Stein

I geologien kalles hvert av de ulike faste materialene , dannet av krystaller eller korn av ett eller flere mineraler, bergart [ 1 ] . På jorden består jordskorpen av bergarter og tilsvarende deler av andre lignende planetariske kropper. [ 2 ] I en mer spesifikk forstand er bergart ethvert materiale som består av et naturlig tilslag av ett eller flere mineraler eller andre materialer, forstået ved tilslag, et sammenhengende fast stoff. Studiet av bergarter kalles petrologi .

De er ofte klassifisert i fire hovedgrupper: magmatiske bergarter, metamorfe bergarter, sedimentære bergarter og meteoritter.

Bergarter er vanligvis harde materialer, men de kan også være myke, slik tilfellet er med leirstein eller sand. Videre, selv om bergarter kan virke evige fra et menneskelig perspektiv, er de gjenstand for endringer som påvirkes av en rekke geologiske prosesser som fungerer over svært lange tidsperioder. Den litologiske syklusen beskriver en rekke prosesser av denne typen, hvordan de forskjellige bergartene dannes og hvordan de overføres fra en type til en annen. Magmatiske bergarter dannes når magma avkjøles i jordskorpen, eller når lava avkjøles på jordoverflaten eller havbunnen. Metamorfe bergarter dannes når eksisterende bergarter utsettes for så høyt trykk og temperatur at de forvandles, noe som for eksempel kan oppstå når tektoniske plater kolliderer. Sedimentære bergarter dannes ved diagenese eller litifisering av sedimenter, som igjen dannes ved forvitring, transport og avsetning av eksisterende bergarter. Til slutt er meteoritter steiner eller metallbiter som faller til jorden fra verdensrommet.

Bergarter dannes av ulike mekanismer (petrogene prosesser), i henhold til en lukket syklus, kalt den litologiske syklusen eller bergarten, der selv levende vesener kan gripe inn .

Bergarter består vanligvis av heterogene blandinger av forskjellige homogene og krystallinske materialer, det vil si mineraler . Polymineralbergarter består av korn eller krystaller av flere mineralogiske arter og monominerale bergarter består av korn eller krystaller av et enkelt mineral. Bergarter er vanligvis harde materialer, men de kan også være myke, slik tilfellet er med leire eller sandholdige bergarter.

I sammensetningen av en bergart kan to kategorier av mineraler differensieres:

  1. Essensielle mineraler eller steindannende mineraler - Dette er mineralene som kjennetegner sammensetningen av en viss bergart, den mest tallrike i den. [ 3 ] For eksempel inneholder granitt alltid kvarts , feltspat og glimmer . Det meste av jordens volum består av et svært begrenset antall mineraler.
  2. Tilbehørsmineraler – De er mineraler som forekommer i en liten andel (mindre enn 5 % av bergartens totale volum) [ 4 ]​ og som i noen tilfeller kan være fraværende uten å vesentlig endre egenskapene til bergarten de kan dannes av. fra hverandre. For eksempel kan granitt inneholde zirkon og apatitt . Selv om hjelpemineraler bidrar lite til bergartens grunnleggende egenskaper, kan de være svært karakteristiske og viktige for bergartidentifikasjon, og påvirke egenskaper som farge.

Bergart

Bergarter kan klassifiseres i henhold til deres egenskaper, slik som kjemisk sammensetning, tekstur, permeabilitet, blant andre. I alle fall er det mest brukte kriteriet opprinnelsen, det vil si mekanismen for dannelsen. I henhold til dette kriteriet er de klassifisert som magmatiske (eller magmatiske ), sedimentære , metamorfe og meteoritt , selv om en klasse av endringsbergarter kan betraktes separat , som noen ganger studeres blant de sedimentære.

Magmatiske bergarter

Magmatiske bergarter (navn avledet fra det latinske ordet igneus , som betyr ild) dannes ved størkning av magma eller lava , en smeltet mineralmasse som inkluderer flyktige stoffer og oppløste gasser. [ 5 ] Denne magmaen kan komme fra delvis smelting av allerede eksisterende bergarter i en planets mantel eller jordskorpe. Bergarter smelter vanligvis på grunn av en eller flere av tre prosesser: en økning i temperatur, en reduksjon i trykk eller en endring i sammensetning. Prosessen er langsom, når den skjer dypt i skorpen, eller raskere, hvis den vises på overflaten. Resultatet i det første tilfellet er plutoniske eller påtrengende bergarter , dannet av tykke og gjenkjennelige krystaller, eller vulkanske eller ekstrusive bergarter , når magmaen når overflaten, omdannet til lava ved avgassing.

