Vulkáni kőzet - Volcanic rock

A "vulkánok" átirányítanak ide. A vulkáni pisztolyokról lásd: Vulkáni ismétlődő fegyverek .
Az albumhoz lásd: Volcanic Rock (album) .
Ignimbrite , piroklasztikus áramlásokkal lerakódott vulkáni kőzet

A vulkáni kőzet ( tudományos összefüggésekben gyakran vulkanikusra rövidítve ) egy vulkánból kitört lávából képződött kőzet . Más szóval, ez különbözik más magmás kőzet azáltal, hogy a vulkanikus eredetű. Mint minden kőzettípus, a vulkanikus kőzet fogalma is mesterséges, és a természetben a vulkáni kőzetek hypabyssal és metamorf kőzetekké válnak, és egyes üledékek és üledékes kőzetek fontos elemét képezik . Ezen okok miatt a geológiában a vulkánokat és a sekély hypabyssal kőzeteket nem mindig kezelik különállónak. Az összefüggésben prekambriumtól pajzs geológia, a „vulkáni” gyakran alkalmazzák, hogy milyen szigorúan metavolcanic kőzetek . A vulkanikus kőzeteket és a magmából a levegőbe kitört üledéket "vulkanikus műanyagnak" nevezik, és ezek technikailag üledékes kőzetek.

A vulkáni kőzetek a leggyakoribb kőzettípusok a Föld felszínén, különösen az óceánokban. A szárazföldön nagyon gyakoriak a lemezhatároknál és az árvíz bazalttartományokban . Becslések szerint a vulkáni kőzetek a Föld jelenlegi földfelszínének mintegy 8% -át fedik le.

Jellemzők

Beállítás és méret


A vulkanikus kőzetek és üledékek osztályozása
Piroklasztikus lerakódás
A bélés mérete mm -ben Pyroclast Elsősorban nem konszolidált: tephra Elsősorban konszolidált: piroklasztikus kőzet
> 64 mm Bomba, blokk Agglomerátum, blokkok vagy bomba ágya, blokk tephra Agglomerátum, piroklasztikus breccsák
64-2 mm Lapillus Réteg, lapilli vagy lapilli tephra ágy Lapilli tufa
2 - 1/16 mm Durva hamvas gabona Durva hamu Durva (hamu tufa)
<1/16 mm Finom hamuszemcsék (porszemek) Finom hamu (por) Finom (hamu) tufa (por tufa)

Struktúra

A vulkáni lítiumtöredék ( homokszemcsék ) mikrorajza ; a felső kép sík-polarizált fény, az alsó kép kereszt-polarizált fény, a bal oldali középen lévő skála doboz 0,25 milliméter.

A vulkáni kőzetek szerkezete általában finomszemcsés vagy afanitikus az üveghez képest. Gyakran tartalmaznak törmeléket más kőzetek és fenokristályként . A fenokristályok olyan kristályok , amelyek nagyobbak, mint a mátrix, és szabad szemmel azonosíthatók . A rombusz -porfír egy példa nagy rombusz alakú fenokristályokkal , amelyek nagyon finom szemcsés mátrixba vannak ágyazva.

A vulkáni kőzetek gyakran hólyagos szerkezetűek , amelyeket az olvadt lávába csapdázott illékony anyagok által hagyott üregek okoznak . A habkő egy erősen hólyagos kőzet, amely robbanásveszélyes vulkánkitörések során keletkezik .

Kémia

A legtöbb modern benzinkutató a magmás kőzeteket, beleértve a vulkáni kőzeteket is, kémiai összetételük szerint osztályozza, amikor eredetükkel foglalkozik. Az a tény, hogy különböző ásványtani és textúrák alakulhatnak ki ugyanabból a kezdeti magmából, arra késztette a petrológusokat, hogy erősen támaszkodjanak a kémiára, hogy megvizsgálják a vulkáni kőzet eredetét.

Az afanitos vulkáni kőzetek IUGS osztályozása a relatív lúg (Na 2 O + K 2 O) és a szilícium -dioxid (SiO 2 ) tömege szerint. A kék terület nagyjából az alkáli kőzetek ábrázolásának helye; sárga terület, ahol szubalkális kőzetek rajzolódnak ki. Eredeti forrás: * Le Maitre, RW ( szerk. ); 1989 : A magmás kőzetek osztályozása és a fogalomtár , Blackwell Science, Oxford.

