화성 분화

Igneous differentiation

지질학에서 화성 분화 또는 마그마 분화는 마그마가 부분 용해 과정, 냉각, 전위 또는 분화 과정에서 대량 화학적 변화를 겪는 다양한 과정의 총칭이다.화성 분화에 의해 생성되는 (보통 점차 규산적으로) 마그마의 순서는 마그마 시리즈로 알려져 있다.

정의들

1차 용해

바위가 녹아서 액체가 만들어지면 액체는 1차 용해로 알려져 있다.일차 용해는 어떤 분화를 거치지 않았으며 마그마의 시작 구성을 나타낸다.자연에서 일차적인 용해는 거의 보이지 않는다.미그마이트의 일부 레우코솜은 일차 용융의 예다.맨틀에서 파생된 1차 용해는 특히 중요하며 원시 용해 또는 원시 마그마라고 알려져 있다.마그마 시리즈의 원시적인 마그마 구성을 찾음으로써 용융이 형성된 바위의 구성을 모형화할 수 있는데, 이는 지구의 맨틀에 대한 직접적인 증거가 거의 없기 때문에 중요한 것이다.

부모가 녹는다.

원시적 또는 일차적 마그마 구성을 찾을 수 없는 경우, 부모의 용해 여부를 확인하는 것이 종종 유용하다.부모의 용해란 마그마 화학 물질의 관찰된 범위가 화성 분화의 과정에 의해 도출된 마그마 성분이다.그것은 원시적인 용해일 필요는 없다.

예를 들어 일련의 현무암 용암 흐름은 서로 관련이 있는 것으로 추정된다.분수 결정화에 의해 합리적으로 생성될 수 있는 구성을 부모의 용해라고 부른다.이를 증명하기 위해, 분절 결정화 모델은 그들이 공통적인 부모의 용해를 공유한다는 가설을 시험하기 위해 생산될 것이다.

바위를 응집하다

주요 기사:바위를 응집하다

마그마틱 사건의 분화 과정에서 형성된 결정의 분절 결정과 축적은 응집암이라고 알려져 있으며, 마그마에서 결정화된 최초의 부분이다.암석이 응고된 것인지 아닌지를 확인하는 것은 그것이 일차 용해로 다시 모델링될 수 있는지 또는 원시 용해로 모델링될 수 있는지를 이해하는 데 필수적이며, 마그마가 응고된 미네랄을 제거했는지를 확인하는 것은 페노크리스트가 없는 암석에서도 마찬가지로 중요하다.

분화의 근본 원인

마그마 구성의 변화의 주된 원인은 냉각인데, 이것은 마그마가 생성되어 부분적인 용해 부위에서 낮은 응력의 영역으로 이동하는 필연적인 결과로서 일반적으로 지각의 더 차가운 부피에 해당한다.

냉각은 마그마가 마그마의 녹은 부분이나 액체 부분에서 미네랄을 결정화시키기 시작하게 한다.대부분의 마그마는 액체 암석(멜트)과 결정광물(페노크리스트)의 혼합물이다.

오염은 마그마 분화의 또 다른 원인이다.오염은 벽 바위의 동화, 두 개 이상의 마그마의 혼합 또는 심지어 마그마 챔버에 신선하고 뜨거운 마그마를 보충함으로써 발생할 수 있다.

분화를 위한 메커니즘의 전체 게이머트는 FARM 공정이라고 일컬어졌는데, FARM 공정은 Fractal 결정화, 동화화, 보충, 마그마 혼합을 의미한다.

화성암의 분수 결정화

분수 결정이란 광물 침전물의 용해로부터 분리하고 분리하는 것으로, 용해물의 구성을 변화시킨다.이것은 지구의 지각과 맨틀 안에서 작용하는 가장 중요한 지질학적, 물리적 과정 중 하나이다.

규산염 용해(마그마)의 분수 결정화는 매우 다양한 현상의 영향을 받기 때문에 실험실의 화학 시스템에 비해 매우 복잡한 과정이다.이것들 중 가장 중요한 것은 냉각 중에 마그마의 구성, 온도, 압력이다.

마그마의 구성은 용융이 액상체를 지나 식으면서 결정화되는 1차적 제어다.예를 들어, 매픽과 울트라마픽이 녹는 경우, MgO와2 SiO 내용물은 포스테라이트 올리빈이 침전되었는지 또는 엔스타이트 피록센이 침전되었는지 여부를 결정한다.

