Intrusieve igneuze rots
1. Druivensapexperiment
- Open een blikje kant-en-klaar kunstmatig druivensap.
- Giet wat van de inhoud in handen en knijp eruit.
- Merk op dat de vloeistof een diepe paarse kleur heeft, en dat het overgebleven vaste stof wat van zijn paarse kleur is verloren en nu meer op helder ijs lijkt.
2. Afkoeltempo en kristalgrootte
- Sprinkel een laagje thymolkristallen op de bodem van een petrischaal, net genoeg om de bodem van de schaal te bedekken.
- Plaats de petrischaal op een hete plaat, in een goed geventileerde ruimte.
- Stel de warmte van de plaat op een zeer lage stand, net genoeg om te beginnen met smelten. Laag vuur is belangrijk, anders zullen de kristallen verdampen.
- Zodra het is gesmolten, neem de schaal en zet deze op een tafel om af te koelen.
- Herhaal de bovenstaande stappen (2.1-2.3) met een tweede petrischaal, maar zodra het is gesmolten, neem de schaal en zet deze bovenop een ijswaterbad.
- Vergelijk de kristalgrootte tussen de petrischaal die langzaam is afgekoeld op een tafel en de petrischaal die snel is afgekoeld bovenop het ijswaterbad.
Het bepalen van de samenstelling van stollingsgesteenten kan wetenschappers informeren over de vulkanische activiteit in het verleden van een locatie.
Stollingsgesteenten worden gevormd door het afkoelen en kristalliseren van vloeibare rots met hoge temperatuur, bekend als magma. Magma is een relatief zeldzame gebeurtenis op het oppervlak en in de bovenste lagen van de aarde. Echter, magma kan soms het oppervlak bereiken door vulkaanuitbarstingen of een soortgelijke gebeurtenis, waardoor extrusieve stollingsgesteenten worden gevormd. Of, magma dat afkoelt en kristalliseert onder het aardoppervlak, wordt intrusief stollingsgesteente genoemd.
Deze video zal illustreren hoe intrusief stollingsgesteente wordt gevormd en demonstreren hoe je de vorming ervan kunt simuleren met twee eenvoudige experimenten.
Magma afkoelen en kristalliseren kan op verschillende manieren en in verschillende omgevingen plaatsvinden. De snelheid van afkoeling, snel of langzaam, kan grote effecten hebben op het resulterende gesteente dat wordt gevormd. Verschillende afkoeltempo's genereren gesteenten met verschillende kristalgrootte, vorm en rangschikking, factoren die de algehele gesteentetextuur definiëren. Oppervlakte, of snel afkoelen, genereert gesteenten die worden gekenmerkt door zeer kleine kristallen, in een textuur die afanitisch wordt genoemd.
In tegenstelling hiermee, afkoeling die gebeurt in het onderoppervlak terwijl magmalichamen in het binnenste van de aarde stollen, gebeurt veel langzamer. Magma kan bestaan in een stadium dat bekend staat als gedeeltelijke smelt. Deze afkoeling en versteviging genereert gesteenten met relatief grote kristallen, zichtbaar voor het blote oog. Gesteente van dit type wordt intrusief stollingsgesteente genoemd, en de grovere en grotere korrelgroottes genereren een textuur die phaneritisch wordt genoemd.
Zowel de textuur als de samenstelling definiëren de specifieke soorten stollingsgesteente. Qua samenstelling beslaan stollingsgesteenten een reeks van felsisch, tot intermediair, tot mafisch. Felsische gesteenten zijn rijk aan aluminium en silica, terwijl mafische gesteenten minder silica bevatten, maar meer ijzer en magnesium. Magmasamenstellingen kunnen overal op het spectrum tussen felsisch en mafisch vallen.
Kwantitatief bevatten felsische gesteenten ongeveer 60-75% siliciumdioxide naar gewicht, en worden breder granitisch genoemd. Mafische gesteenten bevatten ongeveer 45-60% siliciumdioxide, en zijn breed basaltisch van samenstelling. Intermediaire samenstellingen, met ongeveer 55-63% siliciumdioxide, worden andesitisch genoemd.
Met behulp van twee laboratoriumdemonstraties kunnen we de processen van intrusief stollingsgesteentevorming en kristalvorming bij verschillende afkoeltemperaturen illustreren.
