Efuzinis magmatismas

Home / Geologija / Efuzinis magmatismas

Turinys

1. Įvadas …………………………2

2. Magmatizmas…………………………3

2.1 Efuzinis magmatizmas (Vulkanizmas)…………………3

3. Magminės efuzinės uolienos………………………3

3.1. Efuzinių uolienų klasifikacija……………………4

4. Vulkanizmo charakteristika………………………..4

4.1. Vulkaninės stadijos…………………………5

4.2. Naudinga vulkanų veikla………………………6

5. Geoterminė energija ir jos panaudojimas Lietuvoje…………….7

6. Išvados…………………………8

7. Naudota literatūra…………………………9

1 ĮVADAS

Žmonių gyvenimas Žemėje nesudaro nė tūkstantosios gyvybės egzistavimo mūsų planetoje trukmės dalies. Kad ir kokie didžiuliai būtų technikos laimėjimai, mūsų galios, palyginti su beribėmis gamtos jėgomis, vis dar labai menkos. Pavyzdžiui Lakio ugnikalnio išsiveržimas Islandijoje 1783 m. buvo 50 kartų galingesnis už megatono galingumo vandenilinę bombą iir išskyrė energijos 30kartų daugiau, nei per metus pagamina viso pasaulio elektrinės.

Tyrinėdami mūsų planetos sandarą, sužinome, kas verčia žemynus, kuriuose gyvename, pamažu dreifuoti (slinkti) Žemės paviršiumi, kaip šis jų slinkimas sukelia vulkaninius reiškinius (vulkanizmą). Tos žinios padeda mus suprasti, kodėl ugnikalniai per kelias sekundes gali nuniokoti neaprėpiamą plotą.

Ištyrus būdingus ugnikalnių veiklos reiškinius , galima apskaičiuoti kur ir kada įvyks šios stichinės nelaimės. O ištyrus geoterminius (požeminius) vandenis pritaikyti juos buityje.

Geologijos svarba pramonei akivaizdi. Gamtinės mineralinės žaliavos – daugelio ūkio šakų ppagrindas. Žmonija negali egzistuoti, nenaudodama gamtos išteklių. Gelmių turtų – mineralinių žaliavų, požeminio vandens – panaudojimas vis didėja.

2. MAGMATIZMAS

Magminės uolienos susidaro iš silikatinio lydinio. Jos skirstomos į plutonines ir vulkanines. Plutoninės formuojasi Žemės plutoje, o vulkaninės – jos paviršiuje. Todėl mmagmatizmo sąvoka apima ir platonizmą, ir vulkanizmą. Lydžiausios Žemės plutos uolienos yra granitai. Eksperimentiškai įrodyta, kad gali išsilydyti iš molių, smiltainių Žemės plutoje tam tikroje temperatūroje ir slėgyje. Dalis granitų susidarė ne iš lydalo, bet iš tirpalų paveiktos kietosios medžiagos. Šitokios uolienos yra ne magminės, tačiau jas kartais būna sunku atskirti nuo uolienų, išsikristalizavusių iš magmos. Pastarosios taip pat persikristalizuoja, veikiamos karštų tirpalų (fluidų), išsiskyrusių iš to paties magminio židinio, arba fluidų ir slėgio, susijusio su regionu metamorfizmu.

Žemės pluta kontinentų ribose yra senesnė ir storesnė už esančią po vandenynais. Kontinentuose „granitų sluoksnis“ slūgso ant „bazaltų sluoksnio“, po vandenynais „ granitų sluoksnio“ nėra. Tačiau šie abu pavadinimai yra sąlygiški. Bazaltas – vulkaninė uoliena, kuri susidaro tik Žemės paviršiuje, greitai vėstant llavai. Todėl jo sudėtyje esama nespėjusio išsikristalizuoti vulkaninio stiklo.

2.1. EFUZINIS MAGMATIZMAS (vulkanizmas)

Efuzinis magmatizmas, arba vulkanizmas yra kompleksas reiškinių, susijusių magmos išsiliejimu į paviršių ir atmosferą. Magma pakeliu diferencijuojasi, paviršiuje išsilieja išsilydžiusi skysta magma, išmetami kieti produktai (luitai, nuolaužos, vulkaninės bombos ir lapinės), smėlis, pelenai, iškyla dujos ir vandens garai.

