Magmatik kayaçlar

Magmanın yeryüzüne çıkarken soğumasıyla meydana gelen kayaçlardır.
Dünyanın Jeolojik Bölgeleri ( USGS ) (Resim1)

Magmatik kayaçlar, magmanın yükselerek yer kabuğunun içerisine girip veya yeryüzüne ulaşıp soğuyarak katılaşması sonucu oluşan kayaç türüdür. Üç ana kaya türünden biridir , diğerleri tortul ve metamorfiktir . Magmatik kaya magma veya lavın soğutulması ve katılaşmasıyla oluşur . Magmatik kayaçlar çok çeşitli jeolojik ortamlarda meydana gelir: kalkanlar, platformlar, orojenler, havzalar, büyük magmatik bölgeler, genişletilmiş kabuk ve okyanus kabuğu. (Resim1) Magmatik kayaçlar temel olarak silikat minerallerinden oluşmuşlardır. magmanın bileşimi temel bazı elementlerin dağılımını yansıtsa da oranları değişmekte ve bu da belli başlı magma tiplerinin oluşmasına neden olur.[1]

Lav volkanik patlamalar magmatik kayaların önemli kaynaklarıdır.(Filipinler'de mayon yanardağı, 2009'da patlayan)

Silisyum oksit bileşiğini barındırma oranlarına göre 3 tip magma belirlenmiştir. Bunlar: felsik (+%65), mafik(%45) ve ortaç(%45-65) magmalardır. Magmanın sahip olduğu bileşim fiziksel ve kimyasal özelliğinde karakteristik izler bırakmaktadır, örnek olarak en önemli özellik de viskozite (akmaya karşı direnç) özelliğidir. magmanın yapısındaki silisyum oksit de viskoziteyi artırmaktadır.[1] magmatik kayaçlar temel olarak 2 grupta toplanır:

Plutonik Kayaçlar (Intrusive Magmatik Kayaçlar)

Bu tür magmatik kayaçlar yüksek viskoziteli magmadan türerler, bu sayede mantodan oluştuktan sonra magma kütlesi yüzeye gelecek kadar ilerleyemez ve jeotermal etki nedeniyle (yerin derinliklerideki sıcaklık) hızlıca soğumaz ve iri taneli kristaller üreterek kaya oluşturur.

Volkanik kayaçlar (Extrusive Magmatik Kayaçlar)

İçeriklerinde, plütonik kayaçlara nazaran oldukça az silisyum oksit barındıran magmadan türeyen bu kayaçlar düşük viskoziteleri sayesinde magmatik oluşum sürecinin ardından hızlıca yeryüzüne ulaşırlar, bu durum sonrası ise ani sıcaklık düşüşüyle soğurlar ve büyük kristal üretemeden kayaç oluşur. Masif, küçük kristalli ve genelde koyu renkli kayaçlardır.

Jeolojik ÖnemDüzenle

 
Madeira'da birbirinden sütun eklemleri ile ayrılmış doğal volkanik kaya sütunları

Magmatik ve metamorfik kayaçlar, Dünya kabuğunun en büyük 16 km'sinin% 90-95'ini hacim olarak oluşturur.[2] Magmatik kayaçlar, Dünya'nın şu anki toprak yüzeyinin yaklaşık %15'ini oluşturur.[3] Dünya'nın okyanus kabuğunun çoğu magmatik kayadan yapılır. 

  • Mineralleri ve küresel kimyası, bazı magmatik kayaçların ekstrakte edildiği manto bileşimi ve bu ekstraksiyona izin veren sıcaklık ve basınç Koşulları ve/veya erimiş diğer önceden var olan kayaç hakkında bilgi verir;
  • Bunların mutlak yaşları, çeşitli radyometrik yaşlandırma formlarından elde edilebilir ve bu nedenle bitişik jeolojik tabakalarla karşılaştırılarak olayların bir zaman dizisine izin verir;
  • Özellikleri genellikle belirli bir tektonik ortamın karakteristiğidir ve tektonik yeniden yapılandırmaya izin verir (bkz. levha tektoniği);
  • Bazı özel durumlarda önemli mineral yataklarına (cevherlere) ev sahipliği yaparlar: örneğin, tungsten, kalay ve uranyum yaygın olarak granitler ve dioritlerle, krom ve platin cevherleri ise gabrolarla ilişkilidir.

Jeolojik OrtamDüzenle

Oluşum biçimleri açısından, magmatik kayaçlar; dış püskürük ( plütonik ve hipabissal) veya iç püskürük ( volkanik ) olarak ikiye ayrılır.

