Igneous Rocks entstehen durch die Abkühlung und Härtung von geschmolzenem Magma in vielen verschiedenen Umgebungen. Diese Gesteine werden durch ihre Zusammensetzung und Textur identifiziert. Es sind mehr als 700 verschiedene Arten von magmatischen Gesteinen bekannt.
Magmazusammensetzung
Das Gestein unter der Erdoberfläche wird manchmal auf so hohe Temperaturen erhitzt, dass es schmilzt und Magma entsteht. Verschiedene Magmen haben eine unterschiedliche Zusammensetzung und enthalten alle Elemente, die in dem geschmolzenen Gestein enthalten waren. Magmen enthalten auch Gase. Die Hauptelemente sind dieselben, die auch in der Erdkruste vorkommen. Ob Gestein schmilzt und Magma entsteht, hängt ab von:
- Temperatur: Die Temperatur nimmt mit der Tiefe zu, daher ist es wahrscheinlicher, dass das Schmelzen in größerer Tiefe stattfindet.
- Druck: Der Druck nimmt mit der Tiefe zu, aber ein höherer Druck erhöht die Schmelztemperatur, so dass das Schmelzen bei höherem Druck weniger wahrscheinlich ist.
- Wasser: Die Zugabe von Wasser verändert den Schmelzpunkt von Gestein. Mit zunehmender Wassermenge sinkt der Schmelzpunkt.
- Gesteinszusammensetzung: Mineralien schmelzen bei unterschiedlichen Temperaturen, daher muss die Temperatur hoch genug sein, um zumindest einige Mineralien im Gestein zu schmelzen. Das erste Mineral, das aus einem Gestein schmilzt, ist Quarz (falls vorhanden) und das letzte ist Olivin (falls vorhanden).
Die verschiedenen geologischen Gegebenheiten, die unterschiedliche Bedingungen für das Schmelzen von Gesteinen schaffen, werden im Kapitel „Plattentektonik“ behandelt. Wenn sich ein Gestein erwärmt, schmelzen die Mineralien, die bei den niedrigsten Temperaturen schmelzen, zuerst. Partielles Schmelzen tritt auf, wenn die Temperatur eines Gesteins hoch genug ist, um nur einige der Mineralien im Gestein zu schmelzen. Die Mineralien, die schmelzen, sind diejenigen, die bei niedrigeren Temperaturen schmelzen. Die fraktionierte Kristallisation ist das Gegenteil des partiellen Schmelzens. Dieser Prozess beschreibt die Kristallisation verschiedener Minerale bei der Abkühlung von Magma.
Die Reaktionsreihe von Bowen gibt die Temperaturen an, bei denen Minerale schmelzen oder kristallisieren. Das Verständnis der Art und Weise, wie sich Atome zur Bildung von Mineralien verbinden, führt zu einem Verständnis dafür, wie sich verschiedene Eruptivgesteine bilden. Die Bowen’sche Reaktionsreihe erklärt auch, warum einige Minerale immer zusammen vorkommen und andere nie.
Wenn sich die Flüssigkeit zu irgendeinem Zeitpunkt beim partiellen Schmelzen oder bei der fraktionierten Kristallisation vom Feststoff trennt, ist die chemische Zusammensetzung der Flüssigkeit und des Feststoffs unterschiedlich. Wenn diese Flüssigkeit kristallisiert, hat das entstehende magmatische Gestein eine andere Zusammensetzung als das Muttergestein.
Intrusives magmatisches Gestein
Intrusives Gestein wird als intrusiv bezeichnet, wenn es unter der Oberfläche abkühlt und erstarrt. Intrusivgesteine bilden Plutone und werden daher auch als plutonisch bezeichnet. Ein Pluton ist ein magmatischer Intrusivgesteinskörper, der in der Erdkruste abgekühlt ist. Wenn Magma im Erdinneren abkühlt, geht die Abkühlung langsam vonstatten. Durch die langsame Abkühlung können sich große Kristalle bilden, so dass intrusive Eruptivgesteine sichtbare Kristalle aufweisen. Granit ist das häufigste intrusive Eruptivgestein, aus dem die meisten Gesteine der Erde bestehen. Die meisten Eruptivgesteine sind unter der Erdoberfläche begraben und von Sedimentgestein bedeckt oder liegen unter dem Meerwasser begraben. An einigen Orten haben geologische Prozesse Eruptivgestein an die Oberfläche gebracht. Der Yosemite ist ein klassisches Beispiel für intrusives Eruptivgestein. Das geschmolzene Magma erreichte nie die Erdoberfläche, so dass das geschmolzene Material Millionen von Jahren Zeit hatte, langsam abzukühlen und Granit zu bilden. Später haben geologische Kräfte und Erosion dazu geführt, dass diese Granitplutons in ihrer heutigen Form an die Oberfläche kamen.
Extrusives Ergussgestein
Extrusives Gestein wird als extrusiv bezeichnet, wenn es oberhalb der Oberfläche abkühlt und erstarrt. Diese Gesteine entstehen in der Regel aus einem Vulkan, weshalb sie auch als vulkanische Gesteine bezeichnet werden. Extrusive Eruptivgesteine kühlen viel schneller ab als Intrusivgesteine. Da nur wenig Zeit für die Bildung von Kristallen zur Verfügung steht, weisen die extrusiven Eruptivgesteine winzige Kristalle auf. Laven, die extrem schnell abkühlen, können eine glasartige Textur aufweisen. Diejenigen mit vielen Löchern von Gasblasen haben eine blasige Struktur.
Menschliche Nutzung von Eruptivgestein
Eruptivgestein hat eine Vielzahl von Verwendungsmöglichkeiten. Eine wichtige Verwendung ist die als Stein für Gebäude und Statuen. Granit wird für diese beiden Zwecke verwendet und ist für Küchenarbeitsplatten beliebt. Bimsstein wird im Allgemeinen als Schleifmittel verwendet. Bimsstein wird verwendet, um die Haut zu glätten oder den Schmutz im Haus abzukratzen. Wenn Bimsstein zusammen mit neu hergestellten Jeans in riesige Waschmaschinen gegeben und geschleudert wird, erhält man eine „stone-washed“ Jeans. Gemahlener Bimsstein wird manchmal Zahnpasta beigemischt, um als abrasives Material zum Schrubben der Zähne zu dienen. Peridotit wird manchmal zur Gewinnung von Peridot, einer Olivinart, die für Schmuck verwendet wird, abgebaut. Diorit wurde von den alten Zivilisationen ausgiebig für Vasen und andere dekorative Kunstwerke verwendet und wird auch heute noch in der Kunst eingesetzt.