Magmatiske bergarter og vulkanisme. Magmatiske bergarter dannes ved krystallisasjon av magma eller smeltede bergarter.

Størrelse: px

Begynne med side:

Download "Magmatiske bergarter og vulkanisme. Magmatiske bergarter dannes ved krystallisasjon av magma eller smeltede bergarter."

Emilie Johannessen
7 år siden
Visninger:

1 Magmatiske bergarter og vulkanisme Magmatiske bergarter dannes ved krystallisasjon av magma eller smeltede bergarter. Utgjør ~ 65 % av jordskorpen. Dannelse: Spredningssoner, hotspots, subduksjonssoner, roten til yngre fjellkjeder. Klassifikasjon: 3 hovedtyper 1. Tekstur/størknings dyp Størrelsen på krystallene avgjøres av avkjølingshastigheten til magmaen. Intrusive: Dannes dypt nede i jordskorpen, plutonske/dypbergarter. Krystallisasjon: Høy T og P sakte avkjøling store krystaller. Vanligvis uorienterte mineraler Svært kompakt og sjelden gasshulrom. Krystallsoneringer. Lagdeling (tetthetsforskjeller). Aldri fossiler. Ekstrusive: Vulkanske bergarter (dagbergarter, vulkanitter). Magma som kommer ut på jordoverflaten før den avkjøles. Krystallisasjon: atmosfærisk trykk og lavt temperatur raskt avkjøling små krystaller og/eller glass. Hulrom (gasslærer) Flytestrukturer. Av og til søyleoppsprekking. Svært sjelden fossiler. To hovedgrupper: lavabergarter (lavastrømmer) og pyroklastiske bergarter (tuffbergarter, slynget gjennom luften før de har blitt avsatt.) Gangbergarter: Finkorninge varianter av dypbergarter. Tilførselskanaler (sill, dike). Kalles ofte mikroplutonitt. 1

Tekstur/størknings dyp Størrelsen på krystallene avgjøres av avkjølingshastigheten til magmaen. Intrusive: Dannes dypt nede i jordskorpen, plutonske/dypbergarter.

2 Ulike teksturer: 2. Mineralogisk sammensetning Vulkanske: Glass tekstur (amorft). Afanittisk tekstur: små ikke synlige krystaller. Plutonske: Fanerittisk tekstur: synlige krystaller. Pegmatitter: Årer i plutoner med uvanlig svære krystaller (30 cm). Porfyrisk tekstur: Store krystaller (fenokrystaller) i en matriks av små krystaller (afanittiske). Felsisk: K + Na + Ca > Mg og Fe. Kvarts, feltspat, feltspatoider, korund og muskovitt. Lys farge. Mafisk: Fe + Mg > K + Na + Ca. Olivin, pyroksen og amfibol. Mørk farge. Ultramafisk: Mer enn 90% mafiske mineraler. Streckeisen diagram: mineralogisk klassifikasjonsdiagram (QAPF, volumprosent). Ultramafiske faller utenom hoveddiagrammet og klassifiseres etter mengden ol, px, amf og plag. 3. Kjemisk sammensetning Sur: SiO2 > 63 % SiO4-ploymerisering, Intermediær. SiO2 ~ % viskositet, Basisk: SiO2 ~ % (ikke-)eksplosive brudd. Ultrabasisk: SiO2 < 45 % NB! Mange ultramafiske bergarter er også ultrabasiske, men det første uttrykket går på mineral-innholdet, mens det andre går på kjemisk sammensetning. Dvs. at mafisk eller ultramafisk bergart er ikke nødvendigvis basisk eller ultrabasisk. Eks.: Anortositt er felsisk (plagioklas > 90 %) og ultrabasisk (SiO2 = 43,2 %). 2

Kvarts, feltspat, feltspatoider, korund og muskovitt. Lys farge. Mafisk: Fe + Mg > K + Na + Ca. Olivin, pyroksen og amfibol. Mørk farge. Ultramafisk: Mer enn 90% mafiske mineraler.

