Više

8.2: Podrijetlo magmatskih stijena - geoznanosti


Sastav magme

Čini se kao loša šala, ali prije nego što se može stvoriti bilo koja magmatska stijena, mora postojati rastopljeni materijal poznat kao magma, što znači da prvo morate imati stijenu koja se topi da biste napravili magmu kako bi se ohladila i postala magmatska stijena . Što donosi još pitanja: koja se stijena otopila da bi stvorila magmu? Je li postojalo više vrsta stijena koje su se rastopile da bi stvorile tu magmu? Jesu li se stijene u potpunosti otopile ili su se otopili samo određeni minerali unutar tih stijena (postupak poznat kao djelomično topljenje)? Jednom kad se taj rastopljeni materijal formirao, što se dalje dogodilo s njim? Je li se dogodio neki drugi postupak za promjenu sastava te magme, prije nego što je završio kao magmatska stijena koju proučavamo? Ovo je samo nekoliko pitanja koja bi osoba trebala uzeti u obzir proučavajući podrijetlo magmatskih stijena.

Većina stijena (vrlo je malo iznimaka!) Sadrži minerale koji su kristalne krutine sastavljene od kemijskih elemenata. U svom poglavlju o mineralima saznali ste da najčešći minerali pripadaju skupini poznatoj kao silikatni minerali, pa ima smisla da se magme stvaraju otapanjem stijena koje najvjerojatnije sadrže obilje silikatnih minerala. Međutim, svi minerali (ne samo silikati) imaju određeni skup uvjeta, poput temperature, na kojoj se mogu topiti. Budući da stijene sadrže mješavinu minerala, lako je vidjeti kako se samo neki od minerala u stijeni mogu otopiti i zašto drugi ostaju čvrsti. Nadalje, važni su temperaturni uvjeti (jer se mogu otopiti samo minerali koji se mogu otopiti na „nižim“ temperaturama (poput 600 ° C)), dok bi temperatura morala porasti (na primjer, na 1200 ° C) da bi se ostale minerali koji se također tope (sjetite se da se minerali s nižom temperaturom još uvijek tope) i tako dodaju svoje kemijske komponente u magmu koja se stvara. To donosi važnu točku: čak i ako se iste vrste stijena tope, možemo stvoriti različite sastave magme čisto topljenjem na različitim temperaturama!

Jednom kada se magma generira, na kraju će se početi dizati prema gore kroz Zemljinu litosferu, jer je magma poletnija od izvorne stijene koja ju je generirala. Ovo odvajanje magme od područja izvora rezultirat će novim toplinskim uvjetima jer se magma odmiče od zagrijanog dijela litosfere i nailazi na hladnije stijene, što rezultira i hlađenjem magme. Kao i kod topljenja, i minerali imaju određeni skup uvjeta pod kojima nastaju ili kristaliziraju iz rashlađujućeg tijela magme. Imali biste pravo kad biste pomislili da je slijed kristalizacije minerala suprotan slijed topljenja kristala. Slijed stvaranja minerala iz magme eksperimentalno je odredio Norman L. Bowen u ranim 1900-ima, a danas poznata serija Bowenovih reakcija pojavljuje se u nebrojenim udžbenicima i laboratorijskim priručnicima (slika 8.1).

Ova "reakcijska serija" odnosi se na kemijske reakcije koje stvaraju minerale, kroz kemijsku vezu elemenata unutar magme, u slijedu koji se temelji na padu temperature magme. Pažljivo ispitivanje slike 8.1 pokazuje da je prvi mineral koji je kristalizirao u magmi za hlađenje ultramafičnog sastava olivin; duljina strelice označava raspon temperatura pri kojem može nastati olivin. Jednom kad temperature padnu ispod tog raspona, kristali olivina više se neće stvarati; umjesto toga počet će kristalizirati i drugi minerali poput piroksena (postoji mali interval temperatura gdje mogu kristalizirati i olivin i piroksen). Minerali koji nastaju u hladnoj magmi nazivaju se kristalima ili fenokrista. Kako se ovi fenokrišta stvaraju, oni uklanjaju kemijske elemente iz magme. Na primjer, olivinski fenokristali uzimaju magnezij (Mg) i željezo (Fe) iz magme i ugrađuju ih u svoju kristalnu strukturu. Ovakvo ponašanje mineralnih fenokristala da uzimaju određene kemijske elemente u svoju strukturu, a isključuju ostale elemente, znači da se sastav magme mora mijenjati kako se stvaraju fenokristali!

Kao što pokazuju strelice na slici 8.1, može kristalizirati više vrsta minerala unutar magme. Minerali na lijevoj strani Bowenove reakcijske serije nazivaju se prekidnim nizovima, jer ti minerali (olivin, piroksen, amfibol i biotit) uklanjaju željezo (Fe), magnezij (Mg) i mangan (Mn) iz magmu tijekom kristalizacije, ali to činite na određenim temperaturnim rasponima. Ovi minerali bogati željezom i magnezijem nazivaju se feromagnezijski minerali (fero = željezo) i obično su zelene, tamno sive ili crne boje zbog apsorpcije vidljive svjetlosti atomima željeza i magnezija. Na desnoj strani Bowenove reakcijske serije nalazi se duga strelica s oznakom polioklaznog plagioklaza. Plagioklaz kristalizira u velikom temperaturnom intervalu i predstavlja kontinuirani niz kristalizacije iako se njegov sastav mijenja od bogatog kalcijem (Ca) u bogatim natrijem (Na). Kako temperatura magme opada i plagioklaz počne kristalizirati (formirati se), on će unositi atome kalcija u kristalnu strukturu, ali kako temperature magme i dalje padaju, plagioklaz preferencijalno uzima atome natrija. Kao rezultat, plagioklaz bogati kalcijem bogate tamno sive je boje zbog visokog sadržaja kalcija, ali plagioklaz bogati natrijem niže temperature bijel je zbog visokog sadržaja natrija. Napokon, na dnu grafikona na slici 8.1 vidimo da se mogu nastaviti stvarati još tri minerala kako temperature i dalje padaju. Ti se minerali (kalijev feldspat, muskovit i kvarc) smatraju „mineralima s niskom temperaturom“, jer posljednji nastaju tijekom hlađenja, pa se stoga i prvi tope kad se stijena zagrijava. Prethodno uklanjanje željeza i magnezija iz magme rezultira stvaranjem najnovijih minerala koji imaju nedostatak ovih kemijskih elemenata; ti se minerali nazivaju neferromagnezijski minerali, koji su puno svjetlije boje. Na primjer, feldspar bogat kalijem (poznat i kao ortoklaz) može biti blijedo ružičaste ili bijele boje. Upućivanja na mineralnu boju su neophodna, jer je boja bilo kojeg minerala prvenstveno zbog kemijskih elemenata koji se nalaze u mineralima, pa će stoga boja magmatskih stijena ovisiti o sadržaju minerala (ili kemijskom sastavu) stijene.


Magmatska stijena

Magmatska stijena (izvedeno iz latinske riječi ignis što znači vatra), ili magmatska stijena, jedna je od tri glavne vrste stijena, a ostale su sedimentne i metamorfne. Magmatska stijena nastaje hlađenjem i stvrdnjavanjem magme ili lave.