Pirminė medžiaga, iš kurios susidaro magminės uolienos, vadinama magma. Tai labai sudėtingas silikatinis lydinys, turintis įvairių dujų ir garų. Magma išsiliejusi į Žemės paviršių netenka dujų bei garų ir virsta lava. ((it. lava „susilydžiusi masė“).

3. MAGMINĖS EFUZINĖS UOLIENOS

Magminės uolienos susidaro, auštant ir stingstant magmai. Jeigu magma aušta ir stingsta iš lėto (Žemės plutos gelmėse), susidaro intruzinės, arba giluminės uolienos. Uolienos, kurios susidaro iš išsiliejusios į Žemės paviršių magmos, vadinamos efuzinėmis arba išsiliejusiomis. Šios uolienos susidaro, lavai išsiliejus žemės paviršiuje. Čia prie žemos temperatūros ir slėgio iš magmos greitai išsiskiria lakūs junginiai. Šios sąlygos nepalankios kristalizacijai. Todėl efuzines uolienas sudaro labai maži, mikroskopu ar tik rentgeno spinduliais nustatomi mineralų grūdeliai. Ilgainiui egzogeninių procesų poveikyje efuzinės uolienos keičiasi. Išskiriamos kainotopinės (palyginti, nepakitusios) ir paleotopinės (pakitusios) efuzinės uolienos. Kai magma patenka į anksčiau susidariusių uolienų plyšius ir, juos užpildžiusi, stingsta, susidaro gyslų uolienos.

Prie magminių efuzinių uolienų priklauso bazaltas, liparitas ir t.t.

3.1. EFUZINIŲ UOLIENŲ KLASIFIKACIJA

Uolienos gali būti sudarytos iš vieno ar kelių mineralų. Uoliena, kurios sudėtyje yra tik vienas mineralas, vadinama monomineraline (gr. monos „vienas, vienintelis“+.).

Tokių uolienų pavyzdžiai gali būti gipsas, dolomitas. Jos vadinamos jas sudarančių mineralų vardu. Uolienos, sudarytos iš dviejų ir daugiau mineralų komplekso, vadinamos poliomineralinės (gr. poly „daug“+.) uolienomis. Pavyzdžiui, granitą sudaro feldšpatai, kvarcas, žėručiai ir kiti mineralai, o molį – kvarcas, feldšpatai, kaolinitas ir kiti mineralai. Pateikiama magminių efuzinių uolienų klasifikacijos lentelė (1 lentelė)

Magminių efuzinių uolienų klasifikacija

1 lentelė

Uolienų ggrupės pagal SiO2 kiekį kainotopinės paleotopinės spalva

Rūgščios

(SiO2 – 75 – 65%) Liparitas, pemza, obsidianas Kvarco parfyras Šviesi (šviesiai pilka, ružava, rausva, žalsva)

Vidutinės

(SiO2 – 65 – 52%) trachitas Trachito porfyras Šviesi (pilka, ružava, rausva)

andezitas Andezito parfyras Pilka, tamsiai pilka, žalsvai pilka.

Bazinės

(SiO2 – 52 – 45%) Bazaltas (doleritas) Diabazas (bazalto porfyritas) Tamsi (tamsiai pilka, žalsvai pilka, juoda)

Ultrabazinės

(SiO2 – mažiau kaip 45%) Pakritas ir pikrito porfyras

——- Tamsi (žalia, pilkai žalia, tamsiai žalia, juoda)

Šarminė (labai įvairus SiO— kiekis fenolitas Fenolito prfyras Pilka su rausvu arba žalsvu atspalviu

4. VULKANIZMO CHARAKTERISTIKA

Litosferų plokščių teorija padėjo paaiškinti ir vulkanizmo procesus. Kaip tik plokščių sandūrose sumažėja suspaudimas ir įkaitusi atmosferos medžiaga gali staiga išsilydyti – pavirsti magma. Vulkanizmas – tai magmos kilimas į viršų litosferos plyšiais arba pramuštais naujais kanalais. Magma, pasiekusi litosferos paviršių ir netekusi lakiųjų komponentų, virsta lava. Kartojantis magmos išsiveržimui toje pačioj vietoje, iš lavos, tufų ir kitų vulkanizmo produktų supilami vulkanų kūgiai, susidaro vulkaniniai kalnai.