De eerste fase in de demonstratie van gedeeltelijke smelt is het selecteren van een geschikt lavasubstituut. Gekleurde vloeistoffen zoals vruchtensappen kunnen hier goed voor werken. Om het experiment te starten, open je een blikje bevroren kant-en-klaar druivensap.
Vervolgens giet je een kwart van de inhoud in onderhandschoenen. Knijp het bevroren sap uit, zorg ervoor dat je constant en stevig drukt. Merk op dat de vloeistof die van het bevroren sap druppelt een diepe paarse kleur heeft. Daarentegen heeft het resterende vaste stof wat van zijn kleur verloren en lijkt lichter dan voorheen.
Het smelten van druivensap demonstreert het concept van gedeeltelijke smelt, zoals gezien in magma. Een initiële smelt, die vloeibaar zal zijn, is typisch van een andere samenstelling dan het oudergesteente dat smelt.
Het gepigmenteerde deel van het druivensap smelt het snelst, wat betekent dat veel van het pigment vroeg in het experiment in de container zal lopen en minder kleur achterlaat. Dit simuleert gedeeltelijke smelt en benadrukt verschillen in magmasamenstelling. De eerste vloeistof die wordt gevormd tijdens gedeeltelijke smelt van een gesteente, gesimuleerd door het geverfde deel van het druivensap, is verrijkt met felsische componenten. Wanneer deze vloeistof uit het systeem wordt verwijderd, zoals typisch gebeurt, dan zal het overblijvende gesteente, vertegenwoordigd door het heldere ijs, een meer mafische samenstelling hebben.
Thymol, een natuurlijk voorkomende organische verbinding, wordt gebruikt om de kristall
Bron: Laboratorium van Alan Lester - University of Colorado Boulder
Smeltgesteenten zijn producten van het afkoelen en kristalliseren van hoogtemperat…
1. Druivensapexperiment
- Open een blikje kant-en-klaar kunstmatig druivensap.
- Giet wat van de inhoud in handen en knijp eruit.
- Merk op dat de vloeistof een diepe paarse kleur heeft, en dat het overgebleven vaste stof wat van zijn paarse kleur is verloren en nu meer op helder ijs lijkt.
2. Afkoeltempo en kristalgrootte
- Sprinkel een laagje thymolkristallen op de bodem van een petrischaal, net genoeg om de bodem van de schaal te bedekken.
- Plaats de petrischaal op een hete plaat, in een goed geventileerde ruimte.
- Stel de warmte van de plaat op een zeer lage stand, net genoeg om te beginnen met smelten. Laag vuur is belangrijk, anders zullen de kristallen verdampen.
- Zodra het is gesmolten, neem de schaal en zet deze op een tafel om af te koelen.
- Herhaal de bovenstaande stappen (2.1-2.3) met een tweede petrischaal, maar zodra het is gesmolten, neem de schaal en zet deze bovenop een ijswaterbad.
- Vergelijk de kristalgrootte tussen de petrischaal die langzaam is afgekoeld op een tafel en de petrischaal die snel is afgekoeld bovenop het ijswaterbad.
Het bepalen van de samenstelling van stollingsgesteenten kan wetenschappers informeren over de vulkanische activiteit in het verleden van een locatie.
Stollingsgesteenten worden gevormd door het afkoelen en kristalliseren van vloeibare rots met hoge temperatuur, bekend als magma. Magma is een relatief zeldzame gebeurtenis op het oppervlak en in de bovenste lagen van de aarde. Echter, magma kan soms het oppervlak bereiken door vulkaanuitbarstingen of een soortgelijke gebeurtenis, waardoor extrusieve stollingsgesteenten worden gevormd. Of, magma dat afkoelt en kristalliseert onder het aardoppervlak, wordt intrusief stollingsgesteente genoemd.
Deze video zal illustreren hoe intrusief stollingsgesteente wordt gevormd en demonstreren hoe je de vorming ervan kunt simuleren met twee eenvoudige experimenten.
Magma afkoelen en kristalliseren kan op verschillende manieren en in verschillende omgevingen plaatsvinden. De snelheid van afkoeling, snel of langzaam, kan grote effecten hebben op het resulterende gesteente dat wordt gevormd. Verschillende afkoeltempo's genereren gesteenten met verschillende kristalgrootte, vorm en rangschikking, factoren die de algehele gesteentetextuur definiëren. Oppervlakte, of snel afkoelen, genereert gesteenten die worden gekenmerkt door zeer kleine kristallen, in een textuur die afanitisch wordt genoemd.
