Earth Science
Figure 4.1: Granite is an igneous rock used commonly in statues and building materials.
Figure 4.2: Pumice is a light igneous rock used for abrasive materials.
Lesson Objectives
- Describe how igneous rocks are formed.
- Describe the properties of some common types of igneous rocks.
- Relate some common uses of igneous rocks.
Crystallization
Igneous rocks form when molten material cools and hardens. They may form either below or above Earth’s surface. They make up most of the rocks on Earth. Most igneous rock is buried below the surface and covered with sedimentary rock, and so we do not often see just how much igneous rock there is on Earth. In some places, however, large areas of igneous rocks can be seen at Earth’s surface. Abbildung 4.3 zeigt eine Landschaft in der Sierra Nevada in Kalifornien, die vollständig aus Granit, einem Eruptivgestein, besteht.
Abbildung 4.3: Diese Landschaft hoch in der kalifornischen Sierra Nevada besteht vollständig aus Granit, der an der Erdoberfläche aufgeschlossen ist.
Igneous rocks are called intrusive or plutonic when they cool and solidify below the surface. Da sie sich im Inneren der Erde bilden, erfolgt die Abkühlung langsam. Diese langsame Abkühlung lässt Zeit für die Bildung großer Kristalle. Daher haben intrusive oder plutonische Eruptivgesteine relativ große Mineralkristalle, die leicht zu erkennen sind. Granit ist das häufigste intrusive Eruptivgestein (Abbildung 4.4).
Abbildung 4.4: Eine Nahaufnahme einer Granitprobe. Beachten Sie die schwarzen und weißen Bereiche. Jede Farbe steht für ein anderes Mineral im Gestein. Sie können die Mineralkristalle, aus denen dieses plutonische Eruptivgestein besteht, leicht erkennen.
Eruptivgestein wird als extrusiv oder vulkanisch bezeichnet, wenn es oberhalb der Oberfläche entsteht. Sie verfestigen sich, nachdem geschmolzenes Material durch eine Öffnung, wie z. B. einen Vulkan, an die Oberfläche gelangt ist (Abbildung 4.5). Extrusives oder vulkanisches Eruptivgestein kühlt viel schneller ab und hat daher kleinere Kristalle. Da die schnelle Abkühlung keine Zeit für die Bildung großer Kristalle lässt, sind die Mineralien im Gestein nicht leicht zu erkennen. Einige vulkanische Eruptivgesteine kühlen so schnell ab, dass sich überhaupt keine Kristalle bilden. Diese bilden ein Glas, wie z. B. Obsidian. Andere, wie Bimsstein, enthalten Löcher, in denen Gasblasen eingeschlossen waren, als das Material noch heiß und geschmolzen war. Durch diese Löcher ist Bimsstein so leicht, dass er im Wasser schwimmt. Das häufigste extrusive Eruptivgestein ist Basalt, ein Gestein, das besonders unter den Ozeanen vorkommt (Abbildung 4.6).
Abbildung 4.5: Extrusive oder vulkanische Eruptivgesteine entstehen, nachdem Lava über der Oberfläche abgekühlt ist.
Zusammensetzung
Eruptivgestein wird danach eingeteilt, wie und wo es entstanden ist (mit anderen Worten, ob es plutonisch oder vulkanisch ist) und nach seiner mineralischen Zusammensetzung (die die enthaltenen Mineralien beschreibt). Die mineralische Zusammensetzung von Eruptivgestein wird in der Regel als felsisch, intermediär, mafisch oder ultramafisch beschrieben (Beispiele siehe Abbildung 4.7 und Abbildung 4.8). Felsische Gesteine bestehen aus hellen Mineralen mit geringer Dichte wie Quarz und Feldspat. Mafische Gesteine bestehen aus dunkel gefärbten Mineralen mit höherer Dichte, wie Olivin und Pyroxen. Ultramafic rocks contain more than 90% mafic minerals and have very few light, felsic minerals in them. Table 4.1 shows some common igneous rocks classified by mode of occurrence and mineral composition.
| Mode of Occurrence | Mineral Composition | |||
|---|---|---|---|---|
| Felsic | Intermediate | Mafic | Ultramafic | |
| Volcanic/Extrusive | Rhyolite | Andesite | Basalt | Komatiite |
| Plutonic/Intrusive | Granite | Diorite | Gabbro | Peridotite |
The rocks listed in the table above are the most common igneous rocks, but there are actually more than 700 different types of igneous rocks. Granite is perhaps the most useful one to humans. We use granite in many building materials and in art. As discussed in the introduction to this lesson, pumice is commonly used for abrasives. Peridotite is sometimes mined for peridot, a type of gemstone used in jewelry. Diorite is extremely hard and is commonly used for art. It was used extensively by ancient civilizations for vases and other decorative art work
Figure 4.8: This is a close-up photograph of peridotite, an extrusive or volcanic ultramafic igneous rock. The green mineral is olivine.
Lesson Summary
- Igneous rocks form either when they cool very slowly deep within the Earth or when magma cools rapidly at the Earth’s surface.
- Composition of the magma will determine the minerals that will crystallize forming different types of igneous rocks.
Wiederholungsfragen
- Was ist der Unterschied zwischen einem plutonischen und einem vulkanischen Eruptivgestein?
- Warum haben vulkanische Eruptivgesteine normalerweise kleinere Kristalle als plutonische Eruptivgesteine?
- Wie werden magmatische Gesteine klassifiziert?
- Beschreibe zwei Möglichkeiten, wie sich Granit von Basalt unterscheidet?
- Gelegentlich enthalten magmatische Gesteine sowohl große Kristalle als auch winzige Mineralkristalle. Nenne eine Möglichkeit, wie sich Kristalle beider Größen im Gestein gebildet haben könnten.
Vokabular
Extrusiv oder vulkanisch Eine Art von Eruptivgestein, das sich oberhalb der Erdoberfläche bildet. felsisch Eine Art von Eruptivgestein, das hauptsächlich aus leichten Mineralien wie Quarz und Feldspat besteht. intermediär Eine Art von Eruptivgestein, das zwischen felsisch und mafisch liegt. Intrusiv oder plutonisch Eine Art von Eruptivgestein, das sich im Erdinneren bildet. mafisch Eine Art von Eruptivgestein, das hauptsächlich aus dichten, dunklen Mineralien wie Olivin und Pyroxen besteht. erstarren Nach dem Abkühlen aushärten. ultramafisch Eine Art von Eruptivgestein, das mehr als 90 % mafische Mineralien enthält.
Betrachtungspunkte
- Denkst du, dass sich Eruptivgestein dort bilden könnte, wo du lebst?
- Würden alle Eruptivgesteine mit der gleichen Zusammensetzung den gleichen Namen haben? Erkläre, warum das nicht der Fall ist.
- Könnte ein Eruptivgestein mit zwei unterschiedlichen Geschwindigkeiten abkühlen? Wie würden die Kristalle in einem solchen Gestein aussehen?