Magyarország nyitólapja
nyitólapomnak
kedvenceimhez
Az oldal ismertetése
A magma felszínalatti, olvadt kőzetanyag. Földtani megközelítés szerint többkomponensű, nyílt rendszerű szilikátos kőzetolvadék, változatos (és változó) kristály- és könnyenilló-tartalommal, - Vulkán magazin
részletek »

Magma - a felszínalatti, olvadt kőzetanyag

A magazin célja a vulkánok avagy tűzhányók bemutatása. Vulkánok főképp a tűzgyűrű mentén alakulnak ki, mely körülbelül 40 000 kilométer hosszúságú patkó alakú övezetet. A tűzgyűrűben 452 aktív vulkán található.
Vulkán magazin
Itt vagy: Vulkán magazin » Hír olvasása
Oszd meg másokkal
Magma - a felszínalatti, olvadt kőzetanyag
Magma - a felszínalatti, olvadt kőzetanyag
Felszíni lávafolyás
A magma felszínalatti, olvadt kőzetanyag. Földtani megközelítés szerint többkomponensű, nyílt rendszerű szilikátos kőzetolvadék, változatos (és változó) kristály- és könnyenilló-tartalommal, változó hőmérséklettel, sűrűséggel, folyási jellemzőkkel és viszkozitással.
Származhat közvetlenül a köpeny és/vagy a földkéreg részleges olvadásából (ilyenkor anyamagmáról beszélünk), vagy ezen olvadékok differenciálódásából és/vagy keveredéséből (leánymagma, utódmagma, maradékmagma a neve).

A magma megszilárdulása során keletkezett kőzeteket magmás kőzeteknek vagy magmatitoknak is nevezik. A felszínre kerülő magma (mely közben elveszíti könnyenilló-tartalmát) neve láva, a felszínen (vagy víz alatt) megszilárduló magmás kőzetek a kiömlési-, vagy más néven a lávakőzetek. A föld alatt megszilárduló magmás kőzetek a mélységi magmás kőzetek.
Hirdetés

A magma tevékenységeinek összessége a magmatizmus.

A magma jellemzői
A magma az átlag 36 km vastagságú kéreg és a köpeny határán alakul ki. Mélység szerint megkülönböztetjük a nagymélységi magmát (5 km alatt), a kismélységi magmát (vagy szubvulkáni, 0-5 km), illetve a vulkanikus magmát (kiömlési, felszínre jutó).

Mivel a magma nem egynemű anyag, azaz többféle komponens alkotja (a beolvadt köpeny vagy kéreg összetételétől függően) olvadási sajátosságai (pld. hőmérséklet) nagyon változóak. Az olvadékban a kristályok nem szilárd (esetleg részlegesen szilárd) állapotban vannak jelen és csak a felszín közelébe érve szilárdulnak meg szilikátásványokat képezve. Az izzó, felfelé törekvő magma nyílt rendszert alkot, környezetével állandó kölcsönhatásban differenciálódhat.

A magma összetételében találunk ún. fenokristályokat is, melyek már magasabb hőmérsékleten kikristályosodnak (pld. az olivin és piroxének). A szilíciumban-gazdag magmákban nagyobb a kristálytartalom, mivel ezek kristályosodási hőmérséklete alacsonyabb. A kristályosodást a vízgőz jelenléte is befolyásolhatja: a víznyomás növekedésével az olvadék alacsonyabb hőmérsékleten szilárdul meg, azaz tovább marad folyékony.

A magmák illóanyag-tartalma elsődlegesen a köpeny- és a földkéreg megolvadt anyagából származik. A magmában uralkodó nagy nyomásviszonyok miatt túlnyomórészt oldott állapotban vannak és a felszínhez közelítve, a nyomás csökkenésével szabadulnak fel (ami a vulkáni kitörések robbanásos jellegét befolyásolja). A magmában a leggyakoribb illóanyagok a vízgőz és a kén-dioxid, de előfordulnak a klór és a fluor vegyületei is.