 
Magmatik kaya oluşumu

Plutonik Kayaçlar (Derinlik) (Intrusive)Düzenle

Plütonik magmatik kayaçlar (derinlik) magmatik kayaçların çoğunluğunu oluşturur ve önceden var olan kaya (ülke kayası olarak adlandırılır) ile çevrili bir gezegenin kabuğunda (plüton olarak bilinir) soğuyan ve katılaşan magmadan oluşur; magma yavaş yavaş soğur ve sonuç olarak bu kayalar kaba taneli olurlar. Bu tür kayaçlardaki mineral taneleri genellikle çıplak gözle tanımlanabilir. Derinlik kayaçlar, müdahaleci gövdenin şekline ve büyüklüğüne ve içine girdiği diğer oluşumlarla olan ilişkisine göre de sınıflandırılabilir.Tipik plütonik oluşumlar, batolitler, stoklar, lakolitler, siller ve dikelardır. Magma yer kabuğunda katılaştığında, yavaş yavaş soğur ve granit, gabro veya diyorit gibi kaba dokulu kayaçlar oluşturur.

Büyük dağ sıralarının merkezi çekirdekleri, genellikle granit olan müdahaleci magmatik kayaçlardan oluşur.Erozyona maruz kaldığında, bu çekirdekler (batolit olarak adlandırılır) Dünya yüzeyinin büyük bölgelerini işgal edebilir.

 
Sızmaların Temel türleri: 1. Lakolit 2. Küçük dike 3. Batolit 4. Dike 5. Sill 6. Volkanik boyun, boru 7. Lopolit Not: Genel bir kural olarak, şekildeki için yanan volkanik havalandırmanın aksine, bu isimler gösterilen yeraltı magmatik aktivitesinin sonucu olan tamamen soğutulmuş ve genellikle milyonlarca yıllık kaya oluşumlarını ifade eder.

Kabuğun derinliklerinde oluşan derinlik magmatik kayaçlar plütonik (veya abisal) kayaçlar olarak adlandırılır ve genellikle kaba tanelidir.

Yüzeyin yakınında oluşan derinlik magmatik kayaçlara subvolkanik veya hipabissal kayaçlar denir ve genellikle orta tanelidir.

Hipabyssal kayalar, plütonik veya volkanik kayalardan daha az yaygındır ve genellikle dikelar , siller, lakolitler, lopolitler veya facolitleri oluşturur.

Volkanik Kayaçlar (Extrusive)Düzenle

Volkanik kayalar olarak da bilinen ekstrüzyonlu magmatik kayaçlar, manto ve kabuk içindeki kayaların kısmi erimesinin bir sonucu olarak kabuk yüzeyinde oluşur . Ekstrüzyonlu magmatik kayaçlar müdahaleci magmatik kayalardan daha hızlı soğur ve katılaşır. Erimiş magmanın yeryüzünde soğutulmasıyla oluşurlar. Çatlaklar veya volkanik patlamalar yoluyla yüzeye getirilen magma daha hızlı bir şekilde katılaşır. Dolayısıyla bu tür kayalar pürüzsüz, kristalimsi ve ince tanelidir. Bazalt yaygın bir ekstrüzyonlu magmatik kayadır ve lav akışları, lav tabakaları ve lav platoları oluşturur. Bazı bazalt türleri uzun sütunlu birleşmeler oluşturmak için katılaşır . Dev Geçit Antrim, Kuzey İrlanda bir örnektir.

Magma; yeraltında bulunan, ergimiş haldeki kayaçlar. Kayaçların basınç düşmesi, sıcaklık yükselmesi, H2O ilavesi gibi etkenler altında ergimesi sonucu oluşan silikat hamuru durumundaki eriyiklerdir. Yeryüzüne ulaşarak yanardağlardan püsküren magmaya lav denir.

Lavın ( bir yanardağdan çıkan magma) davranışı, sıcaklık, bileşim, kristal içeriği ve içerdiği silika miktarı ile belirlenen viskozitesine bağlıdır . Çoğu bileşimde bazaltik olan yüksek sıcaklıklı magma, kalın yağa benzer şekilde davranır ve soğudukça, şekerleme yapar . lav yüzeyi uzun, ince bazalt akışları yaygındır. Andezit gibi ara kompozisyon magması, birbirine karışmış kül , tüf ve lav gibi kül konileri oluşturma eğilimindedir ve patladığında kalın, soğuk pekmez veya hatta kauçuğa benzer bir viskoziteye sahip olabilir . Felsic magma, örneğin riyolit , genellikle düşük sıcaklıkta patlar ve bazalt kadar kalındır. Riyolitik magmaya sahip volkanlar patlayıcı olarak patlar ve riyolitik lav akışları tipik olarak sınırlıdır ve magma çok kalın olduğu için dik kenar boşluklarına sahiptir.

