Вулканическая скала
Вулканические породы (часто укоренившиеся до вулканических в научных контекстах) - это пород, образованные из лавы , изрываемых из вулкана . Как и все типы скал, концепция вулканической породы является искусственной, а в природе вулканические породы превращаются в гипабисальные и метаморфические породы и представляют собой важный элемент некоторых отложений и осадочных пород . По этим причинам в геологии вулканические и мелкие гипабисальные породы не всегда рассматриваются как отличные. В контексте геологии докембрийского щита термин «вулканический» часто применяется к тому, что является строго метаволканическими породами . Вулканические породы и осадок, которые образуются из магмы, вырвавшихся в воздух, называются «пирокластика», и это также технически осадочные породы.
Вулканические породы являются одними из самых распространенных типов горных пород на поверхности Земли, особенно в океанах. На суше они очень распространены на границах пластин и в провинциях базальта наводнения . Было подсчитано, что вулканические породы охватывают около 8% текущей поверхности земли. [ 1 ]
Характеристики
[ редактировать ]Настройка и размер
[ редактировать ]![[икона]](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/1c/Wiki_letter_w_cropped.svg/20px-Wiki_letter_w_cropped.svg.png){kind=small} | Этот раздел нуждается в расширении . Вы можете помочь, добавив к этому . ( Май 2011 ) |
| Пирокластическое месторождение | |||
|---|---|---|---|
| Размер обломки в мм | Пирокласт | В первую очередь бессолидировано: Тефра | В первую очередь консолидировано: пирокластическая порода |
| > 64 мм | Бомба, блок | Агломерат, ложе блоков или бомбы, блок -тефра | Агломерат, Пирокластическая Брекчия |
| От 64 до 2 мм | Галька | Слой, кровать лапилли или лапилли тефра | Ярлыки Tuff |
| От 2 до 1/16 мм | Грубое ясенское зерно | Грубая пепла | Грубый (пепельный туф) |
| <1/16 мм | Мелкое зерно пепла (пылевое зерно) | Тонкий пепел (пыль) | Тонкий (пепел) туфф (пыль -туф) |
Текстура
[ редактировать ]
Вулканические породы обычно мелкозернистые или афанитные к стеклу в текстуре. Они часто содержат обломки других камней и феноокриментов . Фенолисты представляют собой кристаллы , которые больше, чем матрица , и идентифицируются без посторонней помощи . Rhomb Porphyry является примером с большими ромб -формированными фонариками, встроенными в очень мелкозернистую матрицу. [ 4 ]
Вулканические породы часто имеют везикулярную текстуру, вызванную пустотами, оставленными летучими веществами, захваченными в расплавленной лаве . Пемя - это очень везикулярная порода, производимая в взрывчатых извержениях вулкана . [ Цитация необходима ]
Химия
[ редактировать ]Большинство современных петрологов классифицируют магматические породы, включая вулканические породы, по их химии при работе с их происхождением. Тот факт, что различные минералогии и текстуры могут быть разработаны из тех же начальных магм, заставил петрологов в значительной степени полагаться на химию, чтобы посмотреть на происхождение вулканической породы. [ Цитация необходима ]
Химическая классификация магматических пород основана в первую очередь на общем содержании кремния и щелочных металлов ( натрия и калия ), экспрессируемой в виде весовой фракции кремнезема и щелочных оксидов ( K 2 O Plus Na 2 O ). Они помещают камень в одну из полей диаграммы TAS . Ультрамафические породы и карбонатиты имеют свою собственную специализированную классификацию, но они редко встречаются как вулканические породы. Некоторые поля диаграммы TAS дополнительно подразделяются по отношению оксида калия к оксиду натрия. Дополнительные классификации могут быть сделаны на основе других компонентов, таких как содержание алюминия или железа. [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]
Вулканические породы также широко разделены на субалкалиновые, щелочные и пералкалиновые вулканические породы. Субалкалиновые породы определяются как скалы, в которых
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
где и содержание оксида кремнезема, и общее содержание оксида щелочи (а) выражаются в виде молярной фракции . Поскольку диаграмма TAS использует весовую фракцию, а граница между щелочной и субалкалиновой породой определяется с точки зрения молярной фракции, положение этой кривой на диаграмме TAS только приблизительно. Вулканические породы пералкалина определяются как породы, имеющие Na 2 O + K 2 O> al 2 O 3 , так что некоторые из оксидов щелочи должны присутствовать в виде эгирина или амфибола содержимого, а не полевого шпата . [ 9 ] [ 8 ]
Химия вулканических пород зависит от двух вещей: начальной композиции первичной магмы и последующей дифференциации. Дифференциация большинства магм имеет тенденцию увеличивать содержание кремнезема ( SIO 2 ), в основном за счет фракционирования кристаллов . Первоначальный состав большинства магм является базальтовым , хотя небольшие различия в начальных композициях могут привести к множеству рядов дифференциации. Наиболее распространенными из этих серий являются Tholeiitic , Calc-Alkaline и щелочной . [ 9 ] [ 8 ]