Påtrengende magmatiske bergarter er de mest tallrike, og danner hele mantelen og dype deler av skorpen. De er de primære bergartene, utgangspunktet for eksistensen i jordskorpen til andre bergarter.

Avhengig av sammensetningen av startmagmaen, mer eller mindre rik på silisiumdioksyd (SiO 2 ), klassifiseres de som ultramafisk (ultrabasisk), mafisk (basisk), intermediær og felsisk (sur), sistnevnte er den rikeste på silika. Generelt er de overfladiske mer sure.

Magmaer har en tendens til å bli rike på silika når de stiger mot jordens overflate, en prosess som kalles magmadifferensiering. Dette skjer både fordi mineraler med lavt silika krystalliserer ut av magmaen når den begynner å avkjøles (Bowen-reaksjonsreaksjoner) og fordi magmaen assimilerer noe av jordskorpen som den stiger opp gjennom (landlig bergart), og bergarten i jordskorpen har en tendens til å har et høyt innhold av silika. silika. Silikainnhold er derfor det viktigste kjemiske kriteriet for klassifisering av magmatiske bergarter. Innholdet av alkalimetalloksider er neste i betydning.

De opprinnelige strukturene til de magmatiske bergartene er plutonene , massive former som har sin opprinnelse på store dyp, dikene , dannet i undergrunnen som sprekkfyllstoffer, og vulkanske strømmer , lavakapper avkjølt på overflaten. Et spesielt tilfelle er pyroklastiske forekomster , dannet ved fall av vulkanske bomber , aske og andre materialer kastet i luften av mer eller mindre eksplosive utbrudd . Vulkankjegler dannes med disse materialene, noen ganger vekslende med størknede lavastrømmer (lagdelte kjegler) .

Avhengig av graden av krystallisering , skilles tre typer teksturer ut:

  1. Holokrystallinsk: Det er teksturen som består av små krystaller.
  2. Hypokrystallinsk: Det er teksturen som presenterer krystaller i en glassaktig matrise.
  3. Glassaktig: Det er teksturen som gir en amorf masse med utseendet til glass.

Omtrent 65 % av jordskorpen i volum består av magmatiske bergarter. Av disse er 66 % basalt og gabbro , 16 % granitt og 17 % granodioritt og dioritt . Bare 0,6 % er syenitter og 0,3 % ultramafiske . Havskorpen er 99 % basalt, som er en magmatisk bergart med en mafisk sammensetning. Granitt og lignende bergarter, kjent som granitter, dominerer den kontinentale skorpen.

Sedimentære bergarter

De geologiske prosessene som opererer på jordens overflate forårsaker endringer i det topografiske relieff som er umerkelige når de studeres på menneskelig skala, men som når betydelige størrelser når perioder på titusener eller millioner av år vurderes. Dermed vil for eksempel relieffet fra et fjell uunngåelig forsvinne som følge av forvitring og erosjon av bergartene som raser ut på overflaten. Egentlig begynner historien til en sedimentær bergart med endring og ødeleggelse av allerede eksisterende bergarter, noe som gir opphav til forvitringsprodukter, som kan avsettes in situ, det vil si på samme sted der de har sin opprinnelse, og danner gjenværende avsetninger. det hyppigste tilfellet er at disse materialene transporteres med elvevann, is, vind eller havstrømmer til områder mer eller mindre langt fra opprinnelsesområdet. Disse materialene akkumuleres til slutt i de sedimentære bassengene og danner sedimentene som, når de er konsolidert, stammer fra de sedimentære bergartene.

De dannes ved diagenese (komprimering og sementering) av sedimenter , materialer fra overflateendring av andre bergarter, som deretter transporteres og avsettes av vann , is og vind , ved hjelp av tyngdekraften eller ved utfelling av løsninger. [ 5 ] Forekomster av organisk materiale, dannet av levende vesener , som korallrev , kulllag eller oljeforekomster , er også klassifisert som sedimentære . Sedimentære bergarter er de som typisk har fossiler , rester av levende vesener, selv om disse også kan sees i noen metamorfe bergarter av sedimentær opprinnelse.

