ALGEMENE INLEIDING
PETROLOGIE: leer/studie van de gesteenten PETROGRAFIE: beschrijving en classificatie gesteenten
- mineralogische samenstelling
- chemische samenstelling
- structuur/textuur
- voorkomen
- oorsprong/vorming
PETROGENESE
- ontstaanswijze
- onderling verband
LITHOLOGIE: studie gesteenten handstuk/terrein
losse of verharde aggregaten van: - mineralen
- organisch materiaal
- andere natuurlijke vaste stoffen
vaak heterogeen verdeeld
,MAGMATISCHE GESTEENTEN of STOLLINGSGESTEENTEN
1.1. INLEIDING
stollen/solidificeren of kristalliseren uit een MAGMA
(meestal) silicaatmagma = hete vloeistof met silicaatsamenstelling
magma = smelt + kristallen + opgeloste gassen
door partieel opsmelten t.h.v. boven mantel en/of onder korst
Δρ → stijgen van magma → stollen aan oppervlakte of in hogere delen van de korst
T(magma) ≥ stollingsT bij gegeven P (meestal weinig of geen oververhitte magma’s)
“mafische” (lage SiO2) magmas zoals basalt ≈ 1100-1200°C
“felsische” (hoge SiO2) magmas zoals rhyoliet ≈ 750-900°C
oplossen H2O: verlaging smeltpunt!
T mineralen kristalliseren uit (mineraalspecifieke T)
specifieke chemische samenstelling ≠ bulksamenstelling smelt (bij evenwicht samenstelling gesteente =)
1.2. CHEMISCHE SAMENSTELLING
hoofdelementen wt% > 2%
classificatie en naamgeving
nevenelementen 0,1 – 2%
sporenelementen >0,1% of >1000 ppm ontstaan en oorsprong: genese (ook met isotopen)
O belangrijkste element chemische samenstelling uitgedrukt als oxiden
zgn. eenvoudige of elementaire oxiden
magmatische gesteenten doorgaans 40% > SiO2 > 75% en 12% > Al2O3 > 18%
-(OH) groepen in mica’s en amfibolen
magma’s kunnen een aanzienlijke hoeveelheid opgeloste gassen bevatten
oplosbaarheid neemt toe met: T en P
explosieve erupties
externe of atmosferische gassen: H2O, N2, O2 en Ar
actieve gassen van zuivere magmatische oorsprong: CO2, NH3, HCl; HF, H2S, SO2
belangrijk voor fysische eigenschappen van het magma: viscositeit, smeltpunt, kristallisatiegedrag
fumarole, solfatara
, 1.3. MINERALOGISCHE SAMENSTELLING
glas
ook viscositeit speelt rol bv. SiO2 rijke magma’s zijn viskeus; taaier kristalliseren moeilijker uit
1.3.1. DEFINITIES
primaire mineralen: kristalliseren rechtstreeks uit magma
hoofdmineralen: >5% essentiële mineralen: vnl. silicaten → naamgeving
nevenmineralen: 1-5%
accessorische mineralen: <1%
secundaire mineralen: latere processen (gassen, hydrothermale fluïda, verwering…)
felsische gesteenten: bevatten veel felsische mineralen (feldspar + silica)
→ lichter van kleur en lichter qua massa (Al, Si vs. Mg, Fe)
mafische gesteenten: bevatten veel mafische mineralen (magnesium en ijzer Fe) → ferromagnetische mineralen
1.3.2. FELSISCHE MINERALEN
1.2.2.1. Silicamineralen = SiO2
1.2.2.2. Veldspaten: belangrijkste felsische mineraal in magmatische gesteenten
→ aluminosiliciaten van K, Na, Ca met tectosilicaatstructuur; vormen vaste oplossingen
a. Plagioklaas
b. Alkaliveldspaat: T: sanidien → orthoklaas → microklien
ontmenging
pertitische textuur en anti-pertitisch
microperthiet
c. Veldspaatvervangers (veldspatoïden = foïden)
→ aluminosilicaten van K, Na, Ca verwant met veldspaten MAAR minder SiO2 in rooster
→ SiO2 arme, Al-rijke gesteenten met meer alkalimetalen
→ komen dus NIET voor samen met silicamineralen zoals Qz
“bolvormige” kristallen
1.3.3. MAFISCHE MINERALEN
1.3.3.1. Pyroxenen: belangrijkste mafische mineralen in magmatische gesteenten
inosilicaten → (enkelvoudige) ketensilicaten: X1-pY1+pZ2O6
X = Ca, Na p ≈ 1: Opx
Y = Mg, Fe(II), (Mn) p < 1: Cpx
Z = Si (Al)
1.3.3.2. Amfibolen
inosilicaten → (dubbele) ketensilicaten – lintsilicaten met (OH-)groepen: W0-1X2Y5Z8O22(OH)2
meer complexe samenstelling!