Magma se može dobiti iz djelomičnog otapanja postojećih stijena bilo u omotaču planete ili u kori. Tipično je topljenje uzrokovano jednim ili više od tri postupka: povećanjem temperature, smanjenjem tlaka ili promjenom sastava. Očvršćivanje u stijeni događa se ili ispod površine kao intruzivne stijene ili na površini kao ekstruzivne stijene. Magmatska stijena može nastati kristalizacijom da bi oblikovala granulirane, kristalne stijene ili bez kristalizacije da bi se stvorile prirodne čaše.

Magmatske stijene javljaju se u širokom spektru geoloških postavki: štitovi, platforme, orogeni, bazeni, velike magmatske provincije, produžena kora i oceanska kora.


2. Magmatske stijene

Konvekcijske stanice morale su se razviti u Zemljinom plaštu u vrlo ranoj fazi, posljedično inicirajući diferencijaciju elemenata koji čine izvornu magmu. Baš kao pjena u kipućem loncu, manje gusti elementi nagomilali su se na vrhu protočne strane konvekcijskih ćelija, koncentrirajući se na površini i konsolidirajući se u & # 8220pruštinu & # 8221, stvarajući tako kontinente.

Te svjetlije stijene, bogate silicijem, klasificirane su kao prezasićene (kiselinama) i sadrže obilje kvarca. Obuhvaćaju granitnu obitelj, a njihov vulkanski ekvivalent naziva se riolit. Od preostale magme, najčešći član i onaj koji tvori oceanska dna, nema dovoljno silicija za stvaranje kvarca, klasificiran je kao zasićen, a njegova najčešća obitelj stijena je gabro sa svojim lavama nazvanim bazalt. Stijene s najmanje sadržaja silicija klasificirane su kao nezasićene (alkalne), a jedna od njegovih vrsta stijena je peridotit.

Lako je shvatiti da će se duž različitih kora kore ploče oblikovati brojne pukotine kroz koje će se izbaciti fluidna magma iz plašta. Stoga će magmatske stijene povezane s različitim granicama, ako su unutar oceana, imati bazaltni sastav i činiti greben duž pukotina koje razdvajaju ploče. Prirodno, svi dijelovi pukotina koji izlaze iznad površine oceana tvore otoke. Najpoznatiji od ovih oceanskih grebena je onaj u središtu Atlantika. Također, to je razlog zašto, s vrlo rijetkim iznimkama, većinu postojećih otoka čine bazaltne stijene poput Islanda i nazivaju se oceanskim otocima. Jedna od iznimki su Sejšeli koji imaju granitni sastav, jer zapravo predstavljaju ostatak koji je ostao iza razdvajanja indijske, australske i afričke ploče. Zapravo se mora uključiti i Madagaskar, bilo kao mikrokontinent ili prevelik otok. Takvi se otoci nazivaju kontinentalnim otocima.

Ako se divergencija ploča nalazi na kontinentu koji se lomi poput doline Rift u Africi, magmatske stijene bit će bazaltne, ali samo ako je magma koja se tapka iz plašta. Što se tiče približavanja granica, gdje su stijenske mase pod kompresijom, to nije tako ravno naprijed jer:

  • Ako dvije ploče imaju jednake gustoće (kontinente), sudar, opstrukcija, uzrokovat će stvaranje planina.
  • Ili, ako je jedna od ploča teža, bit će prigušen pod onim drugim.

Dakle, za konvergentne ploče mislim da u većini slučajeva magmatske stijene potječu od topljenja lokalnih stijena zbog nevjerojatno visokih temperatura i pritisaka uzrokovanih trenjem razvijenim tijekom kompresije. Stoga će se njihov sastav razlikovati ovisno o njihovom relativnom položaju, s osnovnim stijenama za sektor u blizini subdukcija rov, jer će ih hraniti oceanske stijene dna. Unutar kontinentalnih masa prevladavat će kisele stijene.

2.2 Vrsta pojave

2.2.1 Vulkanske stijene

Rastopljena magma kontinuirano se izbacuje iz plašta kroz sve vrste postojećih prijeloma. Ako se izbaci u atmosferu, poznata je kao lava, a kanali kroz koje se lava izlijevaju su vulkani. Nadalje, budući da je atmosferska temperatura u okolini izrazito niža, lava će se vrlo brzo hladiti, a rezultirajuća stijena težit će finozrnatosti. Danas vulkani obično imaju strukture poput cijevi kroz koje magma teče i hlađenjem stvara dobro poznate stožaste oblike (slika 1).

Slika 1 & # 8211 Vrh vulkanskog konusa Teide (Tenerife, arhipelag Canarias).

Također, često razvijaju bočne otvore (slika 2). Međutim, magma također može izlijevati pukotine kao danas na Islandu i u prošlosti, na primjer za vrijeme vulkana Karroo (Jura) u Južnoj Africi.

Slika 2 & # 8211 Bočni vulkanski otvor Teide (Tenerife, arhipelag Canarias).

Tokovi lave povećat će vulkanski konus i širiti se u obliku ventilatora u podnožju. U primjeru prikazanom na slici 3 na Tenerifima, ventilator je zapravo ušao u more i tu je sagrađen grad Garuchio.

Slika 3 & # 8211 Grad izgrađen na ventilatoru za protok lave na razini mora (Garuchio, Tenerife).

Vulkanski izdisaji mogu biti blagi i prilično kontinuirani, u tom slučaju poprimaju oblik vrlo fluidne mase nazvane protok lave, kao na primjer gornji tamni sloj na slici 4. Ili, poput donjeg sloja iste slike, izlaz mogu biti nasilniji i imati oblik pepela, nazvan piroklastični, s prevladavanjem sitnih fragmenata, ali veće klase mogu biti i uobičajene, a u ovom slučaju ih je lako prepoznati zbog puno tamnije boje.

Slika 3 & # 8211 Sloj vulkanskog pepela (piroklasti) prekriven bazaltom (pogled oko 6 m visok) (Tenerife, arhipelag Canarias).

Ovi piroklastični eksplozivni rafali posljedica su visokog udjela plina u magmi, kao i stupnja konsolidacije izbačene lave. U ekstremnim slučajevima imat ćemo vulkanske breče (slika 4B)

Slika 4B & # 8211 Vulkanska breča (planinska zemlja Barberton, Južna Afrika)

Na izgled konsolidirane lave također će utjecati:

• njegov stupanj plastičnosti, koji kada je vrlo visok daje vrlo zgrčen izgled (slika 5)

Slika 5 & # 8211 Izobličena pojava vrlo plastičnog toka lave (pogled visok oko 1 m) (Tenerife, arhipelag Canarias).

• brzina hlađenja koja, kada je vrlo brza, daje vulkansko staklo, nazvano opsidijan (slika 6)

Slika 6 & # 8211 Polje lave s obilnim opsidijanom (crno), (Tenerife, arhipelag Canarias).

• visoka fluidnost, kao i plinoviti sadržaj, učinit će da lava bude vrlo porozna, plavac, a poroznost će ove stijene učiniti vrlo laganima (slika 7).

Slika 7 - Demonstracija koliko je lagan plavac (Tenerife, arhipelag Canarias).

