bjergarter

Verificeret
Artiklens indhold er godkendt af redaktionen.

Vulkanske bjergarter på vulkanøen Surtsey syd for Island under udbruddet i sommeren 1964. I selve krateret ses en rødglødende lavasø, hvorfra lava løber ud og størkner som sorte lavastrømme. Dampskyen i baggrunden skyldes havvand, der er bragt i kog, der hvor lava strømmer ud i havet. De grå bjergarter i forgrunden er løse udbrudsprodukter, pyroklaster, dannet under vulkanens tidlige, kraftigt eksplosive fase.

bjergarter, de produkter, der dannes af de geologiske processer. Bjergarter defineres som aggregater, dvs. sammenhobninger eller sammenvoksninger af korn af et eller flere mineraler. Sand er et eksempel på en løs bjergart, dannet ved ophobning af mineralkorn af fx kvarts; granit er en fast bjergart, dannet ved sammenvoksning af korn af mineralerne kvarts, feldspat og glimmer.

Kontinenternes overflade består mange steder af faste bjergarter, som det fx kan ses i den nordlige del af Bornholm og på Kullen. Langt den største del af landoverfladen dækkes dog af løse bjergarter som ler, sand og kridt, der igen kan være dækket af plantevækst. Man vil overalt på kontinenterne, i hvert fald i boringer, finde faste bjergarter under de løse. I Jylland skal man fx bore fra ca. 1000 til mere end 10.000 m ned, før man træffer grundfjeldets faste bjergarter. Også oceanbunden opbygges af faste bjergarter, hovedsagelig basalt, der dog over store områder er dækket af løse bjergarter, fx dybhavsler.

Den gren af geologien, der beskæftiger sig med bjergarter, kaldes for petrologi. Den beskrivende del af bjergartslæren kaldes petrografi.

Bjergarter inddeles i fire hovedgrupper efter de processer, der har dannet dem. De to af grupperne, magmabjergarter og metamorfe bjergarter, opstår ved de geologiske processer, der foregår på større dybde, de indre eller endogene processer. De to andre grupper, forvitringsdannelser og sedimenter, dannes af de geologiske processer, der udspiller sig på jordoverfladen, de ydre eller eksogene processer.

Magmabjergarter

Magmabjergarter opstår ved størkning af magma, der er den geologiske betegnelse for smeltede stenmasser. De inddeles i to hovedgrupper:

Plutoniske bjergarter, der er trængt ind i grundfjeldsgranit, overlejret af sandsten (gråhvide lag) og basaltlava (sort øverst oppe). Bemærk den skarpe kontakt midt i billedet mellem de indtrængte bjergarter th. og deres sidesten tv. Ilimaussaq-intrusionen, Sydgrønland.

Vulkanske bjergarter, også kaldet dagbjergarter eller ekstrusive bjergarter, som dannes, hvor magma strømmer ud på jordoverfladen i form af lava eller bliver udslynget som løse vulkanske udbrudsprodukter, pyroklaster.

Plutoniske bjergarter, også kaldet dybbjergarter eller intrusive bjergarter, som opstår, hvor magma dybt nede i jordskorpen afkøles langsomt på grund af den dér rådende høje temperatur.

Magmabjergarter betegnes også  eruptive bjergarter.

Sedimenter

Sedimenter dannes ved geologiske processer på jordoverfladen. Deres bestanddele stammer hovedsagelig fra nedbrydningen af kontinenternes bjergarter som følge af forvitringsprocesser og erosion. Det materiale, som derved løsnes, transporteres af overfladevandet samt af vind og is mod lavere terræn og aflejres som sedimenter. Disse er sædvanligvis løse og usammenhængende straks efter aflejringen, men de hærdner på grund af sammentrykning, kompaktion, efterhånden som de bliver overlejret af nye lag eller på grund af sammenkitning forårsaget af udfældning af mineraler fra gennemsivende vand.

Sedimenter inddeles efter dannelsesmåde i tre hovedgrupper: Klastiske sedimenter, dannet ved aflejring af opslæmmet materiale, dvs. ved fysiske processer, fx sand; kemiske sedimenter, dannet ved udfældning af opløst materiale, dvs. ved kemiske processer, fx båndet jernmalm (BIF); organiske sedimenter, dannet ved aflejring af organisk materiale, fx kul og kridt.

Metamorfe bjergarter

Metamorfe bjergarter er opstået ved omdannelse af andre bjergarter, som har været udsat for ændringer i temperatur og tryk, og evt. i det kemiske miljø, fx på grund af påvirkning af kemisk aktive vandige opløsninger. Metamorfose omfatter ikke processer ved jordoverfladen såsom forvitring og diagenetisk omdannelse af sedimenter eller processer ved så høje temperaturer, at bjergarterne smelter, idet der da er tale om magmatiske processer.

kornstørrelse
grovkornede korndiametre større end 5 mm
mellemkornede korndiametre mellem 1 og 5 mm
finkornede korndiametre mindre end 1 mm
tætte mineralkorn, der ikke kan skelnes i lup

Ved metamorfose omkrystalliserer bjergarterne under dannelse af nye mineraler og evt. nye strukturer, men oftest uden at der sker større ændringer af den totale kemiske sammensætning. I de tilfælde, hvor også den kemiske sammensætning ændres, tales om metasomatose.