Illóanyag-tartalom alapján ortomagmának nevezik az 1%-nál kevesebb illóanyagot tartalmazó száraz magmát. Ez magas hőfokon (700-1300 °C között felszíni nyomáson) képződik. A száraz magma az óceánközépi hátságok magmatizmusára jellemző.

A magmába a mellékkőzetekből (például a szubdukciós övben a köpenybe betolódó litoszféra lemez kőzeteiből) illó léphet be. Ezt a folyamatot Szádeczky-Kardoss Elemér pozitív transzvaporizációnak nevezte. Az illókat a mellékkőzetek hő- és nyomás hatására történő metamorfizálódása után az amfibol és a csillám ásványok hordozzák. Ezekből a nagy hőfokon felszabaduló OH- ionok fluid állapotú H2O-vá és szabad, ionos állapotú O-- ionná alakulnak (megnő a magmaolvadék parciális oxigén nyomása - oxigén fugacitása). A szilikát olvadék a karbonátos mellékkőzetekkel történő érintkezése során CO2-t is felvesz. A CaCO3 900 °C-on disszociál (felszíni nyomáson), a CaMgO3 azonban már 780 °C-on is, amely hőmérsékletet a Na ionok jelenléte tovább csökkenti. Ezért a disszociáció már mintegy 300 °C körül megindulhat. A csillámokban, amfibolokban lévő F- és Cl- ionok tovább növelik a magma illó tartalmát.

Az 1-4% közötti illó anyag tartalmú magmát hemi-orto magmának nevezzük. A 4%-nál több illót tartalmazó magma neve a hipomagma.

Az illók aránya csak kivételes esetben éri el a 10%-ot.

A magmát alkotó szilikát olvadék csak bizonyos szintig képes illóanyagokat fölvenni. Ez a telítettségi szint függ a az olvadék kémiai összetételétől, hőmérsékletétől és nyomásától is. Az illók mennyisége csökken a hőmérséklet növekedésével (mert az illók oldódása exoterm folyamat), és általában nő a nyomás növekedésével. Az illótartalom növekedése az olvadáspont csökkenésével jár, mivel a hosszú szilikát láncok és térrácsok az illók jelenlétében könnyebben töredeznek. [...]

Az illóknak az olvadási tartományra (a szilikát kőzeteknek nincs éles olvadás pontjuk, hanem az eutektikumok kivételével egy hőmérséklet tartományban olvadnak meg) gyakorolt hőmérséklet-csökkentő hatását a kőzetek kemizmusa is befolyásolja: Az SiO2-ben gazdagabb kőzetek olvadáspontját erőteljesebben csökkentik az illók (több SiO4 tetraéderből álló szerkezeti egységek képesek széttördelni kisebb darabokra az illókban lévő anionok), mint az SiO2-ben telítetlenebbekét.

Hőmérséklet
A litoszféra és az asztenoszféra határán képződő magma hőmérsékletét nem ismerjük, csak a felszíni kőzetek olvasztási kísérleteiből és a lávaömlések hőmérsékletéből következtethetünk rá. A magmák hőmérséklete nagyon változó, annak függvényében, hogy mennyi hő szükséges egy adott kőzettömeg megolvadásához. Alapvetően három tényező határozza meg:
  1. Vegyi összetétel - a hőmérsékletet elsősorban a szilícium-tartalom befolyásolja: minél kisebb annál magasabb hőmérsékletre van szükség a kőzet megolvadásához. Például a bazaltos kőzetek akár 4500 °C-kal kisebb hőmérsékleten megolvadnak, mint a szilíciumban gazdag riolitok.
  2. Nyomás - a nyomás csökkenésével alacsonyabbá válik a beolvadási hőmérséklet.
  3. Illóanyag-tartalom - a víznyomás növekedésével az olvadék alacsonyabb hőmérsékleten szilárdul meg.