Nadalje, ta će poroznost omogućiti protok vode kroz udubine, a s vremenom će se tvari u otopini taložiti i popunjavati rupe, stvarajući takozvanu amigdaloidnu lavu (slika 8).

Slika 8 & # 8211 Amigdaloidna lava (Ventersdorp lava, Carletonville, S. Afrika).

Kad je veličina tih šupljina dovoljno velika, imamo tvorbu poznatih agata i geoda (slika 9), koji će uglavnom imati sferni oblik, ali mogu doseći prilično značajnu veličinu i predstaviti ogromnu raznolikost unutarnjih oblika. Pojam ahat koristi se kada talog nije kristalni, a geode kad jest.

Slika 9 - Agati / geode iz karroo lava (planine Lebombo, Mozambik).

• Lava koja se ulijeva u more smrzava se kad padne i tvori vrlo karakteristične sferne elemente, nazvane jastucima. Kako ovi jastuci padaju na one već ustaljene i ako je lava još uvijek dovoljno plastična, njezin donji dio postat će nekako stisnut između onih čvršćih u nastavku (slika 10).

Slika 10 & # 8211 Izdanak lava jastuka (Barberton, Južna Afrika).

Ako pak jastuci padnu na mekano tlo, sačuvaju se njihovi sferni oblici dok istiskuju tlo odozdo (slika 11).

Slika 11 & # 8211 Lave jastuka iznad video rekordera (rudnik East Driefontein, Carletonville, Južna Afrika).

• Hlađenje lave na kopnu često razvija vrlo karakteristično šesterokutno spajanje, stupasto. To se događa i kod bazalta (slika 12).

Slika 12 & # 8211 Bazalt vulkanskog čepa koji prikazuje stupasto spajanje (pogled oko 6 m visok) (regija Mafra, Portugal).

kao i riolit (slika 13).

Slika 13 & # 8211 Stupni riolit (pogled oko 2 m visok) (Castro Verde, Portugal).

Budući da vulkani proizvode razne materijale, od lava do piroklasta, njihove karakteristike taloženja daju sklopove stijena znatno slične onima sedimentnih stijena (stavka 6.), što lijepo ilustrira skup stijena na Pico do Arieiru na Madeiri. Kao što se može vidjeti (slika 13B), postoje vodoravni slojevi lave s izrazitim stupčastim spajanjem, a iznad onih imamo gustu sukcesiju piroklastičnih horizonata s poprečno posloženim slojem.

Slika 13B & # 8211 Spektakularni presjek sklopa vulkanske stijene (Pico do Arieiro, Madeira).

Unutar ovog gornjeg asortimana nalaze se kreveti koji se kreću od loše sortiranih (slika 13C),

Slika 13C & # 8211 Stupac loše razvrstanih piroklasta (visina približno 2,5 m) (Pico do Arieiro, Madeira).

do umjereno dobro razvrstanih, ali prilično grubozrnastih (slika 13D).

Slika 13D & # 8211 Sklop prilično grubih piroklasta (širina slike, približno 30 cm) (Pico do Arieiro, Madeira).

2.2.2. Hipabasalne stijene

Značajan udio magme koja teče kroz zatezne pukotine zapravo će se konsolidirati duž njih. Rezultirajuće stijene nazivaju se hipabisalnim, to jest srednjim među plutonskim i vulkanskim. Većina kanala kroz koje magma teče su uski. Kao takve, magme koje ispunjavaju ove pukotine prilično će se brzo ohladiti, a dobivene stijene će uglavnom biti sitne do srednje zrnaste. Ako su ti nametnici paralelni sa okolnim slojevima, nazvat će se pragovima (slika 13E),

Slika 13E & # 8211 Primjer praga s pokrovima od vapnenca (usta Samarra, Portugal).

a prilikom presijecanja nazivaju se nasipima i, kao što je prikazano, mogu biti vrlo duge (slika 14).

Slika 14 & # 8211 Zračna fotografija vrlo dugog izdanka nasipa na peneplanu (visoravan Srednja Angola).

Također, ove pukotine posljedica su razbijanja kontinentalnih ploča, a lomljenje nehomogenih krhkih materijala obično ima povezano cijepanje, nazvano konjugiranim rasjedom. Stoga se nasipi obično javljaju u konjugiranim skupovima (slika 15).

Slika 15 & # 8211 Skup konjugiranih nasipa (plaža Estoril, Potugal).

Hipabasalne stijene povremeno imaju oblike poput cijevi, od kojih mnogi odgovaraju vulkanima, a mogu imati i znatno velike promjere. Onima koji zapravo nisu dospjeli na površinu, magmi će trebati više vremena da se ohladi, postajući tako grublje zrnaste. Kad se pojave duž linija rifta i njihov je izvor magme vrlo dubok, to jest iz plašta, može imati nezasićeni sastav poput kimberlita (slika 16),

Slika 16 - Rudnik dijamanta Kimberly (Južna Afrika).

ili možda već pokazuju znatnu razinu diferencijacije poput karbonatita (slika 17).

Slika 17 & # 8211 Pogled iz zraka na veliko izdvajanje čepa karbonatita na peneplanu (visoravan Srednja Angola).

Vulkanske breče su umjereno česte (slika 4B), ali mislim da je magnetski kompleks Boula u Indiji prilično jedinstven primjer (slika 18)

Slika 18 & # 8211 Ultramafična magmatska breča (blok visok oko 2,5 m) (Boula, Orissa, Indija).

Zapravo sam to stavio ovdje, a ne s vulkanskim stijenama, jer su, prema Augéu i Thierryju, ove breče uzrokovane silovitom eksplozijom unutar magmatskih kanala s ulomcima koji su pripadali upadanoj, a ne prodirućoj stijeni i ona mora imati dogodilo se na znatnoj dubini jer je upadajući bazalt vrlo grubozrnat, često pegmatičan. Međutim, brekirani zidni zid pokazuje vrlo malo pokreta. Na primjer, položaj vrlo velikog fragmenta kromita prikazan na slici 19, vrlo je blizu početnog položaja u odnosu na sektor kromitine leće na koji nije utjecao eksplozivni prasak.

Slika 19 & # 8211 Magmatska breča koja sadrži kromitne klaste (pogled oko 16 m visok) (Boula, Orissa, Indija).

Osim razbijanja na licu mjesta, imali smo rotaciju fragmenata unutar vrlo vruće komore koja je djelomično istopila zidnu stijenu (slika 20).

Slika 20 & # 8211 Metasomatizirani ulomak magmatske breče koji pokazuje okruglost i koncentrični rub reakcije uslijed djelomičnog topljenja (Boula, Orissa, Indija).

2.2.3 Plutonske stijene

Plutonske stijene nastaju magmatskim upadima na velikim dubinama. Budući da imamo posla s upadom tekućine, kontakti s okolnim stijenama obično su nepravilni (slika 21).

Slika Slika 21 & # 8211 Granitni / vapnenački nametljivi kontakt (planina Sintra, Portugal).

Nadalje, iako se ovi upadi događaju na velikim dubinama, stijene domaćina i dalje su prilično krhke i magma može prodirati kroz podložne ravnine i zglobove, stvarajući labirint nasipa i pragova preko stijene domaćina u neposrednoj blizini plutona (sl. 21B).