3 Krystallisasjon - definisjoner Likevekt: Likevekt mellom smelte og krystaller. Krystallene reagerer med smelten under krystallisasjonen, slik at de også endrer sammensetning. Fraksjonert: Tidlig utkrystalliserte mineraler reagerer ikke med smelten, men fjernes fra et magma og restmagmaet derved får en endret sammensetning. Eller omvendt ved at smelten fjernes ved oppsmelting. Frie variabler: F = C P + 1 når P er konstant. Minste antall intensive variabler som må være definert for å beskrive systemet. Dvs. variabler man kan endre uten at man får en faseendring. Fase: Homogen del av et system, mulig å skille den ut mekanisk. F. eks. faste stoffer, væske og gass. Komponent: Minste antall specier man trenger for å beskrive systemet fullstendig. Liquidus: Øvre grense for krystaller. Solidus: Nedre grense for en smelte. Eutektikum: Laveste temperatur (på liquidus) hvor en smelte med bestemt sammensetning kan eksistere i likevekt med to eller flere krystalline produkter. I dette punktet faller liquidus og solidus sammen. Solid-solution: Blandbarhet mellom to eller flere komponenter. Vektstang prinsippet: Gitt andel = Motstående vektstang/hele vekstangen *100% 3

Eller omvendt ved at smelten fjernes ved oppsmelting. Frie variabler: F = C P + 1 når P er konstant. Minste antall intensive variabler som må være definert for å beskrive systemet. Dvs.

4 Oppgave 1 Klassifiser bergartene etter tekstur (plutonsk/vulkansk/gangbergart, grov/finkorning, gasshulrom etc.) og mineralsammensetning (mafisk/felsisk). Prøv også å identifisere mineralene hvis det er mulig. Husk prøvenr. og sett. Eks: Plutonsk bergart: Grovkornet (fanerittisk tekatur). Vilkårlig orientering av krystallene. Kompakt, ingen gasshulrom. Bergarten er felsisk og består for det meste av kvarts, feltspat og mindre mengder biotitt. Oppgave 2 Klassifiser en felsisk (dvs. lys farge) prøve fra oppgave 1 i Strekeisens hoveddiagram. Husk prøvenr. og sett. Oppgave 3 a) Du har systemet CaMgSi 2 O 6 CaAl 2 Si 2 O 8 (diopside-anortitt) (se figur). Du har en smelte X med sammensetningen 20% CaMgSi 2 O 6 og 80% CaAl 2 Si 2 O 8 ved 1600 ºC. Gjør rede for krystallisasjonshistorien til smelten ved likevektskrystallisasjon. Ikke bry deg om hva som skjer under 1100 ºC. Beregn andel av hver fase ved hver endring i antall fri variable. Illustrer utviklingen på figuren. b) Anta at du har en bergart som består av 70% CaMgSi 2 O 6 og 30% CaAl 2 Si 2 O 8. Denne bergarten varmes opp til smeltepunktet. Hva er sammensetningen av den første smelten som dannes? c) Hvor mye av bergarten vil ha smeltet opp før smeltens sammensetning endres? d) Hva er temperaturen i smelten på dette stadiet? e) Hva er sammensetningen av restbergarten på dette stadiet? 4

Bergarten er felsisk og består for det meste av kvarts, feltspat og mindre mengder biotitt. Oppgave 2 Klassifiser en felsisk (dvs. lys farge) prøve fra oppgave 1 i Strekeisens hoveddiagram.

5 smelte o Temperatur ( C) diopsid + smelte diopsid + anortitt anortitt + smelte Oppgave CaMgSi2O6 CaAl Si O Di An (a) (b) (c) Du har systemet NaAlSi 3 O 8 CaAl 2 Si 2 O 8 (se figur). Du har en smelten Y ved 1500 C. Gjør rede for krystallisasjonshistorien til smelten ved likevektskrystallisasjon. Beregn andelene av hver fase ved hver endring i antall fri variable og illustrer utviklingen på figuren. Forklar forskjellen på likevektskrystallisasjon og fraksjonert krystallisasjon. Hva blir sammensetningen av den siste smelten ved fraksjonert krystallisasjon? (d) Anta at du har en bergart hvor mineralene er plagioklas blandkrystaller som bestående av 80% CaAl 2 Si 2 O 8 og 20% NaAlSi 3 O 8. Denne bergarten varmes opp til smeltepunktet. Hva er sammensetningen av den første smelten som dannes? 5

Beregn andelene av hver fase ved hver endring i antall fri variable og illustrer utviklingen på figuren. Forklar forskjellen på likevektskrystallisasjon og fraksjonert krystallisasjon.

6 Smelte Y Temperatur o C Plagioklas + smelte Plagioklas Albitt (Ab) Anortitt (An) NaAlSi 3 O 8 CaAl2Si2O8 Fig til oppgave 2 6

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Albitt (Ab)

Like dokumenter

EKSAMENSOPPGAVE. linjal, kalkulator (hva som helst typ)

EKSAMENSOPPGAVE. linjal, kalkulator (hva som helst typ) Fakultet for naturvitenskap og teknologi EKSAMENSOPPGAVE Eksamen i: GEO-2004 Dato: 8. juni 2018 Klokkeslett: 9:00 13:00 Sted: Teorifagbygget, hus 1, plan 4 Tillatte hjelpemidler: linjal, kalkulator (hva