Bezár- az indiai Chennaiban kitett gránit (egy tolakodó magmás kőzet)
A magmás kőzetek előfordulási módja, textúrája, ásványtan, kémiai összetétel és a a magmás test.
A magmás kőzetek sok típusának osztályozása fontos információkat nyújthat a keletkezésük körülményeiről. A magmás kőzetek osztályozásához két fontos változó a szemcseméret, amely nagyban függ a lehűléstől és a kőzet ásványi összetételétől. A földpátok, a kvarc- vagy a földpathoidok, az olivinok, a piroxének, az amfibolok és a micák mind fontos ásványi anyagok szinte az összes magmás kőzet kialakulásában, és alapvető jelentőségűek e kőzetek besorolásában. Az összes többi jelen lévő ásványt szinte minden magmás kőzetben nem lényegesnek tekintik, és kiegészítő ásványoknak nevezik. A magmás kőzetek és más esszenciális ásványi anyagok típusai nagyon ritkák, de tartalmaznak karbonátokat, amelyek esszenciális karbonátokat tartalmaznak.
Egyszerűsített osztályozásban a magmás kőzettípusokat a jelenlévő földpát típusa, jelenléte vagy kvarc hiányában, valamint földpát vagy kvarc nélküli kőzetekben a jelen lévő vas- vagy magnézium-ásványi anyagok. A kvarcot (szilícium-dioxidot tartalmazó) tartalmazó kőzetek szilícium-dioxiddal túltelítettek. A földpát-patoidokkal rendelkező kőzetek szilícium-dioxidtal telítetlenek, mivel a földpathoidok nem létezhetnek együtt a kvarccal stabil kapcsolatban.
Azokat a magmás kőzeteket, amelyeknek kristályai elég nagyok ahhoz, hogy szabad szemmel is lássák, phaneritic-nek nevezzük; azokat, akiknek a kristálya túl kicsi ahhoz, hogy lássák, afanitikusnak nevezzük. Általánosságban elmondható, hogy a phaneritic tolakodó eredetet jelent; aphaniás és extrudáló.
A magmás kőzetet, amelynek finomabb szemcséjű mátrixába beágyazódnak nagyobb, jól látható kristályok, porfírnak nevezzük. A porfiros textúra akkor alakul ki, amikor a kristályok egy része jelentős méretűre növekszik, mielőtt a magma fő tömege finomabb szemcsésségű, egyenletes anyagká kristályosodik. A textúra az ásványi szemcsék vagy kristályok méretére, alakjára és elrendezésére utal, amelyekből a kőzet összeáll.
Textúra
Phaneritic textúrát bemutató Gabbro-minta a kaliforniai Sierra Nevada keleti Rock Creek-kanyonból
A textúra fontos kritérium a vulkanikus kőzetek elnevezésében. A vulkanikus kőzetek textúrája, beleértve az ásványi szemcsék méretét, alakját, orientációját és eloszlását, valamint a szemcsék közötti kapcsolatokat, meghatározza, hogy a kőzet tufának, piroklasztikus lávának vagy egyszerű lávának nevezik-e. A textúra azonban csak a vulkanikus kőzetek osztályozásának alárendelt része, mivel leggyakrabban kémiai információkra van szükség, amelyek rendkívül finom szemcsés talajtömegű kőzetekből vagy a vulkanikus hamu képződéséből származó légszállási tufákból származnak.
A texturális kritériumok kevésbé kritikusak az olyan tolakodó kőzetek besorolásakor, ahol az ásványi anyagok többsége szabad szemmel látható lesz, vagy legalábbis kézlencsével, nagyítóval vagy mikroszkóppal. A plutonikus kőzetek általában kevésbé változatosak a textúrák tekintetében, és kevésbé hajlamosak a jellegzetes szerkezeti szövetek megjelenésére. Texturális kifejezésekkel meg lehet különböztetni a nagy plutonok különféle tolakodó fázisait, például a porfír margókat a nagy tolakodó testekkel, a porfír állományokkal és a szubvulkáni gátakkal. Az ásványtani osztályozást leggyakrabban a plutonikus kőzetek osztályozására használják. A vulkanikus kőzetek osztályozásához a kémiai osztályozás előnyös, előtagként fenokristályos fajokat használnak, pl. “olivintartalmú pikrit” vagy “ortoklaz-phirikus riolit”.