Man skelner mellem fire hovedgrupper af metamorfose:

Kontaktmetamorfose, dvs. de ændringer i de omliggende faste bjergarter, som magmaers høje temperaturer er årsag til.

Dynamometamorfose, dvs. ændringer forårsaget af kraftig trykpåvirkning, fx i forbindelse med deformationer af jordskorpen (forkastninger).

Regionalmetamorfose, dvs. ændringer forårsaget af høje tryk og temperaturer under bjergkædedannelse.

Bjergarter. Kaolin (det hvide) dannet ved forvitring af granit. Granitten har været opsprækket i et system af vinkelrette sprækker, som har givet adgang for det nedsivende vand, der er årsag til forvitringen. Forvitringen er skredet frem fra disse sprækker, hvilket er årsag til, at rester af granit i kaolinen har form som store kugler. Tornegårdsgraven ved Rønne, Bornholm.

Retrograd metamorfose, dvs. de ændringer, der sker, når bjergarter dannet på stor dybde under bjergkædedannelse udsættes for lavere temperaturer og tryk.

Forvitringsdannelser

Forvitringsdannelser er den fjerde hovedgruppe af bjergarter. De dannes, når bjergarter på jordoverfladen påvirkes af vand, luft, kulde-varme samt planter og dyr. Dette resulterer i opløsning af nogle mineraler og nydannelse af andre, uden at der sker en transport og aflejring af mineraler, hvorfor der ikke er tale om sedimenter. Eksempler er jordbund og kaolin.

Forvitringsdannelser og sedimenter behandles traditionelt af sedimentologien. Den efterfølgende gennemgang af bjergarter er derfor begrænset til magmabjergarter og metamorfe bjergarter.

Magmatiske og metamorfe bjergarter

En standardundersøgelse af en bjergart omfatter bestemmelse af den kemiske sammensætning, mineralindholdet, krystallinitet og kornstørrelse, teksturer og strukturer. På grundlag heraf klassificeres bjergarten, og dens dannelse tolkes. Undersøgelsen begynder ude i naturen med iagttagelse og evt. opmåling af den måde, de forekommer på, og med indsamling af prøver af de enkelte bjergartsenheder. Der foretages en foreløbig bestemmelse af bjergarternes mineraler og af bjergartstyperne. I laboratorierne foretages en række supplerende undersøgelser. Fx bestemmes med polarisationsmikroskopet mineralerne og disses indbyrdes relationer ved undersøgelse af tyndslib, dvs. 0,03 mm tykke skiver af bjergarter monteret på glasplader. I det videre undersøgelsesforløb indgår næsten altid forskellige former for kemisk analyse. Med elektronmikrosonden kan man fx analysere de enkelte mineraler i tyndslibene, og med røntgenfluorescensanalyse af pulveriserede prøver kan man bestemme bjergarternes totale kemiske sammensætning. Derudover kan der, alt efter hvad opgaven kræver, foretages analyse af isotopforhold, af bjergarternes smelte- og størkningsforhold og en lang række andre forhold.

Bjergarter. Plateaubasalt ved Heingifoss i det østlige Island. De enkelte lavastrømme er under afkølingen pga. bjergartens skrumpning blevet opsprækket under dannelse af sekskantede søjler, der er orienteret vinkelret på de oprindelige afkølingsflader, dvs. lavastrømmenes top og bund.

Den kemiske sammensætning

Mere end 98% af de fleste bjergarters vægt udgøres af kun otte grundstoffer: oxygen (O), silicium (Si), aluminium (Al), jern (Fe), calcium (Ca), magnesium (Mg), natrium (Na) og kalium (K). Disse grundstoffer udgør bjergarternes hovedgrundstoffer. Det er dem, der opbygger de bjergartsdannende mineraler.

To af disse grundstoffer, O og Si, udgør tilsammen ca. 75% af bjergarternes vægt, men de udfylder mere end 93% af bjergarternes rumfang. Dette skyldes, at de fleste bjergarter opbygges af silikatmineraler, hvori O og Si er hovedbestanddelene, og da disse er lette grundstoffer, har en given vægtmængde større rumfang end en tilsvarende vægtmængde af de tungere grundstoffer som fx Mg, Fe og Ca.

De resterende grundstoffer betegnes sporgrundstoffer og udgør tilsammen mindre end 2% af de almindelige bjergarters totale vægt. De kan imidlertid optræde i større koncentrationer i visse bjergarter. Bly (Pb) findes fx som "urenheder" i de bjergartsdannende mineraler og udgør 0,0013% af almindelige bjergarters vægt, men det findes i koncentrationer på adskillige procent i form af blymineraler som

Bjergarters mineralindhold

En bjergarts kemiske sammensætning og den kombination af temperatur og tryk, som bjergarten er dannet under, bestemmer, hvilke mineraler, den består af. Der kan derfor være forskel på mineralindholdet i vulkanske og plutoniske magmabjergarter og ikke mindst metamorfe bjergarter med identiske kemiske sammensætninger.