Slika 21B & # 8211 Labirint granitnih nasipa i pragova koji sijeku vapnence koji okružuju granit Sintra (visina otkosa, oko 20 m) (planina Sintra, Portugal)

Druga posljedica ovih upada koji se događaju na velikim dubinama i činjenica da oni uglavnom imaju vrlo velike količine jest da se, s izuzetkom rubnih područja dodira, ova magma jako dugo hladi, što omogućava razvoj grubozrnatih zrna stijene. Budući da neke od tvari kristaliziraju lakše od drugih, narastu do relativno veće veličine, poput kristala poljskog šparta u granitu. U takvim slučajevima imaju porfitsku teksturu (slika 21C).

Slika 21C & # 8211 Porfiritični granit, gdje veliki kristali poljskog špatina nalikuju konjskim zubima.

Ili, kad je magma bogata hlapljivim sastojcima, često ima povezane hidrotermalne pegmatične (ultra grube zrnaste) vene, što daje sjajno dobro razvijene kristale (slika 22).

Slika 22 & # 8211 Pegmatični minerali: knjiga muskovita (straga) (Perth, Kanada) crni turmalin, crveni i zeleni turmalin i plavi beril (sprijeda) (Ligonha, Mozambik) Wolframite (Panasqueira, Portugal)

2.3 Magmatska diferencijacija

Magmatska diferencijacija već je spomenuta (točka 2.1), ali ovdje se samo pozivam na dva prilično jedinstvena primjera, kompleks magnetskih bula u Indiji i magnetski kompleks Bushveld (B.I.C.) u Južnoj Africi. Oba ova magmatska lopolita imaju osnovni do ultraosnovni sastav, što znači da je napadnuta magma već imala značajnu kemijsku diferencijaciju od početne magmatske magme.

2.3.1 Diferencijalno taloženje kristala

Tijekom hlađenja unutar upadljivih komora gore navedenih magmatskih kompleksa, došlo je do daljnje diferencijacije zbog brzine taloženja različitih minerala, dok su kristalizirali na vrhu, najhladnijem području i polako padali na dno. Razlog zašto su ova dva slučaja tako spektakularna je taj što se oba sklopa sastoje od svijetlo obojenog člana, peridotita u Indiji i anortozita u Južnoj Africi, slojevitog s crnim članom, kromitom. Također, specifična težina potonjeg je daleko veća od bilo koje druge dvije, što omogućava puno jasnije odvajanje odgovarajućih minerala (slike 23 i 24).

Slika 23 & # 8211 Magmatska diferencijacija taloženjem kristala (Boula, Orissa, Indija).

Slika 24 & # 8211 Magmatska diferencijacija taloženjem kristala (rijeka Dwars, Južna Afrika).

Sljedeći je primjer, ali različitog aspekta, stupnjevita podloga koja se vidi na slici 25. Nikad nisam vidio takvo savršenstvo u sedimentima. U ovom slučaju imamo granulirani magnetit koji čini osnovu niza, s kristalima feldspata koji se postupno povećavaju u količini prema gore, baš kao i u sedimentima, s tim da teže klaste prvo dopiru do dna. Ova impresivna sličnost između normalne sedimentacije i taloženja kristala u početku navodi školu geologije u Južnoj Africi da vjeruje da je B. I. C. bio metamorfozirani sedimentni niz.

Slika 25 & # 8211 Razvrstana posteljina taloženjem kristala (pogled oko 1 m visok) (rijeka Dwars, Južna Afrika).

Također, primjeri BIC-a koji slijede još uvijek pokazuju zapanjujuće sličnosti sa sedimentacijom, ali ono što želim poboljšati su karakteristike taloženja magmatskih kristala. Stoga započinjem predstavljanjem stratigrafskog stupca relevantnog sektora, s njegovom veličanstveno dobro definiranom i lako podesivom kontinuiranom stratigrafskom sekvencom, uključujući dosljedne debljine različitih sastojaka, sažete na slici 25B. Od vrha i, koristeći terminologiju Impala Platinum Mines, imamo viseći zid 1 (HW1) koji je norit, a slijedi ga Bastard Reef, koji čini srednje zrnati piroksenit nazvan & # 8220bastard & # 8221, jer ne sadrži platinu. Ispod imamo srednji horizont 3 (M3) pjegavog anortozita, zatim M2 i M1 pjegavog anortozita, odnosno norita. Slijedi Merenski greben koji je detaljnije predstavljen dalje.

Slika 25B & # 8211 Stupac magnetskog kompleksa Bushveld u sedimentima u blizini neometanog grebena Merensky (bez skale).

Prvo, imajte na umu da se na dnu nožnog zida 6 (FW6), odmah iznad kontinuirane piroksenitne trake koja definira njegov donji kontakt, nalazi horizont grubozrnastih čvorića piroksenita prosječnog promjera 15 cm (slika 25C). Lokalno se nazivaju „horizontom piroksenitnih gromada“ (slika 25B) i uglavnom su dosljedni sektor niza.

Slika 25C & # 8211 Normalni piroksenit & # 8220boulder & # 8221 horizont, oko 50 cm iznad izrazitog pojasa piroksenita (rudnik Bafokeng, Rustemberg, Južna Afrika).

Međutim, kao što je prikazano na slici 26, čini se da je jedan od ovih & # 8220planaca & # 8221, znatno veći od uobičajenog, pao kroz polutekuću kašu već taloženog piroksenitnog pojasa. Imajte na umu da "gromada" ne bi mogla biti posve čvrsta, jer izgleda kao da je prilično pohabana na rubovima. Fotografije 25C i 26 snimljene su uz jedan od minskih dodataka, unutar 2 m jedna od druge, i mislim da je ovaj primjer vrlo koristan za razumijevanje pojma okoliša za taloženje kristala.

Slika 26 & # 8211 "Kamen" piroksenita koji pada kroz piroksenitnu traku (rudnik Bafokeng, Rustemberg, Južna Afrika).

2.3.2 & # 8220Putne rupe & # 8221 unutar grebena Merensky

Platinasti greben Merensky Reef (MR) općenito je prilagodljivi horizont BIC-a i prihvaćeno je da je ovaj pojas prvi sloj nakon ubrizgavanja novog dotoka magme u komoru za taloženje, povećavajući njegovu temperaturu i unoseći platinu. Zbog toga MR ima pegmatičnu teksturu, s puno grubljom veličinom zrna od sloja neposredno ispod, približno 3 m debelog norita koji tvori zid 1 (FW1). Nadalje, porast temperature također dovodi do razvoja konvekcijskih struja unutar komore za taloženje, uzrokujući nepravilne vrtloge koji su mjestimice ometali već taložene kristale, razvijajući ono što se lokalno naziva "rupama".

