Stollbergsgeologi

Påtrengende stollende bergarter

Erosjon av vulkaner vil umiddelbart utsette grunne inngripende kropper som vulkanhalser og diatremer (se figur 6). En vulkansk hals er “halsen” på en vulkan og består av en røraktig rørledning fylt med hypabyssalbergarter. Ship Rock i New Mexico og Devil's Tower i Wyoming er rester av vulkanhalser som ble utsatt etter at de omkringliggende sedimentære bergartene ble erodert bort. Mange kraterlignende depresjoner kan være fylt med kantete fragmenter av landberg (breccia) og ung pyroklastisk rusk. Når den erodert, eksponerer en slik depresjon et vertikalt traktformet rør som ligner en vulkansk hals med unntak av den brecciated fyllingen. Disse rørene er kalt diatremaer. Mange diatremer dannes av eksplosjon som følge av hurtig utvidelse av gass - karbondioksid og vanndamp.Disse gassene frigjøres av den stigende magmaen på grunn av trykknedgangen når den nærmer seg overflaten. Noen diatremer inneholder kimberlite, en peridotitt som inneholder et vannholdig mineral kalt flogopitt. Kimberlite kan inneholde diamanter.

Sykkelen er vanligvis tabellformede kropper som kan stråle fra den sentrale luften av en vulkan eller fra en vulkansk hals (se figur 6). Ikke alle diker er assosiert med vulkaner, men de kan skilles ut fra deres uenige forhold til strukturen til landberg som de skjærer over. Mange diker er bare noen få meter brede, men store, som diken som mater Muskox-inntrengningen i de nordvestlige territoriene i Canada, når bredder på mer enn 150 meter. Relaterte til diker er funksjoner som opprettholder et konkordant forhold til strukturen til landbergene. Magmas kan tvinge seg vei mellom lag av fjell og størkne parallelt med dem for å danne søyler (se figur 6). På den vestlige bredden av Hudson-elven overfor New York City er den 300 meter tykke Palisades-søylen utsatt og kan spores i 80 kilometer.En laccolith er også i samsvar med country rock, men den skiller seg fra et vindu ved å ha et flatt gulv med et kuppelt (soppformet) tak (se figur 6). Laccoliths ble først beskrevet i Henry-fjellene i Utah, der de kan måle seg opp til 200 meter tykke med basaldiametere over tre kilometer. Bergarter med mellomliggende silisiuminnhold utgjør generelt disse kuppelige inntrengingene. I motsetning til dette er lopolitter skålformede kropper med et konkavt tak og gulv oppover og er vanligvis sammensatt av mafiske bergarter. Lopolitter er store i størrelse; Bushveld påtrengende kompleks i Sør-Afrika, for eksempel, har et område på rundt 66 000 kvadratkilometer og en utsatt tykkelse på 8 kilometer. Muskox-inntrengingen, som er nevnt over, er en annen stor lopolitt,som anslås å være omtrent 80 kilometer lang og 11 kilometer bred (takbergarter som dekker deler av inntrengingen forhindrer en nøyaktig måling). Disse lopolittene er ofte lagdelt med stollede mineraler og bergarter; i Bushveld inntrenging, ett lag omtrent 1 meter tykt bestående av nesten ren kromitt (en malm av krom) strekker seg i flere titalls kilometer. Store uregelmessig formede plutoner kalles enten bestander eller badolit (se figur 6), avhengig av størrelsen. Plutoner større enn 100 kvadratkilometer i området kalles badolit, mens de av mindre størrelse kalles bestander. Det kan imidlertid være mulig at noen bestander er de synlige delene av badolit som ikke er blitt utsatt for erosjon. Batholiths (fra det greske ordet bathos, som betyr dybde) er dyptliggende skorpeinnbrudd,mens bestandene kan dannes på lave dyp bare noen kilometer under overflaten. Bergarter som spenner fra kvartsdioritt til granitt finnes ofte i badolit. Store badolit i Nord-Amerika inkluderer Sierra Nevada, Idaho og Coast Range, som er omtrent 600 kilometer lang og 200 kilometer bred og strekker seg fra Alaskan-grensen gjennom British Columbia til staten Washington. Mange pulser av inntrenginger bidrar til dannelsen av disse store kroppene; for eksempel er åtte episoder med aktivitet blitt anerkjent i Sierra Nevada-badolitten. De dannes derfor av sammenblanding av mange mindre badolit og bestander.og Coast Range, som er omtrent 600 kilometer lang og 200 kilometer bred og strekker seg fra Alaskan-grensen gjennom British Columbia til Washington-staten. Mange pulser av inntrenginger bidrar til dannelsen av disse store kroppene; for eksempel er åtte episoder med aktivitet blitt anerkjent i Sierra Nevada-badolitten. De dannes derfor av sammenblanding av mange mindre badolit og bestander.og Coast Range, som er omtrent 600 kilometer lang og 200 kilometer bred og strekker seg fra Alaskan-grensen gjennom British Columbia til Washington-staten. Mange pulser av inntrenginger bidrar til dannelsen av disse store kroppene; for eksempel er åtte episoder med aktivitet blitt anerkjent i Sierra Nevada-badolitten. De dannes derfor av sammenblanding av mange mindre badolit og bestander.

