Volkanik kaya - Igneous rock

Dünyanın jeolojik illeri ( USGS )

Magmatik kaya ( Latince ateş anlamına gelen ignis kelimesinden türetilmiştir ) veya magmatik kaya , üç ana kaya türünden biridir , diğerleri tortul ve metamorfiktir . Magma veya lavın soğuması ve katılaşmasıyla magmatik kaya oluşur .

Magma türetilebilir kısmi eriyikler ya mevcut kayaların planet sitesindeki manto veya kabuk . Tipik olarak, erimeye üç işlemden biri veya daha fazlası neden olur: sıcaklıkta bir artış, basınçta bir düşüş veya bileşimde bir değişiklik. Kayaya katılaşma, ya yüzeyin altında müdahaleci kayalar olarak ya da yüzeyde ekstrüzyon kayaları olarak gerçekleşir. Magmatik kaya kristalleşme ile granüler, kristal kayalar oluşturmak için veya kristalleşme olmadan doğal camlar oluşturmak için oluşabilir .

Magmatik kayaçlar çok çeşitli jeolojik ortamlarda oluşur: kalkanlar, platformlar, orojenler, havzalar, büyük magmatik bölgeler, geniş kabuk ve okyanus kabuğu.

Lavların volkanik püskürmeleri , magmatik kayaların ana kaynaklarıdır. ( Filipinler'deki Mayon yanardağı, 2009'da patladı)
Volkanik kaya doğal sütunları ile birbirinden ayrılmış kolon eklem de, Madeira

jeolojik önemi

Magmatik ve metamorfik kayaçlar, Dünya kabuğunun hacimce ilk 16 kilometresinin (9.9 mi) %90-95'ini oluşturur. Magmatik kayaçlar, Dünya'nın mevcut kara yüzeyinin yaklaşık %15'ini oluşturur. Dünya'nın okyanus kabuğunun çoğu magmatik kayalardan yapılmıştır.

Magmatik kayaçlar da jeolojik olarak önemlidir çünkü:

Jeolojik ayar

Magmatik kaya oluşumu

Magmatik kayaçlar müdahaleci ( plütonik ve hipabyssal) veya ekstrüzyonlu ( volkanik ) olabilir.

müdahaleci

Temel izinsiz giriş türleri:
  1. lakolit
  2. Küçük set
  3. batolit
  4. hendek
  5. eşik
  6. Volkanik boyun , boru
  7. Lopolit

Müdahaleci magmatik kayaçlar, magmatik kayaların çoğunu oluşturur ve bir gezegenin kabuğunda soğuyan ve katılaşan magmadan oluşur. Müdahaleci kaya kütleleri, izinsiz girişler olarak bilinir ve önceden var olan kayalarla ( kırsal kaya olarak adlandırılır ) çevrilidir . Kırsal kaya mükemmel bir ısı yalıtkanıdır , bu nedenle magma yavaş soğur ve müdahaleci kayalar iri tanelidir ( faneritik ). Bu tür kayaçlardaki mineral taneleri genellikle çıplak gözle tespit edilebilir. İzinsiz girişler şekil ve müdahaleci vücut boyutu ve ilişkisi uygun olarak sınıflandırılabilir yatak bu hakim içine kayaç arasında. Tipik müdahaleci cisimler batolitler , stoklar , lakolitler , eşikler ve bentlerdir . Yaygın müdahaleci kayaçlar granit , gabro veya diyorittir .

Büyük dağ sıralarının merkezi çekirdekleri, müdahaleci magmatik kayalardan oluşur. Erozyona maruz kaldığında, bu çekirdekler ( batolitler olarak adlandırılır ) Dünya yüzeyinin büyük alanlarını kaplayabilir.

Yerkabuğunun derinliklerinde oluşan müdahaleci magmatik kayaçlara plütonik (veya abisal ) kayaçlar denir ve genellikle iri tanelidir. Yüzeye yakın oluşan müdahaleci magmatik kayaçlar, subvolkanik veya hipabysal kayaçlar olarak adlandırılır ve genellikle çok daha ince tanelidir ve genellikle volkanik kayaya benzer. Hypabyssal kayaçlar, plütonik veya volkanik kayalardan daha az yaygındır ve genellikle dayklar, eşikler, lakolitler , lopolitler veya fakolitler oluşturur .

ekstrüzyon

Ekstrüzyonlu magmatik kaya, volkanlar tarafından salınan lavlardan yapılır
Massachusetts'te bulunan bazalt (bir ekstrüzyonlu magmatik kaya) örneği

Volkanik kaya olarak da bilinen ekstrüzyonlu magmatik kaya, erimiş magmanın dünya yüzeyinde soğumasıyla oluşur. Çatlaklar veya volkanik püskürmeler yoluyla yüzeye çıkan magma hızla katılaşır. Bu nedenle bu tür kayaçlar ince tanelidir ( aphanitik ) veya hatta camsıdır. Bazalt en yaygın ekstrüzyonlu magmatik kayadır ve lav akıntıları, lav tabakaları ve lav platoları oluşturur. Bazı bazalt türleri katılaşarak uzun poligonal sütunlar oluşturur . Dev Geçit Antrim, Kuzey İrlanda bir örnektir.

