Magmatik Kayaçların Sınıflandırılması
Magmatik kayaçlar doku ve bileşimlerine göre sınıflandırılır. Doku, minerallerin tane boyutu gibi fiziksel özelliklerini tanımlar. Bu, içinden çıktığı erimiş magmanın soğuma geçmişiyle ilgilidir. Bileşim, kayanın kendine özgü mineralojisini ve kimyasal bileşimini ifade eder. Soğuma geçmişi, magmatik kayaçların bileşiminde meydana gelebilecek değişikliklerle de ilgilidir.
Doku
Magma kabuğun derinliklerinde yavaşça soğursa, ortaya çıkan kayaç intrüzif veya plütonik olarak adlandırılır. Yavaş soğuma süreci kristallerin irileşmesini sağlayarak intrüzif magmatik kayaya iri taneli veya faneritik bir doku kazandırır. Faneritik dokudaki tek tek kristaller çıplak gözle kolayca görülebilir.
Lav yüzeye çıktığında veya yüzeye yakın sığ çatlaklara girdiğinde ve soğuduğunda, ortaya çıkan magmatik kayaç ekstrüzif veya volkanik olarak adlandırılır. Ekstrüzif magmatik kayaçlar, tanelerin çıplak gözle görülemeyecek kadar küçük olduğu ince taneli veya afanitik bir dokuya sahiptir. İnce taneli doku, hızla soğuyan lavın büyük kristaller oluşturacak zamanı olmadığını göstermektedir. Bu küçük kristaller petrografik mikroskop altında görülebilir. Bazı durumlarda, ekstrüzif lavlar o kadar hızlı soğur ki hiç kristal oluşmaz. Kristal olmayan bu malzeme mineral olarak değil, volkanik cam olarak sınıflandırılır. Bu, volkanik kül ve obsidyen gibi kayaların ortak bir bileşenidir.
Bazı magmatik kayaçlar, porfirik olarak adlandırılan bir dokuda ince taneli malzemeden oluşan bir matrisle çevrili iri taneli minerallerin bir karışımına sahiptir. Büyük kristallere fenokristal, ince taneli matrise ise zemin kütlesi veya matris denir. Porfirik doku, magma kütlesinin çok aşamalı bir soğuma geçmişi geçirdiğini, yüzeyin altındayken yavaşça soğuduğunu ve daha sonra daha sığ bir derinliğe veya daha hızlı soğuduğu yüzeye yükseldiğini gösterir.
Magmatik intrüzyonlardan dışarı atılan artık erimiş malzeme, feldispat, kuvars, beril, turmalin ve mika gibi çok büyük mineral kristalleri içeren damarlar veya kütleler oluşturabilir. Çok yavaş bir kristalleşmeye işaret eden bu doku pegmatitik olarak adlandırılır. Esas olarak pegmatitik dokudan oluşan bir kayaç pegmatit olarak bilinir. Bu kristallerin ne kadar büyük olabileceğine bir örnek vermek gerekirse, pegmatitik muskovit mikasının şeffaf yarık tabakaları Orta Çağ'da pencere olarak kullanılmıştır.
Tüm magmalar uçucu olarak adlandırılan çözelti içinde çözünmüş gazlar içerir. Magma yüzeye çıktıkça basınçtaki düşüş, çözünmüş uçucuların, açılmış bir soda şişesindeki köpük gibi çözeltiden fokurdayarak çıkmasına neden olur. Gaz kabarcıkları katılaşan lavın içinde sıkışarak veziküler bir doku oluşturur ve delikler özellikle vezikül olarak adlandırılır. Yaygın kesecikler içeren volkanik kaya türüne skorya denir.
Uçucu madde bakımından zengin lavlar çok hızlı bir şekilde söndürüldüğünde ve pomza adı verilen beze benzeri bir cam köpüğü haline geldiğinde skoriyanın aşırı bir versiyonu ortaya çıkar. Bazı pomzalar veziküllerle o kadar doludur ki kayanın yoğunluğu yüzecek kadar düşer.
Aşırı hızlı soğuyan lavlar, mikroskobik olanlar da dahil olmak üzere hiç kristal oluşturmayabilir. Ortaya çıkan kayaya volkanik cam denir. Obsidyen, volkanik camdan oluşan bir kayadır. Camsı bir kayaç olarak obsidiyen, kuvars mineraline benzer konkoidal kırılmanın mükemmel bir örneğini gösterir.
