Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлен с вулканических пород )
Перейти к навигации Перейти к поиску
"Volcanics" перенаправляется сюда. Для пистолетов Volcanic см. Вулканическое повторяющееся оружие .
Об альбоме см. Volcanic Rock (альбом) .
Игнимбрит , вулканическая порода, отложенная пирокластическими потоками.

Вулканическая порода ( в научном контексте часто сокращается до вулканической породы ) - это скала, образованная из лавы, извергнутой из вулкана . Другими словами, он отличается от других магматических пород тем, что имеет вулканическое происхождение. Как и все типы горных пород, понятие вулканической породы является искусственным, и в природе вулканические породы переходят в гипабиссальные и метаморфические породы и составляют важный элемент некоторых отложений и осадочных пород . По этим причинам в геологии вулканиты и неглубокие гипабиссальные породы не всегда рассматриваются как отдельные. В контексте докембрия В геологии щита термин «вулканический» часто применяется к тому, что является строго метавулканическими породами . Вулканические породы и осадки, которые образуются из магмы, извергнутой в воздух, называются «вулканическими пластами», и технически это осадочные породы.

Вулканические породы являются одними из самых распространенных типов горных пород на поверхности Земли, особенно в океанах. На суше они очень обычны на границах плит и в провинциях с паводковыми базальтами . Было подсчитано, что вулканические породы покрывают около 8% современной поверхности суши Земли. [1]

Характеристики [ править ]

Настройка и размер [ править ]


Классификация вулканокластических пород и отложений [2] [3]
Пирокластические отложения
Размер обломка в ммПирокластПреимущественно неконсолидированные: тефраПервично консолидированные: пирокластические породы
> 64 ммБомба, блокАгломерат, слой блоков или бомба, блочная тефраАгломерат, пирокластическая брекчия
От 64 до 2 ммLapillusСлой, ложе из лапилли или лапилли тефрыТуф лапилли
От 2 до 1/16 ммЯсень грубыйЗола грубаяКрупнозернистый (пепельный туф)
<1/16 ммМелкая зернистость ясеня (пылинка)Мелкая зола (пыль)Тонкий (ясень) туф (пылевой туф)

Текстура [ править ]

Микрофотография обломка вулканического камня ( песчинка ); верхнее изображение - плоско-поляризованный свет, нижнее изображение - кросс-поляризованный свет, шкала слева по центру - 0,25 миллиметра.

Вулканические породы по текстуре обычно мелкозернистые или от афанитовых до стеклянных. Часто в них встречаются обломки других пород и вкрапленники . Вкрапленники - это кристаллы , размер которых превышает размер матрицы, и их можно определить невооруженным глазом . Ромб порфировый является примером с большим ромбом в форме вкрапленников встроенных в очень мелкозернистой матрице.

Вулканические породы часто имеют везикулярную структуру, вызванную пустотами, оставленными летучими веществами, задержанными в расплавленной лаве . Пемза - это очень везикулярная порода, образовавшаяся при взрывных извержениях вулканов .

Химия [ править ]

Большинство современных петрологов классифицируют магматические породы, в том числе вулканические породы, по их химическому составу, когда имеют дело с их происхождением. Тот факт, что разные минералогии и текстуры могут быть получены из одних и тех же начальных магм , заставил петрологов в значительной степени полагаться на химию при изучении происхождения вулканической породы.

Классификация афанитовых вулканических пород IUGS по относительному массовому содержанию щелочей (Na 2 O + K 2 O) и кремнезема (SiO 2 ). Синяя область - это примерно то место, где появляются щелочные породы; желтая область, где появляются субщелочные породы. Первоисточник: * Le Maitre, RW ( ed. ); 1989 : Классификация магматических пород и словарь терминов , Blackwell Science, Оксфорд.