Seniau vulkanai dažniausiai buvo klasifikuojami pagal išsiveržusių lavų cheminę sudėtį. Buvo skiriami bazinių , rūgščiųjų ir pereinamojo pobūdžio lavų vulkanai. Bazinių lavų (kuriose mažiau SiO2 ir įvairių dujų) vulkanai veikia ramiau, o rūgščių – audringiau. Kadangi bazinės lavos karštesnės ir labiau išsilydžiusios, judresnės už rūgščiąsias, tai jos sudaro žemus, labai plokščius, neretai skydų formos vulkaninius kūgius. Tuo tarpu iš rūgščiųjų lavų supilami mažesnio skersmens, bet statesnių šlaitų kkūgiai. Buvo žinoma, kad baziniai vulkanai kūgiai susidarę tik iš lavų, o rūgščiųjų lavų kūgiai – taip pat ir iš tufų. Todėl neretai vulkanai dar buvo grupuojami į vienalytės sudėties – homogeninius sluoksniuotuosius – strato vulkanus.

Litosferos plokščių teorija sudaro visai naują vulkanų klasifikaciją, grindžiamą plokščių sandūros tipu. Dabar skiriamas kontinentinių rifų, subdukcijos zonų ir okeaninių plokščių vidaus vulkanizmas. Pasidarė lengviau paaiškinti ir nevienodą cheminę įvairių sričių lavų sudėtį.

Vieni vulkanai veikia ramiai, o kiti veržiasi labai audringai, sukeldami katastrofiškas eksplozijas. Iš pirmųjų veržiasi gryna lava, o iš antrųjų vulkaninės veiklos produktuose labai daug skaldos luistų ir pelenų, išplėštų iš vulkano stemplės eksplozijos metu. Pagal nuotrupų kiekį (procentais) piroklastiniuose sluoksniuose nustatomas vulkanų eksplozingumo laipsnis.

Apskaičiuota, kad kasmet vulkanai iš Žemės gelmių į paviršių apie 3 milijardus tonų medžiagų. Jei nebūtų atmosferos ir hidrosferos, tai litosfera, formuojama iš astenosferos medžiagų, iškeliamų pro vulkanus į viršų, mažai skirtųsi nuo planetos vidaus. Bet, veikiami oro ir vandens, vulkanų produktai pereina geologinės apytakos ratą, labai pasikeičia ir virsta dabartine mažesnio tankio ir kitokios sudėties Žemės pluta.

4.1. VULKANINĖS STADIJOS

Skiriamos 3 vulkaninės stadijos: ankstyvoji (subvulkaninė), pagrindinė (išsiveržimas) ir povulkaninė (fumarolinė).

Ankstyvoji stadija. Viršutinės mantijos dalyje – astenosferoje susidaro palankios sąlygos magmai formuotis. Esanti ten temperatūra (>1200°C) išlydo

aplink ją esančią medžiagą. Šioje temperatūroje lydosi ultrabazinės mantijos uolienos. Lydinys kyla į magmos židinį (kamerą), kur kaupiasi dideliais kiekiais. Lydinio sudėtis – bazaltinė, jame yra daug tirpių dujų ir vandens garų. Magma kildama aukštyn plyšiais juos plečia. Pakilus aukštyn ir sumažėjus temperatūrai mažiau 12000°C, išsiskiria dujos ir perkaitinti vandens garai. Pakitusi magma tampa veržlesnė ir veržiasi aukštyn. Garų ypač gausu 2 – 3 km gylyje., dėl to ten staigiai kyla slėgis. Susidarant garams, tūris padidėja net 100 kartų. Dėl tto išsiskiria daug energijos, kuri sukelia sprogimą. Dujos ir garai, kildami aukštyn, ardo, skaldo uolienas ir jėga stumia jas aukštyn. Iš paskos iki žemės paviršiaus kyla dalinai ar pilnai degazuotas lydinys, išeinant į paviršių tampantis lava. Magmos judėjimas aukštyn lydimas silpnais sprogimais.

