Mehr

3.6: Eruptivgesteine ​​- Geowissenschaften

3.6: Eruptivgesteine ​​- Geowissenschaften


EINLEITUNG

Magma ist geschmolzenes Gestein im Inneren der Erde. Durch die sorgfältige Analyse von Eruptivgesteinen und die Interpretation der darin enthaltenen Informationen können wir Prozesse im Erdinneren ableiten und vulkanische Prozesse an der Erdoberfläche verstehen.

Das Studium von magmatischen Gesteinen ermöglicht es uns, den magmatischen Teil der geologischen Geschichte zu verstehen. Zum Beispiel fand am Ende der Trias vor 245 Millionen Jahren das größte jemals bekannte Massenaussterben statt, das mehr Lebensformen auf der Erde auslöschte als das Massenaussterben, das am Ende vor 65 Millionen Jahren zum Untergang der Dinosaurier führte der Kreidezeit. Am Ende der Trias brach eine riesige Menge Basalt auf die Erde aus. Viele Geologen glauben, dass die Gase und Partikel, die bei diesen Eruptionen in die Atmosphäre freigesetzt wurden, ein wichtiger Faktor für das Ende des Massensterbens in der Trias gewesen sein könnten. Diese Wissenschaftler untersuchen die in den Basalten dieser Zeit enthaltenen Informationen, um ihre Hypothesen weiter zu überprüfen.

Eruptivgesteine ​​enthalten drei wesentliche Informationsquellen: ihre Mineralien, ihre chemische Gesamtzusammensetzung und ihre magmatische Textur. Eruptivgesteinsnamen basieren auf bestimmten Kombinationen dieser Merkmale. Eruptivgesteine ​​enthalten auch isotopische Informationen, die zur Bestimmung des absoluten Alters und zur weiteren Charakterisierung des Ursprungs des Magmas verwendet werden. Zur Durchführung von isotopischen und präzisen chemischen Analysen sind spezielle Geräte und Fachkenntnisse erforderlich. Glücklicherweise kann jeder mit etwas Grundausbildung und Übung lernen, die Mineralien, die Zusammensetzung und die Textur eines magmatischen Gesteins zu identifizieren; nenne den Felsen; und interpretieren wichtige Informationen über seine Herkunft.

Alle magmatischen Gesteine, mit Ausnahme von reinem Vulkanglas, enthalten Mineralien. Die Mineralien geben Auskunft über die chemische Zusammensetzung des Gesteins und über die Bedingungen, unter denen das Magma entstanden, abgekühlt und erstarrt ist. Geologen führen chemische Analysen von Mineralien durch, um die Temperaturen und Drücke zu bestimmen, bei denen sie sich gebildet haben, und um die gelösten Gase und chemischen Elemente zu identifizieren, die im Magma vorhanden waren.

Die meisten Magmen sind überwiegend Silikatflüssigkeiten, die größtenteils aus Silikattetraedern bestehen, die sich noch nicht zu Silikatmineralien verbunden haben. Die chemische Zusammensetzung eines magmatischen Gesteins sagt uns über die Entstehung des Magmas, beginnend mit welcher Gesteinsart in der Erde zuerst zum Magma geschmolzen ist und wie tief in der Erde das Schmelzen stattfand. Sobald sich Magma im Inneren der Erde gebildet hat, kann seine Zusammensetzung verändert werden. Mineralien können aus dem Magma wachsen und sich davon trennen, wodurch die Chemie der verbleibenden Flüssigkeit verändert wird. Oder ein Magmakörper kann sich mit einem anderen vermischen, der eine andere Zusammensetzung hat.

Magmen kommen in einer Reihe von Zusammensetzungen vor, von reich an Kieselsäure und arm und Eisen und Magnesium (felsisch) bis zu mäßig an Kieselsäure und reich an Eisen und Magnesium (mafisch). Felsartige Eruptivgesteine ​​neigen als ganzes Gestein zu hellen Farben oder Schattierungen: Weiß, Rosa, Hellbraun, Hellgrau. Mafische magmatische Gesteine ​​sind im Allgemeinen dunkel gefärbt, gewöhnlich schwarz oder dunkelgrau. Das meiste mafische Magma entsteht durch das Schmelzen von Gesteinen im Mantel, die extrem reich an Eisen und Magnesium sind. Felsisches Magma entsteht normalerweise in der Kruste oder durch das Abstoßen von mafischen Mineralien, wenn Magma durch die Kruste aufsteigt.

Die magmatische Textur sagt uns, wie das Magma abgekühlt und erstarrt ist. Magma kann auf verschiedene Weise zu magmatischem Gestein erstarren, wobei jede Weise zu einer anderen magmatischen Textur führt. Magma kann in der Erde, weit unter der Erdoberfläche, bleiben und zu magmatischem Tiefengestein (auch als intrusives magmatisches Gestein bekannt) kristallisieren. Oder Magma kann als Lavastrom auf die Erdoberfläche fließen. Eruptivgestein bildet sich auch, indem Magma explosionsartig in die Luft ausbricht und in Stücken, bekannt als pyroklastisches Material, auch Tephra genannt, auf die Erde fällt. Lavaströme und pyroklastisches Material sind vulkanisches Eruptivgestein (auch als extrusives Eruptivgestein bekannt).

Die magmatische Textur eines Gesteins ist nicht so, wie es sich in Ihrer Hand anfühlt, nicht ob es rau oder glatt ist. Die magmatische Textur beschreibt, ob das Gestein mineralische Kristalle hat oder glasig ist, die Größe der Mineralkörner und die Porosität des Gesteins (Leerräume).

Diese Grundlagenseite konzentriert sich auf magmatische Gesteine ​​und bietet Ihnen den erforderlichen Hintergrund, um die in der Klassifizierungstabelle für magmatische Gesteine ​​verwendeten Begriffe zu verstehen.

WIE WERDEN IGNEOUS ROCKS KLASSIFIZIERT?

Es gibt zwei Haupttypen von magmatischen Gesteinen: (1) plutonisches (intrusives) Gestein, das durch Erstarrung von geschmolzenem Gestein tief in der Erde entsteht, und (2) vulkanisches (extrusiver) Gestein, das aus geschmolzenem Gestein erstarrt, das an die Oberfläche ausgebrochen ist. Vulkanische Gesteine ​​lassen sich in zwei weitere Kategorien unterteilen: (a) Lavaströme und (b) Tephra (pyroklastisches Material).

Eruptivgesteine ​​werden nach ihrer Zusammensetzung und ihrer Beschaffenheit klassifiziert. Magma und das daraus entstehende Eruptivgestein hat eine Reihe von chemischen Zusammensetzungen. Basalt ist beispielsweise ein mafisches Lavagestein, das aus dem Schmelzen des oberen Erdmantels entsteht. Die Art und Weise, wie Magma zu einem festen Gestein wird, verleiht ihm eine charakteristische magmatische Textur. Zum Beispiel wird Magma, das durch langsame Kristallisation (wachsende Mineralien) in der Kruste zu einem Pluton wird, eine ganz andere Textur entwickeln als Magma, das zu einem Ascheflusstuff wird, weil halbgeschmolzene Vulkanasche über eine Landschaft spritzt und sich dann absetzt und sich zu festem Gestein zusammenschweißen.

Eruptivgestein Texturen

Die Textur eines magmatischen Gesteins resultiert aus der Abkühlungs-, Kristallisations- und Erstarrungsgeschichte des Magmas, das es gebildet hat. Sobald Sie die Textur eines Eruptivgesteins kennen, können Sie normalerweise aus der Textur ableiten, ob es intrusiv oder extrusiv, Lavastrom oder pyroklastisch war.

Textur bedeutet in diesem Zusammenhang nicht, ob sich das Gestein rau oder glatt anfühlt. Begriffe für magmatische Texturen haben objektive Definitionen, die sich nur auf magmatische Gesteine ​​beziehen.

Vulkangestein

Beginnen wir mit Texturen, die mit Gesteinen verbunden sind, die durch Lavaströme gebildet wurden. Magmen, die als Lava auf die Erdoberfläche ausbrechen, kühlen ab und verfestigen sich schnell. Schnelles Abkühlen führt zu einer aphanitischen magmatischen Textur, in der nur wenige oder keine der einzelnen Mineralien groß genug sind, um mit bloßem Auge zu sehen. Dies wird manchmal als feinkörnige magmatische Textur bezeichnet.

Manche Lavaströme sind jedoch nicht rein feinkörnig. Wenn einige Mineralkristalle zu wachsen beginnen, während das Magma noch unter der Erde ist und langsam abkühlt, wachsen diese Kristalle zu einer Größe, die leicht zu sehen ist, und das Magma bricht dann als Lavastrom aus, die resultierende Textur besteht aus grobkörnigen eingebetteten Kristallen in einer feinkörnigen Matrix. Diese Textur wird porphyritisch genannt.

Wenn aus Lava Gasblasen entweichen, während sie sich verfestigt, wird sie am Ende mit „gefrorenen Blasenlöchern“ darin enden. Diese „gefrorenen Blasenlöcher“ werden Vesikel genannt, und die Textur eines Gesteins, das sie enthält, wird als vesikulär bezeichnet.

Wenn aus Lava so viele Blasen entweichen, dass sie mehr Blasenlöcher enthält als festes Gestein, wird die resultierende Textur als schaumig bezeichnet. Bimsstein ist der Name einer Art Vulkangestein mit einer schaumigen Textur.

