Ik wil alles weten

Rock (geologie)

Pin
Send
Share
Send


Stollingsgesteenten worden gevormd wanneer gesmolten gesteente (magma) afkoelt en vast wordt, met of zonder kristallisatie. Het woord "stollingsmiddel" is afgeleid van het Latijn lichtje, wat 'vuur' betekent. Deze rotsen vormen ongeveer 95 procent van het bovenste deel van de aardkorst, maar hun grote overvloed is verborgen op het aardoppervlak door een relatief dunne maar wijdverspreide laag sedimentaire en metamorfe gesteenten. Meer dan zevenhonderd soorten stollingsgesteenten zijn beschreven, waarvan de meeste zich onder het aardoppervlak hebben gevormd.

Stollingsgesteenten zijn onderverdeeld in twee hoofdcategorieën: plutonische en vulkanische rotsen. Plutonische (of opdringerige) rotsen worden geproduceerd wanneer magma afkoelt en langzaam kristalliseert in de aardkorst. Vulkanische (of extrusieve) rotsen worden gevormd uit magma dat het oppervlak bereikt als lava of fragmentarische ejecta. Intrusieve stollingsgesteenten hebben meestal een paar duizend jaar nodig om af te koelen, terwijl extrusieve stollingsgesteenten slechts een paar dagen of weken nodig hebben om af te koelen en te stollen.

Plutonische rotsen zijn vernoemd naar Pluto, de oude Romeinse god van de onderwereld. Vulkanische rotsen zijn vernoemd naar Vulcan, de Romeinse naam voor de god van het vuur.

Oorsprong van magma

De aardmantel direct onder de korst is typisch relatief stijf, en dit deel van de mantel en de bovenliggende korst vormen de lithosfeer. Onder de lithosfeer zorgt de hogere temperatuur ervoor dat de mantel minder stijf wordt en convectie ondergaat, hoewel deze volledig of grotendeels solide is. Deze convectiemantel vormt de "asthenosferische" mantel en is de bron van veel magma. De meeste magma's worden gegenereerd bij temperaturen tussen 600 en 1600 ° C. De meeste magma's bij hogere temperaturen (tussen ongeveer 900 ° en 1600 ° C) worden gevormd in de bovenste 200 kilometer van de mantel.

Rotsen kunnen smelten als reactie op een afname in druk, een toename in temperatuur, een verandering in samenstelling (zoals toevoeging van water) of een combinatie van deze processen. Andere mechanismen, zoals smelten door de inslag van een meteoriet, zijn tegenwoordig minder belangrijk, maar dergelijke inslagen leidden tot uitgebreid smelten tijdens de vorming van de aarde.

Opdringerige (plutonische) stollingsgesteenten

Opdringerige stollingsgesteenten worden gevormd uit magma dat afkoelt en stolt in de aarde. Omringd door reeds bestaand gesteente (country rock genoemd), koelt het magma langzaam af en als gevolg zijn deze rotsen grofkorrelig. De minerale korrels in dergelijke rotsen kunnen in het algemeen worden geïdentificeerd met het blote oog. Opdringerige stenen kunnen ook worden geclassificeerd op basis van de vorm en grootte van het opdringerige lichaam en zijn relatie tot de formaties waarin het binnendringt. Typische indringende formaties zijn batholieten, voorraden, laccolieten, dorpels en dijken.

De centrale kernen van grote bergketens bestaan ​​uit opdringerige stollingsgesteenten, meestal graniet. Wanneer ze worden blootgesteld door erosie, kunnen deze kernen ("batholieten" genoemd) enorme delen van het oppervlak innemen.

Vulkanische stollingsgesteente. De lichtgekleurde sporen tonen de richting van de lavastroom

Extrusieve (vulkanische) stollingsgesteenten

Extrusieve stollingsgesteenten worden gevormd op het aardoppervlak als gevolg van het smelten van rotsen in de mantel. De gesmolten rots (magma) stijgt vanwege de contrasterende dichtheid met de omringende mantel. Wanneer het het oppervlak bereikt, wordt magma geëxtrudeerd op het oppervlak (onder water of lucht) lava genoemd. Uitbarstingen van vulkanen onder de lucht worden genoemd subaerial; die zich voordoen onder de oceaan worden genoemd onderzeeër. Zwarte rokers en basalt uit de oceaan boven de nok zijn voorbeelden van onderzeese vulkanische activiteit.

