Skały magmowe, charakterystyka, powstawanie, rodzaje, skład

1732
Robert Johnston
Skały magmowe, charakterystyka, powstawanie, rodzaje, skład

Plik skały magmowe to te, które powstają w wyniku ochłodzenia się magmy wewnątrz Ziemi lub pojawienia się lawy wulkanicznej. Są to skały o zmiennym udziale materii skrystalizowanej i zeszklonej (niekrystaliczne amorficzne ciała stałe), pH od kwaśnego do zasadowego i barwie od jasnej do bardzo ciemnej.

Skały magmowe tworzą się w miejscach na Ziemi, w których skorupa ziemska jest niszczona lub wyłania się nowa. Dzieje się tak w strefach subdukcji (gdzie stare dno oceanu tonie pod kontynentami) lub w grzbietach śródoceanicznych..

Skały magmowe. Źródło: Ben Tullis z Cambridge, Wielka Brytania / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0)

Te obszary pod ziemią osiągają temperatury powyżej 1000 ° C, które topią skały i minerały, stając się częścią magmy. Gdy podnosi się na powierzchnię, magma ochładza się i tworzą się skały magmowe lub magmowe.

Skały magmowe składają się w 59% ze skaleni, 17% z amfiboli i piroksenów, 12% kwarcu, 4% miki i 8% innych minerałów. Niektóre są bogatsze w krzemionkę i zawierają mało żelaza i magnezu (krzemionkowe), a inne zawierają więcej żelaza i magnezu niż krzemionka (żelazomagnez).

Jego tekstura jest zmienna, określana przez proporcje szkła i szkła, wielkość i kształt jego cząstek oraz ich wzajemne ułożenie. Skały te mogą być uciążliwe, jeśli powstają, gdy magma chłodzi się pod powierzchnią, i wyrzucać, jeśli pochodzą z lawy..

Przepływ lawy w Kalapanie na Hawajach

Skały magmowe stanowią około 95% skał w skorupie ziemskiej, ale są mniej widoczne niż skały osadowe. Wśród nich są bazalt, granit, obsydian i pumeks, a także około 700 bardziej opisanych typów.

Indeks artykułów

  • 1 Charakterystyka skał magmowych
    • 1.1 Pochodzenie
    • 1.2 Skład magmy
    • 1.3 Wpływ chłodzenia magmy
  • 2 Szkolenie
    • 2.1 Dryf kontynentalny, skały magmowe i magmowe
  • 3 Skład skał magmowych
  • 4 Tekstura
    • 4.1 Krystaliczność
    • 4.2 Opis kryształów i cząstek szkła
    • 4.3 Relacje strukturalne
  • 5 Klasyfikacja: rodzaje skał magmowych
    • 5.1 Natrętne lub plutoniczne
    • 5.2 Ekstremalne lub wulkaniczne
  • 6 Przykłady skał magmowych
    • 6.1 Granit
    • 6.2 Obsidian
    • 6.3 Pumeks lub pumeks
    • 6.4 Bazaltowa skała magmowa na księżycowej ziemi
  • 7 Referencje

Charakterystyka skał magmowych

Źródło

Komora magmy wulkanu (dół)

Ogólna charakterystyka skał magmowych wynika z ich pochodzenia, będącego produktem krzepnięcia magmy. To jedyne skały, które pochodzą z zestalonego ciekłego materiału.

Kompozycja magmy

Rodzaj skały magmowej jest określony przez skład magmy, a także sposób i miejsce jej zestalenia, przy czym znanych jest ponad 700 różnych typów. Kiedy żelazo i magnez dominują w składzie magmy, powstają skały maficzne, a jeśli tak jest, uzyskuje się skały felsiczne..

Podobnie udział tlenku krzemionki określa pH skały magmowej, a jeśli jest ono wyższe niż 65%, skała będzie kwaśna. Jeśli wynosi od 45% do 65%, uzyskuje się skały neutralne, a poniżej 45% są to skały zasadowe..

Wpływ chłodzenia magmy

Chłodzenie lawy

Ponadto proces chłodzenia magmy wpływa na powstającą skałę, ponieważ pod skorupą chłodzenie jest wolniejsze, powodując większą krystalizację. Jeśli magma jest wystawiona na działanie powietrza i wody, gdy podnosi się jako lawa, ochładza się szybciej, następuje zeszklenie i mogą tworzyć się szkliste skały (szkło wulkaniczne).

Trening

Skały magmowe powstają z magmy, która jest cieczą złożoną ze stopionej skały, zawieszonych kryształów i gazów. Ta magma znajduje się w płaszczu ziemskim i jest poddawana recyklingowi w procesie odnowy skorupy ziemskiej podczas dryfu kontynentalnego..

