Magmás kőzettan Földrajz BSc

1. Magmás kőzettan Földrajz BSc Sági Tamás 2008. november 13.

2. Honnan? Miért? Hogy?

3. Jelenlegi fő litoszféra-lemezek

7. A magma egyszerű modellezése

8. A magma kémiai tulajdonságai Folyékony szilikátolvadék („kőzetanyag”) Összetétele: Főkomponensek: SiO2, Al2O3, FeO, Fe2O3, CaO, MgO, Na2O, K2O, (TiO2) Nyomelemek (<1%): többi elem Nehezen illók: ld. fent Könnyen illók: H2O, CO2, SO2, HCl, NH3, CH4

9. A magma szerkezeti tulajdonságai

10. A magma fizikai tulajdonságai Hőmérséklet: bazaltos: 1000-1100oC riolitos: 700-800oC Viszkozitás: bazaltos: 3∙103-3∙104 gránitos: 108-1011 Pas (víz: 1∙102 Pas)

11. Szilikátolvadék kristályosodása • Likváció: olvadékok elkülönülése • Gravitációs differenciáció • Fluidumok elkülönülése

12. Szilikátolvadék kristályosodása Kiváltó ok: túlhűlés → kristálygócok kialakulása (nukleáció) → kristályok növekedése Kristályosodási folyamat jellemzője: a nukleáció és a kristálynövekedés sebessége illetve egymáshoz viszonyított viselkedése

13. Szilikátolvadék kristályosodása

14. Magmás kristályosodás a mélység függvényében • Abisszikus >8 km • Hipoabisszikus 2-8 km • Szubvulkáni 0,5-2 km • Vulkáni felszíni

15. A magmás kristályosodás szakaszai • Elő- és főkristályosodás • Utókristályosodás Előkristályosodás: szulfidolvadék elkülönülése • T: 1200-950oC • Jellemző elemek: Fe, Ni, (Co), Ti, Cr, Pt-félék, S (szulfid), As (arzenid)

16. A magmás kristályosodás szakaszai Főkristályosodás: A magma legnagyobb részének kikristályosodása, a kőzetek képződése T: 950-700(-600)oC Kristályosodás sorrendje: csökkenő olvadáspont szerint, nem egyszerre (frakcionált kristályosodás), Bowen-sor

17. Utókristályosodás Pegmatitos szakasz • T: 700(-600)-400oC • Jellemző elemek: Zr, Be, Li, Sn, B, Th, U, Ta, Nb, Cs, (F) • Greizenesedés: Maradékolvadék nyomása megnő → berobban a környező kőzetekbe, és azokat átalakítja Hidrotermális szakasz • Forróvizes oldatok • T: 400-50oC • Jellemző elemek: Au, Ag, Cu, Pb, Zn, Hg, As, Sb, Bi, Ba, Ca, + a megmaradt Fe, Co, Ni, S

18. Magmás differenciáció

19. Bowen-sor (trend)

20. Példa differenciációra 10% olivin frakcionáció

21. Példa differenciációra 10% olivin + 20% cpx frakcionáció

22. Példa differenciációra 20% olivin + 10% cpx + 35% plag + 5% Fe-Ti-oxid frakcionáció

23. További differenciációs folyamatok 1. Asszimiláció 2. Magmakeveredés 3. Frakciónációs kristályosodás és egyidejű asszimiláció 4. Periodikus újratöltődés, keveredés, kiürülés

24. A magmás kőzetek osztályozása kémiai összetétel alapján • Alkáli Na- és K-tartalmú aluminoszilikátok >Ca aluminoszilikátok • Nemalkáli • Mészalkáli Na- és K-tartalmú aluminoszilikátok >Ca aluminoszilikátok • Tholeiites Fe- és Mg-tartalma nagy, Si tartalma viszonylag kicsi, a kőzetsorozaton belül a kőzetek Fe tartalma nő a SiO2-tartalom növekedésével