Genellikle şiddetli bir şekilde patlayan felsik ve ara magmalar, çözünmüş gazların salınmasından kaynaklanan patlamalar ile (tipik olarak su buharı, aynı zamanda karbondioksit) meydana gelir . Patlayan piroklastik malzeme tephra olarak adlandırılır ve tüf , aglomerat (yığılma) ve ignimbrit içerir . İnce volkanik kül de patlar ve genellikle geniş alanları kaplayabilen kül tüf tortuları oluşturur.

 
Ekstrüzyonlu magmatik kaya, volkanlar tarafından salınan lavlardan meydana gelir.

Lav genellikle hızla soğuduğu ve kristalleştiği için genellikle ince tanelidir. Soğutma, ekstrüzyondan sonra küçük kristallerin bile oluşumunu önleyecek kadar hızlı olursa, elde edilen kaya çoğunlukla cam olabilir (kaya obsidyeni gibi ). Lavın soğutulması daha yavaş olsaydı, kaya kaba taneli olurdu.

Mineraller çoğunlukla ince taneli olduğundan, farklı ekstrüzyonlu magmatik kayaçları ayırt etmek, farklı müdahaleci magmatik kayaçlar arasında ayrım yapmaktan çok daha zordur. Genel olarak, ince taneli ekstrüzyonlu magmatik kayaçların mineral bileşenleri , kayanın ince kesitlerinin mikroskop altında incelenmesiyle belirlenebilir , bu nedenle sahada sadece yaklaşık bir sınıflandırma yapılabilir.

SınıflandırmaDüzenle

 
Chennai, Hindistan maruz granit (müdahaleci magmatik Kaya) yakın çekim.

Magmatik kayalar, oluşum şekline, dokuya, mineralojiye, kimyasal bileşime ve magmatik gövdenin geometrisine göre sınıflandırılır.

Birçok farklı magmatik kayaç türünün sınıflandırılması, bize oluşturdukları koşullar hakkında önemli bilgiler sağlayabilir. Magmatik kayaçların sınıflandırılması için kullanılan iki önemli değişken, büyük ölçüde soğutma geçmişine ve kayanın mineral bileşimine bağlı olan parçacık boyutudur. Feldispat, kuvars veya feldspathoidler, olivinler, piroksenler, amfiboller ve mikalar, hemen hemen tüm magmatik kayaçların oluşumunda önemli minerallerdir ve bu kayaçların sınıflandırılmasında temeldir. Mevcut diğer tüm mineraller hemen hemen tüm magmatik kayaçlarda gereksiz olarak kabul edilir ve bunlara yardımcı mineraller denir. Diğer temel minerallere sahip magmatik kayaç türleri çok nadirdir ve bu nadir kayaçlar esansiyel karbonatlara sahip olanları içerir.

Basitleştirilmiş bir sınıflandırmada, magmatik kayaç türleri mevcut feldispat tipine, kuvarsın varlığına veya yokluğuna ve feldispat veya kuvars içermeyen kayalarda, demir veya magnezyum minerallerinin türüne göre ayrılır. Kuvars içeren kayaçlar (bileşimde silika) silika-aşırı doygundur. Feldspatoidli kayaçlar silika-doygun değildir, çünkü feldspatoidler kuvars ile kararlı bir ilişki içinde bir arada bulunamazlar.

Çıplak gözle görülebilecek kadar büyük kristalleri olan magmatik kayalara faneritik denir; kristalleri görülemeyecek kadar küçük olanlara afanitik denir. Genel anlamda, faneritik müdahaleci bir köken anlamına gelir ;afanitik bir ekstrüzyon.

Daha ince taneli bir matrise gömülü daha büyük, açıkça fark edilebilir kristalleri olan magmatik bir kayaya porfir denir . Porfritik doku, magmanın ana kütlesi daha ince taneli, tek tip malzeme olarak kristalleşmeden önce bazı kristaller önemli ölçüde büyüdüğünde gelişir.

Magmatik kayaçlar doku ve kompozisyon bazında sınıflandırılır. Doku, kayanın oluştuğu mineral tanelerinin veya kristallerinin büyüklüğünü, şeklini ve düzenini ifade eder.

 
doku gösteren Gabbro örneği ; Rock Creek Canyon, Doğu Sierra Nevada , Kaliforniyadır.

DokuDüzenle

Doku, volkanik kayaların adlandırılmasında önemli bir kriterdir. Volkanik kayaların doku, boyutu dahil, şekil, oryantasyon, ve mineral taneleri dağılımıdır volkanik kayalar; Kayanın tüf olup olmadığını belirleyecektir, bir piroklastik lav veya basit bir lav olabilir.