Moj prvi primjer ovih rupa odabran je jer se uklapa u okvir fotografije. Iako je crno-bijela, dodane oznake sasvim jasno pokazuju zašto su te nepravilnosti poznate kao rupe (slika 26B). Također pokazuje da MR tvori pegmatični piroksenit s diskontinuiranim tankim kromitnim šavovima u osnovi i na vrhu, a ovaj je prekriven srednje zrnastim piroksenitom. Nadalje, u sredini fotografije, MR pegmatit je "presjekao" FW2, 50 cm debelu anortozitnu traku, kao i oko 30 cm u FW3. Ipak, imajte na umu da, promatranje neometanog slijeda (slika 25B), ukazuje da je zapravo ono što prikazuje slika 26B samo donji dio znatno veće rupe, budući da FW1 uopće nije prisutan. Odnosno, ova rupa zapravo doseže ukupnu dubinu od oko 4 m, a na fotografiji je vidljiv samo njezin središnji donji dio.

Slika 26B & # 8211 Primjer rupe u grebenu Merensky (rudnik Bafokeng, Južna Afrika).

Ovaj je primjer izuzetan. Pretežno su rupe mnogo veće, poput one prikazane na slici 27, gdje vidimo samo djelić rupe s desne strane MR pegmatičnog piroksenita u praktičnom vertikalnom kontaktu s mrljastim anortozitom. Ovaj se anortozit tumači kao ispunjenje središta rupe i pokazuje nejasnu sugestiju vodoravnih slojeva, što odgovara potonjem mirnijem razdoblju taloženja kristala.

Slika 27 & # 8211 Rub "rupe" na grebenu Merensky (rudnik Bafokeng, Rustenberg, Južna Afrika).

Konačno, slika 28 interpretativni je presjek duž dijamantske bušotine koja je presijecala veliku rupu i mislim da pomaže u razumijevanju situacije. M3 i M2 su prisutni, ali, iako M1 nije, možemo prihvatiti da je MR (ružičasti pojas) u gornjem dijelu dijagrama u neometanom položaju. Dalje je bušotina presijecala još jedan išarani anortozit, protumačen kao unutarnji ispun rupe. Slijedi još jedan MR horizont, ovaj put koji se sastoji od vrlo tankog kromitnog šava. Slijedi norit (FW1) ispod kojeg imamo završni segment MR-a u podnožju rupe, koji se sastoji od prilično debelog hromitnog horizonta vrlo bogatog platinom, podloženog pjegavim anortozitom protumačenim kao FW4. Drugim riječima, ova & # 8220othole & # 8221 ima približnu dubinu od nešto više od 12 m.

Slika 28 & # 8211 Dijagramska interpretacija ruba "rupe" presijecane površinskom dijamantskom rupom za bušenje dijamanta (Maricana, Južna Afrika).


8.2: Podrijetlo magmatskih stijena - geoznanosti

Najjednostavniji i najintuitivniji način datiranja geoloških značajki je sagledavanje odnosa između njih. Postoji nekoliko jednostavnih pravila za to, od kojih smo neka već pogledali u poglavlju 6. Na primjer, princip superpozicije navodi da se sedimentni slojevi talože u nizu i, osim ako čitav niz nije preokrenut tektonski procesi ili poremećeni rasjedom, slojevi na dnu stariji su od onih na vrhu. The princip inkluzija navodi da svi ulomci stijena koji su uključeni u stijenu moraju biti stariji od stijene u koju su uključeni. Na primjer, a ksenolit u magmatskoj stijeni ili klasti u sedimentnoj stijeni mora biti starija od stijene koja je uključuje (slika 8.6).

Slika 8.6a Ksenolit diorita ugrađen u tok bazaltne lave, vulkan Mauna Kea, Havaji. Protok lave odvijao se neko vrijeme nakon što se diorit ohladio, podigao i erodirao. (Čekić za vagu) [SE]

Slika 8.6b Rip-up klase škriljevca ugrađene u pješčenjak formacije Gabriola, otok Gabriola, B.C. Komadi škriljevca su erodirali dok se taložio pješčenjak, pa je škriljevac stariji od pješčenjaka. [SE]

The princip međusobnih odnosa navodi da bilo koja geološka značajka koja presijeca ili ometa drugu značajku mora biti mlađa od značajke koja je poremećena. Primjer za to dan je na slici 8.7, koja prikazuje tri različita sedimentna sloja. Donji sloj pješčenjaka poremećen je za dva greške, pa možemo zaključiti da su rasjedi mlađi od tog sloja. No, čini se da se kvarovi ne nastavljaju u sloju ugljena, a zasigurno se ne nastavljaju u gornji pješčenjak. Dakle, možemo zaključiti da je sloj ugljena mlađi od rasjeda (jer ih ometa), a naravno da je gornji pješčenjak najmlađi od svih, jer leži na vrhu sloja ugljena.

Slika 8.7 Superpozicija i međusobni odnosi u stijenama kredne grupe Nanaimo u Nanaimu, B.C. Debljina ugljenog sloja je oko 50 cm. [SE]

Vježbe

Vježba 8.1 Međusobni odnosi


Ovdje prikazani izdanak (u zaljevu Horseshoe Bay, B.C.) ima tri glavne vrste stijena:

1. Buff / pink felsično nametljiva magmatska stijena prisutna je kao pomalo nepravilne mase koje se kreću od donjeg desnog do gornjeg lijevog dijela

2. Tamno sivi metamorfozirani bazalt

3. Svijetlosiva felsična nametljiva magmatska nasipa širine 50 cm koja se proteže od donjeg lijevog do srednjeg desnog dijela - pomak na nekoliko mjesta

Koristeći gore navedeni princip međusobnih odnosa, odredite relativnu starost ove tri vrste stijena.

(Gotovo okomite pruge miniraju bušene rupe. Slika je široka oko 7 m.) [SE fotografija]

An neprilagođenost represents an interruption in the process of deposition of sedimentary rocks. Recognizing unconformities is important for understanding time relationships in sedimentary sequences. An example of an unconformity is shown in Figure 8.8. The Proterozoic rocks of the Grand Canyon Group have been tilted and then eroded to a flat surface prior to deposition of the younger Paleozoic rocks. The difference in time between the youngest of the Proterozoic rocks and the oldest of the Paleozoic rocks is close to 300 million years. Tilting and erosion of the older rocks took place during this time, and if there was any deposition going on in this area, the evidence of it is now gone.

Figure 8.8 The great angular unconformity in the Grand Canyon, Arizona. The tilted rocks at the bottom are part of the Proterozoic Grand Canyon Group (aged 825 to 1,250 Ma). The flat-lying rocks at the top are Paleozoic (540 to 250 Ma). The boundary between the two represents a time gap of nearly 300 million years. [SE ]

There are four types of unconformities, as summarized in Table 8.1, and illustrated in Figure 8.9.

