Magmatiske bjergarter

Magmatiske bjergarter
Studerede i	magmatisk petrologi [d]
Mediefiler på Wikimedia Commons

Magmatiske bjergarter (magmatitter) er slutprodukterne af magmatisk aktivitet som følge af størkning af en naturlig smelte ( magma , lava ). Overgangen af ​​smelten til den faste tilstand er ledsaget af krystallisationen af ​​stoffet. Magmatiske bjergarter spiller en vigtig rolle i strukturen af ​​jordskorpen og danner geologiske kroppe af forskellige former og størrelser, sammensætninger og strukturer .

Magmatitter er en af ​​de vigtigste typer bjergarter sammen med sedimentære , metamorfe og hydrotermiske-metasomatiske formationer. De forekommer under en lang række geologiske forhold: skjolde, platforme, orogener , oceanisk skorpe osv. Magmatiske og metamorfe bjergarter efter volumen udgør 90-95 % af den øverste (16 km) af jordskorpen [1] . Magmatiske bjergarter udgør omkring 15 % af Jordens moderne overflade [2] .

Fundamentals of taksonomi

Ifølge den relative størkningsdybde af smelten skelnes der mellem 3 klasser af magmatiske bjergarter: [3]

• plutonisk  - frosset i dybden (plutonitter);
• hypabyssal  - frosset på lave dybder [4] ;
• vulkansk  - frosset på overfladen (vulkanitter) eller nær den (subvulkanitter) [5] .

Den plutoniske klasse omfatter klipper, der er dannet under betingelserne for mesoabyssal og abyssal facies. Samtidig er grænserne for dybdefacierne ikke entydigt defineret. Så for afgrundsindstillinger kan fra 6-8 km [6] til 3-5 - 10-15 km [7] angives . På grund af den lette diagnose er hovedtegnet på dybden graden af ​​krystallisering af stoffet: komplet, skjult, ufuldstændig. Plutonitter er karakteriseret ved en fuldkrystallinsk struktur, hypabyssale bjergarter er kryptokrystallinske, sjældnere ufuldstændigt krystallinske.

Vulkaniske bjergarter har en ikke-krystallinsk eller glasagtig struktur. Kryptokrystallinske sorter er mindre almindelige. Vulkaner, subvulkanitter og hypabyssale formationer er karakteriseret ved porfyritiske teksturer dannet af store indvækst af krystaller (porfyrer) i en homogen bjergart.

En række petrokemiske og mineralogiske tegn danner grundlag for en dybere systematik . Samtidig skelnes ordener, familier, arter og sorter af sten. For at bestemme de øverste rækker anvendes forholdene mellem vægtindholdet af silica (SiO 2 ) og "alkali" ( Na 2 O + K 2 O) i bjergarter.

• Squads (rækker) er kendetegnet ved indholdet af silica i klipperne (ved "surhed", ved "silicaindhold"). I alt 6 enheder blev identificeret. I nogle tilfælde skelnes der også en løsrivelse af sjældne ikke-kiselsten.
• Underordninger af magmatiske bjergarter skelnes ved indholdet af summen af ​​alkalier ( Na 2 O + K 2 O). Ved "alkalinitet" defineres 3 underordner (normal, subalkalisk og alkalisk). Nogle gange skelnes også en lavalkalisk underorden.
• Familier af magmatiske bjergarter optager således visse felter på diagrammet for total alkali-silica (Total Alkali Silica, TAS), hvor grænserne mellem disse er fastsat af underudvalget for systematik af magmatiske bjergarter under International Union of Geological Sciences (IUGS). Navnene på alle familier af magmatiske bjergarter af normal-alkaliske og alkaliske serier er angivet i klassifikationstabellen.
• Typerne af magmatiske bjergarter bestemmes af deres modale mineralsammensætning. For bjergarter, der ikke indeholder mere end 90 % mørkfarvede mineraler og har god krystallinitet (det vil sige hovedsageligt for abyssal og hypabyssal), er artstilhørsforholdet fastlagt på QAPF diagrammet ( Engelsk  kvarts - Alkali feldspat - Plagioklas - Feldspatoid ( Foid) ). Ellers bruges TAS -diagrammet .
• Varianter af magmatiske bjergarter er ikke reguleret og skelnes af geologer efter behov.

Forekomstformularer

Former for forekomst af plutoniske og hypabyssale legemer

Indføringen af ​​magma i stenmassen fører til dannelsen af ​​påtrængende legemer. Afhængigt af deres forhold til værtsformationer skelner de mellem:

• Konkordante (konkordante) påtrængende legemer trængte ind mellem individuelle lag af værtsklipperne. Formen af ​​sådanne legemer afhænger af strukturen af ​​det omsluttende lag ( laccolitter , lopoliter , phacolitter , etmolitter , bismalitter , tærskler ).

