Overview
Source : Laboratoire de Alan Lester - Université du Colorado Boulder
Les roches ignées sont produits du refroidissement et cristallisation de la roche liquide haute température, appelée magma. Magmatiques les températures sont d’environ 800 ° C à 1 200 ° C. Roche en fusion est peut-être heureusement pour l’homme, une anomalie sur la planète terre. Si un trou de forage aléatoires et imaginaires ont été fait sur la terre, elle très probablement n’atteindrait pas une région de matière en fusion véritablement et totalement jusqu'à ce que le noyau externe, à près de 2 900 km sous la surface (rayon de la terre est de 6 370 km). Là encore, consisterait principalement en cette matière en fusion de fonte liquide, pas vrai rock de silicate et être incapable de jamais atteindre la surface de la terre.
Les éruptions volcaniques et les roches ignées se produisent bien, et ils sont la preuve qu’il y a des régions en effet isolées de fonte et magma génération au sein de la terre.
Principles
Il y a trois mécanismes principaux pour rock fusion au sein de la terre :
1) Ajout de la chaleur
Fonte peut se produire lorsque les roches du manteau de la terre ou la croûte rencontrer une augmentation de la température ambiante. Il s’agit d’un résultat de magma haute température entrant en contact avec des roches qui ont une plus faible température de fusion.
2) Ajout de substances volatiles
Fusion se produit dans le manteau terrestre lorsque les composants volatils (généralement H2O, mais autres composants, comme le CO2, sont possibles) diffusent dans une zone de roches qui sont proches, mais pas tout à fait à leur température de fusion. Ceci est appelé flux fonte et est analogue à une source de courant à l’aide d’un flux pour abaisser la température de fusion pour les métaux qu’ils travaillent avec. C’est le principal mécanisme de fusion au-dessus d’une dalle continue vers le bas à une zone de subduction, où les substances volatiles s’échappant de la lithosphère océanique subduite entrez le manteau sus-jacent et initient des flux fusion. Au-dessus des zones de subduction, on voit souvent une chaîne de volcans, par exemple la Cascade et la Cordillère des Andes.
3) décompression
Fusion se produit dans le manteau terrestre lorsque le manteau asthénosphérique en plastique et mobile se lève et subit une décompression. Ce manteau montante éprouve la perte de chaleur relativement minime (comme les roches sont de mauvais conducteurs de chaleur), et étant donné que la fonte est pression dépendante, la perte de pression peut causer le manteau asthénosphérique montante faire fondre.
Refroidissement et cristallisation du Magma
Magmatique refroidissement et cristallisation peuvent se produire dans une variété d’environnements. Cependant, nous distinguons les deux circonstances principales de surface de refroidissement (rapide) et la terre intérieure refroidissement (lent). Ceux-ci génèrent des roches avec cristalline différente taille, forme et l’arrangement - la combinaison de facteurs que les géologues appellent texture. Surface de refroidissement (rapide) génère des roches qui sont collectivement appelés extrusives. Les roches ignées extrusives sont caractérisent par très petits cristaux (invisible à le œil nu), une sorte de texture dénommé aussi aphanitique.
En revanche, refroidissement que se déroule à la suite de corps de magma se solidifiant à l’intérieur de la terre (c'est-à-dire le refroidissement sous la surface) est beaucoup plus lent, et cela conduit à des roches de cristaux relativement importante, visible à le œil nu et sont appelées collectivement des roches ignées intrusives. La taille des grains plus grossiers et plus générer une texture dénommée phaneritic (Figure 1).
Composition du Magma
En fin de compte, tel que décrit ci-dessus, les roches ignées sont classés sur la base de deux caractéristiques - la texture (qui est généralement une conséquence de l’environnement de refroidissement, c'est-à-dire surface ou en subsurface) et leur composition. Une composition, roches ignées couvrent un éventail de felsique d’intermédiaires à mafiques. Des roches felsiques sont riches en aluminium et en silice (silicium et oxygène), alors que mafiques se réfère aux roches contenant moins de silice et plus de fer et de magnésium. Compositions de magmas peuvent s’étendre tout le spectre entre felsiques et mafiques. Ceux qui ne sont ni très felsiques ni hautement mafique sont appelés intermédiaire. Dans un sens quantitatif, roches felsiques contiennent environ 60-75 % (en poids) de SiO2et sont généralement appelés granitiques. Roches mafiques contiennent environ 45-60 % (en poids) de SiO2et sont largement basaltiques en composition. Compositions intermédiaires sont de l’ordre de2 SiO 55 à 63 % et sont « andésitiques » dans la composition.
