Kőzettan Definíció: A kőzetek a bolygók szilárd anyagának kémiailag heterogén, többfelé megtalálható, nagy kiterjedésű ásványtömegei, vagy jellemző összetételű ásványtársulásai. -nem csak a Föld hanem a bolygók is kőzetekből állnak A kőzetek vizsgálatának tudományai: 1. petrológia – genetikai kőzettan 2. petrográfia – leíró kőzettan
Rendszerezés alapelve:
-kémiai összetétel -ásványtani összetétel -szerkezet (szövet)
-polimineralikus -monomineralikus
Magmás (magmatic) Metamorf (metamorphic) Üledékes (sedimantary)
A kőzetek körforgása A kőzetek állandó körforgásban vannak!!!
Magmás kőzetek: a föld köpenyétől a felszínig nyomozhatóak, olvadékból kristályosodó kőzet Metamorf kőzetek: szilárd fázisú átalakulással képződő kőzetek (magmás, metamorf vagy üledékesből) Üledékes kőzetek: a magmás, metamorf, üledékes kőzetek felszíni lepusztulásával, majd a lepusztult anyag kőzetté válásával vagy biogén vagy kemogén úton a felszín közelében képződő kőzetek.
Magmás kőzetek Definíció: a magmás kőzetek olvadt vagy részben olvadt anyag (magma) kristályosodása során képződött kőzetek. Hőmérséklete: 600-1300°C Összetétele: szilikátos olvadék
Hol képződik a magma (hol olvad meg a kőzet)? A köpeny legfelső részében A köpeny olvadásának okai: 1.
A köpeny áramlásai (plume)
2.
Szubdukció óceáni kéreg alábukása a kontinentális kéregnek
Az olvadáshoz kell(het): -plusz hőmennyiség -nyomáscsökkenés -illótartalom növekedés (illió: H2O, CO2, Br, Cl, H2S stb.)
Magmás tevékenység osztályozása mélység szerint 1. „Szárazföldi” vulkanizmus Effuzív (lávafolyás) Kiömlési Vulkáni 0-500 m
Eruptív (robbanásos, tufa, hamu szórás)
Szubvulkáni: 2-5 km
Intruzív: 5-20 km
Mélységi
Szárazföldi vulkanizmus sematikus modellje
-lakkolit -batolit -telér (dyke) -teleptelér (sill)
Magmás tevékenység osztályozása mélység szerint 2. „Óceánfenéki” vulkanizmus
Óceánközépi hátságok sematikus modellje
Jellegzetességei: -Mélységi és kiömlési magmás kőzetek -Jellegzetes kőzet együttes: ofiolit
Magmás kőzetek rendszere Kőzetek meghatározása -Ásványtani összetétel alapján -Szövet alapján -Kémiai összetétel alapján
Látszólag független szempontok, de a kőzet meghatározása során szorosan összefüggő fogalmak
1. Ásványtani szempontú csoportosítás Savanyú
Neutrális
Bázisos
Ultrabázisos
Színindex: Színes és színtelen ásványok aránya Színes (mafikus) ásványok -amfibol -piroxén -biotit -olivin Színtelen (felzikus) ásványok -földpátok -muszkovit -kvarc
Fő kőzetalkotó ásványok ortoklász
plagioklász
olivin
biotit
amfibol
piroxén muszkovit
kvarc
Kőzetek rendszere modál analízisük (ásványtani összetételük) alapján ...azaz a Streckeisen diagram -IUGS (International Union of Geological Sciences) hozta létre -Külön rendszer van bázisos és ultrabázisos (>90% mafikus ásvány) kőzetekre -négy ásvány alapján minden nem-ultrabázikus kőzetet meghatározhatunk -másik neve: QAPF diagram (kvarc-alkáli földpát ((K-földpát)-Plagioklász-Földpátpótló) -külön diagram van kiömlési és mélységi kőzetekre a, nem-ultramafikus kőzetek Streckeisen diagramja
b, ultramafikus kőzetek Streckeisen diagramja
Magmás kőzetek rendszere 2. Kémiai rendszerezés Ha a kőzet annyira finomszemcsés, hogy az ásványok alapján nem meghatározható
Magmás kőzetek rendszere 3. Szöveti jellemzés A kristályosodás nukleuszok (ásványmagok) körül indul meg. A kristályosodás akkor indulhat meg, ha a magma hőmérséklete az egyensúlyi kristályosodás hőmérséklete alá ér (Tm).