서로 다른 압력에서 유사한 구성과 온도를 가진 두 마그마는 다른 미네랄을 결정지을 수 있다.한 필드의 화강암을 생산하기 위한 그란산염의 고압·고온 분율 결정화와 2필드의 저온을 생산하는 저압 저온 조건이 그 예다.

규산염 용해에서 휘발성 단계의 부분 압력은 또한 가장 중요한데, 특히 그란산염의 근고체 결정화에서는 더욱 그러하다.

동화

동화작용은 울트라마프와 마피크 마그마가 지각을 통해 솟아오를 때 그 중죄를 설명하기 위한 인기 있는 메커니즘이다.동화작용은 더 서늘하고 흉악스러운 지각 속으로 침입하는 뜨거운 원시적 용융이 지각들을 녹이고 그 결과로 생기는 용융과 섞일 것이라고 가정한다.[1]이것은 원시 마그마의 구성을 변화시킨다.또한 기존의 마픽 숙주암도 동화될 수 있으며, 벌크 마그마 화학에는 거의 영향을 미치지 않는다.[2]

이런 종류의 효과는 예상할 수 있을 것이며, 많은 곳에서 명백하게 증명되었다.그러나 그들이 매우 중요하다는 것을 인정하는 것을 전반적으로 꺼린다.암석 유형의 특성과 계승은 일반적으로 용해된 것으로 여겨질 수 있는 퇴적물이나 다른 물질과 어떤 관계도 보여주지 않으며, 용액이 제품에 들어간 것으로 알려진 곳은 보통 비정상적인 성질의 것으로 일반적인 암석 유형과 쉽게 구별할 수 있다.[3]

보충하다

용융이 액체 하강을 따라 냉각되는 경우, 그 결과는 균일한 광물학 및 조성을 가진 침입 암석의 균일한 고체 본체의 생산으로 제한된다. 또는 층, 조성 구역 등으로 부분적으로 분화된 질량이다.이 행동은 상당히 예측 가능하고 지질학적 조사로 증명할 수 있을 만큼 쉽다.이러한 경우 마그마 챔버는 이상적인 보웬의 반응 시리즈의 근사치를 형성할 것이다.그러나 대부분의 매그니틱 시스템은 다상 사건이며, 몇 개의 맥박이 매그니즘을 가지고 있다.그러한 경우, 분화되지 않은 뜨거운 마그마의 신선한 한 묶음의 주입에 의해 하천의 액체 선이 중단된다.이는 세 가지 주효과로 인해 극단적인 분절 결정화를 일으킬 수 있다.

  • 추가 열은 더 활발한 대류를 가능하게 하는 추가적인 에너지를 제공하고, 기존 광물 단계를 다시 용해로 재흡수할 수 있으며, 더 높은 온도 형태의 광물 또는 다른 더 높은 온도 광물이 침전을 시작하게 할 수 있다.
  • 신선한 마그마는 용융의 구성을 변화시켜, 촉진되고 있는 단계들의 화학작용을 변화시킨다.예를 들어, Plagioclase는 초기 아노타이트를 형성하여 하강하는 액체 라인을 준수하며, 이 아노타이트를 제거하면 평형 미네랄 성분이 올리고클라아제 또는 염분으로 변경된다.마그마의 보충은 이러한 추세가 역전되는 것을 볼 수 있고, 따라서 더 많은 아노타이트가 염증 층을 응축할 수 있다.
  • 신선한 마그마는 고체 용액 시리즈나 지질학에서 침전하는 광물을 불안정하게 한다; 구성과 온도의 변화는 지질 결정화 단계를 진행 중인 특정 광물 단계의 극도로 빠른 결정화를 야기할 수 있다.

마그마 믹싱

마그마 혼합은 두 마그마가 만나 두 최종 멤버 마그마 사이의 어딘가에서 구성의 마그마를 형성하는 과정이다.

마그마 혼합은 화산 마그마 챔버에서 흔히 볼 수 있는 과정으로, 마그마가 챔버로 들어가 [4]동화, 분수 결정, 부분 용해 추출(용암의 분출을 통해)의 어떤 형태를 거치고, 보충된다.

마그마 혼합은 또한 지각의 더 깊은 수준에서 발생하는 경향이 있고 몬조나이트와 안데스이트와 같은 중간 암석을 형성하는 주요한 메커니즘 중 하나로 여겨진다.여기서 열전달과 전도로 인한 휘발성 유동 증가로 인해 규실 지각은 녹아서 중범죄의 마그마(본질적으로 구성상 그라나이트)를 형성한다.이 화강암 용해물은 밑판으로 알려져 있다.지각 아래의 맨틀에서 형성된 기저핵 용융은 현무암과 운율 사이의 중간인 현무암과 혼합된다. 말 그대로 '중간' 구성이다.