A magmás kőzetek kémiai besorolása először a szilícium és alkálifémek ( nátrium és kálium ) összes tartalmán alapul, a szilícium -dioxid és az alkáli -oxidok tömegarányában kifejezve ( K 2 O plusz Na 2 O ). Ezek a kőzetet a TAS diagram egyik mezőjébe helyezik . Az ultramafikus kőzetek és karbonátok saját speciális besorolással rendelkeznek, de ezek ritkán fordulnak elő vulkáni kőzetekként. A TAS -diagram néhány mezője tovább van osztva a kálium -oxid és a nátrium -oxid arányával. További osztályozások más alkatrészek, például alumínium- vagy vastartalom alapján is elvégezhetők.

A vulkáni kőzetek szintén széles körben szubalkális , alkáli és peralkalikus vulkáni kőzetekre oszlanak . Az alkáli kőzetek olyan kőzetek, amelyekben

SiO 2 <-3.3539 × 10 −4 × A 6 + 1.2030 × 10 −2 × A 5 - 1.5188 × 10 −1 × A 4 + 8.6096 × 10 −1 × A 3 - 2.1111 × A 2 + 3.9492 × A + 39.0

ahol mind a szilícium -dioxid, mind az összes alkáli -oxid -tartalom (A) moláris frakcióban vannak kifejezve . Mivel a TAS diagram súlyfrakciót használ, és a lúgos és szubalkálikus kőzet közötti határ moláris frakcióban van meghatározva, ennek a görbének a helyzete csak hozzávetőleges. Peralkaline vulkáni kőzetek meghatározása a kőzetek, mely Na 2 O + K 2 O> Al 2 O 3 , úgy, hogy néhány, a alkáli-oxidok jelen kell lennie, mint a aegirine vagy szikes amfibol helyett földpát .

A vulkáni kőzetek kémiája két dologtól függ: az elsődleges magma összetételétől és az azt követő differenciálódástól. A legtöbb mágna differenciálódása növeli a szilícium -dioxid ( SiO 2 ) tartalmat, főleg kristályos frakcionálással . A legtöbb mágia kezdeti összetétele bazaltos , bár a kezdeti kompozíciók kis eltérései több differenciálódási sorozatot eredményezhetnek. Ezek közül a leggyakoribb a tholeiit , alkáli és alkáli .

Ásványtan

A legtöbb vulkáni kőzet számos közös ásványt tartalmaz . A vulkanikus kőzetek differenciálódása hajlamos a szilícium -dioxid (SiO 2 ) tartalom növelésére, elsősorban frakcionált kristályosítással . Így a fejlettebb vulkáni kőzetek általában ásványi anyagokban gazdagabbak, nagyobb mennyiségű szilícium -dioxiddal , mint például a filo és a tektoszilikátok, beleértve a földpátot, a kvarc polimorfokat és a muszkovitot . Bár még mindig a szilikátok uralják, a primitívebb vulkanikus kőzetek ásványi anyagokkal, kevesebb szilícium -dioxiddal rendelkeznek, mint például az olivin és a piroxének . Bowen reakciósorozata helyesen jósolja meg a vulkáni kőzetekben leggyakrabban előforduló ásványok kialakulásának sorrendjét.

Esetenként egy magma felvehet egy kristályt, amely egy másik magmából kristályosodott ki; ezeket a kristályokat xenokristályoknak nevezik . A kimberlitekben található gyémántok ritkák, de jól ismert xenokristályok; a kimberlitek nem hozzák létre a gyémántokat, hanem felveszik és szállítják a Föld felszínére.

Elnevezés

Egy afanitikus vulkanikus homokszem, finom szemcséjű talajjal, kőzettani mikroszkóp alatt
Hólyagos olivin bazalt származó La Palma (zöld fenokristályként vannak olivin ).
Egy 15 centiméteres (5,9 hüvelyk) habkődarab, amelyet egy 20 dolláros hengerezett bankjegy támogat, bizonyítja nagyon alacsony sűrűségét.

A vulkáni kőzeteket kémiai összetételük és textúrájuk szerint nevezik el . A bazalt egy nagyon gyakori vulkáni kőzet, alacsony szilícium -dioxid tartalommal. A riolit magas szilícium -dioxid -tartalmú vulkáni kőzet. A riolit szilícium -dioxid tartalma hasonló a gránitéhoz, míg a bazalt összetétele megegyezik a gabbroéval . Köztes vulkáni kőzetek közé andezit , dácit , trachit , és latite .