A magmás kőzetek alaposztályozási sémája ásványi összetételük alapján. Ha ismertek a kőzetben lévő ásványi anyagok hozzávetőleges térfogatrészei, akkor a kőzet neve és a kovasav tartalma leolvasható a diagramról. Ez nem pontos módszer, mert a magmás kőzetek osztályozása más komponensektől is függ, mégis a legtöbb esetben ez egy jó első tipp.
Ásványtani osztályozás
Az IUGS javasolja a magmás kőzetek ásványi összetétel szerinti osztályozását, amikor csak lehetséges. Ez egyértelmű a durva szemcséjű, tolakodó magmás kőzet esetében, de szükség lehet vékony szakaszok vizsgálatára mikroszkóp alatt finom szemcsés vulkanikus kőzet esetében, és lehetetlen lehet üveges vulkáni kőzet esetében. Ezután a kőzetet kémiailag osztályozni kell.
A tolakodó kőzet ásványtani besorolása azzal kezdődik, hogy meghatározzuk, hogy a kő ultrarajzos-e, karbonit vagy lamprofír-e.Az ultravirág kőzet több mint 90% -ban tartalmaz vasban és magnéziumban gazdag ásványi anyagokat, például szarvasvirágot, piroxént vagy olivint, és az ilyen kőzeteknek saját osztályozási rendszerük van. Hasonlóképpen, a több mint 50% karbonát-ásványi anyagot tartalmazó kőzetek karbonitokként vannak besorolva, míg a lamprofirek ritkán ultrapotassikus kőzetek. Mindkettőt a részletes ásványtan alapján osztályozzák tovább. A besorolás a kvarc, az alkáli földpát, a plagioklász és a földpathoid százalékos arányán alapul az ezekből az ásványokból álló kőzet teljes frakciójából, figyelmen kívül hagyva az összes többi jelenlévő ásványt. Ezek a százalékok a kőzetet valahol a QAPF diagramra helyezik, amely gyakran azonnal meghatározza a kőzettípust. Néhány esetben, például a diorit-gabbro-anortit mezőben, további ásványtani kritériumokat kell alkalmazni a végső besorolás meghatározásához.
Ahol meghatározható egy vulkanikus kőzet ásványtana, ott a ugyanez az eljárás, de egy módosított QAPF-diagram segítségével, amelynek mezői megfelelnek a vulkanikus kőzettípusoknak.
Kémiai osztályozás és kőzettan
A teljes alkáli / szilícium-dioxid osztályozási séma (TAS) a Le Maitre 2002. évi magmás kőzetei szerint – A besorolás és a szószedet A kék terület nagyjából ott van, ahol az alkáli kőzetek telnek, a sárga pedig az, ahol a szubalkáli kőzetek vannak.
Ha egy vulkanikus kőzet ásványtan szerinti besorolása nem praktikus, akkor a kőzetet kémiailag kell osztályozni.
Viszonylag kevés ásványi anyag van, amely fontos közös magmás kőzetek kialakulása, mert a magma, amelyből az ásványok kristályosodnak, csak bizonyos elemekben gazdag: silico n, oxigén, alumínium, nátrium, kálium, kalcium, vas és magnézium. Ezek az elemek alkotják a szilikátásványokat, amelyek az összes magmás kőzet több mint kilencven százalékát teszik ki. A magmás kőzetek kémiája másképp fejeződik ki a fő és a kisebb elemekre, valamint a nyomelemekre. A fő- és mellékelemek tartalmát szokásosan tömegszázalékos oxidokban fejezzük ki (például 51% SiO2 és 1,50% TiO2). A nyomelemek bőségét hagyományosan milliliter tömegben fejezzük ki (például 420 ppm Ni és 5,1 ppm Sm). A “nyomelem” kifejezést általában azokra az elemekre használják, amelyek a legtöbb kőzetben körülbelül 100 ppm-nél kisebb mennyiségben vannak jelen, de egyes nyomelemek egyes kőzetekben 1000 ppm-nél nagyobb mennyiségben lehetnek jelen. A kőzetkompozíciók sokféleségét az analitikai adatok hatalmas tömege határozta meg – több mint 230 000 kőzetanalízis érhető el az interneten az Egyesült Államok Nemzeti Tudományos Alapítványa által támogatott webhelyen keresztül (lásd: Külső link a EarthChemhez).
