Procesy geologiczne - procesy fizyczne i chemiczne, które prowadzą do zmian na powierzchni Ziemi.
Procesy egzogeniczne - na pow. Ziemi, wywoływane przez czynniki zew.
Procesy endogeniczne - we wnętrzu ziemi.
Egzogeniczne:
-wietrzenie
-erozja
-ruchy masowe
-sedymentacja
Niszczące:
-
-
-
Magma - gorąca materia powstała w naturalny sposób w głębi Ziemi…
Skład magmy uzależniony jest od składu chemicznego skał, które uległy przetopieniu i przekształceniu w magmę.
Magma składa się przede wszystkim z :
-krzemionki
-tlenków
-wody
Wyróżnia się magmy:
-krzemionkowie
-węglanowe
Typy magmy:
-magmy ultrazasadowe - ubogie w krzemionkę (ok. 40%) i glinkę, praktycznie pozbawione alkaliów, bogate w MgO i FeO
-magmy bazaltowe - 45-52% SiO2, ok. 15% Al2O3, znaczne ilości CaO, MgO, FeO, niewielkie alkaliów
-magmy obojętne - bogate w krzemionkę i alkalia, uboższe w CaO, MgO, FeO.
-magmy kwaśne - ponad 65% SiO2, ok. 15% Al2O3, znaczne ilości alkaliów, uboższe w CaO, MgO, FeO.
Skały ulegają przetopieniu w wyniku:
-wzrostu temp.
-obniżenie ciśnienia: wzrost ciśnienia podwyższenie punktu topnienia
-dodatku wody: wzrost zaw. Wody obniżenie punktu topnienia
Powstają na;
-granicach dywergentnych
-granicach konwergentnych
-hot spotach
Subdukcja ocean-ocean - Wyspy japońskie
-magma obojętne
-wysokie ciśnienia i temp. Powodują roztapianie
-uwolniona woda powoduje roztapianie skał
Subdukcja ocean-kontynent Mount ST. Helens:
-magma kwaśna
-gorąca wznosząca się magma powoduje częściowe rozpuszczenie się skał
Pióropusze płaszcza ziemi mogą wytwarzać hot spot lub wulkany kiedy magma w nich zawarta podniesie się lub przebije przez skorupe kontynentalną lub oceaniczną.
Magmatyzm to ogół procesów tworzenia przemieszczenia magm oraz powstawania ciał magmowych w głębi (plutonizm) i w strefie powierzchniowej (wulkanizm).
W wyniku krystalizacji magmy powstają skały magmowe i produkty procesów pomagmowych (utwory pegmatytowe pneumatolityczne i hydrotermalne), często tworzące złoża kopalin.
Ewolucja magmy:
Skład magm podczas przemieszczania się i stagnowania w komorze magmowej ewoluuje na skutek następujących procesów:
-dyferecjiacji (różnicowania), może być spowodowana krystalizacją frakcjalną, likwacją, dyfuzją, migracją składników lotnych.
-asymilacji i kontaminacji,
-mieszania magm.
W ich wyniku wyjściowa magma ulega zróżnicowaniu i powstają z niej magmy pochodne i odmiennym od początkowego składzie chemicznym.
Krystalizacja -podstawowy proces zachodzący w obrębie ciał magmowych podczas ich zastygania przy spadku temperatury następuje zarodkowanie, a następnie wzrost kryształów.
Krystalizacja frakcjonalna - wydzielające się ze stopu kryształy są z niego usuwane - tworzą się magmypochodne o składzie zubożonym o pierwiastki budujące kryształy.
Krystalizacja równowagowa - wytrącające się kryształy nie są usuwane ze stopu i pozostają z nim w równowadze - skład magmyi skały, która z niej powstaje jest taki sam.
Dyferencjacja :
-likwacja (odmieszanie magm) - rozdzielenie homogenicznego stopu pierwotnego na dwa niemieszalne stopy.
-dyfuzja - przemieszczenie się w obrębie magmy mobilnych składników w formie molekuł.
-migracja składników lotnych - oddzielenie z magmy fazy gazowej.
Asymilacja i kontaminacja
-magma asymiluje skały występujące w jej otoczeniu i rozpuszcza je.
