Ohnivý petrologie je studium vyvřelé skály, což jsou skály které vznikly tuhnutím roztaveného magmatu. Tato oblast geologie se zabývá složením, strukturou a původem vyvřelých hornin, stejně jako procesy, které je tvoří a mění. Vyvřelá petrologie je důležitá pro pochopení historie a vývoje zemské kůry, stejně jako procesů, které probíhají uvnitř zemského nitra. To je také užitečné pro identifikaci zdrojů minerály a další zdroje, které se nacházejí ve vyvřelých horninách.
Obsah
Chemické složení
Existuje několik metod, které lze použít k určení chemického složení vyvřelé skály. Jednou z běžných metod je rentgenová fluorescenční spektrometrie, která zahrnuje bombardování horniny rentgenovými paprsky a měření energie fluorescence emitované prvky v hornině. To může poskytnout informace o elementárním složení horniny, včetně množství různých kovů a metaloidů.
Další metodou je hmotnostní spektrometrie s indukčně vázaným plazmatem (ICP-MS), která zahrnuje odpařování vzorku horniny a použití plazmového hořáku k ionizaci prvků ve vzorku. Ionty jsou poté separovány na základě jejich poměru hmotnosti k náboji a detekovány pomocí hmotnostního spektrometru, který umožňuje přesné měření množství různých prvků v rock.
Mezi další metody, které lze použít k určení chemického složení vyvřelých hornin, patří atomová absorpční spektroskopie, rentgenová difrakce a analýza aktivace neutronů.
Klasifikace vyvřelých hornin
Vyvřelé horniny lze klasifikovat na základě několika různých kritérií, včetně jejich chemického složení, mineralogiea texturou. Jedna běžná metoda klasifikace je založena na relativním množství oxidu křemičitého (SiO2) a alkalických kovů (Na a K).
Horniny s vysokým obsahem oxidu křemičitého a nízkým obsahem alkalických kovů jsou klasifikovány jako felzické. Tyto horniny mívají světlou barvu a jsou typicky složeny z minerálů jako např křemen, živec, a malé. Příklady felzických hornin zahrnují žula a rhyolite.
Horniny s nízkým obsahem oxidu křemičitého a vysokým obsahem alkalických kovů jsou klasifikovány jako mafické. Tyto horniny mívají tmavou barvu a jsou typicky složeny z minerálů jako např pyroxen, olivín, a amfibol. Příklady mafických hornin zahrnují čedič a gabro.
Horniny se středním obsahem oxidu křemičitého a alkalických kovů jsou klasifikovány jako meziprodukty. Tyto horniny mají střední barvu a obvykle se skládají ze směsi felzických a mafických minerálů. Příklady středních hornin zahrnují andezit a diorit.
Igneous skály mohou být také klasifikovány na základě jejich textury, která odkazuje na velikost, tvar a uspořádání krystalů v hornině. Tři hlavní typy textury jsou faneritická, afanitická a skelná. Faneritická textura označuje horniny s velkými viditelnými krystaly, zatímco afanitická textura označuje horniny s malými mikroskopickými krystaly. Skleněná textura označuje horniny, které mají sklovitý vzhled, bez viditelných krystalů.
Extruzivní a intruzivní horniny
Vyvřelé horniny lze klasifikovat buď jako extruzivní nebo intruzivní, v závislosti na tom, jak se vytvořily. Extruzivní vyvřelé horniny vznikají, když roztavené magma nebo láva chladne a tuhne na povrchu Země nebo v jeho blízkosti. Protože magma rychle chladne, krystaly, které se tvoří, jsou malé a hornina má jemnozrnnou texturu. Příklady extruzivních vyvřelých hornin zahrnují čedič a andezit.
Intruzivní vyvřelé horniny naopak vznikají, když se magma ochladí a tuhne pod povrchem Země. Protože se magma ochlazuje pomalu, krystaly, které se tvoří, jsou velké a hornina má hrubozrnnou texturu. Příklady intruzivních vyvřelých hornin zahrnují žula a gabro.
Rozdíl mezi extruzivními a intruzivními horninami je vidět i v jejich mineralogii. Extruzní horniny mají tendenci obsahovat více mafických minerálů, jako např pyroxen a olivín, zatímco intruzivní horniny mají tendenci obsahovat více felzických minerálů, jako je kupř křemen a živec
Diagram QAPF
QAPF (křemen, alkálie živec, Plagioklas, Feldspathoid) diagram je klasifikační systém pro vyvřelé horniny založený na relativních podílech křemene, alkalického živce, plagioklasový živeca feldspatoidní minerály. Běžně se používá ke klasifikaci rušivých hornin, jako jsou žuly, diority a gabra.
