om minima og ikke eutektika skyldes faserelationerne mellem Ab og Or i det pseudobinære alkalifeldspatsystem, som er forklaret i Sen p. 203. Endnu et interessant træk er at leucit-primærfeltet rækker langt ind over Ab-Or-linien, hvilket betyder at feldspatoiden leucit kan være på liquidus af silicaovermættede smelter ved lavt P H2O. Der er ved lavt tryk ikke en Na-analog til leucit. Derfor har undermættede Na-rige bjergarter nefelin, medens undermættede K-rige har leucit, medens kalsilit er overordentlig sjældent. De fleste magmaer har et relativt højt Na/K-forhold, hvorfor selv leucit-førende bjergarter er relativt sjældne. Ved stigende tørt tryk skrumper leucit-primærfeltet ind. Ved tørt tryk når leucit feltet dog forbi Or ved næsten 20 kbar (2 GPa), Fig. 3, medens det allerede ved P H2O = 2 kbar udelukkende er beliggende i den undermættede del af systemet. Skrumningen af leucitfeltet ses allerede tydeligt ved 1 kbar (0,1 GPa) i Fig. 4. 13
Den overmættede del af systemet Ne-Ks-SiO 2, granit-delen Ab-Or-SiO 2, undergår to ændringer ved øget (vand)tryk. Minimumet får en mere Ab-rig sammensætning (Fig. 5) og ved ca. 4 kbar sænkes feldspatsolidi til skæring af solvus og krystallisationen af en alkalifeldspat afløses af to forskellige feldspater langs en cotektisk linie (Se Sen p. 203, Fig. 7.18, og p. 205, Fig. 7.19). Sammenhængen mellem minimums liquidustemperaturen og P H2O vises på Fig. 6. Det fremgår at vandfri granitiske smelter kan have temperaturer omkring 1000 o C, medens temperaturer så lave som 670 o C kan opnås ved høje vandtryk. Når et krystallisationsforløb i dette system studeres er det vigtigt at huske på at der i feldspat er udstrakt opløselighed mellem Na og K. Også leucit og nephelin har nogen opløselighed af komponenten med hhv. Na og K. Grænsekurven mellem fsp ss (ss = solid solution/fast opløsning) og leucit er en reaktionskurve langs hvilken sanidin krystalliserer og leucit opløses. 14
Opgave 1. Hvor i residuasystemet vil en leucit- og sanidinporfyrisk smelte befinde sig? 2. Hvor i residuasystemet dannes nephelinsyeniter? 3. Forklar hvordan en smelte hvis sammensætning kan udtrykkes 70 % Ab, 20 % Or og 10 & Qz vil krystalllisere. Angiv smeltens udvikling i residuasystemet og hvilke plutoniske bjergarter, der kan dannes ved fraktioneret krystallisation. Figuren sidst i øvelsesnoterne kan anvendes ved besvarelsen. 15
Fig. 1 Liquidus faserelationerne i systemet nephelin-kalsilit-silica ved 1 atm. I den indsatte figur øverst til venstre er vist smelteudviklingskurver, idet alkalifeldspatsammensætningen ændres kontinuerligt under krystallisationen pga. den faste opløselighed mellem Or og Ab (jf. Fig. 11 og 12). 16
Fig. 2 Den termale "dal gennem phonolit-(m ne ), trachyt- (M) og granitminima (m s ). Fig. 3 Leucitfeltets aftagende størrelse for smeltning af sanidin ved tørre trykbetingelser (efter Lindsley, 1966). 17
Fig. 4 Fasediagram for systemet nephelin-kalsilit-sio 2 ved forskellige temperaturer ved 1 kb P H2O. (Eter Hamilton og MacKenzie 1965). Fig. 5 Ab-Or-SiO2 forskellige tryk med vandmætning til 10 kb P H2O. Eutektikum dukker op ved tryk over 3 kbar, som det også fremgår af Fig. 6. 18
Fig. 6 Liquidus projektionen af systemet albit-orthoclas-silica-h 2 O ved forskellige fluidtryk. (Efter Tuttle og Bowen 1958). Ved P # 2000 kg/cm 2 har systemet et (granit) minimum på den kotektiske kurve for feldspat + silicamineral. Ved 4000 kg/cm 2 er granitpunktet (det invariante punkt) et entektikum, og ved 6000 kg/cm 2 har den kotektiske kurve for to feldspater bredt sig til siden Ab-Or. Fig. 7 Temperaturen for liquidus minimum i systemet albit-orthoclas-silica-h 2 O som det varierer med P H2O. (Efter Tuttle og Bowen 1958). Fig. 8+9 i reserve. 19