Volkanlar patlayarak püskürdüğünde, atmosfere büyük miktarlarda lav, kaya, kül ve gaz atılır. Tephra adı verilen katı parçalar yeryüzüne geri iner ve soğuyarak piroklastik dokulu kayalara dönüşür. Pyro, yangın anlamına gelir ve tephra'nın magmatik kaynağına atıfta bulunur; clastic ise kaya parçacıklarını ifade eder. Tephra parçaları boyutlarına göre adlandırılmıştır - kül (<2 mm), lapilli (2-64 mm) ve bomba veya bloklar (>64 mm). Piroklastik doku genellikle kristallerin, köşeli cam parçalarının ve kaya parçalarının kaotik karışımıyla tanınır. Tephra parçalarının büyük birikintilerinden oluşan kayaya tüf denir. Parçalar hala sıcakken birikirse, ısı kristalleri deforme edebilir ve kütleyi birbirine kaynaklayarak kaynaklı bir tüf oluşturabilir.
Composition
Bileşim, bir kayanın kimyasal ve mineral yapısını ifade eder. Magmatik kayaçlar için bileşim dört gruba ayrılır: felsik, orta, mafik ve ultramafik. Bu gruplar, kayaları oluşturan minerallerde bulunan farklı silika, demir ve magnezyum miktarlarını ifade eder. Bu grupların doğada keskin sınırlara sahip olmadığını, bunun yerine birçok geçiş bileşimi ve belirli mineral miktarlarına atıfta bulunan isimlerle sürekli bir spektrumda yer aldığını anlamak önemlidir. Örnek olarak, granit yaygın olarak kullanılan bir terimdir, ancak feldspat ve kuvars gibi minerallerin tam miktarlarını içeren çok özel bir tanımı vardır. Meslek dışı uygulamalarda 'granit' olarak etiketlenen kayalar, siyenit, tonalit ve monzonit dahil olmak üzere çeşitli başka kayalar olabilir. Bu karmaşıklıklardan kaçınmak için, aşağıdaki şekil, magmatik kayaç isimlendirmesinin dört ana gruba odaklanan ve giriş seviyesindeki bir öğrenci için yeterli olan basitleştirilmiş bir versiyonunu sunmaktadır.
Felsik, kuvars formundaki açık renkli (felsik) feldispat ve silika minerallerinin baskınlığını ifade eder. Bu açık renkli mineraller, genel kimyasal formüllerinin bir oranı olarak daha fazla silikaya sahiptir. Amfibol ve biyotit mika gibi az miktarda koyu renkli (mafik) mineraller de mevcut olabilir. Felsik magmatik kayaçlar silika bakımından zengindir (%65-75 aralığında, yani kayaç ağırlıkça %65-75 SiO2 olacaktır) ve demir ve magnezyum bakımından fakirdir.
Intermediate, felsik ve mafik arasında bir bileşimdir. Genellikle açık renkli plajiyoklaz feldispat taneleri ve amfibol gibi koyu renkli mineraller de dahil olmak üzere kabaca eşit miktarda açık ve koyu renkli mineraller içerir. Silika oranı %55-60 aralığında orta düzeydedir.
Mafik, bol miktarda ferromagnezyen mineral (magnezyum ve demir içeren, kimyasal sembolleri Mg ve Fe olan) artı plajiyoklaz feldispat anlamına gelir. Çoğunlukla piroksen ve olivin gibi demir ve magnezyum açısından zengin ve silika açısından nispeten fakir olan koyu renkli minerallerden oluşur. Mafik kayaçların silis oranı düşüktür, %45-50 aralığındadır.
Ultramafik, daha fazla magnezyum ve demir ve daha az silika içeren, çoğunlukla olivin ve biraz piroksen içeren aşırı mafik kayaçları ifade eder. Bu kayaçlar yüzeyde nadirdir, ancak üst mantonun kayası olan peridotiti oluşturur. Silika bakımından fakirdir, %40 veya daha az aralıktadır.