Bjergarter. Farveindeks. Forholdet mellem felsiske (lyse) og mafiske (mørke) mineraler i en bjergart målt som rumfangsprocenter er en vigtig parameter i bjergartsbeskrivelsen. Ved farveindeks forstås rumfangsprocenten af mafiske mineraler, der anvendes til inddeling af bjergarter i de fire viste grupper.

Bjergarters mineralindhold inddeles i tre grupper: bjergartsdannende, accessoriske og sekundære. 1) De bjergartsdannende mineraler, der overvejende er sammensat af hovedgrundstoffer, inddeles i to hovedgrupper:

De lyse mineraler, også betegnet felsiske (felsisk er afledt af fel for feldspat og feldspatoid og si afledt af silica, den internationale betegnelse for SiO2): kvarts, feldspatmineraler (alkalifeldspat, plagioklas), feldspatoider (nefelin, leucit, sodalit og analcim).

De farvede eller mørke mineraler, også betegnet mafiske (afledt af ma fra magnesium og f fra ferrum 'jern', Fe): olivin, pyroxener, amfiboler, glimmermineraler (især biotit).

I specielle typer af magmabjergarter kan andre end de her nævnte mineraler forekomme i så høje koncentrationer, at de opfører sig som bjergartsdannende mineraler, fx calcit, der kan udgøre mere end 90% af mineralindholdet i carbonatitter, og det sjældne zirconiummineral eudialyt, der er et bjergartsdannende mineral i nefelinsyenitterne ved Narsaq i Sydgrønland.

Bjergarter. Udsnit af rombeporfyrlava fra sydspidsen af Jeløya ved Moss i Oslofjorden med rombeformede store korn af feldspat indlejret i en finkornet masse. Porfyrers store korn kaldes strøkorn eller fenokryster, grundmassen kaldes undertiden matriks. Porfyrisk tekstur skyldes i de fleste tilfælde, at der er sket ændringer i krystallisationsbetingelserne under et magmas størkning. Et magma kan fx være begyndt at størkne dybt nede i jordskorpen under forhold, der muliggør dannelse af store krystaller. Hvis dette magma under et vulkanudbrud stiger op mod jordoverfladen, inden det er helt størknet, vil den resterende smelte blive afkølet så hurtigt, at der enten dannes små krystaller eller evt. slet ingen, i hvilket tilfælde grundmassen mellem strøkornene består af vulkansk glas.

Metamorfoserede bjergarter kan, ud over de nævnte bjergartsdannende mineraler, have så stort indhold af andre mineraler, at disse bliver bjergartsdannende, fx granat, cordierit, turmalin, epidot, chlorit, andalusit, sillimanit og kyanit. 2) De accessoriske mineraler er mineraler, der findes i små mængder, oftest mindre end 1% af en bjergarts rumfang. De indeholder en væsentlig del af bjergarternes sporgrundstoffer. Eksempler er mineralet zircon med indhold af zirconium, hafnium og thorium; titanit og ilmenit med titan; monazit med de sjældne jordarters metaller, thorium og fosfor; apatit med fosfor; og spinel med chrom. Men også hovedgrundstoffer kan findes i accessoriske mineraler; eksempler er calcium i fluorit, CaF2, og jern i magnetit. 3) De sekundære mineraler dannes, når mineraler, der er krystalliseret ved høj temperatur i magmabjergarter og metamorfe bjergarter, udsættes for senere omdannelser ved lavere temperatur. Det kan fx være forårsaget af hydrotermale, dvs. varme vandige opløsninger i dybet eller af forvitring ved jordoverfladen. Olivin kan derved omdannes til serpentin og talk; pyroxener og amfiboler til chlorit og hæmatit; feldspatter til sericit, epidot og kaolinit; ilmenit og magnetit til brunjernsten (rust).

Krystallinitet og kornstørrelse

Vulkanske bjergarter, der er afkølet så hurtigt, at de ikke når at krystallisere, men i stedet størkner som vulkansk glas, kaldes holohyaline. Hemihyaline vulkanske bjergarter består af nogenlunde lige meget glas og krystaller, mens holokrystalline kun består af krystaller.

Efter kornstørrelse inddeles magmabjergarter og metamorfe bjergarter i to hovedgrupper:

Fanerokrystalline, også kaldet kornede, hvori de enkelte mineralkorn kan skelnes med det blotte øje eller ved hjælp af lup.

Afanitiske, der er så finkornede (korndiametre mindre end ca. 0,3 mm), at mineralkornene ikke kan skelnes selv med en kraftig lup. Kan man iagttage mineralkornene ved hjælp af et mikroskop, kaldes bjergarten mikrokrystallinsk; er dette ikke muligt, betegnes den som kryptokrystallinsk eller tæt.

Bjergarter. Mikrofotografi af tyndslib, der viser flydestruktur i fonolitisk lavabjergart fra Puy Cordes, Auvergne. Grundmassen består af tynde lister af alkalifeldspat, der er parallelt orienteret som følge af, at lavaen har bevæget sig, mens den størknede. Man kalder dette for trachytisk tekstur. Feldspatlisterne smyger sig omkring strøkorn af alkalifeldspat, der midt i billedet er flydt sammen til en lille hob.