Magma dat uit een vulkaan losbarst, gedraagt ​​zich volgens zijn temperatuur en samenstelling en heeft daarom een ​​zeer variabele viscositeit. Magma op hoge temperatuur, meestal basaltisch van samenstelling, gedraagt ​​zich bijvoorbeeld als dikke olie en, terwijl het afkoelt, stroop. Dit vormt lava van het pahoehoe-type. Felsisch magma, zoals rhyoliet, barst meestal los bij een relatief lage temperatuur en is tot tienduizend keer zo viskeus als basalt. Deze vulkaanuitbarstingen vormen zelden lavastromen en barsten meestal explosief los, waarbij gassen (zoals koolstofdioxide) in het magma worden gevangen.

Omdat lava snel afkoelt en kristalliseert, is het fijnkorrelig. Als de koeling zo snel plaatsvindt dat zelfs de vorming van kleine kristallen wordt voorkomen, kan de resulterende steen een glas zijn (zoals de steen obsidiaan). Gegeven deze fijnkorrelige textuur is het veel moeilijker om onderscheid te maken tussen de verschillende soorten extrusieve stollingsgesteenten dan tussen verschillende soorten intrusieve stollingsgesteenten.

Classificatie

Stollingsgesteente worden geclassificeerd volgens hun wijze van voorkomen, textuur, mineralogie, chemische samenstelling en geometrie van het stollingslichaam. De classificatie van de vele soorten verschillende stollingsgesteenten kan ons belangrijke informatie verschaffen over de omstandigheden waaronder ze zijn gevormd. Twee belangrijke variabelen die worden gebruikt voor de classificatie van stollingsgesteenten zijn (a) deeltjesgrootte, die grotendeels afhangt van de koelgeschiedenis, en (b) minerale samenstelling van het gesteente. Veldspaatjes, kwarts, olivijnen, pyroxenen, amfibolen en mica's zijn allemaal belangrijke mineralen bij de vorming van stollingsgesteenten, en ze zijn fundamenteel voor de classificatie van deze rotsen. Andere aanwezige mineralen worden beschouwd als "bijkomende" mineralen.

In een vereenvoudigd classificatieschema worden stollingsgesteente soorten gescheiden op basis van (a) het type veldspaat dat aanwezig is, (b) de aanwezigheid of afwezigheid van kwarts, en (c) het type aanwezige ijzer- of magnesiummineralen (als de rotsen bevatten geen veldspaat of kwarts). Rotsen die kwarts (silica) bevatten, zijn "oververzadigd met silica". Rotsen met veldspaatoïden zijn 'onverzadigd met siliciumdioxide', omdat veldspaatoïden niet naast kwarts kunnen bestaan.

Stollingsgesteenten met kristallen die groot genoeg zijn om met het blote oog te worden gezien, worden "phaneritic" genoemd; die met kristallen die te klein zijn om door het blote oog te worden gezien, worden "afaniet" genoemd. Over het algemeen impliceert phaneritic een intrusieve oorsprong; afanitisch, een extrusieve.

Kristallen ingebed in fijnkorrelige stollingsgesteenten worden "porfyritisch" genoemd. De porfyritische textuur ontwikkelt zich wanneer sommige kristallen aanzienlijk groeien voordat de hoofdmassa van het magma zich consolideert in fijner korrelig, uniform materiaal.

Textuur is een belangrijk criterium voor het benoemen van vulkanische rotsen. De textuur van vulkanische rotsen - inclusief de grootte, vorm, oriëntatie en verdeling van korrels en de onderlinge korrelrelaties - zal bepalen of de rots een tufsteen, een pyroclastische lava of een eenvoudige lava wordt genoemd. De textuur is echter slechts een ondergeschikt deel van het classificeren van vulkanische rotsen. De classificatie van deze rotsen is voornamelijk gebaseerd op hun chemische samenstelling.

In het geval van plutonische gesteenten zijn textuurcriteria om ten minste twee redenen minder kritisch voor classificatiedoeleinden. Ten eerste hebben deze stenen de neiging om minder gevarieerd te zijn qua textuur, en ten tweede zijn hun minerale inhoud vaak gemakkelijk te bepalen - zichtbaar voor het blote oog of met behulp van een lens of microscoop. Aldus wordt mineralogische classificatie het meest gebruikt om plutonische rotsen te classificeren, en chemische classificatie heeft de voorkeur voor vulkanische rotsen.