A felszínre törő magmák hőmérséklete a következőképpen alakul:
  • bazalt - 1000-1250 °C
  • andezit - 950-1200 °C
  • dácit - 800-1000 °C
  • riolit - 700-900 °C


Sűrűség
A felszín felé törekvő magma folyamatosan veszít térfogatából, ami annak tudható be, hogy eltávoznak belőle a gázok. A térfogatcsökkenés azonban sűrűségnövekedéssel jár. A hőmérséklet és a sűrűség között fordított arányosság áll fenn. A bazaltos magmák sűrűsége 2600-2800 kg/m³, míg a riolitos magmáké mintegy 2000 kg/m³.

Viszkozitás
A magmák viszkozitása nehezen határozható meg a vegyes (gáz, folyékony, szilárd) halmazállapota miatt. Ezenfelül a felszínre törekvés során, a hőmérséklet és nyomáscsökkenés következtében a viszkozitás változik. A hőmérsékleten és nyomáson kívül kémiai összetételük befolyásolja leginkább a magma viszkozitását. A magasabb szilícium-tartalommal rendelkező magmák viszkózusabbak, és az Al2O3 tartalom - noha az SiO2 tartalomnál kisebb mértékben, de - szintén növeli a viszkozitást. Általában csökkenti a magma viszkozitását a Fe2+, Ca2+, Mg2+,Na+,K+ ion-tartalom növekedése, de a Mg2++ tartalom növekedése fordított hatású is lehet: okozhatja a viszkozitás növekedését is.Az ultrabázisos kőzetekben (pl. a dunitben), melyekben az olivin fő elegyrész, a forsterit (MgSiO4) magas hőmérsékleten kezd kristályosodni, és az olvadékban megjelenő kristályok növelik a magma viszkozitását. A magma képződése során keletkező szilikát olvadékban SiO44- ionok, illetve ezek ionláncai, -csoportjai keletkeznek és töredeznek szét. Az ásványok megolvadása során először a kationok lépnek ki az ásványok kristályrácsából, a szilikát váz csak ezután bomlik szét ionokra. Mivel az SiO44- ionban a belső kötések erősen kovalens jellegűek, ezért ezek az ionok nem esnek szét elemeikre. A nagy méretű, polimernek is tekinthető n[Si2O6], n[Si4O11], n[SiO4] stb. ion láncokról, hálókról a hőmérséklet növekedésével vagy a nyomás csökkenésével csak fokozatosan szakadnak le az SiO44- ionok. Az így egyre kisebbé váló szilikát polimer láncok méretcsökkenése okozza valójában az olvadék viszkozitásának csökkenését a hőmérséklet növekedésével, illetve a nyomás csökkenésével. A fentiek tükrében érthető, hogy az SiO2-tartalom a szilikát polimerek méretét növelő szerepén keresztül növeli a magma viszkozitását. Hasonló az Al viszkozitás növelő szerepe is, minthogy a Si atomot helyettesítheti a szilikátok SiO4 tertraédereiben. Ha az olvadék képződésében résztvevő kőzetek jelentős mennyiségű fémoxidot is tartalmaznak, ezek elbomlásakor oxigén szabadul föl. Az atomos állapotú oxigén megbontja a szilikát polimereket, ezzel csökkenti az olvadék viszkozitását. Hasonló a hatása a képződő magma viszkozitására a kőzetekben kristályvízként jelenlévő H2O-nak, valamint a F-, Cl- - tartalmú ásványoknak (csillámok), melyekből az olvadék képződése során felszabaduló anionok elősegítik a szilikátpolimerek méretcsökkenését.

Szilárdság
A magma szilárdsága a deformációjának mikéntjét jelenti. Beolvadáskor a szilárdság gyorsan csökken, felszínretöréskor pedig folyamatosan nő, emelkedik a kristálytartalma.

Folyása
A magma (illetve a felszínen a láva) a viszonylag nagy viszkozitás és kis sebesség miatt általában laminárisan folynak. Ez a jelenség megőrződik a riolitos lávák rétegzett szerkezetében, melyeket folyási sávnak neveznek.

A magma differenciációja
A magma differenciációja (magmatikus differenciáció) azon kőzettani-geokémiai folyamatok összességét jelenti, amelyek elváltozásokat okoznak az elsődleges, anyamagmához képest. A magma keletkezhet olvadt köpenyanyagból, vagy visszaolvadt felszín alá kerülő kőzetekből (palingenézis).