Mieszanie magm - utworzenie jednej magmy z dwóch stopów wyjściowych różniących się składem chemicznym gęstością i temperaturą.
--
Krzepnięcie magmy:
-przyczyną krystalizacji magmy jest obniżenie temperatury i ciśnienia.
-składniki magmy mają różne temperatury krzepnięcia
-magma krzepnie w pewnym przedziale temperatur (zwanym interwałem krzepnięcia lub krystalizacji).
-w zależności od prędkości krzepnięcia magmy krystalizują z niej minerały o mniej lub bardziej widocznej postaci krystalograficznej.
Etapy procesów pomagmowych:
Stadium pegmatytowe - bezpośrednio po zestaleniu magmy stop pomagmowy krystalizuje wypełniając szczeliny i gniazda w batolicie, tworzą się pegmatyty i złoża pegmatytowe.
Stadium pneumatolitowe - okres działania gazów i par o dużym ciśnieniu, tworzą się topaz, turmalin, kasyteryt, wolframit, siarczkowe kruszce metali.
Stadium hydrotermalne - przekształcenia skał magmowych i skał odsłony oraz krystalizacja minerałów pod wpływem roztworów hydrotermalnych: powstają zło hydrotermalne bogate m.in. w Cu, Zn, Pb, As, Sb, Bi, Ag, Au.
Plutonizm - to ogół procesów prowadzących do powstawania magmy oraz głębinowych skał magmowych.
-Magma może poruszać się szczelinami w skałach.
-Ze względu na wzrost objętości związany z upłynnianiem skał następuje dodatkowe zeszczelinowanie: magma wykorzystuje te szczeliny tworząc nową przestrzeń.
-Kiedy dostanie się w strefę temperatury krzepnięcia, zaczyna się krystalizacja.
Intruzje - ciało skalne powstające przez wciśnięcię się magmy pomiędzy skały już istniejące.
W zależności od kształtu ciał intruzywnych. I ich stosunku do otaczających skał wyróżnia się intruzje;
-zgodne - zgodny kontakt ze strukturą osłony
-niezgodne - przecinają płaszczyzny strukturalne nie wykazując żadnego do nich dostosowania.
Intruzje zgodne:
-sill(intruzja pokładowa) - intruzja w kształcie płyty, wciśnięta między dwie ławice (strop ławicy dolnej - podstawa żyły, spąg ławicy górnej - strop żyły pokładowej).
-fakolit - intruzja o niewielkich rozmiarach, w kształcie soczewki: zwykle między warstwami w przegubach fałdów (antyklin)
-lakkolit - intruzja w kształcie bochenka lub grzybka, w planie mniej więcej kolista.
-lopolit - intruzja o soczewkowatym kształcie wypukła ku dołowi; powierzchnia stropowa jest płaska lub wklęsła.
Intruzje niezgodne:
-dajka - to intruzja żyłowa w kształcie płyty.
-żyła kominowa - intruzja w kształcie walca tworząca się zwykle wzdłuż lini przecięcia się szczelin.
-batolit - wielka intruzja o rozmiarach dziesiątków lub setek km i nieregularnych kształtach; rozszerza się w głąb: spąg nie jest znany, górna powierzchnia styka się niezgodnie ze skałami otaczającymi.
Wulkanizm - to ogół procesów związanych z wydobywaniem się na powierzchnie Ziemi (także na dno morsmie) law, materiałów piroklastycznych i gazów wulkanicznych.
Erupcja to wydobywanie się lawy i towarzyszących jej par, gazów oraz fragmentów skalnych.
Lawa to magma wydostająca się w czasie erupcji wulkanicznej na powierzchnię pozbawiona składników lotnych.
Wulkan składa się z
-ogniska magmowego - źródło erupcji
-komin - łączy ognisko z kraterem
-stożek wulkaniczny
-krater
Czasem wytwarzają się stożki pasożytnicze, z któ®ych również mogą się wydobyć materiały w trakcie erupcji.
Kształt stożka jest zależny od typu wulkanu.
W trakcie erupcji wydobywa się:
-lawa
-gazy
-para
-materiał piroklastyczny
Lawa kwaśna - ma dużą lepkość, są gęste, tworzą krótkie potoki i krzepną bardzo szybko, niedaleko od miejsca erupcji.