Химическая классификация магматических пород основана, прежде всего, на общем содержании кремния и щелочных металлов ( натрия и калия ), выраженном как массовая доля кремнезема и оксидов щелочных металлов ( K 2 O плюс Na 2 O ). Они помещают камень в одно из полей диаграммы TAS . Ультрабазиты и карбонатитыимеют свою собственную специализированную классификацию, но они редко встречаются как вулканические породы. Некоторые поля диаграммы TAS далее подразделяются по соотношению оксида калия и оксида натрия. Дополнительные классификации могут быть сделаны на основе других компонентов, таких как содержание алюминия или железа. [4] [5] [6] [7]

Вулканические породы также широко делятся на субщелочные , щелочные и щелочные вулканические породы . Субщелочные породы определяются как породы, 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 содержание диоксида кремния и общего оксида щелочного металла (A) выражено в молярной доле . Поскольку на диаграмме TAS используется весовая доля, а граница между щелочной и субщелочной породой определяется в единицах молярной доли, положение этой кривой на диаграмме TAS является приблизительным. Щелочные вулканические породы определяются как породы, содержащие Na 2 O + K 2 O> Al 2 O 3 , поэтому некоторые из оксидов щелочных металлов должны присутствовать в виде эгирина или натриевого амфибола, а не полевого шпата . [8] [7]

Химический состав вулканических пород зависит от двух вещей: начального состава первичной магмы и последующей дифференциации. Дифференциация большинства магм имеет тенденцию к увеличению содержания кремнезема ( SiO 2 ), в основном за счет фракционирования кристаллов . Первоначальный состав большинства магм базальтовый , хотя небольшие различия в начальном составе могут привести к множественным сериям дифференциации.

Самые распространенные из этих серий - толеитовая , известково-щелочная и щелочная . [8] [7]

Минералогия [ править ]

Большинство вулканических пород имеют ряд общих минералов . Дифференциация вулканических пород имеет тенденцию к увеличению содержания кремнезема (SiO 2 ) в основном за счет фракционной кристаллизации . Таким образом, более развитые вулканические породы, как правило, богаче минералами с большим количеством кремнезема, такими как филло и тектосиликаты, включая полевые шпаты, полиморфы кварца и мусковит . Хотя все еще преобладают силикаты, более примитивные вулканические породы содержат минеральные ассоциации с меньшим содержанием кремнезема, такие как оливин и пироксены . Серия реакций Боуэна правильно предсказывает порядок образования наиболее распространенных минералов в вулканических породах.

Иногда магма может собирать кристаллы, кристаллизовавшиеся из другой магмы; эти кристаллы называются ксенокристами . Алмазы, обнаруженные в кимберлитах, - это редкие, но хорошо известные ксенокристы; кимберлиты не создают алмазы, а собирают их и переносят на поверхность Земли.

Именование [ править ]

Афанитовая песчинка вулканического происхождения с мелкозернистой основной массой, как видно под петрографическим микроскопом.
Везикулярный оливиновый базальт с острова Ла-Пальма (зеленые вкрапленники - оливин ).
Кусок пемзы размером 15 сантиметров (5,9 дюйма), поддерживаемый свернутой 20-долларовой банкнотой, демонстрирует очень низкую плотность.

Вулканические породы названы в соответствии с их химическим составом и текстурой. Базальт - очень распространенная вулканическая порода с низким содержанием кремнезема . Риолит - это вулканическая порода с высоким содержанием кремнезема. Риолит имеет содержание кремнезема, подобное граниту, в то время как базальт по составу равен габбро . Вулканические породы среднего размера включают андезит , дацит , трахит и латит .

Пирокластические породы являются продуктом взрывного вулканизма. Часто они кислые (с высоким содержанием кремнезема). Пирокластические породы часто возникают в результате воздействия вулканического мусора, такого как пепел , бомбы и тефра , а также других вулканических выбросов . Примеры пирокластических пород - туф и игнимбрит .

Мелкие интрузии , которые имеют структуру, похожую на вулканическую, а не на плутонические породы, также считаются вулканическими, переходящими в субвулканическую .

Термины « вулканический камень» и « вулканический камень» больше используются маркетологами, чем геологами, которые, вероятно, сказали бы «вулканическая порода» (потому что лава - это расплавленная жидкость, а скала - твердая). «Лавовый камень» может описывать все, что угодно, от рыхлой кремниевой пемзы до твердого базальта основного потока, и иногда используется для описания горных пород, которые никогда не были лавой , но выглядят так, как если бы они были (например, осадочный известняк с изъязвлением ). Чтобы передать что-либо о физических или химических свойствах породы, следует использовать более конкретный термин; хороший поставщик будет знать, какие вулканические породы они продают. [9]

Состав вулканических пород [ править ]

ʻAʻā рядом с лавой пахоеве в Национальном памятнике и заповеднике Кратеры Луны , Айдахо, США.
Немецкий образец латита , разновидности вулканической породы.