Tipik olarak askıda kristaller ve çözünmüş gazlar içeren erimiş kayaya magma denir . Çıkarıldığı kayadan daha az yoğun olduğu için yükselir. Magma yüzeye ulaştığında buna lav denir . Ait Erüpsiyonlar volkanlar havaya adlandırılır subaerial okyanusun altında meydana gelenler adlandırılır oysa denizaltı . Siyah sigara içenler ve okyanus ortası sırt bazaltları, denizaltı volkanik aktivitesinin örnekleridir.

Volkanlar tarafından yıllık olarak püskürtülen ekstrüzyon kayalarının hacmi, levha tektoniği ortamına göre değişir. Ekstrüzyon kayası aşağıdaki oranlarda üretilir:

Lavın davranışı, sıcaklık, bileşim ve kristal içeriği ile belirlenen viskozitesine bağlıdır . Çoğunluğu bazaltik bileşimli olan yüksek sıcaklıklı magma, kalın yağa benzer bir şekilde davranır ve soğudukça pekmez yapar . Pahoehoe yüzeyli uzun, ince bazalt akıntıları yaygındır. Andezit gibi ara bileşimli magma, birbirine karışmış kül , tüf ve lavdan oluşan kül konileri oluşturma eğilimindedir ve püskürtüldüğünde kalın, soğuk melas ve hatta kauçuğa benzer bir viskoziteye sahip olabilir . Felsik magma gibi riyolitli , genellikle düşük bir sıcaklıkta patlak ve bazalt gibi yapışkan olarak 10,000 kat kadar. Riyolitik magmaya sahip volkanlar genellikle patlayıcı bir şekilde püskürür ve riyolitik lav akıntıları tipik olarak sınırlı ölçüdedir ve magma çok viskoz olduğu için dik marjlara sahiptir.

Patlayan felsik ve orta dereceli magmalar, genellikle su buharı ve aynı zamanda karbon dioksit gibi çözünmüş gazların salınmasıyla tetiklenen patlamalarla, bunu sıklıkla şiddetli bir şekilde yapar . Patlayıcı bir şekilde püsküren piroklastik malzemeye tephra denir ve tüf , aglomera ve ignimbirit içerir . İnce volkanik kül de püskürür ve genellikle geniş alanları kaplayabilen kül tüf birikintileri oluşturur.

Volkanik kayaçlar çoğunlukla ince taneli veya camsı olduğundan, farklı türdeki ekstrüzyonlu magmatik kayaçları ayırt etmek, farklı türdeki müdahaleci magmatik kayaçlardan çok daha zordur. Genel olarak, ince taneli ekstrüzyonlu magmatik kayaçların mineral bileşenleri , kayanın ince kesitlerinin mikroskop altında incelenmesiyle belirlenebilir , bu nedenle sahada genellikle yalnızca yaklaşık bir sınıflandırma yapılabilir . IUGS tarafından mineral yapısına göre sınıflandırma tercih edilmesine rağmen , bu genellikle pratik değildir ve bunun yerine TAS sınıflandırması kullanılarak kimyasal sınıflandırma yapılır .

sınıflandırma

Chennai , Hindistan'da açığa çıkan granitin (müdahaleci bir magmatik kaya) yakın çekimi

Magmatik kayaçlar oluşum şekline, dokuya, mineralojiye, kimyasal bileşime ve magmatik cismin geometrisine göre sınıflandırılır.

Birçok magmatik kayaç türünün sınıflandırılması, oluştukları koşullar hakkında önemli bilgiler sağlayabilir. Magmatik kayaçların sınıflandırılması için kullanılan iki önemli değişken, büyük ölçüde soğuma geçmişine bağlı olan parçacık boyutu ve kayanın mineral bileşimidir. Feldispatlar , kuvars veya feldspatoidler , olivinler , piroksenler , amfiboller ve mikaların tümü, hemen hemen tüm magmatik kayaçların oluşumunda önemli minerallerdir ve bu kayaların sınıflandırılması için temel oluştururlar. Mevcut tüm diğer mineraller, hemen hemen tüm magmatik kayaçlarda önemsiz olarak kabul edilir ve aksesuar mineraller olarak adlandırılır . Diğer önemli mineraller ile magmatik kayaların türleri çok nadir görülür, ancak şunları karbonatitleri gerekli içerirler, karbonatları .