Az elemek folyamatosan kapcsolódnak ehhez a maghoz és épül az ásvány (amíg van helye). A kőzet szövetét a magma hűlésének sebessége és a nukleuszok száma határozza meg.
Holohialinos szövet
A
Kis túlhűlés, kevés kristálymag, lassú kristályosodás
B
Porfíros szövet
C
Sok kristálymag képződése Kevés kristálymag és gyors ásványnövekedés lassú növekedés
Több fázisú hűlés lassú majd gyors (telérek)
Magmás kőzetek rendszere Gránit / Hipidomorf szemcsés szövet
3. Szöveti jellemzés
Riolit/porfíros szövet
Diorit / Hipidiomorf szemcsés szövet
Andezit / porfíros szövet
Gabbró/Hipidiomorf szemcsés szövet
Bazalt / Afanitos szövet
Kőzetüveg
Pele haja
Hólyagüreges (vezikuláris)
Mandulaköves (Amygdaloidális)
Pegmatit
Aplit
Kémiai összetétel/szövet (képződés mélysége) alapján történő csoportosítás
SiO2>62%
intermedier
52%<SiO2<62%
Savanyú
SiO2 tartalom
SiO2<52%
bázisos
/salak
Magma kristályosodása 1.
Ideális állapot -nagy magmakamra, viszonylag lassú hűlés -magas olvadáspontú ásványok kristályosodnak először (olivin piroxén, Ca-plagioklász) Az ezen a hőmérsékleten inkompetens elemek nem tudnak beépülni a kristályba, olvadékban maradnak.
a, A maradék magma folyamatosan lereagál a kikristálysodott ásványokkal a kikristálysodott kőzet összetétele azonos lesz a kiindulási magma kémiai összetételével
b, Az elsőként kikristályosodott ásványok elkülönülnek (likvidmagmás szegregáció), a maradék magma összetétele folyamatosan változik (nő az SiO2, alkália tartalma).
A összetételű magma
Likvidmagmás szegregáció
B összetételű magma
Az ideális állapot leírója Bowen. Róla nevezték el az un. Bowen féle kiválási sort. A Bowen féle kiválási sor a 8 kőzatalkotó ásványt teszi olvadási hőmérséklet szerint sorba. -magyarázat arra miért nem lehet egymás mellett pl. kvarc és olivin -kőzetek ásványtani összetétele levezethető belőle -kőzetek mállással szembeni ellenálló képessége is levezethető
tehát a modell... Bowen elképzelése: az ideális kristályosodási modell. A valóságban nincsen ilyen, csak részben működik. Frakcionációs kristályosodás: A nehéz nagy Tolv pontú ásványok leülepednek A maradék olvadék „úszik” De: - gravitációs kristályosodás lassú - nincs ennyi idő - újabb magma-benyomulások
...és a realitás Frakcionációs olvadás: A szilárd (köpeny)anyag alacsony olvadáspontú komponensei megolvadnak és elválnak a szilárd, magasabb olvadáspontú anyagtól. Létrejön egy reziduális anyag (nem olvadt) és egy olvadék, ami felfelé mozog Reziduum: bázikusabb Olvadék (magma): savanyúbb
További magma módosulási lehetőségek 2. Asszimiláció
1. Magmakeveredés A feláramló magma magába olvasztja a kérget. A kiindulási magma bázikus, keveredve a savanyú kéreggel, összetétele savanyodik.
