Риолит ( / ˈ r aɪ . ə l aɪ t / RY -ə-lyte ) [1] [2] [3] [4] является наиболее богатой кремнеземом вулканической породой . Он, как правило, стекловидный или мелкозернистый ( афанитовый ) по текстуре , но может быть порфировым , содержащим более крупные минеральные кристаллы ( фенокристаллы ) в мелкозернистой основной массе . Минеральная ассоциация преимущественно состоит из кварца , санидина и плагиоклаза . Это экструзивный эквивалент гранита .
Высокое содержание кремния делает риолитовую магму чрезвычайно вязкой . Это благоприятствует взрывным извержениям , а не эффузивным , поэтому этот тип магмы чаще извергается в виде пирокластических пород , чем в виде потоков лавы . Риолитовые туфы пепловых потоков являются одними из самых объемных континентальных магматических образований.
Риолитовый туф широко использовался в строительстве. Обсидиан , который является риолитовым вулканическим стеклом , использовался для изготовления инструментов с доисторических времен и до наших дней, поскольку его можно обрабатывать до чрезвычайно острых краев. Риолитовая пемза находит применение в качестве абразива , в бетоне и в качестве почвенной добавки .
Риолит — это экструзивная магматическая порода, образованная из магмы, богатой кремнеземом , которая выдавливается из вулканического жерла, чтобы быстро остыть на поверхности, а не медленно в недрах. Он, как правило, светлого цвета из-за низкого содержания в нем темноцветных минералов, и он, как правило, очень мелкозернистый ( афанитовый ) или стекловидный . [5]
Излившаяся магматическая порода классифицируется как риолит, когда кварц составляет от 20% до 60% по объему от общего содержания кварца, щелочного полевого шпата и плагиоклаза ( QAPF ), а щелочной полевой шпат составляет от 35% до 90% от общего содержания полевого шпата. Фельдшпатоиды отсутствуют. Это делает риолит экструзивным эквивалентом гранита. Однако, хотя IUGS рекомендует классифицировать вулканические породы на основе их минерального состава, когда это возможно, вулканические породы часто стекловидные или настолько мелкозернистые, что идентификация минералов нецелесообразна. Затем породу необходимо классифицировать химически на основе содержания в ней кремнезема и оксидов щелочных металлов (K2O плюс Na2O ) . Риолит содержит большое количество кремнезема и общих оксидов щелочных металлов, что помещает его в поле R диаграммы TAS . [6] [7] [8] [9] : 140–146
Щелочной полевой шпат в риолитах — это санидин или, реже, ортоклаз . Он редко бывает анортоклазом . Эти минералы полевого шпата иногда присутствуют в виде вкрапленников. Плагиоклаз обычно богат натрием ( олигоклаз или андезин ). Кристобалит и тридимит иногда присутствуют вместе с кварцем. Биотит , авгит , фаялит и роговая обманка являются обычными акцессорными минералами. [5]
Из-за высокого содержания кремнезема и низкого содержания железа и магния риолитовые магмы образуют высоковязкие лавы . [9] : 23–26 В результате многие извержения риолитов являются высоковзрывными, и риолиты чаще встречаются в виде пирокластических пород , чем в виде потоков лавы . [10] : 22 Туфы риолитовых пепловых потоков являются единственными вулканическими продуктами, объемы которых соперничают с объемами базальтовых потоков . [9] : 77 Риолиты также встречаются в виде брекчий или в виде лавовых куполов , вулканических пробок и даек . [11] [12] [9] : 71–72 Риолитовые лавы извергаются при относительно низкой температуре от 800 до 1000 °C (от 1470 до 1830 °F), что значительно холоднее базальтовых лав, которые обычно извергаются при температуре от 1100 до 1200 °C (от 2010 до 2190 °F). [9] : 20
Риолиты, которые охлаждаются слишком быстро для роста кристаллов, образуют природное стекло или витрофир, также называемый обсидианом . [13] Более медленное охлаждение образует микроскопические кристаллы в лаве и приводит к таким текстурам, как расслоение потока , сферолитовые , узловые и литофизарные структуры. Некоторые риолиты представляют собой высокопузырчатую пемзу . [ 5]
Перщелочные риолиты (риолиты, необычно богатые щелочными металлами) включают комендит и пантеллерит . [14] Перщелочность оказывает значительное влияние на морфологию и минералогию лавового потока , так что перщелочные риолиты могут быть в 10–30 раз более текучими, чем типичные известково-щелочные риолиты. В результате их повышенной текучести они способны образовывать мелкомасштабные складки потока, лавовые трубки и тонкие дайки. Перщелочные риолиты извергаются при относительно высоких температурах более 1200 °C (2190 °F). Они включают бимодальные щитовые вулканы в горячих точках и разломах (например, хребет Рейнбоу , хребет Ильгачуз и гора Левел в Британской Колумбии , Канада). [15]