Basitleştirilmiş bir sınıflandırmada, magmatik kaya türleri, mevcut feldispat türü, kuvarsın varlığı veya yokluğu ve feldispat veya kuvars içermeyen kayalarda bulunan demir veya magnezyum minerallerinin türüne göre ayrılır . Kuvars (bileşimde silika ) içeren kayalar silika aşırı doygundur . İle kayalar Feldispatoyidler olan silis-yeterince doymamış Feldispatoyidler kuvars ile stabil birlikte bir arada değildir, çünkü.

Çıplak gözle görülebilecek kadar büyük kristallere sahip olan magmatik kayaçlara faneritik ; kristalleri görülemeyecek kadar küçük olanlara aphanitik denir . Genel olarak konuşursak, faneritik müdahaleci bir köken anlamına gelir; aphanitik ve ekstrüzyonlu.

Daha ince taneli bir matris içine gömülü daha büyük, açıkça ayırt edilebilir kristallere sahip magmatik bir kayaya porfir denir . Porfirik doku, magmanın ana kütlesi daha ince taneli, tek biçimli malzeme olarak kristalleşmeden önce bazı kristaller önemli boyutlara ulaştığında gelişir.

Magmatik kayaçlar doku ve bileşime göre sınıflandırılır. Doku, kayayı oluşturan mineral tanelerinin veya kristallerinin boyutunu, şeklini ve düzenini ifade eder.

Doku

Rock Creek Kanyonu, doğu Sierra Nevada , California'dan faneritik doku gösteren Gabbro örneği

Volkanik kayaçların isimlendirilmesinde doku önemli bir kriterdir. Doku boyutu, şekli, yönü ve mineral tanelerinin ve intergrain ilişkilerin dağıtım gibi volkanik kayalar, kaya denilen bir olup olmadığını belirleyecek tüf bir, piroklastik lav veya basit bir lav . En çok kimyasal bilgi, son derece ince taneli kayaların panoda olması gerekir Ancak, doku, volkanik kaya sınıflandırma yalnızca ikincil bir parçasıdır yer yer ya da volkanik kül oluşturulabilir Airfall tüf, den.

Minerallerin çoğunluğunun çıplak gözle veya en azından bir el merceği, büyüteç veya mikroskop kullanılarak görülebileceği müdahaleci kayaların sınıflandırılmasında dokusal kriterler daha az kritiktir. Plütonik kayaçlar ayrıca dokusal olarak daha az çeşitlilik gösterme eğilimindedir ve belirgin yapısal dokular göstermeye daha az eğilimlidir. Dokusal terimler, örneğin porfirik marjlardan büyük müdahaleci cisimlere, porfir stokları ve subvolkanik dayklara kadar büyük plütonların farklı müdahaleci fazlarını ayırt etmek için kullanılabilir . Mineralojik sınıflandırma en çok plütonik kayaçları sınıflandırmak için kullanılır. Volkanik kayaları sınıflandırmak için kimyasal sınıflandırmalar tercih edilir, ön ek olarak kullanılan fenokristal türleri, örneğin "olivin içeren pikrit" veya "ortoklaz-firik riyolit".

Mineral bileşimlerine göre magmatik kayaçlar için temel sınıflandırma şeması. Kayaçtaki minerallerin yaklaşık hacim fraksiyonları biliniyorsa, kayaç adı ve silika içeriği diyagramdan okunabilir. Bu kesin bir yöntem değildir, çünkü magmatik kayaçların sınıflandırılması diğer bileşenlere de bağlıdır, ancak çoğu durumda bu iyi bir ilk tahmindir.

mineralojik sınıflandırma

IUGS mümkün mineral kompozisyonu ile volkanik kaya sınıflandırma önerir. Bu, iri taneli müdahaleci magmatik kaya için basittir, ancak ince taneli volkanik kaya için mikroskop altında ince kesitlerin incelenmesini gerektirebilir ve camsı volkanik kaya için imkansız olabilir. Kaya daha sonra kimyasal olarak sınıflandırılmalıdır.