Bjergarter kaldes enskornede, hvis deres mineralkorn er nogenlunde lige store, og uenskornede, når mineralerne har forskellig kornstørrelse. I sidstnævnte tilfælde tales om porfyrer, dvs. magmabjergarter, der har større korn indlejret i en finkornet grundmasse.

Teksturer og strukturer

Tekstur er betegnelsen for mineralkornenes form og den måde, de er vokset sammen på i en bjergart. Teksturen bestemmes ved undersøgelse af en enkelt bjergartsprøve med lup eller i tyndslib.

Begrebet struktur anvendes om de større enheder i en bjergart og undersøges bedst ude i naturen.

I magmabjergarter vil de mineraler, der først krystalliserer under et magmas størkning, udvikle krystalflader. Korn, der er begrænset af krystalflader, kaldes euhedrale. Hvis korn af flere mineraler krystalliserer på én gang, vil de kun delvis kunne udvikle krystalflader og betegnes da subhedrale; når krystalfladerne slet ikke dannes, kaldes kornene anhedrale. Mineralkornenes form giver vigtige oplysninger om den måde, mineralerne er dannet på, og om deres dannelsesrækkefølge. I magmabjergarter vil de mest euhedrale korn være krystalliseret først. I metamorfe bjergarter kan euhedrale korn derimod dannes ved omkrystallisation i faste bjergarter. Den euhedrale form er da et udtryk for det pågældende minerals "krystallisationskraft".

De løse vulkanske dannelser, de pyroklastiske bjergarter, er opstået ved sedimentation af magmatisk materiale og har derfor klastiske sedimentteksturer og -strukturer. De kan bestå af partikler af glas, som repræsenterer hurtigt størknede dråber af smeltet lava, af krystaller eller bjergartsfragmenter, både af vulkanske bjergarter og bjergarter, som er blevet revet med under et vulkanudbrud. De inddeles efter arten af det materiale, de består af, efter kornstørrelse og efter grad af senere hærdning. Tuf er fx en hærdnet finkornet pyroklastisk dannelse.

Bjergarter. Mikrofotografi af tyndslib af kvartssyenit fra Ilimaussaq-intrusionen i Sydgrønland. Bjergartens hovedmineral er en perthitisk alkalifeldspat (de korn, der er brogede med lyse og mørke partier). De er flere steder i billedet begrænset af krystalflader. Denne kornform kaldes euhedral. Nogle feldspatkorn, fx øverst i billedet, har dels rette grænser, hvilket svarer til krystalflader, dels buede. Sådanne korn kaldes for subhedrale. Det lyse kvartskorn nederst i billedet har en uregelmæssig begrænsning bestemt af de omliggende feldspatkorn. Denne form kaldes anhedral. Dette viser, at kvarts er dannet efter feldspat i denne bjergart.

Teksturen i omkrystalliserede metamorfe bjergarter kaldes krystalloblastisk. En metamorf bjergart med massiv tekstur kaldes fx granoblastisk og en porfyrisk metamorf bjergart porfyroblastisk. I sidstnævnte tilfælde er strøkornene dannet under metamorfosen. Metamorfe bjergarter kan imidlertid indeholde mineralkorn, som er rester, relikter, fra den oprindelige bjergart. Dette udtrykkes med forstavelsen blasto-. En blastoporfyrisk bjergart har derfor arvet sine strøkorn fra den oprindelige bjergart. I metamorfe bjergarter kan desuden skelnes mellem reliktstrukturer og nydannede strukturer. De førstnævnte kan være rester af metamorfoserede sedimenters oprindelige lagdeling, de sidstnævnte kan være skifrighed eller foliation dannet på grund af den trykpåvirkning og omkrystallisation, som bjergarten har været udsat for under metamorfosen. Skifrighed er i det simpleste tilfælde en rent mekanisk opsprækning langs tætliggende parallelle planer, men en sådan opsprækning kan videreudvikles til foliation eller gnejsstruktur, ved at de tavleformede glimmerkorn eller prismatiske amfibolkorn samles i bestemte lag, langs hvilke bjergarten let kløves.

Magmabjergarter

Magmabjergarter inddeles i to store hovedgrupper efter deres krystallinitet og kornstørrelse.

Vulkanske bjergarter, der er størknet hurtigt ved jordoverfladen, dvs. ved lavt tryk, er finkornede eller tætte, kan indeholde glas og er ofte blærede.

Plutoniske bjergarter, der, fordi de er størknet langsomt på større dyb, er fin- til grovkornede og oftest kompakte.

Undertiden udskilles en tredje gruppe: gangbjergarter eller hypabyssiske bjergarter. Men det er ikke nødvendigt, fordi gangbjergarter dannet nær jordoverfladen kan grupperes sammen med de vulkanske bjergarter og dybe forekomster sammen med de plutoniske bjergarter.

Klassifikation

Bjergarter. Ifølge IUGS-klassifikations-systemet underinddeles ultramafiske bjergarter, dvs. bjergarter med farveindeks større end 90, ved hjælp af trekantdiagrammer, som fx olivin-orthopyroxen-clinopyroxen.

