-läran om magmatiska bergarter -

Magmatisk petrologi

-läran om magmatiska bergarter -

kapitel 5, 6, 9

Jordskorpans vanligaste element

Syre O 47 wt%

Kisel Si 28 wt %

Aluminium Al 8 wt %

Järn Fe 5 wt %

Kalcium Ca 4 wt %

Natrium Na 3 wt %

Kalium K 3 wt %

Magnesium Mg 2 wt %

Titan Ti 0,4 wt %

Väte H 0,1 wt %

= 99 wt %

Si⁴⁺

O^2-

Si⁴⁺

O^2-

Fältspat 58 %

Kvarts 11 %

Glimmer 10 %

Amfibol 8 %

Pyroxen 5 %

Olivin 3 %

Övriga 5 % (= c. 4500 olika mineral)

Kontinentala jordskorpans mineralsammansättning

De vanligaste mineralen eller mineralgrupperna

Bergartscykeln

James Hutton (1726-1797)

“Bergartscykelns fader”

Myntade “The present is the key to the past”

Först att notera att granit var en magmatisk bergart Beskrev hur sediment bildar sedimentära bergarter;

från erosion - transport - deposition - hopläkning Förstod att det tog lång tid (eoner) att bilda bergarter

Bergartscykeln

Bergartscykeln

Magmatiska bergarter

Bildas vid:

aktiva plattkanter

“heta fläckar” (hot spots, t. ex. Hawaii)

Magmatiska bergarter

Magmatiska bergarter bildas av en smälta Magma – smälta under jordytan

Lava – smälta på jordytan

En vulkan, oberoende av form, är den plats där magman når jordytan Lavaflöde

Lavafontän Lavasjö

Fragmenterad magma Magma kan också stela på djupet och under och i vulkanen

Tre huvudtyper:

1. Djupbergarter, stelnar på djupet

2. Gångbergarter, stelnar som skivor på relativt stort djup

3. Ytbergarter, lava eller pyroklatiskt material (fragment av magma och sidoberg)

Magmatiska bergarter

1. ex granit

2. ex diabas 3. ex lava och pyroklastiskt lager

granit

Bildning av magma

Jordens skorpa och mantel är i fast form

Magma bildas vid plattgränser och vid heta fläckar (hot spots) Delsmältning sker framför allt i den övre delen av astenosfären Smältningen orsakas av

⁃ Tryckminskning

⁃ Tillförsel av volatiler (främst H₂O, CO₂)

⁃ Ökad temperatur (värmeöverföring)

Magmabildning - tryckavlastning -

Temperaturen i astenosfären ligger nära smälttemperaturen Högt P förhindrar smältning

Smältning inträffar när P minskar Orsakas av

⁃ Spridningszoner

⁃ Mantelplymer

kontinental skorpa

Mittoceaniska ryggar Kontinentala spridningszoner

Över mantelplymer

Magmabildning

- tryckavlastning -

Magmabildning - volatiltillförsel -

Tillskott av volatiler (flyktiga lösningar)

Volatiler är reaktiva och bryter kemiska bindningar

⁃ Utgörs framför allt av H₂O o/e CO₂

⁃ Sänker smälttemperaturen hos bergarter Subduktionszoner tillför volatiler

till manteln genom dehydrering

Magmabildning - volatiltillförsel -

Olika mängd av lösta gaser förekommer i magmor

⁃ Torr magma -> mycket lite eller inga volatila ämnen

⁃ "Blöt" magma -> upp till 15% volatiler

• Vatten H₂O

• Koldioxid CO₂

• Svaveldioxid SO₂

• Kvävgas N₂

• Vätgas H₂

greisengång i granit

Magmabildning - värmeöverföring -

Smältning genom upphettning

⁃ Het magma vid Moho smälter undre delen av skorpan genom värmeöverföring

Sammansättning hos magmatiska bergarter

Den kemiska sammansättningen hos en magma eller bergart anges som andelen oxider:

⁃ SiO₂, Al₂O₃, FeO, MnO, CaO, MgO, Na₂O, K₂O, P₂O₅

⁃ Olika magmor bildar olika bergarter

Minskad mängd SiO

Ökad mängd FeO och MgO

Granit Diorit Gabbro

Sammansättning hos magmatiska bergarter

Fyra huvudtyper baserat på SiO₂-halten samt FeO, MgO och mängden K-fältspat

⁃ Felsiska (feldspar och silica) 63-76% SiO₂

⁃ Intermediära 52-63% SiO₂

⁃ Mafiska ("ma" Mg och "fi" ferrum) 45-52% SiO₂

⁃ Ultramafiska 38-45% SiO₂

Granit Diorit Gabbro

Felsisk Intermediär Mafisk

Sammansättning hos magmor

Magmans sammansättning kontrolleras av:

⁃ Sammansättningen på bergarten där delsmältningen sker

⁃ Andelen delsmältning (partial melting)

⁃ Assimilering av sidoberg

⁃ Blandning av olika magmor

Sammansättning - Andel delsmältning

Vid delsmältning smälter 2-30% av ursprungsbergarten

⁃ SiO₂-rika mineral smälter först

⁃ Ger magmor som är rikare på SiO₂ än ursprungsbergarten Delsmältning av undre skorpan ger:

⁃ Felsisk magma

⁃ Mafisk restit

Kallare magma Varmare magma

Sammansättning - Assimilering

Het magma kan smälta sidoberget

Block av sidoberget faller ner och smälter i magman (stoping)

Assimilering ändrar magmans sammansättning – den blir mer felsisk

Sammansättning - Mixing & mingling

Två olika magmor med olika sammansättning kan bilda en gemensam magmakammare där de delvis blandas.

Resulterar i en bland magma (hybrid) genom mixing och ursprungs- magmor genom mingling.

Felsisk

Mafisk

Hybrid

Magmatransport

En magma har lägre densitet än omkringliggande berg Vikten av överliggande berg trycker upp magman

Magma som bildar djupbergater stannar då jämvikt uppnåtts (samma densitet på magman som omkringliggande berg)

Hastigheten av magmans rörelse uppåt kontrolleras främst av dess viskositet (flödesmotstånd)

Magmors viskositet

Kiselsyrainnehållet

⁃ Lägre SiO₂ -> lägre viskositet (lättflytande) Temperatur

⁃ Högre T -> lägre viskositet (lättflytande) Andelen lösta volatiler

⁃ Mer lösta volatiler -> lägre viskositet (lättflytande)

Kall honung -> hög viskositet

Varm honung -> låg viskositet

Magmors kristallisering - fraktionerad kristallisation -

Kristalliserade mineral ackumuleras (sjunker eller stiger) Magman ändrar då sammansättning

⁃ FeO, MgO, CaO minskar genom bildandet av mafisk mineral

⁃ Kvarvarande magma bli anrikad på SiO₂, K₂O och Na₂O En mycket liten del felsisk magma kan bildas ur en mafisk magma genom fraktionerad kristallisation

Processen kallas Bowens reaktionsserie

Bowens reaktionsserie

Norman L. Bowen experimenterade med kristallisering av basaltiska smältor

Noterade att mineral kristalliserar sekventiellt

⁃ Kontinuerlig -> Tidig plagioklas är Ca-rik och blir succesivt mer Na-rik

⁃ Diskontinuerlig -> olika mineral kristalliserar i en viss ordning

Ø Olivin Ø Pyroxen Ø Amfibol Ø Biotit

Ø K-fältspat Ø Muskovit Ø Kvarts

Diskontinuerliga serien

Kontinuerliga serien

(~5%)

Bowens reaktionsserie

Plagioklas i en basalt Ca-rik plagioklas

i centrum

Na-rik plagioklas i kanten

Polysyntetiska tvillingar

Bowens reaktionsserie

- kontinuerliga serien -

Magmatiska miljöer - Extrusiva -

Lava (effusivt) eller pyroklastiskt (explosivt) Magmans sammansättning styr:

⁃ typ av utbrott

⁃ hur lavan flyter

Lava med låg viskositet (basalt) kan flyta långt

Lava med hög viskositet (andesit) bildar korta, tjock flöden

Basalt (mafisk) Andesit (intermediär)

Magmatiska miljöer - Extrusiva -

Explosiva utbrott ger pyroklastiskt material

Askpelare kan nå flera kilometer upp i atmosfären

Kornstorlek varierar från block (> 64mm ) till aska (< 2mm) Pyroklastiskt flöde bildas när askpelaren kollapsar