Magma unosi się z głębszych warstw skorupy i krzepnie, krystalizuje, tworząc pod nią skały magmowe. Przechodzą one powolny proces chłodzenia, który determinuje rodzaj krystalizacji zwany frakcyjną.

Tworzenie skał magmowych. Źródło: Thomas Eliasson z Geological Survey of Sweden https://www.flickr.com/people/geologicalsurveyofsweden/ / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0)

Dlatego na każdym etapie chłodzenia (w zależności od temperatury) niektóre minerały krystalizują, a następnie inne. W ten sposób powstają skały magmowe z dużymi kryształami i mniejszą zawartością szkła..

Lawa z erupcji wulkanu Kilauea (1969-1971)

Magma może czasami gwałtownie unieść się na powierzchnię w wyniku erupcji wulkanicznych w postaci lawy, schładzając się szybciej. Na przykład skały magmowe zwane włosami Pele powstają, gdy wiatr unosi w zawiesinie fragmenty stopionej lawy..

Włosy Pele

Może również wystąpić nagłe ochłodzenie bazaltowych kropli magmy lub strumieni lawy, które wpływają do morza. Te skały magmowe mają mniejsze kryształy i większą zawartość szkła.

Dryf kontynentalny, magma i skały magmowe

Ziemia ma stałe żelazne jądro otoczone stopioną fazą, a nad nim płaszcz, który ma pierwszą warstwę, która przechodzi od cieczy do półstałej i stałą górną warstwę (skorupę). Ta skorupa pęka na płyty, które są przemieszczane pod wpływem ruchu generowanego przez konwekcję termiczną..

Magma wznosi się i wypływa na grzbietach śródoceanicznych, które są grzbietami wulkanicznymi na dnie morza. Tam skorupa jest cieńsza, a magma wyłania się, tworząc nowe dno oceanu, które wypycha stare, a kiedy zderza się z płytami kontynentalnymi, tonie, ponownie topiąc się.

W tym procesie skały i minerały topią się, tworząc część magmy, która ponownie pojawi się w grzbietach kontynentalnych i obszarach wulkanicznych. To właśnie w tych punktach tworzą się skały magmowe, gdy magma się ochładza.

Skład skał magmowych

Magma, z której powstają skały magmowe, obejmuje fazę ciekłą utworzoną przez stopione krzemiany, ciało stałe z kryształów tych krzemianów w zawiesinie oraz trzecią fazę gazową. Ta ostatnia obejmuje parę wodną (H.dwaO), dwutlenek węgla (COdwa) i dwutlenek siarki (SOdwa).

Głównymi obecnymi pierwiastkami chemicznymi jest dwutlenek krzemu (SiOdwa), tlenek glinu (AldwaLUB3) i tlenek żelaza (FedwaLUB3). Podobnie jak tlenek żelaza (FeO), tlenek magnezu (MgO), tlenek wapnia (CaO), tlenek sodu (NadwaO) i tlenek potasu (KdwaLUB).

Na ogół powstałe skały zawierają 59% skaleni, 17% amfiboli i piroksenów, 12% kwarcu, 4% miki i 8% innych minerałów. Skaleń obejmuje wapń (taki jak anortyt), sód (taki jak albit), oliwiny, klinopirokseny, ortopirokseny, hoblenda i biotyt.

W drodze na powierzchnię magma ciągnie się i zawiera fragmenty skał, przez które przechodzi. Te inkluzje mogą być bardzo zróżnicowane i nazywane są ksenolitami..

Tekstura

Tekstura lub struktura skały magmowej odnosi się do sposobu, w jaki ułożone są kryształy i materiały amorficzne tworzące skałę. Obejmuje to stosunek obecnego szkła do kryształu (krystaliczność), a także rozmiar i kształt kryształów..

Innym aspektem jest powiązanie strukturalne między wspomnianymi kryształami a innymi materiałami, to znaczy sposób ich ułożenia względem siebie.. 

Krystaliczność

W skałach magmowych krystaliczność waha się od 100% skrystalizowanej (domena krystaliczna) do 100% szklistej (domena szklana). Na przykład granit holokrystaliczny z Ross of Mull w Szkocji (Wielka Brytania), składający się w 100% z kryształów.

Natomiast skała Dacyt z Chemnitz (Niemcy) nazywana jest hipokrystaliczną, to znaczy jest to głównie szkło z wtrąceniami kryształowymi. Podczas gdy tak zwane włosy Pele z wulkanu Erta Alé (Etiopia) to pasma szkła bazaltowego.