Pagrindinė stadija. Vulkano išsiveržimas prasideda energijos išsikrovimo momentu ir magmos produktų išmetimu į paviršių per vulkano žiotis. Kieti, skysti produktai koncentruojasi aplink žiotis. Čia pamažu išauga konusinis vulkaninis kalnas – plokščia viršūne, supiltuvo formos įgilinimu – krateriu, kurio ddugne yra skylė (žiotys), susieta su vulkano kanalu. Dažnai veikiančių, aktyvių vulkanų krateris būna performuotas į didžiulę įdubą – kalberą. Jos susidarymas siejamas su sprogimo metu išmetamu dideliu medžiagos kiekiu. Ši medžiaga formuoja konuso viršūnę, arba grimzdą į kanalą (židinį), iišsekintą ankstyvesnių išsiveržimų. Kalderų diametras gali siekti kelis kilometrus. Naujų išsiveržimų metu jose gali susidaryti nauji konusai, krateriai, skylės. Vulkanų formos ir dydis – skirtingi, jų veikimas – irgi įvairialaikis. Yra išsiveržimų ciklai, neretai vienas nuo kito atskiriami povulkaninės veiklos dešimtmečiais ir net šimtmečiais.

Povulkaninė (fumoralinė) stadija. Šiuo metu vulkaninė veikla nusilpsta. Lava nesiveržia į paviršių, išeina daugybės dujų – garų srautai ir karštas vanduo. Vulkanų šlaitai – tarsi dūmijantis vandens katilas. Dujų srautai vadinami fumarolėmis. Pagal dujų sudėtį ir t° fumarolės yra:

1) sausos t°>500°C, vandens garų nėra ar jų mažai, daug Na ir K chloridų junginių su Mn, Cu, F priemaiša; 2) sieros (solfataros) – jų t° kinta nuo 300° iki 90° C jose yra H2 SO4 ir cchlorvandenilinės rūgšties priemaišų (tai rodo S apnašai raudonos ar geltonos spalvos); 3) šarminės (amoniakinės) fumarolinės, kurių temperatūra dar >100°C, o dujos sudaro angliarūgštis amonis ir H2S, taip pat H2O garai; 4) šaltos angliarūgštės formos (monetos), kurių temperatūra jau <100°C.

H2O garų išsiveržimas – charakteringa povulkaninės stadijos ypatybė. Toldami nuo židinio, H2O garai koncentruojasi į iškrovos karšto, stipriai mineralizuoto vandens šaltinių pavidalu. Tie šaltiniai yra pastoviai veikiantys ar periodiškai išmetantys vandenį. Pastarieji vadinami geizeriais, turintys periodiškumą nuo 10 min. iki 5,5 val. iir išmetantys vandenį 94 – 99°C temperatūros. H2O mineralizuotas yra daug Na, Mg, Ca, Si druskų. Aplink geizerius susidaro nuosėdos poringų (klintinių ar titnaginių) tufų pavidalu. Geizerių daug yra Islandijoje, N.Zelandijoje, Kamčiatkoje, Jaloustano nac. Parke, JAV ir kt. seisminėse zonose.

Dujos garai kartu su vandeniu gali išmesti ir skystą purvą – tai purvo vulkanai, kurių konusai siekia iki 1-2 m. aukščio, retai – iki 400 m, diametras – nuo centimetrų iki metrų. Purvo srautai – iki dešimčių m aukščio, purvo temperatūra siekia 80 – 90°C.

Povulkaninė veikla tęsiasi iki šimtmečių. Vulkaninė veikla pilnai užgęsta tik išsekus magmai vulkano židinyje.

4.2. NAUDINGA VULKANŲ VEIKLA

Naudinga vulkanų veikla yra pakankamai ryški. Taip, vulkaniniai pelenai – formuoja derlingiausius dirvožemius, turtingus mineralais ir elementais (K, P ir kt.). vulkanai yra milžiniški šilumos energijos šaltiniai (čia geoterminis gradientas apie 10°C), tad jau nedideliuose gyliuose susikaupia didžiulės atsargos atsargos. Povulkaniniai procesai į paviršių dideliu slėgiu išneša H2O garus, karštą vandenį. Italijoje, Meksikoje, N.Zelandijoje, JAV, Japonijoje Islandijoje, Rusijoje yra stambios geoterminės elektrinės. Vulkaninio židinio 10% šilumos pakanka Geo ŠEC darbui 200metų, dirbant, 1 mln.kW galingumu.

