Loading...
 
Geologia. Ziemia i procesy endogeniczne
Pod redakcją:Tadeusz Słomka
Autorzy/Autorki:Anna Waśkowska, Tadeusz Słomka, Jan Golonka
Afiliacja autorów:AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska
Wydawca:Akademia Górniczo-Hutnicza im. St. Staszica w Krakowie
Data publikacji:2022
Recenzja: Prof. dr hab. Andrzej Ślączka, Uniwersytet Jagielloński
Prof. dr Pavol Rybár, Technische Universität Bergakademie Freiberg (Germany)
ISBN:978-83-963036-1-5

Geologia. Ziemia i procesy endogeniczne
Środowiska powstania skał magmowych

Ze względu na miejsce krzepnięcia ( Rys. 1 ) wyróżniane są:

  • skały wulkaniczne, jest to zakrzepnięta lawa; zestalenie stopu ma miejsce w warunkach powierzchniowych Ziemi (zob. Wulkanizm - wprowadzenie ),
  • skały głębinowe (plutoniczne), jest to skrystalizowana magma w formie dużego ciała (plutonu); krzepnięcie stopu ma miejsce w obrębie skorupy,
  • skały żyłowe, jest to skrystalizowana magma w formie niewielkiego ciała skalnego; krzepnięcie stopu ma miejsce w obrębie skał skorupy ziemskiej (zob. Intruzje magmowe ), [1], [2], [3].

W związku z tym, iż powyższe typy skał powstają w różnych warunkach, cechują je różne zespoły cech strukturalnych i teksturalnych oraz morfologia powstałego ciała skalnego.

Środowiska krzepnięcia stopu glino-krzemianowego.
Rysunek 1: Środowiska krzepnięcia stopu glino-krzemianowego.

Skały wulkaniczne

Skały wulkaniczne powstają na powierzchni Ziemi ( Rys. 1 ), [4], na/lub w najbliższym otoczeniu wulkanu. W ich obrębie wyróżnia się:

  • skały efuzywne, zwane wylewnymi, powstałe przez zakrzepnięcie wypływającego z wulkanu stopu,
  • skały ekstruzywne, powstałe podczas wysokoenergetycznych erupcji, pod postacią wyrzucanych fontann i strzępów law.

Skały wulkaniczne powstają na lądzie oraz w środowisku wodnym (zob. Wulkanizm - wprowadzenie ), [5]. Skały wulkaniczne lądowe przyjmują formy zakrzepłych potoków ( Rys. 3A) lub pokryw lawowych (zob. Lawa ). Zwykle tworzą zespoły potoków lub pokryw występujących w układzie obocznym lub jedna nad drugą, uformowanych w wyniku następujących po sobie jednostkowych aktów efuzywnych lub ekstruzywnych. W wielu przypadkach są rozdzielone przez pokłady różnej miąższości skał piroklastycznych ( Rys. 2 ), ( Rys. 4D).

Profil wulkanitów. Fot. Ewa Waśkowska. Wykorzystano za zgodą autorki.
Rysunek 2: Profil wulkanitów. Fot. Ewa Waśkowska. Wykorzystano za zgodą autorki.

Skały wylewne powstałe w środowisku wodnym nazywane są lawami poduszkowymi i mają najczęściej formę kopców ( Rys. 3B), (zob. Lawa ). Są to zespoły krótkich i drobnych strug lawowych, które kończą się charakterystyczną bąblowatym rozdęciem tzw. poduszką. Potoki przecinają kopiec lawowy składający się z wcześniejszych generacji potoków, a poduszki formowane są na jego zewnętrznych powierzchniach.

Formy występowania skał wulkanicznych. A: potok lawowy, B: lawa poduszkowa. A: fot. Sławomir Bębenek ; B: fot. Krzysztof Szopa. Wykorzystano za zgodą autorów.
Rysunek 3: Formy występowania skał wulkanicznych. A: potok lawowy, B: lawa poduszkowa. A: fot. Sławomir Bębenek ; B: fot. Krzysztof Szopa. Wykorzystano za zgodą autorów.


