stringtranslate.com

Риолит

Риолит ( / ˈr aɪ . ə l aɪ t / RY -ə-lyte ) [1] [2] [3] [4] — самая богатая кремнеземом из вулканических пород . Обычно он имеет стекловидную или мелкозернистую ( афанитовую ) текстуру , но может быть порфировым , содержащим более крупные минеральные кристаллы ( фенокристы ) в мелкозернистой основной массе . Минеральный комплекс представлен преимущественно кварцем , санидином и плагиоклазом . Это экструзионный эквивалент гранита .

Высокое содержание кремнезема делает риолитовую магму чрезвычайно вязкой . Это благоприятствует взрывным извержениям , а не эффузивным извержениям , поэтому этот тип магмы чаще извергается в виде пирокластических пород , чем в виде потоков лавы . Риолитовые пепловые туфы относятся к числу наиболее объемных континентальных магматических образований.

Риолитовый туф широко использовался в строительстве. Обсидиан , представляющий собой риолитовое вулканическое стекло , использовался для изготовления инструментов с доисторических времен до наших дней, поскольку ему можно придать чрезвычайно острую форму. Риолитовая пемза находит применение в качестве абразива в бетоне и в качестве удобрения почвы .

Описание

Диаграмма QAPF с выделенным месторождением риолита
Диаграмма TAS с выделенным полем риолита

Риолит — это экструзивная магматическая порода, образовавшаяся из магмы, богатой кремнеземом , которая выдавливается из жерл вулкана для быстрого охлаждения на поверхности, а не медленного в недрах. Обычно он имеет светлый цвет из-за низкого содержания темноцветных минералов и обычно очень мелкозернистый ( афанитовый ) или стекловидный . [5]

Экструзивная магматическая порода классифицируется как риолит, если 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 по возможности классифицировать вулканические породы на основе их минерального состава, вулканические породы часто являются стекловидными или настолько мелкозернистыми, что идентификация минералов нецелесообразна. Затем породу необходимо классифицировать по химическому составу на основе содержания в ней кремнезема и оксидов щелочных металлов ( K 2 O плюс Na 2 O ). Риолит богат кремнеземом и общим количеством оксидов щелочных металлов, что помещает его в поле R на диаграмме TAS . [6] [7] [8] [9] : 140–146 

Щелочной полевой шпат в риолитах — санидин или, реже, ортоклаз . Редко это анортоклаз . Эти минералы полевого шпата иногда присутствуют в виде вкрапленников. Плагиоклаз обычно богат натрием ( олигоклаз или андезин ). Вместе с кварцем иногда присутствуют кристобалит и тридимит . Биотит , авгит , фаялит и роговая обманка — распространенные акцессорные минералы. [5]

Геология

Из-за высокого содержания кремнезема и низкого содержания железа и магния риолитовые магмы образуют высоковязкие лавы . [9] : 23–26  В результате многие извержения риолита имеют высокую взрывную силу, и риолит чаще встречается в виде пирокластических пород , чем в виде потоков лавы . [10] : 22  Туфы риолитовых пепловых потоков являются единственным вулканическим продуктом, объемы которого могут соперничать с объемами трапповых базальтов . [9] :77  Риолиты также встречаются в виде брекчий или в лавовых куполах , вулканических пробках и дайках . [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, чем базальтовые лавы, которые обычно извергаются при температурах от 1100 до 1200 °C. °C (от 2010 до 2190 °F). [9] : 20 

Риолиты, которые охлаждаются слишком быстро, чтобы вырастить кристаллы , образуют природное стекло или витрофир, также называемый обсидианом . [13] Медленное охлаждение образует микроскопические кристаллы в лаве и приводит к появлению таких текстур, как слоения потока , сферолитовые , узелковые и литофизальные структуры. Некоторые риолиты представляют собой сильно везикулярную пемзу . [5]

К перщелочным риолитам (риолитам, необычайно богатым щелочными металлами) относятся комендит и пантеллерит . [14] Щелочная среда оказывает существенное влияние на морфологию и минералогию потока лавы , так что щелочные риолиты могут быть в 10–30 раз более жидкими, чем типичные известково-щелочные риолиты. В результате своей повышенной текучести они способны образовывать мелкомасштабные складки потока, лавовые трубки и тонкие дайки. Щелочные риолиты извергаются при относительно высоких температурах - более 1200 ° C (2190 ° F). Они включают бимодальные щитовые вулканы в горячих точках и разломах (например, Рейнбоу-Рейндж , Ильгачуз и Левел-Маунтин в Британской Колумбии , Канада). [15]