hoornblende
1.3.3.3. Mica’s of glimmers
fyllosilicaten met (OH-)groepen
perfecte splijting op c-as: bladerig/plaatvormig
“witte” mica = muscoviet
“donkere” = biotiet
1.3.3.4. Olivijn
isomorfe reeks tussen Fo → Fa (rombisch)
1.3.3.5. Fe- en Ti-oxiden (opaak, accessorisch)
1.3.4. GLAS: snel afgekoelde gesteenten → glas in de grondmassa (SiO2 rijke gesteenten)
= obsidiaan (peksteen is waterrijke variëteit 5-8% H2O)
puimsteen
tachyliet of sideromelaan = basaltisch glas
PETROLOGIE: leer/studie van de gesteenten PETROGRAFIE: beschrijving en classificatie gesteenten
- mineralogische samenstelling
- chemische samenstelling
- structuur/textuur
- voorkomen
- oorsprong/vorming
PETROGENESE
- ontstaanswijze
- onderling verband
LITHOLOGIE: studie gesteenten handstuk/terrein
losse of verharde aggregaten van: - mineralen
- organisch materiaal
- andere natuurlijke vaste stoffen
vaak heterogeen verdeeld
,MAGMATISCHE GESTEENTEN of STOLLINGSGESTEENTEN
1.1. INLEIDING
stollen/solidificeren of kristalliseren uit een MAGMA
(meestal) silicaatmagma = hete vloeistof met silicaatsamenstelling
magma = smelt + kristallen + opgeloste gassen
door partieel opsmelten t.h.v. boven mantel en/of onder korst
Δρ → stijgen van magma → stollen aan oppervlakte of in hogere delen van de korst
T(magma) ≥ stollingsT bij gegeven P (meestal weinig of geen oververhitte magma’s)
“mafische” (lage SiO2) magmas zoals basalt ≈ 1100-1200°C
“felsische” (hoge SiO2) magmas zoals rhyoliet ≈ 750-900°C
oplossen H2O: verlaging smeltpunt!
T mineralen kristalliseren uit (mineraalspecifieke T)
specifieke chemische samenstelling ≠ bulksamenstelling smelt (bij evenwicht samenstelling gesteente =)
1.2. CHEMISCHE SAMENSTELLING
hoofdelementen wt% > 2%
classificatie en naamgeving
nevenelementen 0,1 – 2%
sporenelementen >0,1% of >1000 ppm ontstaan en oorsprong: genese (ook met isotopen)
O belangrijkste element chemische samenstelling uitgedrukt als oxiden
zgn. eenvoudige of elementaire oxiden
magmatische gesteenten doorgaans 40% > SiO2 > 75% en 12% > Al2O3 > 18%
-(OH) groepen in mica’s en amfibolen
magma’s kunnen een aanzienlijke hoeveelheid opgeloste gassen bevatten
oplosbaarheid neemt toe met: T en P
explosieve erupties
externe of atmosferische gassen: H2O, N2, O2 en Ar
actieve gassen van zuivere magmatische oorsprong: CO2, NH3, HCl; HF, H2S, SO2
belangrijk voor fysische eigenschappen van het magma: viscositeit, smeltpunt, kristallisatiegedrag
fumarole, solfatara
, 1.3. MINERALOGISCHE SAMENSTELLING
glas
ook viscositeit speelt rol bv. SiO2 rijke magma’s zijn viskeus; taaier kristalliseren moeilijker uit
1.3.1. DEFINITIES
primaire mineralen: kristalliseren rechtstreeks uit magma
hoofdmineralen: >5% essentiële mineralen: vnl. silicaten → naamgeving
nevenmineralen: 1-5%
accessorische mineralen: <1%
secundaire mineralen: latere processen (gassen, hydrothermale fluïda, verwering…)
felsische gesteenten: bevatten veel felsische mineralen (feldspar + silica)
→ lichter van kleur en lichter qua massa (Al, Si vs. Mg, Fe)
mafische gesteenten: bevatten veel mafische mineralen (magnesium en ijzer Fe) → ferromagnetische mineralen
1.3.2. FELSISCHE MINERALEN
1.2.2.1. Silicamineralen = SiO2
1.2.2.2. Veldspaten: belangrijkste felsische mineraal in magmatische gesteenten
→ aluminosiliciaten van K, Na, Ca met tectosilicaatstructuur; vormen vaste oplossingen
a. Plagioklaas
b. Alkaliveldspaat: T: sanidien → orthoklaas → microklien
ontmenging
pertitische textuur en anti-pertitisch
microperthiet
c. Veldspaatvervangers (veldspatoïden = foïden)
→ aluminosilicaten van K, Na, Ca verwant met veldspaten MAAR minder SiO2 in rooster
→ SiO2 arme, Al-rijke gesteenten met meer alkalimetalen
→ komen dus NIET voor samen met silicamineralen zoals Qz
“bolvormige” kristallen
1.3.3. MAFISCHE MINERALEN
1.3.3.1. Pyroxenen: belangrijkste mafische mineralen in magmatische gesteenten
inosilicaten → (enkelvoudige) ketensilicaten: X1-pY1+pZ2O6
X = Ca, Na p ≈ 1: Opx
Y = Mg, Fe(II), (Mn) p < 1: Cpx
Z = Si (Al)
1.3.3.2. Amfibolen
inosilicaten → (dubbele) ketensilicaten – lintsilicaten met (OH-)groepen: W0-1X2Y5Z8O22(OH)2
meer complexe samenstelling!
hoornblende
1.3.3.3. Mica’s of glimmers
fyllosilicaten met (OH-)groepen
perfecte splijting op c-as: bladerig/plaatvormig
“witte” mica = muscoviet
“donkere” = biotiet
1.3.3.4. Olivijn
isomorfe reeks tussen Fo → Fa (rombisch)
1.3.3.5. Fe- en Ti-oxiden (opaak, accessorisch)
1.3.4. GLAS: snel afgekoelde gesteenten → glas in de grondmassa (SiO2 rijke gesteenten)
= obsidiaan (peksteen is waterrijke variëteit 5-8% H2O)
puimsteen
tachyliet of sideromelaan = basaltisch glas