Подсемейство горных пород, которые образуются из вулканической лавы, называются магматическими вулканическими породами (чтобы отличить их от магматических пород, которые образуются из магмы под поверхностью, называемых магматическими плутоническими породами ).

Лавы разных вулканов при охлаждении и затвердевании сильно различаются по внешнему виду и составу. Если поток лавы риолита быстро охлаждается, он может быстро замерзнуть в черное стеклообразное вещество, называемое обсидианом . Когда та же лава наполнена пузырьками газа, она может образовывать губчатую пемзу . Если дать ему медленно остыть, он образует однородно твердую породу светлого цвета, называемую риолитом.

Образец риолита
Базальтовый шлак с острова Амстердам в Индийском океане

Лавы, быстро остывшие при контакте с воздухом или водой, в основном являются мелкокристаллическими или имеют, по крайней мере, мелкозернистую основную массу, представляющую ту часть вязкого полукристаллического лавового потока, которая все еще была жидкой в ​​момент извержения. В это время они находились только под атмосферным давлением, и пар и другие газы, которые в них содержались в большом количестве, могли свободно уходить; Из-за этого возникают многие важные модификации, наиболее поразительными из которых является частое присутствие многочисленных полостей для пара ( везикулярная структура), часто вытянутых в удлиненные формы, которые впоследствии заполняются минералами путем инфильтрации ( миндалевидная структура). [10] [11] [12] [13]

Поскольку кристаллизация происходила, когда масса все еще продвигалась вперед под поверхностью Земли, последние сформированные минералы (в основной массе ) обычно располагаются субпараллельными извилистыми линиями, которые следуют направлению движения (поток или флюидальная структура) - и более крупные ранние минералы, которые ранее кристаллизовались, могут иметь такое же расположение. Большинство лав перед выбросом опускаются значительно ниже их исходной температуры. По своему поведению они представляют собой близкую аналогию с горячими растворами солей в воде, которые, когда они приближаются к температуре насыщения, сначала откладывают урожай крупных, хорошо сформированных кристаллов (лабильная стадия), а затем осаждают облака более мелких, менее совершенных кристаллов. частицы (метастабильная стадия). [10]

В вулканических породах первое поколение кристаллов обычно образуется до того, как лава вышла на поверхность, то есть во время подъема из подземных глубин к кратеру вулкана. Наблюдения часто подтверждают, что свежевыпущенные лавы содержат крупные кристаллы, переносимые расплавленной жидкой массой. Большие, хорошо сформированные, ранние кристаллы ( вкрапленники ) считаются порфировыми ; более мелкие кристаллы окружающей матрицы или основной массы относятся к стадии пост-эффузии. Реже лава полностью расплавляется в момент выброса; затем они могут охладиться с образованием непорфиритовой мелкокристаллической породы, или, если охлаждение происходит быстрее, они могут в значительной степени быть некристаллическими или стекловидными (стекловидные породы, такие как обсидиан, тахилит, каменный камень ). [10]

Общей чертой стекловидных пород является наличие округлых тел ( сферолитов ), состоящих из тонких расходящихся волокон, расходящихся от центра; они состоят из несовершенных кристаллов полевого шпата, смешанного с кварцем или тридимитом ; подобные тела часто создаются искусственно в очках, которым дают медленно остыть. Редко эти сферолиты полые или состоят из концентрических раковин с промежутками между ними ( литофизы ). Перлитная структура, также обычная для стекол, состоит из концентрических округлых трещин из-за сжатия при охлаждении. [10]

Вулканические породы, Порту-Мониш , Мадейра

Вкрапленники или порфировые минералы не только крупнее, чем в основной массе; поскольку матрица была все еще жидкой, когда они формировались, они могли принимать идеальные кристаллические формы без вмешательства давления соседних кристаллов. Похоже, они быстро росли, так как часто заполнены оболочками из стекловидного или мелкокристаллического материала, такого как основная масса. Микроскопическое исследование вкрапленников часто показывает, что у них сложная история. Очень часто на них видны слои различного состава, на которые указывают различия в цвете или других оптических свойствах; таким образом, авгит может быть зеленым в центре, окруженным различными оттенками коричневого; или они могут быть бледно-зелеными в центре и более темно-зелеными с сильным плеохроизмом (эгирин) на периферии. [10]