Magmatiska miljöer - Intrusiva -

Bildar djupbergarter och gångbergarter Djupbergarter bildar plutoner ofta som km-tjocka skivor (eller ballonger)

Gångbergarter är antingen skärande och ofta branta (dike)

eller parallella med sidobergets lagring (sill) = lagergång

Magmatiska miljöer - Intrusiva -

Lakoliter är konvexa, ytliga intrusioner Ofta felsisk sammansättning (hög viskositet)

Trattformade intrusioner kallas lopoliter Ofta mafisk sammansättning

Batoliter utgörs av ett kluster av flera intrusioner, ofta plutoner, som intruderat varandra

Ofta består det av en blandning av felsiska och mafiska bergarter

Magmatiska miljöer - Intrusiva -

1 2

3

2. Ljusdalsbatoliten, 1,85 Ga

3. Transskandinaviska magmatiska bältet, 1,85-1,65 Ga

Magmatiska miljöer - Intrusiva -

Branta mafiska gångar (diabas) bildas i

⁃ extensionsmiljöer

⁃ rifter (inklusive mittoceaniska spridningszoner)

⁃ Lagergångar intruderar nära ytan och magman trycker upp

överliggande bergarter

Diabasgångar i Skåne

Magmatiska miljöer - Intrusiva -

Utrymmesproblem graniter ...

⁃ En del plutoner stiger som diapirer (jmf lavalampa)

⁃ sprider sig lateralt när jämvikt infaller Utrymme skapas genom av sidoberget

assimileras

⁃ Kan innehålla fragment som inte smält (xenoliter)

Alternativt

⁃ Stora mängder gångar sammangår och bildar en pluton

xenolit

Klassificering av magmatiska bergarter

För klassificering av bergarter används framför allt tre parametrar 1. Mineralogi - avspeglar den kemiska sammansättningen.

2. Geokemi - visar den genetiska relationen mellan bergarter som utvecklats ur liknande magmor.

3. Kornstorlek och textur - används för att beskriva bergarter och skilja på bergarter med samma sammansättning men som har olika bildningssätt, så som yt-, gång- och djupbergarter

Mineralogisk klassificering

(semikvantitativ baserad på vol% av ingående mineral)

Ökande SiO 2-halt Ökande andel Na och K Ökande andel Fe, Mg och Ca Kristallisationstemperatur

1200°C 700°C

Densitet

Porfyr

undermättad

Mineralogisk klassificering

(semikvantitativ baserad på vol% av ingående mineral)

PYROKLASTISK

även pegmatit djup gångbergart

felsisk

mafisk

ultramafisk

MAGMATISKA BERGARTER - granit -

Kalifältspat

Kvarts Biotit

Na-rik plagioklas

Andel mörka mineral Andel mörka mineral

Ca 10% Ca 45%

Kornstorlek, andel mörka och ljusa mineral

mörkare

Mineralogisk klassificering - andel mörka mineral -

< 15%

25-45%

felsisk

mafisk

ultramafisk

Klassificering enligt

normaliserat innehåll av felsiska mineral i djupbergarter

(IUGS eller Streckeisen; alkalifältspater, kvarts, plagioklas

)

100% A

B 100%

C 100%

10 20…

30……

40……..

50………..

60………….

70……….

80………

90………

90 80 70 60 50 40 30 20 10

Normaliserat innehåll av felsiska mineral

(IUGS eller Streckeisen; alkalifältspater, kvarts, plagioklas)

A

B

C Normaliserat innehåll av felsiska mineral

(IUGS eller Streckeisen; alkalifältspater, kvarts, plagioklas)

90 80

70 60

50 40

30 20

10 90

80 70 60 50 40 30 20 10

A

B

10 20 30 40 50 60 70 80 90

C

10 20

30 40

50 60

70 80

90

Normaliserat innehåll av felsiska mineral

(IUGS eller Streckeisen; alkalifältspater, kvarts, plagioklas)

OBS: mörka mineral <10%

Exempel: 45% Plag, 20% Kfs, 20% Qtz, 5% Amf, 10% Bt

-> 53% Plag, 23,5% Kfs, 23,5% Qtz

Normaliserat innehåll av felsiska mineral

(IUGS eller Streckeisen; alkalifältspater, kvarts, plagioklas)