Минералогия
[ редактировать ]Большинство вулканических пород имеют ряд общих минералов . Дифференциация вулканических пород имеет тенденцию увеличивать содержание кремнезема (SIO 2 ) в основном путем дробной кристаллизации . Таким образом, более развитые вулканические породы, как правило, богаче в минералах с большим количеством кремнезема, такого как филло и тектозиликаты, включая полевые шпаты, кварцевые полиморфы и мусковит . Несмотря на то, что все еще преобладают силикаты, более примитивные вулканические породы имеют минеральные комплексы с меньшим количеством кремнезема, такими как оливин и пироксены . Серия реакций Боуэна правильно предсказывает порядок образования наиболее распространенных минералов в вулканических породах. [ Цитация необходима ]
Иногда магма может собирать кристаллы, которые кристаллизовались из другой магмы; Эти кристаллы называются ксенокристами . Алмазы , найденные в кимберлитах, являются редкими, но известными ксенокристами; Кимберлиты не создают алмазы, но поднимают их и доставляют их на поверхность земли. [ Цитация необходима ]
Нами
[ редактировать ]
Вулканические породы названы как в соответствии с их химической композицией и текстурой. Базальт - это очень распространенная вулканическая порода с низким содержанием кремнезема . Rhyolite - это вулканическая порода с высоким содержанием кремнезема. Rhyolite имеет содержание кремнезема, аналогичное содержанию гранита, в то время как базальт композиционно равен Gabbro . Промежуточные вулканические породы включают андезит , дацит , трахит и латит . [ Цитация необходима ]
Пирокластические породы являются продуктом взрывного вулканизма. Они часто являются Felsic (с высоким содержанием кремнезема). Пирокластические породы часто являются результатом вулканического мусора, таких как пепел , бомбы и тефра и другие вулканические выбросы . Примерами пирокластических пород являются туф и игнимбрит . [ Цитация необходима ]
Мелкие вторжения , которые обладают структурой, аналогичной вулканической, а не плутоническим породам, также считаются вулканическими, затенения в субволкан . [ Цитация необходима ]
Термины лаво -камень и лава -скала больше используются маркетологами, чем геологами, которые, вероятно, сказали бы «вулканическая порода» (потому что лава - это расплавленная жидкость, а порода твердое). «Лавовый камень» может описать что -либо от искаженной кремнетической пемзы до твердого мафического потока базальта, и иногда используется для описания камней, которые никогда не были лавы , но выглядят так, как будто они (такие как осадочный известняк с ячейкой растворения ). Чтобы что -либо передать что -либо о физических или химических свойствах породы, следует использовать более конкретный термин; Хороший поставщик узнает, какой вулканический камень они продают. [ 10 ]
Композиция вулканических пород
[ редактировать ]
Подсемейство пород, которые образуются из вулканической лавы, называются магматическими вулканическими породами (чтобы дифференцировать их от магматических пород, которые образуются от магмы под поверхностью, называемыми магматическими плутоническими породами ).
Лавы различных вулканов, когда охлаждены и закалены, сильно различаются по их внешнему виду и композиции. Если Rhyolite Lava-Stream быстро остывает, он может быстро заморозить в черное стеклянное вещество, называемое обсидианом . При заполнении пузырьками газа та же самая лава может образовывать губчатую появление пемзы . Полезно охлаждать медленно, он образует светлую, равномерно твердую твердую скалу, называемую риолитом. [ Цитация необходима ]
Лавы, быстро охлажденные в контакте с воздухом или водой, в основном имеют тонко кристаллические или имеют, по крайней мере, мелкозернистая грунтовая масса, представляющая эту часть вязкого полукристаллического потока лавы, которая все еще была жидкостью в момент извержения. В это время они подвергались воздействию только атмосферного давления, а пар и другие газы, которые они содержали в большом количестве, были свободными, чтобы избежать; Из этого возникают многие важные модификации, наиболее поразительным является частое присутствие многочисленных паровых полостей ( везикулярная структура), часто вытягиваемой в удлиненные формы, впоследствии заполненные минералами инфильтрацией ( миндалоидальная структура). [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]
Поскольку кристаллизация происходила, в то время как масса все еще ползалась вперед под поверхностью Земли, последние сформированные минералы (в грунтовой массе ) обычно расположены в субпараллельных линии обмотки, которые следуют направлению движения (флюкси или структура жидкости)--структура жидкости)- и более крупные ранние минералы, которые ранее кристаллизовались, могут показывать ту же расположение. Большинство лавов значительно ниже их первоначальных температур до испускания. В своем поведении они представляют тесную аналогию с горячими растворами солей в воде, которые, когда они приближаются к температуре насыщения, сначала откладывает урожай больших, хорошо сформированных кристаллов (лабильная стадия) и впоследствии осаждает облака меньших менее совершенных кристаллических частицы (метастабильная стадия). [ 11 ]