A piroklasztikus kőzetek a robbanásveszélyes vulkanizmus termékei. Gyakran felszik (magas szilícium -dioxid -tartalom ). A piroklasztos kőzetek gyakran vulkanikus törmelékek, például hamu , bombák és tephra , valamint más vulkáni kivezetések következményei . A piroklasztos kőzetek példái a tufa és az ignimbrit .

A sekély behatolásokat , amelyek szerkezete hasonló a vulkanikus, mint plutonikus kőzetekhez , szintén vulkanikusnak tekintik, szubvulkánira árnyékolva .

A lávakő és lávakőzet kifejezéseket a marketingesek inkább használják, mint a geológusok, akik valószínűleg azt mondanák, hogy "vulkanikus kőzet" (mert a láva olvadt folyadék, a kőzet pedig szilárd). A "lávakő" leírhat bármit a törékeny szilícium -horzsakőtől a szilárd, maffikus áramlású bazaltig, és néha olyan kőzetek leírására használják, amelyek soha nem voltak lávák , de úgy néznek ki, mintha azok lennének (például üledékes mészkő feloldódási ponttal ). A kőzet fizikai vagy kémiai tulajdonságairól bármiféle közléshez konkrétabb kifejezést kell használni; egy jó beszállító tudni fogja, hogy milyen vulkanikus kőzeteket árulnak.

A vulkáni kőzetek összetétele

ʻAʻā a pāhoehoe láva mellett, a Craters of the Moon National Monument and Preserve -ban , Idaho, Egyesült Államok.
Német példa latitra , egy vulkanikus kőzetre

A vulkanikus lávából képződő kőzetek alcsaládját magmás vulkáni kőzeteknek nevezzük (hogy megkülönböztessük őket a felszín alatti magmából képződő magmás kőzetektől , amelyeket magmás pluton kőzeteknek neveznek ).

A különböző vulkánok lávái, amikor kihűlnek és megkeményednek, megjelenésükben és összetételükben nagyban különböznek. Ha egy riolit lávafolyás gyorsan lehűl, akkor gyorsan megfagyhat fekete, üveges anyaggá, amelyet obszidiánnak neveznek . Gázbuborékokkal töltve ugyanaz a láva képezheti a szivacsosan megjelenő horzsakövet . Ha hagyjuk lassan lehűlni, világos színű, egyenletesen szilárd kőzetet képez, amit riolitnak neveznek.

Rhyolit minta
Bazaltos scoria az Amszterdami -szigetről az Indiai -óceánon

A lávák, amelyek gyorsan lehűltek a levegővel vagy a vízzel érintkezve, többnyire finomkristályosak vagy legalább finomszemcsés talajtömeggel rendelkeznek, amely a viszkózus félkristályos lávaáramnak azt a részét képviseli, amely a kitörés pillanatában még folyékony volt. Ekkor csak légköri nyomásnak voltak kitéve, és a gőz és más gázok, amelyeket nagy mennyiségben tartalmaztak, szabadon távozhattak; ebből sok fontos módosítás következik, a legszembetűnőbb az, hogy gyakran jelen vannak számos gőzüreg ( hólyagos szerkezet), amelyek gyakran hosszúkás alakúra nyúlnak ki, és ezt követően beszivárgással ásványi anyagokat töltenek fel ( amygdaloid szerkezet).

Mivel a kristályosodás folyik, miközben a masszát még kúszik elő a felszín alatt a Föld, a legújabb képződött ásványi anyagok (a talaj-tömeg ) általában elrendezve subparallel kígyózó, hogy kövesse a mozgás irányát (fluxion vagy fluidal szerkezet) - és a nagyobb korai ásványok, amelyek korábban kristályosodtak, ugyanazt az elrendezést mutathatják. A legtöbb láva a kibocsátás előtt jelentősen az eredeti hőmérséklet alá esik. Viselkedésükben szoros analógiát mutatnak a sók forró vizes oldataival, amelyek a telítési hőmérséklet megközelítésekor először nagy, jól formált kristályok termését rakják le (labilis stádium), majd kisebb, kevésbé tökéletes kristályos felhőket csapnak le részecskék (metastabil stádium).