A magma differenciációját befolyásoló tényezők:
  1. Likvidmagmás szétkülönülés - ez jelenti azt a folyamatot, amely során a hőmérsékletcsökkenés miatt a folyadék két vagy több eltérő összetételű részre különül el. Ilyen folyamat lehetett a földmag és a földköpeny kezdeti szétválása is. A kísérleti adatok szerint a folyamat 1100 °C-on megy végbe. A szétkülönülés többféle lehet: szilikát-szulfid, szilikát-szilikátés szilikát-karbonát.
  2. Termogravitációs diffúzió - a magma belső, konvekciós áramlásai által létrehozott hőmérsékleti különbségek, amelyek összetételbeli különbségekhez vezetnek.
  3. Frakcionális kristályosodás - mely azt jelenti, hogy a magasabb olvadáspontú ásványok korábban kiválnak. A kristályosodást számos tényező befolyásolhatja: pld. nyomásváltozás, kémiai összetétel.
  4. Folyási differenciáció - az a részben az eddigieket is magába foglaló folyamat, amikor a felfelé mozgó magma összetétele megváltozik. A változás a kristályosodásra és a korán képződő kristályok lehagyására (illetve azok lesüllyedésére), a kürtő falán való kristályképződésre, a magmának a környezettel való kölcsönhatására, végül a gázok megszökésére vezethető vissza.
  5. A magmakamra alakja és mérete
  6. A magmakamra mélysége
  7. A magma fizikai állapotának változásai


A magma típusai
A SiO2 tartalom alapján a következő magma-típusok különböztethetők meg:
  • Ultramáfikus (pikrites)

SiO2 < 45%
hőmérséklet: 1500 °C-ig
viszkozitás:nagyon alacsony
kitörési viselkedés: kiömléses vagy nagyon robbanásos
előfordulása: divergens lemezszegélyeken, forrópontoknál, konvergens lemezszegélyeken. A legtöbb ultramáfikus láva az archaikumban került a felszínre. Napjainkból nem ismertek.
  • Máfikus vagy bázisos (bazaltos)

SiO2 < 50%
hőmérséklet: 1300 °C-ig
viszkozitás:alacsony
kitörési viselkedés: kiömléses
előfordulása: divergens lemezszegélyeken, forrópontoknál, konvergens lemezszegélyeken.
  • Átmeneti neutrális (andezites)

SiO2 ~ 60%
hőmérséklet: 1000 °C-ig
viszkozitás:átmeneti
kitörési viselkedés: robbanásos
előfordulása: konvergens lemezszegélyeken.
  • Felszikus savanyú vagy acidikus (riolitos)

SiO2 >70%
hőmérséklet: 900 °C-ig
viszkozitás:magas
kitörési viselkedés: robbanásos
előfordulása: divergens lemezszegélyeken, forrópontoknál, konvergens lemezszegélyeken.

Magmás kőzetek
A magmás kőzetek a magma felszínalatti megszilárdulása során keletkeznek.

Források
  • Báldi Tamás: Általános földtan, egyetemi jegyzet, ELTE Budapest, 1997
  • Karátson Dávid: Vulkanológia I., egyetemi jegyzet, ELTE Budapest, 1997
  • http://petrology.geology.elte.hu/
  • John D. Winter: An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology, Prentice Hall (February 19, 2001), ISBN 978-0-13-240342-9
  • Petrology: Igneous, Sedimentary, and Metamorphic by Harvey Blatt, Robert Tracy, and Brent Owens (Hardcover - Nov 11, 2005)
Szólj hozzá a cikkhez
Címkék - magma, kőzetanyag, hőmérséklet, folyás
Nyomtatás
Oldalajánló
Vissza a hírekhez
Szólj hozzá
- 2013-11-19 07:38:30
Szólj hozzá a cikkhez

Új hozzászólás küldéséhez be kell jelentkezned oldalunkra.

Bejelentkezés
Regisztráció
Eddigi hozzászólások
Még nem érkezett hozzászólás a cikkhez
Tuti menü