Powtórka:

Kontynuujemy wykład o skałach magmowych. Na ostatnim wykładzie mówiliśmy o średnim składzie chemicznym i mineralnym, budowie skał magmowych, różnicowaniu się magmy, wyróżniając pierwotną – pochodząca z pierwszych faz rozwoju Ziemi, macierzystą (protolit) i magmę pochodną, będącą wynikiem dyferencjacji. Mówiliśmy też o typach i szeregach magmowych. Koncepcja ta powstała po wielu tysiącach analiz chemicznych. W różnych częściach planety występują inne asocjacje magmowe. Wyróżniliśmy typ atlantycki (alkaliczno-sodowy), śródziemnomorski (alkaliczno-potasowy) i pacyficzny - główny (alkaliczno-wapniowy). W każdym z tych typów wyróżniliśmy szereg głębinowy i wylewny. Czwarty typ to norytowo – charnockitowy, występujący tylko na kontynentach. Ten podział, choć na początku wydawał się ważnym odkryciem, zaczął tracić na znaczeniu, gdyż pojawiły się ogniwa pośrednie.

Budowa skał magmowych:

Dla potrzeb naszego wykładu przyjmiemy definicję struktury:(wszystko to co dotyczy pojedynczego elementu w tej skale na tle innych, np.:

• dużej bądź małej formy występowania (wielkość)

• równo bądź różnoziarnistości (proporcje)

• auto, bądź ksenomorfizmu, pokrój jest oczywiście zależny od miejsca krystalizacji)

oraz tekstury (sposobu wypełnienia przestrzeni przez minerały):

• Może być bezładna (chaotyczna) lub kierunkowa. W skałach magmowych może ją nadawać płynąca magma. (orientacja)

• Mogą to być inne formy: tekstura gąbczasta, z dużą ilością wolnej przestrzeni. (porowatość)

W języku Polskim mamy pewne odstępstwa od tego. W angielskim jest słowo fabric a w niemieckim Gefuege, starają się łączyć cechy teksturalne i strukturalne. Pewnym odpowiednikiem w języku Polskim jest słowo więźba. Np. więźba pełno krystaliczno-bezładna.

Systematyka skał magmowych:

Istotne znaczenie mają skład mineralny i skład chemiczny. Najpierw omówimy cztery klasyfikacje oparte o skład chemiczny. Wśród skał magmowych wyróżniamy kwaśne, obojętne, zasadowe i ultrazasadowe. Kryterium jest zawartość SiO₂. Kwaśne mają powyżej 64%, obojętne od 54 do 64%, zasadowe (barytowe) 44-54%, a ultrazasadowe poniżej 44%. Niektórzy podają dokładniej te przedziały, ale nie jest to takie istotne. Najważniejsze to zrozumieć ideę podziału. Najprostsze badania chemiczne, jakim jest ocena zawartości krzemionki, pozwala zatem podzielić skały na te cztery grupy.

Druga klasyfikacja oparta na składzie chemicznym. Pochodzi z 1899 roku. Jest to klasyfikacja według Ossana. Ossan wyróżnił w składzie chemicznych trzy grupy składników. Nazwał je A, C i F.

• A (K₂O, Na₂O, i LiO₂)

• C (CaO)

• F (Fe₂O₃ łącznie z FeO, MgO, BaO i SiO)

Te trzy równoważne składniki przedstawił w formie trójkąta. Na każdym jego boku opisał skalę do 30. Na szczycie jest litera F, po lewej A, a po prawej C.

• Po lewej na dole są granity (dużo skaleni alkalicznych)

• po prawej anortozyty (dużo plagioklazów)

• po lewej na górze dioryty – dużo składników femicznych, więcej alkaliów niż gabra

• a po prawej na górze gabra – więcej plagioklazów niż dioryty

Trzecia klasyfikacja pochodzi z roku 1903, a więc niewiele młodsza. W skrócie jest nazywana CIPW. Pochodzi od nazwisk Cross, Iddings, Pearson i Washington. Nazywana często klasyfikacją według minerałów normatywnych. Minerały normatywne czasami określane są pojęciem minały. Ci Panowie wychodząc z trzynastoskładnikowej analizy chemicznej starali się ustalić z jakich minerałów dana skała jest zbudowana. W wyniku analizy chemicznej nie jesteśmy jednak uwzględnić diadochii jonowej. Nie wiemy czy w tej skale magnez stanowi podstawienia wapnia czy mamy dolomit. Jest jeszcze trzecia możliwość – magnezyt. Minały to minerały które nie zawierają podstawy diadochiowej. Podzielili je na dwie grupy:

• Minerały saliczne¹ (Sal) kwarc, cyrkon, ortoklaz, albit, nefelin, leucyt - jasne

• Minerały femiczne (Fem²) diopsyd (di) ( wollastonit (wo)), oliwin – ciemne

Najważniejsza jest metoda postępowania.

