火成貫入岩

Earth Science

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Overview

ソース: アラン ・ レスター - コロラド大学ボルダー校講座

火成岩が冷却の製品とマグマと呼ばれる高温液相の岩石の結晶です。マグマの温度通常 1,200 ° C に約 800 ° C からの範囲します。溶岩は、おそらく幸いにも人間は、地球の異常です。ランダムと虚数のドリル穴は、地球で行われたにほとんどない達するならば本当に、完全に溶融物質の領域外側のコアでは、表面の下に約 2,900 km まで (地球の半径は 6,370 の km)。そこでも、この溶融材料はから主に液体の鉄が真のケイ酸塩の石で、これまで地球の表面に到達することができません。

火山と火成岩類は、発生し、地球内部の溶融とマグマの発生の確かに隔離された地域があることの証拠であります。

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JoVE Science Education Database. 地球科学の本質. 火成貫入岩. JoVE, Cambridge, MA, (2019).

Principles

地球内部融解岩の 3 つの主要なメカニズムがあります。

1)熱の付加

融解は、地球のマントルや地殻の岩石は温度の増加を経験するときに発生します。これは、高温マグマが低い融点を持つ岩との接触の結果です。

2)揮発性物質の添加

揮発性成分 (H2O が CO2などの他のコンポーネントが可能一般的に) の溶融温度でなく、かなりが、近くにある岩のゾーンに拡散と、地球のマントルの融解が発生します。これは溶融フラックスと呼ばれる、金属の融解温度を下げるため、フラックスを使用して溶接機で作業しているに似ています。これは沈み込む海洋リソスフェアからの脱出の揮発性物質が覆うマントルに入るし、フラックス法をもたらす沈み込み帯におけるダウン行くスラブ直上の融解のための主要なメカニズムです。沈み込み帯の上我々 はしばしば火山、例えばカスケード、アンデス山脈の鎖を見なさい。

3)減圧

プラスチック ・ モバイルのアセノス フェア マントルが上昇し、減圧を受けると、地球のマントルの融解が発生します。岩貧しい導体の熱のようにこの上昇マントルが比較的最小の熱損失を経験、溶融依存は圧力、ので圧力損失が溶け上昇アセノス フェア マントルを引き起こすことができます。

冷却とマグマの結晶化

マグマの冷却および結晶化は、さまざまな環境で発生します。しかし、我々 は表面 (高速) 冷却の 2 つのキー状況と地球内部の (遅い) 冷却の区別します。これらは異なる結晶の大きさ、形状、配置 - テクスチャを地質学者と呼ぶ要因の組み合わせと岩を生成します。表面 (急速) 冷却押し出すいいます岩石を生成します。噴出火成岩は非常に小さい水晶 (肉眼に目に見えない) によって特徴付けられる、種類のテクスチャー参照として非顕晶質。

対照的に、冷却、マグマ岩体 (すなわち地中冷却) 地球の内部で凝固の結果として起こるがはるかに遅いとこれは肉眼に目に見える比較的大きな結晶の岩につながるし、貫入火成岩類をいいます。粗いと大きな粒は、phaneritic (図 1) と呼ばれるテクスチャを生成します。

マグマの組成

最終的には、前述のように、火成岩類は 2 つの機能 - テクスチャ (これは一般に冷却、すなわち表面または表面下の環境の結果) と組成に基づいて分類されます。組成、火成岩苦鉄質に中間に珪長質の範囲に及びます。苦鉄質岩以下シリカより多くの鉄、マグネシウムが含まれているとは、一方、珪長質岩、アルミニウム、シリカ (ケイ素および酸素)、豊富です。全体のスペクトルの珪長質および苦鉄質マグマの組成の範囲です。高度珪長質も高い苦鉄質はその中間と呼ばれます。量的な意味で珪長質岩は約 60-75% (重量) SiO2, を含むし、広く花崗岩と呼ばれます。苦鉄質岩は約 45-60% (重量) SiO2を含む、広く組成の玄武岩です。中間組成 55 63% SiO2範囲内にある、「安山岩」組成。