İntruzif bir kayanın mineralojik sınıflandırması, kayanın ultramafik mi, karbonatit mi yoksa lamprofir mi olduğunu belirleyerek başlar . Ultramafik bir kaya, hornblend, piroksen veya olivin gibi demir ve magnezyum açısından zengin minerallerin %90'ından fazlasını içerir ve bu tür kayaların kendi sınıflandırma şeması vardır. Benzer şekilde, %50'den fazla karbonat minerali içeren kayaçlar karbonatitler olarak sınıflandırılırken, lamprofirler nadir görülen ultrapotasik kayaçlardır. Her ikisi de ayrıntılı mineralojiye göre sınıflandırılır.

Vakaların büyük çoğunluğunda, kaya önemli kuvars, feldispat veya feldspatoidler ile daha tipik bir mineral bileşimine sahiptir. Sınıflandırma, mevcut diğer tüm mineralleri göz ardı ederek, bu minerallerden oluşan kayaçların toplam fraksiyonundaki kuvars, alkali feldispat, plajiyoklaz ve feldspatoid yüzdelerine dayanmaktadır. Bu yüzdeler, kayayı , genellikle kaya türünü hemen belirleyen QAPF diyagramında bir yere yerleştirir . Diyorit-gabro-anortit alanı gibi birkaç durumda, nihai sınıflandırmayı belirlemek için ek mineralojik kriterler uygulanmalıdır.

Bir volkanik kayanın mineralojisinin belirlenebildiği durumlarda, aynı prosedür kullanılarak ancak alanları volkanik kaya türlerine karşılık gelen değiştirilmiş bir QAPF diyagramı kullanılarak sınıflandırılır.

Kimyasal sınıflandırma ve petrololoji

Le Maitre'nin 2002 Igneous Rocks'ında önerildiği gibi toplam alkaliye karşı silika sınıflandırma şeması (TAS) - Bir sınıflandırma ve terimler sözlüğü Mavi alan kabaca alkali kayaçların çizdiği yerdir; sarı alan, subalkali kayaların çizdiği yerdir.

Volkanik bir kayayı mineraloji ile sınıflandırmak pratik olmadığında, kaya kimyasal olarak sınıflandırılmalıdır.

Yaygın magmatik kayaçların oluşumunda önemli olan nispeten az mineral vardır, çünkü minerallerin kristalleştiği magma yalnızca belirli elementler bakımından zengindir: silikon , oksijen , alüminyum, sodyum , potasyum , kalsiyum , demir ve magnezyum . Bunlar, tüm magmatik kayaların yüzde doksanından fazlasını oluşturan silikat minerallerini oluşturmak için bir araya gelen elementlerdir . Magmatik kayaçların kimyası, majör ve minör elementler ve eser elementler için farklı şekilde ifade edilir. Majör ve minör elemanların içeriği geleneksel ağırlıkça yüzde oksitler (örneğin,% 51 SiO ifade edilmiştir 2 ve 1.50% TiO 2 ). İz elementlerin bolluğu geleneksel olarak ağırlıkça milyonda parça olarak ifade edilir (örneğin, 420 ppm Ni ve 5.1 ppm Sm). "İz element" terimi tipik olarak çoğu kayada 100 ppm'den daha az bollukta bulunan elementler için kullanılır, ancak bazı kayalarda 1.000 ppm'yi aşan bolluklarda bazı iz elementler mevcut olabilir. Kaya bileşimlerinin çeşitliliği, çok büyük bir analitik veri yığını ile tanımlanmıştır - ABD Ulusal Bilim Vakfı tarafından desteklenen bir site aracılığıyla 230.000'den fazla kaya analizine web üzerinden erişilebilir (EarthChem'e Harici Bağlantıya bakın).

Tek ve en önemli bileşen, silika, SiO olan 2 , kuvars olarak ortaya çıkan veya feldispat veya başka mineraller gibi diğer oksitlerle birleşik olsun. Hem müdahaleci hem de volkanik kayaçlar, kimyasal olarak toplam silika içeriğine göre geniş kategorilere ayrılır.

  • Felsik kayaçlar en yüksek silis içeriğine sahiptir ve ağırlıklı olarak felsik mineraller kuvars ve feldispattan oluşur. Bu kayaçlar (granit, riyolit) genellikle açık renklidir ve nispeten düşük yoğunluğa sahiptir.
  • Ara kayaçlar orta derecede silika içeriğine sahiptir ve ağırlıklı olarak feldispatlardan oluşur. Bu kayaçlar (diyorit, andezit) tipik olarak felsik kayaçlardan daha koyu renklidir ve biraz daha yoğundur.
  • Mafik kayaçlar nispeten düşük silika içeriğine sahiptir ve çoğunlukla piroksenler , olivinler ve kalsik plajiyoklazdan oluşur . Bu kayaçlar (bazalt, gabro) genellikle koyu renklidir ve felsik kayaçlardan daha yoğundur.
  • Ultramafik kaya silikada çok düşüktür ve mafik minerallerin (komatiit, dünit )%90'ından fazlası içerir.