• Ukonforme (uoverensstemmende) påtrængende legemer, der bryder igennem lagene af værtsklipperne og ikke er afhængige af deres struktur ( batolitter , bestande , diger , apofyser , chonolitter ).

Former for forekomst af legemer af vulkanske klipper

Lava , der er udbrudt på overfladen, danner udstrømmende kroppe, blandt hvilke skiller sig ud: lavadækning , lavastrøm , hals ( udluftning ), vulkansk (ekstrusiv) kuppel (top, nål) og diatreme (eksplosionsrør), vulkanske kegle , stratovulkan , skjoldvulkan . Ifølge udtrykket i relieffet kan forekomstformerne af effusive bjergarter være både positive ( dæksler , strømninger , udluftninger , vulkanske kupler , diatremer , vulkanske kegler , stratovulkaner , skjoldvulkaner ) og negativ ( kratere , maarer , lavabrønde , calderaer ). ).

Mineralsammensætning

I sammensætningen af ​​magmatiske bjergarter skelnes klippedannende og hjælpemineraler . Stendannende mineraler er repræsenteret af forskellige aluminosilicater og silikater . Blandt dem skelnes lysfarvede ( syn. leucocratic ) og mørkfarvede ( syn. melanokratiske, farvede ) sorter. Lysfarvede indeholder ikke (eller indeholder kun urenheder) magnesium og jern , mens mørkefarvede er kendetegnet ved inklusion af disse elementer i sammensætningen af ​​krystalgitre . I overensstemmelse hermed skelnes saliske (fra Si, Al) og mafiske (fra Mg, Fe) mineraler.

• Typiske saliske mineraler: feldspat , kvarts , feldspatoider , lette glimmer ( muskovit , etc.).
• Typiske mafiske mineraler: oliviner , pyroxener , amfiboler , mafiske glimmer ( biotit osv.).

Tilbehørsmineraler udgør mindre end 1-5% af klippevolumenet, men deres tilstedeværelse er noteret overalt. Blandt tilbehøret findes ofte: zirkon , apatit , rutil , monazit , ilmenit , chromit , titanit , orthit , magnetit , chromit , pyrit , pyrrhotite og mange andre.

Karakteristiske træk ved mineralsammensætningen

Bergarterne i normalserien er karakteriseret ved tilstedeværelsen af ​​feldspat og kvarts og "... fraværet af foids ( feldspathoids ) og alkaliske mørkfarvede mineraler, samt pyroxener og amfiboler med et højt indhold af titanium", [8 ] typisk i alkaliske magmatitter. Surhed (silicaindhold) afspejles først og fremmest i indholdet af kvarts (jo mere surt - jo mere det er), såvel som sammensætningen af ​​plagioklas : basitter indeholder calciumrige, mens sure magmatitter er natriumrige sorter.

Kvarts dannes, når indholdet af SiO 2 i magmaen overstiger det, der kræves til dannelse af silikater og aluminosilicater . Kvarts forekommer ikke i magmatiske faser med olivin eller nefelin . Olivin findes hovedsageligt i ultramafiske bjergarter og frigives fra magmaer , hvor SiO 2 - indholdet er utilstrækkeligt til at danne pyroxener . Ellers omdannes olivin til enstatit :

Mg 2 SiO 4 + SiO 2 = Mg 2 Si 2 O 6
Forsterit………Enstatit

På samme måde dannes nefelin, som kun er til stede i alkaliske bjergarter, der er undermættet med silica . Ellers dannes albit :

NaAlSiO 4 + 2SiO 2 = NaAlSi 3 O 8
Nephelin………………Albit

For bjergarter i den normale serie er de førende typomorfe mineralparageneser følgende :