Az egyetlen legfontosabb összetevő a szilícium-dioxid, a SiO2, akár kvarcként fordul elő, akár más oxidokkal, mint földpátok vagy más ásványok. Mind a behatoló, mind a vulkanikus kőzetek a teljes szilícium-dioxid-tartalom szerint kémiailag nagy kategóriákba vannak csoportosítva.
- A féli kőzetekben van a legnagyobb szilícium-dioxid-tartalom, és túlnyomórészt kvarcból és földpátból álló felzikus ásványokból állnak. Ezek a kőzetek (gránit, riolit) általában világos színűek és viszonylag alacsony sűrűségűek.
- A köztes kőzetek közepes szilícium-dioxid-tartalommal rendelkeznek, és túlnyomórészt földpátokból állnak. Ezek a kőzetek (diorit, andezit) általában sötétebb színűek, mint a felzikus kőzetek, és valamivel sűrűbbek.
- A Mafic kőzetek viszonylag alacsony szilícium-dioxid-tartalommal rendelkeznek, és többnyire piroxénekből, olivinokból és kalcium-plagioklászokból állnak. Ezek a kőzetek (bazalt, gabbro) általában sötét színűek, és nagyobb sűrűségűek, mint a felzikus kőzetek.
- Az ultrahangos kőzetben nagyon kevés a szilícium-dioxid, több mint 90% -ban maffikus ásványi anyag (komatiite, dunite) található.
Ezt a besorolást a következő táblázat foglalja össze:
| Összetétel | ||||
|---|---|---|---|---|
| Előfordulási mód | Felsic (> 63% SiO2) |
Közbenső kategória (52% – 63% SiO2) | Mafic (45% – 52% SiO2) |
Ultrahangos (< 45% SiO2) |
| Behatoló | Gránit | Diorit | Gabbro | Peridotit |
| Extrusív | riolit | Andezit | bazalt | Komatiite |
Az alkálifém-oxidok (Na2O és K2O) százalékos aránya csak a szilícium-dioxid után van a kémiai osztályozás szempontjából vulkanikus kőzet.A szilícium-dioxid és az alkálifém-oxid százalékokat használják a vulkanikus kőzet elhelyezésére a TAS diagramra, amely elegendő a legtöbb vulkáni kőzet azonnal besorolásához. Egyes mezők kőzeteit, például a trachyandesit mezőt, tovább osztályozzák a kálium és a nátrium aránya (így a káliumos trachyandesitek latitok, a szodikus trachyandesitek pedig benmoreitek). A mafikusabb mezők egy részét tovább boncolja vagy meghatározza a normatív ásványtan, amelyben a kőzetnek kémiai összetétele alapján kiszámítják az idealizált ásványi összetételt. Például a basanit megkülönbözteti a tephritet azáltal, hogy magas normatív olivintartalommal rendelkezik.
Az alapvető TAS-osztályozás további finomításai a következők:
A régebbi terminológiában a szilícium-dioxid túltelített kőzeteket szilícium- vagy savas, ahol a SiO2 nagyobb, mint 66%, és a kvarcolit családnevet alkalmazzák a legtöbb kovasavra. A normatív földpathoid a kőzetet szilícium-dioxidtal telítetlennek minősíti; egy példa a nephelinit.
AFM háromdimenziós diagram, amely a Na2O + K2O (A alkáliföldfémhez viszonyított arányát mutatja). fémek), FeO + Fe2O3 (F) és MgO (M) nyilakkal, amelyek mutatják a kémiai variáció útját a tholeiit és a kalcium-lúgos sorozatok magmáiban
A magmák tovább vannak osztva három sorozatba:
- A tholeiit sorozat – bazaltos andezitek és andezitek.
- A meszes-lúgos sorozatok – andezitek.
- A lúgos sorok – alcsoportok lúgos bazaltok és a ritka, nagyon magas káliumtartalmú (azaz shoshonit) lávák.
A lúgos sorozatot meg lehet különböztetni a TAS-diagram másik kettőjétől, mivel az összes alkáli-oxidban magasabb adott szilícium-dioxid-tartalom, de a tholeiit- és a kalcium-lúgos sorok a TAS-diagram megközelítőleg ugyanazt a részét foglalják el. Megkülönböztetik őket az összes lúg és a vas- és magnéziumtartalom összehasonlításával.