Bu sınıflandırma aşağıdaki tabloda özetlenmiştir:

Kompozisyon
Oluşum şekli Felsik
(>%63 SiO 2 )
Orta
(%52 ila %63 SiO 2 )
Mafik
(%45 ila %52 SiO 2 )
Ultramafik
(<%45 SiO 2 )
müdahaleci Granit diyorit gabro peridotit
ekstrüzyon riyolit andezit Bazalt Komatiit

Alkali metal oksitlerin yüzdesi ( Na 2 O artı K 2 O ), volkanik kayaların kimyasal olarak sınıflandırılmasındaki önemi bakımından silikadan sonra ikinci sıradadır. Silika ve alkali metal oksit yüzdeleri, çoğu volkanik kayayı hemen sınıflandırmak için yeterli olan TAS diyagramına volkanik kaya yerleştirmek için kullanılır . Trakiandezit alanı gibi bazı alanlardaki kayaçlar ayrıca potasyumun sodyuma oranına göre sınıflandırılır (böylece potasik trakiandezitler latit ve sodik trakiandezit benmoreittir). Daha mafik alanlardan bazıları , kimyasal bileşimine dayalı olarak kaya için idealleştirilmiş bir mineral bileşiminin hesaplandığı normatif mineraloji tarafından ayrıca alt bölümlere ayrılır veya tanımlanır . Örneğin, bazanit ayırt edilir tefrit yüksek normatif olivin içeriğe sahip.

Temel TAS sınıflandırmasına yönelik diğer iyileştirmeler şunları içerir:

  • Ultrapotasik – molar K 2 O/Na 2 O >3 içeren kayaçlar .
  • Peralkali – molar (K 2 O + Na 2 O)/Al 2 O 3 >1 içeren kayaçlar .
  • Peralluminli – molar (K 2 O + Na 2 O + CaO)/Al 2 O 3 <1 içeren kayaçlar .

Büyük terminolojisinde, silika doygun kayalar adlandırılan silisik veya asidik SiO burada 2 den daha büyük,% 66 idi ve aile terimi quartzolite en silisik uygulanmıştır. Normatif bir feldspatoid, bir kayayı silika-doymamış olarak sınıflandırır; bir örnek nefelinittir .

Na 2 O + K 2 O ( Alkali toprak metalleri için A ), FeO + Fe 2 O 3 (F) ve MgO (M) nispi oranlarını gösteren AFM üçlü diyagramı , oklarla toleyitik ve kalker kimyasal varyasyon yolunu gösterir. -alkali seri magmalar

Magmalar ayrıca üç seriye ayrılır:

Alkalin serisi, belirli bir silika içeriği için toplam alkali oksitlerde daha yüksek olmakla birlikte, TAS diyagramındaki diğer ikisinden ayırt edilebilir, ancak toleyitik ve kalk-alkali seriler, TAS diyagramının yaklaşık olarak aynı bölümünü işgal eder. Toplam alkaliyi demir ve magnezyum içeriği ile karşılaştırarak ayırt edilirler.

Bu üç magma serisi, bir dizi levha tektoniği ortamında meydana gelir. Tholeyitik magma serisi kayaçlar, örneğin, okyanus ortası sırtlarda, yay arkası havzalarda , sıcak noktalardan oluşan okyanus adalarında, ada yaylarında ve kıtasal büyük magmatik eyaletlerde bulunur .

Her üç seri de, dağılımlarının derinlik ve yitim zonunun yaşı ile ilgili olduğu yitim zonlarında birbirine nispeten yakın olarak bulunur. Toleyitik magma serisi, magmanın nispeten sığ derinliklerden oluşturduğu genç yitim zonlarının üzerinde iyi bir şekilde temsil edilmektedir. Kalk-alkali ve alkali seriler, olgun yitim zonlarında görülür ve daha büyük derinliklerdeki magma ile ilişkilidir. Andezit ve bazaltik andezit, kalk-alkalin magmaların göstergesi olan ada yayında en bol bulunan volkanik kayaçtır. Bazı ada yayları , volkanik kayaların hendekten uzaklaştıkça toleitten -kalk-alkaliden-alkaliye dönüştüğü Japon ada yayı sisteminde görülebileceği gibi, volkanik seriler dağıtmıştır.

sınıflandırma Tarihçesi

Bazı magmatik kaya isimleri, modern jeoloji çağından önceye tarihlenir. Örneğin, lav türevi kayaçların belirli bir bileşiminin tanımı olarak bazalt , 1546'da De Natura Fossilium adlı eserinde Georgius Agricola'ya aittir . Granit kelimesi en azından 1640'lara kadar uzanır ve basitçe "granül kaya" anlamına gelen Fransız granit veya İtalyan granito'dan türetilmiştir . Riyolit terimi , 1860 yılında Alman gezgin ve jeolog Ferdinand von Richthofen tarafından tanıtıldı . Yeni kaya türlerinin isimlendirilmesi 19. yüzyılda hızlandı ve 20. yüzyılın başlarında zirveye ulaştı.