Wenn Lava extrem schnell abkühlt und sehr wenig Wasser darin gelöst ist, kann sie zu Glas ohne Mineralien gefrieren (Glas ist per Definition kein Mineral, da es kein Kristallgitter hat). Von einem solchen Gestein wird gesagt, dass es eine glasige Textur hat. Obsidian ist das gewöhnliche Gestein mit einer glasigen Textur und besteht im Wesentlichen aus vulkanischem Glas. Obsidian ist normalerweise schwarz.

Betrachten wir nun kurz die Texturen von Tephra oder pyroklastischen Gesteinen. Wie Lavastromgesteine ​​handelt es sich auch um extrusive Eruptivgesteine. Tephra stammt jedoch nicht aus Lava, die auf die Erdoberfläche floss, sondern ist vulkanisches Material, das während eines Vulkanausbruchs durch die Luft geschleudert wurde.

Ein pyroklastisches Gestein aus feinkörniger Vulkanasche hat eine feinkörnige, fragmentarische Textur. Vulkanasche besteht hauptsächlich aus feinen Scherben von Vulkanglas. Es kann weiß, grau, rosa, braun, beige oder schwarz sein, und es können andere feine Kristalle und Gesteinsschutt eingemischt sein. Der Begriff „feinkörnig, fragmentarisch“ ist leicht mit dem Begriff fein zu verwechseln. gekörnt (aphanitisch). Ein äquivalenter Begriff, der weniger mehrdeutig ist, ist Tuffstein. Gesteine ​​aus Vulkanasche werden Tuff genannt.

Ein pyroklastisches Gestein mit vielen großen Materialbrocken, die bei der explosiven Eruption aufgefangen wurden, soll eine grobkörnige, fragmentarische Textur haben. Ein besseres Wort, das Verwirrung vermeidet, ist jedoch zu sagen, dass es eine brekziöse Textur hat und das Gestein normalerweise als vulkanische Brekzie bezeichnet wird. Die größeren Materialbrocken in einer vulkanischen Brekzie haben einen Durchmesser von mehr als 1 cm und sind manchmal viel größer.

Tiefengestein

Wenn Magma langsam unter der Erde abkühlt und dort erstarrt, wachsen normalerweise Kristalle, die groß genug sind, um mit bloßem Auge gut zu sehen. Diese sichtbaren Kristalle umfassen das gesamte Gestein, nicht nur einen Teil davon wie in einem porphyritischen, feinkörnigen Eruptivgestein. Die Textur eines Eruptivgesteins, das vollständig aus Kristallen besteht, die groß genug sind, um mit bloßem Auge leicht gesehen zu werden, ist phaneritisch. Phaneritische Textur wird manchmal als grobkörnige magmatische Textur bezeichnet. Granit, das bekannteste Beispiel für ein eindringendes Eruptivgestein, hat eine phaneritische Textur.

Manchmal setzt ein langsam unter der Erde kristallisierendes Magma große Mengen heißes Wasser frei. Das Wasser wird als extrem heiße Flüssigkeit aus dem Magma freigesetzt, in der viele chemische Elemente gelöst sind. Diese hydrothermale Flüssigkeit dringt in Risse und Hohlräume in der Erdkruste ein und kann beim Abkühlen sehr große Mineralien aus den gelösten chemischen Elementen bilden. Ein Gestein, das aus so großen Mineralien besteht, hat eine pegmatitische Textur, was bedeutet, dass die durchschnittliche Mineralgröße mehr als 1 cm im Durchmesser beträgt (und manchmal auch viel größer ist). Der Name eines magmatischen Gesteins mit einer pegmatitischen Textur ist Pegmatit. Pegmatite werden häufig in oder nahe den Rändern von Granitkörpern gefunden.

Eruptivgesteinskompositionen

Die häufigsten magmatischen Zusammensetzungen können in drei Worten zusammengefasst werden: mafisch (basaltisch), intermediär (andesitisch) und felsisch (granitisch).

Felsic Zusammensetzung ist höher in Silizium (SiO2) und arm an Eisen (Fe) und Magnesium (Mg). Die mafische Zusammensetzung ist höher in Eisen und Magnesium und niedriger in Kieselsäure. Zwischenzusammensetzungen enthalten Siliciumdioxid, Eisen und Magnesium in Mengen, die zwischen den felsischen und mafischen Zusammensetzungen liegen.

Zusammensetzung und Farbe

Die Zusammensetzung beeinflusst die Farbe von Eruptivgesteinen. Felsische Gesteine ​​neigen dazu, eine helle Farbe zu haben (weiß, rosa, braun, hellbraun, hellgrau). Mafische Gesteine ​​neigen dazu, eine dunkle Farbe zu haben (schwarz, sehr dunkelbraun, sehr dunkelgrau, dunkelgrün gemischt mit Schwarz). Die farbliche Unterscheidung ergibt sich aus den Unterschieden im Eisen- und Magnesiumgehalt. Eisen und in geringerem Maße Magnesium verleihen Mineralien eine dunklere Farbe. Intermediate Eruptivgesteine ​​neigen dazu, Zwischentöne oder -farben (grün, grau, braun) zu haben.

Die Verbindung zwischen Farbe und Zusammensetzung ist nützlich, denn bevor Sie ein magmatisches Gestein benennen und interpretieren können, müssen Sie sowohl seine Textur als auch seine Zusammensetzung bestimmen. Wenn Sie ein aphanitisches Eruptivgestein haben, das keine Kristalle hat, die groß genug sind, um ohne ein Mikroskop zu sehen, können Sie seine Zusammensetzung anhand seiner Farbe abschätzen: rosa oder fast weiß, felsisch; mittelgrau, mittel; sehr dunkel oder schwarz, mafisch.

Diese Farbregel funktioniert meistens, aber es gibt zwei Probleme, die Sie beachten müssen. Erstens funktioniert die Regel nicht für glasige magmatische Gesteine. Obsidian, ein vulkanisches Glas, ist normalerweise schwarz, obwohl es eine felsische Zusammensetzung hat. Das liegt daran, dass eine winzige Menge Eisen, zu wenig, um Mineralien sehr dunkel zu färben, Glas dunkel färben kann.

Das zweite Problem besteht darin, dass magmatische Gesteine, wenn sie längere Zeit Luft und Wasser ausgesetzt waren, zu verwittern beginnen, was ihre Farbe ändert. Geologen, die im Feld arbeiten, tragen einen Gesteinshammer, damit sie die verwitterten, äußeren Teile des Gesteins abbrechen können, um das „frische“, unverwitterte Gestein im Inneren zu sehen.

Wenn Sie die Mineralien in einem magmatischen Gestein sehen und identifizieren können, können Sie weitere Informationen über die magmatische Zusammensetzung gewinnen. Eruptivgesteine ​​mit Quarz darin sind normalerweise felsisch. Eruptivgesteine ​​mit Olivin darin sind normalerweise mafisch. Eruptivgesteine, die weder Quarz noch Olivin enthalten, sind am häufigsten intermediär.

URSPRÜNGE VON IGNEOUS FELSEN

Sobald Sie die Textur und Zusammensetzung eines Eruptivgesteins bestimmt haben, können Sie es benennen und auch etwas Wichtiges über seine Entstehung sagen. Zum Beispiel ist ein grobkörniges, felsisches Eruptivgestein nicht nur ein Granit, es ist ein intrusives Eruptivgestein, das durch langsame Abkühlung und Kristallisation eines Magmakörpers in der Erdkruste entstanden ist. Das Eindringen großer Granitkörper – Batholithen – ist in der Regel Teil der Entstehung eines Gebirges. Ebenso ist ein feinkörniges, mafisches magmatisches Gestein nicht nur ein Basalt, es ist ein extrusives magmatisches Gestein, das durch schnelle Abkühlung und Kristallisation eines Lavastroms an der Erdoberfläche entstanden ist.

WIE MAN IGNEOUS FELSEN IDENTIFIZIERT

Magmatische Gesteine ​​können von Sedimentgesteinen durch das Fehlen von Schichten, das Fehlen von Fossilien und das Fehlen von abgerundeten Körnern in magmatischen Gesteinen und das Vorhandensein von magmatischen Texturen unterschieden werden. Ein Granit zum Beispiel kann von einem Sandstein unterschieden werden, weil Granit nicht eine Mischung aus verwitterten, abgerundeten, zusammengepressten und zementierten Körnern ist, sondern aus einer kleinen Anzahl von Mineralien in glänzenden schwarzen, weißen oder rosa Farben mit hervorragenden Kristallformen besteht , zu einem komplett ineinandergreifenden Muster zusammengewachsen. Sandsteine ​​hingegen haben sedimentäre Bettungen (Schichten) und bestehen aus abgerundeten Körnern mit einigen Zwischenräumen zwischen den Körnern, die Sie mit einem Handobjektiv oder einer Lupe sehen können.

Eruptivgesteine ​​können von den meisten regionalen metamorphen Gesteinen durch das Fehlen von Schieferung (Schichtung) in magmatischen Gesteinen unterschieden werden. Ungeblätterte metamorphe Gesteine ​​haben keine magmatischen Texturen und enthalten normalerweise Mineralien, die in magmatischen Gesteinen nicht vorkommen.

Granit mag auf den ersten Blick wie Gneis aussehen, aber Granit hat keine Schichtung, keine Vorzugsorientierung der Mineralien. Die Mineralien in einem Granit wachsen zufällig in alle Richtungen und neigen nicht dazu, parallel zueinander zu wachsen.