Klassifikation og navngivning af vulkanske og plutoniske magmabjergarter kan foretages på flere måder. Den enkleste er at gøre det ved hjælp af bjergartsdannende mineraler og disses indbyrdes mængdeforhold målt som rumfangsprocenter. Man kalder dette for den modale mineralsammensætning. Den Internationale Geologiske Union, IUGS, har nedsat en komité til at foreslå et internationalt acceptabelt klassifikationssystem (se sidst i artiklen). Den schweiziske geolog Albert Streckeisen var i mange år leder af dette arbejde. Derfor kalder man det ofte for Streckeisen-systemet.

Man kan også benytte kemiske forhold til klassifikation af magmabjergarter. Efter indhold af SiO2, målt som vægtprocent, inddeles magmatiske bjergarter fx i fire grupper: sure > 63% SiO2, intermediære 52-63%, basiske 45-52% og ultrabasiske < 45%.

En anden metode er at inddele bjergarter efter alkalinitet. Alkaline bjergarter har et højere indhold af Na2O + K2O end andre magmabjergarter og specielt mere, end der kan bindes i de almindeligste Na-K-holdige mineraler, feldspatterne. Hvis bjergarten har underskud af SiO2 i forhold til feldspats sammensætning, dannes et feldspatoidmineral. Men der er også den mulighed, at bjergarter har for lidt Al til at binde hele indholdet af Na + K i feldspat. Det derved opståede overskud af Na + K bindes til jern på ferri-form (Fe3+) under dannelse af alkalipyroxen og alkaliamfibol, som fx ægirin og arfvedsonit. Bjergarter med ægirin/arfvedsonit kaldes peralkaline.

Bjergarter. IUGS-komitéen har foreslået et meget simpelt diagram til klassificering af finkornede og glasholdige vulkanske bjergarter, det såkaldte TAS-diagram. Ved at plotte en sådan bjergarts indhold (i vægtprocent) af SiO2 over for Na2O + K2O opnås en entydig klassifikation af langt de fleste vulkanske bjergarter.

En meget anvendt kemisk klassifikation af magmabjergarter er at omregne de kemiske analyser af bjergarterne til et sæt standardmineraler, en såkaldt normberegning. Dette gøres især, hvor det modale mineralindhold ikke kan iagttages, eller hvor bjergarten er omdannet, og man ønsker at finde frem til det oprindelige mineralselskab.

Forekomst

Lavastrømme og pyroklastiske aflejringer opbygger kontinenternes og oceanøernes vulkaner og kan derudover dække store landområder omkring vulkanerne, bl.a. i form af ignimbritstrømme. Plateaulavaer danner, som navnet siger, lavaplateauer, der kan dække i hundredvis af km2 og være flere km tykke. Også oceanbunden opbygges af lavabjergarter, hovedsagelig udviklet som pillowlava, 'pudelava'.

De plutoniske magmabjergarter er størknet i magmakamre nede i skorpen. Disse kamre er opstået ved, at magma er trængt ind i de bjergarter, som opbygger jordskorpen på stedet. De siges derfor at være intrusive og at danne intrusioner.

Samhørende almindelige plutoniske og vulkanske magmabjergarter
vægtpct. SiO2 SiO2-mætning plutonisk bjergart vulkansk bjergart feldspat-forhold typisk farve-indeks1
 
 
over 63 (sure)
 
 
overmættet
granit rhyolit alkalifeldspat under 20
granodiorit dacit alkalifeldspat-plagioklas under 40
tonalit dacit plagioklas under 40
 63-52 (intermediære)
 
 
mættet
syenit trachyt alkalifeldspat under 20
diorit andesit plagioklas under 40
undermættet nefelinsyenit fonolit alkalifeldspat under 20
 
52-45 (basiske)
mættet gabbro tholeiitisk basalt plagioklas over 40
anorthosit   plagioklas under 10
undermættet olivingabbro alkalibasalt plagioklas over 40
ijolit nefelinit   over 40
under 45 (ultra-basiske) undermættet peridotit komatiit, picrit lavt indhold af plagioklas over 90
1 Farveindeks er et mål for, hvor mørk bjergarten er; jo højere tal, des større indhold af mørke mineraler (målt i rumfangspct.).

Associationer

Magmabjergarter inddeles i tre hovedassociationer: den tholeiitiske, den kalk-alkaline og den alkalibasaltiske.

Bjergarter. Mikrofotografi af tyndslib, der viser hurtigt afkølet basaltisk lava fra Las Palmas, Gran Canaria. Den består af krystaller af mineralerne olivin (grumsede korn) og plagioklas (klare lister) indlejret i en brun grundmasse af vulkansk glas. Da der er nogenlunde lige meget krystal og glas, kaldes bjergarten hemihyalin. Bemærk sprækkerne i glasset, der skyldes, at lavabjergarten er skrumpet pga. den afkøling, der er sket, efter at den er størknet.