Sedimentære bergarter dannes i sedimentasjonsbassenger, bakkens konkaviteter der materialene som dras av erosjon drives ved hjelp av tyngdekraften. De opprinnelige strukturene til sedimentære bergarter kalles strata , lag dannet av avsetninger, som noen ganger utgjør formasjoner med stor kraft (tykkelse).

Forvitret materiale fjernes av elver, vind, isbreer eller havet og forskyves til andre områder. Transport kan gjøres:

Metamorfe bergarter

Strengt tatt er enhver bergart som har blitt produsert ved utviklingen av en tidligere bergart metamorfe når den utsettes for et energisk svært forskjellig miljø fra dens dannelse, mye varmere eller kaldere, eller ved et helt annet trykk. Når dette skjer, har bergarten en tendens til å utvikle seg til den når egenskaper som gjør den stabil under disse nye forholdene. Det vanligste er progressiv metamorfose , som oppstår når bergarten utsettes for større varme eller trykk, dog uten å smelte (fordi vi går inn i magmatismens felt ); men det er også et konsept om regressiv metamorfose , når en bergart utviklet seg på et stort dyp - under forhold med høy temperatur og trykk - tilfeldigvis er på overflaten, eller nær den, hvor den er ustabil og utvikler seg så snart en faktor utløser prosessen.

Metamorfe bergarter florerer i dype områder av skorpen, over den magmatiske basen. De har en tendens til å bli fordelt klassifisert i soner, forskjellig med graden av metamorfose oppnådd, i henhold til påvirkningen av den involverte faktoren. For eksempel, når årsaken er varmen som frigjøres av en magma lomme, danner bergartene en glorie med konsentriske soner rundt det magmatiske plutonet . Mange metamorfe bergarter viser effekten av rettet trykk, som gjør at mineralene utvikler seg til andre laminære bergarter, og får et laminært utseende. Eksempler på metamorfe bergarter er skifer , marmor eller kvartsitt .

Selv når de ikke smelter dem, kan høye temperaturer forårsake viktige endringer i bergarter, som tap av vann, modifikasjoner i teksturer, i graden av kohesjon og farge, samt transformasjoner av mineralene som utgjør dem.

Disse endringene, som skjer i fast tilstand , er en del av prosessen med metamorfose, og skjer fordi bergartene er " avfyrt " ("avfyrte" bergarter er resultatet av en prosess som ligner på den som brukes til å undertrykke leire og omdanne den til murstein ).

Metamorfe bergarter viser et stort utvalg av teksturer, som varierer i henhold til formen, størrelsen og arrangementet til krystallene som utgjør dem.

Dens teksturer er klassifisert i:

Meteoritter

En meteoritt er en stein som kommer fra verdensrommet, det vil si at den ikke er dannet på jorden . Noen meteoritter er rester fra dannelsen av solsystemet for rundt 4,6 milliarder år siden. Meteoritter er vanligvis sammensatt av 95 % silikater og forskjellige typer jern- og nikkellegeringer eller kombinasjoner av disse to elementene med hensyn til de resterende 5 %. [ 6 ]

Meteoritter kommer hovedsakelig fra kollisjoner mellom små stjerner, for eksempel asteroider , som får dem til å løsne seg fra foreldrestjernen og dirigere dem mot planeten der de ender opp med å falle. Meteoritter er interessante å studere fordi de er småmasseobjekter som ble dannet av andre geologiske prosesser enn større kropper. Dermed er meteoritter mer primitive og kan gi mer informasjon om solsystemets dannelse og tidlige historie. [ 7 ] Andre kilder til meteoritter er kometkjernene , som brytes opp til uregelmessige kuler av grus og støv når de kommer for nærme Sola. Det er også funnet godt og vel tjue meteoritter fra planeten Mars og et tilsvarende antall meteoritter av månen . [ 7 ]

Det eneste kjente tilfellet av nedgravde meteoritter (dvs. fossile meteoritter) er i et kalklag nær Gøteborg , hvor det er tolv lag med kondritter og kalksteiner som ble dannet over en periode på ca. 1,75 millioner år. år i løpet av den ordoviciske perioden , ca. 480 millioner år . siden. [ 8 ]

Type meteoritter

Meteoritter kan klassifiseres etter materialet de er laget av: stein, en legering av jern og nikkel, eller kombinasjoner av disse mulighetene. Disse gruppene er beskrevet nedenfor. Meteoritter kan også kategoriseres på S1-S6-skalaen basert på deres sjokkmetamorfose, som ikke er noe annet enn deformasjonen og oppvarmingen de gjennomgikk under deres sammenstøt med Jorden. Meteoritter som ikke deformerte mye blir vanligvis klassifisert som S1. Det er også to systemer for å kategorisere meteoritter i henhold til graden av endring de fikk da de traff jorden: en skala fra A til E [ 9 ] og en annen fra W0 til W6, [ 10 ] der meteoritter som er godt bevart er klassifisert som A eller W0.

