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.
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).
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.
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 ).
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.
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.