Bununla birlikte, doku, volkanik kayaları sınıflandırmanın yalnızca bir alt parçasıdır, çünkü çoğu zaman, son derece ince taneli toprak kütlesine sahip kayalardan veya volkanik külden oluşabilen hava tüflerinden toplanan kimyasal bilgiler olmalıdır. Dokusal kriterler, minerallerin çoğunun çıplak gözle görülebileceği müdahaleci kayaların sınıflandırılmasında veya en azından bir el merceği, büyüteç veya mikroskop kullanılarak daha az kritiktir. Plütonik kayaçlar ayrıca dokusal olarak daha az çeşitlilik gösterir ve yapısal kumaşlar kazanmaya daha az eğilimlidir. Dokusal terimler, büyük plütonların farklı müdahaleci fazlarını, örneğin porfiritik marjları büyük müdahaleci cisimlere, porfir stoklarına ve subvolkanik penslere (apofizler) ayırmak için kullanılabilir . Mineralojik sınıflandırma çoğunlukla plütonik kayaçları sınıflandırmak için kullanılır. Volkanik kayaçları, örnek olarak kullanılan fenokrisst türleriyle, örneğin "olivin taşıyan pikrit" veya "ortoklaz-frikik riyolit" ile sınıflandırmak için kimyasal sınıflandırmalar tercih edilir.

Kimyasal Sınıflandırma Ve PetrolojiDüzenle

 
Mineralojilerindeki magmatik kayaçlar için temel sınıflandırma şeması. Kayadaki minerallerin yaklaşık hacim fraksiyonları biliniyorsa, kayaç adı ve silika içeriği diyagramdan okunabilir. Bu kesin bir yöntem değildir, çünkü magmatik kayaçların sınıflandırılması da silika dışındaki bileşenlere bağlıdır, ancak çoğu durumda iyi bir ilk tahmindir.

Magmatik kayaçlar kimyasal veya mineralojik parametrelere göre sınıflandırılabilir.

Kimyasal: Modal veya mineralojik veriler küçük tane büyüklüğü nedeniyle belirlenemediğinde kullanılan volkanik kaya sınıflandırması için toplam alkali-silika içeriği (TAS diyagramı).

  • % 63 Si02'den daha yüksek bir silika içeriği içeren felsik magmatik kayaçlar (granit ve riyolit örnekleri),
  • % 52-63 arasında Si02 içeren ara magmatik kayaçlar (örnek andezit ve dasit),
  • Mafik magmatik kayaçlar% 45-52 arasında düşük silikaya ve tipik olarak yüksek demir - magnezyum içeriğine sahiptir (örneğin gabro ve bazalt),
  • % 45'ten az silis içeren ultramafik Kaya magmatik kayaçlar (örnekler pikrit, komatit ve peridotit),
  • % 5-15 alkali (K2O + Na2O) içeriğine sahip veya 1:6'dan büyük bir molar alkali oranına sahip alkalik magmatik kayaçlar (örnekler fonolit ve trakit).

Kimyasal sınıflandırma, aynı zamanda, TAS diyagramına göre kimyasal olarak benzer kayaları ayırt etmeye de uzanır, örneğin:

  • Ultrapotasik - molar içeren kayalar K2O/Na2O >3.
  • Peralkalin - molar içeren kayalar (K2O + Na2O)/Al2O3 >1.
  • Peraluminous - molar içeren kayalar (K2O + Na2O)/Al2O3 <1
     
    Le Maitre'nin 2002 Igneous Rocks'ta önerildiği gibi toplam alkali ve silika sınıflandırma şeması (TAS) - Bir sınıflandırma ve terimler sözlüğü.[4] Mavi alan kabaca alkalin kayaların çizildiği yerdir; sarı alan subalkalin kayaların çizildiği yerdir.

İdeal bir mineraloji (normatif mineraloji) kimyasal bileşimden hesaplanabilir ve hesaplama eriyikten kristalize olan minerallerin tanımlanması için çok ince taneli veya çok değiştirilmiş kayalar için yararlıdır. Örneğin, normatif kuvars bir kayayı silika-aşırı doymuş olarak sınıflandırır; örnek riyolittir.Daha eski bir terminolojide, silika aşırı doygun kayaçlara silisik veya asidik denir, burada Si02% 66'dan büyüktür ve kuvarsolit ailesi terimi en silisik maddeye uygulanır. Normatif bir feldispatoid, bir kayayı silika-doygun olmayan olarak sınıflandırır; bir örnek nefelinittir.

Magmalar ayrıca üç seriye ayrılmıştır:

  • Toleitik serisi-bazaltik andezitler ve andezitler.
  • Kireç-alkalin serisi - andezit.
  • Alkalin serisi - alkalin bazaltların alt grupları ve nadir, çok yüksek potasyum içeren (yani shoshonitic ) lavlar.