Feldspaters krystallisation Næsten alle magmaer udvikler sig under afkøling mod sammensætninger, der domineres af feldspatkrystallisation og med et normativt feldspatindhold på 70-95%. Det er derfor af central betydning at forstå feldspaters faseforhold. Vigtig petrologisk information om ikkebasaltiske magmaer kan aflæses af feldspatmineralogien. Her følger en kort orientering. Liquidus systemet An-Ab-Or består af to primærfelter af plagioklas og alkalifeldspat. (Fig.10). En cotektisk linje går fra et eutektisk punkt på An-Or sider til et minimumspunkt ved lavt P H2O (Fig. 11, og Sen s. 203, Fig. 7.18) eller, ved højt P H2O, et eutektisk punkt på Ab-Or siden. (Fig. 12, og Sen s. 205, Fig. 7.19). Solidus forholdene domineres af en stor solvus (Figs. 11, 12, 13), der begrænser opløseligheden mellem plagioklas og alkalifeldspat, da solvus altid skærer soliduskurvene i store dele af Ab-Ab-Or-systemets indre (Fig. 13). Solvus skærer siden Ab-Or, hvilket medfører en vigtig variation i feldspatkrystallisationen. Er der et højt partialtryk af vand kan liquidus og solidus for det binære system Ab-Or være sænket så meget at solidus skærer solvus, som allerede omtalt. Effekten af højt P H2O (f.eks. 5 kbar) på systemet An- Ab-Or er at den cotektiske linje E-F går hele vejen fra siden An-Or til siden Ab-Or (Fig. 13). Feldspatkrystallisation indledes omtrent altid plagioklas fordi basaltiske smelter har sammensætninger på liquidusfladen for plagioklas. Ved afkøling og krystallisation af smelten nås på et tidspunkt den kotektiske kurve, f.eks. L på Fig. 13, hvor en relativt K-rig alkalifeldspat (sanidin), S, krystalliserer sammen med plagioklas, P. Den videre udvikling af smelten ledsages af stigende Na-indhold i begge feldspater (f.eks. P og S i Fig. 13) indtil sammensætningen anorthoklas (= alkalifeldspat med en Ca-komponent) nås. Feldspatnomenklaturen fremgår af Fig. 15. Hvis der er lavt vandtryk konvergerer de to feldspatsammensætninger til en (når smelten når F på Fig. 13) og såvel smelte som krystalsammensætning går mod M på siden Ab-Or (minimumssammensætning, der også ses på Fig. 11, og Sen s. 203, Fig. 7.18). Ved højere vandtryk fås to-feldspat granit/rhyolit jf. Fig. 12 (og Sen s. 205, Fig. 7.19) - en Ab-rig anorthoklas og en Or-rig sanidin. Ved afkøling af den homogene høj-temperatur-feldspat (dvs. dannet ved relativ lav P, fig. 11; feldspat SS), passeres solvus-kurven og der sker en afblanding i albit og orthoklas: perthit (fig. 11; 2 feldspater). Ved højere P H2O (over 0,5 GPa) er liquidus-solidus-kurverne sænket til så lave temperaturer, at solvuskurven skæres (Hess p. 235 og fig. 12). Her udkrystalliseres to alkalifeldspater: en albitrig og en orthoklasrig i ligevægt på liquidus. Man kan derfor skelne hypersolvus- og subsolvusbjergarter, alt efter om der er én eller to primære alkalifeldspater. Homogene alkalifeldspater, som kemisk set er blandinger af Ab og Or (K-rige: sanidin, intermediære - Na-rige: anorthoklas, se fig. 14) er altså vidnesbyrd om krystallisation ved høj temperatur og lavt tryk, dvs. under vulkanske og subvulkanske forhold. I plutoniske bjergarter kan ved krystallisationen dannes én homogen alkalifeldspat: orthoklas ved moderat afkølingshastighed og mikroklin ved langsom afkølingshastighed. Oftest sker der dog dannelse perthit på grund af subsolidus afblanding i K-rige og Na-rige domæner. P-T for krystallisationen, herunder afkølingshistorien, er afgørende for om der dannes én eller to alkalifeldspater og for typen af perthit der dannes. 20
Perthit dannes ved flere processer bla. afkøling. I de første stadier under subsolidusafkøling er afblandingspartierne meget små: crypto- til mikroperthit; i senere stadier sker en fuldstændig adskillelse, "string-", åre-, pletperthit eller andre typer. Ved langsom afkøling dannes veludviklet perthit. Perthitdannelsen standser ved temperaturer på ca. 3-400EC pga. faldende diffussionshastighed for kationerne. Fig. 10. An-Ab-Or liquidus diagram (vægt %) ved lavt tryk. E er et eutektisk punkt og F et minimumspunkt. Figur B viser systemet ved 5 kbar P H2O. 21
Fig. 11. Systemet Ab-Or ved lavt P H2O. Fig. 12 Systemet Ab-Or ved højt P H2O. 22
Fig. 13 Hypotetisk diagram der giver relationerne mellem An, Ab og Or ved lave vandtryk, idet der er set bort fra den inkongruente smeltning af Or (til leucit, som ikke er medtaget på figuren). 23
Fig. 14 Feldspat nomenklaturen (mol %) med kun en skematisk fremstilling af den gensidige opløselighed af alkalifeldspat og plagioklas. 24
Fig. 15 Residuasystemet: til brug ved opgaveløsning. 25