Den tholeiitiske association er først og fremmest knyttet til steder, hvor lithosfærepladerne bevæger sig fra hinanden (divergente pladegrænser) og opbygger oceanbunden og dele af oceanøerne. Associationen er desuden dominerende i kontinentets plateaubasaltdækker. Den vigtigste bjergart er tholeiitisk basalt, dvs. en basalt, som har hovedkomponenterne plagioklas, clinopyroxen og orthopyroxen, samt evt. olivin. Kvarts kan være til stede i de olivinfri typer. Under magmatisk udvikling kan af disse basalter dannes bjergarter som islandit (en særlig form af andesit) og rhyolit, som fx findes i Island. Ved størkning på dybet fås gabbro, diorit og granit.

Den kalk-alkaline association er knyttet til steder, hvor lithosfærepladerne bevæger sig mod hinanden (konvergente pladegrænser), og findes både i de vulkanske øbuer og de kontinentale bjergkæder, der ligger over zoner, hvor en lithosfæreplade føres ned under en anden (subduktionszoner), fx Andesbjergene. Basalt kan forekomme i denne association, men de dominerende vulkanske bjergarter er andesit samt i vekslende mængde dacit og rhyolit. Granodiorit og granit er de dominerende plutoniske bjergarter, som opbygger bjergkædernes batholither.

Bjergarter. Tryk-temperatur-diagram, der viser, ved hvilke tryk-temperatur-forhold magmatiske processer og metamorfose udspiller sig. Dybden af bunden af den oceaniske og kontinentale jordskorpe er også vist. Th. i diagrammet findes kun magmatiske forhold, tv. er bjergarterne ikke smeltede, men metamorfoserede, undtagen ved lave tryk og temperaturer, hvor sedimenter dannes. Overgangszonen mellem magmatiske og metamorfe tilstande er bl.a. betinget af et vekslende indhold af flygtige stoffer; jo større indhold, desto lavere smeltetemperaturer. Den skrå linje viser den gennemsnitlige temperaturstigning mod dybet under kontinenterne.

Den alkalibasaltiske association er dels knyttet til kontinenternes sprækkezoner (riftzoner), dels til områder, der ligger langt væk fra pladegrænser inde på pladerne, hvor varmt materiale fra Jordens kappe stiger op gennem lithosfæren. Dette kan dels ske som søjleagtige opstigninger, de såkaldte "mantle plumes", dels i områder, hvor der af tektoniske årsager sker en ophvælvning af lithosfæren. Den sidstnævnte proces kan videreudvikles til riftdannelse. Den hyppigste primære bjergart i denne association er alkalibasalt, evt. basanit, der ledsages af trachyt og fonolit. De tilsvarende dybbjergarter er alkaligabbro, syenit og nefelinsyenit.

Metamorfe bjergarter

De faktorer, der bestemmer, hvad der sker ved metamorfose af en bjergart, er temperaturen; det totale tryk, belastningstrykket, der er betinget af vægten af de overliggende bjergarter; deformationstrykket, også betegnet stress; den kemiske sammensætning af bjergarten og af den tilstedeværende flygtige (fluide) fase, oftest varme, vandige opløsninger; tilførsel eller fraførsel af stof under metamorfosen, dvs. metasomatiske processer; samt den tid, der har været til rådighed.

Almindelige metamorfe bjergarter
oprindelig bjergart lav metamorfose middel metamorfose høj metamorfose
ler lerskifer/fyllit glimmerskifer sillimanitskifer/ gnejs
sand sandsten/ kvartsit kvartsit kvartsit
kalksten marmor marmor marmor
gråvakke skifer/ fyllit gnejs pyroxengnejs
basiske magmabjergarter grønsten/ grønskifer amfibolit pyroxenamfibolit
granit flasergnejs/ fyllonit gnejs hyperstengnejs og -granit
peridotit talksten/ serpentinit hornblendit olivinpyroxenit

Metamorfose består i en omkrystallisation af den faste bjergart, idet dens totale kemiske sammensætning stort set bevares. Denne proces sker ved reaktion mellem bjergartens primære mineraler under dannelse af mineraler, der er stabile ved de nye fysisk-kemiske betingelser. Trykpåvirkning, der resulterer i deformation og evt. knusning af de primære mineraler, og tilstedeværelsen af en fluid fase, der kan transportere de kemiske reaktionsprodukter, fremskynder de kemiske processer under metamorfosen og er medvirkende til, at metamorfose kan foregå ved ret lave temperaturer.

I mange tilfælde kan man erkende, hvad det er for en bjergart, der er blevet metamorfoseret. Man angiver dette med forstavelsen meta-, fx metaandesit og metagråvakke. Gnejs, der er dannet ud fra magmatiske, ofte granitiske bjergarter, kaldes orthognejs, mens betegnelsen paragnejs angiver den sedimentære oprindelse.

Bjergarter. Kompliceret fold af amfibolit (mørk) og granitisk gnejs (lys). Gnejsen danner det ydre lag i folden; den indeholder brudstykker af amfibolit og sender årer ind i amfibolitten, hvilket viser, at gnejsen har været opsmeltet. Bjergarterne findes i den nordvestlige indre del af Godthåbsfjorden.