Deux expériences sont couramment effectués qui ont trait aux principes de la formation de roche ignée. La première expérience illustre un principe clé de la fonte dans la terre, et le second a trait au processus de cristallisation.
1) un aspect clé de génération de magma (si elle se fait par addition de chaleur, plus volatils ou décompression) est que la composition du magma initial est généralement différente de la composition du manteau ou roches crustales qui subit une fusion. C’est ce qu’on appelle une fusion partielle, et cela signifie tout simplement qu’en cas de fusion dans la terre, le liquide initial (fraction de fonte) seront plus riches en silice (plus felsique) par rapport à la roche-mère qui est fondue.
Une démonstration de fusion partielle est la compression du jus de raisin gelé. Pressés, le liquide qui suinte est généralement plus ou raisin-couleur pourpre que le matériel restant de gelés. En d’autres termes, il y a une différence de composition entre le liquide (fraction de fonte) et le matériel restant de gelés parent (solide).
2) un aspect clé de la cristallisation de la roche ignée, tel que discuté ci-dessus, se rapporte au refroidissement des taux et son contrôle associé sur la taille des grains. Bien que des roches peuvent être fondus dans le laboratoire, il nécessite un équipement hautement spécialisé et des températures supérieures à 800 ° C. Cependant, la relation entre le taux et le cristal taille de refroidissement peut être démontrée avec un bas point de fusion (et non toxique) composé organique, thymol (huile essentielle de thym), C10H14O.
La figure 1. Le granit est un type courant d’intrusif, felsiques, roche ignée, qui est granuleuse et phaneritic dans la texture.
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Procedure
1. raisin expérience de jus
- Ouvrir une boîte de jus de raisin artificiel achetés en magasin.
- Certains des contenus déversent des mains et presser.
- Notez que le liquide est une couleur violet foncé, et le solide restant a perdu une partie de sa coloration pourpre et est maintenant plus comme glace transparente.
2. taux et taille des cristaux de refroidissement
- Saupoudrer d’une couche de cristaux de thymol dans le fond d’une boîte de Pétri, en recouvrant à peine le fond du plat.
- Set de Petri sur plaque chauffante, dans une zone bien ventilée.
- Réglage de chaleur de la plaque sur un très faible réglage, juste assez pour commencer à fondre. Basse température est important, dans le cas contraire, les cristaux seront volatilisera.
- Une fois fondu, prenez le plat et posez sur une table pour regarder cool.
- Répétez les étapes ci-dessus (2.1 à 2.3) avec une deuxième boîte de Pétri, mais une fois fondu, prennent le plat et situé au sommet d’un bain d’eau glacée.
- Comparez la taille de cristal entre la boîte de Pétri qui a subi un refroidissement lent sur une table à la boîte de Pétri qui a subi un refroidissement rapide au sommet de la baignoire d’eau glacée.
Détermination de la composition des roches ignées peut informer les scientifiques sur l’activité volcanique depuis un emplacement.
Les roches ignées sont formées par le refroidissement et la cristallisation de la roche liquide haute température, dite de magma. Magma est un événement relativement rare sur la surface et les couches supérieures de la terre. Cependant, magma peut parfois atteindre la surface par une éruption volcanique ou un événement semblable, formant les roches ignées extrusives. Par ailleurs, le magma qui se refroidit et cristallise sous la surface terrestre est dénommé roche ignée intrusive.
Cette vidéo permettra d’illustrer des roches ignées intrusives comment se forment et montrent comment simuler leur formation avec deux expériences simples.
Magma refroidissement et cristallisation peuvent se produire dans une variété d’environnements, dans une variété de façons. La vitesse de refroidissement, rapide ou lente, peut avoir des effets importants sur la roche résultante formée. Différents taux de refroidissement génèrent des roches avec divers facteurs de l’arrangement, taille et forme du cristal qui définissent l’ensemble rock texture. Surface, ou un refroidissement rapide, génère des roches qui sont caractérisées par de très petits cristaux, dans une texture dénommé aussi aphanitique.