A magmás kőzetekben a kristályok első generációja általában még a láva felszínre kerülése előtt keletkezik, vagyis a felszín alatti mélységből a vulkán kráteréhez való felemelkedés során. Gyakran megfigyelték megfigyeléssel, hogy a frissen kibocsátott lávák nagy kristályokat tartalmaznak, amelyek olvadt, folyékony tömegben hordozódnak. A nagy, jól formált, korai kristályokat ( fenokristályokat ) porfiritikusnak mondják ; a környező mátrix vagy talajtömeg kisebb kristályai az effúzió utáni szakaszhoz tartoznak. Ritkábban a lávák teljesen összeolvadnak a kilökés pillanatában; ezután lehűlhetnek, és nem porfiritikus, finom kristályos kőzetet képezhetnek, vagy ha gyorsabban lehűlnek , nagyrészt nem kristályosak vagy üvegesek (üveges kőzetek, például obszidián, tachilit , kőzet ).

Az üveges kőzetek közös jellemzője a lekerekített testek ( szferulitok ) jelenléte , amelyek középpontból sugárzó finom szétváló szálakból állnak; a földpát tökéletlen kristályaiból állnak, kvarccal vagy tridimittel keverve ; hasonló testeket gyakran mesterségesen állítanak elő olyan poharakban, amelyeket lassan lehűlni hagynak. Ritkán ezek a szferulitok üregesek vagy koncentrikus héjakból állnak, amelyek között ( lithophysae ) vannak szóközök . A perlitikus szerkezet, amely szintén gyakori a poharakban, koncentrikus, lekerekített repedések jelenlétéből áll, amelyek a hűtés során bekövetkező összehúzódás miatt jelentkeznek.

Vulkáni kőzetek, Porto Moniz , Madeira

A fenokristályok vagy porfiritikus ásványok nemcsak nagyobbak, mint az őrölt tömeg; mivel a mátrix még folyékony volt, amikor létrejöttek, szabadon vehettek fel tökéletes kristályos formákat, anélkül, hogy a szomszédos kristályok nyomása befolyásolná őket. Úgy tűnik, hogy gyorsan nőttek, mivel gyakran tele vannak üveges vagy finom kristályos anyagú burkolatokkal, mint például az őrölt tömeg. A fenokristályok mikroszkópos vizsgálata gyakran feltárja, hogy komplex történetük van. Nagyon gyakran különböző összetételű rétegeket mutatnak, amelyeket színváltozások vagy más optikai tulajdonságok jeleznek; így az augit zöld lehet a közepén, amelyet a barna különböző árnyalatai vesznek körül; vagy lehetnek halványzöld központilag és sötétebb zöld erős pleochroism (aegirine) a periférián.

A földpátokban a középpont általában kalciumban gazdagabb, mint a környező rétegek, és gyakran megfigyelhetők egymást követő zónák, amelyek mindegyike kevésbé kalkulikus, mint a benne lévők. A kvarc (és más ásványi anyagok) fenokristályai az éles, tökéletes kristályos felületek helyett lekerekített korrodált felületeket mutathatnak, a hegyek tompák és szabálytalan nyelvszerű nyúlványok a kristály anyagába. Nyilvánvaló, hogy az ásvány kristályosodása után a mátrix megszilárdulása előtt bizonyos idő alatt részben újra feloldódott vagy korrodálódott.

A biotit és a szarvasmarha korrodált fenokristályai nagyon gyakoriak egyes lávákban; halványzöld augittal kevert magnetit fekete peremei veszik körül . A szarvasbunda vagy biotit anyag instabilnak bizonyult a konszolidáció egy bizonyos szakaszában, és felváltotta az augit és a magnetit paramorf, amely részben vagy teljesen helyettesítheti az eredeti kristályt, de továbbra is megőrzi jellegzetes körvonalait.

A vulkanikus kőzetek mechanikai viselkedése

A vulkáni kőzetek mechanikai viselkedését bonyolítja a komplex mikrostruktúra. Például az olyan tulajdonságok, mint az üres tér felosztása (pórusok és mikrorepedések), a pórusok és a kristályok mérete és alakja, valamint a hidrotermális elváltozások, nagymértékben eltérhetnek a vulkáni kőzetekben, és mind befolyásolhatják az ebből adódó mechanikai viselkedést (pl. és szakítószilárdság, valamint az a nyomás, amelyen átállnak a törékenyből a képlékeny viselkedésbe). Ami a többi kéregkőzetet illeti, a vulkáni kőzetek törékenyek és hajlékonyak alacsony, illetve magas effektív zárónyomáson. A rideg viselkedés hibaként és törésekként nyilvánul meg, és a képlékeny viselkedés vagy elosztott (kataklasztikus pórusok összeomlása) vagy lokalizált (tömörítési sávok). A vulkanikus kőzetek mechanikai viselkedésének megértése segíthet nekünk jobban megérteni a vulkáni veszélyeket, például a szárny összeomlását.

