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Earth Science

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Overview

출처: 앨런 레스터 연구소 - 콜로라도 볼더 대학교

관능적인 바위는 마그마라고 불리는 고온 액체 암석의 냉각 및 결정화 의 산물입니다. 마그마틱 온도는 전형적으로 약 800°C에서 1,200°C까지 다양합니다. 용융 바위는 아마도 운 좋게도 인간에게 는 지구상의 이상입니다. 무작위와 가상의 드릴 구멍이 지구에서 만들어졌다면, 표면 아래 거의 2,900km(지구의 반경은 6,370km)에서 외부 코어까지 진정으로 완전히 용융된 물질 영역에 도달하지 못할 가능성이 큽니다. 심지어 이 용융 물질은 주로 액체 철, 진정한 규산염 바위로 구성되며 지구 표면에 도달할 수 없습니다.

화산 폭발과 화성 암석은 하지만 발생, 그들은 지구 내에서 녹는 마그마 생성의 참으로 고립 된 영역이 있다는 증거입니다.

Principles

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지구 내에서 암석용용 암석용 메커니즘에는 세 가지 기본 메커니즘이 있습니다.

1) 열 의 추가

녹는 것은 지구의 맨틀 이나 지각에 있는 바위가 주변 온도의 증가를 경험할 때 생길 수 있습니다. 이것은 높은 온도 마그마가 낮은 용융 온도를 가진 바위와 접촉하는 결과입니다.

2) 휘발성 의 추가

용융은 휘발성 구성 요소(일반적으로 H 2 O이지만CO2와같은 다른 구성 요소가 가능)가 용융 온도에 가깝지만 그렇지 않은 바위 영역으로 확산될 때 지구의 맨틀에서 발생합니다. 이것은 플럭스 용융이라고하며 플럭스를 사용하여 용접공과 유사하여 작업중인 금속용 용융 온도를 낮춥습니다. 이것은 감산 영역에서 아래로 가는 슬래브 위에 녹는 기본 메커니즘으로, 감산 된 해양 석소권에서 탈출하는 휘발성 이 면이 지나치게 맨틀에 들어가 플럭스 용융을 초래합니다. 감산 지대 위에는 종종 캐스케이드와 안데스 산맥과 같은 화산 체인을 볼 수 있습니다.

3) 감압

플라스틱과 모바일 asthenospheric 맨틀이 상승하고 감압을 받을 때 녹는 것은 지구의 맨틀에서 발생합니다. 이 상승 맨틀은 상대적으로 최소한의 열 손실을 경험 (바위는 열의 가난한 도체로), 용융 압력 의존적이기 때문에, 압력의 손실은 상승 asthenospheric 맨틀이 녹아 발생할 수 있습니다.

마그마의 냉각 및 결정화

다양한 환경에서 는 마그마틱 냉각 및 결정화가 발생할 수 있습니다. 그러나, 우리는 표면 (급속한) 냉각과 지구 내부 (느린) 냉각의 두 가지 주요 상황을 구별한다. 지질학자들이 질감이라고 부르는 요인의 조합인 다른 크리스탈 크기, 모양 및 배열을 가진 바위가 생성됩니다. 표면(rapid) 냉각은 압출이라고 하는 바위를 생성합니다. 압출화 화발암은 매우 작은 결정 (육안으로 보이지 않는)이 특징이며, 일종의 질감은 아하니틱이라고합니다.

대조적으로, 지구의 내부(즉, 지하 냉각)에서 고화 된 마그마 몸의 결과로 일어나는 냉각은 훨씬 느려지며, 이것은 상대적으로 큰 결정의 바위로 이어지며 육안으로 볼 수 있으며 통칭하여 관입 화증 바위라고 합니다. 거칠고 큰 입자 크기는 피네리틱(그림1)이라고하는 텍스처를 생성합니다.

마그마의 구성

궁극적으로, 위에서 설명한 바와 같이, 발이 한 바위는 텍스처(일반적으로 냉각 환경, 표면 또는 지하표면)와 그 구성의 두 가지 특징에 기초하여 분류됩니다. 조성적으로, 화소한 바위는 중급에서 mafic에 중급에 felsic의 범위에 걸쳐. Felsic 바위는 알루미늄과 실리카 (실리콘 및 산소)가 풍부하지만, mafic은 실리카와 철과 마그네슘이 더 많은 바위를 말합니다. 매그마스 조성물은 펠릭과 마피크 사이의 전체 스펙트럼을 다양시 할 수 있습니다. 고도로 지옥도 고도로 mafic되지 않은 사람들은 중간이라고합니다. 정량적 의미에서, felsic 바위는 약 60-75 % (무게에 의해) SiO2를포함하고, 광범위하게 화강암이라고합니다. Mafic 바위는 약 45-60 % (무게에 의해) SiO2를포함하고, 구성에 광범위하게 기초한다. 중간 조성물은 55-63% SiO2 범위에 있으며 조성물에서 "안데스티틱"이다.