기타 분화 메커니즘

큰 마그마 챔버의 인터페이스 걸림 대류는 열 대류에 의해 발생하는 힘과 마그마 챔버의 벽이 제공하는 마그마에 마찰, 점성 및 드래그에 의해 제공되는 저항의 상호작용을 받는다.종종 대류하는 마그마 챔버의 여백 근처에, 더 차갑고 더 점성적인 층들은 점성과 온도에서의 파손에 의해 정의되는 외부로부터 동심적으로 형성된다.이것은 층류 흐름을 형성하는데, 이것은 별도로 구별하기 시작할 수 있는 마그마 챔버의 여러 영역을 분리한다.

유량 밴딩은 유량 밴딩된 여백에 걸린 결정체가 용해에서 제거될 경우 대류에 의해 발생하는 분절 결정 과정의 결과물이다.마그마의 마찰과 점성으로 인해 마그마나 용암 내의 페노크리스트와 이질석이 인터페이스 근처에서 느려져 점성층에 갇히게 된다.이것은 큰 침입에서의 용융의 구성을 변화시켜 차별화를 이끌 수 있다.

부분 용해 추출
위의 정의와 관련하여, 마그마 챔버는 하천의 액체 선에 따라 광물을 식히고 결정화시키는 경향이 있을 것이다.특히 조닝과 크리스탈 축적으로 인해 용융 부분이 제거되면 마그마 챔버의 구성이 변경될 수 있다.사실, 이것은 기본적으로 부분 결정체인데, 이 경우를 제외하고, 우리는 딸이 녹은 남은 잔해인 마그마 방을 관찰하고 있다.

만약 그러한 마그마 챔버가 계속 냉각된다면, 마그마 챔버가 형성하는 광물과 그것의 전체적인 구성은 샘플 액체 혈통이나 부모 마그마 구성과 일치하지 않을 것이다.

마그마 챔버의 대표적인 행동

마그마 챔버는 보통 정적 단일 실체가 아니라는 것을 다시 한번 강조할 필요가 있다.전형적인 마그마 챔버는 일련의 용해와 마그마 주입으로 형성되며, 대부분은 어떤 형태로든 부분 용해 추출의 대상이 되기도 한다.

화강암 마그마는 일반적으로 마피크 마그마보다 점성이 훨씬 높으며, 일반적으로 구성에서 더 균질하다.이것은 일반적으로 마피크 마그마보다 더 큰 마그마의 점성이 원인인 것으로 간주된다.점성이 높다는 것은 녹으면 그란티크 마그마가 더 큰 결합 질량으로 이동하며, 유동성이 적고 움직일 수 있기 때문에 더 큰 질량으로 배치되는 경향이 있다는 것을 의미한다.그래서 곡창은 큰 금석처럼, 마피크 바위는 둑과 실처럼 발생하는 경향이 있다.

그란산염은 더 차갑고 따라서 시골 암석을 녹이고 동화시킬 수 있는 능력이 떨어진다.그러므로 도매 오염은 경미하고 특이한데, 현무암 용해와 현무암 용융의 혼합은 현무암을 화강암 마그마 챔버에 주입하는 장소를 알 수 없다.

마피크 마그마는 더 잘 흐르기 쉬우며, 따라서 마그마 챔버의 주기적인 보충을 받을 가능성이 더 높다.그것들은 더 유동적이기 때문에 수정 강수는 훨씬 더 빠르게 발생하며, 부분 결정화에 의해 더 큰 변화를 초래한다.높은 온도는 또한 마피크 마그마를 더 쉽게 동화시킬 수 있게 해주며 따라서 오염은 더 흔하고 더 잘 발달된다.