In tegenstelling hiermee, afkoeling die gebeurt in het onderoppervlak terwijl magmalichamen in het binnenste van de aarde stollen, gebeurt veel langzamer. Magma kan bestaan in een stadium dat bekend staat als gedeeltelijke smelt. Deze afkoeling en versteviging genereert gesteenten met relatief grote kristallen, zichtbaar voor het blote oog. Gesteente van dit type wordt intrusief stollingsgesteente genoemd, en de grovere en grotere korrelgroottes genereren een textuur die phaneritisch wordt genoemd.
Zowel de textuur als de samenstelling definiëren de specifieke soorten stollingsgesteente. Qua samenstelling beslaan stollingsgesteenten een reeks van felsisch, tot intermediair, tot mafisch. Felsische gesteenten zijn rijk aan aluminium en silica, terwijl mafische gesteenten minder silica bevatten, maar meer ijzer en magnesium. Magmasamenstellingen kunnen overal op het spectrum tussen felsisch en mafisch vallen.
Kwantitatief bevatten felsische gesteenten ongeveer 60-75% siliciumdioxide naar gewicht, en worden breder granitisch genoemd. Mafische gesteenten bevatten ongeveer 45-60% siliciumdioxide, en zijn breed basaltisch van samenstelling. Intermediaire samenstellingen, met ongeveer 55-63% siliciumdioxide, worden andesitisch genoemd.
Met behulp van twee laboratoriumdemonstraties kunnen we de processen van intrusief stollingsgesteentevorming en kristalvorming bij verschillende afkoeltemperaturen illustreren.
De eerste fase in de demonstratie van gedeeltelijke smelt is het selecteren van een geschikt lavasubstituut. Gekleurde vloeistoffen zoals vruchtensappen kunnen hier goed voor werken. Om het experiment te starten, open je een blikje bevroren kant-en-klaar druivensap.
Vervolgens giet je een kwart van de inhoud in onderhandschoenen. Knijp het bevroren sap uit, zorg ervoor dat je constant en stevig drukt. Merk op dat de vloeistof die van het bevroren sap druppelt een diepe paarse kleur heeft. Daarentegen heeft het resterende vaste stof wat van zijn kleur verloren en lijkt lichter dan voorheen.
Het smelten van druivensap demonstreert het concept van gedeeltelijke smelt, zoals gezien in magma. Een initiële smelt, die vloeibaar zal zijn, is typisch van een andere samenstelling dan het oudergesteente dat smelt.
Het gepigmenteerde deel van het druivensap smelt het snelst, wat betekent dat veel van het pigment vroeg in het experiment in de container zal lopen en minder kleur achterlaat. Dit simuleert gedeeltelijke smelt en benadrukt verschillen in magmasamenstelling. De eerste vloeistof die wordt gevormd tijdens gedeeltelijke smelt van een gesteente, gesimuleerd door het geverfde deel van het druivensap, is verrijkt met felsische componenten. Wanneer deze vloeistof uit het systeem wordt verwijderd, zoals typisch gebeurt, dan zal het overblijvende gesteente, vertegenwoordigd door het heldere ijs, een meer mafische samenstelling hebben.
Thymol, een natuurlijk voorkomende organische verbinding, wordt gebruikt om de kristall
Het bepalen van de samenstelling van stollingsgesteenten kan wetenschappers informeren over de vroegere vulkanische activiteit van een locatie.
Stollingsgesteenten worden gevormd door het afkoelen en kristalliseren van hoogtemperatuur vloeibare rots, bekend als magma. Magma is een relatief zeldzame gebeurtenis op het oppervlak en de bovenste lagen van de Aarde. Echter, magma kan soms het oppervlak bereiken door vulkaanuitbarstingen of een soortgelijk evenement, waarbij extrusieve stollingsgesteenten worden gevormd. Of, magma dat afkoelt en kristalliseert onder het aardoppervlak wordt gerefereerd als intrusief stollingsgesteente.
Deze video zal illustreren hoe intrusief stollingsgesteente wordt gevormd, en demonstreren hoe de vorming ervan kan worden gesimuleerd met twee eenvoudige experimenten.