Bu üç magma serisi bir dizi plaka tektonik ortamında meydana gelir. Toleitik magma serisi kayalar, örneğin, okyanus ortası sırtlarında, arka-ark havzalarında, sıcak noktalar, ada yayları ve kıtasal büyük magmatik bölgelerden oluşan okyanus adalarında bulunur.[5] Her üç seri de, dağılımlarının derinlik ve batma bölgesinin yaşı ile ilişkili olduğu batma bölgelerinde birbirlerine nispeten yakın bulunur. Toleitik magma serisi, nispeten sığ derinliklerden magma tarafından oluşturulan genç alt bölme bölgelerinin üzerinde iyi temsil edilmektedir. Kireç-alkalin ve alkalin serileri olgun subuksiyon bölgelerinde görülür ve daha büyük derinliklerde magma ile ilişkilidir. Andezit ve bazaltik andezit, kals-alkalin magmaları gösteren ada yayında en bol bulunan volkanik kayadır. Bazı ada yayları, volkanik kayaçların siperden artan mesafeyle toleiit - kireç-alkalin - alkalinden değiştiği Japon ada yay sisteminde görüldüğü gibi volkanik seriler dağıtmıştır.[6][7]

 
AFM üçlü diyagramıdır. Na bağıl oranlarını gösteren 2 O + K 2 O (A alkali toprak metalleri ), FeO + Fe 2 O 3 Toleyitik ve calc kimyasal değişim yolu gösteren oklarla (F) ve MgO (M) -alkalin serisi magmalardır.

Sınıflandırma TarihiDüzenle

1902'de bir grup Amerikalı petrograf, mevcut tüm magmatik kaya sınıflandırmalarının atılmasını ve yerine kimyasal analize dayalı "nicel" bir sınıflandırma yapılmasını önerdi. Mevcut terminolojinin büyük kısmının ne kadar belirsiz ve çoğu zaman bilimsel olmadığını gösterdiler ve magmatik bir kayanın kimyasal bileşiminin en temel özelliği olduğu için birincil konuma yükseltilmesi gerektiğini savundular.[8]

Jeolojik oluşum, yapı, kaya türlerinin ayrımı için şimdiye kadar kabul edilen kriterler olan mineralojik anayasa arka plana düştü. Tamamlanan kaya analizi ilk olarak magma örneğin kuvars feldispatlar, olivin , akermannit, Feldspathoids , manyetit , korindon vb. Kristalleştiğinde oluşması beklenen kaya oluşturan mineraller açısından yorumlanmalıdır. kayalar kesinlikle bu minerallerin birbirine göre nispi oranına göre gruplara ayrılır.[8][9]

Mineralojik SınıflandırmaDüzenle

Volkanik kayalar için lavların sınıflandırılması ve adlandırılmasında mineraloji önemlidir.En önemli kriter fenokrist türleridir, bunu zemin kütlesi mineralojisi izler. Genellikle, yer kütlesinin afanitik olduğu durumlarda, bir volkanik kayayı doğru bir şekilde tanımlamak için kimyasal sınıflandırma kullanılmalıdır.

Mineralojik içerikler - felsik ve mafik

  • Felsik Kaya, kuvars, alkali feldispat ve/veya feldspatoidlerin baskın olduğu en yüksek silikon içeriği: felsik mineraller; bu kayaçlar (örneğin, granit, riyolit) genellikle açık renklidir ve düşük yoğunluğa sahiptir.
  • Mafik Kaya, mafik mineraller piroksenler, olivinler ve kalsik plajiyoklaz üstünlüğü ile felsik kayalara göre daha az silikon içeriği; bu kayalar (örneğin, bazalt, gabro) genellikle koyu renklidir ve felsik kayalardan daha yüksek bir yoğunluğa sahiptir.
  • Ultramafik Kaya, en düşük silikon içeriği, mafik minerallerin %90'ından fazlası (örneğin, dunit ).

İntrüzif kayaçlar, plütonik ve genellikle faneritik magmatik kayaçlar için (tüm minerallerin en azından mikroskopla görülebildiği yerlerde), mineraloji kayayı sınıflandırmak için kullanılır. Bu genellikle kayayı sınıflandırmak için üç mineralin nispi oranlarının kullanıldığı üçlü diyagramlarda gerçekleşir.

Aşağıdaki tablo, hem bileşimlerine hem de oluşum biçimine göre magmatik kayaçların basit bir alt bölümüdür.

BİLEŞİMİNE GÖRE
OLUŞUM ŞEKLİNE GÖRE Felsik Ortaç Mafik Ultramafik
İntrüzif (Derinlik) Granit Diyorit Gabro Peridot
Ekstrüzif (Volkanik) Riyolit Andezit Bazalt Komatit

Daha ayrıntılı bir sınıflandırma için QAPF diyagramına bakınız.