Извержения риолитовой лавы относительно редки по сравнению с извержениями менее кислых лав. С начала XX века зарегистрировано всего четыре извержения риолита: на вулкане пролива Святого Андрея в Папуа-Новой Гвинее и вулкане Новарупта на Аляске , а также на вулканах Чайтен и Кордон-Колле на юге Чили . [16] [17] Извержение Новарупты в 1912 году было крупнейшим извержением вулкана 20-го века, [18] и началось с эксплозивного вулканизма, который позже перешел в эффузивный вулканизм и образование риолитового купола в жерле. [19]

Петрогенез

Риолитовые магмы могут образовываться путем магматической дифференциации более основной (бедной кремнеземом) магмы, путем фракционной кристаллизации или путем ассимиляции расплавленных пород земной коры ( анатексис ). Ассоциации андезитов , дацитов и риолитов в схожих тектонических условиях и со сходным химическим составом позволяют предположить, что риолитовые пачки образовались в результате дифференциации базальтовых магм мантийного происхождения на небольших глубинах. В других случаях риолит представляется продуктом плавления коровых осадочных пород. [10] : 21  Водяной пар играет важную роль в понижении температуры плавления кислых пород, [10] : 43  , а некоторые риолитовые магмы могут иметь содержание воды до 7–8 весовых процентов. [20] [21] : 44 

Высококремнеземистый риолит (HSR) с содержанием кремнезема от 75 до 77,8% SiO 2 образует особую подгруппу риолитов. ВСР — наиболее развитые из всех магматических пород, имеющие состав, очень близкий к водонасыщенной гранитной эвтектике и чрезвычайно обогащенный большинством несовместимых элементов . Однако они сильно обеднены стронцием , барием и европием . Их интерпретируют как продукты многократного плавления и замерзания гранита в недрах. HSR обычно извергаются в виде крупных кальдерных извержений. [22]

Вхождение

Риолит распространен вдоль границ сходящихся плит , где плита океанической литосферы погружается в мантию Земли под перекрывающую океаническую или континентальную литосферу . Иногда это может быть преобладающий тип магматической породы в этих условиях. Риолит чаще встречается, когда преобладающая литосфера континентальная, а не океаническая. Более толстая континентальная кора дает поднимающейся магме больше возможностей дифференцировать и ассимилировать породы коры. [23]

Риолит находили на островах вдали от суши, но такие океанические явления редки. [24] Толеитовая магма, извергающаяся на вулканических океанских островах, таких как Исландия , иногда может дифференцироваться вплоть до риолита, и около 8% вулканических пород в Исландии представляет собой риолит. Однако это необычно, и на Гавайских островах (например) нет известных месторождений риолита. Щелочные магмы вулканических океанских островов очень редко дифференцируются вплоть до щелочных риолитов, но дифференциация обычно заканчивается трахитом . [25]

Небольшие объемы риолита иногда извергаются вместе с паводковыми базальтами на поздних стадиях их истории и там, где развиваются центральные вулканические комплексы. [26]

Имя

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 «- облегченный». [31]

Использование

В доисторические времена Северной Америки риолит широко добывался на территории нынешней восточной Пенсильвании . Среди ведущих карьеров был риолитовый карьер Карбо Ран в округе Адамс . Риолит добывали здесь еще 11 500 лет назад. [32] Тонны риолита продавались через полуостров Дельмарва , [32] потому что риолит сохранял остроту при ударе 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 деликатной хирургии. [35] Пемза, также обычно риолитового состава, находит важное применение в качестве абразива , в бетоне , [36] и в качестве добавки к почве . [37] Риолитовый туф широко использовался в строительстве в Древнем Риме [38] и использовался в строительстве в современной Европе. [21] : 138 