В магматических породах первое поколение кристаллов обычно образуется до того, как лава появилась на поверхности, то есть во время подъема от подземных глубин к кратеру вулкана. Это часто проверялось наблюдением, что свежеими испускаемые лавы содержат большие кристаллы, несущие вдоль расплавленной жидкой массы. Говорят , что крупные, хорошо сформированные, ранние кристаллы ( фонарики ) являются порфиритскими ; Меньшие кристаллы окружающей матрицы или грунтовой массы принадлежат к стадии пост-искажения. Более редко лавы полностью слиты в момент выброса; Затем они могут охладить, чтобы образовать не порфиритную, тонко кристаллическую породу, или, если более быстро охлажденные могут быть в значительной степени некристаллические или стеклянные (стекловидные породы, такие как обсидиан, тахилит , качалка ). [ 11 ]
Общей особенностью стеклянных камней является наличие округлых тел ( сферулитов ), состоящие из тонких расходящихся волокон, излучающихся из центра; Они состоят из несовершенных кристаллов полевого шпата, смешанных с кварцем или тридимитом ; Подобные тела часто производятся искусственно в очках, которые позволяют медленно охлаждать. Редко эти сферулиты полые или состоят из концентрических оболочек с пространствами между ( Lithophysae ). Перлитовая структура, также распространенная в очках, состоит из присутствия концентрических округлых трещин из -за сокращения охлаждения. [ 11 ]
Фенолисты или порфиритовые минералы не только больше, чем у молочной массы; Поскольку матрица все еще была жидкой, когда они образовались, они могли свободно принимать идеальные кристаллические формы, без помех от давления соседних кристаллов. Похоже, они быстро выросли, так как они часто заполняются корпусами стеклообразного или мелко кристаллического материала, подобного тем, как у грунтовой массы. Микроскопическое исследование феном часто показывает, что у них была сложная история. Очень часто они показывают слои различной композиции, обозначенные вариациями цвета или других оптических свойств; Таким образом, авгит может быть зеленым в центре, окруженном различными оттенками коричневого; Или они могут быть бледно -зелеными в центральном и темном зеленых с сильным плеохроизмом (эгирином) на периферии. [ 11 ]
На полевых шпатах центр обычно богаче в кальцие, чем окружающие слои, и часто можно отметить последовательные зоны, каждая из которых менее кальцирует, чем в нем. Фенолисты кварца (и других минералов), вместо острых, идеальных кристаллических грани, могут показать округлые корродированные поверхности с притупленными точками и нерегулярными языковыми проекциями матрицы в вещество кристалла. Понятно, что после того, как минерал кристаллизовался, он был частично растворен или корродирован в какой -то период до того, как матрица закрепилась. [ 11 ]
Корродированные фонарики биотита и рогатого , очень распространены в некоторых лавах; Они окружены черными ободами магнетита, смешанными с бледно -зеленым авгитом. Существо Hornblende или биотитовое вещество оказалось нестабильным на определенной стадии консолидации и было заменено параорфом авгита и магнетита, который может частично или полностью заменить исходный кристалл, но все же сохраняет свои характеристики. [ 11 ]
Механическое поведение вулканических пород
[ редактировать ]Механическое поведение вулканических пород осложняется их сложной микроструктурой. [ 15 ] [ 16 ] Например, такие атрибуты, как разделение пустого пространства (поры и микротрещины), размер и форма и кристалля, и гидротермальные изменения могут широко варьироваться в вулканических породах и все могут влиять на результирующее механическое поведение (например и прочность на растяжение и давление, с которым они переходят от хрупкого к пластичному поведению [ 15 ] ) Что касается других земных породов, вулканические породы являются хрупкими и пластичными при низких и высоких эффективных ограничивающих давлениях соответственно. Хрупкое поведение проявляется в виде неисправностей и переломов, а пластительное поведение может быть либо распределено (катакластическое коллапс пор), либо локализованное (полосы уплотнения). [ 15 ] Понимание механического поведения вулканических пород может помочь нам лучше понять вулканические опасности, такие как коллапс. [ Цитация необходима ]
Смотрите также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Уилкинсон, Брюс Х; МакЭлрой, Брэндон Дж; Кеслер, Стивен Е; Петерс, Шанан Е; Ротман, Эдвард Д. (2008). «Глобальные геологические карты-это тектонические спидометры-отзывы о велосипеде в пород с частотами территории». Геологическое общество Америки Бюллетень . 121 (5–6): 760–79. Bibcode : 2009gsab..121..760W . doi : 10.1130/b26457.1 .