En revanche, refroidissement qui se passe dans le sous-sol comme organes de magma se solidifient dans l’intérieur de la terre se produit beaucoup plus lentement. Magma peut exister dans une phase dite de fusion partielle. Ce refroidissement et la solidification génère des roches de cristaux relativement importante, visible à le œil nu. Roche de ce type est appelée roche ignée intrusive, et la taille des grains plus grossiers et plus générer une texture dénommée phaneritic.
Texture et la composition définissent les types spécifiques de roche ignée. Une composition, roches ignées couvrent un éventail de felsiques, d’intermédiaires, à mafique. Des roches felsiques sont riches en aluminium et silice, tandis que les roches mafiques contiennent moins de silice, mais plus de fer et de magnésium. Compositions de magma peuvent tomber n’importe où sur le spectre entre felsiques et mafiques.
Quantitativement, roches felsiques contiennent environ 60-75 % de dioxyde de silicium en poids, et sont plus généralement appelés granitiques. Les roches mafiques contiennent environ 45 à 60 % du dioxyde de silicium et sont largement basaltique en composition. Compositions intermédiaires, à environ 55-63 % dioxyde de silicium, sont désignées sous le nom andésitique.
À l’aide de deux démonstrations de laboratoire, nous pouvons illustrer les processus de formation de roche ignée intrusive et de la formation de cristaux à différentes températures de refroidissement.
La première étape de la démonstration de fusion partielle consiste à sélectionner un substitut approprié de lave. Couleur des liquides comme les jus de fruits peuvent fonctionnent bien pour cela. Pour commencer l’expérience, ouvrir un bidon de jus de raisins congelé achetés en magasin.
Ensuite, un quart du conteneur déversent des mains gantées. Presser le jus congelé, en veillant à fournir une pression ferme et constante. Notez que le drainage des liquides le jus congelé est une couleur violet foncé. En revanche, le solide restant a perdu une partie de sa coloration et apparaît plus pâle qu’avant.
La fonte de jus de raisin illustre le concept de fusion partielle, comme on le voit dans le magma. Une fonte initiale, qui sera liquide, est généralement de composition différente que la roche mère qui subit une fusion.
La partie pigmentée du jus de raisin fait fondre plus rapidement, ce qui signifie qu’une grande partie du pigment s’exécutera dans le réservoir au début de l’expérience, laissant moins de couleur. Cela simule une fusion partielle et met en évidence des différences dans la composition du magma. Le premier liquide formé au cours de la fusion partielle d’une roche, simulée par la portion teinte de jus de raisin, est enrichi en composants felsiques. Quand ce liquide est supprimé du système, comme typiquement arrive, puis la roche restante, représentée par la glace plus claire, sera d’une composition plus mafique.
Thymol, une origine naturelle organique composé, est utilisé pour simuler la cristallisation de la roche. Saupoudrer une couche de cristaux de thymol dans une boîte de Pétri, assez pour recouvrir le fond. Mettre la boîte de Pétri sur une plaque chauffante à température très basse dans un endroit bien aéré. Basse température est importante pour éviter les cristaux volatils. Une fois les cristaux ont fondu, retirer le plat de Pétri du feu. Posez le plat sur une table à la température ambiante et observer le refroidissement. Répétez les étapes ci-dessus de chauffage avec une deuxième boîte de Pétri et cristaux de thymol, mais une fois fondu, prennent le plat et la placer sur un bain d’eau glacée pour refroidir.
L’expérience de cristaux de thymol montre ce qui arrive à la taille de grain de roche ignée aux différents taux de refroidissement. Refroidissement rapide génère des cristaux plus petits que le refroidissement lent, et cette différence est facilement observable dans les cristaux de thymol reformés. Les cristaux mixtes forment sous refroidissement plus lent des conditions ressemblent à ceux vus dans les roches ignées intrusives, qui sont forment au cours d’un processus plus lent du refroidissement de la terre sous la surface. En revanche, les cristaux plus petits formés sous refroidissement rapide ressemblent à des roches ignées extrusives, également connu sous le nom aphanitique rochers, formant après violation de magma à la surface via une éruption.
