EKSAMENSOPPGAVE Eksamen i: GEO-2004 Petrologi Dato: Onsdag 25. September 2013 Tid: Kl 09:00 13:00 Sted: B154, Adm. bygget Tillatte hjelpemidler: Ingen Oppgavesettet er på 5 sider inklusiv forside
Eksamen GEO-2004 2013 Spørsmål Gruppe 1: Generell Petrologi Viskositeten av silikat smelter er ansett å være en viktig parameter som styrer en rekke vulkanske egenskaper og fenomener. 1a) Gi minst to eksempler på vulkanske fenomener der smelte viskositet spiller en viktig rolle. Forklar kort hvordan viskositet kontrollerer disse fenomener. 1b) Nevn de tre viktigste parameterne som kontrollerer smelte viskositet. Forklar avhengighet av viskositeten på disse parameterne. Vis denne avhengigheten i tre skjematiske diagrammer med log η (η = viskositet) på den vertikale aksen og den kontrollerende parameter på x-aksen. Spørsmål Gruppe 2: Binære smelte systemer Fig. 1 viser et tynnslip av en basaltisk bergart, og fig. 2 viser et relevant binær smelte diagram for bergarten i fig. 1. Svar på følgende spørsmål: 2a) Hva er en omtrentlig sammensetning av bergarten (uttrykt som wt.% An) i samsvar med smelte diagrammet fig. 2? Begrunn svaret. 2b) Hva er den laveste mulige temperaturen for en stabil smeltefase? Hva er sammensetningen av de kaldeste mulige smelte? Hva er navnet på denne unike P-X punkt? Figur 1: Tynnslip bilde av en basaltisk bergart. UiT / Postboks 6050 Langnes, N-9037 Tromsø / 77 64 40 00 / postmottak@uit.no / uit.no 2
Fig. 2: Binært smelte diagram Di-An ved en bar trykk. Spørsmål Gruppe 3: Ternære smelte systemer Bruk tre-komponent systemet olivin-klinopyroksen-plagioklas (en bar) (figur 3) for å svare på følgende spørsmål om smelting og krystallisering: Fig. 3: Ternær smelte diagram An-Di-Fo (1 bar) UiT / Postboks 6050 Langnes, N-9037 Tromsø / 77 64 40 00 / postmottak@uit.no / uit.no 3
Gitt er den smelte sammensetning: Fo 15 An 70 Di 15: 1) Hvilket mineral krystalliseres først under avkjøling av smelten? Ved hvilken temperatur? 2) Hvilket mineral krystalliseres som neste? Hva er omtrent sammensetningen av smelten ved begynnelsen av krystallisering av mineralet? Hva er temperaturen? 3) Hvor begynner det siste mineralet å krystallisere? Sammensetning av smelte? Temperaturen? 4) Vis den fullstendige liquid-line-of-descent på fig. 3. 5) Hva er sammensetningen av den første smelte hvis en olivin-basalt er smeltet ved 1 bar og fig. 3 er en brukbar modell for smelteprosessen? Spørsmål Gruppe 4: Metamorfose av leire sedimenter Figur 4 viser koordinatene til noen mineraler i en AFM-diagram. Figur 4: AFM koordinatene til noen AFM mineraler. En glimmer skifer har blitt samlet på en bestemt blotning. Undersøkelse av bergarten viste at den inneholder kvarts, muskovitt, biotitt, kloritt, og granat. 3a) Vis den mineralassosiasjon og en passende sammensetning av bergarten på en AFM diagram. 3b) Hvilke andre mineralassosiasjoner forventer du å finne muligens i andre glimmer skiveprøver fra samme lokaliteten? (Arbeid med AFM diagram fra 3a til å utlede svaret) UiT / Postboks 6050 Langnes, N-9037 Tromsø / 77 64 40 00 / postmottak@uit.no / uit.no 4
3c) Hva slags bergart sammensetning er nødvendig for at du finner andre mineralassosiasjoner? (Arbeid med AFM diagram fra 3a til å utlede svaret) 3d) Ved høyere metamorf grad blir mineralparet kloritt og granat ustabil. Vis en AFM diagram på høyere grad med en plausibel konfigurasjon av mineralassosiasjoner. 3e) Skjematisk formuler en reaksjon som erstatter kloritt og granat fra 3a bergarten. Spørsmål Gruppe 5: Metamorfose av mafiske bergarter Figur 5 viser ACF koordinatene til noen mineraler. Bruk ACF diagrammer for å løse følgende oppgaver: 4a) Vis en karakteristisk mineralassosiasjon i metabasalt ved grønnskifer facies betingelser på en ACF diagram. 4b) Vis en karakteristisk mineralassosiasjon i metabasalt ved amfibolitt facies forhold på en annen ACF diagram. 4c) Gi en typisk trykk- og temperaturverdi for hvert av diagrammene. 4d) Formuler skjematisk reaksjonen som relaterer de to diagrammer. 4e) Vis reaksjon på en skjematisk P-T diagram. UiT / Postboks 6050 Langnes, N-9037 Tromsø / 77 64 40 00 / postmottak@uit.no / uit.no 5