두 가지 실험은 일반적으로 관능적인 암석 형성의 원리와 관련된 수행됩니다. 첫 번째 실험은 지구에서 용융의 핵심 원리를 보여 주며, 두 번째 실험은 결정화 과정에 관한 것입니다.

1) 마그마 생성의 주요 측면(열 첨가, 휘발성 첨가 또는 감압을 통해 발생여부)은 초기 용융의 조성물은 일반적으로 용융을 겪는 맨틀 또는 갑각암의 조성과 다르다는 것이다. 이것은 부분 용융이라고하며 단순히 지구에서 용융이 발생할 때 초기 액체 (용융 분획)이 녹는 부모 암석에 비해 실리카가 풍부할 것이라는 것을 의미합니다.

부분용 융의 데모는 냉동 포도 주스의 압박입니다. 압착시, 밖으로 스며내는 액체는 일반적으로 나머지 냉동 물질보다 더 보라색 또는 포도 색입니다. 즉, 액체(melt 분획)와 나머지 냉동(solid) 모체 물질 간의 조성에 차이가 있다.

2) 위에서 설명한 바와 같이, 화사 암석 결정화의 주요 측면은 냉각 속도와 곡물 크기에 대한 관련 제어와 관련이 있습니다. 암석은 실험실에서 녹을 수 있지만 800 °C를 초과하는 고도로 전문화된 장비와 온도가 필요합니다. 그러나, 냉각속도와 결정 크기 사이의 관계는 낮은 융점(및 비독성) 유기 화합물, 티몰(백리향의 오일), C10H14O로 입증될 수 있다.

Figure 1
그림 1. 화강암은 질감의 세분화되고 유령인 관입, 지옥, 화난 바위의 일반적인 유형입니다.

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Procedure

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1. 포도 주스 실험

  1. 상점에서 구입한 인공 포도 주스통을 엽니다.
  2. 내용의 일부를 손에 비우고 짜냅니다.
  3. 액체는 깊은 보라색 색상이며, 나머지 고체는 보라색 착색의 일부를 잃고 지금은 더 명확한 얼음처럼된다.

2. 냉각 속도 및 크리스탈 크기

  1. 페트리 접시 바닥에 티몰 크리스탈을 뿌려 접시 바닥을 덮습니다.
  2. 페트리 접시를 통풍이 잘 되는 공간에 핫 플레이트에 놓습니다.
  3. 매우 낮은 설정에 접시의 열을 설정, 녹기 시작하기에 충분. 낮은 열이 중요하며, 그렇지 않으면 결정이 휘발됩니다.
  4. 녹으면 접시를 가져 가서 테이블에 놓아 시원한 모습을 볼 수 있습니다.
  5. 위의 단계 (2.1-2.3)를 두 번째 페트리 접시와 함께 반복하지만, 일단 녹으면 요리를 하고 얼음 수조 위에 놓습니다.
  6. 테이블에서 느리게 냉각된 페트리 접시와 얼음 수조 꼭대기에서 급속한 냉각을 겪은 페트리 접시 사이의 크리스탈 크기를 비교해 보십시오.

불길한 바위의 구성을 결정하는 것은 과학자들에게 위치의 과거 화산 활동에 대해 알릴 수 있습니다.

화성 암석은 마그마라고 하는 고온 액상 암석의 냉각 및 결정화에 의해 형성된다. 마그마는 지구의 표면과 상층에서 비교적 드문 발생이다. 그러나, 마그마는 때때로 화산 폭발 또는 유사한 이벤트를 통해 표면에 도달 할 수 있습니다, 압출 화려 바위를 형성. 또는 지구 표면 아래에서 냉각되고 결정화되는 마그마를 관입화하는 무지암이라고 합니다.

이 비디오는 관입 화암이 형성되는 방법을 설명하고 두 가지 간단한 실험으로 형성을 시뮬레이션하는 방법을 보여줍니다.

마그마 냉각 및 결정화는 다양한 환경에서 다양한 방법으로 발생할 수 있습니다. 냉각 속도, 빠르거나 느린, 형성 된 결과 암석에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 다양한 냉각 속도는 다양한 크리스탈 크기, 모양 및 배열, 전체 암석 질감을 정의하는 요인으로 바위를 생성합니다. 표면 또는 빠른 냉각은 매우 작은 결정이 특징인 바위를 아하니틱이라고 하는 텍스처로 생성합니다.