25. MÉSZALKÁLI • Ultrabázisos:SiO2 <44% • Mg, Fe, Ti • színes szilikátok (olivin, piroxén, amfibol, esetleg csillám), ércásványok • Bázisos:SiO244-53% • Sok Fe; Mg csökken; Al és Ca nő • B plagioklász, piroxén, olivin, (amfibol) • Neutrális:SiO2 53-64% • Mg, Fe, Ca csökken, Al nő • N plagioklász, (káliföldpát), amfibol, (piroxén, biotit) • Savanyú:SiO2 >64% • Mg, Fe, Ca tartalom erősen lecsökken, uralkodó Na, K, Al (a Si mellett) • kvarc, káliföldpát, savanyú plagioklász, biotit, amfibol

26. TELÍTETTSÉG telített ásvány:kristályosodás során nem képes további SiO2-t felvenni telítetlen ásvány:(nefelin, leucit, olivin, szodalitfélék, analcim stb.) A magmában nincs elég SiO2 ahhoz, hogy csak telített ásvány képződjön. Hakristályosodáskor a magma SiO2-ben dúsul, annak felvételével - részben vagy egészben - telített ásvánnyá alakulnak: Pl.: NaAlSiO4 + 2SiO2 = NaAlSi3O8 nefelinkvarc albit (Mg,Fe)2SiO4 + SiO2 = (Mg,Fe)2Si2O6 olivin kvarc piroxén

27. ALKÁLI • Telítetlen alkáli kőzetek:telítetlen ásvány van, elsődleges kvarc nincs, telített ásvány lehet • Telített alkáli kőzetek:csak telített ásványok vannak, nincs sem telítetlen ásvány, sem elsődleges kvarc • Túltelített alkáli kőzetek:elsődleges kvarc van, telítetlen ásvány nincs, telített ásvány általában van

28. MÉSZALKÁLI - Ultrabázisos Peridotit - olivin>40%, piroxén, amfibol, ércásványok • Dunit - olivin>90% • Ércperidotit - olivin, ércásvány, piroxén, amfibol Piroxenit - piroxén>50% Hornblendit - amfibol>50%

29. MÉSZALKÁLI - Bázisos Mélységi:Gabbró Vulkáni:Bazalt B. plagioklász, piroxén, olivin, (amfibol)

30. MÉSZALKÁLI - Neutrális Mélységi:Diorit Vulkáni:Andezit N. plagioklász, amfibol,piroxén, biotit Mélységi:Monzonit Vulkáni: Látit N. plagioklászkáliföldpát, amfibol,piroxén, biotit Mélységi:Szienit Vulkáni:Trachit káliföldpát>>N. plagioklász, amfibol,piroxén, biotit

31. MÉSZALKÁLI - Savanyú Mélységi: Gránit Vulkáni:Riolit kvarc, káliföldpát>S. plagioklász, biotit,(amfibol) Obszidián, Szurokkő, Perlit, Horzsakő Mélységi: Granodiorit Kvarc, S. plagioklász>káliföldpát, biotit, amfibol Tonalit kvarc, S-N. plagioklász, amfibol, biotit Vulkáni: Dácit Kvarc, S. plagioklász>káliföldpát, biotit, amfibol, (piroxén)

32. ALKÁLI 1. Túltelített Mélységi:Alkáligránit Vulkáni:Alkáliriolit Kvarc, káliföldpát>S. plagioklász,alkáli amfibol, alkáli piroxén, biotit Telített Mélységi:Alkáliszienit Vulkáni:Alkálitrachit káliföldpát>S-N. plagioklász, alkáliamfibol, alkáli piroxén, biotit,

33. ALKÁLI 2. Telítetlen Mélységi: Foyait Vulkáni: Fonolit káliföldpát>S-N. plagioklász, földpátpótló (nefelin, szodalit, leucit), alkáli amfibol, alkáli piroxén, biotit, Mélységi: Alkálidiorit, Alkáligabbró Vulkáni: Tefrit, Bazanit[Alkálibazalt] N-B. plagioklász>káliföldpát, földpátpótló (nefelin, szodalit, leucit), alkáli amfibol, alkálipiroxén, (olivin) Mélységi: Foidolit Vulkáni: Foidit (nefelinit, leucitit stb.) földpátpótló, színes elegyrész (alkálipiroxén)

34. Kiömlési kőzetek nevezéktana TAS-diagram

35. Mélységi kőzetek nevezéktana Streckeisen-diagram