Unconformity Type Opis
Nonconformity A boundary between non-sedimentary rocks (below) and sedimentary rocks (above)
Angular unconformity A boundary between two sequences of sedimentary rocks where the underlying ones have been tilted (or folded) and eroded prior to the deposition of the younger ones (as in Figure 8.8)
Disconformity A boundary between two sequences of sedimentary rocks where the underlying ones have been eroded (but not tilted) prior to the deposition of the younger ones (as in Figure 8.7)
Paraconformity A time gap in a sequence of sedimentary rocks that does not show up as an angular unconformity or a disconformity

Table 8.1 The characteristics of the four types of unconformities

Figure 8.9 The four types of unconformities: (a) a nonconformity between non-sedimentary rock and sedimentary rock, (b) an angular unconformity, (c) a disconformity between layers of sedimentary rock, where the older rock has been eroded but not tilted, and (d) a paraconformity where there is a long period (millions of years) of non-deposition between two parallel layers. [SE ]


3.5 IGNEOUS ROCK FORMATION—INTRUSIVE VS. EXTRUSIVE

The different crystal sizes and presence or absence of glass in an igneous rock is primarily controlled by the rate of magma cooling. Magmas that cool below the surface of the earth tend to cool slowly, as the surrounding rock acts as an insulator, which slows the rate of cooling. Magma that stays below the surface of the earth can take tens of thousands of years to completely crystallize, depending on the size of the magma body. Upon inspection of this rock, you would see that it is composed of minerals that are large enough to see without the aid of a microscope. Any igneous rock sample that is considered to have a phaneritic texture (or porphyritic-phaneritic), is referred to as an intrusive rock, as it is derived from magma that intruded the rock layers but never reached the earth’s surface.

If magma reaches the earth’s surface, it is no longer insulated by the rocks around it and will cool rapidly. Magma that reaches the earth’s surface through a fissure or central vent will lose some of its dissolved gas and becomes lava, and any rock that forms from lava will have either an aphanitic texture due to fast cooling, or a glassy texture due to very fast cooling. Flowing lava may continue to release gas while cooling this is typical of mafic lava flows. If the lava hardens while these gases are bubbling out of the lava, a small hole or vesicle may form in the rock, the term “vesicular” is given to the rock to indicate the presence of these vesicles. For example, a basalt with vesicles is called vesicular basalt (Figure 3.7). These vesicles can be filled with a secondary mineral, such as quartz or calcite, long after the rock was formed these filled vesicles are known as “amygdaloids”, giving an amygdaloidal texture (e.g. Figure 3.8).

Figure 3.7 | An aphanitic mafic rock (basalt), with gas escape structures called vesicles. Arrow points to one vesicle that is

1cm in diameter. This is an example of another texture type, called vesicular texture, and the name of this rock is a vesicular basalt.
Source: Karen Tefend (2015) CC BY-SA 3.0 view source

Figure 3.8 | An aphanitic mafic rock (basalt) with amygdaloids, which are vesicles filled with a secondary mineral. Arrows point to amygdaloids that are both partially and completely filled. This is an example of another texture type, called amygdaloidal texture, and the name of this rock is an amygdaloidal basalt.
Source: Joyce M. McBeth (2018) CC BY 4.0 view source

Aphanitic rocks and rocks with a glassy texture are also known as extrusive igneous rocks, as the magma was extruded onto the surface of the earth. Porphyritic-aphanitic rocks are also considered to be extrusive rocks, as these rocks began crystallizing under the earth’s surface, forming visible crystals, but this magma later emerged onto the surface as lava, crystallizing to form an extrusive igneous rock with a porphyritic-aphanitic texture.

Figure 3.9 | Chart showing some common igneous rock textures and compositions. MCI is the mafic colour index, or the percentage of dark coloured ferromagnesian minerals present. Recall that any composition can be phaneritic, aphanitic, porphyritic or glassy. Vesicular texture is not as common and is only seen in some aphanitic rocks.
Source: Karen Tefend (2015) CC BY-SA 3.0 view source

A summary of the terms used to classify the igneous rocks are provided in Figure 3.9 in order to help with the identification of the igneous rock in this lab. Refer to the preceding figures for further help.


8. Prospecting

Grass roots exploration is the general term for the very initial stage of prospecting that starts from a zero base, that is, neither geological maps, nor aerial photos are available, and often not even topographic maps. Of these, my first experience was in Mozambique in 1972, when communication with the outside world was a very precarious land line and some times, when we were lucky, a fax, both by means of the post office at the nearest village, which was about 150 km away. I do not think it appropriate here, to go into the prospecting work itself which consists of mapping, sampling, drilling, data interpretation and synthesising. However, under advanced prospecting I will show some photos referring to sampling which overall, I think, takes most of the prospecting time.

8.1.1 Transport

In areas of grass roots exploration, most of the times even the main roads are simple tracks across the veld. Hence a tough reliable 4 wheel drive vehicle is fundamental as this example, still in Mozambique and which was my baptism of bundu bashing, indicates. Figure 143 shows the end of my successful attempt of taking my lovely car out of a river side mud bog. I was alone, and it took me 4 hours to get it out.

Figure 143 – Bogged down in deep Africa (Porto Amélia District, Mozambique).

Just for comparison purposes I also show the same kind of experience, but in Portugal in 1996 (fig. 144). This time it was easy, we only had to call the local farmer to bring his tractor and pull us out. So, not only was this in a different continent, but also 24 years later.

Figure 144 – Bogged down in paradise (Alentejo, Portugal).

What I want to make clear is that if I had the fancy comfortable white car in Africa, even today, it would take me perhaps weeks to get it out, if at all. This because today’s sophisticated jeeps have so many complicated electronic gismos that one needs to have a highly qualified, not just mechanic, but a well equipped garage within easy reach. Unfortunately I’m now considered too old by the powers that be, to continue prospecting. One thing is for sure though, if I did go, the jeep I would choose is the Indian manufactured Mahindra (fig. 145). It is incredibly robust and has a totally old fashioned simple, reliable engine that will go anywhere and the only assistance it needs is regular greasing and any simple mechanic assistant to deal with minor difficulties. Just as an interesting memory of my stay in India, notice the jeep’s front decorations with the string of flowers and the painted swastikas. This is a must to make sure the car is accepted by the gods.

Figure 145 – One of our local 4-wheel drive vehicles (Orissa, India).

8.1.2 Accommodations

Even in many remote parts of Africa it is often possible to organise a side farm building or similar locations to use as living and working quarters. When that is not possible, as in my stay in Angola, one has to organize camping facilities which must have a minimum of practicality and comfort. My full staff (fig. 146) consisted of one local geologist, one local person of the correct tribe and political affiliations, one overall organizer, two security guards (hence the guns), one cook with an assistant and two laborers. I was fortunate to find a very reliable and professional organizer, Vete Willy, who not only built our camp but also kept it going, always in impeccable conditions. He is not in the picture because, other than me, he was the only one capable of using the camera.

Figure 146 – My Angolan prospecting staff and me in the vicinity of our camp at Bentiaba.

I was working for a medium sized mining company but, not so far away, there was the camp of a very large mining group, who also had to arrange a camp and whose chief geologist I became acquainted with. Since I have pictures of both camps it is interesting to put them side by side. The dimension difference is impressive. Two of my whole camps (fig. 147)

Figure 147 – The entrance to my prospecting camp (Bentiaba, Angola).

would fit within the entrance area of the other camp (fig. 148). Or putting it another way, when there are funds, much more can be done in a much shorter period, and in much more efficient working conditions.

Figure 148 – Camp site entrance of a large mining group and the chief geologist’s caravan (Caama region, Angola)

The fleet difference is also striking. Figure 149 shows my two cars,

Figure 149 – My camp, and whole vehicle fleet, my tent and the office (Bentiaba, Angola).

and figure 150 shows part of the, let us call opposition, fleet. Also shown in my camp is my tent in the foreground and the office tent in the middle ground. Fortunately this little office was strictly for rough work. We did have a comfortable house and office at the nearest town.