Mineralinio vandens daugiausiai yra jaunų kalnų rajonuose (Karpatai, Kaukazas, Alpės ir kt.) ir aktyvios vulkaninės veiklos zonose (Islandija, N.Zelandija, Kamčiatka). Pagal bendrą mineralizaciją mineralinis vanduo yra gėlas, ssūrokas ir sųrus. Pagal temperatūrą jis būna šaltas (iki 20°C), šiltas (20 – 27 °C), karštas (terminis 37 -42°C) ir labai karštas (hiperterminis – daugiau kaip 42°C)

5. GEOTERMINĖ ENERGIJA IR JOS PANAUDOJIMAS LIETUVOJE

Žemės energijos išteklių išgavimas susijęs su; karštomis sausomis uolienomis; karštu požeminiu vandeniu; žemos temperatūros požeminiu ir gruntiniu vandeniu; gruntu (dirvožemiu). Vydmantuose 1989-1993 m. išgręžti du geoterminiai gręžiniai, kurie pagal projektą buvo skirti kambro hidrogeoterminiam kompleksui eksploatuoti. Požeminio vandens temperatūra +73°C. Šiuo atveju šilumos siurblys nereikalingas. Dėl finansavimo stokos projektas nebuvo užbaigtas. Gręžiniai užkonservuoti. Projektas, atsiradus investicijoms, galės būti įgyvendintas. Geoterminis gręžinys Vydmantai-1 yra giliausias Lietuvoje (2,564 km).

Vilkaviškio rajono savivaldybė ir Centrinė ligoninė savo mieste ketina įgyvendinti balneologinį-geoterminį projektą iš kambro hidrogeoterminio komplekso. Kambro požeminis vanduo šioje vietoje yra +47°C temperatūros ir kartu yra gydomasis. Beje, kambro vanduo ir visoje Lietuvos teritorijoje yra labai mineralizuotas (80–200g/l) ir gydomasis, todėl daug kur galėtų būti šitaip dvejopai pritaikytas.

Reikia pažymėti, kad visi Lietuvos mineraliniai, mineralizuoti ar labai mineralizuoti požeminiai vandenys (išskyrus geriamąjį, kuris savaime yra vertybė) yra geriamieji arba gydomieji.

Baisogalos seniūnija taip pat įvertino savo apylinkės geologines sąlygas ir turi viltį sulaukti investuotojų geoterminiam projektui įgyvendinti.

Geologinės-geoterminės ir techninės-ekonominės sąlygos įvertintos ir kituose objektuose Šilutėje, Virbalyje, Krakėse, Nidoje, Joniškėlyje iir kitur. Įvertinta centralizuotam šilumos vartotojui.

Lietuvoje geoterminė energija siejama ne su vulkanizmu, o su tektoniniais plyšiais ir geoterminiu gradientu.

6. IŠVADOS

Vulkanizmas ir magmatizmas yra sudėtingas procesas ir pradeda vykti labai aukštoj temperatūroj ir dideliam slėgį Žemės gelmėse. Lava veikdama didelio slėgio ir būdama aukštos temperatūros lydo viską kas pasitaiko jos kelyje kylant i žemės paviršių. Bet kuo aukščiau kyla tuo jos temperatūra krenta taip pat mažėja ir energija. Vulkanai i paviršių išmeta daug medžiagų kurios atmosferos ir hidrosferos veikiamos virsta į uolienas kurios yra naudingos buityje. Visi procesai yra vienas su kitu glaudžiai susiję ir visi jie yra reikalingi, be vieno proceso nebūtų kito. Ir nors mokslas yra pažengiąs daug, tačiau nieko pakeisti negalima, nebent apskaičiuoti kur ir kada įvyks ugnikalnio išsiveržimas, kad apsaugoti žmoniją nuo katastrofų ir didelių materialinių nuostolių.

Geoterminiai vandenys taip pat palyginti yra aukštos temperatūros ir didelės mineralizacijos. Todėl juos galima pritaikyti buityje.

Iš čia matyti, kad Žemės gelmėse yra daug energijos ir vyksta įvairūs procesai kurie užima labi ilga laiko tarpą.

7. NAUDOTA LITERATŪRA

Basalykas A.(2001) Žemė – žmonijos buveinė, Vilnius

Kinderis Z.(1974) Hidrogeologija ir gręžyba, Vilnius

Gailius R., Grigelis A. ir kt. (1994) Lietuvos geologija, Vilnius

Suveizdis P. (2003) Lietuvos tektoninė sandara, Vilnius

Internet:www.geo.lt

Related Posts