В полевых шпатах центр обычно богаче кальцием, чем окружающие слои, и часто можно отметить следующие друг за другом зоны, каждая из которых менее известковата, чем те, что находятся внутри него. Вкрапленники кварца (и других минералов) вместо острых, совершенных кристаллических граней могут иметь округлые корродированные поверхности с притупленными кончиками и неправильными язычковыми выступами матрицы в субстанцию ​​кристалла. Ясно, что после того, как минерал кристаллизовался, он частично снова растворился или подвергся коррозии в некоторый период до затвердевания матрицы. [10]

Корродированные вкрапленники биотита и роговой обманки очень часто встречаются в некоторых лавах; они окружены черными каймами магнетита, смешанного с бледно-зеленым авгитом. Роговая обманка или биотитовое вещество оказалось нестабильным на определенной стадии консолидации и было заменено параморфом авгита и магнетита, который может частично или полностью заменить исходный кристалл, но все же сохраняет свои характерные очертания. [10]

См. Также [ править ]

  • Экструзионная порода
  • Навязчивый рок

Ссылки [ править ]

  1. ^ Уилкинсон, Брюс H; МакЭлрой, Брэндон Дж; Кеслер, Стивен Э; Петерс, Шанан Э; Ротман, Эдвард Д. (2008). «Глобальные геологические карты - это тектонические спидометры - скорость смены горных пород в зависимости от частот области и возраста». Бюллетень Геологического общества Америки . 121 (5–6): 760–79. Bibcode : 2009GSAB..121..760W . DOI : 10.1130 / B26457.1 .
  2. ^ Le Bas, MJ; Streckeisen, AL (1991). «Систематика IUGS магматических пород». Журнал геологического общества . 148 (5): 825–33. Bibcode : 1991JGSoc.148..825L . DOI : 10.1144 / gsjgs.148.5.0825 . S2CID 28548230 . 
  3. ^ «Схема классификации горных пород - Том 1 - Магматические» . Британская геологическая служба: Схема классификации горных пород . НКРЭ. 1 : 1–52. 1999. Архивировано 24 ноября 2016 года.
  4. ^ Le Bas, MJ; Streckeisen, AL (1991). «Систематика IUGS магматических пород». 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 .  
  5. ^ «Схема классификации горных пород - Том 1 - Магматические» (PDF) . Британская геологическая служба: Схема классификации горных пород . 1 : 1–52. 1999 г.
  6. ^ «Классификация магматических пород» . Архивировано из оригинального 30 сентября 2011 года.
  7. ^ a b c Филпоттс, Энтони Р .; Агу, Джей Дж. (2009). Основы магматической и метаморфической петрологии (2-е изд.). Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета. ISBN 9780521880060.
  8. ^ а б Ирвин, штат Теннесси; Барагар, WRA (1 мая 1971 г.). "Руководство по химической классификации обычных вулканических пород". Канадский журнал наук о Земле . 8 (5): 523–548. Bibcode : 1971CaJES ... 8..523I . DOI : 10.1139 / e71-055 .
  9. ^ а б «Что такое Лава Рок» . reddome.com . Красный купол лавовой скалы. Архивировано из оригинального 10 сентября 2017 года . Дата обращения 9 сентября 2017 .
  10. ^ a b c d e f g  Одно или несколько предыдущих предложений включают текст из публикации, которая сейчас находится в общественном достоянии :  Flett, John Smith (1911). « Петрология ». В Чисхолме, Хью (ред.). Encyclopdia Britannica . 21 (11-е изд.). Издательство Кембриджского университета. п. 327.
  11. ^ Пинкертон, H; Багдасаров, Н (2004). «Переходные явления в везикулярных потоках лавы на основе лабораторных экспериментов с материалами-аналогами». Журнал вулканологии и геотермальных исследований . 132 (2–3): 115–36. Bibcode : 2004JVGR..132..115B . DOI : 10.1016 / s0377-0273 (03) 00341-х .
  12. ^ a b "Интернет-магазин для Lavasteine" . lavasteine24.de (на немецком языке). Архивировано 27 октября 2016 года . Дата обращения 27 октября 2016 .
  13. ^ Пинкертон, Гарри; Нортон, Гилл (1 ноября 1995 г.). «Реологические свойства базальтовых лав при температурах ниже ликвидуса: лабораторные и полевые измерения на лавах Этны». Журнал вулканологии и геотермальных исследований . 68 (4): 307–323. Bibcode : 1995JVGR ... 68..307P . DOI : 10.1016 / 0377-0273 (95) 00018-7 .