Yukarıdaki şekilde, en üst sırada, solda felsikten sağa doğru orta, mafik ve ultramafik olmak üzere sürekli bir spektrumda düzenlenmiş hem plütonik hem de volkanik magmatik kayaçlar bulunmaktadır. Riyolit bu nedenle volkanik ve felsik magmatik kayaçları, granit ise intrüzif ve felsik magmatik kayaçları ifade eder. Andezit ve diyorit aynı şekilde ekstrüzif ve intrüzif ara kayaçları ifade eder (dasit ve granodiyorit felsik ve ara bileşimli kayaçlara uygulanır). Bazalt ve gabro, mafik magmatik kayaçlar için ekstrüzif ve intrüzif isimlerdir ve peridotit, ince taneli ekstrüzif eşdeğeri olarak komatiit ile ultramafiktir. Komatiit nadir bir kayaçtır çünkü doğrudan mantodan gelen volkanik malzeme yaygın değildir, ancak bazı örnekler eski Arkean kayalarında bulunabilir. Doğa nadiren keskin sınırlara sahiptir ve kayaçların sınıflandırılması ve adlandırılması genellikle keskin sınırlar gibi görünen isimleri sürekli bir spektruma dayatır.
Aphanitik/phaneritik kaya türleri
Felsik bileşim
Granit
Granit, tabii kristalli felsik intrüzif bir kayaçtır. Kuvarsın varlığı granitin iyi bir göstergesidir. Granit genellikle büyük miktarlarda somon pembesi potasyum feldispat ve görünür yarılma düzlemlerine sahip beyaz plajiyoklaz kristallerine sahiptir. Granit, hem yoğunluk hem de bileşim açısından kıtasal kabuk için iyi bir yaklaşımdır.
Riyolit
Riyolit, ince kristalli felsik ekstrüzif bir kayaçtır. Riyolit genellikle pembedir ve genellikle camsı kuvars fenokristallerine sahip olacaktır. Felsik lavlar daha az hareketli olduğu için granitten daha az yaygındır. Riyolit örnekleri arasında Yellowstone Ulusal Parkı'ndaki birkaç lav akıntısı ve Yellowstone Büyük Kanyonu'nu oluşturan değişmiş riyolit yer alır.
Orta düzey kompozisyon
Diorit
Diorit, kaba kristalli bir ara intrüzif magmatik kayaçtır. Diorit, siyah hornblend ve biyotit ile beyaz plajiyoklaz feldispattan oluşan Dalmaçya benzeri görünümü ile tanımlanabilir. Adaşı olan And Dağları'nın yanı sıra Utah'ın Henry ve Abajo dağlarında da bulunur.
Andezit
Andezit, ince kristalli bir ara ekstrüzif kayaçtır. Genellikle gri ve porfiriktir. And Dağları'nda ve bazı ada yaylarında bulunabilir. Dioritin ince taneli bileşimsel eşdeğeridir.
Mafik bileşim
Gabbro
Gabbro, piroksen gibi esas olarak mafik mineraller ve sadece küçük plajiyoklaz ile yapılan iri taneli mafik magmatik bir kayadır. Mafik lavlar daha hareketli olduğu için bazalttan daha az yaygındır. Gabbro, alt okyanus kabuğunun önemli bir bileşenidir.
Veziküler bazalt
Bazalt ince taneli mafik magmatik bir kayaçtır. Genellikle veziküler ve afanitiktir. Porfirik olduğunda, genellikle olivin veya plajiyoklaz fenokristallerine sahiptir. Bazalt, okyanus ortası sırtlarda oluşan ana kayadır ve bu nedenle Dünya yüzeyindeki en yaygın kayadır ve okyanus tabanının tamamını oluşturur (tortu ile kaplı yerler hariç).
Magmatik Kaya Kütleleri
Magmatik kayaçlar jeolojik kayıtlarda yaygındır, ancak şaşırtıcı bir şekilde, daha yaygın olan intrüzif kayaçlardır. Küçük kristalleri ve camları nedeniyle ekstrüzif kayaçlar daha az dayanıklıdır. Ayrıca, tanım gereği erozyon unsurlarına hemen maruz kalırlar. Yeraltında daha büyük, daha güçlü kristallerle oluşan girintili çıkıntılı kayaçların kalıcı olma olasılığı daha yüksektir. Bu nedenle, kökenini magmatik kayaçlara borçlu olan çoğu yeryüzü şekli ve kayaç grubu intrüzif cisimlerdir. Bunun önemli bir istisnası, volkanizma ile ilgili daha sonraki bir bölümde ele alınan aktif yanardağlardır. Bu bölüm, Dünya'nın ana kayası içinde birçok yerde bulunan yaygın magmatik cisimlere odaklanacaktır.
