Alles wat u moet weten over stollingsgesteenten

Er zijn drie grote categorieën rotsen: stollingsgesteente, sedimentaire en metamorfe. Meestal zijn ze eenvoudig uit elkaar te houden. Ze zijn allemaal verbonden in de eindeloze rotscyclus, bewegen van de ene vorm naar de andere en veranderen onderweg van vorm, textuur en zelfs chemische samenstelling. Stollingsgesteente vormen zich door afkoeling van magma of lava en vormen een groot deel van de continentale aardkorst en bijna alle oceanische korst.

Stollingsgesteenten identificeren

Het belangrijkste concept van alle stollingsgesteenten is dat ze ooit heet genoeg waren om te smelten. De volgende eigenschappen zijn daar allemaal aan gerelateerd.

• Omdat hun minerale korrels nauw samengroeiden naarmate de smelt afkoelde, zijn het relatief sterke rotsen.
• Ze zijn gemaakt van primaire mineralen die meestal zwart, wit of grijs zijn. Alle andere kleuren die ze hebben zijn bleek in de schaduw.
• Hun structuren zien er over het algemeen uit als iets dat in een oven is gebakken. De gelijkmatige textuur van grofkorrelig graniet is bekend bij het bouwen van stenen of aanrechtbladen. Fijnkorrelige lava kan eruit zien als zwart brood (inclusief gasbellen) of donkere pinda bros (inclusief grotere kristallen).

Oorsprong

Stollingsgesteenten (afgeleid van het Latijnse woord voor vuur, lichtje) kunnen zeer verschillende minerale achtergronden hebben, maar ze hebben allemaal één ding gemeen: ze worden gevormd door de afkoeling en kristallisatie van een smelt. Dit materiaal kan lava zijn uitgebroken op het aardoppervlak, of magma (ongebroken lava) op diepten tot een paar kilometer, bekend als magma in diepere lichamen.

Die drie verschillende instellingen creëren drie hoofdtypen stollingsgesteenten. Rots gevormd uit lava wordt extrusief genoemd, rots uit ondiep magma wordt opdringerig genoemd, en rots uit diep magma wordt plutonisch genoemd. Hoe dieper het magma, hoe langzamer het afkoelt en het vormt grotere minerale kristallen. 

Waar ze zich vormen

Stollingsgesteenten vormen zich op vier hoofdplaatsen op aarde:

• Op uiteenlopende grenzen, zoals mid-oceanische ruggen, drijven platen uit elkaar en vormen gaten die worden opgevuld door magma.
• Subductiezones treden op wanneer een dichte oceaanplaat onder een andere oceaan- of continentale plaat wordt onderworpen. Water uit de afdalende oceaanbodem verlaagt het smeltpunt van de bovenstaande mantel en vormt magma dat naar de oppervlakte stijgt en vulkanen vormt.
• Op continentaal-continentale convergente grenzen botsen grote landmassa's, verdikken en verhitten de korst tot smelten. 
• Hot spots, zoals Hawaii, vormen zich terwijl de korst zich verplaatst over een thermische pluim die diep uit de aarde oprijst. Hot spots vormen extrusieve stollingsgesteenten. 

Mensen denken vaak aan lava en magma als een vloeistof, zoals gesmolten metaal, maar geologen vinden dat magma meestal een brij is - een gedeeltelijk gesmolten vloeistof geladen met minerale kristallen. Terwijl het afkoelt, kristalliseert magma in een reeks mineralen, waarvan sommige eerder kristalliseren dan andere. Terwijl de mineralen kristalliseren, laten ze het resterende magma achter met een veranderde chemische samenstelling. Aldus evolueert een lichaam van magma terwijl het afkoelt en ook terwijl het door de korst beweegt, in wisselwerking met andere rotsen.

Zodra magma uitbarst als lava, bevriest het snel en bewaart het een geschiedenis van de ondergrond die geologen kunnen ontcijferen. Stollingsgesteunde petrologie is een zeer complex veld en dit artikel is slechts een korte schets.

textures

De drie soorten stollingsgesteenten verschillen in hun texturen, beginnend met de grootte van hun minerale korrels.

• Extrusieve gesteenten koelen snel (gedurende een periode van seconden tot maanden) en hebben onzichtbare of microscopische korrels of een afanitische textuur.
• Opdringerige rotsen koelen langzamer (meer dan duizenden jaren) en hebben zichtbare korrels van kleine tot middelgrote of phaneritische textuur.
• Plutonische rotsen koelen miljoenen jaren af ​​en kunnen korrels tot kiezelstenen hebben - zelfs meters breed.