Sınıflandırma örneğiDüzenle

Granit , felsik bileşim (silika ve ağırlıklı olarak kuvars artı potasyum açısından zengin feldispat artı sodyum açısından zengin plajiyoklaz ) ve hayali, Euhedral doku (mineraller çıplak gözle görülür ve minerallerden bazıları gözle görülür ) ile magmatik bir müdahaleci kayadır. (derinlikte kristalizedir.) . orijinal kristalografik şekillerini korurlar).

Magma OluşumuDüzenle

Yerkabuğu kıtaların altında ortalama 35 kilometre kalınlığındadır, ancak okyanusların sadece 7-10 kilometre altındadır. Kıtasal kabuk esas olarak granülit ve granit dahil olmak üzere çok çeşitli metamorfik ve magmatik kayaçlardan oluşan kristalin bir zemin üzerinde duran tortul kayaçlardan oluşur. Okyanus kabuğu esas olarak bazalt ve gabrodan oluşur. Hem kıtasal hem de okyanus kabuğu, mantonun peridotitine dayanır.

Kayaçlar, basınçtaki bir azalmaya, bileşimdeki bir değişikliğe (su ilavesi gibi), sıcaklıktaki bir artışa veya bu işlemlerin bir kombinasyonuna yanıt olarak eriyebilir.

Bir göktaşı etkisinden erime gibi diğer mekanizmalar bugün daha az önemlidir, ancak Dünya'nın yığılması sırasındaki etkiler geniş bir erimeye yol açtı ve erken Dünya'nın birkaç yüz kilometresi muhtemelen bir magma okyanusuydu.Büyük göktaşlarının son birkaç yüz milyon yıldaki etkileri, birkaç büyük magmatik bölgenin geniş bazalt magmatizminden sorumlu bir mekanizma olarak önerilmiştir.

Baskıyı (basıncı) azaltmaDüzenle

Basınç düşürme nedeniyle dekompresyon eritme meydana gelir.[10]

Katılaşma en kayaların Sıcaklık, suyun yokluğunda basıncın yükseltilmesi ile artış (sıcaklıkları altında tamamen katı olan). Dünya'nın mantosundaki peridotit , bazı sığ seviyelerde solidus sıcaklığından daha sıcak olabilir. Katı kaya konveksiyonu sırasında böyle bir kaya yükselirse , adyabatik bir süreçte genişledikçe biraz soğuyacaktır , ancak soğutma kilometre başına sadece yaklaşık 0.3 °C'dir. Uygun peridotitin deneysel çalışmaları , solidus sıcaklıklarının kilometre başına 3 °C ila 4 °C arttığını belgelemektedir. Kaya yeterince yükselirse, erimeye başlar. Eriyik damlacıkları daha büyük hacimlerde birleşebilir ve yukarı doğru sokulabilir. Katı mantonun yukarı doğru hareketinden bu erime süreci, Dünya'nın evriminde kritik öneme sahiptir.

Dekompresyon eritme, okyanus ortası sırtlarında okyanus kabuğunu oluşturur . Ayrıca Avrupa, Afrika ve Pasifik deniz tabanı gibi iç kısım bölgelerinde volkanizmaya neden olur.[11]

Su ve Karbondioksitin EtkileriDüzenle

Magmanın oluşumundan en çok sorumlu kaya kompozisyonunun değişimi, suyun ilave edilmesidir. Su, belirli bir basınçta kayaların solidus sıcaklığını düşürür. Örnek olarak, yaklaşık 100 kilometre derinlikte, peridotit fazla su varlığında 800 °C'ye yakın, ancak su yokluğunda yaklaşık 1.500 °C'nin yakınında veya üzerinde erimeye başlar.[12] Su, batma bölgelerinde okyanus litosferinden çıkarılır ve üstteki mantoda erimeye neden olur. Bazalt ve andezitten oluşan sulu magmalar, doğrudan ve dolaylı olarak, batma işlemi sırasında dehidrasyonun bir sonucu olarak üretilir. Bu tür magmalar ve onlardan türetilenler, Pasifik Ateş Çemberi gibi ada yayları oluştururlar. Bu magmalar, kıtasal kabuğun önemli bir parçası olan kireç-alkali serisinin kayalarını oluşturur.

