Rhyolit: Tvorba a geologie odrůdy

Geologická identita

Rhyolit je světlá sopečná hornina, obecně bohatá na křemík a dominovaná chemií křemene a živců. Je to výlevný ekvivalent granitu, ale chladne na nebo blízko povrchu, takže obvykle vytváří jemnozrnnou, sklovitou, porfyrickou, proužkovanou nebo pyroklastickou texturu místo hrubozrnných vzájemně propojených krystalů granitu.

Typický rhyolit obsahuje křemen a alkalické živce, běžně sanidin nebo ortoklas, plagioklas a menší množství biotitu, hornblendy, magnetitu, zirkonu, apatitu nebo jiných doplňkových minerálů. Jeho vysoký obsah křemíku, obvykle kolem 69–77 hmotnostních procent SiO₂, což činí taveninu viskózní. Tato viskozita ovládá mnoho charakteristických geologických rysů rhyolitu: láva se pohybuje pomalu, plyny unikají obtížně a erupce se mohou střídat mezi pomalými kupolovitými výlevy a explozivním fragmentováním.

Složení a pozice

Rhyolit se nachází na konci klasifikace běžných sopečných hornin bohatých na křemík. Je světlejší a bohatší na křemen a alkalický živce než dacit nebo andezit a může obsahovat sklo při rychlém ochlazení.

Rozsah textur

Může být afanitický, porfyrický, proužkovaný, sferulitický, pórézní, amygdaloidní, obsidiánový, perlitický, pemzový nebo svařený do tufového proudu.

Proč je tato skupina široká

Obsidián, perlit, pemza, pitchstone, ignimbrite, svařený tuf a horniny obsahující thunderegg mohou být součástí rhyolitických sopečných systémů, pokud jejich chemie a geologický kontext odpovídají.

Jak vzniká rhyolit

Rhyolit vzniká, když magma dosáhne vysoké vyzrálosti, bohatosti na křemík a obsahuje těkavé látky, a poté chladne jako láva, sklo nebo materiál z popelového proudu. Cesta od zdrojové taveniny k hotové hornině lze shrnout jako sekvenci tvorby taveniny, jejího uskladnění, erupce, ochlazení a přeměny.

Vzniká světlá tavenina

Ryolitové magma může vzniknout částečným tavením kontinentální kůry, frakční krystalizací mafického magmatu nebo kombinací krystalizace a asimilace kůry. Jak minerály krystalizují z taveniny, zbylá kapalina se obohacuje o křemík, alkálie, vodu, fluor a další nekompatibilní složky.

Magma se vyvíjí v mělkých zásobnících

Fenokrysty křemene a živce mohou začít růst v mělké kůrové komoře nebo kanálu. Rozpuštěná voda a plyny se hromadí, zatímco tavenina houstne, stává se lepivou a obtížně odvzdušnitelnou. Toto uložené magma může později živit kupole, lávové proudy, explozivní erupce nebo mělká porfyrická tělesa.

Styl erupce rozděluje záznam

Pokud plyn uniká postupně, může ryolit vytékat jako kupole nebo coulée, často zachovávající proudové pásy a sklovité okraje. Pokud je tlak uvolněn násilně, magma se rozpadne na popel, pemzu, lapilli a pyroklastické hustotní proudy, které mohou pokrýt krajinu jako tuf nebo ignimbrit.

Chlazení určuje textury skla nebo krystalů

Rychlé zchladnutí může vytvořit obsidián nebo pemzové sklo. Pomalejší chladnutí a pozdější devitrifikace mohou vytvořit mikrokřemičito-živecné základní hmoty, sferulity, lithofysy a perlitické trhliny. Svařený popel může sploštit pemzové fragmenty do pruhů nazývaných fiamme.

