4. fejezet - Magmatizmus, magmás kőzetek (Szepesi János)

Tartalom

A magma tulajdonságai
Magmatitok, vulkanitok, piroklasztitok rendszerezése
A magmás kőzetek jellemzői
Magmás krisztallizáció
Mélységi magmatizmus
Vulkanizmus, vulkáni formák
Vulkanizmus és lemeztektonika
Kérdések

A magma tulajdonságai

A magma több komponensből álló szilikátos kőzetolvadék, amelyre változó mennyiségű, különböző olvadáspontú, kristályosodni kezdő ásvány (főként szilikát és oxid) és könnyenilló komponens jellemző. Elnevezése a görög a tészta szóból származik. A köpeny felső vagy a kéreg alsó zónáiban keletkezik (bővebben 4.7 fejezet). A kéreg különböző mélységű részeiben kikristályosodva mélységi magmatitok, lávaként felszínre kerülve vulkanitok formájában szilárdul kőzetté. A robbanásos kitöréseknél a légkörbe kerülő tefra leülepedésével és kőzetté válásával piroklasztitok jönnek létre, amelyeket az üledékes kőzeteknél ismertetünk.

A magma kémiai összetételéről a felszínre ömlő lávák szolgáltatnak tájékoztató adatokat. Gyakoriságuk alapján megkülönböztetünk vagy kőzetalkotó elemeket (O, Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K), amelyek az olvadék 99%-t alkotják, valamint 1%-nál kisebb koncentrációban jelenlévő nyom- (Ti, Ba, Sr, Rb, Zr ), és ritkaelemeket (Cu, Co, Ce, As, Sn, Hf).

Mobilitásukat tekintve fontosak a magmában oldott állapotban jelenlévő gázok, más néven könnyenillók (H, F, Cl, N, S, CO2, H2O, HF, NH3, SO2), amelyek elsődleges forrásból (a köpeny, a kéreg részlegesen megolvadt anyagából) vagy a szilárd és légnemű környezetből egyaránt származhatnak. A nagy nyomás miatt a magmában túlnyomórészt oldott állapotban fordulnak elő, és a szilikátolvadék fizikai-kémiai jellemzőire döntő hatással bírnak. Mennyiségük a bazaltos magmákban kisebb (0,5 % alatti), a riolitosban tőbb, akár 4-5 %-ban is jelen lehetnek. A felszínhez közelítve a nyomás csökkenésével szabadulnak fel, amely a nagy kovasavtartalmú olvadékoknál intenzív tufaszórással járó robbanásos kitöréseket idéz elő.

A magmák keletkezési hőmérséklete a kémiai összetétel függvényében változhat, melyben az SiO2 tartalom a meghatározó. Mennyiségének növekedésével csökken a magma olvadáspontja. Az alacsony SiO2 tartalmú bazaltos összetételű olvadék hőmérséklete rendszerint 1000-1250, az andezitesé 950 -1200, a dácitosé 800-1000, a legmagasabb SiO2 tartalmú riolitosé 700-900 °C közötti.

A magma viszkozitása, azaz belső súrlódása a magma egyik alapvető tulajdonsága. Függ az összetételtől, hőmérséklettől, könnyenilló-tartalomtól Döntően befolyásolja a vulkánkitörések lefolyását, a magmaintrúzió sebességét, magmás kőzettest alakját, valamint a differenciáció, kristálynövekedés sebességét. A SiO2-tartalom emelkedése a szilikát térháló kialakulásával növeli a magma viszkozitását, míg az alkáliák mennyiségének növekedése gátolja a folyamatot. A nagyobb kovasavtartalmú, ezért nagyobb viszkozitású riolitos magmák (szigetív vulkánok) sűrűn folyó lávát szolgáltatnak robbanásos kitöréseket eredményezve, míg a kisebb kovasavtartalmú bazaltosak hígfolyósat ezért kitöréseik nyugodtabb lefolyásúak. A sok könnyenilló (elsősorban H2O) gátolja a térhálószerkezet kialakulását, az ilyen olvadékok hígfolyósabbak, mint a „száraz” magmák. A kristályosodó ásványfázisok különböző olvadási pontja miatt az olvadék megszilárdulása az összetételétől függő hőmérsékleti tartományban megy végbe, amely során a lehűléssel nő a viszkozitás és szilárd fázisok aránya. A bazaltláva kőzetté válása 1250-980 °C közötti tartományban megy végbe, de egy illógazdag gránitos olvadék kristályosodása 700 °C alatt is folytatódhat.