Lásd még

Hivatkozások

  1. ^ Wilkinson, Bruce H; McElroy, Brandon J; Kesler, Stephen E; Peters, Shanan E; Rothman, Edward D (2008). "A globális geológiai térképek tektonikus sebességmérők-a sziklás kerékpározás arányai a terület-kori frekvenciákból". Amerikai Földtani Társaság Közlönye . 121 (5–6): 760–79. Bibcode : 2009GSAB..121..760W . doi : 10.1130/B26457.1 .
  2. ^ Le Bas, MJ; Streckeisen, AL (1991). "A magmás kőzetek IUGS rendszerezése". Földtani Társulat folyóirata . 148 (5): 825–33. Bibcode : 1991JGSoc.148..825L . doi : 10.1144/gsjgs.148.5.0825 . S2CID  28548230 .
  3. ^ "Kőzetosztályozási rendszer - 1. kötet - Igneous" . British Geological Survey: Rock Classification Scheme . NERC. 1 : 1–52. 1999. 2016. november 24 -én archiválva az eredetiből.
  4. ^ Le Bas, MJ; Streckeisen, AL (1991). "A magmás kőzetek IUGS rendszerezése". Földtani Társulat folyóirata . 148 (5): 825–833. Bibcode : 1991JGSoc.148..825L . CiteSeerX  10.1.1.692.4446 . doi : 10.1144/gsjgs.148.5.0825 . S2CID  28548230 .
  5. ^ "Kőzetosztályozási rendszer - 1. kötet - Igneous" (PDF) . British Geological Survey: Rock Classification Scheme . 1 : 1–52. 1999.
  6. ^ "Magmás kőzetek osztályozása" . Archiválva az eredetiből 2011. szeptember 30.
  7. ^ a b c Philpotts, Anthony R .; Ague, Jay J. (2009). A magmás és metamorf kőzettan alapelvei (2. kiadás). Cambridge, Egyesült Királyság: Cambridge University Press. ISBN 9780521880060.
  8. ^ a b Irvine, TN; Baragar, WRA (1971. május 1.). "Útmutató a közönséges vulkáni kőzetek kémiai osztályozásához". Canadian Journal of Earth Sciences . 8 (5): 523–548. Bibcode : 1971CaJES ... 8..523I . doi : 10.1139/e71-055 .
  9. ^ a b "Mi a lávaszikla" . reddome.com . Red Dome Lava Rock. Archiválva az eredetiből 2017. szeptember 10 . Letöltve: 2017. szeptember 9 .
  10. ^ a b c d e f g   Az előző mondatok közül egy vagy több olyan szöveget tartalmaz, amely egy közkinccsé vált publikációból származik :  Flett, John Smith (1911). " Kőzettan ". Chisholm, Hugh (szerk.). Encyclopædia Britannica . 21 (11. kiadás). Cambridge University Press. o. 327.
  11. ^ Pinkerton, H; Bagdassarov, N (2004). "Átmeneti jelenségek a hólyagos lávafolyásokban analóg anyagokkal végzett laboratóriumi kísérletek alapján". Journal of Volcanology and Geothermal Research . 132 (2–3): 115–36. Bibcode : 2004JVGR..132..115B . doi : 10.1016/s0377-0273 (03) 00341-x .
  12. ^ a b "Der online Shop für Lavasteine" . lavasteine24.de (németül). Archiválva az eredetiből 2016. október 27 . Letöltve: 2016. október 27 .
  13. ^ Pinkerton, Harry; Norton, Gill (1995. november 1.). "A bazaltlávák reológiai tulajdonságai a folyadék alatti hőmérsékleten: laboratóriumi és terepi mérések az Etna-hegyi lávákon". Journal of Volcanology and Geothermal Research . 68. (4): 307–323. Bibcode : 1995JVGR ... 68..307P . doi : 10.1016/0377-0273 (95) 00018-7 .
  14. ^ a b c Halom, Michael J; Violay, Marie (2021). "A vulkanikus kőzetek mechanikai viselkedése és meghibásodási módjai: áttekintés". Vulkanológiai Közlöny . 83. (33). doi : 10.1007/s00445-021-01447-2 .
  15. ^ Halom, Michael J; Farquharson, Jamie; Baud, Patrick; Lavallée, Yan; Reuschlé, Thierry (2015). "Az andezit törése és tömörítése egy vulkáni építményben" . Vulkanológiai Közlöny . 77. (55). doi : 10.1007/s00445-015-0938-7 . PMC  4551152 .