Pozdější tekutiny mění horninu

Hydrotermální tekutiny a zvětrávání mohou zbarvovat pásy železnými oxidy, měnit živce a mafické minerály, hydratovat sklo na perlit, vyplňovat dutiny chalcedonem, křemenem, opálem, kalcitem nebo zeolity a vytvářet křemíkem vyložené dutiny viděné v ryolitových horninách obsahujících thunderegg.

Geologická prostředí

Ryolit je nejběžnější tam, kde tavení kůry, dlouhodobé magmatické komory nebo rozsáhlá frakční krystalizace produkují vyvinuté světlé magma. Je zvláště charakteristický pro kontinentální sopečné provincie, kalderové systémy a některá riftová nebo horká místa.

Kontinentální sopečné oblouky

Nad subdukčními zónami stoupají magmata bohatá na vodu do kontinentální kůry, kde frakční krystalizace a tavení kůry mohou generovat magmata od dacitových po ryolitová. Andesit a dacit mohou být běžnější, ale ryolit se vyvíjí tam, kde je evoluce zvláště silná.

Kalderové systémy

Velké světlé zásobníky mohou vybuchnout obrovským objemem tufů z popela, zhroutit se do kalder a později vytvořit resurgentní kupole, prstencové žíly a vrstvené sekvence ignimbritu. Yellowstone, Long Valley a sopečná zóna Taupō jsou známé příklady ryolitového kalderového vulkanismu.

Kontinentální riftové zóny a horká místa

Extenze a vysoký tepelný tok mohou generovat ryolitická magmata, včetně peralkalických typů jako komendit a pantellerit. Ty mohou obsahovat neobvyklé alkalické amfiboly nebo pyroxeny a mohou produkovat tmavá skla nebo charakteristické chemické signatury.

Mělká subvulkanická tělesa

Žíly, sills, lakolity a malé intruze mohou zásobovat dómy nebo popelové usazeniny. Jejich pomalejší chladnutí může vytvořit ryolitový porfyr, kde jsou fenokrysty křemene a živce zasazeny v jemné světlé matrici.

Chemický rozsah v ryolitu

Ne všechny ryolity mají stejnou chemii. Peraluminózní ryolity jsou relativně bohaté na hliník a mohou být spojeny s fluórem bohatými fázemi, jako je topaz nebo fluorit. Peralkalické ryolity mají sodík plus draslík převyšující hliník a mohou obsahovat minerály jako aegirin nebo arfvedsonit. Tyto rozdíly jsou důležité v petrologii, terénní interpretaci a porovnání lokalit.

Erupční a depoziční facie

Ryolitické systémy produkují více než jeden typ horninového tělesa. Čtení ryolitu v terénu často znamená určit, zda materiál vznikl jako láva, sklo, spadová usazenina, pyroklastický proud, mělká intruze nebo později alterovaná dutinová hostitelská hornina.

Facie	Jak vzniká	Typický terénní projev
Dómy a coulées	Vysoce viskózní láva vytéká pomalu z průduchu a hromadí se u zdroje nebo postupuje jako silný, lalokovitý proud.	Strmé masy, proudové páskování, blokové krunýře, sklovité okraje, brekcie a místní zóny obsidiánu.
Okraje obsidiánových proudů	Ryolitický tavený materiál rychle zchladne, čímž potlačuje růst krystalů a zachovává vulkanické sklo.	Lesklé černé, šedé, hnědé nebo mahagonové sklo s kuželovitým lomem a ostrými hranami.
Pemza a pemzit	Plynem bohaté magma se během explozivní erupce rychle rozpíná a vytváří vysoce pórézní sklo.	Lehké, pěnité fragmenty, usazeniny pemzy, popel bohatý na pemzu nebo pemzové čočky v ignimbritu.
Pyroklastické spadové usazeniny	Popel, pemza a lapilli se usazují z erupčních sloupů.	Vrstvené vrstvy popela, zrnitostní gradace, pumicové lapilli a rozsáhlé pokrývky vzdušného spadu.
Ignimbrit a svařený tuf	Horké pyroklastické hustotní proudy ukládají popel a pemzu; pokud je dostatečně horké, skleněné střepy a pemza se stlačují a svařují.	Eutaxitická struktura, zploštělé pumicové fiammy, sloupcové členění, husté zóny svařování a deskovité usazeniny.
Ryolitový porfyr	Magma chladne v mělkých kanálech, žilách, sills nebo subvulkanických tělesech před erupcí nebo bez ní.	Fenokrysty křemene a živce v jemné matrici, místy s ochlazenými okraji a halo alterace.
Hostitelská hornina obsahující thundereggy	Plynové dutiny, lithofysy nebo uzlíky v ryolitických vulkanických horninách jsou později vystlány nebo vyplněny křemičitými tekutinami.	Zaoblené uzlíky s chalcedonem, achátem, křemenem, opálem nebo jinými křemičitými minerály uvnitř ryolitického hostitele.

