Magmatitok, vulkanitok, piroklasztitok rendszerezése

A magma kőzetté válásának mélysége alapján megkülönböztetünk mélységi (2 km-nél nagyobb mélységben), szubvulkáni (2km – felszín) és kiömlési kőzeteket. A magmás kőzetek szövetének legfontosabb tulajdonsága a szín és a szemcseméret. Az előbbi az összetételt jelzi: a magasabb SiO2 tartalmú kőzetek általában világosabbak. A szemcseméret a megszilárdulás mélységére utal, mivel nagyobb mélységben, lassabban hűl a magma, ezért nagyobb kristályok növekednek. A mélységi kőzetek abisszikus (5-15 km), hipabisszikus (2-5 km) szintben megmerevedett kőzettestekből lassú hűléssel szilárdultak meg. Alapanyaguk teljes egészében kristályosodott (holokristályos), az egyes szemcsék mérete a cm-t is meghaladhatja. A kőzetalkotó ásványok egymáshoz viszonyított mérete alapján a szövet lehet ekvigranuláris ( 41. ábra ), ha az ásványok nagysága megközelítőleg azonos és inekvigranuláris ha közöttük jelentős, nagyságrendi különbségek vannak. A felszínre ömlő lávából leggyorsabban kihűlő és megdermedő kiömlési kőzetek üveges szerkezetűek lesznek (obszidián), az afanitosnak hívott szövetben a kőzetalkotók nem érik el a láthatóság határát. A hűlési sebesség lassulásával a kőzetalkotók szabad szemmel is azonosíthatóvá válnak, a szövet fanerokristályos lesz. Ha hűlési folyamat többszakaszú, az ásványszemcsék mérete jelentősen eltérhet. A porfíros szövet esetében a nagyobb kőzetalkotók egy része még a magmakamrában kristályosodik, a mátrixot adó finomabb szemcsés részletek a kitörés során szilárdulnak meg. A még teljesen meg nem szilárdult lávatestben az olvadéktól elkülönült illók kisebb-nagyobb méretű hólyagüregeket alakítanak ki. A horzsakő szerkezet a viszkózus, savanyú lávák párhuzamos áramlási csöveinek szivacsra emlékeztető rendszere. A bazaltban mm-cm átmérőjű szabálytalan üregek salakos jelleget eredményeztek.

41. ábra A magmás kőzetek jellemző szöveti típusai: a, durvaszemcsés – ekvigranuláris, b, porfíros, c, finomszemcsés, d, afanitos (üveges)

A kőzetalkotók egymáshoz viszonyított aránya és az ebből következő színbeli eltérések képezik az osztályozás következő szempontját. A magmás kőzetek főként szilikátásványokból épülnek fel, melyek két fő csoportja a színes - mafikus (Fe és Mg tartalmú szilikátok: olivin, piroxének, amfibolok, csillámok) és színtelen - felzikus kőzetalkotók (Ca, Na, K szilikátok – földpátok, földpátpótlók, kvarc). A kvarc (Q), a földpátok (A, P) és földpátpótlók (F) mennyiségi arányain alapul a mélységi és kiömlési kőzetek osztályozására egyaránt használt Streckeisen által kidolgozott QAPF diagram. Két egyenlő oldalú háromszögből áll, amelyek alaplapjuk mentén kapcsolódnak össze

42. ábra A magmatitok (a,) és vulkanitok (b,) QAPF diagramja. Csak azokra a kőzetekre használható, ahol a színes ásványok mennyisége 85% alatti, így az ultrabázisos kőzetek más diagramot alkalmaznak.

A magmás differenciáció során a kémiai összetétel változása az ásványok kiválási sorrendjében és egymáshoz viszonyított arányaiban is eltéréseket okoz. A változások a magmás kőzetek rendszerét szemléltető 43. ábran már jól követhetők. A kovasavtartalom növekedésével, nő a viszkozitás, a színes ásványok mennyisége csökken, a kőzet színe világosodik.

43. ábra A magmás kőzetek rendszere, a kőzetalkotó ásványok százalékos megoszlási arányainak függvényében

A magmás kőzetek további osztályozása a kőzetek kémiai összetételén alapul. Az elemek egymáshoz viszonyított arányát a kőzetalkotó ásványok mennyisége és minősége határozza meg, melyet az elemzésnél hagyományosan egyszerű oxidos formában adnak meg (44. ábra). Mivel a magmás kőzetalkotók túlnyomórészt szilikátok, így az osztályozás alapja az SiO2, (amely nem a kvarcot jelenti, hanem összes ásvány Si tartalmát oxidként megadva). Ez alapján savanyú (felzikus), intermedier, bázisos és ultrabázisos csoport különíthető el. A magma differenciációja során a SiO2, Na2O, K2O tartalom növekszik, a FeO, MgO, CaO tartalom csökken.

Savanyú (riolitos)

Intermedier

(andezites)

Bázisos (bazaltos)

Ultrabázisos

44. ábra A magmás kőzetek geokémia átlagösszetétele

A piroklasztitok a robbanásos kitörések anyagának nyugalomba kerülésével és diagenezisével jönnek létre. Osztályozásuk alapja a kirobbanó törmelékanyag (tefra) részecskéinek mérete. A bomba 64 mm-nél nagyobb, elliptikus alakú, a tömb szögletes törmelék. A viszkózus savanyú lávából a gázok eltávozásával szivacsos szerkezetű horzsakő keletkezik. A bázisosabb olvadékból az illók fokozatos távozásával salak jön létre. A nagyobb méretű, 2-64 mm közötti változatos alakú törmelék a lapilli, az ennél finomabb (2mm>) törmelék a vulkáni por. Utóbbi kőzet, üveg- (salak vagy horzsakő) és kristálytörmelékből áll. A diagenezis során a durvább szemcseméretű anyagból agglomerátumok, finomabb szemcsés változatokból tufák (portufa, lapillitufa) képződnek. Ha a lerakódás közben a vulkáni anyaghoz üledék hozzákeveredés történik (>20%) tufit jön létre. Nagyobb felhalmozódási hőmérséklet mellett (450°C) a leülepedett anyag újraolvad és lávakőzetekhez válik hasonlóvá (ignimbrit). Tovább osztályozhatók a képződmények a kitörési felhő mozgása és a benne lévő törmelék szállítási módja alapján. A nagy energiájú plíniuszi kitörésekhez a szórt piroklasztitok kapcsolódnak, anyaguk lehet bazaltsalak, horzsakő, és vulkáni por. Az árpiroklasztitok (blokk- és por-, horzsakő- és salakárak) szilárd anyagban gazdag, összeomló, a völgyekben áramló izzófelhőből rakódnak le (ld. Vulcano típusú explóziók). Szemcseméret alapján lehetnek durvatörmelékes blokkárak és finomabb szemcsés ár piroklasztitok.

45. ábra A tefrát alkotó törmelék szemcseméretén alapuló piroklasztit osztályozás