Figure 150 – Partial vehicle fleet of the opposition (Caama region, Angola).

Going now to the eating facilities, the comparison continues to be striking. Not only is there a great difference in space, but also the accommodation and the furniture. My little dining hut (fig. 151) was built with the minimum of the essentials.

Figure 151 – The dining room of my camp (Bentiaba, Angola).

The other one even had a TV, with its dish aerial at the left edge of figure 152 . One must be fair though, I did have a satellite phone and it worked pretty well. It was not as bad as in Mozambique but, after all, I was in Angola in 1997/8, that is, 26 years later.

Figure 152 – The dining facilities of the opposition (Caama region, Angola).

Finally, the ablution facilities. Our toilet (fig. 153) was the long drop method and to reduce unpleasant smells it was sufficiently far away, outside the camp area and on the correct side of the prevaling winds.

Figure 153 – My camp’s toilet facilities (Bentiaba, Angola).

Notice that the opposition even had a water pump so that one could have a nice cleansing shower at the end of the day (fig. 154). In my case, to wash we had to go to the nearby river and use the remaining water pools during the dry season. I will never forget though, the most enjoyable showers I had. During the rainy season it practically rained every day, and often late in the afternoon, that is, at the correct time to clean all the work day dirt and sweat. I would undress in my tent, come out with the soap and use the rain as a shower. It was divinely refreshing and it lasted long enough for me to complete the job. It is definitely a lovely memory.

Figure 154 – The oppositions ablutions area (Caama region, Angola).

8.2 ADVANCED PROSPECTING

8.2.1 In the Field

After basic geological mapping, trenching is often used, especially over areas with poor or no outcrop. Additional geological mapping is done along them and, when applicable, tentative initial trench sampling will also be considered (fig. 155).

Figure 155 – Trenching along very weathered strata (Trás-os-Montes, Portugal)

Nowadays, after detailed mapping as well as soil, trench and rock outcrop sampling, if the indications are positive a drilling programme will be planned. In the old days short underground adits into the hill sides would be cut or, in flatter areas they would sink small shafts from which adits would be cut, generally along strike. In present day prospecting sites it is frequent to encounter such old workings. Since geologists are eternal optimists, the assumption is that whoever was there before did not prospect well enough or, most likely, the price of the resource concerned was not high enough to make the venture viable at that stage. Obviously, these old workings are always very closely scrutinized since they will add valuable data at practically no additional cost (fig 156).

Figure 156 – Preparing to go down a prospecting shaft (Alentejo, Portugal).

Returning to the rock outcrop sampling, it is most advantageous where the outcrop is good and continuos, since it is much cheaper than drilling. In the old days the sampling was done by chipping the rock with a chisel and hammer but now there are diamond circular saws that do not need water to cool. It makes the exercise much simpler and faster, although a bit dusty, hence the masks (fig. 157).

Figure 157 – Sampling team at work (Boula, India).

Figure 158 shows the sample groove and respective number.

Figure 158 – Sample groove and respective number (Boula, India).

At this stage, if all indications are positive, a drilling programme is planned and budgeted. It is now fundamental to prepare a yard to store the drilling core and also a sample preparation laboratory where the samples can be cut crushed quartered, a portion sent to an assaying laboratory and the remainder kept for potential future use (fig. 159). Naturally this sample laboratory must have all the necessary equipment to prevent contamination. For the more basic prospecting facilities the core is simply split and half is sent for assaying.

Figure 159 – Initial stage of preparation of future core shed, left, and sample preparation lab, right (Boula, India).

Drilling especially in new areas, is done not only for sampling purposes, but primarily to assist with the identification and interpretation of the rock assemblage where the ore is located. For that, not only must each hole be meticulously geologically logged, but more important still, when sufficient holes have been drilled, the core of as many of the holes as possible, must be laid side by side to facilitate in the identification and correlation of the constituents present, in order to determine the local stratigraphy, hence the need for a large yard. Figure 160 is the core yard where I was fortunate enough, at a very early period of my career, to be present during the initial stages of a diamond drilling programme in the Bushveld Igneous Complex and assist a very capable senior colleague. His good understanding of the stratigraphic principals lead to the identification of all the individual units immediately above and below the Marensky Reef (item 2.3 Magmatic Differentiation), so necessary for a successful final synthesis.

Figure 160 – Very well planned Core shed and yard (Springs, South Africa).

8.2.2 In the Mine

Prospecting is not done only to find new ore resources in new areas. Within a working mine prospecting must continue throughout its life time to maintain a detailed advanced knowledge of the location and grade of the ore ahead of the working face. For this, in the Witwatersrand gold mines, there was a continuous diamond drilling programme at the faces of all advancing development drives.

Also, within already working mines a possibility might occur requiring the reevaluation of an additional existing mineral which was previously considered uneconomical. This is what happened at a chrome mine at Boula in India, where platinum was identified and it was hoped it might have sufficient grade to be exploited as well. The first step to ascertain this possibility was to sample the chromite waste dumps (fig. 161). The little markers seen all over the stone pile actually form a well delineated sampling grid. It is possible that the sampling method selected, which only used chips cut from every piece of rock within the delineated square might not be adequate, but that is how it was done. The next stage was to sample the chromite ore exposed at the open cast pit (fig. 157). This would be followed by a drilling programme for which the necessary core shed and sampling lab were already being prepared (fig. 159). At that stage I left the project.

Figure 161 – Chrome mine waste dump sampled for platinum (white tags on little metal rods) (Boula, India).

8.2.3 Sampling

As already mentioned, sampling is a vital part of prospecting without which a factual synthesis is not possible. Thus, its correctness and reliability is fundamental. Even though figures 162 and 163 actually represent stope sampling for grade control in a mine, they are good examples to show the basic importance of strictly adhering to a statistically predetermined grid. The yellow lines are actually the markings of each sample. When I left the gold mines the hammer and chisel chipping method was still being used, hence the shape of the area to be sampled. Careful examination of figure 162 shows very nice looking buckshot pyrite just to the left of the sampling line. This means good gold values, because there was a direct relationship between buckshot and gold. Since there is no buckshot at the sample location, its gold value will most likely be poor. However, if the sampling position is moved to include the buckshot, we are no longer dealing with a statistically valid sample but rather with a bias grab specimen.

Figure 162 – Underground single channel sampling for gold in the Witwatersrand, South Africa.

In figure 163 we are dealing with an ore horizon consisting of various conglomerate bands separated by quartzite, termed internal waste because, as it should be expected, it never carried any gold. In the present case, for a detailed study and considering the abrupt changes in thickness of the conglomerates the sampling zone consists of four adjoining sections.

Figure 163 – Underground detailed sampling for gold in the Witwatersrand, South Africa.