Eruptivgesteine ​​werden nach ihrer Beschaffenheit und ihrer Zusammensetzung klassifiziert. In den vorherigen Abschnitten finden Sie Beschreibungen der verschiedenen magmatischen Texturen und Zusammensetzungen.

Die diesen Abschnitt begleitenden Eruptivgesteinsklassifikationstabellen sind zunächst nach magmatischen Texturen geordnet und weiter nach magmatischen Zusammensetzungen aufgeschlüsselt. Denken Sie daran, dass die magmatische Zusammensetzung auf der Grundlage der Farbe geschätzt wird: hell = felsische Zusammensetzung, mittel = mittlere Zusammensetzung und dunkel = mafische Zusammensetzung.

Eruptivgestein Klassifizierung

Pegmatitische Textur (extrem grobkörnig)
Entsteht aus wasserreichen Intrusionen, die unter der Erde abkühlen und kristallisieren
KompositionDie häufigsten MineralienRockname
felsischNa-Plagioklas, Orthoklas, Quarz, Biotit, Amphibol, MuskovitPegmatit
Phanertitische Textur (grobkörnig)
Entsteht in tiefen Intrusionen, die unter der Erde abkühlen und langsam kristallisieren
KompositionDie häufigsten MineralienRockname
felsischNa-Plagioklas, Orthoklas, Quarz, Biotit, Amphibol, MuskovitGranit
dazwischenliegendNa-Plagioklas, Quarz, Orthoklas, Amphibol, BiotitGranodiorit
Na-Plagioklas, Amphibol, Pyroxen, BiotitDiorit
mafischCa-Plagioklas, Pyroxen, Olivin, Amphibolgabbro
Aphanitische Textur (feinkörnig)
Entsteht in Lavaströmen (oder sehr flachen Intrusionen), die schnell abkühlen
KompositionDie häufigsten MineralienRockname
felsischNa-Plagioklas, Orthoklas, Quarz, Biotit, Amphibol, MuskovitRhyolith
dazwischenliegendNa-Plagioklas, Quarz, Orthoklas, Amphibol, Biotitdazit
Na-Plagioklas, Amphibol, Pyroxen, BiotitAndesit
mafischCa-Plagioklas, Pyroxen, Olivin, AmphibolBasalt
Schaumige Textur (porös, bimsig)
Entsteht in gasgefüllten Vulkanausbrüchen, üblicherweise pyroklastisch
KompositionDie häufigsten MineralienRockname
felsischGlas (kann einige für felsische Gesteine ​​typische Mineralien enthalten)Bimsstein
mafischGlas (kann einige für mafische Gesteine ​​typische Mineralien enthalten)Schlacke
Hinweis: Basalt mit weniger Löchern, bekannt als Vesikel, heißt vesikulärer Basalt. Scoria hat mehr Löcher und kann schwarz oder rot sein.
Glasartige Textur
Entsteht durch zu schnelles Abkühlen, um die Bildung von Kristallgittern zu ermöglichen
KompositionDie häufigsten MineralienRockname
felsisch zu mafischGlas (keine Mineralien)Obsidian
Hinweis: Obsidian, der an dünnen Kanten transparent ist und einen guten Muschelbruch aufweist, ist wahrscheinlich felsisch.
Fragmentierte Textur – Grob (Enthält große Gesteinsfragmente)
Stammt aus pyroklastischen (explosiven) Eruptionen
KompositionDie häufigsten MineralienRockname
felsisch zu mafischvariabel (je nach Gesteinsbrocken und Aschegehalt)vulkanische Brekzie
Fragmentierte Textur – Fein (hauptsächlich Vulkanasche)
Stammt aus pyroklastischen (explosiven) Eruptionen
KompositionDie häufigsten MineralienRockname
felsischkann einige für felsische Gesteine ​​typische Mineralien enthaltenrhyolithischer Tuff
Mittelkann einige für Zwischengesteine ​​typische Mineralien enthaltenAndesitischer Tuff
mafischkann einige für mafische Gesteine ​​typische Mineralien enthaltenAndesitischer Tuff

REFLEXIONSFRAGEN

  • Welche Fähigkeiten helfen Ihnen diese Inhalte zu entwickeln?
  • Was sind die wichtigsten Themen, die in diesem Inhalt behandelt werden?
  • Wie kann der Inhalt dieses Abschnitts Ihnen helfen, die Beherrschung einer bestimmten Fähigkeit zu demonstrieren?
  • Welche Fragen haben Sie zu diesem Inhalt?

Vulkanwelt

Basalte sind dunkel gefärbtes, feinkörniges Extrusionsgestein. Die Mineralkörner sind so fein, dass sie mit bloßem Auge oder gar einer Lupe nicht zu erkennen sind. Sie sind die am weitesten verbreiteten Eruptivgesteine. Die meisten Basalte sind vulkanischen Ursprungs und wurden durch die schnelle Abkühlung und Verhärtung der Lavaströme gebildet. Einige Basalte sind intrusiv, da sie im Inneren der Erde abgekühlt sind.

Granit ist ein magmatisches Gestein, das aus vier Mineralien besteht. Diese Mineralien sind Quarz, Feldspat, Glimmer und normalerweise Hornblende. Granit bildet sich, wenn Magma weit unter der Erdoberfläche abkühlt. Da es tief unter der Erde aushärtet, kühlt es sehr langsam ab. Dadurch können die Kristalle der vier Mineralien groß genug werden, um sie mit bloßem Auge gut erkennen zu können. Schauen Sie sich das Foto von Granit oben an und beachten Sie die verschiedenen Kristalle im Gestein.

Granit ist ein ausgezeichnetes Material für den Bau von Brücken und Gebäuden, da es Tausenden von Pfund Druck standhalten kann. Es wird auch für Denkmäler verwendet, da es langsam verwittert. Gravuren im Granit können über Hunderte von Jahren gelesen werden, was das Gestein wertvoller macht.

Granit wird an vielen Orten der Welt abgebaut, auch in den Vereinigten Staaten. Der Staat New Hampshire hat den Spitznamen "Granite State" wegen der Menge an Granit in den Bergen dieses schönen Staates. Der Canadian Shield of North America enthält riesige Granitfelsen (Oberflächenfelsen).

Dazit ist ein extrusives Eruptivgestein. Die wichtigsten Mineralien, aus denen Dazit besteht, sind Plagioklas, Quarz, Pyroxen oder Hornblende.

Obsidian ist ein sehr glänzendes natürliches Vulkanglas. Wenn Obsidian bricht, bricht es mit einer deutlichen Muschelfraktur. Beachten Sie auf dem Foto links, wie es bricht. Obsidian entsteht, wenn Lava sehr schnell abkühlt. Die Lava kühlt so schnell ab, dass sich keine Kristalle bilden können.

Wenn Menschen Glas herstellen, schmelzen sie Quarzgestein wie Sand und Quarz und kühlen es dann schnell ab, indem sie es in Wasser legen. Obsidian wird in der Natur auf ähnliche Weise hergestellt.

Obsidian ist normalerweise schwarz oder sehr dunkelgrün, kann aber auch in fast klarer Form gefunden werden.

Antike Menschen auf der ganzen Welt haben Obsidian für Pfeilspitzen, Messer, Speerspitzen und Schneidwerkzeuge aller Art verwendet. Heute wird Obsidian von Ärzten als Skalpell bei sehr sensiblen Augenoperationen eingesetzt.

Gabbro ist ein dunkles, grobkörniges intrusives Eruptivgestein. Gabbro ist in seiner mineralischen Zusammensetzung dem Basalt sehr ähnlich. Es besteht hauptsächlich aus dem Mineral Plagioklas Feldspat mit kleineren Mengen an Pyroxen und Olivin.

Rhyolith ist sehr eng mit Granit verwandt. Der Unterschied besteht darin, dass Rhyolith viel feinere Kristalle hat. Diese Kristalle sind so klein, dass sie mit bloßem Auge nicht zu sehen sind. Rhyolith ist ein extrusives magmatisches Gestein, das viel schneller abgekühlt ist als Granit, was ihm ein glasiges Aussehen verleiht. Die Mineralien, aus denen Rhyolith besteht, sind Quarz, Feldspat, Glimmer und Hornblende.

Bimsstein ist ein sehr helles, schaumiges Vulkangestein. Bimsstein entsteht aus gasgefüllter Lava. Bei einer Eruption wird die Lava ausgestoßen und durch die Luft geschossen. Wenn die Lava durch die Luft rast, kühlt sie sich ab und die Gase entweichen und hinterlassen den Fels voller Löcher.

Bimsstein ist so leicht, dass er tatsächlich auf dem Wasser schwimmt. Riesige Bimssteinblöcke wurden nach großen Eruptionen auf dem Ozean treiben gesehen. Einige Lavablöcke sind groß genug, um kleine Tiere zu tragen.

Bimsstein wird gemahlen und wird heute in Seifen, Scheuermitteln und auch in Polituren verwendet.


3.6: Eruptivgesteine ​​- Geowissenschaften

Alle von MDPI veröffentlichten Artikel werden sofort weltweit unter einer Open-Access-Lizenz verfügbar gemacht. Für die Wiederverwendung des gesamten oder eines Teils des von MDPI veröffentlichten Artikels, einschließlich Abbildungen und Tabellen, ist keine besondere Genehmigung erforderlich. Bei Artikeln, die unter einer Open-Access-Creative Common CC BY-Lizenz veröffentlicht wurden, darf jeder Teil des Artikels ohne Genehmigung wiederverwendet werden, sofern der Originalartikel eindeutig zitiert wird.