Ved kontaktmetamorfose (også kaldet termalmetamorfose), dvs. ændringer, der skyldes varmepåvirkningen af bjergarter omkring et størknende magma, sker der en simpel omkrystallisation. Bløde lerbjergarter bliver fx omdannet til hårde krystallinske bjergarter, der betegnes hornfels, idet det oprindelige vandindhold uddrives. Den oprindelige lagdeling vil i de fleste tilfælde blive udvisket. Nærmest magmakammeret, som er årsag til metamorfosen, dannes vandfrie højtemperaturmineraler som fx granat og andalusit, mens der længere væk fra magmaet kan dannes vandholdige mineraler som muskovit og biotit.

Ved ændringer forårsaget af kraftig trykpåvirkning, dynamometamorfose, fx i forbindelse med forkastninger, sker der en knusning, kataklase, af de deformerede bjergarter, som omdannes til finkornede eller tætte bjergarter, mylonitter. Disse kan indeholde øjeformede, større korn af den oprindelige bjergarts hårdeste og stærkeste mineraler; øjegnejs er dannet på denne måde. Den gnidningsvarme, der udvikles ved deformationen, kan resultere i en lokal opsmeltning af den knuste bjergart. Den dannede smelte vil størkne i form af glas. De knuste bjergarter giver god passagemulighed for cirkulerende varme, vandige opløsninger, der kan afsætte mineraler som calcit, kvarts og epidot, samt evt. malmmineraler som chalcopyrit, pyrit, galena og sphalerit, hvorved der dannes hydrotermale mineraliseringer.

Bjergarter. Lag af vulkansk aske fra askevulkanen Hrossaborg i det centrale Island. Disse lag er opstået ved, at løst materiale udslynget under vulkanudbrud er aflejret omkring vulkankrateret. De enkelte lag viser sortering efter kornstørrelse, idet store partikler falder hurtigere ned end de finkornede. Midt i billedet ses en vulkansk bombe, som er sunket ned i askelagene og har trykket disse sammen.

Ved ændringer forårsaget af bjergkædedannelse, regionalmetamorfose, udsættes bjergarter for såvel tryk- som temperaturpåvirkning, dvs. der sker både en deformation og en omkrystallisation. Regionalmetamorfe bjergarter er derfor karakteriseret af deformationsstrukturer som skifrighed og foliation og af omkrystalliserede mineralselskaber, som det fx ses i glimmerskifer og gnejs. De betegnes ofte som krystallinske skifre.

Retrograd metamorfose er de ændringer, der sker, når metamorfoserede bjergarter omkrystalliserer ved lave tryk og temperaturer.

Man udskiller undertiden en femte metamorfosetype, begravelsesmetamorfose, der fx findes i sedimentbassiner og vulkanske områder med tykke lagserier af sedimenter og/eller vulkanske bjergarter. Kombinationen af stigende tryk og temperatur mod dybet er årsag til dannelse af nye mineraler, fx zeolitmineraler i blærerum i lavaer.

Metamorfe bjergarter klassificeres ud fra den oprindelige bjergart og metamorfosebetingelserne. En basalt omdannes til grønsten ved lav og til amfibolit ved høj metamorfosegrad. En lerbjergart bliver til lerskifer ved lav, glimmerskifer ved mellem og silimanitskifer ved høj metamorfosegrad.

IUGS-klassifikationssystemet

289987.801.png

Plutoniske magmabjergarter inddeles først ved hjælp af farveindeks, dvs. indholdet af mørke mineraler, i to grupper med indeks hhv. større eller mindre end 90. Bjergarter med farveindeks større end 90 betegnes  ultramafiske bjergarter. Bjergarter med farveindeks mindre end 90 underinddeles ved hjælp af dobbelttrekanten kvarts(K)-alkalifeldspat(A)-plagioklas(P)- feldspatoid(F), KAPF (tv.), dvs. de lyse bjergartsdannende mineraler. Grænselinjerne i diagrammet adskiller vigtige bjergartstyper og er fastlagt på grundlag af undersøgelse af et stort antal bjergarter. I den øverste del af dobbelttrekanten findes bjergarter, der indeholder kvarts. Silikatmineraler blev tidligere betragtet som salte af kiselsyre. Kvartsholdige bjergarter, dvs. bjergarter med overskud af SiO2, er derfor i analogi med andre kemiske systemer blevet karakteriseret som overmættede. Man ved nu, at der ikke er tale om salte af kiselsyrer, men at silikatmineraler er bygget op af silicium-oxygen-tetraedre (SiO4)4-. Man har dog bibeholdt betegnelsen overmættet for magmabjergarter, der indeholder mineralet kvarts. De mineraler, der kan eksistere i ligevægt med kvarts, fx alkalifeldspat og plagioklas, kaldes for mættede. Bjergarter i den nedre del, APF, indeholder feldspatoider og betegnes som undermættede. Det skyldes, at feldspatoider ikke kan eksistere i ligevægt med kvarts, idet fx nefelin vil reagere med kvarts under dannelse af mineralet albit. Nefelin har derfor et lavere indhold af SiO2 end det langt mere udbredte albit. På tilsvarende måde reagerer magnesiumrig olivin med SiO2 og danner orthopyroxen. Bjergarter med magnesiumrig olivin er således også undermættede.