Identifier et comprendre les propriétés et la formation de roche ignée intrusive ont vastes applications pour les géologues et les populations humaines dans son ensemble.
Les roches ignées intrusives peuvent être des marqueurs pour certains types de gisement de minerai. Par exemple, felsiques aux organes intermédiaires magma intrusif sont souvent associés à la formation de cuivre, de molybdène, de minerais d’or ou argent. En revanche, les intrusions mafiques peuvent être associées de gisements de nickel, au chrome et au platine. La capacité d’identifier facilement les gisements potentiels permet de ciblé de forage ou de l’exploitation minière et a coûté et incidences sur l’environnementales pour l’industrie.
Si les magmas manquement à la surface, les éruptions volcaniques se produisent. Roches ignées intrusives présent dans un acte de zone comme marqueur des géologues de terrain vérifier tout signe de roches volcaniques et détermination de l’aire comme potentiellement volcaniquement active ou précédemment volcaniquement active. Cette information peut servir à prédire la probabilité des zones encore être volcaniquement active, ou d’avoir le potentiel pour devenir dans l’avenir. C’est important pour l’aménagement du territoire ou de gestion ou d’évaluation des risques potentiels de colonies existantes ou des structures.
Les roches ignées intrusives sont également des marqueurs utiles pour déchiffrer l’histoire de la terre. Les roches ignées sont relativement faciles à ce jour. Ceci peut être réalisé en mesurant l’abondance relative des radiogénique mère à fille ou isotopes « produit de désintégration ». Qualitativement, les roches qui ont des rapports plus élevés de radiogénique fille d’abondances parent sont plus âgés, parce qu’il y a eu plus de temps pour les isotopes de parent à se désintégrer en isotopes de fille. Le type de roches ignées présents dans une zone peut également indiquer au-delà des régions de fusion au sein de la croûte continentale, activité de zone de subduction et zones de rift continentales ou médio-océanique. Cela donne des géologues la possibilité de déduire quelles sorte de tectoniques paramètres étaient présents à l’époque de la formation rocheuse.
Vous avez juste regardé introduction de JoVE de roches ignées intrusives. Vous devez maintenant comprendre les différences entre les roches ignées intrusives et extrusives, roches intrusives sont formés et découvrez comment simuler partielle fusion et intrusives rock formation en laboratoire.
Merci de regarder !
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Results
1) l’expérience de jus de raisin illustre le concept de fusion partielle. Où un liquide initial (fonte) est généralement d’une composition différente que la roche mère qui subit une fusion.
2) l’expérience de thymol illustre le concept de granulométrie de roche ignée comme étant liée à la vitesse de refroidissement. Refroidissement rapide génère des cristaux plus petits que le refroidissement lent.
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Applications and Summary
Les roches ignées sont d’une importance considérable. Les géologues identifient et de cartographier les roches ignées intrusives pour diverses raisons.
Les roches ignées intrusives peuvent être des marqueurs de certains types de gisements de minerai. Par exemple, felsiques de composition intermédiaire corps magmatique intrusive peuvent agir comme les sources de chaleur qui alimentent les réseaux de circulation hydrothermale et précipitation concomitante dans les fractures (veines) des minerais dont Cu, Mo, Au, Ag et autres. En revanche, des intrusions mafiques et ultramafiques sont associées à des dépôts Cr, Pt et Ni.
Roches ignées intrusives peuvent également être des marqueurs de l’activité magmatique passée. Si les magmas manquement à la surface, les éruptions volcaniques se produisent. C’est pourquoi la reconnaissance des roches ignées intrusives dirigera un géologue de terrain pour évaluer si oui ou non tout associées à des roches volcaniques sont présentes.
Les roches ignées intrusives font partie de déchiffrer l’histoire de la terre. C’est en partie parce que les roches ignées intrusives sont relativement faciles à ce jour en utilisant les techniques isotopiques et parce que le type de roche ignée peut être un marqueur d’un contexte de tectonique de plaques passées. Par exemple, roches felsiques sont caractéristiques de la fusion au sein de la croûte continentale (c.-à-d. le magmatisme intraplaque). Roches intermédiaires sont caractéristiques des paramètres de zone de subduction. Les roches mafiques sont caractéristiques des dorsales médio-océaniques et des zones de rift continentales.
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