Általános és történeti földtan 2. hét A magmás kızetek A magmás kızetek képzıdése és fajtái A segédanyagot összeállították: Báldi Tamás, Nagymarosy András, Uhrin András
A Föld belsı felépítése kontinentális kéreg óceáni kéreg asztenoszféra (részben olvadt) kéreg köpeny köpeny felsı része litoszféra litoszféra (szilárd) mezoszféra (szilárd) külsı mag (folyékony) belsı mag (szilárd) mezoszféra asztenoszféra litoszféra
A Föld belsı felépítése mélység hımérséklet sőrőség kéreg (kontinentális) 30 50 km (min. 20, max. 100) 2,5 2,9 g/cm 3 kéreg (óceáni) 5 10 km 2,9 3,3 g/cm 3 köpeny 35 2890 km 1000 4000 C 3,3 5,5 g/cm 3 asztenoszféra 100 200 km 1500 C 3,3 g/cm 3 külsı mag 2890 5150 km 4000 6000 C 10 12 g/cm 3 belsı mag 5150 6360 km 6000 7000 C 13 g/cm 3
A Föld belsı felépítése Litoszféralemezek
A Föld belsı felépítése Litoszféralemezek határai közeledı távolodó elcsúszó (konvergens) (divergens) (transzform)
Litoszféralemezek határai
Litoszféralemezek határai
Lemezen belüli forró pontok
Magmatizmus helyei a Földön
A magma keletkezése Asztenoszféra: részleges olvadás NEM magmaóceán ; NEM elegendı ahhoz, hogy magma jusson a felszín közelébe!
A magma keletkezése Harangi Sz.
A magma keletkezése Harangi Sz.
A magma keletkezése Harangi Sz.
A magma összetétele 99 %-ban 8 elem: O, Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K Összetételt oxidos formában adjuk meg: SiO 2, Al 2 O 3, Fe 2 O 3, FeO, CaO, MgO, Na 2 O, K 2 O 0.2-5 % oldott gáz = könnyen-illók ennek kb. 90 %-a H 2 O, CO 2 többi: SO 2, H 2 S, HCl, HF, N 2, stb.
Magmás kızetek csoportosítása Alapja: megszilárdulás helye SiO 2 tartalom ásványos összetétel anyag
Magmás kızetek csoportosítása Megszilárdulási hely (mélység) szerint Mélységi magmás kızetek (= intrúziós vagy plutoni kızetek): általában 4 km alatt lassú kihőlés (akár 100 000 vagy millió évek) holokristályos szövet Kiömlési magmás kızetek (= effuzív vagy eruptív kızetek) gyors kihőlés afanitos vagy porfiros szövet; szélsıséges esetben kızetüveg
Magmás kızetek csoportosítása Megszilárdulási hely (mélység) szerint pl. bazalt pl. gránit
Magmás kızetek csoportosítása Megszilárdulási hely (mélység) szerint lassú kihőlés holokristályos szövet gránit gabbró
Magmás kızetek csoportosítása Megszilárdulási hely (mélység) szerint gyors kihőlés afanitos szövet mandulaköves bazalt porfiros szövet andezit
Magmás kızetek csoportosítása Megszilárdulási hely (mélység) szerint még gyorsabb kihőlés kızetüveg horzsakı obszidián
Magmás kızetek csoportosítása legfontosabb a SiO 2 tartalom ultrabázisos SiO 2 ~ 38-44 %, könnyen-illó: nagyon kevés bázisos Anyag szerint SiO 2 ~ 44-53 %, könnyen-illó: kevés neutrális SiO 2 ~ 53-64 %, könnyen-illó: sok savanyú SiO 2 ~ 64-100 %, könnyen-illó: nagyon sok
Magmás kızetek csoportosítása Anyag szerint savanyú neutrális bázisos ultrabázisos Bazalt Pikrit
