Un’introduzione alle rocce ignee richiede l’esplorazione di tre idee fondamentali. Ognuno di questi è introdotto semplicisticamente di seguito, e poi ulteriormente esplorato in altre pagine del sito.
Formazione, classificazione e identificazione delle rocce ignee (successivo).
Evoluzione della roccia ignea
Tettonica a placche e distribuzione della roccia ignea

FORMAZIONE, CLASSIFICAZIONE E IDENTIFICAZIONE

L’interno della terra è molto caldo – abbastanza caldo da fondere le rocce. E il più profondo si va il più caldo diventa. Sotto la superficie la roccia fusa è chiamata magma; sulla superficie terrestre diventa lava, anche se nulla è cambiato tranne il nome.
Il magma fresco è bianco caldo, abbastanza brillante da avere problemi a guardarlo. Ma mentre si raffredda diventa giallo, e poi varie sfumature di rosso. Alla fine si raffredda abbastanza da solidificare completamente e formare una roccia ignea, come il granito e il basalto sottostanti. Granito e basalto sono le due rocce ignee più abbondanti sulla superficie terrestre.

Granito Basalto

Il magma / lava è una miscela di elementi come silice, ferro, sodio, potassio, ecc. Mentre il magma/lava si raffredda questi elementi si combinano chimicamente, o cristallizzano, in motivi geometrici per formare gli otto minerali che formano la roccia. Ad esempio, nel granito sopra il rosa è ortoclasio, la biotite nera, e chiaro al grigio per lo più quarzo (vedi ingrandimento).
Questi otto minerali formano la maggior parte delle rocce ignee. Sono disposti in serie di reazione di Bowen (BRS) per temperatura di formazione, quelle ad alta temperatura nella parte superiore e quelle a bassa temperatura nella parte inferiore. Anche se è utile conoscere questi minerali non sono essenziali per una comprensione di base delle rocce ignee.

Costituente Percentuale di
Volume Totale
H2O
CO2
N2
SO2
SO3
S2
H2
CO
Cl2
Ar
67.7.
12.7.
7.65.
7.03.
1.86.
1.04.
.75.
.67
.41.
.20

Il raffreddamento è progressivo in un magma / lava, alcuni minerali diventano solidi ad alte temperature (top of BRS) e altri a temperature più basse (bottom BRS), in modo che parte attraverso il raffreddamento il magma/lava sia una miscela di minerali e roccia ancora fusa.
Il magma / lava contiene anche molti gas come acqua, anidride solforosa, anidride carbonica, ecc., e questi sono spinti fuori nell’atmosfera durante raffreddamento. (Vedi Tabella a destra dei gas del vulcano hawaiano.)
Se il raffreddamento è “lento” (da migliaia a milioni di anni) sotto terra i minerali crescono abbastanza grandi da vedere con l’occhio, come con il granito a sinistra.

Questi sono “a grana grossa” (o faneritici). Qualsiasi roccia in cui i grani possono essere visti ad occhio sono a grana grossa.
Se il raffreddamento è “rapido” (giorni o settimane) come sulla superficie terrestre, i minerali non hanno abbastanza tempo per crescere, e quindi sono di dimensioni microscopiche. Questi sono a grana fine (o afanitici). Ad esempio, la riolite a sinistra.

Se il raffreddamento è “molto veloce” (da ore a giorni) gli elementi e i composti sono congelati sul posto, non si formano minerali e il risultato è un bicchiere. Ad esempio la scoria in alto a sinistra e l’ossidiana in alto a destra.
Basalto e granito sono due delle rocce ignee più comuni trovate sulla superficie terrestre. Essi illustrano la diversità delle proprietà rocce ignee hanno.