A

Q

P

-> 53% Plag, 23,5% Kfs, 23,5% Qtz

Normaliserat innehåll av felsiska mineral

(IUGS eller Streckeisen; alkalifältspater, kvarts, plagioklas)

OBS: mörka mineral <10%

Exempel: 45% Plag, 20% Kfs, 20% Qtz, 5% Amf, 10% Bt

-> 53% Plag, 23,5% Kfs, 23,5% Qtz -> granodiorit

Normaliserat innehåll av felsiska mineral i djupbergarter

(IUGS eller Streckeisen; alkalifältspater, kvarts, plagioklas)

… och för vulkaniska bergarter

Klassificering av magmatiska bergarter

För klassificering av bergarter används framför allt tre parametrar 1. Geokemi - visar den genetiska relationen mellan bergarter som

utvecklats ur liknande magmor.

2. Mineralogi - avspeglar den kemiska sammansättningen.

3. Kornstorlek och textur - används för att beskriva bergarter och skilja på bergarter med samma sammansättning men som har olika bildningssätt, så som yt-, gång- och djupbergarter

Klassificering av magmatiska bergarter - sammansättning och kornstorlek -

Felsisk

Intermediär

Mafisk

ytbergart djupbergart

YT-, GÅNG- OCH DJUPBERGARTER

Basalt

Granit

Pimpsten

Porfyr

Lava Pyroklastiskt material

1. Avkylningshastighet

2. Kiselsyrahalt (SiO₂; styr viskositeten) 3. Volatilhalt (H₂O, CO₂ etc)

Vanliga magmatiska texturer

Kornstorlek

• Faneritisk, synliga kristaller. Delas in i grov (> 5mm) till mycket finkornig (< 0,05mm)

• Afanitisk, mycket finkornig, enskilda kristaller går ej att urskilja utan lupp

Mineralfördelning

• Massformig Mineralen är slumpmässigt fördelade

• Porfyrisk Enstaka större, ofta välavgränsade kristaller i en finkornigare matrix

• Bandad/lagrad Alternerande skikt med olika mineralogisk sammansättning.

• Pegmatitisk Mycket grovkornig textur i viss typ av senmagmatisk djupbergart

• Ofitisk Oregelbundet orienterad plagioklas (kokosflingor) som helt eller delvis är innesluten i pyroxen. Typiskt för diabas

• Glasig Amorf, dvs icke-kristallin

Håligheter

•Vesikulär Håligheter som bildats pga av gasexpansion, vanlig i vulkaniska bergarter

• Amygduler Ursprungliga håligheter som blivit fyllda av sekundära mineral.

• Miarolitisk Druser, öppna håligheter i djup- och gångbergarter ofta med friväxande kristaller

Kornstorlek och textur

Djupbergart, intrusiv

Faneritisk

Grovt medelkornig (3-5 mm) Långsam avkylning

Jämnkornig Massformig

Ytbergart, extrusiv

Afanitisk

Glasig till mycket finkorning (<0,05 mm) Snabb avkylning

Granit

Ryolit

… en granit behöver nödvändigtvis inte vara röd …

Hos magmatiska bergarter reflekterar texturer avsvalningen

Porfyrisk textur – större kristaller (fenokryster) i finkornigare matrix Texturen kan förekomma i både vulkaniska bergarter, som lava eller gångar i vulkanen, och intrusiva bergarter

Granit med porfyrisk textur, har även flödes- textur

Kornstorlek och textur

porfyrisk

Kornstorlek och textur porfyrisk

Sammansättning: andesit Textur: porfyrisk

Bergart: porfyrit

Sammansättning: ryolit Textur: porfyrisk

Bergart: porfyr Porfyrisk textur hos vulkaniska bergarter.

Fenokryster kristalliserar under långsam avkylning i en magmakammare.

Matrix är snabbkyld, antingen i ett lavaflöde eller som gångar i vulkanen.