Mélységi és szubvulkáni magmás tevékenység A mélyben megszilárduló magmás test: pluton lakkolit telér (dike) tömzs (átmérı<10 km) telér (dike) teleptelér (sill) batolit (átmérı>10 km)
Mélységi és szubvulkáni magmás tevékenység Telér (dike)
Mélységi és szubvulkáni magmás tevékenység lakkolit lopolit batolit
Mélységi és szubvulkáni magmás tevékenység Óceáni litoszférában: ofiolit-sorozatok üledékek bazalt (sheeted dikes) gabbró peridotit
Ásványképzıdés a magmából 1. Elıkristályosodás hımérséklet: 1100 1400ºC gravitációs differenciáció likvidmagmás fázis Jellemzı elemek: Fe, Ni, (Co), Ti, Cr, Pt-félék, S (szulfid), As (arzenid) (sziderofil elemek) Nagyobb mennyiségő kén szulfidok, szilikátok Kisebb mennyiségő kén oxidos ércásványok Jellemzı ásványok: magnetit, kromit, ilmenit, pirrhotin, pentlandit, kalkopirit, sperrilit, apatit, néhány terméselem (platinafémek)
2. Fıkristályosodás hımérséklet: 680 1100ºC Ásványképzıdés a magmából A magma szilikáttartalma feldúsul Nı az alumínium és az alkáliák relatív mennyisége Jellemzı elemek (litofil elemek): Si, Al, Na, K, Ca, Mg Frakcionált kristályosodás, Bowen-féle kiválási sor Olivincsoport, piroxének, amfibolok, csillámok, földpátok (plagioklászföldpátok, káliföldpátok), földpátpótlók (szodalitok, szkapolitok, leucit, nefelin), kvarccsoport, zeolitok (phillipsit, szkolecit)
Ásványképzıdés a magmából 2. Fıkristályosodás: Bowen-féle kiválási sor 1200 C KÁLIFÖLDPÁTOK 600 C
Ásványképzıdés a magmából 3. Utómagmás fázisok 3.a. Pegmatitos fázis hımérséklet: 700 550ºC, maradékolvadékból (gyors kiválás, de kevés kristálygóc) Teléres megjelenéső Pegmatitokra jellemzı (pegmatofil) elemek: B, Li, Cs, Rb, Be, feldúsulhat: Ti, Mn, Zr, Ta, Nb, Th, U, Y Jellemzı ásványok: turmalincsoport (turmalin), berill, cirkon, monacit, rutil, korund, uraninit, uráncsillámok, topáz, fluorit
Ásványképzıdés a magmához kapcsolódva 3. Utómagmás fázisok 3.b. Pneumatolitos fázis hımérséklet: 550 375ºC a víz kritikus hımérséklete Pneumatolitokra jellemzı elemek: Ti, Mo, W, Mn, Sn Jellemzı ásványok: fluorit, kassziterit, volframit, molibdenit, hematit Pneumatolitos ásványtársulásokban gyakoribbak a B, F, H 2 O-tartalmú ásványok, ércalkotó elemek, + a hidrotermás szakasz elemei (Fe, Ni, Au, Cu, Zn, Bi) Kontakt pneumatolízis szkarn kontakt metaszomatózis (pneumatolitos oldatok karbonátos kızetekkel érintkeznek elemvándorlás, elemkicserélıdés, új ásványok keletkezése)
Ásványképzıdés a magmához kapcsolódva 3. Utómagmás fázisok 3.c. Hidrotermás fázis Hımérséklet: 375 C alatt Jellemzı (kalkofil) elemek: Au, Ag, Cu, Pb, Zn, Hg, As, Sb, Bi, a hidrotemás szakasz vége felé Ba, Ca, + a visszamaradt Fe, Co, Ni, S, U, Mn Jellemzı ásványok (szulfidok, arzenidek, oxidok): arany, ezüst, termésréz, kalkozin, covellin, bornit, enargit, tetraedrit, galenit, szfalerit, pirit, cinnabarit, antimonit, kalcit, sziderit, dolomit, barit, magnezit