Feature Papers stellen die fortschrittlichste Forschung mit erheblichem Potenzial für eine große Wirkung auf diesem Gebiet dar. Feature Papers werden auf individuelle Einladung oder Empfehlung der wissenschaftlichen Herausgeber eingereicht und vor der Veröffentlichung einem Peer Review unterzogen.

Das Feature Paper kann entweder ein origineller Forschungsartikel, eine umfangreiche neue Forschungsstudie sein, die oft mehrere Techniken oder Ansätze umfasst, oder ein umfassendes Übersichtspapier mit prägnanten und präzisen Updates zu den neuesten Fortschritten auf diesem Gebiet, das die aufregendsten Fortschritte in der Wissenschaft systematisch überprüft Literatur. Diese Art von Papier gibt einen Ausblick auf zukünftige Forschungsrichtungen oder mögliche Anwendungen.

Editor’s Choice-Artikel basieren auf Empfehlungen der wissenschaftlichen Herausgeber von MDPI-Zeitschriften aus der ganzen Welt. Die Herausgeber wählen eine kleine Anzahl von kürzlich in der Zeitschrift veröffentlichten Artikeln aus, die ihrer Meinung nach für Autoren besonders interessant oder in diesem Bereich wichtig sind. Ziel ist es, eine Momentaufnahme einiger der spannendsten Arbeiten zu geben, die in den verschiedenen Forschungsbereichen der Zeitschrift veröffentlicht wurden.


Magmatische Gesteine

Eruptivgesteine ​​sind solche, die in der Erde bei Temperaturen gebildet werden, die hoch genug sind, um eine flüssige Komponente zu produzieren. Mit zunehmendem Flüssigkeitsanteil wandert er aufgrund seiner geringeren Dichte als das umgebende feste Gestein an die Oberfläche. Viele Faktoren bestimmen, ob das teilweise geschmolzene Gestein (Magma) in der Kruste verbleibt (um Gesteine ​​wie Granit zu bilden) oder ob es an die Oberfläche gelangt und als Lava extrudiert wird. Temperatur, Flüssigkeitsgehalt (flüchtige Stoffe) und Massenzusammensetzung des Magmas sind Faktoren, die das Verhalten des Magmas stark beeinflussen.

Aufgrund der unendlichen Variablen, die die Magmazusammensetzung kontrollieren, sind keine zwei magmatischen Gesteine ​​jemals identisch, auch wenn es eine visuelle Ähnlichkeit geben könnte. Kleine Abweichungen in der Mineralzusammensetzung und den Anteilen des Ausgangsmaterials (oft durch den Schmelzgrad gesteuert) spiegeln sich im Endprodukt wider. Wenn das im "Schmelztiegel" erzeugte Magma durch Krustenmaterial (z wird sich im späteren kristallinen Gestein widerspiegeln. Die Erforschung der verschiedenen Stadien der Gesteinsbildung ist eine faszinierende Wissenschaft.

Es gibt zwei hauptsächliche magmatische Gesteinsklassen – solche, die unter der Kruste bleiben, wenn sie kristallisieren (plutonische wie Granite) und solche, die aus der Kruste herauskommen (vulkanische wie Laven). Innerhalb jeder Gruppe gibt es je nach ihrer Massenzusammensetzung zwei Hauptunterklassen, nämlich felsisch (quarzhaltig) und mafisch (wenig oder kein Quarz). Diese beiden Unterklassen werden im Allgemeinen in Farbe reflektiert, wobei die erstere hell und die letztere dunkel ist. Einige Klassifikationen umfassen eine eher nebulöse Zwischengruppe.


Kapitel 3 Intrusive Eruptivgesteine

Nachdem Sie dieses Kapitel sorgfältig gelesen, die darin enthaltenen Übungen abgeschlossen und die Fragen am Ende beantwortet haben, sollten Sie in der Lage sein:

  • Beschreiben Sie den Gesteinskreislauf und die Arten von Prozessen, die zur Bildung von magmatischen, sedimentären und metamorphen Gesteinen führen, und erklären Sie, warum es auf der Erde einen aktiven Gesteinskreislauf gibt.
  • Erklären Sie das Konzept des partiellen Schmelzens und beschreiben Sie die geologischen Prozesse, die zum Schmelzen führen.
  • Beschreiben Sie allgemein den Bereich der chemischen Zusammensetzung von Magmen.
  • Diskutieren Sie die Vorgänge beim Abkühlen und Kristallisieren von Magma und die typische Kristallisationsreihenfolge nach der Bowen-Reaktionsreihe.
  • Erklären Sie, wie die Magmazusammensetzung durch fraktionierte Kristallisation und teilweises Schmelzen des umgebenden Gesteins verändert werden kann.
  • Wenden Sie die Kriterien für die Klassifizierung von magmatischen Gesteinen basierend auf den Mineralanteilen an.
  • Beschreiben Sie die Ursprünge phaneritischer, porphyritischer und pegmatitischer Gesteinstexturen.
  • Identifizieren Sie Plutonen anhand ihrer Morphologie und ihrer Beziehungen zu den umgebenden Gesteinen.
  • Erklären Sie den Ursprung einer gekühlten Marge.

Abbildung 3.0.1 Ein feinkörniger mafischer Gang (dunkelgrün) intrudiert in einen felsischen Gang (rosa) und in groben Diorit (grau), Quadra Island, B.C. Alle diese Gesteine ​​bestehen aus mehr als einer Art von Mineral. Die mineralischen Bestandteile sind im Diorit deutlich sichtbar, nicht aber in den anderen beiden Gesteinsarten.

Ein Gestein ist eine konsolidierte Mischung von Mineralien. Von konsolidiert, Wir meinen, dass harte und starke echte Steine ​​in Ihren Händen nicht auseinanderfallen! EIN Mischung aus Mineralien impliziert das Vorhandensein von mehr als einem Mineralkorn, aber nicht notwendigerweise mehr als einer Art von Mineral (Abbildung 3.0.1). Ein Gestein kann nur aus einer Art von Mineral bestehen (z. B. besteht Kalkstein normalerweise nur aus Calcit), aber die meisten Gesteine ​​bestehen aus mehreren verschiedenen Mineralien. Ein Gestein kann auch Nichtmineralien enthalten, wie Fossilien oder organisches Material in einem Kohlebett oder in einigen Arten von Tonstein.

Gesteine ​​werden nach ihrer Form in drei Hauptkategorien eingeteilt:

  1. Eruptiv: gebildet aus der Abkühlung und Kristallisation von Magma (geschmolzenes Gestein)
  2. Sedimentär : entsteht, wenn verwitterte Fragmente anderer Gesteine ​​vergraben, komprimiert und zusammen zementiert werden oder wenn Mineralien direkt aus der Lösung ausfallen
  3. Metamorphisch : gebildet durch Veränderung (aufgrund von Hitze, Druck und/oder chemischer Einwirkung) eines bereits vorhandenen magmatischen oder sedimentären Gesteins

Medienzuordnungen

Auf dem Meer und auf Seen bilden sich Wellen, weil die Energie des Windes auf das Wasser übertragen wird. Je stärker der Wind, desto länger bläst er, und je größer die Wasserfläche, über die er bläst (der Fetch), desto größer sind wahrscheinlich die Wellen.

Die wichtigen Parameter einer Welle sind die Wellenlänge (der horizontale Abstand zwischen zwei Wellenbergen oder zwei Wellentälern), die Amplitude (der vertikale Abstand zwischen einem Wellental und einem Wellenberg) und die Wellengeschwindigkeit (die Geschwindigkeit, mit der sich Wellenberge über das Wasser bewegen ) (Abbildung 17.1.1).

Abbildung 17.1.1 Die Parameter von Wasserwellen.

Die typischen Größen und Geschwindigkeiten von Wellen in Situationen, in denen sie lange genug hatten, um sich vollständig zu entwickeln, sind in Tabelle 17.1 zusammengefasst. In einer Situation, in der der Fetch kurz ist (z. B. 19 km auf einem See) und der Wind nur mäßig (19 km/h) ist, entwickeln sich die Wellen innerhalb von 2 Stunden vollständig, aber sie bleiben recht klein (durchschnittliche Amplitude etwa 27 cm .). , Wellenlänge 8,5 m). Auf einem großen Gewässer (das Meer oder ein sehr großer See) mit einer Reichweite von 139 km und Windgeschwindigkeiten von 37 km/h entwickeln sich die Wellen in 10 Stunden vollständig, die durchschnittliche Amplitude beträgt etwa 1,5 m und die durchschnittliche Wellenlänge etwa 34 m. Im offenen Meer mit starken Winden (92 km/h), die mindestens 69 Stunden lang wehen, werden die Wellen im Durchschnitt fast 15 m hoch und ihre Wellenlängen werden über 200 m betragen. Kleine Wellen (Amplituden unter einem Meter) haben tendenziell relativ flache Steigungen (Amplitude beträgt 3% bis 4% der Wellenlänge), während größere Wellen (Amplituden über 10 m) viel steilere Steigungen haben (Amplitude beträgt 6% bis 7% der Wellenlänge) . Mit anderen Worten, große Wellen sind nicht nur größer als kleine, sondern in der Regel auch mehr als doppelt so steil und damit um ein Vielfaches beeindruckender – und potenziell gefährlich. Es ist jedoch wichtig zu erkennen, dass die Amplituden mit der Entfernung vom Bereich, in dem die Wellen erzeugt wurden, abnehmen. Wellen an unserer Küste, die von einem Sturm in der Nähe von Japan erzeugt werden, haben ähnliche Wellenlängen, aber geringere Amplituden als diejenigen, die von einem vergleichbaren Sturm direkt vor der Küste erzeugt werden.