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Уэллс, Джон К. (2008). Словарь произношения Лонгмана (3-е изд.). Лонгман. ISBN 978-1-4058-8118-0.
  2. ^ "риолит". Dictionary.com Полный (онлайн). nd
  3. ^ "риолит". Словарь Merriam-Webster.com . Проверено 10 июля 2012 г.
  4. ^ "риолит". Словарь английского языка американского наследия (5-е изд.). ХарперКоллинз.
  5. ^ abc Блатт, Харви; Трейси, Роберт Дж. (1996). Петрология: магматические, осадочные и метаморфические (2-е изд.). Нью-Йорк: WH Freeman. стр. 55, 74. ISBN. 0716724383.
  6. ^ Ле Бас, MJ; Стрекайзен, Ал. (1991). «Систематика магматических пород МСГС». Журнал Геологического общества . 148 (5): 825–833. Бибкод : 1991JGSoc.148..825L. CiteSeerX 10.1.1.692.4446 . дои : 10.1144/gsjgs.148.5.0825. S2CID  28548230. 
  7. ^ «Схема классификации горных пород - Том 1 - Магматические породы» (PDF) . Британская геологическая служба: Схема классификации горных пород . 1 :1–52. 1999.
  8. ^ «Классификация магматических пород». Архивировано из оригинала 30 сентября 2011 года.
  9. ^ abcde Филпоттс, Энтони Р.; Аг, Джей Дж. (2009). Основы магматической и метаморфической петрологии (2-е изд.). Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета. ISBN 9780521880060.
  10. ^ abc Фишер, Ричард В.; Шминке, Х.-У. (1984). Пирокластические породы . Берлин: Springer-Verlag. ISBN 3540127569.
  11. ^ Хэнсон, Ричард Э.; Швайкерт, Ричард А. (1 ноября 1982 г.). «Охлаждение и брекчирование девонского риолитового порога, внедрившегося во влажные отложения, Северная Сьерра-Невада, Калифорния». Журнал геологии . 90 (6): 717–724. Бибкод : 1982JG.....90..717H. дои : 10.1086/628726. S2CID  128948336.
  12. ^ Заклинание, Терри Л.; Кайл, Филип Р. (1989). «Петрогенез риолитов Члена Валле-Гранде, кальдера Валлес, Нью-Мексико: последствия для эволюции магматической системы гор Джемез». Журнал геофизических исследований: Solid Earth . 94 (Б8): 10379–10396. Бибкод : 1989JGR....9410379S. дои : 10.1029/JB094iB08p10379.
  13. ^ Раймонд, Лорен А. (1997). Петрология: изучение магматических, осадочных, метаморфических пород (Полная адаптированная версия под ред.). Дубьюк, Айова: McGraw-Hill Companies, Inc., с. 27. ISBN 0697413403.
  14. ^ Мбову, Гбамби Исаак Бертран; Лагмет, Клавдиал; Номад, Себастьян; Нгунун, Исмаила; Дерюэль, Бернар; Оненштеттер, Дэниел (2012). «Петрология позднемеловых перщелочных риолитов (пантеллерита и комендита) из озера Чад, Центральная Африка». Журнал геонаук . 57 : 127. doi : 10.3190/jgeosci.118 . ISSN  1802-6222.
  15. ^ Вуд, Чарльз А.; Кинле, Юрген (2001). Вулканы Северной Америки: США и Канада. Кембридж , Англия: Издательство Кембриджского университета . стр. 123. 131, 132, 133. ISBN. 0-521-43811-Х.
  16. ^ Уилсон, CJ (2011). Взгляд на действие риолитовых эксплозивных извержений и их магматических источников. Осеннее собрание Американского геофизического союза 2011 г. Тезисы осеннего собрания AGU . Том. 2011. Американский геофизический союз . стр. V42A–01. Бибкод : 2011AGUFM.V42A..01W. абстрактный идентификатор. В42А-01 . Проверено 27 октября 2020 г.
  17. ^ Магналл, Н.; Джеймс, MR; Таффен, Х.; Вай-Браун, К. (2017). «Размещение потока риолитовой лавы с ограниченным охлаждением: сходство с потоками базальтовой лавы». Границы в науках о Земле . 5 : 44. Бибкод :2017FrEaS...5...44M. дои : 10.3389/feart.2017.00044 . S2CID  12887930.
  18. ^ Фирштейн, Джуди ; Хилдрет, Уэс ; Хендли, Джеймс В. II; Стауффер, Питер Х. (1998). «Может ли произойти еще одно великое извержение вулкана на Аляске?». Информационный бюллетень Геологической службы США 075-98 . Версия 1.0. Геологическая служба США . Проверено 10 сентября 2008 г.