2 つの実験は、火成岩の形成の原則に関連する一般されます。結晶化のプロセスに関連する 2 番目と最初の実験は地球で溶かすの重要な原則を示します。

1) (熱付加、さらに揮発性、または減圧経由で発生するかどうか) とマグマの発生の重要な側面は、初期の融液の組成は一般的マントル融解を受ける地殻岩石の組成とは異なるです。これは部分溶融と呼ばれますが、それは単に地球で発生する溶融、初期液 (溶解率) がより多くことを意味シリカ リッチ (詳細珪) 溶融されて親ロックと比較して。

部分溶融のデモは、冷凍グレープ ジュースの絞りです。圧迫、にじみ出る液体は一般的にまたはブドウ-紫色の残りの冷凍物よりもです。つまり、液 (溶解率) と残りの冷凍 (固体) 母材の組成の違いがあります。

2) 火成岩結晶化の重要な側面上述のように、冷却速度、および粒度に、関連付けられたコントロールに関係します。専門性の高い機器と 800 ° C を超える温度が必要ですが、ラボで岩を溶かすことができる、低融点 (と非毒性) 冷却速度と結晶のサイズ間の関係を示すことがただし、有機化合物、チモール (タイム油)、C10H14o.

Figure 1
図 1。花こう岩は侵入の一般的なタイプ、珪長質の火成岩、粒状であるとテクスチャの phaneritic。

Procedure

1. ブドウ ジュース実験

  1. 市販人工グレープ ジュースの容器を開きます。
  2. 手にいくつかの内容を空にして絞る。
  3. 今液体は深い紫の色であり残りの固体紫色の着色のいくつかを失っているし、はより明確な氷のような。

2. 冷却速度と結晶サイズ

  1. 皿の底を覆ってシャーレの底にチモール結晶の層を振りかけます。
  2. 換気の良い場所でホット プレートにペトリ皿を設定します。
  3. 非常に低のプレートのセット熱設定、溶融を開始するだけ。それ以外の場合、結晶が揮発、弱火は重要です。
  4. 溶かした後に、皿を取るし、時計クール テーブルに設定します。
  5. 上記の手順 (2.1 2.3) 2 番目のシャーレが溶かした後に、皿を取るし、氷水浴上に設定を繰り返します。
  6. 急速冷却氷水風呂の上に施行したシャーレにテーブルの上で遅い冷却を受けたペトリ皿間結晶サイズを比較します。

火成岩類の組成を決定する場所の過去の火山活動についての科学者を知らせることができます。

火成岩は、冷却とマグマと呼ばれる高温液相の岩石の結晶化によって形成されます。マグマ社は、表面と地球の上層に比較的稀な出来事です。しかし、火山の噴火により表面または類似のイベント、噴出火成岩類の形成、マグマ時々 達することができます。冷却、地球の表面の下で結晶するマグマをまた、貫入火成岩岩と呼びます。

このビデオは、どのように貫入火成岩が形成され、2 つの簡単な実験とその形成をシミュレートする方法を示します。

マグマの冷却と結晶化のさまざまな環境では、さまざまな方法で発生します。冷却、高速または低速の速度は、形成された結果のロックに大きな影響を持つことができます。異なる冷却レート生成結晶のサイズ、形状、および配置、要因全体を定義する岩岩のテクスチャ。サーフェス、または急速冷却の場合非常に小さな結晶は、テクスチャの参照として非顕晶質によって特徴付けられる岩が生成されます。

対照的に、地下で起こる冷却のマグマを固める地球の内部がはるかに遅く起こる。マグマが部分溶融域として知られている段階であります。この冷却および怯固は、比較的大きな結晶、肉眼に目に見える岩を生成します。このタイプのロックは貫入火成岩と呼ばれます、粗く、大きい粒は phaneritic と呼ばれるテクスチャを生成します。

組織と組成は、火成岩の特定の種類を定義します。組成、火成岩に中間苦鉄質には、珪長質の範囲に及びます。苦鉄質岩が少ないシリカより多くの鉄とマグネシウムを含むに対し、珪長質岩、アルミニウム、シリカ、豊富です。間珪長質および苦鉄質マグマ組成、スペクトルのどこでも収まります。

定量的、珪長質岩には重量のおよそ 60-75% の二酸化ケイ素が含まれてより広くと呼ばれる花崗岩です。苦鉄質岩を含む約 45-60% 二酸化ケイ素とは広く組成の玄武岩。約 55 63% の二酸化ケイ素での中間組成安山岩と呼ばれます。