Ez a három magmasorozat a lemezes tektonikus beállítások tartományában fordul elő. Tholeiit magma sorozatú kőzetek találhatók például az óceán közepén, a hátsó ívű medencéknél, a gócpontok által kialakított óceáni szigeteken, a szigeti íveken és a kontinentális nagy magmás tartományokban.
Mindhárom sorozat viszonylag közel található egymás közelsége a szubdukciós zónákban, ahol eloszlásuk összefügg a mélységgel és a szubdukciós zóna korával. A tholeiites magmasorozat jól képviselteti magát a magma által viszonylag sekély mélységből kialakított fiatal szubdukciós zónák felett. A meszes-lúgos és lúgos sorozatok érett szubdukciós zónákban láthatók, és a nagyobb mélységű magmához kapcsolódnak. Az andezit és a bazaltos andezit a sziget ívében a leggyakoribb vulkáni kőzet, amely a meszes-lúgos magmákra utal. Egyes szigeti ívek vulkanikus sorozatokat osztottak el, amint az a japán szigeti ívrendszerben is megfigyelhető, ahol a vulkáni kőzetek az ároktól növekvő távolsággal változik a tholeiit-kalcium-alkáli-lúgossá.
Osztályozás története
Néhány magmás kőzetnév a geológia modern kora elé került. Például a bazalt, mint a láva eredetű kőzet sajátos összetételének leírása, 1546-ban Georgius Agricola-tól származik De Natura Fossilium című munkájában. A gránit szó legalább az 1640-es évekig nyúlik vissza, és vagy a francia granitból, vagy az olasz granitóból származik, ami egyszerűen “granulált kőzetet” jelent. A riolit kifejezést 1860-ban Ferdinand von Richthofen német utazó és geológus vezette be. Az új kőzettípusok elnevezése a 19. században felgyorsult és a 20. század elején tetőzött.
A magmás kőzetek korai osztályozásának nagy része. a kőzetek geológiai korán és előfordulásán alapult. Azonban 1902-ben Charles Whitman Cross amerikai kozmetikusok, Joseph P. Iddings, Louis V. Pirsson és Henry Stephens Washington azt javasolták, hogy a magmás kőzetek minden létező osztályozását el kell dobni, és egy kémiai elemzésen alapuló “kvantitatív” osztályozással kell felváltani. Megmutatták, hogy a létező terminológia mennyire homályos és gyakran tudománytalan, és azzal érveltek, hogy mivel a magmás kőzet kémiai összetétele a legalapvetőbb jellemzője, azt a legfőbb helyzetbe kell emelni.
Geológiai előfordulás, szerkezete, ásványtani felépítése – a kőzetfajok megkülönböztetésének eddig elfogadott kritériumai – háttérbe szorultak. Az elkészült kőzetelemzést először azoknak a kőzetképző ásványoknak kell értelmezni, amelyek várhatóan kialakulhatnak a magma kristályosodásakor, pl. Kvarc földpátok, olivin, akermannit, Feldspathoidok, magnetit, korund stb. a kőzetek szigorúan csoportokba vannak osztva ezen ásványok egymáshoz viszonyított aránya szerint. Ez az új besorolási séma szenzációt keltett, de bírálták a terepi munkákban való hasznosság hiánya miatt, és az 1960-as évekre felhagytak a besorolási sémával.A normatív ásványtan koncepciója azonban kitartott, és Cross és érettanulmányozói munkája új osztályozási sémákat indított el.
Ezek között szerepelt az MA Peacock osztályozási rendszere, amely a magmás kőzeteket négy sorozatra osztotta : alkáli, alkáli-kalcium, kalcium-alkáli és kalciumsor Az alkálisor meghatározása és a kalc-alkáli kifejezés továbbra is a széles körben használt Irvine-Barager osztályozás részeként, W. W. mellett szerepel. Kennedy tholeiites sorozata.
1958-ig mintegy 12 külön osztályozási séma és legalább 1637 kőzettípus volt használatban. Abban az évben Albert Streckeisen írt egy áttekintő cikket a magmás kőzet osztályozásáról, amely végül vezetett a magmás kőzetek szisztematikájának IUGG albizottságának megalakulásáig 1989-ig egyetlen osztályozási rendszerről állapodtak meg, amelyet 2005-ben tovább módosítottak. Az ajánlott kőnevek száma 316-ra csökkent. Ezek között számos új az albizottság által kihirdetett nevek.