Karbondioksitin eklenmesi, magma oluşumunun su ilavesinden çok daha az önemli bir nedenidir, ancak bazı silika doygun olmayan magmaların oluşumu, manto kaynak bölgelerinde su üzerinde karbon dioksitin baskınlığına atfedilmiştir. Karbondioksit varlığında deneyler, peridotit solidus sıcaklığının, yaklaşık 70 km derinliğe karşılık gelen basınçlarda dar bir basınç aralığında yaklaşık 200 °C azaldığını belgelemektedir. Daha büyük derinliklerde, karbondioksit daha fazla etkiye sahip olabilir: yaklaşık 200 km'ye kadar olan derinliklerde, karbonatlı bir peridotit bileşiminin ilk erime sıcaklıklarının, karbondioksit içermeyen aynı bileşimden 450 °C ila 600 °C daha düşük olduğu belirlenmiştir.[13] Nefelinit, karbonatit ve kimberlit gibi kaya türlerinin magmaları, yaklaşık 70 km'den daha büyük derinliklerde manto içine karbondioksit akışı sonrasında üretilenler arasındadır.

Sıcaklık artışıDüzenle

Sıcaklık artışı, kıtasal kabuk içinde magma oluşumu için en tipik mekanizmadır. Bu sıcaklık artışları magmanın mantodan yukarı doğru girmesi nedeniyle meydana gelebilir. Sıcaklıklar aynı zamanda , bir levha tektoniği sıkıştırma ile kalınlaştırılmış kıtasal kabuktaki kabuklu bir kayanın solidusunu da aşabilir . Hint ve Asya kıtasal kütleleri arasındaki plaka sınırı , sınırın hemen kuzeyindeki Tibet Platosu'nun yaklaşık 80 kilometre kalınlığında, normal kıtasal kabuğun kalınlığının kabaca iki katı olduğu için iyi çalışılmış bir örnek sağlar . Manyetotellürik verilerden çıkarılan elektriksel direnç çalışmaları, silikat içerdiği görülen bir tabaka tespit etmiştir. Erime ve Tibet Platosu'nun güney kenarı boyunca orta kabuk içinde en az 1.000 kilometre uzanır.  Granit ve riyolit , sıcaklıktaki artıştan ötürü kıtasal kabuğun erimesinin ürünleri olarak yorumlanan magmatik kaya türleridir. Sıcaklık artışları ayrıca bir yitim zonu sürüklenen litosferin erimesine de katkıda bulunabilir .

Magma EvrimiDüzenle

 
Bir magmada kesirli kristalleşmenin ardındaki ilkeleri gösteren şematik diyagramlar. Soğutma sırasında, magma bileşimde gelişir, çünkü farklı mineraller eriyikten kristalleşir. 1: olivin kristalleşir; 2: olivin ve piroksen kristalleşir; 3: piroksen ve plajiyoklaz kristalleşir; 4: plajiyoklaz kristalleşir. Magma rezervuarının dibinde kümülatif bir kaya oluşur.

Ana madde: Magmatik farklılaşma

Çoğu magma, tarihlerinin sadece küçük bir kısmı için tamamen erir. Daha tipik olarak, eriyik ve kristallerin ve bazen de gaz kabarcıklarının karışımlarıdır. Erime, kristaller ve kabarcıklar genellikle farklı yoğunluklara sahiptir ve bu nedenle magmalar geliştikçe ayrılabilirler. Magma soğudukça mineraller tipik olarak farklı sıcaklıklarda eriyikten kristalleşirler. (fraksiyonel kristalleşme) Mineraller kristalleştikçe, artık eriyiğin bileşimi tipik olarak değişir.

Eğer kristaller eriyikten ayrılırsa, artık eriyik bileşimde ana magmadan farklı olacaktır. Örnek olarak, gabroik bileşimin bir magması, erken oluşan kristaller magmadan ayrılırsa, granit bileşimin artık bir eriyiğini üretebilir. Gabro 1.200 °C'ye yakın bir sıvı sıcaklığına sahip olabilir ve türev granit bileşimi eriyik, yaklaşık 700 °C'ye kadar düşük bir sıvı sıcaklığına sahip olabilir. Uyumsuz elementler, fraksiyonel kristalleşme sırasında magmanın son kalıntılarında ve kısmi erime sırasında üretilen ilk eritmelerde konsantre edilir: her iki işlem de, uyumsuz elementlerde yaygın olarak zenginleştirilmiş bir kaya türü olan pegmatit kristalleşen magmayı oluşturabilir. Bowen'in reaksiyon serisi, bir magmanın idealleştirilmiş fraksiyonel kristalizasyon dizisini anlamak için önemlidir.

Magma bileşimi, kısmi erime ve fraksiyonel kristalleştirme dışındaki işlemlerle belirlenebilir. Örnek olarak; magmalar, hem bu kayaları eriterek hem de onlarla reaksiyona girerek, rahatsız ettikleri kayalarla etkileşime girer. Farklı kompozisyonlardaki magmalar birbirleriyle karışabilir. Nadir durumlarda, eriyikler, zıt kompozisyonların karışmaz iki eriyiğine ayrılabilir.