2 つの実験デモンストレーションを使用して、貫入火成岩の形成と異なる冷却温度で結晶形成のプロセスを示しています。

部分溶融体のデモの最初の段階は、適切な溶岩の代替を選択します。フルーツ ジュースのような色の液体は、このためにうまく操作できます。実験を開始するには、冷凍市販グレープ ジュースの缶を開きます。

次に、手袋をはめた手にコンテナーの四分の一を空にします。しっかりと一定の圧力を提供するを確かめて、冷凍ジュースを絞る。冷凍ジュースを液体排水が深い紫の色であることに注意してください。対照的に、残りの固体は、その色の一部を失ってしまった前に、よりも薄く表示されます。

グレープ ジュースの溶融マグマに見られる部分溶融の概念を示します。液体になります、最初の融液は融解を受ける母岩とは異なる組成の通常です。

グレープ ジュースの色素部分を溶かす最速、顔料の多くが実験の初期段階でコンテナーに実行されることを意味、少ない色を残してします。これは部分的な融解をシミュレートし、マグマ組成のハイライトの違い。グレープ ジュースの染め部分によってシミュレートされた岩の部分溶融時に形成される最初の液体は、珪長質成分の濃縮されています。この液体がシステムから削除されるは起こる通常より苦鉄質組成の明確な氷によって表される残りのロックになります。

チモール、自然発生する有機化合物、岩結晶をシミュレートするために使用されます。シャーレ、十分な底をカバーするためにチモール結晶の層を振りかけます。換気の良い場所で、非常に低い設定にホット プレート上ペトリ皿を設定します。低熱は、結晶の揮発を防ぐために重要です。結晶が溶けている、一度は、ペトリ皿を熱から削除します。室温でテーブルに皿をセットし、冷却を確認します。2 番目のシャーレとチモール結晶が、溶かした後に、上記加熱皿を取るし、クールに氷水風呂の上に配置を繰り返します。

チモール結晶実験は、火成岩粒径別冷却速度に何が起こるかを示しています。急速冷却低速冷却よりも小さい結晶を生成し、簡単に再結成チモール結晶の差は。混合された水晶形成遅い冷却条件の地下地球の冷却のより遅いプロセスの間に形作られる貫入火成岩で見たような。対照的に、急速冷却下で形成された小さな結晶噴出火成岩マグマ侵害後噴火による表面に形成として知られている非顕晶質岩のように。

貫入火成岩岩の形成と特性を把握、全体として地質学者および人口の広大なアプリケーションがあります。

貫入火成岩は、鉱床の特定の種類のマーカーをすることができます。たとえば、中間マグマ貫入体に珪長質は、銅、モリブデン、金、または銀の鉱石の形成に関連付けられています。対照的に、苦鉄質の侵入は、クロム、白金、ニッケルの沈殿物と関連付けられるかもしれない。潜在的な預金を簡単に識別する機能により、ターゲットを絞った掘削またはマイニングとはコストと業界の環境への影響。

マグマが表面を違反した火山噴火が発生します。貫入火成岩は、火山岩の証拠と潜在的火山または以前の火山として領域の決定を確認する地質学者のためのマーカーとして地域法で提示します。この情報は、まだ火山によってアクティブなまたは将来的にそうなる可能性を持っている分野の可能性を予測に使用できます。これは、土地利用計画管理、または既存集落や構造に潜在的なリスクを評価するために重要です。

貫入火成岩地球史を解読するための有用なマーカーがあります。火成岩は日付に比較的易い。これは放射性親娘、または「崩壊生成物」同位体の相対量を測定することによって達成することができます。質的に、放射性の娘親元素の高い比率を持っている岩は以前、娘の同位体に崩壊する親同位体のためのより多くの時間があったためです。火成岩地域で現在のタイプは、過去の大陸地殻、沈み込み帯活動と大陸または海洋中央地溝帯内にある溶解の地域も指定できます。これにより、地質学者は石形成の時間の間に存在していた種の構造設定を推測します。

貫入火成岩のゼウスの概要を見てきただけ。貫入岩類が形成される方法、および部分をシミュレートするために溶かすと貫入岩形成研究室では、侵入、噴出火成岩の違いを理解する必要があります今。

見てくれてありがとう!