Tabelle 17.1 Die Parameter von Windwellen in Situationen, in denen der Wind lange genug in ungefähr die gleiche Richtung bläst, damit sich die Wellen vollständig entwickeln können. Die aufgeführten Dauern sind das Minimum, das erforderlich ist, damit sich die Wellen vollständig entwickeln können. [1]
[Tabelle überspringen]
Windgeschwindigkeit (Kilometer pro Stunde) Holen (Kilometer) Dauer (Stunden) Amplitude (Meter) Wellenlänge (Meter) Wellenperiode (Sekunden) Wellengeschwindigkeit (Meter pro Sekunde) Wellengeschwindigkeit (Kilometer pro Stunde)
19 19 2 0.27 8.5 3.0 2.8 10.2
37 139 10 1.5 33.8 5.7 5.9 19.5
56 518 23 4.1 76.5 8.6 8.9 32.0
74 1,313 42 8.5 136 11.4 11.9 42.9
92 2,627 69 14.8 212 14.3 14.8 53.4

Aufgabe 17.1 Wellenhöhe versus Länge

Diese Tabelle zeigt die typischen Amplituden und Wellenlängen von Wellen, die unter verschiedenen Windbedingungen erzeugt werden. Aus diesen Zahlen lässt sich die Steilheit einer Welle bestimmen und hängt mit dem Verhältnis Amplitude/Wellenlänge zusammen.

  1. Berechnen Sie diese Verhältnisse für die gezeigten Wellen. Der erste ist für Sie erledigt.
  2. Wie würden sich diese Verhältnisse mit zunehmender Entfernung vom Wind, der die Wellen erzeugte, ändern?

Relativ kleine Wellen bewegen sich mit bis zu etwa 10 km/h und erreichen etwa alle 3 Sekunden ein Ufer. Sehr große Wellen bewegen sich etwa fünfmal schneller (über 50 km/h), aber weil ihre Wellenlängen so viel länger sind, kommen sie seltener an – etwa alle 14 Sekunden.

Wenn sich eine Welle über die Wasseroberfläche bewegt, bewegt sich das Wasser selbst meist nur auf und ab und bewegt sich nur wenig in Richtung der Wellenbewegung. Dabei beschreibt ein Punkt auf der Wasseroberfläche einen Kreis mit einem Durchmesser, der gleich der Wellenamplitude ist (Abbildung 17.1.2). Diese Bewegung wird auch auf das darunter liegende Wasser übertragen und das Wasser wird von einer Welle bis zu einer Tiefe von etwa einer halben Wellenlänge gestört. Die Wellenbewegung wird auf der Wikipedia-Seite „Windwelle“ recht deutlich dargestellt. Wenn Sie sich diese Animation genau ansehen und sich auf die kleinen weißen Punkte im Wasser konzentrieren, sollten Sie sehen können, wie die Bewegung mit der Tiefe abnimmt.

Abbildung 17.1.2 Die Bahnbewegung eines Wasserpakets (schwarzer Punkt), wenn sich eine Welle über die Oberfläche bewegt.

Die Tiefe der Störung des Wassers unter einer Welle von einer halben Wellenlänge wird als Wellenbasis bezeichnet. Da Meereswellen selten Wellenlängen größer als 200 m haben und der offene Ozean mehrere tausend Meter tief ist, interagiert die Wellenbasis normalerweise nicht mit dem Meeresboden. Wenn sich Wellen jedoch dem viel flacheren Wasser in Ufernähe nähern, beginnen sie, den Boden zu „fühlen“ und werden von dieser Wechselwirkung beeinflusst (Abbildung 17.1.3). Die „Umlaufbahnen“ der Welle werden durch das Ziehen sowohl abgeflacht als auch verlangsamt, was dazu führt, dass die Wellenamplitude (Höhe) zunimmt und die Wellenlänge abnimmt (die Wellen werden viel steiler). Das Ergebnis davon ist, dass sich die Wellen nach vorne neigen und schließlich brechen (Abbildung 17.1.4).

Abbildung 17.1.3 Die Wirkung von Wellen, die sich einem sandigen Ufer nähern. Abbildung 17.1.4 Wellen, die sich am Ufer von Greensand Beach, Hawaii, brechen (der Sand ist grün, weil er hauptsächlich aus dem Mineral Olivin besteht, das aus dem nahegelegenen Vulkangestein erodiert wurde). Abbildung 17.1.5 Wellen nähern sich der Küste von Long Beach im Pacific Rim National Park. Wenn sich die Wellen (dargestellt durch weiße Linien) dem Ufer nähern, werden sie gebrochen, um paralleler zum Strand zu werden, und ihre Wellenlänge nimmt ab.

Wellen nähern sich dem Ufer normalerweise in einem Winkel, und dies bedeutet, dass ein Teil der Welle den Grund früher spürt als der Rest, sodass der Teil, der den Grund zuerst spürt, zuerst langsamer wird. Dieser Vorgang ist in Abbildung 17.1.5 dargestellt, die auf einer Luftaufnahme basiert, die tatsächliche Wellen zeigt, die sich Long Beach auf Vancouver Island nähern. Als das Foto aufgenommen wurde, näherten sich die Wellen (mit weißen Strichen im Diagramm) in einem Winkel von etwa 20° dem Strand. Die Wellen erreichten zuerst das Ufer am südlichen Ende ("a" im Bild). As they moved into shallow water they were slowed, and since the parts of the waves still in deep water ("b" on the image) were not slowed they were able catch up, and thus the waves became more parallel to the beach.

Figure 17.1.6 The generation of a longshore current by waves approaching the shore at an angle.

In open water, these waves had wavelengths close to 100 m. In the shallow water closer to shore, the wavelengths decreased to around 50 m, and in some cases, even less.

Even though they bend and become nearly parallel to shore, most waves still reach the shore at a small angle, and as each one arrives, it pushes water along the shore, creating what is known as a Longshore-Strömung innerhalb der Surfzone (the areas where waves are breaking) (Figure 17.1.6).

Exercise 17.2 Wave refraction

Figure 17.1.7

A series of waves (dashed lines) is approaching the coast on the map shown here.

The location of the depth contour that is equivalent to 1/2 of the wavelength is shown as a red dashed line.

Draw in the next several waves, showing how their patterns will change as they approach shallow water and the shore.

Show, with arrows, the direction of the resulting longshore current.

Another important effect of waves reaching the shore at an angle is that when they wash up onto the beach, they do so at an angle, but when that same wave water flows back down the beach, it moves straight down the slope of the beach (Figure 17.1.8). The upward-moving water, known as the schwappen, pushes sediment particles along the beach, while the downward-moving water, the Rückspülung, brings them straight back. With every wave that washes up and then down the beach, particles of sediment are moved along the beach in a zigzag pattern.

The combined effects of sediment transport within the surf zone by the longshore current and sediment movement along the beach by swash and backwash is known as Longshore-Drift. Longshore drift moves a tremendous amount of sediment along coasts (both oceans and large lakes) around the world, and it is responsible for creating a variety of depositional features that we’ll discuss in section 17.3.

Figure 17.1.9 The formation of rip currents on a beach with strong surf.

EIN Strom reißen is another type of current that develops in the nearshore area, and has the effect of returning water that has been pushed up to the shore by incoming waves. As shown in Figure 17.1.9, rip currents flow straight out from the shore and are fed by the longshore currents. They die out quickly just outside the surf zone, but can be dangerous to swimmers who get caught in them. If part of a beach does not have a strong unidirectional longshore current, the rip currents may be fed by longshore currents going in both directions.

Figure 17.1.10 Rip currents on Tunquen Beach in central Chile.

Rip currents are visible in Figure 17.1.10, a beach at Tunquen in Chile near Valparaiso. As is evident from the photo, the rips correspond with embayments in the beach profile. Three of them are indicated with arrows, but it appears that there may be several others farther along the beach.

Tides are related to very long-wavelength but low-amplitude waves on the ocean surface (and to a much lesser extent on very large lakes) that are caused by variations in the gravitational effects of the Sun and Moon. Tide amplitudes in shoreline areas vary quite dramatically from place to place. On the west coast of Canada, the tidal range is relatively high, in some areas as much as 6 m, while on most of the east coast the range is lower, typically around 2 m. A major exception is the Bay of Fundy between Nova Scotia and New Brunswick, where the daily range can be as great as 16 m. Anomalous tides like that are related to the shape and size of bays and inlets, which can significantly enhance the amplitude of the tidal surge. The Bay of Fundy has a natural oscillation cycle of 12.5 hours, and that matches the frequency of the rise and fall of the tides in the adjacent Atlantic Ocean. Ungava Bay, on Quebec’s north coast, has a similarly high tidal range.

As the tides rise and fall they push and pull a large volume of water in and out of bays and inlets and around islands. They do not have as significant an impact on coastal erosion and deposition as wind waves do, but they have an important influence on the formation of features within the intertidal zone, as we’ll see in the following sections.