Geologische betekenis

Stollingsgesteenten zijn geologisch belangrijk om verschillende redenen:

  • Hun mineralen en wereldwijde chemie geven informatie over de samenstelling van de mantel waaruit enkele stollingsgesteenten zijn gewonnen, samen met de temperatuur- en drukomstandigheden waaronder deze extractie plaatsvond.
  • Hun leeftijd kan worden verkregen uit verschillende methoden van radiometrische datering. In vergelijking met de leeftijden van aangrenzende geologische lagen helpen ze bij het construeren van een tijdreeks van gebeurtenissen.
  • Hun kenmerken zijn meestal kenmerkend voor specifieke tektonische processen, waardoor reconstitutie van deze processen mogelijk is.
  • Onder speciale omstandigheden bevatten ze belangrijke minerale afzettingen (ertsen). Wolfraam, tin en uranium worden bijvoorbeeld vaak geassocieerd met granieten; ertsen van chroom en platina worden vaak geassocieerd met gabbros.

Sedimentair gesteente

Sedimentair gesteente bedekken 75 procent van het aardoppervlak en omvatten veel voorkomende soorten zoals krijt, kalksteen, zandsteen, klei en leisteen. Ze worden gevormd op of nabij het aardoppervlak op drie belangrijke manieren: (a) afzetting van de verweerde overblijfselen van andere rotsen (bekend als "clastic" sedimentaire rotsen); (b) afzetting van de resultaten van biogene activiteit; en (c) neerslag uit oplossing. Deze processen worden gevolgd door verdichting van de deeltjes en cementering.

De sedimentaire rotsbedekking van de continenten van de aardkorst is uitgebreid, maar de totale bijdrage van sedimentair gesteente wordt geschat op slechts vijf procent van het totaal. Als zodanig vertegenwoordigen de sedimentaire sequenties die we zien slechts een dun fineer over een korst die voornamelijk bestaat uit stollingsgesteenten en metamorfe gesteenten.

Vorming

De vorming van sedimentair gesteente begint met de afzetting van deeltjes gedragen door water, wind en gletsjers om sediment te vormen. Terwijl het sediment zich ophoopt, drukt de druk van de deklaag ("lithostatische" druk) het sediment in gelaagde vaste stoffen en worden de vloeistoffen in de poriën verdreven. Dit proces wordt "lithificatie" (rotsformatie) genoemd. De term "diagenese" wordt gebruikt om alle chemische, fysische en biologische veranderingen (inclusief cementering) te beschrijven die een sediment ondergaat na eerste afzetting en tijdens en na lithificatie, met uitzondering van oppervlakteweer.

Gezien hun manier van formatie bevatten sedimentaire gesteenten belangrijke informatie over de geschiedenis van de aarde. In het bijzonder bevatten ze fossielen, de bewaarde overblijfselen van oude planten en dieren. In tegenstelling tot de meeste stollingsgesteenten en metamorfe gesteenten, vormen ze zich bij temperaturen en drukken die geen fossiele resten vernietigen. De samenstelling van sedimenten geeft aanwijzingen over de oorspronkelijke rots. Verschillen tussen opeenvolgende lagen duiden op veranderingen in de omgeving die zich in de loop van de tijd hebben voorgedaan.

Drie soorten sedimentair gesteente

Clastic sedimentaire gesteenten

Lower Antelope Canyon in Arizona werd uit de omringende zandsteen gesneden door zowel mechanische verwering als chemische verwering. Wind, zand en water door snelle overstromingen zijn hier de belangrijkste weersinvloeden.

Clastic sedimentaire gesteenten zijn samengesteld uit discrete fragmenten of "klasten" van materialen afgeleid van andere gesteenten. Ze bestaan ​​grotendeels uit kwarts, met andere veel voorkomende mineralen, waaronder veldspaatjes, amfibolen en kleimineralen. Soms zijn er meer exotische stollings- en metamorfe mineralen.

Clastic sedimentaire gesteenten kunnen worden beschouwd op basis van hun korrelgrootte. Schalie bestaat uit de fijnste deeltjes, kleiner dan 0,004 millimeter; siltstone heeft iets grotere deeltjes, tussen 0,004 en 0,06 millimeter; zandsteen is nog grover, met korrelgroottes van 0,06 tot 2 millimeter; en conglomeraten en breccia's zijn de grofste, met korrels tussen 2 en 256 millimeter. arenite is een algemene term voor sedimentair gesteente met deeltjes in de grootte van zand.