Diagram QAPF je rozdělen do čtyř polí, z nichž každé představuje jinou třídu hornin na základě relativních poměrů čtyř minerálů. Pole jsou následující:
- Q: Horniny bohaté na křemen s více než 20 % křemene
- A: Horniny bohaté na alkalické živce s více než 90 % alkalického živce
- P: horniny bohaté na plagioklasy s více než 90 % plagioklasového živce
- F: horniny bohaté na feldspatoidy s více než 10 % feldspatoidních minerálů
Diagram QAPF je užitečný pro identifikaci hlavní mineralogie horniny a pro odhad podmínek, za kterých hornina vznikla. Je také užitečné pro porovnávání složení různých hornin a pro jejich klasifikaci do širokých kategorií na základě jejich mineralogie.
Sopečné a plutonické horniny
Sopečné horniny jsou typem vytlačované magmatické horniny, která se tvoří z roztaveného magmatu nebo lávy, která vybuchla a ochladila se na zemském povrchu. Tyto horniny se vyznačují svou jemnozrnnou texturou a svým vysokým obsahem mafických minerálů, jako jsou např pyroxen a olivín. Příklady sopečných hornin zahrnují čedič, andezit, a rhyolite.
Plutonické horniny jsou na druhé straně typem rušivé vyvřelé horniny, která se tvoří z magmatu, které se ochlazuje a tuhne pod zemským povrchem. Tyto horniny se vyznačují svou hrubozrnnou texturou a vysokým obsahem felzických minerálů, jako např. křemen a živec. Příklady plutonických hornin zahrnují žula, gabro, a diorit.
Rozdíl mezi vulkanickými a plutonickými horninami je z velké části způsoben rozdílem v rychlosti jejich ochlazování a tuhnutí. Sopečné horniny chladnou a tuhnou rychle, zatímco plutonické horniny chladnou a tuhnou pomaleji. Tento rozdíl v rychlosti ochlazování má za následek různé textury a mineralogie těchto dvou typů hornin.
Minerály ve vyvřelých horninách
Vyvřelé horniny jsou složeny z různých minerálů, což jsou přirozeně se vyskytující anorganické látky, které mají specifické chemické složení a specifickou krystalovou strukturu. Minerály přítomné ve vyvřelé hornině budou záviset na chemickém složení magmatu, ze kterého se hornina vytvořila, a na podmínkách, za kterých magma chladlo a tuhlo.
Některé běžné minerály, které se nacházejí ve vyvřelých horninách, zahrnují:
- křemen: běžný minerál, který je vyroben z křemíku a kyslíku (SiO2). Obvykle se vyskytuje ve felzických horninách, jako je žula.
- Živec: skupina minerálů, které jsou tvořeny kombinací hliník, křemík, kyslík a různé další prvky. Živce jsou běžné jak ve felzických, tak ve středních horninách.
- Pyroxen: skupina minerálů, které jsou tvořeny kombinací křemíku, kyslíku a různých dalších prvků. Pyroxeny jsou běžné v mafických horninách jako např čedič.
- Olivine: minerál, který je tvořen kombinací železohořčík, křemík a kyslík. To je běžné v mafických horninách, jako je čedič.
- Amfibol: skupina minerálů, které jsou tvořeny kombinací křemíku, kyslíku a různých dalších prvků. Amfiboly jsou běžné v mafických horninách, jako je gabro.
- Málo: skupina minerálů, které jsou tvořeny kombinací hliníku, křemíku, kyslíku a různých dalších prvků. Slídy jsou běžné ve felzických a středních horninách.
Primární a doplňkové minerály
V geologii jsou primárními minerály minerály, které tvoří většinu objemu horniny a jsou zodpovědné za hlavní vlastnosti a charakteristiky horniny. Tyto minerály se typicky tvoří během počáteční krystalizace magmatu, ze kterého se hornina vytvořila.
Na druhé straně pomocné minerály jsou minerály, které jsou v hornině přítomny v menším množství a nejsou zodpovědné za hlavní vlastnosti a charakteristiky horniny. Tyto minerály mohly vzniknout během krystalizace magmatu, nebo mohly být zavedeny do horniny po jejím ztuhnutí prostřednictvím procesů, jako je např. změna nebo metamorfóza.
Ve vyvřelých horninách jsou primárními minerály obvykle minerály, které se vytvořily během počáteční krystalizace magmatu. Tyto minerály mohou zahrnovat křemen, živec, pyroxen, olivín, a amfibol, mezi ostatními. Mezi pomocné minerály ve vyvřelých horninách mohou patřit slídy, granáty, a apatit, mezi ostatními.
Relativní poměry primárních a akcesorických minerálů v hornině mohou poskytnout informace o podmínkách, za kterých hornina vznikla, ao historii horniny. Například hornina s vysokým podílem akcesorických minerálů mohla vzniknout z magmatu, které se ochlazovalo a pomalu tuhlo, nebo mohla po ztuhnutí prodělat významnou změnu.
