קאלק-אלקליני הוא מונח בפטרולוגיה המציין קבוצות של סלעי יסוד הנוצרים בסמיכות זה לזה ואשר הרכבם קשור במאפיינים גאוכימיים דומים. הבנת היווצרותם של סלעים אלה חשובה, משום שהם מרכיבים את חלקו העיקרי של קרום כדור הארץ ביבשות.
הנטיות הכימיות מאפיינות של הסלעים מסודרות בדרך כלל בסדרות: בסלעים געשיים מבזלת לריוליט, ובמקבילים הפלוטוניים מגברו לגרניט. ניתוח כימי מראה כי תכולת הסיליקה (SiO2) בסלעים מסדרות אלה נעה מ-50 אחוזים ממשקל הסלע בבזלת ובגברו עד כ-70 אחוזים בריוליט ובגרניט.
מיון ראשון של הסדרות וקביעת שמן נעשה ב-1931 על ידי המינרלוג הקנדימרטין פיקוק[1] (Martin A. Peacock, 1898-1950), במסגרת הצעה להבחין בין סדרות סלעים[2] באמצעות התוויה של ריכוזי מרכיבים כימיים אחרים, כגון ריכוז הסיליקה. מיון זה כמעט שאינו מיושם כיום, אם כי שיטתו עדיין מעניקה תובנות חשובות.
גרניט
בספרו "Igneous Rocks" משנת 1983[3] מסביר המינרלוג דניאל בארקר את הסכמה של פיקוק:
כאשר מתווים בדיאגרמת שינויים את אחוזי המשקל של תחמוצות אחרות, כנגד סיליקה, רואים שבדרך כלל תחמוצת הסידן (CaO) נוטה להתמעט עם העלייה באחוז הסיליקה, ובסופו של דבר סכום אחוזי התחמוצות האלקליות (Na2O + K2O) עולה על זה של תחמוצת הסידן ... תכולת הסיליקה בה מתרחש מצב בו מתקיים שוויון בין תחמוצת הסידן לסכום התחמוצות האלקליות מוערך על ידי אינטרפולציה, ומוגדר כאינדקס אלקלי-גירני[4] ... קבוצות סלעים בהן עולה סכום התחמוצות האלקליות על זה של תחמוצת הסידן כאשר אחוז הסיליקה נמוך מ-51 מהמשקל נקראות "אלקליות" ... אלה בעלות אינדקס אלקלי-גירני בין 56 ו-61 אחוזים נקראות קאלק-אלקליות.[5]
ברם, נעשה שימוש גם בקריטריונים אחרים על מנת להבחין בין סלעים מן הסדרה הקאלק-אלקלית לבין הסדרות התולאיטיות. בסדרות הסלעים הקאלק-אלקליניות יורד אחוז הברזל ככל שאחוז הסיליקה עולה. לעומת זאת, בסדרות התולאיטיות עולה אחוז הברזל ככל שאחוז הסיליקה עולה, סלעים עשירים בסיליקה נדירים יותר וריכוזי האשלגן בערכי סיליקה דומים, נמוכים יותר.
מאגמות קאלק-אלקליניות בדרך כלל מכילות מים, מחומצנות יותר ובעלות לחצי חמצן גבוהים יותר.
סלעים בסדרות אלה נחשבים קשורים זה לזה גנטית באמצעות גיבוש מפריט, והם נגזרים – לפחות באופן חלקי – ממאגמות בזלתיות או אנדזיטיות הנוצרות במעטפת כדור הארץ. נטיות בהרכב מוסברות באמצעות תהליכים מגוונים, ורבים מההסברים מתמקדים בתכולת המים ובשלבי ההתחמצנות של המאגמה. מנגנוני היווצרות מוצעים מתחילים בהתכה חלקית של חומר מופחת, בפרידוטיט מעטפתי שעבר המרה כימית בנוכחות מים ובנתכים שנגזרו מחומר מופחת. המנגנונים שהוצעו להתפתחות מאגמה קאלק-אלקלינית כוללים גיבוש מפריט, עירוב מאגמות בקרום היבשתי וערבוב עם תוצרי התכה חלקית של קרום יבשתי.