Magmatik kayaçların erken sınıflandırmasının çoğu, jeolojik yaşa ve kayaların oluşumuna dayanıyordu. Bununla birlikte, 1902'de Amerikalı petrologlar Charles Whitman Cross , Joseph P. Iddings , Louis V. Pirsson ve Henry Stephens Washington , magmatik kayaçların mevcut tüm sınıflandırmalarının atılması ve kimyasal analize dayalı "niceliksel" bir sınıflandırma ile değiştirilmesi gerektiğini önerdi. Mevcut terminolojinin çoğunun ne kadar belirsiz ve çoğu zaman bilim dışı olduğunu gösterdiler ve magmatik bir kayanın kimyasal bileşiminin en temel özelliği olduğu için, asal konuma yükseltilmesi gerektiğini savundular.

Jeolojik oluşum, yapı, mineralojik yapı - şimdiye kadar kaya türlerinin ayırt edilmesi için kabul edilen kriterler - arka plana atıldı. Tamamlanan kaya analizi, ilk olarak, örneğin, kuvars feldispatlar, olivin , akermannit, Feldspatoidler , manyetit , korindon vb. gibi magma kristalleştiğinde oluşması beklenen kaya oluşturan mineraller açısından yorumlanmalıdır. kayaçlar kesinlikle bu minerallerin birbirlerine göre oranlarına göre gruplara ayrılır. Bu yeni sınıflandırma şeması bir sansasyon yarattı, ancak saha çalışmasında faydası olmadığı için eleştirildi ve sınıflandırma şeması 1960'larda terk edildi. Bununla birlikte, normatif mineraloji kavramı varlığını sürdürdü ve Cross ve onun ortak araştırmacılarının çalışmaları, yeni sınıflandırma şemalarının telaşına ilham verdi.

Bunlar arasında, magmatik kayaları dört seriye ayıran MA Peacock'un sınıflandırma şeması vardı: alkalik, alkali-kalsik, kalk-alkali ve kalsik seri. Alkali serisi tanımı ve kalk-alkali terimi, WQ Kennedy'nin toleyitik serisi ile birlikte yaygın olarak kullanılan Irvine-Barager sınıflandırmasının bir parçası olarak kullanılmaya devam etmektedir.

1958'e kadar, 12 ayrı sınıflandırma şeması ve kullanımda en az 1637 kaya türü adı vardı. O yıl, Albert Streckeisen , sonunda IUGG Magmatik Kayaçların Sistematiği Alt Komisyonu'nun oluşumuna yol açan magmatik kaya sınıflandırması üzerine bir inceleme makalesi yazdı. 1989'a kadar tek bir sınıflandırma sistemi üzerinde anlaşmaya varıldı ve bu sistem 2005'te daha da revize edildi. Önerilen kaya isimlerinin sayısı 316'ya düşürüldü. Bunlar arasında Alt Komisyon tarafından ilan edilen bir dizi yeni isim vardı.

magmaların kökeni

Yerkabuğunun ortalama kalınlığı kıtaların altında yaklaşık 35 kilometre (22 mil) iken, okyanusların altında ortalama sadece 7-10 kilometre (4,3-6,2 mil) kadardır . Kıtasal kabuk, esas olarak , granülit ve granit dahil olmak üzere çok çeşitli metamorfik ve magmatik kayaçlardan oluşan kristal bir temel üzerine oturan tortul kayaçlardan oluşur . Okyanus kabuğu esas olarak bazalt ve gabrodan oluşur . Hem kıtasal hem de okyanusal kabuk , mantonun peridotitinde bulunur.

Basınçtaki azalmaya, bileşimdeki bir değişikliğe (su ilavesi gibi), sıcaklıktaki artışa veya bu işlemlerin bir kombinasyonuna tepki olarak kayalar eriyebilir.