• Ultrabasitter . De vigtigste mineraler er oliviner og pyroxener. Stener, der indeholder dem i sammenlignelige mængder, kaldes  peridotitter . I det væsentlige navngives olivin afhængigt af tilbehøret: olivinit, hvis magnetit er til stede; dunit hvis der er chromit. Derudover er orthopyroxener (enstatit, bronzit eller hypersthene) meget karakteristiske.
• Basites . De vigtigste mineraler er oliviner, pyroxener, basale plagioklaser. Der kan forekomme hornblende i afdæmpede mængder. Afhængigt af hvilken pyroxen der hersker, er der:  gabbro, hvis clinopyroxen (augit eller diopsid) dominerer; norites hvis orthopyroxen; gabbronoriter , hvis  begge er lige repræsenteret.
• Medium. De vigtigste mineraler er mellemstore plagioklaser, amfiboler (hornblende). Karakteristisk tilbehør er biotit og kvarts. Udbredte klipper af denne familie er dioriter (andesitter) såvel som subalkaliske analoger - syenitter , bestående af kaliumfeldspat med mafisk (hornblende og / eller biotit, diopsid, aegirine-augit).
• Surt . De vigtigste mineraler er kvarts, kaliumfeldspat og sure plagioklaser. I mindre mængder sædvanligvis biotit og/eller hornblende. Udbredte klipper af denne familie er granitter (rhyolitter), såvel som overgangs- til medium - granodioriter ( dacites ), - karakteriseret ved en stigning i indholdet af mørkfarvede mineraler.

Forholdet mellem farve og komposition

Bergarterne i den normale og moderat basiske serie er karakteriseret ved lyse farver ved relativt højt indhold af silica og mørke til sorte ved lave. Mængden af ​​mørkfarvede mineraler, beregnet som volumenprocent, kaldes farvetallet. Ultrabasitter er sædvanligvis sorte (95-100% mørkefarvede mineraler), de grundlæggende er mørkegrå til sorte (~50%). Klipperne med mellemsammensætning er kendetegnet ved grå farver (~30%). Sure og ultra-sure magmatitter udmærker sig ved deres lysegrå farve (<10%). Afvigelser fra disse værdier observeres meget ofte på grund af lokale træk ved magmatisme, epigenetiske ændringer og andre faktorer, der påvirker klippens farve. Typisk erstattes stendannende mineraler af nydannede mineraler under forvitring. Plagioklaser erstattes oftest med sericit og zeolitter ; pyroxener og amfiboler - chlorit og epidot . Visuel inspektion med farvetalsberegning samt bestemmelse af tekstur (porfyritisk eller afyrisk) og struktur (helt eller delvist krystallinsk) giver ikke kun specialister, men også amatører mulighed for at foretage et kvalificeret gæt om klippens sammensætning.

Kemisk sammensætning

I den kemiske sammensætning af magmatitter skelnes petrogene og sjældne kemiske elementer. Petrogene grundstoffer bestemmer bjergartens fase (mineral)sammensætning, mens sjældne grundstoffer kommer ind i disse faser som urenheder. Magmatitternes sammensætning afspejles oftest af koncentrationerne af en række grundstoffer i form af deres oxider ( petrogene oxider ). "De vigtigste oxider af magmatiske formationer er: SiO 2 , Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 , FeO, MgO, CaO, Na 2 O og K 2 O, H 2 O" [9] . Procentdelen af ​​silica i bjergarten tjener som et bestemt kriterium for dens surhedsgrad, i forbindelse med hvilken udtrykket "sur klippe" begyndte at betegne rige bjergarter, og "basic rock" - fattig på silica, men beriget med baser - CaO, MgO og FeO. Det omvendte forhold mellem koncentrationerne af disse baser og silica er meget udtalt i rækken af ​​stensyreindhold.

Fordeling

Magmatiske bjergarter, sammen med metamorfe og overgangs -ultrametamorfe bjergarter, dominerer i sammensætningen af ​​jordskorpen. På den moderne overflade er de bredt repræsenteret i områder med langvarig løft ( krystallinske skjolde osv.), mobile bælter , store magmatiske provinser og områder med aktiv vulkanisme. De mest almindelige bjergarter er af den normale og subalkaliske serie. Desuden dominerer basitter og ultrabasitter, der udgør de nederste dele af den kontinentale skorpe og danner næsten fuldstændigt en skorpe af oceanisk type : basitter udgør henholdsvis "basalt"-laget og toppen af ​​det nederste, og ultrabasitter udgør de nederste lag af det nederste lag, hvor de er repræsenteret af fuldkrystallinske varianter. Granitoider er vidt udviklede i den massive kontinentale skorpe og danner dens øvre "granit-gnejs" lag. Ifølge V. V. Belousov har det nederste lag af den kontinentale skorpe en "granulit-mafisk" sammensætning [10] , mens dens gennemsnitlige modale sammensætning ifølge Goldschmidt er "andesitisk" (medium i silicaindhold og normal i alkalier). Derudover er der områder af jordskorpen, inden for hvilke magmatisme manifesterede sig ekstremt hurtigt og bredt. Sådanne områder kaldes "store magmatiske provinser" ( stor magmatisk provins, LIP ). Med 11 sådanne provinser er masseudryddelser af levende organismer i Jordens historie forbundet. LIP omfatter både "store plutonogene provinser" og "store vulkanske provinser", herunder fældefelter ( f.eks. sibiriske fælder ).