Pegmatiter har oftast granitisk sammansättning och bildas som gångar av den resterande magman;

de är senmagmatiska

Är ofta mycket grovkornig med välbildade kristaller

Kristallstorleken beror på begränsad mängd kristallisationsgroddar

Kan vara miarolitisk (hålrumförande) där friväxande kristaller kan bildas

Kornstorlek och textur

Pegmatitisk - djup gångbergart

Pegmatit

granit

Kornstorlek och textur

Diabas – mafisk gångbergart

Diabas – mafisk gångbergart Sammansättning:

⁃ Ca-rik plagioklas,

⁃ pyroxen

⁃ ± olivin Ofitisk textur

⁃ plagioklasen är fördelad som kokosflingor i mörk (pyroxen) matrix

Kornstorlek och textur - glasig -

Glasig textur bildas vid extremt snabb avkylning (ytbergart) Har oftast felsisk sammansättning (ryolit)

⁃ Obsidian: ryolitiskt glas

⁃ Pimpsten: glasig, ryolitiskt, vesikulär bergart (skum)

⁃ Scoria: glasig, vesikulär, mafiskt bergart (basalt)

Obsidian

Pimpsten

Scoria

Klassificering av pyroklastiska bergarter

Pyroklastisk ("eldfragmenterad") fragment från explosiva utbrott Klassificeras efter kornstorlek (oavsett sammansättning):

⁃ Tuff – cementerad vulkanisk aska

⁃ Vulkanisk breccia – större vulkaniska kantiga fragment

⁃ Vulkaniskt agglomerat – rundade vulkaniska fragment Vulkanoklastisk bergart – består av vulkaniska fragment

Tuff Vulkanisk breccia

Magmatisk aktivitet och plattektonik

Magmatisk aktivitet sker framför allt vid plattgränser

Magmatisk aktivitet och plattektonik

Magmatisk aktivitet sker framför allt vid plattgränser

Magmatisk aktivitet, inklusive vulkaner, bildas vid:

⁃ Konvergerande plattkanter öbåge, aktiv kontinentkant

⁃ Mittoceaniska ryggar (spridningszoner)

⁃ Kontinentala riftsystem

⁃ Heta fläckar (hot spots)

Magmatiska djupbergarter bildas även vid kontinent-kontinentkollisonszoner

Subduktionszoner

De flesta vulkaner på land finns vid subdutionszoner Vulkaner bildas 150-300 km innanför subduktionszonen

Öbågar bildas där en oceanisk litosfärsplatta subduceras under en annan oceanisk platta

Delsmältning av astenosfären genom tillförsel av fluider Öbågar: Japan, Aleuterna

⁃ Bildar typiskt mafiska bergarter Aktiv kontinentkant: Anderna

⁃ Magman från astenosfären ackumuleras vid Moho

⁃ Fraktionerar

⁃ Delsmälter undre skorpan (assimilerar)

⁃ Bildar typisk intermediära till felsiska bergarter

Subduktionszoner

- aktiv kontentkant -

Mittoceaniska ryggar

Den magmatiska aktiviteten är som högst längs mittoceaniska ryggar

Delsmältning i astenosfären sker genom tryckavlastning Basaltisk magma bildas

Gabbro bildas på djupen genom kristallisation längs magmakammarens väggar

20% av magman stelar som diabasgångar 10% når havsbotten och bildar kuddlava

Sekvensen kallas ofiolit (gabbro, diabas, kuddlava)

Kontinentala rifter

Kontinentala rifter bildas där litosfären töjs ut och dras isär

⁃ Delsmältning i astenosfären genom dekompression

⁃ Mafisk magma bildas

⁃ Värmeöverföring i skorpan leder till assimilation och bildandet av även felsisk magma

Östafrikanska riften, Basin and range USA

Heta fläckar (hot spots)

Hetfläcksvulkaner på kontinental skorpa har både mafisk och felsisk samman- sättning

Hawaii, Yellowstone Erta Ale

Heta fläckar är oberoende av litosfärsplattornas rörelser Bildas ovanför mantelplymer

Kan förekomma vid plattgränser (tex Island) Bildar pärlband av slocknade vulkaner

Hetfläcksvulkaner på oceanisk skorpa har mafisk sammansättning

Large Igenous Provinces (LIPs)

Siberian traps orsak till massutdöendet i slutet av perm

Bildas när en mantelplym initialt når litosfären

Ofantliga mängder mafisk magma bildas genom dekompression Magman som bildas är mycket het och har låg viskositet

Kan rinna ut och täcka mycket stora områden Upp till kilometertjocka

Siberian traps

Vulkanologi

kapitel 6, 9

Vulkaniska utbrottsprodukter

Tre huvudtyper av vulkaniska utbrottsprodukter:

⁃ Lavaflöden – smälta som rinner ut på ytan

⁃ Pyroklastiskt material – fragment bildat genom explosion

⁃ Vulkaniska gaser

Lavaflöden

Lava kan vara lättflytande (låg viskositet) eller trögflytande (hög viskositet) Viskositeten styrs av:

⁃ SiO₂-halten -> hög SiO₂ ger högviskös lava Ø Basalt är lågviskös

Ø Ryolit är högviskös

⁃ Temperatur

⁃ Lösta gaser

⁃ Andel kristaller

Basalt

Andesit

Ryolit

Basaltiska lavaflöden låg SiO

-halt

Basaltisk lava är varm (~ 1100°C), SiO₂-fattig (<52%), låg viskositet Basaltiska lavaflöden är ofta tunna

⁃ Snabba (upp till 30km/h)

⁃ Flödar långt (upp till tiotals mil), de flesta är kortare än 10 km

⁃ Långa flöden sker i sk lavatunnlar

Basaltiska lavaflöden låg SiO

-halt

Lavatunnlar

⁃ Ytterdelen av lavaflödet stelnar

⁃ Lava flyter innanför skalet

⁃ Skalet skyddar lavan från att kylas av, och kan därför flyta långt från källan

⁃ Tömda lavatunnlar bildar grottsystem

Basaltiska lavaflöden låg SiO

-halt

Pahoehoe - replava A'a'-lava Pahoehoe – replava

⁃ Bildas när het basalt får ett tunnt avkylt skinn och fortsätter att flöda A'a'-lava –blockig lava

⁃ Bildas när varm basalt kyls och stelna, är ofta rik på frigjorda gaser

⁃ Fortsatt flöde bryter upp ytan till kantiga block

Basaltiska lavaflöden låg SiO

-halt

Pelarförklyftning bildas när tjockare lavatäcken stelar

Pelarna bidas vinkelrätt mot lavaflödets över- och underytor

Genom avkylningen drar materialet ihop sig och spricker i sexkantiga pelare

Pelarförklyftning, Skåne

Pelarförklyftning i basalt

avkylningsriktning

Basaltiska lavaflöden

låg SiO

-halt

Basaltiska lavaflöden låg SiO

-halt

Kuddlava – rundade basaltformer

Bildas när basaltisk lava rinner ut på havsbotten

⁃ Ytterytan snabbkyls till glas och får en sprickrik yta

⁃ En kudde bildas genom att lavan bryter igenom skalet pga fortsatt flöde

⁃ Upprepas tills högar av kuddar bildas Vanliga längs oceaniska spridningszoner

Andesitisk lavaflöden

Intermediär sammansättning

Andesitisk lava 52-63% SiO₂

⁃ Högre viskositet än basaltisk lava

⁃ Bildar tjocka, och korta lavaflöden

⁃ Ytterytan bryts upp och bildar ofta blockig a'a'-lava

Äldre flöde

Tefra

The spine of Mt Pelée

1902 började en dom att bilda vid Mt Pelée (Martinique) Andesitisk magma –högviskös

Domen växte 15 m/dag 300 m hög

Kollapsade 1903 följdes av pyroklastiska flöden

Ryolitiska lavaflöden felsisk SiO

>63%

Ryolitisk lava är mycket viskös

⁃ SiO₂-tetraedrarna polymeriserar

⁃ Lavaflöden är extremt ovanliga

⁃ Bildar ofta domer nära källan

⁃ Blockering av en vulkankrater orsakat av en ryolitisk dom kan leda till explosiva utbrott

Vulkanoklastiska avlagringar

Vulkanoklastiska avlagringar bildas av explosiva utbrott och består av fragment

Vulkanoklastiskt material utgörs av:

⁃ Pyroklastiskt material – fragmenterad lava

⁃ Fragmenterat sidoberg

⁃ Block av sidoberget som faller ner i kratern

⁃ Laharer – blandning av vulkanisk aska och vatten

Pyroklastiskt material

Pyroklastiska avlagringar

Tefra – ett samlingsnamn för pyroklastiskt material oavsett kornstorlek och sammansättning