Lawa zasadowa - ma małą lepkość, są rzadkie, ruchliwe i płynne. Potoki lawy zasadowej mogą poruszać się bardzo szybko i rozlewać daleko od miejsca erupcji.
Temperatura lawy wynosi ok. 1000-1100oC.
Gazy wulkaniczne wydobywają się w trakcie erupcji w bardzo dużych ilościach.
Główne gazy wulkaniczne: H20, CO2, CO, F2, Cl2, S, H2, N2
Wulkany „produkujące” głównie pary i gazy noszą nazwę wulkanów gazowych.
Utwory piroklastyczne - powstają w trakcie erupcji, z rozpylenia wyrzuconej w powietrze lawy, lub są to skały wyrywane przez magmę, czasem rozdrobnione części stożka wulkanicznego.
Kaldery - koliste zagłębienia powstające w wyniku:
-wysadzenia szczytowej części stożka wulkanicznego w czasie erupcji;
-zapadnięcia się części wulkanu
Rodzaje wulkanów:
Lawowe - wyrzucają wyłącznie lub prawie wyłącznie lawę: wulkan tarczowy - niskolepkie lawy bazaltowe rozlewające się płasko i szeroko; kopuły lawowe - lawa o dużej lepkości, która gromadzi się w pobliżu.
Eksplozywne - wyrzucają obok produktów lotnych wyłącznie lub prawie wyłącznie materiał piroklastyczny (erupcje eksplozywne).
Mieszane - wyrzuca produkty lotne, lawę i materiał piroklastyczny; większość lądowych wulkanów kuli ziemskiej.
Erupcje poduszkowe - erupcje podmorskie dają głównie lawę bazaltową, która po zetknięciu z wodą stygnie szybko i rozpada się tworząc lawy poduszkowe.
Wulkany występują na granicach płyt tektonicznych, zarówno te związane z subdukcją, ale też i z kolizją.
Ekshalacje wulkaniczne to wyziewy par i gazów związane z działalnością wulkaniczną, wydobywają się przed, podczas i po wybuchu wulkanu.
Nazwa |
Temp. |
Główne składniki |
Występowanie |
Fumarole |
200-800o C |
H20, CO2, F2, Cl2,S, H2, N2 |
Szczeliny i kratery czynnych wulkanów |
Solfatary |
100-200o C |
H20, CO2, H2S |
Kratery drzemiących wulkanów |
Mofety |
<100o C |
CO2 |
|
Zjawiska i procesy powulkaniczne:
Gejzery - gorące źródła periodyczne wyrzucające wodę i parę wodną (często o dużej regularności).
Zagrożenie związane z wybuchami wulkanów:
-chmury gorejące
-lawiny piroklastyczne
-lahary
-lawiny gruzowe
-opady piroklastyczne
-wylewy law
-gazy wulkaniczne
-tsunami
-wulkaniczne trzęsienia ziemi
-globalne zmiany klimatu
Chmury gorejące - materiał piroklastyczny w postaci zawiesiny o temp. 700-1000oC; prędkość do 300km/h, na przestrzeniach kilkudziesięciu i setek km
Lawiny piroklastyczne - turbulentne mieszaniny materiałów piroklastycznych i rozżarzonego gazu, staczające się szybko ze zboczy wulkanu.
Ludzie umierają, kobiety tracą dziewictwo, infrastruktury się walą, rośliny i zwierzęta klękają.
Spływy popiołowe (lahary)
-potoki błotne złożone z materiałów piroklastycznych przesyconych wodą (z pokryw śnieżnych, lodowców, opadów atmosferycznych, jezior kraterowych)
Lawiny gruzowe (cygańskie):
-pochodzą z górnej części stożka wulkanicznego, są to bloki i okruchy skał z poprzednich erupcji, przemieszane są z gorącymi popiołami wulkanicznymi, prędkość ok. 70km/h
Opady piroklastyczne
-składają się z materiałów wyrzucanych w powietrze przez wulkan (rozproszona lawa i bloki wyrwana ze stożka wulkanicznego)
Gazy wulkaniczne
-erupcje wulkaniczne oprócz lawy mogą również wyrzucać gazy, które mogą być śmiertelnie trujące.