Általános és történeti földtan 2. hét
A magmás kızetek A magmás kızetek képzıdése és fajtái
A segédanyagot összeállították: Báldi Tamás, Nagymarosy András, Uhrin András
A Föld belsı felépítése kontinentális kéreg óceáni kéreg
asztenoszféra (részben olvadt)
köpeny köpeny felsı része
litoszféra (szilárd) mezoszféra (szilárd) külsı mag (folyékony) belsı mag (szilárd) mezoszféra asztenoszféra litoszféra
litoszféra
kéreg
A Föld belsı felépítése mélység kéreg (kontinentális)
hımérséklet
30–50 km
sőrőség 2,5–2,9 g/cm3
(min. 20, max. 100)
kéreg (óceáni)
5–10 km
köpeny
≈35–2890 km
1000–4000°C
3,3–5,5 g/cm3
asztenoszféra
100–200 km
≈1500°C
3,3 g/cm3
külsı mag
2890–5150 km
4000–6000°C
10–12 g/cm3
belsı mag
5150–6360 km
6000–7000°C
13 g/cm3
2,9–3,3 g/cm3
A Föld belsı felépítése Litoszféralemezek
A Föld belsı felépítése Litoszféralemezek határai
közeledı (konvergens)
távolodó (divergens)
elcsúszó (transzform)
Litoszféralemezek határai
Litoszféralemezek határai
Lemezen belüli „forró pontok”
Magmatizmus helyei a Földön
A magma keletkezése Asztenoszféra: részleges olvadás NEM „magmaóceán”; NEM elegendı ahhoz, hogy magma jusson a felszín közelébe!
A magma keletkezése
Harangi Sz.
A magma keletkezése
Harangi Sz.
A magma keletkezése
Harangi Sz.
A magma összetétele
• 99 %-ban 8 elem: O, Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K • Összetételt oxidos formában adjuk meg: – SiO2, Al2O3, Fe2O3, FeO, CaO, MgO, Na2O, K2O
• 0.2-5 % oldott gáz = könnyen-illók – ennek kb. 90 %-a H2O, CO2 – többi: SO2, H2S, HCl, HF, N2, stb.
Magmás kızetek csoportosítása
• Alapja: – megszilárdulás helye – SiO2 tartalom – ásványos összetétel
anyag
Magmás kızetek csoportosítása Megszilárdulási hely (mélység) szerint •Mélységi magmás kızetek (= intrúziós vagy plutoni kızetek): általában 4 km alatt lassú kihőlés (akár 100 000 vagy millió évek) holokristályos szövet •Kiömlési magmás kızetek (= effuzív vagy eruptív kızetek) gyors kihőlés afanitos vagy porfiros szövet; szélsıséges esetben kızetüveg
Magmás kızetek csoportosítása Megszilárdulási hely (mélység) szerint
pl. bazalt
pl. gránit
Magmás kızetek csoportosítása Megszilárdulási hely (mélység) szerint lassú kihőlés holokristályos szövet gránit
gabbró
Magmás kızetek csoportosítása Megszilárdulási hely (mélység) szerint gyors kihőlés afanitos szövet mandulaköves bazalt
porfiros szövet andezit
Magmás kızetek csoportosítása Megszilárdulási hely (mélység) szerint még gyorsabb kihőlés kızetüveg horzsakı
obszidián
Magmás kızetek csoportosítása Anyag szerint
• legfontosabb a SiO2 tartalom – ultrabázisos • SiO2 ~ 38-44 %, könnyen-illó: nagyon kevés
–bázisos • SiO2 ~ 44-53 %, könnyen-illó: kevés
– neutrális • SiO2 ~ 53-64 %, könnyen-illó: sok
– savanyú • SiO2 ~ 64-100 %, könnyen-illó: nagyon sok
Magmás kızetek csoportosítása Anyag szerint savanyú
neutrális bázisos Bazalt