Oprindelse

Magmatiske bjergarter er slutprodukterne af magmatisk aktivitet på grund af den globale og ujævne varme- og masseoverførsel fra kappen til planetens overflade. Magmatiske smelter stammer fra den nedre skorpe og kappe på grund af et fald i tryk og/eller en stigning i temperatur. Da de er mindre tætte i forhold til de omsluttende formationer, har de en tendens til at "svæve" til overfladen. Under opstigningen sker der differentiering af magma, hvilket fører til den observerede mangfoldighed af sammensætninger af magmatiske bjergarter. I tilfælde af at den når overfladen, bryder smelten ud i henhold til den udstrømmende og/eller eksplosive mekanisme.

Der skelnes mellem flere genetiske serier af magmatiske bjergarter , hvis sammensætning udvikler sig fra forældrenes dybe magma, som er adskilt fra den faste fase af kappen og den dybe skorpe.

Noter

1. ↑ Prothero, Donald R.; Schwab, Fred. Sedimentær geologi : en introduktion til sedimentære bjergarter og stratigrafi  . — 2. - New York: Freeman, 2004. - S. 12. - ISBN 978-0-7167-3905-0 .
2. ↑ Wilkinson, Bruce H.; McElroy, Brandon J.; Kesler, Stephen E.; Peters, Shanan E.; Rothman, Edward D. Globale geologiske kort er tektoniske speedometre—Rate of rock cycling from area-alder frekvenser  //  Geological Society of America Bulletin : journal. - 2008. - Bd. 121 , nr. 5-6 . - S. 760-779 . - doi : 10.1130/B26457.1 .
3. ↑ Petrographic Code of Russia: magmatiske, metamorfe, metasomatiske, stødformationer. - 3. udg. - Sankt Petersborg. : VSEGEI, 2009. - 197 s.
4. ↑ Hypabyssal sten - artikel fra Great Soviet Encyclopedia . 
5. ↑ Effusive rocks // Great Soviet Encyclopedia  : [i 30 bind]  / kap. udg. A. M. Prokhorov . - 3. udg. - M .  : Sovjetisk encyklopædi, 1969-1978.
6. ↑ D. I. Gorzhevsky, V. N. Kozerenko. . - 1965.
7. ↑ V. I. Smirnov. . - 1982.
8. ↑ Ushakova E.N., Shelepaev R.A., Izokh A.E., Sukhorukov V.P., Nikitin A.A. Magmatiske bjergarter: systematik, nomenklatur, strukturer og teksturer (utilgængeligt link) . NSU's Geologiske Museum. Hentet 11. september 2016. Arkiveret fra originalen 12. september 2016. (ubestemt) 
9. ↑ Saranchina, Galina Mikhailovna - Bjergdannende mineraler: (Metode til bestemmelse af krystalopt. konstanter, karakteristika for mineraler): Proc. godtgørelse - Søg RSL . search.rsl.ru. Hentet 11. september 2016. Arkiveret fra originalen 2. august 2017. (ubestemt)
10. ↑ Khain V.E. Lomize M.G. Geotektonik med grundlæggende geodynamik . Ozon.ru. Hentet 30. oktober 2015. Arkiveret fra originalen 4. marts 2016. (ubestemt)

Litteratur

• Zavaritsky A.N. Magmatiske bjergarter. - M .: Forlag for Videnskabsakademiet i USSR , 1956. - 480 s.
• RW Le Maitre (redaktør) (2002) Magmatiske bjergarter: En klassifikation og ordliste over begreber, anbefalinger fra International Union of Geological Sciences, Underkommission af Systematics of Igneous Rocks. , Cambridge, Cambridge University Press ISBN 0-521-66215-X

Links

• Magmatiske bjergarter (generel petrografi)
• Magmatiske bjergarter
• Tabel over magmatiske bjergarter til klasser med skolebørn

Ordbøger og encyklopædier	Fantastisk norsk Fantastisk norsk Stor russer canadisk Britannica (online) Universalis Moderne Ukraine
I bibliografiske kataloger BNF : 11949164c GND : 4036974-2 J9U : 987007541364305171 LCCN : sh85114769 NDL : 00565095 NKC : ph116651

påtrængende kroppe
Overensstemmende	karm Lopolit Laccolith Facolith Harpolit
Uoverensstemmende	batholith Lager Nakke Honolith Bismalit Etmolite Diapir#Diapir magmatisk Dige Magmatiske årer og apofyser
se også	Plutonisk massiv • Magmatiske bjergarter •