Het afkoelen en kristalliseren van magma kan in verschillende omgevingen gebeuren, op verschillende manieren. De snelheid van afkoeling, snel of langzaam, kan grote effecten hebben op het resulterende gesteente dat wordt gevormd. Verschillende afkoelingssnelheden genereren gesteenten met verschillende kristalgrootte, vorm en rangschikking, factoren die de algehele gesteentetextuur bepalen. Oppervlakte, of snel afkoelen, genereert gesteenten die worden gekenmerkt door zeer kleine kristallen, in een textuur die wordt aangeduid als afanitisch.
In tegenstelling daarmee, afkoeling die plaatsvindt in de ondergrond terwijl magmalichamen in het binnenste van de Aarde stollen, gebeurt veel langzamer. Magma kan bestaan in een fase die bekend staat als gedeeltelijke smelt. Dit afkoelen en stollen genereert gesteenten met relatief grote kristallen, zichtbaar voor het blote oog. Gesteente van dit type wordt gerefereerd als intrusief stollingsgesteente, en de grovere en grotere korrelgroottes genereren een textuur die wordt aangeduid als faneritisch.
Zowel textuur als samenstelling bepalen de specifieke typen stollingsgesteente. Compositioneel beslaan stollingsgesteenten een bereik van felsisch, naar intermediair, naar mafisch. Felsische gesteenten zijn rijk aan aluminium en silica, terwijl mafische gesteenten minder silica bevatten, maar meer ijzer en magnesium. Magmasamenstellingen kunnen overal op het spectrum tussen felsisch en mafisch vallen.
Kwantitatief bevatten felsische gesteenten ongeveer 60-75% siliciumdioxide in gewicht, en worden breder granitisch genoemd. Mafische gesteenten bevatten ongeveer 45-60% siliciumdioxide, en zijn breed basaltisch van samenstelling. Intermediaire samenstellingen, ongeveer 55-63% siliciumdioxide, worden aangeduid als andesitisch.
Met behulp van twee laboratoriumdemonstraties kunnen we de processen van intrusief stollingsgesteentevorming en kristalvorming bij verschillende afkoeltemperaturen illustreren.
De eerste fase in de gedeeltelijke smeltdemonstratie is om een geschikte lavavervanger te selecteren. Gekleurde vloeistoffen zoals vruchtensappen kunnen hier goed voor werken. Om het experiment te starten, open een bus met ingevroren, in de winkel gekochte druivensap.
Vervolgens, leeg een kwart van de container in behandschoende handen. Knijp het bevroren sap uit, zorg ervoor dat je constant en stevig drukt. Merk op dat de vloeistof die van het bevroren sap afloopt een diep paarse kleur heeft. In tegenstelling daarmee, is de resterende vaste stof wat van zijn kleur verloren en ziet er bleker uit dan voorheen.
Het smelten van druivensap demonstreert het concept van gedeeltelijke smelt, zoals gezien in magma. Een initiële smelt, die vloeibaar zal zijn, is doorgaans van andere samenstelling dan het oudergesteente dat smelt.
Het gepigmenteerde deel van het druivensap smelt het snelst, wat betekent dat veel van het pigment vroeg in het experiment in de container zal lopen, waardoor er minder kleur achterblijft. Dit simuleert gedeeltelijke smelt, en benadrukt verschillen in magmasamenstelling. De eerste vloeistof gevormd tijdens gedeeltelijke smelt van een gesteente, gesimuleerd door het geverfde deel van het druivensap, is verrijkt met felsische componenten. Wanneer deze vloeistof uit het systeem wordt verwijderd, zoals typisch gebeurt, zal het resterende gesteente, vertegenwoordigd door het helderdere ijs, van een meer mafische samenstelling zijn.
Thymol, een natuurlijk voorkomend organisch compound, wordt gebruikt om kristalvorming van rots te simuleren. Strooi een laagje thymolkristallen in een petrischaal, genoeg om de bodem te bedekken. Zet de petrischaal op een heteluchtplaat op een zeer lage stand in een goed geventileerde ruimte. Lage hitte is belangrijk om te voorkomen dat de kristallen verdampen. Zodra de kristallen zijn gesmolten, verwijder de petrischaal van de warmte. Zet de schaal op tafel op kamertemperatuur en observeer het afkoelen. Herhaal de bovenstaande verwarmingsstappen met een tweede petrischaal en thymolkristallen, maar zodra ze gesmolten zijn, neem de schaal en plaats hem op een ijswaterbad om af te koelen.