Kondritter

Kondritter består av mafiske bergarter med en liten kjerne som indikerer rask eksponering. Omtrent 80 % av alle meteoritter er vanlige kondritter. [ 11 ] De ble dannet i den tidlige fasen av solsystemets historie og er noe av det eldste overlevende materialet. De fleste kondritter inneholder kondruler, millimeterstore sfæriske korn, og antas å være opptil 4,6 milliarder år gammelt materiale fra asteroidebeltet. Det er ikke kjent hvordan de ble dannet.

Karbonholdige kondritter er steinete meteoritter som inneholder små fragmenter av organisk materiale, inkludert aminosyrer , og representerer omtrent 3% av alle kondritter. [ 12 ] De antas å bestå av umodifisert materiale fra soltåken, støvskyen som solsystemet ble dannet av, og har en isotopsammensetning som ligner på Solens. [ 12 ]

Akkondritter er en annen type steinmeteoritt som ligner jordens mafiske og magmatiske bergarter og noen ganger er brecciated . Akkondritter antas å være materiale fra store asteroider, inkludert den massive asteroiden Vesta, men også planeten Mars . [ 13 ]

jernmeteoritter

Jernmeteoritter er sammensatt av legeringer av jern og nikkel , som kamacitt , og står for omtrent 3,8% av alle meteoritter. [ 14 ] De antas å være sammensatt av materiale fra kjernen av eksploderende asteroider. [ 15 ] Metalliske meteoritter kan deles inn i tre undergrupper basert på deres nikkel/jern-forhold og krystallstruktur: heksaedritter inneholder 4–6 % nikkel, oktaedritter inneholder 6–12 %, og ataksitter inneholder mer enn 12 %. Krystallstrukturene til heksaedritter har et rektangulært mønster, oktaedritter har et sekskantet mønster, og ataksitter har ikke en veldefinert krystallstruktur. Et annet navn for jernmeteoritter er "sideritt". [ 15 ]

jernsteiner

Jernholdige steiner består av en omtrent lik blanding av legeringer av jern og nikkel med silikater. [ 16 ] De representerer 0,5 % av alle meteoritter. [ 17 ] De antas å være sammensatt av materiale fra grensen mellom en stjernes kjerne og mantel . [ 16 ]

tektitter

Tektitter er glassaktige objekter som ifølge de fleste forskere ble dannet på jorden som et resultat av et meteorisk nedslag. Dermed er ikke tektitter meteoritter i ordets strenge forstand. [ 18 ]

Bergarten syklus eller litologisk syklus

I sammenheng med geologisk tid gjennomgår bergarter transformasjoner på grunn av forskjellige prosesser. [ 19 ] Interne geologiske agenser gir opphav til magmatiske og metamorfe bergarter, mens eksterne geologiske agenser produserer forvitring og erosjon , transport og sedimentering av overflatebergarter, som gir opphav til sedimentære bergarter.

Forvitring kalles den geologiske virkningen av atmosfæren , som produserer nedbrytning, fragmentering og oksidasjon. Materialer som følge av forvitring kan angripes av erosjon og transporteres. Ansamlingen av fortrengte steinfragmenter danner utvasking . Når transporten av materialene opphører, avsettes disse som sedimenter i de sedimentære bassengene , den ene oppå den andre, og danner horisontale lag ( strata ).

Sedimenter gjennomgår en rekke prosesser ( diagenese ) som transformerer dem til sedimentære bergarter, som komprimering og sementering ; Den forekommer i sedimentære bassenger, hovedsakelig havbunnen.

Komprimering er prosessen med å fjerne hulrom i et sediment, på grunn av vekten av sediment som faller på toppen. Sementering er en konsekvens produsert av komprimering; Den består av dannelsen av en sement som binder sedimentene (bergartsfragmentene) sammen.