- ^ Le Bas, MJ; Streckeisen, AL (1991). «Систематика iugs магматических камней». Журнал геологического общества . 148 (5): 825–33. Bibcode : 1991jgsoc.148..825L . doi : 10.1144/gsjgs.148.5.0825 . S2CID 28548230 .
- ^ «Схема классификации каменных - том 1 - магматическая» . Британская геологическая служба: схема классификации рок . 1 Nerc: 1–52. 1999. Архивировано с оригинала 24 ноября 2016 года.
- ^ Корфу, Фернандо; Ларсен, Бьёрн Торн (декабрь 2020 г.). «Систематика U-PB в вулканических и плутонических породах в районе Крокскогена: разрешение эволюции длиной 40 миллионов лет в Осло-рифте». Литос . 376–377 105755. Bibcode : 2020LITHO.37605755C . doi : 10.1016/j.lithos.2020.105755 . HDL : 10852/83877 . S2CID 225300187 .
- ^ Le Bas, MJ; Streckeisen, AL (1991). «Систематика iugs магматических камней». Журнал геологического общества . 148 (5): 825–833. Bibcode : 1991jgsoc.148..825L . Citeseerx 10.1.1.692.4446 . doi : 10.1144/gsjgs.148.5.0825 . S2CID 28548230 .
- ^ «Схема классификации каменных рок - том 1 - магматическая» (PDF) . Британская геологическая служба: схема классификации рок . 1 : 1–52. 1999.
- ^ «Классификация магматических камней» . Архивировано с оригинала 30 сентября 2011 года.
- ^ Jump up to: а беременный в Philpotts, Энтони Р.; Ague, Jay J. (2009). Принципы магматической и метаморфической петрологии (2 -е изд.). Кембридж, Великобритания: издательство Кембриджского университета. ISBN 9780521880060 .
- ^ Jump up to: а беременный Ирвин, Теннесси; Барагар, WRA (1 мая 1971 года). «Руководство по химической классификации общих вулканических пород». Канадский журнал наук о Земле . 8 (5): 523–548. Bibcode : 1971cajes ... 8..523i . doi : 10.1139/e71-055 .
- ^ Jump up to: а беременный «Что такое лавовый рок» . reddome.com . Красный купол Лава Рок. Архивировано с оригинала 10 сентября 2017 года . Получено 9 сентября 2017 года .
- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый и фон глин Одно или несколько предыдущих предложений включает текст из публикации, который сейчас в общественном доступе : Флитт, Джон Смит (1911). « Петрология ». В Чисхолме, Хью (ред.). Encyclopædia Britannica . Тол. 21 (11 -е изд.). Издательство Кембриджского университета. п. 327.
- ^ Пинкертон, ч; Багдассаров, Н. (2004). «Переходные явления в везикулярных потоках лавы на основе лабораторных экспериментов с аналоговыми материалами». Журнал вулканологии и геотермальных исследований . 132 (2–3): 115–36. Bibcode : 2004jvgr..132..115b . doi : 10.1016/s0377-0273 (03) 00341-x .
- ^ Jump up to: а беременный "Der Online Shop Für Lavasteine" . Lavasteine24.de (на немецком языке). Архивировано с оригинала 27 октября 2016 года . Получено 27 октября 2016 года .
- ^ Пинкертон, Гарри; Нортон, Гилл (1 ноября 1995 г.). «Реологические свойства базальтовых лавов при температурах суб-ликвида: лабораторные и полевые измерения на лавах с горы Этна». Журнал вулканологии и геотермальных исследований . 68 (4): 307–323. Bibcode : 1995jvgr ... 68..307p . doi : 10.1016/0377-0273 (95) 00018-7 .
- ^ Jump up to: а беременный в Хип, Майкл Дж; Виол, Мари (2021). «Механическое поведение и режимы отказа в вулканических породах: обзор» . Бюллетень вулканологии . 83 (33): 33. Bibcode : 2021bvol ... 83 ... 33H . doi : 10.1007/s00445-021-01447-2 . ISSN 0258-8900 . S2CID 233217231 .
- ^ Хип, Майкл Дж; Фаркухарсон, Джейми; Бод, Патрик; Lavallée, Yan; REUSCHLé, Thierry (2015). «Перелом и уплотнение андезита в вулканическом здании» . Бюллетень вулканологии . 77 (55): 55. Bibcode : 2015bvol ... 77 ... 55h . doi : 10.1007/s00445-015-0938-7 . PMC 4551152 . PMID 26321781 .