Ásványképzıdés a magmához kapcsolódva
Vulkáni tevékenység Jellegének fı alakítói: a magma illótartalma a magma viszkozitása Mindkettı elsısorban a magma anyagának függvénye (lásd: SiO 2 -tartalom!) tektonikai helyzet földrajzi helyzet
A láva (effuzívum) sajátos megjelenési formái Salakos láva (aa)
A láva (effuzívum) sajátos megjelenési formái Kötélláva (pahoehoe)
A láva (effuzívum) sajátos megjelenési formái Párnaláva (pillow-láva)
Piroklasztok, vulkanoszedimentek (=eruptívumok) Piroklasztokból felhalmozódó laza üledék: tefra A tefra összecementálódásából piroklasztit keletkezik (bomba: a levegıben szilárdul meg)
Piroklasztok, vulkanoszedimentek lapilli bomba durva hamu finom hamu
Piroklasztok, vulkanoszedimentek Vulkáni bombák
Piroklasztok, vulkanoszedimentek Piroklaszt-ár (lejtı mentén lezúduló sőrő törmelékfelhı)
Utóvulkáni folyamatok Kihőlés a magmából gázok szivárognak felfelé Fıleg vízgız, S- és C-vegyültek, halogenidek kiáramlása Hévforrás: környezetéhez képes magasabb hımérséklető magmás kızet a leszivárgó talajvizet felmelegíti forrásokon át jut a felszínre Gejzír: idıszakosan kitörı hévforrás
Utóvulkáni folyamatok Gejzír
Utóvulkáni folyamatok Gejzirit: kémiai kiválású kovaüledék
Utóvulkáni folyamatok Vulkáni exhalációk Fumarola vízgız, HCl, ammónia, kloridok Szolfatára kén- és oxidjai, kén- hidrogén Mofetta szén-dioxid Soffioni CO 2, H 2 S, esetleg bórsav Savanyúvíz, csevice, borvíz: széndioxidos források (Balaton-felvidék, Mátra, Hargita)
Utóvulkáni folyamatok Szolfatára
Vulkáni tevékenység Néhány alapvetı vulkántípus hasadékvulkán pajzsvulkán törmelékvulkán rétegvulkán
Vulkáni tevékenység Bázisos magma, forró pontok pajzsvulkánok Nagy kiterjedés, lapos forma, lejtıszög 5-10 Kis viszkozitású, folyékony bazaltlávából Kevés eruptívum, sok effuzívum Manapság: Galapagos-szigetek Hawaii-szigetek Földtörténeti múltban: Dekkán-plató (kb. 65 millió éve) (India) Columbia-plató (kb. 20-25 millió éve) (USA)
Pajzsvulkán: Mauna Loa Vulkáni tevékenység
Vulkáni tevékenység Neutrális vagy savanyú (viszkózusabb) magma rétegvulkánok (sztratovulkánok) Láva- és tefrarétegek váltakozásából áll, effuzívum<=eruptívum Szimmetrikus felépítés, lejtıszög központi részen 30, alsó részen 6-10 Legmagasabb: Cotopaxi (Ecuador, 5580 m) Fuji, Vezúv, Etna
Vulkáni tevékenység Neutrális vagy savanyú (viszkózusabb) magma rétegvulkánok (sztratovulkánok) Fuji
Vulkáni tevékenység Bázisos magma, távolodó lemezszegélyek hasadékvulkánok A láva hasadék mentén kerül felszínre Effuzívum>eruptívum Példa: Izland, 1783, Laki vulkán 32 km hosszú hasadék, 600 km 2 területen, 12 km 3 láva
Vulkáni tevékenység A vulkántípusok tektonikai helyzete
A kızetciklus (kızetek körforgása)