반면, 마그마 체가 지구 내부에서 고화됨에 따라 지하에서 일어나는 냉각은 훨씬 더 느리게 일어난다. 마그마는 부분 용융으로 알려진 단계에 존재할 수 있다. 이 냉각 및 고화는 육안으로 볼 수있는 상대적으로 큰 결정으로 바위를 생성합니다. 이 유형의 바위는 관입 화증 의 바위라고하며, 거칠고 큰 입자 크기는 팬테리틱이라고 하는 텍스처를 생성합니다.

텍스처와 컴포지션 모두 특정 유형의 화등암을 정의합니다. 조성적으로, 화려암은 중급, mafic에, felsic의 범위에 걸쳐. 펠식 바위는 알루미늄과 실리카가 풍부하지만, 마피크 바위에는 실리카가 덜 들어 있지만 철과 마그네슘이 더 많이 들어 있습니다. 마그마 조성물은 지옥과 마피아 사이의 스펙트럼에 어디에나 떨어질 수 있습니다.

정량적으로, felsic 바위는 무게에 의해 대략 60-75% 실리콘이 포함되어 있고, 더 광범위하게 화강암이라고 합니다. Mafic 바위는 약 45-60 % 실리콘 이산화물을 포함하고, 구성에 광범위하게 기초한다. 중간 조성물은 약 55-63% 실리콘 이산화체로, 안도증이라고 한다.

두 개의 실험실 데모를 사용하여 다양한 냉각 온도에서 관입 화증 암석 형성 과 결정 형성 과정을 설명 할 수 있습니다.

부분 용융 데모의 첫 번째 단계는 적절한 용암 대용품을 선택하는 것입니다. 과일 주스와 같은 색깔의 액체는 이것을 위해 잘 작동할 수 있습니다. 실험을 시작하려면 냉동 상점에서 구입한 포도 주스 통을 엽니다.

다음으로, 용기의 분기를 장갑을 낀 손에 비웁습니다. 냉동 주스를 짜서 일정하고 단단한 압력을 제공하십시오. 냉동 주스를 배출하는 액체는 깊은 보라색 색상입니다. 대조적으로, 나머지 솔리드는 착색의 일부를 잃어 버렸고 이전보다 창백해 보입니다.

포도 주스의 용융은 마그마에서 볼 수 있듯이 부분용융의 개념을 보여줍니다. 액체가 될 초기 용융은 일반적으로 용융을 겪는 부모 바위와 는 다른 조성물입니다.

포도 주스의 안료 부분은 가장 빨리 녹아, 안료의 대부분은 실험 초기에 용기에 실행됩니다 의미, 뒤에 적은 색상을 떠나. 이렇게 하면 부분 용융을 시뮬레이션하고 마그마 컴포지션의 차이점을 강조합니다. 포도 주스의 염색 부위에 의해 시뮬레이션 된 암석의 부분용융 중에 형성 된 첫 번째 액체는 felsic 성분으로 풍부합니다. 이 액체가 일반적으로 일어나는 것처럼 시스템에서 제거되면, 맑은 얼음으로 표현되는 나머지 바위는 더 많은 mafic 구성이 될 것입니다.

자연적으로 발생하는 유기 화합물인 티몰은 암석 결정화를 시뮬레이션하는 데 사용됩니다. 티몰 크리스탈 을 페트리 접시에 뿌려 바닥을 덮을 수 있습니다. 통풍이 잘 되는 공간에서 매우 낮은 분위기의 핫 플레이트에 페트리 요리를 놓습니다. 낮은 열은 결정이 휘발되는 것을 방지하는 것이 중요합니다. 결정이 녹으면 페트리 접시를 열에서 제거합니다. 실온에서 테이블에 접시를 설정하고 냉각을 관찰합니다. 위의 가열 단계를 두 번째 페트리 접시와 티몰 크리스탈로 반복하지만, 일단 녹으면 접시를 가지고 얼음 수조 위에 놓아 식힙니다.

티몰 크리스탈 실험은 다른 냉각 속도로 암석 입자 크기에 어떤 일이 일어나는지 보여줍니다. 빠른 냉각은 느린 냉각보다 더 작은 결정을 생성하며, 이러한 차이는 재형성 된 티몰 크리스탈에서 쉽게 관찰됩니다. 느린 냉각 조건에서 형성된 혼합 결정은 지구 지하에서 냉각하는 느린 과정에서 형성되는 관입 화증 암석에서 볼 수 있는 것과 유사합니다. 대조적으로, 급속한 냉각 하에서 형성된 작은 결정은 마그마가 분화를 통해 표면을 침범한 후에 형성하는 아카니스틱 바위라고도 하는 압출화하는 발광 된 발암암과 유사합니다.