Tempo chłodzenia lawy na powierzchni Ziemi jest gwałtowne, więc czas krystalizacji jest krótki. Skały wylewne składają się ze szkliwa oraz/lub drobnych kryształów, zatem w tych skałach występują struktury hialinowe, hipokrystaliczne lub mikrokrystaliczne, które w oglądzie makroskopowym określane jako struktury afanitowe [2]. Struktury hipokrystaliczne oraz krystaliczne są pochodzenia pierwotnego lub powstają jako wtórne w procesie dewitryfikacji. Ponad wspomniane, w skałach wulkanicznych występują również struktury porfirowe (zob. Struktury skał magmowych ). Ich obecność wskazuje na zmianę warunków podczas krzepnięcia stopu, która najpierw odbywa się w warunkach głębinowych, gdzie następuje swobodny wzrost prakryształów oraz kolejno w warunkach powierzchniowych, gdzie wykształca się reszta składników skały, w formie drobnych kryształów bądź szkliwa wulkanicznego. Prakryształy skał wylewnych mają zwykle obtopione krawędzie i naroża wskutek wzrostu temperatury stopu, jaka zachodzi podczas erupcji oraz wskutek korozji chemicznej.

W przekroju poduszki, potoku lub pokrywy lawowej, zwłaszcza o dużej miąższości, mogą zaznaczać się różnice w wykształceniu strukturalnym. W strefach centralnych, które powstawały przy wydłużonym czasie krzepnięcia znajdują się zwykle większe ilości składników krystalicznych, w stosunku do stref obwodowych, które krzepły najszybciej ( Rys. 4 ).

W skałach wulkanicznych występują tekstury masywne oraz pęcherzykowate i migdałowcowe. Struktury pęcherzykowate koncentrują się w górnych częściach potoków/pokryw wulkanicznych oraz obwodowo w poduszce ( Rys. 4C, D, E). Związane są z procesem odgazowywania stopu i zamrożenia migrujących do stref o niższym ciśnieniu pęcherzy gazowych. Strefy pęchykowate od zewnątrz są obleczone cienką warstwą skały szklistej i zbitej, która zakrzepła wcześniej, w bezpośrednim kontakcie ze środowiskiem zewnętrznym. W skałach wulkanicznych występują tekstury bezładne i kierunkowe. Tekstury kierunkowe wynikają głównie z przemieszczenia się stopu i są powszechne zwłaszcza w skałach efuzywnych. Zaznaczają się równoległym układem rozciągniętych pęcherzy pogazowych w teksturach pęcherzykowatych lub migdałowcowych, układem smug w afanitowych skałach masywnych lub równoległą orientacją prakryształów o wydłużonych lub płaskich pokrojach w skałach porfirowych (zob. Tekstury skał magmowych ).

A-B: przekrój przez poduszkę lawową, C: przekrój przez potok lawowy, D-E: strefa przejścia struktury masywnej w pęcherzykowatą w potoku lawowym. A-B: fot. Krzysztof Szopa ; E: fot. Ewa Waśkowska. Wykorzystano za zgodą autorów ; C-D: fot. – archiwum aut.
Rysunek 4: A-B: przekrój przez poduszkę lawową, C: przekrój przez potok lawowy, D-E: strefa przejścia struktury masywnej w pęcherzykowatą w potoku lawowym. A-B: fot. Krzysztof Szopa ; E: fot. Ewa Waśkowska. Wykorzystano za zgodą autorów ; C-D: fot. – archiwum aut.


Jednym z produktów erupcji są skały piroklastyczne, które powstają przez nagromadzenie na powierzchni Ziemi wyrzuconego z krateru materiału ziarnowego (zob. Materiały piroklastyczne ). Ze względu na formę materiału, mechanizm jego depozycji oraz występowanie transportu, skały te włączane są do grupy skał osadowych. Skały piroklastyczne występują w różnej ilości, są nieodłącznym i charakterystycznym elementem środowisk wulkanicznych. Tworzą pokrywy piroklastyczne, które mogą mieć duży zasięg lateralny. Ich występowanie jest typowe dla stratowulkanów, gdzie pokrywy piroklastyczne przeławicają skały wylewne ( Rys. 2 ), ( Rys. 4D). W erupcjach wysokich ciśnień, skały piroklastyczne są podstawowym materiałem, który buduje wulkany mające formę niewysokiego pierścienia okalającego krater.