ultrabázisos Pikrit
Mélységi és szubvulkáni magmás tevékenység A mélyben megszilárduló magmás test: pluton lakkolit
telér (dike)
tömzs (átmérı<10 km)
telér (dike)
teleptelér (sill)
batolit (átmérı>10 km)
Mélységi és szubvulkáni magmás tevékenység Telér (dike)
Mélységi és szubvulkáni magmás tevékenység
lakkolit lopolit
batolit
Mélységi és szubvulkáni magmás tevékenység Óceáni litoszférában: ofiolit-sorozatok üledékek
bazalt (sheeted dikes)
gabbró
peridotit
Ásványképzıdés a magmából
1. Elıkristályosodás hımérséklet: 1100–1400ºC gravitációs differenciáció likvidmagmás fázis Jellemzı elemek: Fe, Ni, (Co), Ti, Cr, Pt-félék, S (szulfid), As (arzenid) (sziderofil elemek) Nagyobb mennyiségő kén szulfidok, szilikátok Kisebb mennyiségő kén oxidos ércásványok Jellemzı ásványok: magnetit, kromit, ilmenit, pirrhotin, pentlandit, kalkopirit, sperrilit, apatit, néhány terméselem (platinafémek)
Ásványképzıdés a magmából 2. Fıkristályosodás hımérséklet: 680–1100ºC A magma szilikáttartalma feldúsul Nı az alumínium és az alkáliák relatív mennyisége Jellemzı elemek (litofil elemek): Si, Al, Na, K, Ca, Mg Frakcionált kristályosodás, Bowen-féle kiválási sor Olivincsoport, piroxének, amfibolok, csillámok, földpátok (plagioklászföldpátok, káliföldpátok), földpátpótlók (szodalitok, szkapolitok, leucit, nefelin), kvarccsoport, zeolitok (phillipsit, szkolecit)
Ásványképzıdés a magmából 2. Fıkristályosodás: Bowen-féle kiválási sor 1200°C
KÁLIFÖLDPÁTOK
600°C
Ásványképzıdés a magmából 3. Utómagmás fázisok 3.a. Pegmatitos fázis hımérséklet: 700–550ºC, maradékolvadékból (gyors kiválás, de kevés kristálygóc) Teléres megjelenéső Pegmatitokra jellemzı (pegmatofil) elemek: B, Li, Cs, Rb, Be, feldúsulhat: Ti, Mn, Zr, Ta, Nb, Th, U, Y Jellemzı ásványok: turmalincsoport (turmalin), berill, cirkon, monacit, rutil, korund, uraninit, uráncsillámok, topáz, fluorit
Ásványképzıdés a magmához kapcsolódva 3. Utómagmás fázisok 3.b. Pneumatolitos fázis hımérséklet: 550–375ºC a víz kritikus hımérséklete Pneumatolitokra jellemzı elemek: Ti, Mo, W, Mn, Sn Jellemzı ásványok: fluorit, kassziterit, volframit, molibdenit, hematit Pneumatolitos ásványtársulásokban gyakoribbak a B, F, H2O-tartalmú ásványok, ércalkotó elemek, + a hidrotermás szakasz elemei (Fe, Ni, Au, Cu, Zn, Bi) Kontakt pneumatolízis – szkarn – kontakt metaszomatózis (pneumatolitos oldatok karbonátos kızetekkel érintkeznek elemvándorlás, elemkicserélıdés, új ásványok keletkezése)
Ásványképzıdés a magmához kapcsolódva 3. Utómagmás fázisok 3.c. Hidrotermás fázis Hımérséklet: 375°C alatt Jellemzı (kalkofil) elemek: Au, Ag, Cu, Pb, Zn, Hg, As, Sb, Bi, a hidrotemás szakasz vége felé Ba, Ca, + a visszamaradt Fe, Co, Ni, S, U, Mn Jellemzı ásványok (szulfidok, arzenidek, oxidok): arany, ezüst, termésréz, kalkozin, covellin, bornit, enargit, tetraedrit, galenit, szfalerit, pirit, cinnabarit, antimonit, kalcit, sziderit, dolomit, barit, magnezit