Bergartidentifikasjon

Flere geologiske kriterier fører til petrografisk karakterisering og petrologi av bergarten: [ 20 ]

Bergarter presenterer et stort mangfold av aspekter som er beskrevet nedenfor:

Assosiert med en mineralogisk analyse gjør disse kriteriene det mulig å bestemme navnet på en bergart.

Nytte av bergarter

Bruken av bergarter har hatt stor innvirkning på menneskehetens kulturelle og teknologiske utvikling. Bergartene har blitt brukt av mennesker og andre hominider i minst 2,5 millioner år . [ 21 ] Litisk teknologi lar oss identifisere noen av de eldste teknologiene i kontinuerlig bruk. Gruvedrift av stein for innholdet av forskjellige metaller har vært en av de viktigste faktorene i utviklingen av menneskelig sivilisasjon, og har utviklet seg med forskjellige hastigheter på forskjellige steder, delvis på grunn av typene metallholdige malmer som er tilgjengelige i bergartene fra hver region.

Bergarter kan være nyttige for deres fysisk-kjemiske egenskaper ( hardhet , ugjennomtrengelighet, etc.), for energipotensialet eller for de kjemiske elementene de inneholder. [ 22 ] Etter dette kriteriet kan bergarter klassifiseres i:

Se også

Referanser

  1. ↑ Andres, Dulce Maria; Krig, Francisco Javier (2015-06). Grunnleggende yrkesopplæring - anvendt realfag II . Editex. ISBN  9788490785508 . Hentet 17. februar 2018 . 
  2. ↑ Kalman, Bobby (2009). Jordens fjell . Crabtree Publishing Company. ISBN  9780778782384 . Hentet 17. februar 2018 . 
  3. ↑ Royal Academy of Exact, Physical and Natural Sciences. "essensielt mineral " Vitenskapelig og teknisk ordforråd . Hentet 4. februar 2017.
  4. ↑ Royal Academy of Exact, Physical and Natural Sciences. "tilbehørsmineral" . Vitenskapelig og teknisk ordforråd . Hentet 4. februar 2017.
  5. ^ a b Blatt, Harvey; Tracy, Robert J. (1996). Petrologi (2. utgave). W.H. Freeman. ISBN  0-7167-2438-3 . 
  6. ↑ Encyclopedia of Geology, bind 5, s. 233
  7. ↑ a b Perron
  8. ↑ Encyclopedia Of Geology, bind 5; s. 235.
  9. ↑ PA Bland, ME Zolensky, GK Benedix, MA Sephton. "Forvitring av kondrittiske meteoritter"
  10. ↑ Wlotzka, F.; Donahue, DJ "Terrestrial Ages and Petrologic Description of Roosevelt County Meteorites" (på engelsk). Abstracts of the Lunar and Planetary Science Conference, 22, 1991, s. 667
  11. ^ Britt, DT & Pieters, CM "The Bidirectional Reflectance Spectra of Five Gas-rich Ordinary Chondrites" (på engelsk). Abstracts of the Lunar and Planetary Science Conference, 22, 1991, s. 139–140.
  12. ↑ a b Encyclopedia of Astronomy and Astrophysics, "Carbonaceous Chondrite"
  13. ↑ Encyclopedia of Astronomy and Astrophysics, "Achondrite"
  14. ↑ Encyclopedia of Geology, bind 5, s. 233.
  15. ↑ a b Encyclopedia of Astronomy and Astrophysics, "Iron Meteorite"
  16. ↑ a b Encyclopedia of Astronomy and Astrophysics, "Stony-iron Meteorite"
  17. ↑ Encyclopedia of Geology, bind 5, s. 233
  18. ↑ Encyclopedia Of Geology, bind 5; s. 235
  19. ↑ Andres, Dulce Maria; Krig, Francisco Javier (2015-06). Grunnleggende yrkesopplæring - anvendt realfag II . Editex. ISBN  9788490785508 . Hentet 17. februar 2018 . 
  20. ↑ Jean-François Beaux, Bernard Platevoet og Jean-François Fogelgesang, Atlas de pétrologie, Dunod, 2012, 144 s.
  21. ↑ William Haviland, Dana Walrath, Harald Prins, Bunny McBride, Evolution and Prehistory: The Human Challenge , s. 166
  22. ↑ Costa, M., Ferrer, M., Bonafeu, MD, Estrada, M. & Roger, E. 2009. Ciències de la Terra i del Medi Ambient, 2 . Castellnou, Barcelona. ISBN 978-84-9804-640-3

Bibliografi

Eksterne lenker