Bir göktaşı çarpmasından erime gibi diğer mekanizmalar bugün daha az önemlidir, ancak Dünya'nın birikmesi sırasındaki etkiler geniş erimeye yol açtı ve Dünyamızın ilk birkaç yüz kilometre dış kısmı muhtemelen bir magma okyanusuydu. Son birkaç yüz milyon yılda büyük göktaşlarının etkileri, birkaç büyük magmatik ilin geniş bazalt magmatizmasından sorumlu bir mekanizma olarak önerilmiştir.

Baskıyı azaltma

Basınçtaki bir azalma nedeniyle dekompresyon erimesi meydana gelir.

Katılaşma en kayaların Sıcaklık, suyun yokluğunda basıncın yükseltilmesi ile artış (sıcaklıkları altında tamamen katı olan). Dünya'nın mantosunun derinliklerindeki peridotit , daha sığ bir seviyede katı sıcaklığından daha sıcak olabilir. Böyle bir kaya katı mantonun taşınımı sırasında yükselirse , adyabatik bir süreçte genişledikçe hafifçe soğuyacaktır , ancak soğuma kilometre başına sadece yaklaşık 0,3 °C'dir. Uygun peridotit örneklerinin deneysel çalışmaları , katılaşma sıcaklıklarının kilometre başına 3 °C ila 4 °C arttığını belgelemektedir. Kaya yeterince yükselirse erimeye başlar. Eriyik damlacıkları daha büyük hacimlerde birleşebilir ve yukarı doğru izinsiz girebilir. Katı mantonun yukarı doğru hareketinden bu erime süreci, Dünya'nın evriminde kritik öneme sahiptir.

Dekompresyon erimesi, okyanus ortası sırtlarda okyanus kabuğunu oluşturur . Ayrıca Avrupa, Afrika ve Pasifik deniz tabanı gibi levha içi bölgelerde volkanizmaya neden olur . Orada, manto tüylerinin yükselişine ("Plume hipotezi") veya plaka içi uzantıya ("Levha hipotezi") çeşitli şekillerde atfedilir .

Su ve karbondioksitin etkileri

Magmanın oluşumundan en çok sorumlu olan kaya bileşimindeki değişiklik, suyun eklenmesidir. Su, belirli bir basınçta kayaların katılaşma sıcaklığını düşürür. Örneğin, yaklaşık 100 kilometre derinlikte, peridotit fazla su varlığında 800 °C'ye yakın bir yerde erimeye başlar, ancak su yokluğunda yaklaşık 1,500 °C'ye yakın veya üzerinde erimeye başlar. Su okyanus üzerinden tahrik edilmektedir litosferden içinde dalma-batma zonları ve örten manto erimesine neden olur. Bazalt ve andezitten oluşan sulu magmalar, yitim işlemi sırasında dehidrasyon sonucu doğrudan ve dolaylı olarak üretilir. Bu tür magmalar ve onlardan türetilenler , Pasifik Ateş Çemberi'ndekiler gibi ada yayları oluşturur . Bu magmalar , kıta kabuğunun önemli bir parçası olan kalk-alkalin serisinin kayalarını oluşturur .

Karbondioksit ilavesi, magma oluşumunun su ilavesinden çok daha az önemli bir nedenidir, ancak bazı silika-doymamış magmaların oluşumu, manto kaynak bölgelerinde karbondioksitin su üzerindeki baskınlığına bağlanmıştır . Karbondioksit varlığında, deneyler, peridotit solidus sıcaklığının, yaklaşık 70 km derinliğe karşılık gelen basınçlarda dar bir basınç aralığında yaklaşık 200 °C azaldığını belgelemektedir. Daha büyük derinliklerde, karbon dioksit daha fazla etkiye sahip olabilir: yaklaşık 200 km'ye kadar olan derinliklerde, karbonatlı bir peridotit bileşiminin ilk erime sıcaklıklarının, karbon dioksit içermeyen aynı bileşime göre 450 °C ila 600 °C daha düşük olduğu belirlendi. Gibi kaya türlerinin magmalar nefelinit , carbonatite ve kimberlit 70 km den daha büyük derinliklerde manto içine karbon dioksit akışı aşağıdaki oluşturulabilir olanlar arasındadır.