Alle rotsen vallen langzaam uiteen als gevolg van mechanische en chemische weersinvloeden. Mechanische verwering is de afbraak van gesteente in deeltjes zonder veranderingen in de chemische samenstelling van de mineralen in het gesteente te veroorzaken. IJs is het belangrijkste middel van mechanische verwering. Wanneer water in barsten in de rots sijpelt en bevriest, zet het uit. De expansiekracht verbreedt de scheuren en breekt stukken rots af. Verwarming en koeling van het gesteente, en de daaruit voortvloeiende expansie en krimp, helpen ook het proces.

Chemische verwering is de afbraak van gesteente door chemische reactie. In dit proces worden de mineralen in het gesteente veranderd in deeltjes die gemakkelijk kunnen worden weggevoerd. Lucht en water zijn beide betrokken bij veel complexe chemische reacties.

Biogene (of biologische) sedimentaire gesteenten

Biogene sedimentaire gesteenten bevatten materialen gegenereerd door levende organismen. Ze omvatten carbonaatmineralen zoals koralen, weekdieren en foraminifera, die de oceaanbodem bedekken met lagen calciet die later kalksteen vormen. Andere voorbeelden zijn stromatolieten, de vuursteenknobbeltjes gevonden in krijt (dat zelf een biogene sedimentair gesteente is, een vorm van kalksteen) en steenkool (afgeleid van de resten van tropische planten die onder druk staan).

Neerslag afzettingen

Neerslagafzettingen vormen zich wanneer minerale oplossingen, zoals zeewater, verdampen. Voorbeelden hiervan zijn de mineralen haliet en gips.

Natuurlijke functies en menselijk gebruik

De vorm van de deeltjes in sedimentair gesteente heeft een belangrijk effect op het vermogen van micro-organismen om ze te koloniseren. Deze interactie wordt bestudeerd in de wetenschap van de geomicrobiologie.

Er wordt gedacht dat de relatief lage niveaus van koolstofdioxide in de atmosfeer van de aarde (vergeleken met die op Venus) te wijten zijn aan grote hoeveelheden koolstof die worden gevangen in kalksteen en dolomiet sedimentaire lagen. De overdracht van koolstof uit geërodeerde sedimenten naar zeeafzettingen maakt deel uit van de koolstofcyclus.

Sedimentair gesteente is economisch belangrijk omdat het als bouwmateriaal kan worden gebruikt. Bovendien vormen ze vaak poreuze en permeabele reservoirs in sedimentaire bekkens, waarin aardolie en andere koolwaterstoffen kunnen worden gevonden.

Metamorfe rotsen

Kwartsiet, een vorm van metamorfe rots, uit de collectie in het Museum of Geology, University of Tartu

Metamorfe rots is het resultaat van de transformatie van een bestaand gesteentetype, de protoliet, in een proces genaamd metamorfose. Het woord metamorfisme betekent "verandering in vorm", afgeleid van het Griekse voorvoegsel meta, "na" en zelfstandig naamwoord morphe, "het formulier." De protoliet kan sedimentair gesteente, stollingsgesteente of een oudere metamorfe rots zijn.

Metamorfe rotsen vormen een groot deel van de aardkorst. Ze worden geclassificeerd door textuur en door chemische en minerale assemblage. Enkele voorbeelden van metamorfe gesteenten zijn leisteen, gneis en leisteen. Mineralen gevormd door het proces van metamorfisme omvatten kyaniet, stauroliet, sillimaniet, andalusiet en sommige granaten. Andere mineralen, zoals olivines, pyroxenen, amfibolen, mica's, veldspelden en kwarts, kunnen worden gevonden in metamorfe gesteenten, maar zijn niet noodzakelijkerwijs het resultaat van het proces van metamorfisme. Ze werden gevormd tijdens de kristallisatie van stollingsgesteenten.

Vorming

Metamorfe gesteenten worden diep onder het aardoppervlak gevormd, wanneer de protoliet wordt blootgesteld aan hitte (hoger dan 150 ° C) en extreme drukken en spanningen van de rotsen erboven. Deze omstandigheden leiden tot ingrijpende fysische en chemische veranderingen in de protoliet. Metamorfe gesteenten worden ook gevormd door het binnendringen van gesmolten gesteente (magma genoemd) in vast gesteente, met name in de contactplaatsen tussen het magma en vast gesteente waar de temperaturen hoog zijn. De transformatie van het ene rotstype naar het andere wordt beschreven door het geologische model dat de rotscyclus wordt genoemd.