Omdat ze uit een vloeibare toestand stollen, hebben stollingsgesteenten de neiging om een ​​uniforme stof zonder lagen te hebben en de minerale korrels zijn stevig samengepakt. Denk aan de textuur van iets dat je in de oven zou bakken.

In veel stollingsgesteenten "zweven" grote minerale kristallen in een fijnkorrelige grondmassa. De grote korrels worden fenocrysten genoemd, en gesteente met fenocrysten wordt een porfier genoemd - dat wil zeggen, het heeft een porfyrische textuur. Fenocrysten zijn mineralen die eerder zijn gestold dan de rest van de rots, en ze zijn belangrijke aanwijzingen voor de geschiedenis van de rots.

Sommige extrusieve gesteenten hebben onderscheidende structuren.

• Obsidiaan, gevormd wanneer lava snel hard wordt, heeft een glazige textuur.
• Puim en scoria zijn vulkanisch schuim, opgeblazen door miljoenen gasbellen die ze een vesiculaire textuur geven.
• Tuff is een rots die volledig is gemaakt van vulkanische as, uit de lucht is gevallen of langs de zijkanten van een vulkaan is neergestort. Het heeft een pyroclastische textuur.
• Pillow lava is een klonterige formatie die ontstaat door lava onder water te extruderen.

Basalt, graniet en meer

Stollingsgesteenten worden geclassificeerd door de mineralen die ze bevatten. De belangrijkste mineralen in stollingsgesteenten zijn hard, primaire: veldspaat, kwarts, amfibolen en pyroxenen (door geologen samen 'donkere mineralen' genoemd), evenals olivijn, samen met het zachtere mineraal mica. De twee bekendste soorten stollingsgesteenten zijn basalt en graniet, die duidelijk verschillende composities en structuren hebben.

Basalt is het donkere, fijnkorrelige spul van veel lavastromen en magma-indringers. De donkere mineralen zijn rijk aan magnesium (Mg) en ijzer (Fe), daarom wordt basalt een "mafische" rots genoemd. Het kan extrusief of opdringerig zijn.

Graniet is de lichte, grofkorrelige rots gevormd op een diepte die wordt blootgesteld na diepe erosie. Het is rijk aan veldspaat en kwarts (silica) en wordt daarom een ​​"felsisch" gesteente genoemd. Daarom is graniet felsisch en plutonisch.

Basalt en graniet vormen de overgrote meerderheid van stollingsgesteenten. Gewone mensen, zelfs gewone geologen, gebruiken de namen vrij. Steenhandelaren noemen elk plutonisch gesteente 'graniet'. Maar stollende petrologen gebruiken veel meer namen. Ze praten er meestal over bazaltachtig en graniet of granietachtige rotsen onderling en in het veld, omdat laboratoriumwerk nodig is om een ​​exact gesteentetype te bepalen volgens de officiële classificaties. Echt graniet en echt basalt zijn smalle subsets van deze categorieën.

Enkele van de minder voorkomende soorten stollingsgesteente kunnen worden herkend door niet-specialisten. Een donker gekleurde plutonic maffic rock, de diepe versie van basalt, wordt bijvoorbeeld gabbro genoemd. Een lichtgekleurd opdringerig of extrusief felsisch gesteente, de ondiepe versie van graniet, wordt felsiet of rhyoliet genoemd. En er is een reeks ultramafische rotsen met nog meer donkere mineralen en zelfs minder silica dan basalt. Peridotiet is daarvan de belangrijkste.

Waar stollingsgesteenten worden gevonden

De diepe zeebodem (de oceanische korst) is bijna volledig gemaakt van basaltstenen, met peridotiet eronder in de mantel. Basalt is ook uitgebroken boven de grote subductiezones van de aarde, hetzij in vulkanische eilandbogen of langs de randen van continenten. Continentale magma's zijn echter meestal minder basaltisch en meer granietachtig.

De continenten zijn het exclusieve huis van granietrotsen. Bijna overal op de continenten, ongeacht welke rotsen er aan de oppervlakte zijn, kun je naar beneden boren en uiteindelijk granitoïde bereiken. Over het algemeen zijn granieten rotsen minder dicht dan basaltstenen, en dus drijven de continenten hoger dan de oceanische korst bovenop de ultramafische rotsen van de aardmantel. Het gedrag en de geschiedenis van granieten rotslichamen behoren tot de diepste en meest ingewikkelde mysteries van de geologie.