Distribution of igneous rocks on Earth’s surface

Divergent plate boundaries

Most of the igneous activity on Earth is restricted to a narrow zone that is related intimately with the motions of the lithospheric plates. Indeed, the composition of the magma, the types of volcanism, and the characteristics of intrusions are governed to a large extent by plate tectonics. The magmatism at divergent plate boundaries along the crests of the oceanic rises and ridges is mostly unseen except in places where the volcanic activity occurs subaerially (e.g., Iceland, which sits on the Mid-Atlantic Ridge). Along these divergent boundaries, the erupted basalts have such a restricted compositional range that they are referred to as mid-ocean-ridge basalt (MORB). They are subalkaline tholeiites that contain olivine in the norm and less than 0.25 percent potash. The chemistry suggests that MORB was generated from a mantle that was depleted of volatile elements (e.g., lanthanum [La], cerium [Ce], sodium, and potassium) in a previous partial melting process. A wide rift valley marks the crest of most of the oceanic ridges and rises. The valley is bounded by faults created by the divergent forces and is floored in its centre by a fracture zone (a mass of rock with many small breakages). These faults and fractures are the conduits for the MORB magmas that flood the valley, build volcanoes, and produce dikes by filling the conduits. Layer 2 of the oceanic crust results from these magmatic activities (see Figure 7). As the plates diverge, MORB becomes the ocean floor on which oceanic sediments (layer 1) are deposited. This makes MORB the most abundant rock on the surface of Earth.

Below the collection of lavas and dikes in layer 2 are found gabbro and diorite. They represent the plutonic rocks formed as a result of differentiation of the MORB magma that fed the volcanic activity along the rift. (Differentiation is the process in which more than one rock type is derived from a single parent magma.) These coarse-grained intrusives account for about 4 to 5 kilometres of layer 3, which rests on a sequence of layered ultramafic rocks. The rocks were formed by the gravitative accumulation of mafic minerals from the original MORB magma that filled a large chamber below the ridge axis. Below this layered sequence is mantle rock that is highly deformed and depleted (of elements such as lanthanum, cerium, sodium, and potassium that have been removed by repeated partial melting). Because seismic waves cannot distinguish between layered ultramafic rocks, which are not true mantle rocks, and ultramafic mantle rocks, the Moho actually is positioned between layer 3 and the layered ultramafics. The sequences consisting of layer 1 (limestone and chert sedimentary rocks), layer 2 of MORB lavas and dikes, and layer 3 of gabbro and diorite and the ultramafic rocks are known as ophiolites. Many geologists believe that ophiolites formed at oceanic ridges were emplaced by tectonic forces at convergent plate boundaries and then became exposed in highly deformed orogenic (mountain) belts. In fact, the same sequences of rocks were first reported in the Alps and were considered deep-seated intrusions. Some geologists still argue that all ophiolites were not formed at divergent plate boundaries.

Away from the axis of divergence, the composition of the volcanic rocks becomes more diverse. Most of the magmatism is related to hot spots, which are hot rising plumes of mantle rock that are anchored beneath the moving lithospheric plates (see Figure 7). The Hawaiian Islands owe their existence to the magmatism associated with a hot spot that currently is located just southeast of the large island of Hawaii. This mantle plume not only provides magma for the eruptions at Kilauea Volcano but also is responsible for the submarine volcano named Loihi that will eventually become a new island. Most of the islands are built on a tholeiite basalt base, but the caps of the volcanoes are alkali basalts. The final episodes of volcanic activity on an island are extremely undersaturated; nephelinites and olivine melilite nephelinites are common products. The alkali basalts have differentiated to more silica-rich compositions, with hawaiites, mugearites, and trachytes being erupted in minor amounts. The two active volcanoes on Hawaii, Mauna Loa and Kilauea, are still erupting tholeiite basalts. Tholeiites on all the islands far from the ocean ridge crests are different from MORB in that they are enriched in lanthanum, cerium, sodium, and potassium. Early in Earth’s history, a high-magnesium, high-temperature mafic magma called komatiite erupted from hot spots. Since most komatiites are only found in Archean regions, they are thought to be evidence for Earth being hotter than when it was initially formed. The youngest komatiite was recently discovered on the island of Gorgona, Colom.