  19. ^ Нгуен, Чинь Т.; Гоннерманн, Хельге М.; Хоутон, Брюс Ф. (август 2014 г.). «Переход от взрыва к излиянию во время крупнейшего извержения вулкана 20-го века (Новарупта, 1912 год, Аляска)» (PDF) . Геология . 42 (8): 703–706. Бибкод : 2014Geo....42..703N. дои : 10.1130/G35593.1. S2CID  129328343. Архивировано из оригинала (PDF) 19 февраля 2020 г.
  20. ^ Юарт, А.; Хилдрет, В .; Кармайкл, ISE (1 марта 1975 г.). «Четвертичная кислая магма в Новой Зеландии». Вклад в минералогию и петрологию . 51 (1): 1–27. Бибкод : 1975CoMP...51....1E. дои : 10.1007/BF00403509. S2CID  129102186.
  21. ^ Аб Шминке, Ганс-Ульрих (2003). Вулканизм . Берлин: Шпрингер. ISBN 9783540436508.
  22. ^ Вольф, Дж. А.; Рамос, ФК (1 февраля 2014 г.). «Процессы в кальдерообразующей высококремнистой риолитовой магме: изотопная систематика Rb-Sr и Pb пачки Отови туфа Банделье, кальдера Валлес, Нью-Мексико, США». Журнал петрологии . 55 (2): 345–375. doi : 10.1093/petrology/egt070.
  23. ^ Philpotts & Ague 2009, стр. 375.
  24. ^ Фарндон, Джон (2007) Иллюстрированная энциклопедия горных пород мира . Саутуотер. п. 54. ISBN 1844762696. 
  25. ^ Philpotts & Ague 2009, стр. 318, 369.
  26. ^ Philpotts & Ague 2009, стр. 381.
  27. ^ Рихтгофен, Фердинанд Фрейхерн фон (1860). «Studien aus den ungarisch-siebenbürgischen Trachytgebirgen» [Исследования трахитовых гор Венгерской Трансильвании]. Jahrbuch der Kaiserlich-Königlichen Geologischen Reichsanstalt (Wein) [Анналы Императорско-Королевского геологического института Вены] (на немецком языке). 11 : 153–273.
  28. ^ Симпсон, Джон А.; Вайнер, Эдмунд С.К., ред. (1989). Оксфордский словарь английского языка . Том. 13 (2-е изд.). Оксфорд: Издательство Оксфордского университета . п. 873.
  29. ^ Янг, Дэвис А. (2003). Разум превыше магмы: история магматической петрологии . Издательство Принстонского университета . п. 117. ИСБН 0-691-10279-1.
  30. ^ «Определение РИОЛИТА». www.merriam-webster.com .
  31. ^ «Определение LITE». www.merriam-webster.com . 7 мая 2023 г.
  32. ^ аб Фергюс, Чарльз (2001). Природная Пенсильвания: исследование природных лесных территорий штата . Книги Стэкпола. п. 30. ОСЛК  47018498.
  33. ^ Брикер, Дакота. «Индийские риолитовые карьеры Снагги-Ридж». Мерсерсбургское историческое общество . Проверено 20 января 2019 г.
  34. ^ Коттерелл, Брайан; Камминга, Йохан (1992). Механика доиндустриальной технологии: введение в механику древней и традиционной материальной культуры. Издательство Кембриджского университета. стр. 127–. ISBN 978-0-521-42871-2. Проверено 9 сентября 2011 г.
  35. ^ Бак, BA (март 1982 г.). «Древние технологии в современной хирургии». Западный медицинский журнал . 136 (3): 265–269. ПМЦ 1273673 . ПМИД  7046256. 
  36. ^ Грассер, Клаус (1990). Строительство из пемзы (PDF) . Deutsche Gesellschaft für Technische Zusammenarbeit (GTZ). п. 64. ИСБН 3-528-02055-5. Проверено 23 марта 2019 г.
  37. ^ Крэнгл, Роберт Д. младший (январь 2012 г.). «Пемза и пумицит - Программа минеральных ресурсов Геологической службы США» (PDF) . Геологическая служба США . Проверено 25 ноября 2018 г.
  38. ^ Джексон, доктор медицины; Марра, Ф.; Хэй, РЛ; Кавуд, К.; Винклер, Э.М. (2005). «Разумный выбор и сохранение строительного камня туфа и травертина в Древнем Риме *». Археометрия . 47 (3): 485–510. дои : 10.1111/j.1475-4754.2005.00215.x .

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы по теме:
Риолит (категория)