Magma bir çatlak veya yarık gibi bir zayıflığın içine girip katılaştığında, ortaya çıkan çapraz kesen özelliğe dayk denir. Bu nedenle, dayklar genellikle dikeydir veya kesiştikleri önceden var olan kaya katmanlarına göre bir açıdadır. Bu nedenle dayklar, mevcut herhangi bir tabakalaşmayı takip etmeyen uyumsuz intrüzyonlardır. Dayklar jeologlar için sadece magmatik kayaçların incelenmesi için değil, aynı zamanda kayaç dizilerinin tarihlendirilmesi ve bir bölgenin jeolojik geçmişinin yorumlanması için de önemlidir. Dayk, kestiği kayalardan daha gençtir ve Jeolojik Zaman bölümünde tartışıldığı gibi, yaşının belirlenmesi oldukça zor olan tortul dizilere gerçek sayısal yaşlar atamak için kullanılabilir.
Silller bir başka intrüzif yapı türüdür. Bir sill, arazi kayasındaki tortul katmanlara paralel uzanan uyumlu bir intrüzyondur. Magma bu katmanlar arasındaki bir zayıflıktan yararlanarak onları birbirinden ayırdığında ve aralarına sıkıştığında oluşurlar. Dayklarda olduğu gibi, silller çevreleyen katmanlardan daha gençtir ve tortul tabakaların yaşını incelemek için radyoaktif olarak tarihlendirilebilir.
Bir magma odası, erimiş kayadan oluşan büyük bir yeraltı rezervuarıdır. Yükselen magmanın izlediği yola diyapir denir. Bir diyapirin çevresindeki doğal kayaya veya anakayaya girme süreçleri iyi anlaşılmamıştır ve devam eden jeolojik araştırmaların konusudur. Örneğin, diyapir girdikçe önceden var olan ana kayaya ne olduğu bilinmemektedir. Bir teoriye göre, magmanın artan hacmi ile yer değiştiren kaya kenara çekilir. Bir diğeri ise doğal kayanın eriyerek yükselen magmanın içinde tüketilmesi ya da parçalara ayrılarak magmanın içine yerleşmesidir ki bu durma olarak bilinen bir süreçtir. Diyapirlerin gerçek bir olgu olmadığı, sadece birbirinin içine geçen bir dizi dayk olduğu da öne sürülmüştür. Dayklar milyonlarca yıl içinde oluşmuş olabilir, ancak benzer malzemeden yapılmış olabilecekleri için aynı zamanda oluşmuş gibi görüneceklerdir. Ne olursa olsun, bir diyapir soğuduğunda, plüton adı verilen intrüzif bir kaya kütlesi oluşturur. Plütonlar düzensiz şekillere sahip olabilir, ancak genellikle biraz yuvarlak olabilir.
Birçok plüton geniş ve tek bir özellikte bir araya geldiğinde buna batolit adı verilir. Batholithler, Kaliforniya Sierra Nevada'daki Yosemite Ulusal Parkı'nın granit oluşumları da dahil olmak üzere birçok dağ sırasının çekirdeğinde bulunur. Tipik olarak 100 km2'den daha geniş bir alana yayılırlar, yitim bölgeleriyle ilişkilidirler ve çoğunlukla felsik bileşimlidirler. Stok, bir batolitten daha az yüzeye maruz kalan bir plüton türüdür ve bir batolitin tepesinden çıkan daha dar bir malzeme boynunu temsil edebilir. Batholithler ve stoklar, çevreleyen ana kayayı kesen ve içinden geçen uyumsuz girintilerdir.
Lakkolitler, tortul tabakalar arasında oluşan kabarcık benzeri, uyumlu magma girintileridir. Utah'ın Henry Dağları bu süreçle oluşmuş ünlü bir topografik yeryüzü şeklidir. Lakkolit yukarı doğru şişkinleşir; aşağı doğru şişkinleşen benzer bir girintiye lopolit denir.
Şekil 4.18: Lakkolit, tortul tabakalar arasında bir kabarcık olarak oluşur.Önceki Ders: Magmatik Süreçler ve Volkanlar
Sonraki Ders: Bowen'in Tepkime Serisi
Yorumlar
Yorum Gönder