Skały głębinowe

Krzepnięcie w obrębie skorupy ziemskiej sprzyja krystalizacji stopu glinokrzemianowego, dlatego skały powstałe w tych warunkach cechują struktury holokrystaliczne (zob. Struktury skał magmowych ), [2]. Wielkość kryształów jest zależna od warunków krystalizacji, dlatego skały krzepnące bliżej powierzchni Ziemi lub w peryferycznych częściach dużych komór magmowych, gdzie stop jest najszybciej chłodzony, składają się z kryształów mniejszych. Skały powstałe w optymalnych warunkach zbudowane są z dużych, generalnie podobnej wielkości kryształów. W skałach głębinowych występują struktury równoziarniste, wynikające ze stabilnych warunków w czasie chłodzenia i nierównoziarniste, które wskazują na zamianę tych warunków. Struktury porfirowate są oznaką stopniowo pogarszających się warunków, natomiast struktury fanerokrystaliczno-porfirowe świadczą o dwóch odrębnych etapach krystalizacji, w bardziej lub mniej sprzyjających warunkach [5]. Krzepnięcie w litosferze odbywa się pod ciśnieniem. W większości skały głębinowe są zbite, struktury porowate występują podrzędnie. Przestrzenie porowe związane są głównie ze skałami kwaśnymi, które krystalizują z magm zasobnych w fazę gazową. Pory w skałach głębinowych o strukturach fanerokrystalicznych mają formę miarol. W skałach głębinowych dominują tekstury bezładne. Tekstury kierunkowe są rzadsze, zaznaczają się równoległym ułożeniem kryształów o pokrojach wydłużonych lub płaskich (zob. Tekstury skał magmowych ). Układ taki powstaje w trakcie przemieszczania się stopu bądź formowany jest pod wpływem ciśnienia.

Skały żyłowe

Cechy strukturalne i teksturalne skał żyłowych zależą od głębokości, na której dochodzi do krzepnięcia magmy oraz od wielkości krzepnącego ciała ( Rys. 5 ). W ich obrębie może występować szerokie spektrum cech [2]. Zwykle w skałach żyłowych występują struktury fanerokrystaliczne, drobnoziarniste, fanerokrystaliczno-porfirowe i porfirowate. Powszechne są tekstury kierunkowe fluidalne, jak i tekstury bezładne (zob. Tekstury skał magmowych ). Drobne żyły magmowe lub ciała powstające blisko powierzchni Ziemi mają cechy skał wulkanicznych, cechuje je struktura afanitowa lub porfirowa. Z kolei, skały powstające na głębokościach kilku kilometrów mogą mieć cechy skał głębinowych. Duża różnorodność cech strukturalnych w skałach żyłowych powoduje, że identyfikacja oparta o struktury i tekstury nie jest miarodajna, powinna być uzupełniona o ustalenie geometrii ciała magmowego.

Intruzje magmowe. A: żyła granitoidu w amfibolicie, B: żyła bazaltowa w granicie. A-B: fot. Krzysztof Szopa. Wykorzystano za zgodą autora.
Rysunek 5: Intruzje magmowe. A: żyła granitoidu w amfibolicie, B: żyła bazaltowa w granicie. A-B: fot. Krzysztof Szopa. Wykorzystano za zgodą autora.

Bibliografia

1. J. Żaba: Ilustrowany słownik skał i minerałów, Videograf II, Katowice 1993.
2. P. Roniewicz (Red.): Przewodnik do ćwiczeń z geologii dynamicznej, Polska Agencja Ekologiczna S.A., Warszawa 1999.
3. W. Ryka, A. Maliszewska: Słownik petrograficzny, Wydawnictwa Geologiczne, Warszawa 1991.
4. A. Manecki, M. Muszyński: Przewodnik do petrografii, AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne, Kraków 2008.
5. A. Bolewski, W. Parachoniak: Petrografia, Wydawnictwa Geologiczne, Warszawa 1974.
Zaloguj się/Zarejestruj w OPEN AGH e-podręczniki
Czy masz już hasło?

Hasło powinno mieć przynajmniej 8 znaków, litery i cyfry oraz co najmniej jeden znak specjalny.

Przypominanie hasła

Wprowadź swój adres e-mail, abyśmy mogli przesłać Ci informację o nowym haśle.
Dziękujemy za rejestrację!
Na wskazany w rejestracji adres został wysłany e-mail z linkiem aktywacyjnym.
Wprowadzone hasło/login są błędne.