Basalto
una roccia mafica
Granito
una roccia felsica
1.Colore scuro
2.Peso specifico elevato
3.Olivina/pirosseno / plagioclasio calcico ricco
4.A grana fine-cristalli visto solo sotto ad alta potenza
5.Si forma in superficie, principalmente nei bacini oceanici, ma anche in “punti caldi” isolati sui continenti.
6.Forme alte nella serie di reazione di Bowen
1.Colore chiaro
2.Basso peso specifico
3.Quarzo e ortoclasio e plagioclasio sodico ricchi
4.Grana grossa-cristalli abbastanza grandi da vedere ad occhio
5.Forme nei continenti in profondità nel sottosuolo
6.Forme basse nella serie di reazione di Bowen

Le rocce ignee sono classificate in diversi modi (link), ma tutte le classificazioni delle rocce sono una combinazione di consistenza e colore/composizione della roccia. La varietà di rocce ignee texture è nella tabella sotto

Trama Raffreddamento Storia Esempio
Vitreo
Vescicolare dei suini (cellulare)
Aphanitic (fine
grana)
Phaneritic
(coarsegrained)
Porfirica (due
granulometria)
Molto veloce raffreddamento; non cristallino.
Raffreddamento molto rapido con gas rapido
fuga formando bolle nella roccia non cristallina
.
Raffreddamento lento; cristallo microscopico
crescita.
Raffreddamento molto lento; i cristalli crescono
a dimensioni visibili.
Raffreddamento a due stadi; uno lento
sotterraneo che crea fenocristi visibili
, il secondo veloce a
la superficie terrestre che produce una massa a grana fine
.
Obsidian
Pomice, scorie
Riolite, andesite,
basalto
Granito, diorite,
gabbro
Qualsiasi aphanitic rock con
l’aggettivo porfido

Il colore/composizione della roccia è più semplice e diviso in colore scuro delle rocce (femiche), intermedio rocce colorate (intermedio), e di colore chiaro delle rocce (felsic). Se combiniamo trama / storia di raffreddamento e colore / composizione in una griglia otteniamo la classificazione nella tabella seguente.

Una versione PDF di questa tabella di classificazione verrà stampata come l’originale.

OSSERVARE Ci sono alcune rocce afanitiche e vetrose / cellulari per le quali il colore non funzionerà per la classificazione, e se si tenta di utilizzare il colore l’identificazione sarà sbagliata. Non c’è modo di saperlo prima del tempo. Devi solo memorizzare questi campioni.
Includono:
Ossidiana: vetrosa e nera o rossa. Appartiene alla categoria felsica di colore chiaro perché la sua chimica è come quelle rocce. L’ossidiana è scura perché è un vetro con molte impurità che assorbono la luce e la rendono scura.
Scoria: varia dal rosso scuro al nero. La composizione varia da intermedio a mafico.

OSSERVARE Sebbene mafico, intermedio e felsico siano le categorie principali, esistono molti altri tipi di rocce ignee. Una categoria aggiuntiva che non si adatta facilmente alla tabella di classificazione di cui sopra è ULTRAMAFIC. Queste, come le rocce mafiche, sono ricche di olivina o pirosseno, ma mancano di feldspato plagioclasio. Esempi sono dunite (principalmente olivina) e peridotite (olivina e pirosseno).
Cioè, nella serie di reazioni di Bowen la composizione di queste rocce è alta a sinistra.

Se la classificazione e l’identificazione fosse tutto quello che c’era da rocce ignee non ci sarebbe molto uso studiarle. Classifichiamo le rocce per imparare cosa possono dirci sulla terra.
Ci sono due idee sulle rocce ignee che sono geologicamente importanti. La prima idea è che le rocce ignee si evolvano-cambiano da un tipo di roccia in un’altra.
La seconda idea è che le rocce non sono distribuite casualmente in tutta la terra. Tipi specifici di rocce si trovano sempre in luoghi specifici per motivi specifici, tutti legati a processi tettonici delle placche.
Queste idee di evoluzione e distribuzione della roccia ignea sono correlate, e alla fine esploreremo le loro relazioni. Per ora, introduciamo solo le idee di base.

EVOLUZIONE DELLA ROCCIA IGNEA

Una delle idee più importanti che la geologia ha scoperto è che le rocce ignee si evolvono. Che la terra è iniziata con una composizione simile a quella della luna, cioè composta per lo più da una roccia madre mafica/ultramafica, e da quel semplice inizio tutte le altre rocce si sono evolute attraverso una sequenza di processi di frazionamento. È un concetto fondamentale essenziale per comprendere l’evoluzione della Terra che viene esplorato nel ciclo di Wilson e in un ciclo di roccia tettonica a placche.