3. Magmakamra kiürülése és újratöltődése 4. Konvekciós áramlások a magmakamrában
A magma néhány fizikai tulajdonsága Sűrűség
-T -anyagfüggés
Viszkozitás
-anyagi minőség -T -illótartalom
Viszkozitás: valamely fluidum nyírási- illetve húzóerőkkel szembeni ellenálló képességének mértéke.
Vulkanikus kőzetek jellemzői effuzív
eruptív
Effuzív magmás tevékenység jellemzői -Főleg kis viszkozitású magmákra jellemző (bazalt, esetleg andezit) -Az olvadék már illómentes Láva: folyékony kőzetolvadék, amely egy vulkáni kitörés során a felszínre kerül Típusai:
1. Pahoehoe láva -híg, kis mennyiségű -sima felszínű -50m/h folyási sebesség
2. aa láva -Kürtőből, nagy mennyiségű láva (50 km/h, akár lávaszökőkút) -nagyobb a viszkozitása -töredezett a felszíne (ááááááááááá...)
Eruptív magmás tevékenység jellemzői -főleg a savanyú kőzetekre jellemző amelyekben sok illó van oldva (andezit, riolit) -a sok illó robbanást okoz, a magma és a vulkáni szerkezet felrobban Ami képződik: I.
Piroklasztit: 75%-ban elsődleges vulkáni anyagot tartalmazó kőzetek. Alkotói: -Juvenilis részek jellemzője, hogy hólyagöregesek: -salak (bázisosabb kőzetek) -horzsakő (savanyú kőzetek) -hamu -Kristályok -Kőzetrészek (lehet rokon és idegen)=xenolit
Horzsakő
Salak
Vulkáni hamu
Piroklasztitok rendszerezése méret szerint Méret >64 mm 2-64 mm
laza anyag blokk bomba lapilli
Kőzet piroklaszt breccsa piroklaszt agglomerátum lapillikő
0,0625-2mm <0,0625 mm
durva hamu finom hamu
durvaszemcsés hamu finomszmcsés tufa
Tufa: olyan kőzetté vált vulkáni kőzet amiben a szemcseméret maximum 2 mm. Tefra: nerm konszolidált laza piroklasztos üledék Tufit: 25-75% vulkáni anyag és egyéb üledék Ignimbrit: horzsakő, hamu, lapilli, kristály és kőzet törmelékek durva keveréke. A piroklaszt torlóár eredménye.
Ezek elsősorban savanyú kőzetek
Vulkáni erupció lefolyása
Piroclast fall
Piroklaszt ár
A kitörés típusa: Explozív kitörés (juv fluid)
Freatomagmatikus (+víz)
Freatomagmatikus kitörés
Freatikus kitörés (maar), nincs klaszt
Maar vulkán
Vulkántípusok Alak szerint
Vulkántípusok Alak szerint Dekkán plató
Platóbazalt vulkán -alacsony viszkozitású magma (nagyon folyós) -lassú kiömlés -nagyon alacsony SiO2 tartalom -nagy mennyiség -kiömlés egy törésből
pl.: Dekkán plató
Mauna Loa (Hawaii)
Pajzsvulkán -alacsony viszkozitású magma (nagyon folyós) -lassú kiömlés -alacsony SiO2 tartalom -nagy mennyiségű magma -kiömlés egy törésből
pl.: Hawaii vulkánjai, Agár-tető
Salakkúp -explozív folyós láva -egy kürtőből kitörő anyag -viszonylag kis méretű vulkán Pl: Füzes-tó (Balaton-felvidék)
Mount Saint-Helens
Lávadóm -magas viszkozitású magma -sok kicsi kitörés -magas SiO2 tartalom (riolit, dácit)
Kriptodóm: a MSH kitörése (dagadókúp)
Sztratovulkán (rétegvulkán)
Vegyes vulkáni anyag: andezit, riolit Vegyes kitörés: effuzív és eruptív Legveszélyesebb vulkánok
Pl.: Vulcano, Stromboli, Mátra, Vezúv, Börzsöny
Megavulkánok/kaldera Kaldera képződése
Kaldera
Santorini