Yaygın magmatik kayaçların oluşumunda önemli olan nispeten az sayıda mineral vardır, çünkü minerallerin kristalleştiği magma sadece belirli elementler açısından zengindir. Bu elementler; silikon, oksijen, alüminyum, sodyum, potasyum, kalsiyum, demir ve magnezyum. Bu elementler , tüm magmatik kayaçların yüzde doksanından fazlasını oluşturan silikat minerallerini oluşturmak için birleştirilen elementlerdir. Magmatik kayaçların kimyası, büyük (majör) ve küçük (minör) elementler ve iz elementler için farklı şekilde ifade edilir. Majör ve Minör elementlerin içeriği geleneksel olarak ağırlık yüzdesi oksitler (örneğin, %51 SiO2 ve %1.50 TiO2 ) olarak ifade edilir. İz (eser) elementlerin bolluğu geleneksel olarak ağırlıkça milyonda parça (örnek olarak, 420 ppm Ni ve 5.1 ppm Sm) olarak ifade edilir. "İz element" terimi tipik olarak 100 ppm'den az bolluktaki çoğu kayada bulunan elementler için kullanılır, ancak bazı iz elementler 1000 ppm'yi aşan bolluklarda bazı kayaçlarda bulunabilir. Kaya kompozisyonlarının çeşitliliği, büyük bir analitik veri kütlesi tarafından tanımlanmıştır-230.000'den fazla kaya analizine, ABD Ulusal Bilim Vakfı tarafından desteklenen bir site aracılığıyla web üzerinden erişilebilir.

EtimolojiDüzenle

" magmatik " kelimesi "ateş" anlamına gelen  Latince  ıgneus’tan  türetilmişir. Magmatik kelimesinin etimolojisi de IGN (is)  ( “ ateş ” ) + -eus  ( “ -lı ” , türetme eki ) bu şekildedir. .  . Volkanik kayalar  Vulkan ateş tanrısı için  , Roma adını almıştır.   İç püskürük kayalara , yeraltı dünyasının Roma tanrısı Pluto'nun adını taşıyan "plütonik" kayalar da denir.

GaleriDüzenle

KaynakçaDüzenle

  1. ^ a b Nelson, Stephen. "Magmas and Igneous Rocks" (PDF). University of Tulane. University of Tulane. 6 Haziran 2013 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. 
  2. ^ Prothero, Donald R.; Schwab, Fred (2004). Sedimentary geology : an introduction to sedimentary rocks and stratigraphy (2nd ed.). New York: Freeman. p. 12. ISBN 978-0-7167-3905-0.
  3. ^ Wilkinson, Bruce H.; McElroy, Brandon J.; Kesler, Stephen E.; Peters, Shanan E.; Rothman, Edward D. (2008). "Global geologic maps are tectonic speedometers—Rates of rock cycling from area-age frequencies". Geological Society of America Bulletin. 121 (5–6): 760–779. doi:10.1130/B26457.1.
  4. ^ Ridley, W. I., 2012, Petrology of Igneous Rocks, Volcanogenic Massive Sulfide Occurrence Model, USGS Scientific Report 2010-5070-C, Chapter 15.
  5. ^ http://courses.washington.edu/ess439/ESS%20439%20Lecture%2014%20slides.pdf
  6. ^ Gill, J.B. (1982). "Andesites: Orogenic andesites and related rocks". Geochimica et Cosmochimica Acta. 46 (12): 2688. doi:10.1016/0016-7037(82)90392-1. ISSN 0016-7037.
  7. ^ Pearce, J; Peate, D (1995). "Tectonic Implications of the Composition of Volcanic ARC Magmas". Annual Review of Earth and Planetary Sciences. 23 (1): 251–285. Bibcode:1995AREPS..23..251P. doi:10.1146/annurev.earth.23.1.251.
  8. ^ a b a b  One or more of the preceding sentences incorporates text from a publication now in the public domain:
  9. ^ ^ Cross, W. et al. (1903) Quantitative Classification of Igneous Rocks, Chicago, University of Chicago Press
  10. ^ ^ Geoff C. Brown; C. J. Hawkesworth; R. C. L. Wilson (1992). Understanding the Earth (2nd ed.). Cambridge University Press. p. 93. ISBN 0-521-42740-1.
  11. ^ ^ Foulger, G.R. (2010). Plates vs. Plumes: A Geological Controversy. Wiley-Blackwell. ISBN 978-1-4051-6148-0.
  12. ^ T. L. Grove, N. Chatterjee, S. W. Parman, and E. Medard, (2006)The influence of H2O on mantle wedge melting. Earth and Planetary Science Letters, v. 249, p. 74-89
  13. ^ R. Dasgupta and M. M. Hirschmann (2007) Effect of variable carbonate concentration on the solidus of mantle peridotite. American Mineralogist, v. 92, p. 370-379