Classification of Igneous Rocks:

Igneous rocks are classified according to their mode of occurrence, texture, mineralogy, chemical composition, and the geometry of the igneous body. Two important variables that are used for the classification of igneous rocks are particle size and the mineral composition of the rock. Feldspar, quartz, olivines, micas, etc., are all important minerals in the formation of igneous rocks, and are important to their classification.

Types of igneous rocks with other essential minerals are very rare. In simplified classification, igneous rocks are separated by the type of feldspar present, the presence or absence of quartz, and – in cases where feldspar or quartz are not present – by the type of iron or magnesium minerals present. Rocks containing quartz are silica-oversaturated, while rocks with feldspathoids are silica-undersaturated.

Igneous rocks which have crystals large enough to be seen with the unaided eye are classified as phaneritic, while those with crystals too small to be seen are aphanitic. Typically, rocks belonging to the phaneritic class are intrusive in origin, while aphanitic rocks are extrusive.

An igneous rock with larger, clearly discernible crystals embedded in a finer-grained matrix is classified as porphyry. Porphyritic textures develop when lava cools unevenly, causing of some of the crystals to grow before the main mass of the molten rock.

So the next time you find yourself somewhere, just standing about, remember that the ground you walk on was formed under from a pretty hellish process. It began deep in the Earth, where silicate rock, tormented by extreme heat and intense pressure, became a hot, oozing mess. Once it was churned up to the surface. it either exploded into the atmosphere, or melted a path across the landscape before cooling in place.

In short, our world was born of conditions that make Dante’s Inferno look boring and cheerful by comparison!

We have written many articles about igneous rocks for Universe Today. Here’s an article on How Rocks are Formed, What is the Earths’ Mantle Made From?, and What is the Difference Between Magma and Lava?

And for a more detailed look at the Earth, here’s What is the Lithosphere?, and What are the Earth’s Layers?

If you’d like more info on igneous rocks, check out U.S. Geological Survey Website. And here’s a link to Geology.com.

We’ve also recorded an episode of Astronomy Cast all about planet Earth. Listen here, Episode 51: Earth.


3.4 Classification of Igneous Rock

As has already been described, igneous rocks are classified into four categories: felsic, intermediate, mafic, and ultramafic, based on either their chemistry or their mineral composition. The diagram in Figure 3.4.1 can be used to help classify igneous rocks by their mineral composition. Ein wichtiges Merkmal in diesem Diagramm ist die rote Linie, die die nicht-ferromagnesischen Silikate unten links (K-Feldspat, Quarz und Plagioklas-Feldspat) von den ferromagnesischen Silikaten oben rechts (Biotit, Amphibol, Pyroxen und Olivin) trennt ). Bei der Klassifizierung von intrusiven Eruptivgesteinen ist zunächst der Anteil der ferromagnesischen Silikate zu berücksichtigen. In den meisten magmatischen Gesteinen sind die ferromagnesischen Silikatminerale deutlich dunkler als die anderen, aber es ist immer noch ziemlich schwierig, die Anteile der Mineralien in einem Gestein abzuschätzen.

Based on the position of the red line in Figure 3.4.1, it is evident that felsic rocks can have between 1% and 20% ferromagnesian silicates (the red line intersects the left side of the felsic zone 1% of the distance from the top of the diagram, and it intersects the right side of the felsic zone 20% of the distance from the top). Zwischengesteine ​​haben zwischen 20 % und 50 % ferromagnesische Silikate und mafische Gesteine ​​haben 50 % bis 100 % ferromagnesische Silikate. Genauer gesagt weisen felsische Gesteine ​​typischerweise Biotit und/oder Amphibole auf. Zwischengesteine ​​haben Amphibol und in einigen Fällen Pyroxen und mafische Gesteine ​​haben Pyroxen und in einigen Fällen Olivin.

Figure 3.4.1 A simplified classification diagram for igneous rocks based on their mineral compositions. [Bildbeschreibung]

Wenn wir uns auf die nicht-ferromagnesischen Silikate konzentrieren, ist es offensichtlich, dass felsische Gesteine ​​0% bis 35% K-Feldspat, 25% bis 35% Quarz enthalten können (die vertikale Dicke des Quarzfeldes variiert zwischen 25% und 35% ) und 25 bis 50 % Plagioklas (und dieser Plagioklas ist natriumreich oder albitisch). Zwischengesteine ​​können bis zu 25 % Quarz und 50 bis 75 % Plagioklas enthalten. Mafische Gesteine ​​haben nur Plagioklas (bis zu 50%), und dieser Plagioklas ist kalziumreich oder anorthitisch.

Aufgabe 3.5 Mineralanteile in magmatischen Gesteinen

Figure 3.4.2

The dashed blue lines (labelled a, b, c, d) in Figure 3.4.2 represent four igneous rocks. Vervollständigen Sie die Tabelle, indem Sie die Mineralanteile (Prozent) der vier Gesteine ​​(auf die nächsten 10 %) schätzen.

Hinweis: Felsen B und D sind der einfachste Einstieg damit.

Felsen Biotit/Amphibol Pyroxen Olivine Plagioklas Quarz K-Feldspat
ein
B
C
D

Figure 3.4.3 provides a diagrammatic representation of the proportions of dark minerals in light-coloured rocks. Sie können dies verwenden, wenn Sie versuchen, den ferromagnesischen Mineralgehalt von tatsächlichen Gesteinen abzuschätzen, und Sie können dies üben, indem Sie Übung 3.6 ausführen. Sei gewarnt! Geologiestudenten überschätzen fast immer den Anteil an dunklen Mineralien.

Figure 3.4.3 A guide to estimating the proportions of dark minerals in light-coloured rocks.

Exercise 3.6 Proportions of ferromagnesian silicates

Die vier unten gezeigten magmatischen Gesteine ​​weisen unterschiedliche Anteile an ferromagnesischen Silikaten auf. Estimate those proportions using the diagrams in Figure 3.4.3, and then use Figure 3.4.1 to determine the likely rock name for each one.

___% ___% ___% ___%
__________ __________ __________ __________

Eruptivgesteine ​​werden auch nach ihrer Textur klassifiziert. Die Texturen von vulkanischen Gesteinen werden in Kapitel 4 besprochen, daher betrachten wir hier nur die verschiedenen Texturen von intrusiven Eruptivgesteinen. Fast alle intrusiven Eruptivgesteine ​​haben Kristalle, die groß genug sind, um mit bloßem Auge zu sehen, und wir verwenden den Begriff phaneritisch (from the Greek word phaneros meaning visible) to describe that. In der Regel bedeutet dies, dass sie größer als etwa 0,5 Millimeter (mm) sind – die Dicke einer starken Linie, die mit einem Kugelschreiber erstellt wird. (Wenn die Kristalle zu klein sind, um sie zu unterscheiden, was für die meisten Vulkangesteine ​​typisch ist, verwenden wir den Begriff aphanitisch (aus dem griechischen Wort aphanos – unseen) The intrusive rocks shown in Figure 3.3.5 are all phaneritic, as are those shown in Exercise 3.6.

Im Allgemeinen ist die Größe der Kristalle proportional zur Abkühlgeschwindigkeit. Je länger es dauert, bis ein Magmakörper abgekühlt ist, desto größer können die Kristalle werden. It is not uncommon to see an intrusive igneous rock with crystals up to 1 centimetre (cm) long. In manchen Situationen, insbesondere gegen Ende der Abkühlungsphase, kann das Magma wasserreich werden. The presence of liquid water (still liquid at high temperatures because it is under pressure) promotes the relatively easy movement of ions, and this allows crystals to grow large, sometimes to several centimetres (Figure 3.4.4). Finally, as already described, if an igneous rock goes through a two-stage cooling process, its texture will be porphyritic (Figure 3.3.7).

Figure 3.4.4 A pegmatitic rock with large crystals

Bildbeschreibungen

Figure 3.4.1 image description: Mineral composition of igneous rocks
Igneous Rocks Felsic Intermediate Mafic Ultramafic
K-Feldspat 0 to 35% 0% 0% 0%
Quarz 25 to 35% 0 to 25% 0% 0%
Plagioclase feldspar 25 to 50% 50 to 70% 0 to 50% 0%
Biotite and/or Amphibole 0 to 20% 20 to 40% 0 to 30% 0%
Pyroxen 0% 0 to 20% 20 to 75% 0% to 75%
Olivine 0% 0% 0 to 25 % 25% to 100%
Intrusive Granite Diorite Gabbro Peridotite
Extrusive Rhyolite Andesite Basalt Komatiite

Attributions

Einige Küstengebiete werden von Erosion dominiert, ein Beispiel ist die Pazifikküste Kanadas und der Vereinigten Staaten, während andere von Ablagerungen dominiert werden, Beispiele sind die Atlantik- und Karibikküste der Vereinigten Staaten. Aber an fast allen Küsten treten sowohl Ablagerungen als auch Erosionen die meiste Zeit in unterschiedlichem Ausmaß auf, wenn auch an unterschiedlichen Orten. This is clearly evident in the Tofino area of Vancouver Island (Figure 17.0.1), where erosion is the predominant process on the rocky headlands, while depositional processes predominate within the bays. An ablagerungsdominanten Küsten werden die Küstensedimente noch aus einigen Gebieten erodiert und in anderen abgelagert.

