Ásványok a vulkáni kőzetekben
Abaúj-Zemplén geotúrák, Kövekből született történetek
Ez egy hosszú és nehezebben érthető okfejtés lesz.
Most, hogy végig vettük a legfontosabb kiömlési kőzeteket, nézzük meg őket kicsit közelebbről. A kémiai összetételről már volt szó, ehhez kapcsolódik egy másik fontos tulajdonság az ásványos összetétel. A kőzet általános definíció szerint ásványok jellemző összetételű társulása. A vulkáni kőzetek esetében ez döntően a szilikátolvadék összetételének a függvénye. Ez azt is jelenti, hogy kémiai alkotók változásával más lesz a belőle megszilárdult ásványok társulása. Gyors hűlés mellett ezek szabad szemmel nem láthatók (bazalt). Lassabb hűlés mellett, pedig egyre több ásvány jelenik majd meg fehér vagy sötétebb pontként a kőzetben.
Akkor meneküljünk, itt kémiáról is szó lesz!
Hát igen, a kémia a középiskolai oktatás egyik sikertárgya. Ha csak az ember nem akar ilyen vonalon továbbtanulni, az a kevés, nehezen megszerzett tudás is köddé válik az érettségi bizonyítvány átvételével. Pedig egy letűnt korban az ásvány és kőzettan a középiskolai természetrajzi oktatás egyik pillérét képezte. Elsajátítása elképzelhetetlen volt alapos kémiai ismeretek nélkül.Mivel az olvasók jó rész elég messze került a szervetlen kémiai alapismeretektől, igyekszem nem nagyon túlbonyolítani a dolgot. Remélem sikerül nem elveszni a részletekben.
A kőzetek összetételét laboratóriumban elemzik, a végeredmény egy táblázatos elemsor lesz. Ebben az ásványokat felépítő elemek oxidok formájában szerepelnek. A főelemek határozzák a kőzetösszetételt, de a kőzetek keletkezésével kapcsolatban a kisebb koncentrációjú nyom (stroncium, bárium) és ritka elemek(lantán, európium) is sok információt adhatnak.
Mennyiségét tekintve, ahogyan a kőzetek osztályozásánál is láthattuk (megnézzük ki az aki figyelt) az SiO2 tartalom a meghatározó. E mellett az Al2O3, Fe2O3, FeO, CaO, MgO, K2O, Na2O, TiO2 azok az elemek, amelyek nagyobb arányban lesznek jelen. Egymáshoz viszonyított arányuk az olvadékösszetétel változásával módosul. Egy bazaltban nagyobb TiO2, CaO, FeO , MgO tartalom mellett kevesebb lesz az SiO2. Egy riolitban viszony az SiO2, K2O, Na2O aránya nő majd meg, ahogyan a fenti táblázatban is látszik.
Melyek a leggyakoribb ásványok?
Mivel a magma meghatározása szerint izzó szilikátolvadék, a legfontosabb magmás kőzetalkotó ásványaink tehát szilikátok lesznek. Ha vesszünk néhányat a táblázatban szereplő elemek közül, akkor építeniük kell egy kristályrácsot. Ezeket nem lehet csak úgy összehányni. Törvényszerűségek vannak, mert rend a lelke mindennek. A vége egy síklapokkal határolt kristályforma lesz.
Az ásványok képlete leírja, mely elemekre volt szükség a kristályosodásukhoz. A fontosabb kőzetalkotó ásványok pedig a földpátok (pl. KAlSi3O8), piroxének (pl. Fe2Si2O6), az olivin (Mg,Fe)2SiO4) és az amfibolok (olyan bonyolult az általános képlet, hogy be sem rakom) lesznek. Emellett az oxidok (pl. kvarc-SiO2, Fe-Ti oxidok) jutnak még fontos szerephez.
De milyen lesz végül a kőzet színe?
Ha szín alapján osztályozzuk az ásványokat két fő csoportot kapunk. A színtelen elegyrészek Fe, Mg és Ti mentesek lesznek. Ezek megjelenésükben üvegfényű, áttetsző vagy átlátszó ásványok (földpátok, kvarc). Ezzel ellentétben a színes kőzetalkotókra jelentős Fe, Mg és Ti tartalom mellett a sötét (piroxének, amfibolok), az olivin esetében pedig a zöld szín jellemző.
A két csoport aránya döntően befolyásolja a kőzet színét. A bazalt, andezit a színes kőzetalkotó ásványok nagyobb aránya miatt lesz sötét.
Míg a dácitok és riolitok esetében a földpátok és a kvarc nagyobb aránya mellett világosodik majd a kőzet színe. Az obszidián itt egy kakukktojás, ahol összetétele alapján egy világos színű üveges kőzetet kellene kapnunk, de a mikroszkópi méretű fekete oxidásványok olyan mennyiségben vannak jelen amely végül fekete színt ad a kőzetnek.
Mekkorák ezek az ásványok?
Egy bazaltban a gyors hűlés miatt szabad szemmel, nem vagy alig fedezhetőek fel. Az andezit, dácit esetében már lesznek szabad szemmel is jól látható ásványszemcsék (fehér földpát, fekete amfibol). Az ilyen szövetet hívjuk porfírosnak. Ebben az esetben a nagyobb ásványok még a magmatározóban alakultak ki a közetolvadékból, míg a finomszemcsés alapanyag a felszínre ömlött lávából vált kőzetté.
A legnagyobb méretű ásványokat a mélységi magmás kőzetekben találjuk (gránit, granodiorit), ahol akár több cm-es kristályok is megjelennek. Egy gránit díszítőkő szinét a földpátok fogják meghatározni. Ha sok a káliföldpát vöröses színt kapunk (fotó), egy másik földpát, a plagioklász nagyobb aránya pedig fehéres-szürkés színt fog adni.
A kiömlési kőzetekben gyakran találunk még a gáztartalomhoz kapcsolódó hólyagüregeket (ld. bazalt, riolit). Ezekben a kihülés kisebb hőmérsékletű fázisaiban vagy a megszilátdulás után még válhatnak ki ásványok. A bazaltok mandulaköveiben kalcit, zeolit, kalcedon kitöltéseket találunk. A riolitokban apró tridimitek, opál lesz a gyakori.
A természet tehát mindent rendszerben igyekszik csinálni. Egy kézbe fogott, esetünkben vulkáni kőzet nem a véletlen terméke. Benne minden ásvány a neki megszabott szerkezetben fog kristályosodni. Ez a végszó pedig már átvezet a jövő hétre, ahol a vulkanizmussal együttjáró ásványképződési folyamatokról készül majd egy rövid összefoglaló.