Proceduren ved benyttelsen af diagrammet KAPF er, at man bestemmer en given bjergarts modale indhold af K, A, P og F. Indeholder bjergarten kvarts, anvendes KAP-delen af diagrammet. Bjergartens indhold af K, A og P omregnes til 100% (i de fleste bjergarter udgør K, A og P tilsammen mindre end 100%, fordi der også er andre mineraler). Bjergartens sammensætning kan da plottes som et punkt inden for KAP. På tilsvarende måde omregnes modalsammensætninger for bjergarter, der er sammensat af A og P og af A, P og F og plottes på hhv. linjen A-P og i trekanten APF.

Det fremgår af navnene på figuren, at en simpel plotning af nogle bjergarter ikke altid fører til en entydig navngivning. Feltet omkring P indeholder fx navnene gabbro, diorit og anorthosit. Disse adskilles vha. farveindeks og plagioklasens anorthitindhold. Er farveindekset mindre end 10, kaldes bjergarten en anorthosit. Ved et farveindeks større end 10 benyttes plagioklasens anorthitindhold til at adskille diorit (mindre end 50% anorthit) fra gabbro.

Vulkanske bjergarter, i hvilke mineralsammensætningen kan iagttages, klassificeres efter de samme principper ved hjælp af et KAPF-diagram (th.). Mange vulkanske bjergarter er imidlertid så finkornede eller så rige på glas, at det er umuligt at bestemme det modale indhold. Man må da klassificere bjergarterne ved hjælp af deres kemiske sammensætning.

Vind tre bøger i Den Store Danskes quiz.

Gå til quiz.

 

Find bøger

   
   Find Lydbøger
hos Storytel
   Find bøger
bogpriser.dk
   Studiebøger
pensum.dk
   Læs e-bøger
hos Ready

 

© Dette billede må du ...

Bjergarter. IUGS-komitéen har foreslået et meget simpelt diagram til klassificering af finkornede og glasholdige vulkanske bjergarter, det såkaldte TAS-diagram. Ved at plotte en sådan bjergarts indhold (i vægtprocent) af SiO2 over for Na2O + K2O opnås en entydig klassifikation af langt de fleste vulkanske bjergarter.

© Dette billede må du ...

Bjergarter. IUGS-komitéen har foreslået et meget simpelt diagram til klassificering af finkornede og glasholdige vulkanske bjergarter, det såkaldte TAS-diagram. Ved at plotte en sådan bjergarts indhold (i vægtprocent) af SiO2 over for Na2O + K2O opnås en entydig klassifikation af langt de fleste vulkanske bjergarter.

Viser 2 af 2 billeder | Tilbage til billedgalleri

Filer

FilTilføjet af 
[+289977.801.svg (33 kB)

Bjergarter. Farveindeks. Forholdet mellem felsiske (lyse) og mafiske (mørke) mineraler i en bjergart målt som rumfangsprocenter er en vigtig parameter i bjergartsbeskrivelsen. Ved farveindeks forstås rumfangsprocenten af mafiske mineraler, der anvendes til inddeling af bjergarter i de fire viste grupper.

Admin

04/02/2009

[+289987.801.svg (18.63 kB)

IUGS-klassifikationssystemet.

Admin

04/02/2009

[+289989.801.svg (111.1 kB)

Bjergarter. Tryk-temperatur-diagram, der viser, ved hvilke tryk-temperatur-forhold magmatiske processer og metamorfose udspiller sig. Dybden af bunden af den oceaniske og kontinentale jordskorpe er også vist. Th. i diagrammet findes kun magmatiske forhold, tv. er bjergarterne ikke smeltede, men metamorfoserede, undtagen ved lave tryk og temperaturer, hvor sedimenter dannes. Overgangszonen mellem magmatiske og metamorfe tilstande er bl.a. betinget af et vekslende indhold af flygtige stoffer; jo større indhold, desto lavere smeltetemperaturer. Den skrå linje viser den gennemsnitlige temperaturstigning mod dybet under kontinenterne.

Admin

04/02/2009

[+289990.801.svg (7.12 kB)

Bjergarter. IUGS-komitéen har foreslået et meget simpelt diagram til klassificering af finkornede og glasholdige vulkanske bjergarter, det såkaldte TAS-diagram. Ved at plotte en sådan bjergarts indhold (i vægtprocent) af SiO2 over for Na2O + K2O opnås en entydig klassifikation af langt de fleste vulkanske bjergarter.

Admin

04/02/2009

[+295539.801.svg (3.41 kB)

Bjergarter. Ifølge IUGS-klassifikationssystemet underinddeles ultramafiske bjergarter, dvs. bjergarter med farveindeks større end 90, ved hjælp af trekantdiagrammer, som fx olivin-orthopyroxen-clinopyroxen.

Admin

04/02/2009

Nyhedsbrev

Om artiklen

Seneste forfatter
Redaktionen
09/09/2014
Ekspert
AGar
Oprindelig forfatter
HeSø
29/01/2009

© Gyldendal 2009-2014 - Powered by MindTouch Deki