A key factor in determining if a coast is dominated by erosion or deposition is its history of tectonic activity. Eine Küste wie die von British Columbia ist tektonisch aktiv, und Kompression und Hebung finden seit Millionen von Jahren statt. Diese Küste wurde in den letzten 15.000 Jahren auch durch isostatischen Rückprall aufgrund von Deglaziation angehoben. Die Küsten der Vereinigten Staaten entlang des Atlantiks und des Golfs von Mexiko haben in einigen hundert Millionen Jahren keine signifikante tektonische Aktivität gesehen und außer im Nordosten keine postglaziale Hebung erlebt. Diese Gebiete weisen ein relativ geringes topografisches Relief auf, und es gibt jetzt nur eine minimale Erosion des Küstengrundgesteins. Another important factor is the supply of sediments. Unless there is a continuous supply of sandy and coarser sediment to a coast it will not be a depositional coast.

An Küsten, die von Ablagerungsprozessen geprägt sind, stammt der Großteil der abgelagerten Sedimente typischerweise aus großen Flüssen. Ein offensichtliches Beispiel ist die Mündung des Mississippi in den Golf von Mexiko bei New Orleans, ein anderes ist der Fraser River bei Vancouver. Es gibt keine großen Flüsse, die sandige Sedimente an die Westküste von Vancouver Island bringen, aber es gibt dort immer noch lange und breite Sandstrände. In diesem Gebiet stammt der größte Teil des Sandes aus glazifluvialen Sandablagerungen, die sich entlang der Küste hinter dem Strand befinden, und ein Teil stammt aus der Erosion der Felsen auf den Landzungen.

The components of a typical beach are shown in Figure 17.3.1. On a sandy marine beach, the beach face is the area between the low and high tide levels. A berm is a flatter region beyond the reach of high tides this area stays dry except during large storms.

Figure 17.3.1 The components of a sandy marine beach. [Bildbeschreibung] Figure 17.3.2 The differences between summer and winter on beaches in areas where the winter conditions are rougher and waves have a shorter wavelength but higher energy. Im Winter wird Sand vom Strand vor der Küste gelagert.

Die meisten Strände durchlaufen einen saisonalen Zyklus, da sich die Bedingungen von Sommer zu Winter ändern. Im Sommer sind die Seebedingungen relativ ruhig mit langwelligen Wellen mit geringer Amplitude, die von entfernten Winden erzeugt werden. Die Winterbedingungen sind rauer, mit Wellen mit kürzerer Wellenlänge und höherer Amplitude, die durch starke lokale Winde verursacht werden. As shown in Figure 17.3.2, the heavy seas of winter gradually erode sand from beaches, moving it to an underwater sandbar offshore from the beach. Die sanfteren Wellen des Sommers drücken diesen Sand allmählich zurück zum Ufer, wodurch ein breiterer und flacherer Strand entsteht.

Die Entwicklung sandiger Ablagerungsmerkmale an Meeresküsten wird hauptsächlich von Wellen und Strömungen beeinflusst, insbesondere von Küstenströmungen. Wenn Sediment entlang einer Küste transportiert wird, wird es entweder an Stränden abgelagert oder es entstehen andere Ablagerungsmerkmale. A spit , for example is an elongated sandy deposit that extends out into open water in the direction of a longshore current. A good example is Goose Spit at Comox on Vancouver Island (Figure 17.3.3). An dieser Stelle fließt die Longshore-Strömung typischerweise in Richtung Südwesten, und der Sand, der von einer 60 m hohen Klippe des pleistozänen glaziofluvialen Quadra Sand erodiert wird, wird in diese Richtung und dann in den Hafen von Comox geschoben.

Figure 17.3.3 The formation of Goose Spit at Comox on Vancouver Island. Der Sand, aus dem Goose Spit besteht, stammt aus der Erosion von pleistozänem Quadra Sand (einer dicken glazifluvialen Sandablagerung, wie auf dem Foto rechts dargestellt).

The Quadra Sand at Comox is visible in Figure 17.3.4. There are numerous homes built at the top of the cliff, and the property owners have gone to considerable expense to reinforce the base of the cliff with large angular rocks ( rip-rap ) and concrete barriers so as to limit further erosion of their properties. Eine Folge davon wird sein, dass die Sedimente von Goose Spit ausgehungert werden und schließlich zu seiner Erosion beitragen. Natürlich sind die Felsen und Betonbarrieren nur temporär, sie werden in den nächsten Jahrzehnten von starken Winterstürmen erodiert und der Quadra Sand wird wieder einmal zur Erhaltung der Gänse Nehrung beitragen.

Figure 17.3.4 The Quadra Sand cliff at Comox, and the extensive concrete and rip-rap barrier that has been constructed to reduce erosion. Note that the waves (dashed lines) are approaching the shore at an angle, contributing to the longshore drift. Figure 17.3.5 A depiction of a baymouth bar and a tombolo.

A spit that extends across a bay to the extent of closing, or almost closing it off, is known as a baymouth bar . In die meisten Buchten münden Bäche, und da dieses Wasser abfließen muss, ist es selten, dass eine Baymouth-Bar den Eingang zu einer Bucht vollständig verschließt. In areas where there is sufficient sediment being transported, and there are near-shore islands, a tombolo may form (Figure 17.3.5).

Tombolos are common around the southern part of the coast of British Columbia, where islands are abundant, and they typically form where there is a wave shadow behind a nearshore island (Figure 17.3.6). Dies wird zu einem Gebiet mit reduzierter Energie, und so verlangsamt sich die Longshore-Strömung und es sammeln sich Sedimente an. Schließlich sammeln sich genug Sedimente an, um die Insel mit einem Tombolo mit dem Festland zu verbinden. There is a good example of a tombolo in Figure 17.0.1, and another in Figure 17.3.7.

Figure 17.3.6 The process of formation of a tombolo in a wave shadow behind a nearshore island. Figure 17.3.7 A stack (with a wave-cut platform) connected to the mainland by a tombolo, Gabriola Island, B.C.

In areas where coastal sediments are abundant and coastal relief is low (because there has been little or no recent coastal uplift), it is common for barrier islands to form. Barrier Islands sind langgestreckte Inseln aus Sand, die sich wenige Kilometer vom Festland entfernt bilden. They are common along the U.S. Gulf Coast from Texas to Florida, and along the U.S. Atlantic Coast from Florida to Massachusetts (Figure 17.3.8). Nördlich von Boston wird die Küste felsig, zum Teil weil dieses Gebiet von der postglazialen Krustenrückbildung betroffen ist.

Figure 17.3.8 Assateague Island on the Maryland coast, U.S. This barrier island is about 60 km long and only 1 km to 2 km wide. Der offene Atlantik liegt rechts und die Lagune links. Dieser Teil von Assateague Island wurde kürzlich von einem tropischen Sturm erodiert, der riesige Mengen Sand in die Lagune getrieben hat.

Figure 17.3.9

Skizzieren Sie auf der Karte, wo Sie Folgendes erwarten würden:

Welche Bedingungen könnten zur Bildung von Barriereinseln in diesem Bereich führen?

Some coasts in tropical regions (between 30° S and 30° N) are characterized by carbonate reefs . Reefs form in relatively shallow marine water within a few hundred to a few thousand metres of shore in areas where the water is clear because there is little or no input of clastic sediments from streams, and marine organisms such as corals, algae, and shelled organisms can thrive. The associated biological processes are enhanced where upwelling currents bring chemical nutrients from deeper water (but not so deep that the water is cooler than about 25°C) (Figure 17.3.10). Sediments that form in the back reef (shore side) and fore reef (ocean side) are typically dominated by carbonate fragments eroded from the reef and from organisms that thrive in the back-reef area that is protected from wave energy by the reef.

Figure 17.3.10 Cross-section through a typical barrier or fringing reef.

Bildbeschreibungen

Figure 17.3.1 image description: A berm, the part of a beach that is beyond the reach of high tide, is part of the backshore. The beach face, the part of the beach between low tide and high tide level, includes the swash zone and the foreshore. Beyond the swash zone is the surf zone and beyond that is the breaker zone. [Return to Figure 17.3.1]

Medienzuordnungen

Einige Küstengebiete werden von Erosion dominiert, ein Beispiel ist die Pazifikküste Kanadas und der Vereinigten Staaten, während andere von Ablagerungen dominiert werden, Beispiele sind die Atlantik- und Karibikküste der Vereinigten Staaten. Aber an fast allen Küsten treten sowohl Ablagerungen als auch Erosionen die meiste Zeit in unterschiedlichem Ausmaß auf, wenn auch an unterschiedlichen Orten. This is clearly evident in the Tofino area of Vancouver Island (Figure 17.0.1), where erosion is the predominant process on the rocky headlands, while depositional processes predominate within the bays. An ablagerungsdominanten Küsten werden die Küstensedimente noch aus einigen Gebieten erodiert und in anderen abgelagert.

A key factor in determining if a coast is dominated by erosion or deposition is its history of tectonic activity. Eine Küste wie die von British Columbia ist tektonisch aktiv, und Kompression und Hebung finden seit Millionen von Jahren statt. Diese Küste wurde in den letzten 15.000 Jahren auch durch isostatischen Rückprall aufgrund von Deglaziation angehoben. Die Küsten der Vereinigten Staaten entlang des Atlantiks und des Golfs von Mexiko haben in einigen hundert Millionen Jahren keine signifikante tektonische Aktivität gesehen und außer im Nordosten keine postglaziale Hebung erlebt. Diese Gebiete weisen ein relativ geringes topografisches Relief auf, und es gibt jetzt nur eine minimale Erosion des Küstengrundgesteins. Another important factor is the supply of sediments. Unless there is a continuous supply of sandy and coarser sediment to a coast it will not be a depositional coast.

