Intrusieve igneuze rots

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