Opis kryształów i cząstek szkła

W tym miejscu odpowiada opisowi rozmiaru cząsteczek tworzących skałę, jej kształtu i kolorów. W tym celu powstają cienkie fragmenty skały magmowej, które można zobaczyć w świetle spolaryzowanym w stereomikroskopie..

W tych badaniach można znaleźć różne zjawiska, które zmieniają mikroskopijny wygląd skały, na przykład gdy dwie ciecze, które nie mogą się ze sobą mieszać, łączą się w jej formowaniu. W ten sposób powstają małe szklane kuleczki w obrębie większych fragmentów szkła..

Rozmiar

Aby zdefiniować rozmiar, istnieją kryteria jakościowe i ilościowe. Metodą jakościową mówimy o fanerokrystalicznych skałach magmowych, gdy wszystkie ich kryształy są widoczne gołym okiem..

Natomiast aphanity to te skały, w których prawie wszystkich ich kryształów nie widać gołym okiem. Skały te są zróżnicowane na mikrolityczne (kryształy można zobaczyć pod mikroskopem) i kryptokrystaliczne, gdzie kryształy nie są doceniane nawet pod mikroskopem..

Aby uzyskać dokładniejsze opisy, wykorzystano metody ilościowe, w których mierzone są kryształy. Zgodnie z tą charakterystyką dzieli się je na grube (powyżej 5 mm), średnie (od 1 do 5 mm) i drobne (poniżej 1 mm).

Kształt

Jedną z zastosowanych cech jest kształt powierzchni szklanych, a innymi jej trójwymiarowy kształt. Wśród tych pierwszych mówi się o kryształach ideomorficznych lub automorficznych, gdy przedstawiają one określone twarze..

Podczas gdy allomorfy lub ksenomorfy nigdzie nie mają prostych ścian, a subidiomorfy są pośrednie (niektóre proste twarze). Z drugiej strony opisano również trójwymiarowy kształt, znajdując kryształy wielościenne, kuliste, laminarne, pryzmatyczne lub igiełkowe (jak igły).

Relacja strukturalna

Aby zdefiniować tę zależność, powyższe cechy są zintegrowane z opisem rozmieszczenia kryształów, szkieł i innych obecnych cząstek. I tak, inwazyjne skały magmowe mają struktury granitowe, porfiroidalne, apolityczne i pegmatytyczne, a ekstruzyjne są mikrokrystaliczne i porfirowe..

Skały granitowe mają mniej lub bardziej jednorodne kryształy o średniej wielkości (poniżej 2 cm), a porfiroidy są podobne, ale z wtrąceniami kryształów powyżej 2 cm. W apolityce widoczne są żyły mikrokryształów, a pegmatyty są utworzone przez kryształy większe niż 2 cm. 

W przypadku ekstruzyjnych skał magmowych niektóre składają się z mikroskopijnych (mikrokrystalicznych) kryształów. Podczas gdy inne składają się z matrycy mikroskopijnych kryształów z kilkoma większymi kryształami (porfirytu).

Klasyfikacja: rodzaje skał magmowych

Skały magmowe można klasyfikować ze względu na ich pochodzenie lub skład, w pierwszym przypadku mówimy o natrętnych i wylewnych skałach magmowych. Podczas gdy kompozycja klasyfikuje je jako krzemionkowe, jeśli mają mało żelaza i magnezu, są bogate w krzemionkę.

Ferromagnezjusze mają wysoką zawartość żelaza i magnezu w porównaniu z krzemionką. Dodatkowo wyróżnia je kolor, gdzie krzemionki są jasne, a ferromagnezowe ciemne..

Natrętne lub plutoniczne

Granit, uciążliwa skała magmowa

Te skały magmowe pochodzą z magmy znajdującej się w płaszczu Ziemi, ulegając powolnemu chłodzeniu. Pozwala to na tworzenie się dużych kryształów, przez co wykazują one fakturę fanerokrystaliczną, czyli jest dostrzegana gołym okiem..

Ekstremalne lub wulkaniczne

Bazalt, ekstruzyjna skała magmowa

Ekstremalne skały magmowe powstają z lawy wydalonej w wyniku erupcji wulkanów. W tym przypadku przeważają tekstury aphanityczne, z mniejszymi kryształami, ze względu na niską krystalizację z powodu szybkiego chłodzenia..

Aktywny wulkan na wyspie Reunion

Z kolei ten typ skały magmowej jest podzielony na lawę lub wylew i piroklastyczny lub wybuchowy. W pierwszym przypadku lawa przechodzi z fazy ciekłej do fazy stałej, podczas gdy w piroklastycznych występuje faza gazowa..

