SKAŁY MAGMOWE
Skały magmowe są produktem zastygania magmy. Magma to ruchliwa, gorąca
materia występująca lokalnie w górnym płaszczu Ziemi i w obrębie skorupy
ziemskiej. Podstawowym jej składnikiem jest stop krzemianowy (faza ciekła) z
rozpuszczonymi w nim gazami i przegrzanymi roztworami (faza gazowa), często
zawierający też zawieszone kryształy minerałów (faza stała). W przyrodzie znane są
magmy o różnym składzie. Przyjmuje się, że pierwotną jest magma bazaltowa
(gabrowa). W wyniku dyferencjacji (dyferencjacja - proces różnicowania się magmy)
z magmy pierwotnej powstają pochodne produkty w postaci wszystkich pozostałych
magm. Schemat dyferencjacji magmy podano w końcowej części materiałów.
W zależności od warunków powstawania, skały magmowe można podzielić
najogólniej na 3 grupy:
• skały głębinowe (plutoniczne) - krystalizują na dużych głębokościach w
skorupie ziemskiej w warunkach powolnego spadku temperatury i pod
wysokim ciśnieniem. Poszczególne minerały są dobrze wykształcone i
najczęściej widoczne makroskopowo.
• skały wylewne (wulkaniczne) – powstają przez zakrzepnięcie szybko
ochładzającej się lawy na powierzchni Ziemi. (lawa - magma wydobywająca
się na powierzchnię Ziemi podczas erupcji wulkanicznych). W wyniku bardzo
gwałtownego oziębienia i zastygnięcia, powstaje jednolita, szklista masa, w
której nie można wyróżnić żadnych składników mineralnych. Przy nieco
powolniejszym stygnięciu pojawiają się w szkliwie wulkanicznym składniki
mineralne w postaci kryształów widocznych nieraz gołym okiem.
• skały żyłowe - tworzą się w warunkach pośrednich, z krystalizacji magmy lub
wodnych roztworów pomagmowych w szczelinach skalnych skał
otaczających. Poszczególne minerały w tych skałach są wykrystalizowane w
różnym stopniu, często osiągając duże rozmiary (np. w pegmatytach).
Opis skały magmowej musi zawierać określenie:
• składu mineralnego
• budowy wewnętrznej
Zespół tych cech pozwala umieścić je w przyjętym systemie klasyfikacyjnym i
właściwie je nazwać, a często także ustalić warunki powstawania. (Uproszczoną
klasyfikację skał magmowych przedstawiono w załączniku.)
MINERAŁY SKAŁOTWÓRCZE SKAŁ MAGMOWYCH
Ze względu na rolę, jaką minerały skałotwórcze odgrywają w skałach magmowych
dzieli się je na :
• minerały główne - stanowiące przeważającą część masy skały i decydujące o
nazwie i przynależności systematycznej skały,
• minerały poboczne - występujące powszechnie, lecz w niewielkich ilościach,
nie decydujące o stanowisku systematycznym skały; zazwyczaj w postaci
bardzo drobnych kryształków, niedostrzegalnych makroskopowo.
• minerały akcesoryczne (dodatkowe) - występujące tylko w niektórych typach
skał, ale za to w postaci dużych kryształów, rozpoznawalnych makroskopowo.
1
Nie decydują one o rodzaju skały. Czasami pojawiają się w skale dość obficie
i wówczas mogą stanowić podstawę wydzielenia jej szczególnych odmian.
minerały główne: minerały poboczne: minerały akcesoryczne:
-kwarc -magnetyt -granaty
-skalenie -hematyt -turmalin
-skaleniowce -piryt -chromit
-miki (łyszczki) -cyrkon
-amfibole
-pirokseny
-oliwiny
Ponadto minerały skałotwórcze podzielić można na:
• minerały femiczne - zasobne w Fe i Mg, o ciemnych barwach (czarne, brunatne, zielono-czarne) i charakterze zasadowym
• minerały saliczne - zasobne w Si i Al o jasnych barwach (bezbarwne,
białe,różowe, szare), zaliczane do kwaśnych, wykazujące z reguły
większą odporność na procesy wietrzeniowe niż minerały femiczne.
BUDOWA WEWNĘTRZNA SKAŁ MAGMOWYCH
Budowa wewnętrzna skał magmowych zależna jest od składu magmy, oraz od
warunków krzepnięcia. Budowę wewnętrzną, rozumianą jako sposób wykształcenia i
rozmieszczenia składników skały, określają pojęcia struktury i tekstury.
STRUKTURA jest to sposób wykształcenia składników mineralnych skały. Pod
pojęciem tym rozumiemy: stopień wykrystalizowania substancji mineralnej, wielkość
ziarn minerałów, a także wzajemny stosunek wielkości składników oraz ich kształt.
W badaniach makroskopowych nie zawsze można określić strukturę w zależności od
stopnia krystaliczności substancji mineralnej. Zdolność rozdzielcza ludzkiego oka
uniemożliwia stwierdzenie, czy struktura skały jest szklista (niekrystaliczna), czy też
minerały wykrystalizowały, lecz są bardzo niewielkich rozmiarów. Dlatego też na
ćwiczeniach posługiwać się będziemy podziałem struktur opartym na kryterium
wielkości ziarn składników mineralnych skały.