관입 된 귀중 한 바위의 속성 과 형성을 식별하고 이해하는 것은 지질학자와 전체 인간 인구에 대한 광대 한 응용 프로그램이 있습니다.

관입 화발 바위는 특정 유형의 광석 퇴적물의 마커가 될 수 있습니다. 예를 들어, 중간 관입 마그마 체체에 대한 펠식은 종종 구리, 몰리브덴, 금 또는 은 광석의 형성과 관련이 있습니다. 대조적으로, mafic 침입은 크롬, 백금 및 니켈 예금과 연관될 수 있습니다. 잠재적 인 예금을 쉽게 식별 할 수있는 능력은 대상 시추 또는 채굴을 쉽게 허용하고, 업계에 비용과 환경적 영향을 미칩니다.

마그마가 표면을 침범하면 화산 폭발이 발생합니다. 지역에 존재하는 관입 화성 암석은 화산 암석의 증거를 확인하기 위해 필드 지질학자를위한 마커 역할을하고, 잠재적으로 화산 활성으로 지역의 결정, 또는 이전에 화산 활성. 이 정보는 화산 활동이 여전히 활발하거나 미래에 그렇게 될 가능성이있는 지역의 가능성을 예측하는 데 사용할 수 있습니다. 이는 토지 이용 계획 또는 관리 또는 기존 정착지 또는 구조물에 대한 잠재적 위험을 평가하는 데 중요합니다.

관입 화 암석은 지구 역사를 해독하는 데 유용한 마커이기도 합니다. 화사한 바위는 비교적 쉽게 날짜를 정할 수 있습니다. 이것은 딸에 방사성 제학적 부모의 상대적 풍부를 측정하여 달성 될 수있다, 또는 "부패 제품" 동위원소. 부모 동위원소가 딸 동위원소로 부패하는 데 더 많은 시간이 있었기 때문에 질적으로, 방사성 딸이 부모의 풍요로움에 더 높은 비율을 가진 바위는 더 오래되었습니다. 지역에 존재하는 불길한 바위의 유형은 대륙 지각, 감산 영역 활동 및 대륙 또는 중해 균열 영역 내에서 용융의 과거 지역을 나타낼 수 있습니다. 이것은 지질학자에게 암석 형성 의 시간 도중 어떤 지각 설정이 존재했는지 추론할 수 있는 기능을 제공합니다.

당신은 방금 조브가 관입 화증의 바위에 대한 소개를 보았다. 이제 관입암과 압출된 발출된 발광 암석, 관입 암석이 어떻게 형성되는지, 실험실에서 부분적인 용융 및 관입 암석 형성을 시뮬레이션하는 방법의 차이점을 이해해야 합니다.

시청해 주셔서 감사합니다!

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Results

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1) 포도 주스 실험은 부분용융의 개념을 보여줍니다. 초기 액체(melt)가 일반적으로 용융을 겪는 부모 암석과 다른 조성물의 경우.

2) 티몰 실험은 냉각속도와 관련된 것으로 서발하는 암석 입자 크기의 개념을 보여줍니다. 빠른 냉각은 느린 냉각보다 더 작은 결정을 생성합니다.

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Applications and Summary

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불길한 바위는 매우 중요합니다. 지질학자들은 여러 가지 이유로 관입성 귀중암돌을 식별하고 매핑합니다.

관입 화소 바위는 특정 종류의 광석 퇴적물의 표식이 될 수 있습니다. 예를 들어, 중급 조성관성 마그마 바디는 Cu, Mo, Au, Ag 등을 포함한 광석 광물의 골절(정맥) 내의 수열 순환 시스템을 구동하는 열원 및 수반되는 강수량의 역할을 할 수 있다. 대조적으로, 울트라 mafic 침입에 mafic는 Cr, Pt 및 Ni 예금과 연관됩니다.

관입 화 증석은 또한 과거 의 거대한 활동의 마커가 될 수 있습니다. 마그마가 표면을 침범하면 화산 폭발이 발생합니다. 따라서 관입 화암의 인식은 관련 화산 암석이 존재하는지 여부를 평가하기 위해 필드 지질학자를 이끌 것입니다.

관입화하는 불발암은 지구의 역사를 해독하는 일환입니다. 이는 부분적으로 관입 화증의 바위가 동위원소 기술을 사용하여 비교적 오래되기 쉽고, 발성 암석의 유형이 과거 판 지각 설정의 마커가 될 수 있기 때문이다. 예를 들어, 지옥 바위는 대륙 지각 내에서 녹는 특징입니다(즉, 함정 성 매그마티즘). 중간 바위는 감산 영역 설정의 특징입니다. 마피크 바위는 중해 능선과 대륙 균열 구역의 특징입니다.

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Transcript

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