Het thymolkristalexperiment demonstreert wat er gebeurt met de kristalgrootte van stollingsgesteente bij verschillende afkoeltemperaturen. Snel afkoelen genereert kleinere kristallen dan langzaam afkoelen, en dit verschil is gemakkelijk waar te nemen in de opnieuw gevormde thymolkristallen. De gemengde kristallen gevormd onder langzamere afkoelcondities lijken op die gezien in intrusief stollingsgesteente, die worden gevormd tijdens een langzamere afkoelproces in het onderoppervlak van de Aarde. In tegenstelling daarmee, lijken de kleinere kristallen gevormd onder snel afkoelen op extrusieve stollingsgesteenten, ook bekend als afanitische gesteenten, die worden gevormd nadat magma het oppervlak bereikt via een uitbarsting.
Het identificeren en begrijpen van de eigenschappen en vorming van intrusief stollingsgesteente heeft uitgebreide toepassingen voor geologen en menselijke populaties als geheel.
Intrusief stollingsgesteente kan markeren voor bepaalde soorten ertsafzettingen. Bijvoorbeeld, felsische tot intermediaire intrusieve magmalichamen worden vaak geassocieerd met de vorming van koper, molybdeen, goud of zilverertsen. In tegenstelling daarmee, kunnen mafische in
View the full transcript and gain access to JoVE Science Education videos
Q1: What is the difference between intrusive and extrusive igneous rocks?
Intrusive igneous rocks form when magma cools and crystallizes beneath Earth's surface, while extrusive igneous rocks form when magma reaches the surface through volcanic eruption. The key difference is location: intrusive rocks solidify underground in the subsurface, whereas extrusive rocks cool rapidly at or above the surface. This difference in cooling environment directly affects rock texture and crystal size.
Q2: How does cooling rate affect igneous rock crystal size?
Rapid cooling produces very small crystals in a texture called aphanitic, while slow cooling generates larger, visible crystals in a phaneritic texture. Intrusive igneous rocks cool slowly underground, creating coarse grain sizes, whereas surface cooling happens quickly, producing fine-grained rocks. The speed of cooling directly determines the crystal size and overall rock texture.
Q3: What are the main compositional categories of igneous rocks?
Igneous rocks are classified as felsic, intermediate, or mafic based on silica and mineral content. Felsic rocks contain 60-75% silicon dioxide and are rich in aluminum and silica, called granitic. Mafic rocks contain 45-60% silicon dioxide with more iron and magnesium, called basaltic. Intermediate rocks at 55-63% silicon dioxide are andesitic in composition.
Q4: What does partial melting demonstrate about magma composition?
Partial melting shows that the first liquid formed during rock melting has a different composition than the parent rock. The initial melt is enriched in felsic components, while the remaining solid becomes more mafic. When this liquid separates from the system, it creates compositional differences between the extracted magma and the residual rock.
Q5: How can intrusive igneous rocks help identify ore deposits?
Felsic to intermediate intrusive magma bodies are often associated with copper, molybdenum, gold, and silver ore formation. Mafic intrusions are linked to chromium, platinum, and nickel deposits. Identifying these rock types allows geologists to target drilling and mining efforts efficiently, reducing costs and environmental impact while improving exploration success rates.
Q6: Why are intrusive igneous rocks useful for understanding Earth's history?
Intrusive igneous rocks are relatively easy to date using radiogenic isotope ratios, revealing when melting occurred. The presence of these rocks indicates past regions of melting within continental crust, subduction zone activity, and rift zones. This information helps geologists infer the tectonic settings and volcanic activity that existed during rock formation.
Q7: What does the thymol crystal experiment reveal about igneous rock formation?
The thymol experiment demonstrates how cooling rate affects crystal size in igneous rocks. Slow cooling produces larger, mixed crystals resembling intrusive igneous rocks formed in Earth's subsurface. Rapid cooling generates smaller crystals similar to extrusive igneous rocks, also known as aphanitic rocks, which form after volcanic eruption.
Hoofdstukken in deze video
0:00
Overview
1:00
Principles of Intrusive Igneous Rocks
3:23
Partial Melting Demonstration
5:00
Cooling Rates and Crystal Size
6:34
Applications
9:01
Summary