용존가스

모든 화성 마그마는 용해된 가스(물, 탄산, 황화수소, 염소, 불소, 붕산 등)를 포함한다.이러한 물 중에서 주체가 되며, 이전에는 지구 표면에서 아래쪽의 가열된 암석까지 아래쪽으로 스며들었다고 믿었으나, 현재는 일반적으로 마그마의 필수적인 부분으로 인정되고 있다.라바와 대비되는 플루토닉 암석 구조의 많은 특성은 이러한 기체의 작동에 의해 합리적으로 설명될 수 있다. 기체는 깊숙한 곳의 질량이 서서히 냉각되면서 빠져나올 수 없는 반면 표면적인 유출에 의해 즉시 포기되었다.산성 플루토닉 암석이나 침입 암석은 실험실 실험에 의해 재생산된 적이 없으며, 그들의 광물을 인공적으로 얻으려는 유일한 성공적 시도는 십자가나 밀봉된 관에 "미네랄화" 가스를 보존하기 위한 특별 조항이 시행된 것뿐이다.이러한 기체들은 대부분 물, 탄산 등이 없기 때문에 암석 형성 광물의 구성에는 들어가지 않는 경우가 많다.따라서 결정화가 진행됨에 따라 잔류 용융은 지속적으로 증가하는 휘발성 성분을 포함해야 한다.마지막 단계에서 아직 분석되지 않은 마그마의 부분이 건조한 화성 핵융합보다 과열된 증기의 광물 용액과 더 유사하다고 생각할 수 있다.예를 들어 쿼츠는 화강암에서 형성되는 마지막 광물이다.그것은 우리가 알고 있는 정맥 등의 수용액에서 침전된 석영석의 많은 부분을 가지고 있다.그것은 동시에 암석의 모든 일반적인 광물들 중에서 가장 불감증이다.그것의 늦은 형성은 이 경우에 비교적 낮은 온도에서 발생했고 결정화 순서를 결정하는 마그마의 기체의 특별한 중요성을 분명히 지적한다는 것을 보여준다.[3]

고체화가 거의 완료되면 가스는 더 이상 바위에 고정되지 않고 표면을 향한 틈새를 통해 탈출할 수 있다.그들은 그들이 건너가는 암석의 광물을 공격하는 데 있어서 강력한 작용제로서, 그들의 운용 사례는 곡물의 카올린화, 투르말린화 및 그리젠의 형성, 석영정맥의 퇴적, 그리고 프로필리테이션이라고 알려진 변화의 집단에서 발견된다.이러한 "공압적" 과정은 많은 광석 매장량의 발생에서 가장 중요한 것이다.그것들은 마그마 그 자체의 역사의 실제 부분이며 화산 순서의 말단 단계를 구성한다.[3]

화성 분화의 수량화

화성 분화 프로세스를 직접 측정하고 계량화하는 몇 가지 방법이 있다.

  • 마그마 시스템의 변화와 진화를 추적하기 위한 대표적인 샘플의 전체 암석 지질화학
  • 미량원소 지질화학
  • 동위원소 지질화학
    • 방사성동위원소를 이용한 벽암동화에 의한 마그마 시스템 오염도 조사

모든 경우에 마그마 분화 과정을 식별하기 위한 일차적이고 가장 가치 있는 방법은 노출된 암석을 지도화하고 화성암 내부의 광물학적 변화를 추적하며 마그마 분화를 위한 현장 관계와 질적 증거를 기술하는 것이다.마그마 분화의 압력과 온도를 결정하는 데 크리노피록센 열도바라메트리를 사용할 수 있다.

참고 항목

참조

  1. ^ Meade, F. C.; Troll, V. R.; Ellam, R. M.; Freda, C.; Font, L.; Donaldson, C. H.; Klonowska, I. (2014-06-20). "Bimodal magmatism produced by progressively inhibited crustal assimilation". Nature Communications. 5 (1): 4199. Bibcode:2014NatCo...5.4199M. doi:10.1038/ncomms5199. ISSN 2041-1723. PMID 24947142.
  2. ^ J. Leuthold, J. C. Lissenberg, B. O'Driscoll, O. Karakas; T.폴룬, D.N. 클리멘티예바, P.울머 (2018); 하부 해양 지각의 부분 용해.지구과학 분야의 프런티어:암염학: 6(15): 20p; doi:10.3389/feart.2018.00015
  3. ^ a b c 앞의 문장 중 하나 이상이 현재 공개 영역에 있는 출판물의 텍스트를 포함한다.
  4. ^ Troll, Valentin R.; Donaldson, Colin H.; Emeleus, C. Henry. (2004-08-01). "Pre-eruptive magma mixing in ash-flow deposits of the Tertiary Rum Igneous Centre, Scotland". Contributions to Mineralogy and Petrology. 147 (6): 722–739. Bibcode:2004CoMP..147..722T. doi:10.1007/s00410-004-0584-0. ISSN 1432-0967. S2CID 128532728.

외부 링크

  • 화성 분화의 열역학적 모델링이 용이하도록 설계된 COMAGMAT 소프트웨어 패키지
  • Magmatic 시스템에서 위상 평등의 열역학적 모델링을 용이하게 하도록 설계된 SLOLS 소프트웨어 패키지.