Een belangrijk mechanisme van metamorfisme is dat van chemische reacties die optreden tussen mineralen zonder ze te smelten. In dit proces worden atomen uitgewisseld tussen mineralen en worden nieuwe mineralen gevormd. Veel complexe reacties op hoge temperatuur kunnen plaatsvinden.

Na lange periodes van erosie en opheffing, worden metamorfe rotsen blootgesteld aan het aardoppervlak. De studie van deze rotsen geeft ons waardevolle informatie over de temperaturen en druk die op grote diepten in de aardkorst voorkomen. Toch kan het proces van metamorfisme de kenmerken vernietigen die de vroegere geschiedenis van de rots, inclusief het fossielenbestand, hadden kunnen onthullen.

Foliated en niet-foliated rotsen

Metamorfe rotsen zijn gescheiden in foliated en non-foliated categorieën. De gelaagdheid binnen metamorfe rotsen wordt genoemd foliation. De term is afgeleid van het Latijnse woord Folia, wat 'bladeren' betekent.

Gevouwen (of gestreepte) rots wordt geproduceerd door spanning die het grootst is vanuit één richting, waardoor de rots in één vlak wordt vervormd. Dit veroorzaakt groei van de platy of langwerpige kristallen van mineralen zoals mica en chloriet. Rotsen die onderhevig zijn geweest aan een uniforme druk van alle kanten, of stenen zonder mineralen met onderscheidende groeipatronen, zullen niet worden gefolieerd. Niet-gefolieerde rots heeft geen vlakke stresspatronen.

Leisteen is een voorbeeld van een zeer fijnkorrelige, foliate metamorfe rots, terwijl phyllite grof is, schist grover en gneis zeer grof korrelig. Marmer is over het algemeen niet bladvormig, waardoor het kan worden gebruikt als materiaal voor sculptuur en architectuur.

Soorten metamorfisme

Contact metamorfisme is de naam die wordt gegeven aan veranderingen die optreden wanneer magma (gesmolten gesteente) wordt geïnjecteerd in het massieve gesteente (country rock) dat het omringt. Veranderingen die optreden zijn het grootst waar het magma in contact komt met de rots, omdat de temperaturen het hoogst zijn bij deze grens en afnemen met de afstand ervan. Stollingsgesteente vormt zich uit het afkoelende magma, maar daaromheen bevindt zich een metamorfosezone genaamd a contact metamorfisme aureool.

Regionaal metamorfisme is de naam die wordt gegeven aan veranderingen in grote rotsmassa's over een breed gebied, vaak binnen orogene (bergvormende) riemen. De veranderingen worden veroorzaakt door hoge temperaturen en drukken in de diepten van de aarde, en als de gemetamorfoseerde rotsen worden opgetild en blootgesteld door erosie, kunnen ze zich voordoen over grote gebieden aan de oppervlakte.

Zie ook

  • mineraal
  • Steengroeve

Referenties

  • Deer, W.A., R.A. Howie en J. Zussman. 1996. Een inleiding tot de rotsvormende mineralen. 2e ed. Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall. ISBN 0582300940 en ISBN 978-0582300941.
  • Farndon, John. 2006. De praktische encyclopedie van Rocks & Minerals: de beste exemplaren ter wereld vinden, identificeren, verzamelen en onderhouden, met meer dan 1000 foto's en kunstwerken. Londen: Lorenz Books. ISBN 0754815412 en ISBN 978-0754815419.
  • Lambert, David en de diagramgroep. 1998. De veldgids voor geologie. Bijgewerkt ed. New York: feiten over het bestand. ISBN 0816038236.
  • Le Maitre, R. W., ed. 2004. Igneous Rocks: A Classification and Glossary of Terms. 2e ed. New York: Cambridge University Press. ISBN 0521619483.
  • Pellant, Chris. 2002. Rotsen en mineralen. Smithsonian Handbooks. New York: Dorling Kindersley. ISBN 0789491060 en ISBN 978-0789491060.
  • Shaffer, Paul R., Herbert S. Zim en Raymond Perlman. 2001. Rotsen, edelstenen en mineralen. Rev. ed. New York: St. Martin's Press. ISBN 1582381321 en ISBN 978-1582381329.

Externe links

Alle links opgehaald op 28 juli 2019.

Pin
Send
Share
Send