Извержения риолитовой лавы относительно редки по сравнению с извержениями менее кислых лав. С начала 20-го века было зафиксировано всего четыре извержения риолита: на вулкане пролива Св. Эндрю в Папуа-Новой Гвинее и на вулкане Новарупта на Аляске , а также на вулканах Чайтен и Кордон Каулье на юге Чили . [16] [17] Извержение Новарупты в 1912 году было крупнейшим вулканическим извержением 20-го века, [18] и началось с эксплозивного вулканизма, который позже перешел в эффузивный вулканизм и образование риолитового купола в жерле. [19]
Риолитовые магмы могут быть получены путем магматической дифференциации более мафической (бедной кремнеземом) магмы, посредством фракционной кристаллизации или путем ассимиляции расплавленной коровой породы ( анатексис ). Ассоциации андезитов , дацитов и риолитов в схожих тектонических обстановках и со схожим химическим составом предполагают, что риолитовые элементы были образованы путем дифференциации базальтовых магм мантийного происхождения на небольших глубинах. В других случаях риолит, по-видимому, является продуктом плавления коровой осадочной породы. [10] : 21 Водяной пар играет важную роль в понижении температуры плавления кремниевой породы, [10] : 43 и некоторые риолитовые магмы могут иметь содержание воды до 7–8 весовых процентов. [20] [21] : 44
Высококремнистый риолит (HSR) с содержанием кремния от 75 до 77,8% SiO 2 образует отличительную подгруппу внутри риолитов. HSR являются наиболее развитыми из всех магматических пород, с составом, очень близким к эвтектике водонасыщенного гранита и с экстремальным обогащением большинства несовместимых элементов . Однако они сильно обеднены стронцием , барием и европием . Они интерпретируются как продукты многократного плавления и замерзания гранита в недрах. HSR обычно извергаются во время крупных кальдерных извержений. [22]
Риолит распространен вдоль конвергентных границ плит , где плита океанической литосферы погружается в мантию Земли под перекрывающую океаническую или континентальную литосферу . Иногда он может быть преобладающим типом магматической породы в этих условиях. Риолит более распространен, когда перекрывающая литосфера является континентальной, а не океанической. Более толстая континентальная кора дает поднимающейся магме больше возможностей для дифференциации и ассимиляции коровой породы. [23]
Риолит был найден на островах, удаленных от суши, но такие океанические проявления редки. [24] Толеитовые магмы, извергающиеся на вулканических океанических островах, таких как Исландия , иногда могут дифференцироваться вплоть до риолита, и около 8% вулканических пород в Исландии - это риолит. Однако это необычно, и на Гавайских островах (например) нет известных проявлений риолита. Щелочные магмы вулканических океанических островов очень редко дифференцируются вплоть до перщелочных риолитов, но дифференциация обычно заканчивается трахитом . [ 25]
Небольшие объемы риолита иногда извергаются вместе с базальтовыми потоками на поздних этапах их истории, где развиваются центральные вулканические комплексы. [26]
Название риолит было введено в геологию в 1860 году немецким путешественником и геологом Фердинандом фон Рихтгофеном [27] [28] [29] от греческого слова rhýax («поток лавы») [30] и суффикса названия породы «-lite». [31]
В доисторические времена в Северной Америке риолит активно добывался на территории современной восточной Пенсильвании . Среди ведущих карьеров был карьер Карбо Ран Риолит в округе Адамс . Там риолит добывали с 11 500 лет назад. [32] Тонны риолита продавались через полуостров Делмарва , [32] потому что риолит сохранял остроту при скалывании и использовался для изготовления наконечников копий и стрел. [33]
Обсидиан обычно имеет риолитовый состав и использовался для изготовления инструментов с доисторических времен. [34] Обсидиановые скальпели исследовались на предмет использования в тонкой хирургии. [35] Пемза, также обычно имеющая риолитовый состав, находит важное применение в качестве абразива , в бетоне , [36] и в качестве почвоулучшителя . [37] Риолитовый туф широко использовался для строительства в Древнем Риме [38] и использовался в строительстве в современной Европе. [21] : 138