An Küsten, die von Ablagerungsprozessen geprägt sind, stammt der Großteil der abgelagerten Sedimente typischerweise aus großen Flüssen. Ein offensichtliches Beispiel ist die Mündung des Mississippi in den Golf von Mexiko bei New Orleans, ein anderes ist der Fraser River bei Vancouver. Es gibt keine großen Flüsse, die sandige Sedimente an die Westküste von Vancouver Island bringen, aber es gibt dort immer noch lange und breite Sandstrände. In diesem Gebiet stammt der größte Teil des Sandes aus glazifluvialen Sandablagerungen, die sich entlang der Küste hinter dem Strand befinden, und ein Teil stammt aus der Erosion der Felsen auf den Landzungen.

The components of a typical beach are shown in Figure 17.3.1. On a sandy marine beach, the beach face is the area between the low and high tide levels. A berm is a flatter region beyond the reach of high tides this area stays dry except during large storms.

Figure 17.3.1 The components of a sandy marine beach. [Bildbeschreibung] Figure 17.3.2 The differences between summer and winter on beaches in areas where the winter conditions are rougher and waves have a shorter wavelength but higher energy. Im Winter wird Sand vom Strand vor der Küste gelagert.

Die meisten Strände durchlaufen einen saisonalen Zyklus, da sich die Bedingungen von Sommer zu Winter ändern. Im Sommer sind die Seebedingungen relativ ruhig mit langwelligen Wellen mit geringer Amplitude, die von entfernten Winden erzeugt werden. Die Winterbedingungen sind rauer, mit Wellen mit kürzerer Wellenlänge und höherer Amplitude, die durch starke lokale Winde verursacht werden. As shown in Figure 17.3.2, the heavy seas of winter gradually erode sand from beaches, moving it to an underwater sandbar offshore from the beach. Die sanfteren Wellen des Sommers drücken diesen Sand allmählich zurück zum Ufer, wodurch ein breiterer und flacherer Strand entsteht.

Die Entwicklung sandiger Ablagerungsmerkmale an Meeresküsten wird hauptsächlich von Wellen und Strömungen beeinflusst, insbesondere von Küstenströmungen. Wenn Sediment entlang einer Küste transportiert wird, wird es entweder an Stränden abgelagert oder es entstehen andere Ablagerungsmerkmale. A spit , for example is an elongated sandy deposit that extends out into open water in the direction of a longshore current. A good example is Goose Spit at Comox on Vancouver Island (Figure 17.3.3). An dieser Stelle fließt die Longshore-Strömung typischerweise in Richtung Südwesten, und der Sand, der von einer 60 m hohen Klippe des pleistozänen glaziofluvialen Quadra Sand erodiert wird, wird in diese Richtung und dann in den Hafen von Comox geschoben.

Figure 17.3.3 The formation of Goose Spit at Comox on Vancouver Island. Der Sand, aus dem Goose Spit besteht, stammt aus der Erosion von pleistozänem Quadra Sand (einer dicken glazifluvialen Sandablagerung, wie auf dem Foto rechts dargestellt).

The Quadra Sand at Comox is visible in Figure 17.3.4. There are numerous homes built at the top of the cliff, and the property owners have gone to considerable expense to reinforce the base of the cliff with large angular rocks ( rip-rap ) and concrete barriers so as to limit further erosion of their properties. Eine Folge davon wird sein, dass die Sedimente von Goose Spit ausgehungert werden und schließlich zu seiner Erosion beitragen. Natürlich sind die Felsen und Betonbarrieren nur temporär, sie werden in den nächsten Jahrzehnten von starken Winterstürmen erodiert und der Quadra Sand wird wieder einmal zur Erhaltung der Gänse Nehrung beitragen.

Figure 17.3.4 The Quadra Sand cliff at Comox, and the extensive concrete and rip-rap barrier that has been constructed to reduce erosion. Note that the waves (dashed lines) are approaching the shore at an angle, contributing to the longshore drift. Figure 17.3.5 A depiction of a baymouth bar and a tombolo.

A spit that extends across a bay to the extent of closing, or almost closing it off, is known as a baymouth bar . In die meisten Buchten münden Bäche, und da dieses Wasser abfließen muss, ist es selten, dass eine Baymouth-Bar den Eingang zu einer Bucht vollständig verschließt. In areas where there is sufficient sediment being transported, and there are near-shore islands, a tombolo may form (Figure 17.3.5).

Tombolos are common around the southern part of the coast of British Columbia, where islands are abundant, and they typically form where there is a wave shadow behind a nearshore island (Figure 17.3.6). Dies wird zu einem Gebiet mit reduzierter Energie, und so verlangsamt sich die Longshore-Strömung und es sammeln sich Sedimente an. Schließlich sammeln sich genug Sedimente an, um die Insel mit einem Tombolo mit dem Festland zu verbinden. There is a good example of a tombolo in Figure 17.0.1, and another in Figure 17.3.7.

Figure 17.3.6 The process of formation of a tombolo in a wave shadow behind a nearshore island. Figure 17.3.7 A stack (with a wave-cut platform) connected to the mainland by a tombolo, Gabriola Island, B.C.

In areas where coastal sediments are abundant and coastal relief is low (because there has been little or no recent coastal uplift), it is common for barrier islands to form. Barrier Islands sind langgestreckte Inseln aus Sand, die sich wenige Kilometer vom Festland entfernt bilden. They are common along the U.S. Gulf Coast from Texas to Florida, and along the U.S. Atlantic Coast from Florida to Massachusetts (Figure 17.3.8). Nördlich von Boston wird die Küste felsig, zum Teil weil dieses Gebiet von der postglazialen Krustenrückbildung betroffen ist.

Figure 17.3.8 Assateague Island on the Maryland coast, U.S. This barrier island is about 60 km long and only 1 km to 2 km wide. Der offene Atlantik liegt rechts und die Lagune links. Dieser Teil von Assateague Island wurde kürzlich von einem tropischen Sturm erodiert, der riesige Mengen Sand in die Lagune getrieben hat.

Figure 17.3.9

Skizzieren Sie auf der Karte, wo Sie Folgendes erwarten würden:

Welche Bedingungen könnten zur Bildung von Barriereinseln in diesem Bereich führen?

Some coasts in tropical regions (between 30° S and 30° N) are characterized by carbonate reefs . Reefs form in relatively shallow marine water within a few hundred to a few thousand metres of shore in areas where the water is clear because there is little or no input of clastic sediments from streams, and marine organisms such as corals, algae, and shelled organisms can thrive. The associated biological processes are enhanced where upwelling currents bring chemical nutrients from deeper water (but not so deep that the water is cooler than about 25°C) (Figure 17.3.10). Sediments that form in the back reef (shore side) and fore reef (ocean side) are typically dominated by carbonate fragments eroded from the reef and from organisms that thrive in the back-reef area that is protected from wave energy by the reef.

Figure 17.3.10 Cross-section through a typical barrier or fringing reef.

Bildbeschreibungen

Figure 17.3.1 image description: A berm, the part of a beach that is beyond the reach of high tide, is part of the backshore. The beach face, the part of the beach between low tide and high tide level, includes the swash zone and the foreshore. Beyond the swash zone is the surf zone and beyond that is the breaker zone. [Return to Figure 17.3.1]


Formation of the Syenite

Formation of syenites are products of alkaline igneous activity, usually formed in thick continental crustal areas, or in Cordilleran subduction zones. Producing Syenite is necessary to melt a granitic or igneous protolith to a fairly low degree of partial melting. This is required because potassium is an incompatible element and tends to enter a melt first, whereas higher degrees of partial melting will liberate more calcium and sodium, which produce plagioclase, and hence a granite, adamellite or tonalite.

At very low degrees of partial melting a silica undersaturated melt is produced, forming a nepheline syenite, where orthoclase is replaced by a feldspathoid such as leucite, nepheline or analcime.

Conversely in certain conditions, large volumes of anorthite crystals may precipitate from thoroughly molten magma in a cumulate process as it cools. This leaves a drastically reduced concentration of silica in the remainder of the melt. The segregation of the silica from the melt leaves it in a state that may favour syenite formation.


What are some of the oldest rocks so far discovered on Earth?

Scientists have found rocks exceeding 3.5 billion years of age on all the Earth’s continents. But the oldest rocks uncovered so far are the Acasta Gneisses in north-western Canada near Creat Slave Lake, which has been dated at about 4.03 billion years old. Others that are not as old include the lsua Supracrustal rocks in West Greenland (3.7 to 3.8 billion years old), rocks from the Minnesota River Valley and northern Michigan (3.5 to 3.7 billion years old), rocks in Swaziland (3.4 to 3.5 billion years old), and rocks from western Australia (3.4 to 3.6 billion years old). These ancient rocks are mostly from lava flows and shallow water sedimentary processes. This seems to indicate that they were not from the original crust, but formed afterward.

The oldest materials found on Earth to date are tiny, single zircon crystals uncovered in younger sedimentary layers of rock. These crystals, found in western Australia, have been dated at 4.3 billion years old, but the source of the crystals has not yet been discovered.