Sıcaklık artışı

Sıcaklıktaki artış, kıtasal kabuk içinde magma oluşumunun en tipik mekanizmasıdır. Bu tür sıcaklık artışları, magmanın mantodan yukarı doğru girmesi nedeniyle meydana gelebilir. Sıcaklıklar ayrıca bir levha sınırında sıkıştırma ile kalınlaşmış kıtasal kabuktaki kabuklu bir kayanın katılaşmasını da aşabilir . Hint ve Asya kıta kütleleri arasındaki levha sınırı , sınırın hemen kuzeyindeki Tibet Platosu , normal kıta kabuğunun kabaca iki katı olan yaklaşık 80 kilometre kalınlığında bir kabuğa sahip olduğundan , iyi çalışılmış bir örnek sağlar . Manyetotellürik verilerden elde edilen elektrik direnci çalışmaları , Tibet Platosu'nun güney kenarı boyunca orta kabuğun içinde en az 1.000 kilometre boyunca uzanan silikat eriyiği içeren bir tabaka tespit etti . Granit ve riyolit , genellikle sıcaklıktaki artışlar nedeniyle kıta kabuğunun erimesinin ürünleri olarak yorumlanan magmatik kaya türleridir. Sıcaklık artışları , bir yitim bölgesinde aşağı doğru sürüklenen litosferin erimesine de katkıda bulunabilir .

Magma evrimi

Bir magmada fraksiyonel kristalleşmenin ardındaki prensipleri gösteren şematik diyagramlar . Soğurken, farklı mineraller eriyikten kristalleştiği için magma bileşimde gelişir. 1 : olivin kristalleşir; 2 : olivin ve piroksen kristalleşir; 3 : piroksen ve plajiyoklaz kristalleşir; 4 : plajiyoklaz kristalleşir. Magma rezervuarının dibinde bir kümülat kaya oluşur.

Çoğu magma , tarihlerinin yalnızca küçük kısımları için tamamen erir. Daha tipik olarak, bunlar eriyik ve kristallerin ve bazen de gaz kabarcıklarının karışımlarıdır. Eriyik, kristaller ve kabarcıklar genellikle farklı yoğunluklara sahiptir ve bu nedenle magmalar geliştikçe ayrılabilirler.

Magma soğudukça, mineraller, tipik olarak kristalize farklı sıcaklıklarda (eriyikten fraksiyonel kristalizasyon ). Mineraller kristalleştikçe artık eriyiğin bileşimi tipik olarak değişir. Kristaller eriyikten ayrılırsa, artık eriyik bileşim olarak ana magmadan farklı olacaktır. Örneğin, gabroik bileşimli bir magma, erken oluşan kristaller magmadan ayrılırsa , artık granitik bileşimli bir eriyik üretebilir . Gabro, 1.200 °C'ye yakın bir likidus sıcaklığına sahip olabilir ve türev granit bileşimi eriyiği, yaklaşık 700 °C kadar düşük bir likidus sıcaklığına sahip olabilir. Uyumsuz elementler , fraksiyonel kristalleşme sırasında magmanın son kalıntılarında ve kısmi erime sırasında üretilen ilk eriyiklerde konsantre edilir: her iki süreç de , genellikle uyumsuz elementlerle zenginleştirilmiş bir kaya türü olan pegmatit'e kristalleşen magmayı oluşturabilir . Bowen'in reaksiyon serisi , bir magmanın idealize edilmiş fraksiyonel kristalleşme sırasını anlamak için önemlidir. Klinopiroksen termobarometrisi , belirli magmatik kayaçlar için magma farklılaşmasının meydana geldiği sıcaklık ve basınç koşullarını belirlemek için kullanılır.

Magma bileşimi, kısmi erime ve fraksiyonel kristalizasyon dışındaki işlemlerle belirlenebilir. Örneğin, magmalar genellikle aralarına girdikleri kayaçlarla hem bu kayaları eriterek hem de onlarla reaksiyona girerek etkileşirler. Farklı bileşimlerdeki magmalar birbirleriyle karışabilir. Nadir durumlarda, eriyikler, birbiriyle karışmayan iki zıt bileşim eriyiğine ayrılabilir.

etimoloji

Magmatik kelimesi , "ateş" anlamına gelen Latince ignis'ten türetilmiştir . Volkanik kayalar adını taşır Vulkan , Roma ateş tanrısı için adını. Müdahaleci kayalar , yeraltı dünyasının Roma tanrısı Pluto'nun adını taşıyan "plütonik" kayalar olarak da adlandırılır .

Galeri

Ayrıca bakınız

  • Kaya türleri  listesi – Jeologlar tarafından tanınan kaya türlerinin listesi
  • Metamorfik kaya  - Isı ve basınca maruz kalan kaya
  • Migmatit  – Metamorfik kaya ve magmatik kaya karışımı
  • Petroloji  - Kayaların kökenini, bileşimini, dağılımını ve yapısını inceleyen jeoloji dalı
  • Tortul kaya  - Malzemenin birikmesi ve ardından çimentolanmasıyla oluşan kaya

Notlar

Referanslar

Dış bağlantılar