Results

1) グレープ ジュースの実験は、部分融解の概念を示します。初期の液体 (溶融) が通常溶融を受ける母岩とは異なる組成の。

2) チモール実験は、冷却速度に関連している、火成岩の粒度の概念を示しています。急速冷却で遅い冷却より小さい結晶を生成します。

Applications and Summary

火成岩は相当な重要性の。地質学者は、識別し、さまざまな理由のための貫入火成岩を割り当てます。

貫入火成岩は、鉱床の特定の種類のマーカーをすることができます。たとえば、珪長質中間組成マグマ貫入体熱水循環システムと Cu, Mo や Au、Ag、鉱石鉱物の骨折 (静脈) 内併用の沈殿物を駆動熱源として使用できます。対照的に、苦を苦鉄質の侵入は Pt、Cr、Ni の預金に関連付けられます。

貫入火成岩は、過去のマグマ活動のマーカーをこともできます。マグマが表面を違反した火山噴火が発生します。したがって貫入火成岩類の認識は、任意の関連付けられた火山岩類があるかどうかを評価するためにフィールドの地質学者に します。

貫入火成岩岩の地球の歴史を解読します。これは貫入火成岩が同位体手法まで比較的簡単な理由と火成岩の種類が過去のプレート造構場のマーカーにすることができますので。たとえば、珪長質岩、大陸地殻 (すなわち内陸火成活動) 内溶融の特徴です。中間岩、沈み込みゾーン設定の特徴です。苦鉄質岩は、大洋中央海嶺と大陸地溝帯の特徴です。

1. ブドウ ジュース実験

  1. 市販人工グレープ ジュースの容器を開きます。
  2. 手にいくつかの内容を空にして絞る。
  3. 今液体は深い紫の色であり残りの固体紫色の着色のいくつかを失っているし、はより明確な氷のような。

2. 冷却速度と結晶サイズ

  1. 皿の底を覆ってシャーレの底にチモール結晶の層を振りかけます。
  2. 換気の良い場所でホット プレートにペトリ皿を設定します。
  3. 非常に低のプレートのセット熱設定、溶融を開始するだけ。それ以外の場合、結晶が揮発、弱火は重要です。
  4. 溶かした後に、皿を取るし、時計クール テーブルに設定します。
  5. 上記の手順 (2.1 2.3) 2 番目のシャーレが溶かした後に、皿を取るし、氷水浴上に設定を繰り返します。
  6. 急速冷却氷水風呂の上に施行したシャーレにテーブルの上で遅い冷却を受けたペトリ皿間結晶サイズを比較します。

火成岩類の組成を決定する場所の過去の火山活動についての科学者を知らせることができます。

火成岩は、冷却とマグマと呼ばれる高温液相の岩石の結晶化によって形成されます。マグマ社は、表面と地球の上層に比較的稀な出来事です。しかし、火山の噴火により表面または類似のイベント、噴出火成岩類の形成、マグマ時々 達することができます。冷却、地球の表面の下で結晶するマグマをまた、貫入火成岩岩と呼びます。

このビデオは、どのように貫入火成岩が形成され、2 つの簡単な実験とその形成をシミュレートする方法を示します。

マグマの冷却と結晶化のさまざまな環境では、さまざまな方法で発生します。冷却、高速または低速の速度は、形成された結果のロックに大きな影響を持つことができます。異なる冷却レート生成結晶のサイズ、形状、および配置、要因全体を定義する岩岩のテクスチャ。サーフェス、または急速冷却の場合非常に小さな結晶は、テクスチャの参照として非顕晶質によって特徴付けられる岩が生成されます。

対照的に、地下で起こる冷却のマグマを固める地球の内部がはるかに遅く起こる。マグマが部分溶融域として知られている段階であります。この冷却および怯固は、比較的大きな結晶、肉眼に目に見える岩を生成します。このタイプのロックは貫入火成岩と呼ばれます、粗く、大きい粒は phaneritic と呼ばれるテクスチャを生成します。

組織と組成は、火成岩の特定の種類を定義します。組成、火成岩に中間苦鉄質には、珪長質の範囲に及びます。苦鉄質岩が少ないシリカより多くの鉄とマグネシウムを含むに対し、珪長質岩、アルミニウム、シリカ、豊富です。間珪長質および苦鉄質マグマ組成、スペクトルのどこでも収まります。

定量的、珪長質岩には重量のおよそ 60-75% の二酸化ケイ素が含まれてより広くと呼ばれる花崗岩です。苦鉄質岩を含む約 45-60% 二酸化ケイ素とは広く組成の玄武岩。約 55 63% の二酸化ケイ素での中間組成安山岩と呼ばれます。