W przypadku zbyt szybkiego stygnięcia lawy, na przykład w kontakcie z wodą, skała zeszklenia. Przykładami tego są obsydian i pumeks..

Przykłady skał magmowych

Granit

Kolekcja skał granitowych

Jest to inwazyjna lub plutoniczna skała magmowa o wysokim odsetku krystalizacji i zawartości kwarcu od 20 do 60% i ponad 50% skaleni alkalicznych. Skały te pochodzą z krzepnięcia nasyconej magmy, czyli z dużą zawartością krzemionki, zestalonej na dużych głębokościach.

Granit reprezentuje najbardziej rozpowszechniony rodzaj skał magmowych na powierzchni kontynentu i charakteryzuje się jasnymi tonami, w kolorach takich jak szary, niebieskawo-czarny, różowo-fioletowy, zielonkawy lub żółty.

Jest to skała o dużej wytrzymałości i twardości, podatna na polerowanie i wykorzystywana do różnych celów, m.in. przy budowie pomników, budynków, zbiorników wodnych oraz w meblach kuchennych..

Obsydian

Obsydian. Źródło: Krassotkin / CC0

Jest to ledwo skrystalizowana, półprzezroczysta, ciemna i kwaśna ekstruzyjna lub wulkaniczna skała magmowa, uważana za szkło wulkaniczne. Skała ta jest utworzona z lawy bogatej w dwutlenek krzemu, która bardzo szybko schładza się na brzegach strumienia wulkanicznego i ma czarny lub ciemnobrązowy kolor..

Od czasów prehistorycznych ludzie używali obsydianu do wytwarzania przedmiotów, takich jak talerze, noże, lustra i groty strzał. Dziś jest używany jako kamień szlachetny, do wyrobu noży, ostrzy do skalpeli i ozdób.

Pumeks lub pumeks

Pole pumeksu. Źródło: Rodolfo Pace / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0)

Jest to kolejna wylewająca się lub wulkaniczna skała magmowa, w tym przypadku utworzona z lawy wyrzuconej w powietrze podczas erupcji. Powoduje to gwałtowną utratę gazów, co nadaje mu porowatą strukturę, co skutkuje powstaniem skały o małej gęstości..

Skała ta jest od białej do szarej bez krystalizacji (jest to głównie rodzaj szkła), złożona głównie ze skalenia potasowego, kwarcu i minerałów typu plagioklaz. Ma gęstość, która pozwala mu unosić się w wodzie i jest używany jako ścierniwo, np. Do usuwania twardości na podeszwach stóp..

Bazaltowa skała magmowa z księżycowej gleby

Wśród próbek skał księżycowych przywiezionych przez misję Apollo 17 numer 74220 z doliny Taurus Littrow odpowiada bazaltowej skale magmowej. Pod mikroskopem światła spolaryzowanego obserwuje się kuliste fragmenty pomarańczowo-brązowego szkła i inne częściowo skrystalizowane i prawie czarne cząstki..

Bazalt to ekstruzyjna skała magmowa o ciemnym kolorze, która pochodzi z gwałtownego stygnięcia lawy bogatej w żelazo i magnez (lawa mafijna). Ten rodzaj bardzo drobnoziarnistej skały stanowi około 90% całej wulkanicznej masy skalnej na Ziemi i na Księżycu..

Bibliografia

  1. Alfaro, P., Alonso-Chaves, F.M., Fernández, C. and Gutiérrez-Alonso, G. (2013). Plate tectonics, Integrative Teoria on the Planet.
  2. Podstawy koncepcyjne i dydaktyczne. Nauczanie nauk o ziemi.
  3. Engel, A.E.J. i Engel, C.G. (1964). Skład bazaltów z grzbietu środkowoatlantyckiego. Nauka.
  4. Fox, P.J. i Gallo, D.G. (1984). Model tektoniczny dla granic z transformacją grzbietu-płytą kalenicową: Implikacje dla struktury litosfery oceanicznej. Tektonofizyka.
  5. Fraga, H.R., Polare, M.H. oraz Antola, M. (2017). Skały magmowe. Katedra Nauk Geologicznych „Prof. Dra. Pierina Pasotti ”, Wydział Nauk Ścisłych, Inżynierii i Geodezji, National University of Rosario.
  6. MacKenzie, W.S., Donaldson, C.H. i Guilford, C. (1996). Atlas skał magmowych i ich tekstury. MASSON, S.A.
  7. Tarbuck, E.J. i Lutgens F.K. (2013). Nauki o ziemi: wprowadzenie do geologii fizycznej. Wydanie 10, Madryt, Pearson Education, Prentice Hall.

Jeszcze bez komentarzy