1. Na samym początku MnO, NiO łączy się w jedną grupę z FeO. Mamy FeO

BaO, SrO łączy się w jedną grupę z CaO. Mamy CaO

1. Uzyskane w poprzednim działaniu właściwą część CaO łączy się z P₂O₅. Uzyskujemy minał apatyt. Używamy tylko tyle CaO ile jest potrzebne by z całością P₂O₅ by powstał apatyt.

2. Analogicznie, należną część FeO łączy się z TiO₂ by powstał ilmenit

3. Fe₂O₃ z FeO łączy się w magnetyt

4. Reszta Fe₂O₃ daje hematyt

5. Cały K₂O + odpowiednia ilość Al₂O₃ + odpowiednia ilość SiO₂ daje ortoklaz

6. Cały Na₂O + odpowiednia ilość Al₂O₃ + odpowiednia ilość SiO₂ daje albit

7. I tym sposobem kolejnych 15 działań na minerałach salicznych

8. Potem jest postępowanie dotyczące minerałów feminych

Klasyfikacja ta w ostatnich latach przeżywa renesans za sprawą komputerowych. Jest to klasyfikacja na podstawie SKŁADU CHEMICZNEGO, bowiem jest to skład według minerałów normatywnych. W przyrodzie w każdym minerale znajdujemy podstawienia innych pierwiastków.

Klasyfikacja szczególnie przydatna w badaniu skał wulkanicznych (gdzie słabo widać kryształy). Klasyfikacja TAS (Total Alcalic sillica) (Jest też broszura – zielona poświęcona klasyfikacji skał magmowych).

Na osi rzędnych zawartość Na₂O + K₂O. Na osi odciętych zawartość wagowa SiO₂. Klasyfikacja obejmuje 17 głównych nazw skał, nazwy poboczne oraz typy sodowe i potasowe. Najmniej krzemionki mają ultrazasadowe foidyty. Zawierają dużo skaleniowców (skalenoidów). Nieco więcej krzemionki mają pikrobazalty oraz bazanity, zawierające więcej alkaliów niż pikrobazalty. Zasadowe są bazalty i trachybazalty (z większą ilością alkaliów niż bazalty).Obojętne są bazaltowe andezyty i andezyty oraz trachyandezyty (z większą liczbą alkaliów niż andezyty). Kwaśne są dacyty, a bardzo kwaśne ryolity i alkaliczne riolity z alkaliami. Alkaliczne trachity i fonolity zawierają mnóstwo alkaliów i sporo krzemionki.

Klasyfikacje według składu mineralnego:

Pierwsza z nich dla uproszczenia zostanie nazwana klasyfikacją Smulikowskiego. Zebrał on to co nie powstało z jego inicjatywy. Klasyfikacja Smulikowskiego jest bardzo prosta i nadaje się do rozpoznawania skał w których minerały widać makroskopowo. Smulikowski opublikował tę klasyfikację w podręczniku „zarys nauki o złożach kopalin użytecznych” z 1964. Klasyfikacja ta nie przebija się do innych podręczników ale ma ogromne zalety.

Klasyfikacja opiera się na podziale na grupy i klasy:

Grupa	Klasa	Główne minerały	Faneryty	Afaneryty
Skały przesycone krzemionką (kwarc występuje jako minerał)	Skalenia alkalicznego	Kwarc, skaleń alkaliczny^3, biotyt, (podrzędnie oligoklaz, muskowit), hornblenda, piroksen)	Granit	Riolit
	Skalenia alkalicznego i plagioklazu	Kwarc, skaleń alkaliczny, plagioklaz, biotyt (podrzędnie muskowit, hornblenda, piroksen)	Granit monzonitowy, granodioryt	Dellenit, riodacyt
	Plagioklazu	Kwarc, plagioklaz, biotyt, hornblenda (piroksen)	Tonalit	Dacyt
Nasycone SiO2 (brak kwarcu i skaleniowców)	Skalenia alkalicznego	Skaleń alkaliczny (plagioklaz, biotyt, hornblenda, piroksen)	Sjenit	Trachit
	Skalenia alkalicznego i plagioklazu	Skaleń alkaliczny, plagioklaz (hornblenda, biotyt, piroksen, oliwin)	Monzonit	Latyt
	Plagioklazu	Plagioklaz, hornblenda, piroksen, biotyt, oliwin	Dioryt, gabro	Andezyt, bazalt
Niedosycone SiO2 (pojawiają się skaleniowce)	Skalenia alkalicznego	Skaleń alkaliczny, nefelin, foid, piroksen, hornblenda (podrzędnie biotyt, leucyt, sodalit^4)	Fojait	Fonolit
	Plagioklazu	Plagioklaz, nefelin, piroksen, hornblenda (oliwin, leucyt, analcyt^5)	Esseksyt	Tefryt (bazanit^6)
Silnie niedosycone SiO2	Leucytu	Leucyt, piroksen (hornblenda, oliwin, biotyt, nefelin)	BRAK	Leucytyt
	Nefelinu	Nefelin, piroksen (hornblenda, oliwin, biotyt, sodalin)	Ijolit (urtyt)	BRAK
Ultramaficzne^7	Piroksenu	Piroksen, oliwin, hornblenda, biotyt	Piroksenit	BRAK
	Oliwin	Oliwin, piroksen, hornblende, biotyt	Perydotyt, Dunit^8	BRAK

W roku 1985 powołana została przez Międzynarodową Unię Nauk Geologicznych komisja systematyki skał. Najintensywniej pracowała komisja przewodzona przez Szwajcara Alberta Streckeisena, ze Smulikowskim w składzie. Komisja ta przedstawiła dość sensowną, wydaje się, klasyfikację skał magmowych. Klasyfikacja jest opisana w w/w zielonej książeczce.

Pierwszym elementem była zawartość minerałów jasnych, tzw. wskaźnik barwy. M>90 to skały ciemne, prawie pozbawione minerałów jasnych. Gdy M<90 w skale jest więcej niż 10% minerałów jasnych. Jedną z cech bardzo ważnych jest zatem zawartość minerałów jasnych. Jeśli w skale mamy więcej niż 10% minerałów jasnych analizuje się zawartość kwarcu, skaleni alkalicznych, plagioklazów i foidów (QAPF).

Omówimy zatem najpierw podział minerałów jasnych:

Skaleń o zawartości kwarcu powyżej 60% to kwarcolit lub kwarconośny granit. W kolejnym rzędzie są kolejno alkaliczno skaleniowy granit, granit⁹, granodioryt i tonalit.

Rząd o zawartości kwarcu poniżej 20% to kolejno sjenit alkaliczno-skaleniowy, sjenit, monzonit, monzodioryt i monzogabro, oraz dioryt i gabro¹⁰.

W części dolnej podział jest nieco prostszy. Mamy linie poziome na 10% i 60% oraz pionowe dzielące na cztery części. Najwyższy rząd jest symetryczny do najniższego rzędu pola Q. Mamy zatem kolejno foidonośny sjenit alkaliczno-skaleniowy, foidononośny sjenit, monzonit foidonośny, monzodioryt foidonośny, dioryt foidonośny. Rząd środkowy dzieli się na cztery części. Mamy kolejno sjenit foidowy, monzosjenit foidowy, monzodioryt foidowy, dioryt foidowy). Rząd najniższy to foidolit.

---

1. Sal – s[silicium]+al[luminium])↩

2. Fem – fe[rrum] + m[agnesium]↩

3. ortoklaz, mikroklin, ale również plagioklazy z niewielką ilością anortytu czyli albity↩

4. Nefelin, foid, leucyt i sodalit to skaleniowce↩

5. Analcym to też skaleniowiec↩

6. Jeszcze więcej plagioklazów niż tefryt↩

7. Prawie pozbawione minerałów jasnych↩

8. To skrajnie oliwinowy perydotyt↩

9. Dzielony jeszcze na sjeno granit i monzogranit↩

10. plagioklazy gabra zawierają >50% cząstki anortytowej (labrador, bytownit, anortyt), natomiast diorytu i Andezytu <50% cząstki anortytowej (oligoklaz, andezyt, albit) ;

    gabro zawiera >30% minerałów ciemnych, a dioryt i andezyt mniej;

    w gabrze wśród minerałów ciemnych dominują pirokseny, a w diorycie - amfibole;

    w gabrze mogą występować oliwiny, natomiast w diorycie raczej nie.↩