Podział struktur skał magmowych w oparciu o wielkość składników
mineralnych:
• Struktura
jawnokrystaliczna (fanerokrystaliczna) polega na tym, że
poszczególne składniki widoczne są gołym okiem. Uwzględniając wzajemne
stosunki wielkości między ziarnami, można wyodrębnić w ramach tej struktury:
a) strukturę równoziarnistą - minerały tworzą ziarna przybliżonych
rozmiarów:
-
gruboziarnistą - gdy przeciętne średnice ziarn wynoszą co najmniej 5 mm
-
średnioziarnistą - o średnicach ziarn od 2 do 5 mm
-
drobnoziarnistą - gdy średnice ziarn są mniejsze od 2 mm.
b) strukturę nierównoziarnistą - kiedy ziarna mają różną wielkość
• Struktura skrytokrystaliczna (afanitowa) występuje wtedy, kiedy minerałów nie
można dostrzec gołym okiem (można je dostrzec pod mikroskopem).
2
• Struktura porfirowa jest pośrednim typem struktury. Polega to na tym, że część minerałów tworzy widoczne gołym okiem kryształy (zwane prakryształami), a
pozostałe tworzą skrytokrystaliczną masę (ciasto skalne). Strukturę porfirową
mają skały, które zaczęły tworzyć się w warunkach głębinowych, a ostatecznie
zostały uformowane w warunkach wulkanicznych.
TEKSTURA jest to sposób przestrzennego rozmieszczenia składników w skale.
Rodzaje tekstur wyróżniamy w oparciu o stopień uporządkowania składników w skale
oraz na podstawie stopnia wypełnienia przestrzeni skalnej.
Podział tekstur skał magmowych ze względu na stopień uporządkowania
składników w skale:
• tekstura bezładna polega na dowolnym i chaotycznym rozmieszczeniu
składników skały
• tekstura uporządkowaną (kierunkową) - wykazuje pewną regularność w ułożeniu składników. Porządek w ułożeniu składników może wynikać z takich
czynników, jak ciśnienie kierunkowe lub ruch magmy.
Podział tekstur skał magmowych ze względu na stopień wypełnienia przestrzeni
skalnej :
• tekstura zbita (masywna) - minerały szczelnie wypełniają przestrzeń skalną
• tekstura porowata - między ziarnami mineralnymi występują wolne przestrzenie
(pory), w których podczas krystalizacji zamknięte były pęcherzyki gazów.
Szczególne przypadki tekstur porowatych, to
- tekstura gąbczasta - gdy pory stanowią ponad 50% przestrzeni skalnej
(np.pumeks)
-
tekstura migdałowcowa -gdy pory wypełnione są minerałami wtórnymi
(kwarc, chalcedon, opal, kalcyt i in.), pochodzącymi z roztworów wodnych
krążących w wolnych przestrzeniach skalnych.
CHEMIZM (KWAŚNOŚĆ) SKAŁY
Kwaśność skały określamy w parciu o zawartość krzemionki SiO2 w skale. Skały
wykazujące nadmiar SiO2 nazywamy kwaśnymi. Mają one zazwyczaj krzemionkę
wykrystalizowaną w postaci kwarcu. Skały zasadowe i ultrazasadowe są ubogie w krzemionkę. W skałach tych kwarc nigdy nie jest obecny w czystej postaci.
Podział skał w oparciu o zawartość SiO2 ( wg Bolewskiego, Parachoniaka):
> 65% wagowych SiO2
-
skały kwaśne
65-52 „
-
skaly obojętne
52-40 „
-
skały zasadowe
< 40 „
-
skały ultrazasadowe
ZADANIE DO WYKONANIA
Opisać wskazane skały magmowe posługując się schematem:
• nazwa skały, klasa, forma, chemizm
• struktura
• tekstura
• skład mineralny
Skały obowiązujace: granit, ryolit, pegmatyt, sjenit, dioryt, andezyt, gabro, bazalt,
melafir
3
UPROSZCZONA KLASYFIKACJA SKAŁ MAGMOWYCH
KLASA
GRANITU
SJENITU
DIORYTU
GABRA
PERYDOTYTU
SKAłY GŁĘBINOWE GRANIT
SJENIT
DIORYT
GABRO
PERYDOTYT
PIROKSENIT
SKAŁY WYLEWNE
PORFIR KWARCOWY PORFIR BEZKW.
ANDEZYT
BAZALT
(RYOLIT)
TRACHIT
MELAFIR
SKAŁY ŻYŁOWE
PEGMATYT
DIABAZ
SKŁAD MINERALNY KWARC,
PLAGIOKLAZ KWAŚ. PLAGIOKLAZ OBOJ., PLAGIOKLAZ ZAS. OLIWINY
ORTOKLAZ
ORTOKLAZ,
AMFIBOLE,
PIROKSENY
PIROKSENY
PLAGIOKLAZ KWAŚ., AMFIBOLE
PIROKSENY,
OLIWINY
AMFIBOLE
BIOTYT,
BIOTYT
BIOTYT
AMFIBOLE
(BIOTYT)
MUSKOWIT
(KWARC)
BIOTYT
CHEMIZM
KWAŚNE
OBOJĘTNE
OBOJĘTNE
OBOJĘTNE
ULTRAZASAD.
ZASADOWE
4