Tuff – förstenad aska som kan innehålla lapilli

⁃ Fall – faller som snö ur askmolnet

⁃ Ignimbrit – pyroklastiskt flöde som svetsats samman

Ignimbrit

Basaltiskt pyroklastiskt material

Frigjorda gaser rör sig snabbare i magmakammaren än magma Tar med sig droppar av magma som slängs ut ur vulkanen ger lavafontäner

Bildar:

⁃ Lapilli (2-64 mm)

⁃ Peles tårar

⁃ Peles hår

⁃ Block (>64 mm)

⁃ Bomber – smälta som stelnat i luften

Andesitiskt till ryolitiskt pyroklastiskt material

Viskös magma med mer vulkaniska gaser Högre explosivitet

⁃ Pimpsten – vesikulär vulkaniskt glas (>80% porer)

⁃ Aska (<2mm)

⁃ Accretionary lapilli – lapilli av hopkittad aska som bildas som hagelkorn i askpelaren

Pyroklastiska flöden

Pyroklastiska flöden består av hett pyroklastiskt material (200-450°C) som väller fram utmed vulkanen

Kan ha en hastighet på över 300km/t Dödliga

Oftast ryolitisk till andesitisk samman- sättning

Pinatubo 1991

Pompeji 79 fKr

Andra vulkanoklastiska avlagringar

Vulkanosedimentära avlagringar utgörs av omlagrat vulkaniskt material Vulkanoklastiskt material är instabilt

Vulkaniska massflöden utlöses av:

⁃ Vulkaner som är täckta av snö och is

⁃ Vulkaner som utsätts för kraftiga regnoväder

Vulkaniska massflöden påminner och beter sig som blöt betong

Andra vulkanoklastiska avlagringar

Vulkanosedimentära avlagringar utgörs av omlagrat vulkaniskt material Vulkanoklastiskt material är instabilt

Lahar – vattenrika massflöden som består av aska och block Snabba, 50km/t och kan transporteras i tiotals kilometrar

⁃ Extremt destruktiva

⁃ Stort problem i Anderna med sina snöklädda vulkaner

Vulkaniska gaser

En magma kan innehålla 1-9% gas

⁃ H₂O – den vanligaste gasen

⁃ CO₂

⁃ SO₂

⁃ H₂S

Gaserna frigör när magman stiger mot grundare nivåer

Basalt är lågviskös och det är lätt för de fria gaserna att lämna magman Ryolit är högviskös, gaserna blir inlåsta som leder till explosiva utbrott

Vulkananatomi

Magmakammare

Sprickvulkaner och gångar Krater

Kaldera

Olika arkitektur beroende på sammansättning:

⁃ Sköldvulkan (basalt)

⁃ Scoriakoner (basalt)

⁃ Stratovulkan (andesit)

Vulkananatomi

Magmakammaren ansamlas i övre delen av skorpan

Kan pulsera genom inflation och deflation

Vissa magmakammare kristalliserar helt på djupet och bildar plutoner Andra töms helt eller delvis genom vulkanutbrott

Vulkananatomi

Sprickutbrott är vanliga speciellt i extensionsmiljöer Ger utbrott som kallas eldridåer (curtain of fire)

Efter en tid fokuseras utbrotten till vissa ställen längs sprickan

Vulkananatomi

Krater – en skålformad sänka i vulkanens topp

< 1km i diameter

Utbrotten sker antingen genom toppkratern eller vid vulkanens flanker Kaldera

Bildas när magmakammaren töms och och vulkanen kollapsar

1 km i diameter

Branta sidor och platt botten

Sköldvulkaner,

Basaltisk sammansättning

Stratovulkaner,

felsiska till intermediära

Vulkananatomi

Vulkananatomi - Sköldvulkaner -

Sköldvulkaner byggs upp av lågviskös basaltisk lava

Breda, sköldformade (från Skjaldbreidur) med flacka sidor

Skjaldbreidur (Island), Mauna Loa (Hawaii), Kilimanjaro (Tanzania)

Vulkananatomi - Scoriakoner -

Scoriakoner är små vulkaner med basaltisk sammansättning Kan ha bildats av ett enda utbrott

Byggs upp av tefra (lapillistorlek)

Ofta symmetrisk med djup toppkrater Kan bildas på flanken av större vulkaner

Vulkananatomi - Stratovulkaner -

Mt Fuji- senaste utbrottet var 1707

Stratovulkaner (kompositvulkaner) Andesitisk sammansättning

Höga konformade vulkaner med branta sluttningar

Består av alternerande lager av lava och pyroklastiskt material Fuji, Mt Rainier, Vesuvius

Utbrottstyper Flow or blow?