2 つの実験デモンストレーションを使用して、貫入火成岩の形成と異なる冷却温度で結晶形成のプロセスを示しています。

部分溶融体のデモの最初の段階は、適切な溶岩の代替を選択します。フルーツ ジュースのような色の液体は、このためにうまく操作できます。実験を開始するには、冷凍市販グレープ ジュースの缶を開きます。

次に、手袋をはめた手にコンテナーの四分の一を空にします。しっかりと一定の圧力を提供するを確かめて、冷凍ジュースを絞る。冷凍ジュースを液体排水が深い紫の色であることに注意してください。対照的に、残りの固体は、その色の一部を失ってしまった前に、よりも薄く表示されます。

グレープ ジュースの溶融マグマに見られる部分溶融の概念を示します。液体になります、最初の融液は融解を受ける母岩とは異なる組成の通常です。

グレープ ジュースの色素部分を溶かす最速、顔料の多くが実験の初期段階でコンテナーに実行されることを意味、少ない色を残してします。これは部分的な融解をシミュレートし、マグマ組成のハイライトの違い。グレープ ジュースの染め部分によってシミュレートされた岩の部分溶融時に形成される最初の液体は、珪長質成分の濃縮されています。この液体がシステムから削除されるは起こる通常より苦鉄質組成の明確な氷によって表される残りのロックになります。

チモール、自然発生する有機化合物、岩結晶をシミュレートするために使用されます。シャーレ、十分な底をカバーするためにチモール結晶の層を振りかけます。換気の良い場所で、非常に低い設定にホット プレート上ペトリ皿を設定します。低熱は、結晶の揮発を防ぐために重要です。結晶が溶けている、一度は、ペトリ皿を熱から削除します。室温でテーブルに皿をセットし、冷却を確認します。2 番目のシャーレとチモール結晶が、溶かした後に、上記加熱皿を取るし、クールに氷水風呂の上に配置を繰り返します。

チモール結晶実験は、火成岩粒径別冷却速度に何が起こるかを示しています。急速冷却低速冷却よりも小さい結晶を生成し、簡単に再結成チモール結晶の差は。混合された水晶形成遅い冷却条件の地下地球の冷却のより遅いプロセスの間に形作られる貫入火成岩で見たような。対照的に、急速冷却下で形成された小さな結晶噴出火成岩マグマ侵害後噴火による表面に形成として知られている非顕晶質岩のように。

貫入火成岩岩の形成と特性を把握、全体として地質学者および人口の広大なアプリケーションがあります。

貫入火成岩は、鉱床の特定の種類のマーカーをすることができます。たとえば、中間マグマ貫入体に珪長質は、銅、モリブデン、金、または銀の鉱石の形成に関連付けられています。対照的に、苦鉄質の侵入は、クロム、白金、ニッケルの沈殿物と関連付けられるかもしれない。潜在的な預金を簡単に識別する機能により、ターゲットを絞った掘削またはマイニングとはコストと業界の環境への影響。

マグマが表面を違反した火山噴火が発生します。貫入火成岩は、火山岩の証拠と潜在的火山または以前の火山として領域の決定を確認する地質学者のためのマーカーとして地域法で提示します。この情報は、まだ火山によってアクティブなまたは将来的にそうなる可能性を持っている分野の可能性を予測に使用できます。これは、土地利用計画管理、または既存集落や構造に潜在的なリスクを評価するために重要です。

貫入火成岩地球史を解読するための有用なマーカーがあります。火成岩は日付に比較的易い。これは放射性親娘、または「崩壊生成物」同位体の相対量を測定することによって達成することができます。質的に、放射性の娘親元素の高い比率を持っている岩は以前、娘の同位体に崩壊する親同位体のためのより多くの時間があったためです。火成岩地域で現在のタイプは、過去の大陸地殻、沈み込み帯活動と大陸または海洋中央地溝帯内にある溶解の地域も指定できます。これにより、地質学者は石形成の時間の間に存在していた種の構造設定を推測します。

貫入火成岩のゼウスの概要を見てきただけ。貫入岩類が形成される方法、および部分をシミュレートするために溶かすと貫入岩形成研究室では、侵入、噴出火成岩の違いを理解する必要があります今。

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