L’idea di base è che una roccia originale, la roccia madre, presente quando la terra si è formata ha dato origine non solo a tutte le altre rocce ignee, ma a tutte le rocce, comprese quelle sedimentarie e metamorfiche. Il processo si verifica quando la roccia madre è frazionata, cioè divisa in due frazioni ciascuna con una composizione diversa dal genitore. Il frazionamento può verificarsi durante la cristallizzazione di un magma o la fusione di una roccia preesistente.

Durante la fusione frazionata, ad esempio, la roccia madre mafica si scioglie selettivamente producendo due frazioni. La prima frazione è una fusione la cui composizione è più vicina al fondo della serie di reazioni di Bowen rispetto alla roccia originale. Questo fuso è intermedio nella composizione. La seconda frazione è il residuo cristallino non fuso con una composizione più mafica rispetto alla roccia originale. Cioè, la sua composizione è più alta in BRS rispetto alla roccia originale.
Se il tempo e le condizioni lo consentono, il processo di frazionamento può continuare e la roccia intermedia prodotta durante il primo frazionamento può frazionarsi in un magma felsico (granito), lasciando dietro di sé un residuo cristallino più mafico della roccia intermedia. Il processo di frazionamento continua fino a quando tutto ciò che può essere frazionato dalla composizione originale è stato rimosso. Il processo è quindi al termine.

TETTONICA DELLE PLACCHE E DISTRIBUZIONE DELLE ROCCE IGNEE

Clicca sull’immagine per ingrandirla.

L’evoluzione della roccia ignea non accade da nessuna parte. Richiede condizioni tettoniche speciali. Una conoscenza di base della tettonica a placche è necessaria qui, e se non hai familiarità con le idee vai a questo link per un’introduzione rapida e semplice.
In termini di processi terrestri, il frazionamento avviene in due posizioni principali, confini delle placche divergenti e confini delle placche convergenti. I confini divergenti delle piastre (disegno o definizione) sono per lo più sott’acqua, quindi non li vediamo facilmente funzionare. Ma qui il magma sale dal profondo della terra e trasuda sul fondo dell’oceano per formare una nuova litosfera oceanica (disegno semplice; o un disegno più dettagliato). Nel processo la roccia madre dell’interno della terra si fraziona per formare rocce ignee mafiche, ad esempio basalto e, in profondità, gabbro.
Ai confini convergenti delle placche (disegno o definizione) parte della litosfera oceanica (creata ai confini divergenti delle placche) scende nuovamente nella terra, dove si riscalda e si scioglie frazionalmente (disegno). Questo genera rocce intermedie in un primo momento, come la diorite, ma può eventualmente creare rocce felsiche come il granito.
Su una scala temporale terrestre, il frazionamento igneo è responsabile della formazione di tutti gli archi vulcanici e continenti del mondo, l’implicazione è che la terra è iniziata senza continenti e la dimensione totale dei continenti è cresciuta con il tempo geologico. Contemplare la terra senza continenti. È facile apprezzare l’importanza del frazionamento igneo per quasi tutto ciò che riguarda la terra.
Un risultato finale di tutto questo è che diverse rocce ignee si trovano in diversi luoghi della terra, e tutte queste diverse distribuzioni sono legate ai processi tettonici delle placche e alla storia della terra. Nella sua forma più semplice, i continenti sono costituiti da rocce ignee felsiche (come il granito), bacini oceanici costituiti da rocce ignee mafiche (come il basalto e il gabbro) e archi vulcanici di rocce ignee intermedie (come la diorite e l’andesite.) Continua a:
Serie di reazioni di Bowen e minerali che formano rocce ignee
Tipi di classificazioni di rocce ignee
Tabella di classificazione ignea con collegamenti alle immagini di rocce
Chiavi per l’identificazione di rocce ignee

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