Ásványképzıdés a magmához kapcsolódva
Vulkáni tevékenység Jellegének fı alakítói: •a magma illótartalma •a magma viszkozitása Mindkettı elsısorban a magma anyagának függvénye (lásd: SiO2-tartalom!) •tektonikai helyzet •földrajzi helyzet
A láva (effuzívum) sajátos megjelenési formái
Salakos láva (aa)
A láva (effuzívum) sajátos megjelenési formái
Kötélláva (pahoehoe)
A láva (effuzívum) sajátos megjelenési formái Párnaláva (pillow-láva)
Piroklasztok, vulkanoszedimentek (=eruptívumok) • Piroklasztokból felhalmozódó laza üledék: tefra • A tefra összecementálódásából piroklasztit keletkezik
(bomba: a levegıben szilárdul meg)
„
„
Piroklasztok, vulkanoszedimentek
lapilli
bomba
durva hamu
finom hamu
Piroklasztok, vulkanoszedimentek
Vulkáni bombák
Piroklasztok, vulkanoszedimentek
Piroklaszt-ár (lejtı mentén lezúduló sőrő törmelékfelhı)
Utóvulkáni folyamatok
• Kihőlés – a magmából gázok szivárognak felfelé • Fıleg vízgız, S- és C-vegyültek, halogenidek kiáramlása • Hévforrás: környezetéhez képes magasabb hımérséklető magmás kızet a leszivárgó talajvizet felmelegíti → forrásokon át jut a felszínre • Gejzír: idıszakosan kitörı hévforrás
Utóvulkáni folyamatok Gejzír
Utóvulkáni folyamatok Gejzirit: kémiai kiválású kovaüledék
Utóvulkáni folyamatok Vulkáni exhalációk
• Fumarola – vízgız, HCl, ammónia, kloridok • Szolfatára – kén- és oxidjai, kénhidrogén • Mofetta – szén-dioxid • Soffioni – CO2, H2S, esetleg bórsav • Savanyúvíz, csevice, borvíz: széndioxidos források (Balaton-felvidék, Mátra, Hargita)
Utóvulkáni folyamatok Szolfatára
Vulkáni tevékenység Néhány alapvetı vulkántípus hasadékvulkán
pajzsvulkán
törmelékvulkán
rétegvulkán
Vulkáni tevékenység Bázisos magma, forró pontok pajzsvulkánok • • • •
Nagy kiterjedés, lapos forma, lejtıszög 5-10° Kis viszkozitású, folyékony bazaltlávából Kevés eruptívum, sok effuzívum Manapság: – Galapagos-szigetek – Hawaii-szigetek
• Földtörténeti múltban: – Dekkán-plató (kb. 65 millió éve) (India) – Columbia-plató (kb. 20-25 millió éve) (USA)
Vulkáni tevékenység Pajzsvulkán: Mauna Loa
Vulkáni tevékenység Neutrális vagy savanyú (viszkózusabb) magma rétegvulkánok (sztratovulkánok) • Láva- és tefrarétegek váltakozásából áll, effuzívum<=eruptívum • Szimmetrikus felépítés, lejtıszög központi részen 30°, alsó részen 6-10° • Legmagasabb: Cotopaxi (Ecuador, 5580 m) • Fuji, Vezúv, Etna
Vulkáni tevékenység Neutrális vagy savanyú (viszkózusabb) magma rétegvulkánok (sztratovulkánok)
Fuji
Vulkáni tevékenység Bázisos magma, távolodó lemezszegélyek hasadékvulkánok • A láva hasadék mentén kerül felszínre • Effuzívum>eruptívum • Példa: Izland, 1783, Laki vulkán – 32 km hosszú hasadék, 600 km2 területen, 12 km3 láva
Vulkáni tevékenység A vulkántípusok tektonikai helyzete
A kızetciklus (kızetek körforgása)