Effusiva utbrott bildar lavaflöden

Framför allt basaltisk sammansättning Lavasjöar kan bildas nära eller i kratern Lavafontäner (500 m höga)

Explosiva utbrott bildar km-höga eruptionspelare med pyroklastiskt material

Främst ryolitisk och andesitisk sammansättning, men även basaltisk i närvaro av vatten

Effusiv Explosiv

Explosiva utbrott är

associerade med snabba tryckförändringar

Högt gastryck bildas i SiO₂-rika magmor

Indelas i hur explosiva utbrotten är

1. Hawaiian

2. Strombolian

3. Vulcanian

4. Plinian

Utbrottstyper Explosiva utbrott

upp till 50 km

Utbrottstyper Freatomagmatisk

Surtseyan Utbrott i grunt vatten, basaltisk magma Bildar stora mängder ånga

Aska

Efter ön Surtsey som bildades mellan 1963-1967

Utbrottstyper Supervulkaner

Supervulkaner – extrema volymer magma och utbrottsprodukter

⁃ Finns många exempel i det geologiska arkivet

⁃ tex Yellowstone National Park har en kaldera som mäter 72 km

Historiska utbrott - Tambora 1815

Stort utbrott 1915

145 km

pyroklastiskt material

Refereras till i Europa som året utan sommar Orsakade grav missväxt och svält

Starten för utvandringen till USA

Och mycket vackra solnedgångar

Krakatoa

30 km hög askpelare 18 km³ aska

35 m hög tsunamivåg

>35 000 omkomna

Historiska utbrott – Krakatoa 1883

Historiska utbrott – Santorini 3500 år sedan

30 km

aska

Början till slutet för den Minoiska kulturen

Historiska utbrott – Pinatubo 1991

Vulkaner i Sverige?

• Gult på kartan är vulkaniska bergarter

• Mellan 1,9 och 1,7 miljarder år

• Är malmförande i norra och mellersta Sverige

• Älvdalprofyren är vulkaniskt bildad

• I Skåne finns finns vulkaner som

är 100 miljoner år, de yngsta i

Sverige

SiO₂>63% SiO₂=53-63% SiO₂=45-52% SiO₂<45%

Summering magmatiska bergarter

Magmatiska bergarter bildas framför allt vid plattkanter

Delas in i mafiska/basisk, intermediära och felsiska/sura beroende på SiO₂- halt och halten Mg och Fe

Kornstorlek oftast kopplat till kristallisationsdjup Magma bildas genom partiell smältning pga av:

Ø Tryckavlastning Ø Upphettning

Ø Volatiltillförsel (H₂O, CO₂ etc)

Intermediära och felsisk/sur bergarter kan bildas genom:

Ø Partiell uppsmältning av mafiska (basaltiska) respektive intermediära bergarter

Ø Assimilering Ø Magmamixing

Ø Graniter (felsisk/sur) kan bildas genom delsmältning av kontinental skorpa i anslutning till kontinent-kontinent kollision

Earth: Portrait of a Planet, 5^thedition, by Stephen Marshak © 2015 W. W. Norton & Co. Chapter 6: Up from the Inferno: Magma and Igneous Rocks

USGS Volcano Hazards Program

http://volcanoes.usgs.gov/

USGS Hawaiian Volcano Observatory

http://hvo.wr.usgs.gov/

Oregon State University Volcano World

http://volcano.oregonstate.edu/

Geology.com, Pictures of Extrusive and Intrusive Igneous Rocks

http://geology.com/rocks/igneous-rocks.html

EARTHCHEM Rock Geochemistry Database

http://www.earthchem.org/

Large Igneous Provinces Commission

http://www.largeigneousprovinces.org/

MantlePlumes.org

http://www.mantleplumes.org/

UNC Atlas of Igneous and Metamorphic Rocks, Minerals, and Textures

http://www.geolab.unc.edu/Petunia/IgMetAtlas/mainmenu.html

Användningsbara webresurser