Request permission to reuse content from this site

1 Introduction and Occurrence.

1.1 The Importance of Fieldwork.

1.2 The Global Picture – Igneous Rocks in Relation to Regional Tectonics.

1.3 Mode of Occurrence of Igneous Bodies.

2 Field Skills and Outcrop Structures.

2.2 Preparing Maps and Basic Mapping.

2.3 Notebooks and Data Recording.

2.4 Primary Outcrop Structures.

2.5 Secondary or Late Stage Outcrop Structures.

2.6 Outcrop Contact Relationships.

2.7 Summary of Igneous Outcrop Descriptions.

3 Igneous Textures and Classification.

3.2 Colour and Composition.

3.3 Texture, Grain-Size/Shape and Fabric.

3.4 Mineral Identification.

3.5 Naming and Classification.

4 Volcanics 1 – Lava Flows.

4.1 Lava Flow Emplacement Mechanisms.

4.2 A Compositional Divide for Lava Flows.

4.3 Mafic/Basaltic Lava Flows.

4.5 Pillow Lavas and Hyaloclastites.

5 Volcanics 2 – Pyroclastic Rocks.

5.1 Structures, Textures and Classification.

5.2 Pyroclastic Flows and Ignimbrites.

5.4 Water/Magma and Sediment/Magma Interactions.

6 Shallow-Level Intrusions.

6.2 Working Out Emplacement History.

6.3 Volcanic Plugs and Diatremes.

6.4 High-Level Subvolcanic Intrusions.

7.2 General Features and Occurrence.

7.4 Internal Structures and Textures.

7.7 Distinctive Granitoid Textures.

7.9 Summary of the Field Characteristics of Granitic Complexes.

8.1 General Features and Occurrence.

8.2 Continental Mafic-Ultramafic Intrusions.

8.5 Summary of the Field Characteristics of Mafic-Ultramafic Intrusions.

9 Magma Mixing and Mingling.

9.4 Synplutonic Dykes and Sills.

9.5 Magma Mingling in Subvolcanic and Volcanic Environments.

10 Mineralisation and Geotechnical Properties.

10.1 Mineralisation and Key Minerals.

10.2 Mineralisation in Layered Mafic Intrusions.

10.3 Geotechnical Properties of Igneous Rocks.

10.4 Rock Mass Classification.


Glossary

Calcareous – Contains calcium carbonate (calcite) or calcium-magnesium carbonate (dolomite). Will fizz when dilute hydrochloric acid (HCl) is placed on a sample. Calcite will fizz vigorously. Dolomite will fizz gently. Limestone, dolomite, and marble are common calcareous rocks. Other rocks may also be calcareous.

Claystone – A sedimentary rock in which more than 50 percent of the particles are less than 0.00015 inches in diameter. Grains are too small to be visible as individuals, giving the rock a smooth appearance. It looks like clay that has been hardened into rock. It does not have the fine layering of shale.

Coal – A black, relatively lightweight rock composed of accumulations of plant matter converted by pressure and heat.

Conglomerate – A sedimentary rock with rounded pebbles that are greater than 0.08 inches in diameter. It has an appearance somewhat like concrete, with pebbles cemented together by finer-grained material.

Dolomite – A sedimentary rock composed of magnesium (Mg), calcium (Ca) and carbonate (CO3). Also called dolostone. It reacts to dilute hydrochloric acid, but not as vigorously as will limestone or marble. Surfaces that have been powdered by scratching (or by scraping during drilling) may react more readily. Dolomite is generally gray or tan in color. Grain size ranges from small, visible crystals to grains that are too small to see individually.

Dike – A tabular body of igneous rock that cuts across the bedding or foliation of the surrounding rock. Most dikes in Pennsylvania are composed of diabase, a dark-colored igneous rock.

Foliated – A property of metamorphic rocks where a planar feature exists, either due to the orientation of platy grains, or the separation of different minerals into bands. Foliated rocks include slate, phyllite, schist, and gneiss.

Gneiss – A metamorphic rock characterized by alternating light and dark-colored bands. Color is determined by the minerals present in each layer. One color usually predominates, such that a gneiss can be categorized as either a light crystalline rock or a dark crystalline rock. The mineral grains in a gneiss are large enough to be easily visible. Most of the grains are relatively equidimensional, meaning that they are more like little chunks than like plates or sheets.

Limestone – A sedimentary rock composed of calcium (Ca) and carbonate (CO3). Its most obvious defining characteristic is that it reacts vigorously to dilute hydrochloric acid. Limestone is generally gray or tan in color, although they can be dark gray or black. Grain size ranges from small, visible crystals to grains that are too small to see individually. Limestone may contain fragments of fossil shells.

Marble – Metamorphosed limestone and dolomite. Marble is composed of large crystals of calcite or dolomite that sparkle when light reflects off of their flat surfaces. In Pennsylvania, marble is white or very light gray, and generally contains flakes of golden-brown or white mica. It reacts to dilute hydrochloric acid. Marble can be scratched by a knife.

Mica – A series of minerals that form thin sheets. Mica is found as layers in schist, phyllite, and some gneisses, and as flakes in marble and some sandstones. Several varieties that are common in Pennsylvania are white (usually appears silver-gray), black, or golden-brown. Mica has a glassy or metallic appearance.

Phyllite – A fine-to-medium grained, layered metamorphic rock. Mica grains are just large enough to be visible. Rock surfaces are smooth and have a satiny sheen. Layers tend to be fairly planar, and the rock splits easily along them. The most common colors are silvery gray or greenish gray.

Quartzite – A very hard rock composed almost entirely of quartz. In the metamorphic variety, quartz grains are interlocked like puzzle pieces. Grains are usually relatively large. In the sedimentary variety, sand-sized quartz grains are cemented together by fine-grained material of the same composition. Quartzite is generally white or beige. Quartzite is harder than steel and cannot be scratched by a knife.

Sandstone – A sedimentary rock in which more than 50 percent of its particles are sand-sized (0.002–0.08 inches in diameter). It looks like sand held together by cement. Sandstones can be found in a variety of shades of white, red, green, and gray.

Schist – A metamorphic rock dominated by coarse-grained mica arranged in layers. The layers tend to be wavy or bumpy, and separated by granular layers usually dominated by quartz. Large crystals of other minerals are common. One of these other minerals is garnet – dark red, rounded, pinhead- to pea-sized or larger. Rock surfaces have a shiny, sparkly, or sequined appearance. Schist usually appears silver-gray due to the abundant mica.

Shale – A finely layered sedimentary rock similar in grain size to claystone, but that breaks out into thin sheets or plates parallel to the layers. Shale is found in many shades of gray, black, red, and green.

Siltstone – A sedimentary rock in which more than 50 percent of its particles are silt-size (0.00015–0.002 inches in diameter). Visually indistinguishable from shale and claystone, it feels slightly gritty between the teeth.

Slate – A very fine-grained layered metamorphic rock that splits into thin sheets. Grains are too small to be individually visible, giving the rock a smooth appearance. Surfaces are dull and tend to be absolutely flat. The most common colors are black and shades of gray. Slate is commonly used for roofing and pavers. In Pennsylvania, slate is found ONLY in the southeastern quarter of the state. The most important locations are in Lehigh, Northampton, York, and Lancaster Counties. Lesser occurrences are in Adams, Berks, Carbon, Dauphin, and Lebanon Counties.


Gledaj video: Izdvojeno. - Predstavljen Hrvatski iseljenički zbornik 2019. (Listopad 2021).