Odrůdy a související ryolitické formy

Mnoho pojmenovaných ryolitických materiálů jsou odrůdy podle textury spíše než samostatné minerální druhy. Stejný felsický magmatický systém může produkovat kompaktní ryolit, sklo, pemzu, perlit, svařený tuf a dutinami vyplněné uzlíky.

Materiál nebo odrůda	Cesta vzniku	Nápovědy textury	Geologická interpretace
Proudem páskovaný ryolit	Viskózní láva je během pomalého pohybu střižena, skládána a natahována.	Vlnité pásy, stuhy, složené vrstvy, oxidové skvrny a barevné variace od světlé po rezavou.	Zaznamenává tok v křemičitém lávovém dómu, coulée nebo mělkém kanálu.
Sferulitický nebo orbikulární ryolit	Sopečné sklo devitrifikuje do radiálních svazků křemene a živce.	Zaoblené skvrny, koule, hvězdicové výtrysky, haló a sněhové vločky podobné textury.	Indikuje materiál bohatý na sklo, který se po ochlazení překrystalizoval.
Obsidian	Ryolitický nebo dacitický tavený materiál chladne tak rychle, že krystaly nemohou růst.	Sklovitý lesk, skořepinový lom, ostré hrany a místní proudové páskování.	Představuje sopečný sklovitý konečný člen ryolitického systému.
Perlit	Hydratace ryolitického skla vytváří zakřivené soustředné trhliny.	Šupinové praskání, světle šedá až černá sklovitá textura a expanzní chování při průmyslovém zahřívání.	Ukazuje post-chladící hydrataci sopečného skla.
Pemza	Plyny bohatá ryolitická magma pěniví během explozivní erupce.	Extrémně pórézní, lehký, světlý, drsný a pórovitý.	Zaznamenává rychlou expanzi plynů a fragmentaci magmatu.
Ignimbrit nebo svařený tuf	Horký popel a pemza z pyroklastických hustotních proudů se stlačují a svařují.	Zploštělé fiammy, vrstvení popelového proudu, eutaxitická foliace a svařené skleněné úlomky.	Zachovává horký pyroklastický tok na krajinové škále.
Ryolit obsahující topaz	Fluórem bohatá vyvinutá ryolitická magma a pozdní parní fáze vytvářejí dutiny a doplňkové minerály.	Světlý ryolit, dutiny, topaz, fluorit, křemen a související minerály pozdní fáze.	Odráží vysoce vyvinuté peraluminózní nebo fluórem bohaté felsické systémy.
Peralkalický ryolit	Riftové nebo hotspotové magmy se vyvíjejí směrem k sodíkem a draslíkem bohatým složením.	Tmavé sklo, neobvyklé alkalické minerály, zelenavé nebo hnědé tóny a příbuznost s komenditem nebo pantelleritem.	Signalizuje alkalicky bohatý felsický systém odlišný od typického kalc-alkalického ryolitu.
Rhyolit hostující thunderegg	Křemičité tekutiny vyplňují dutiny, lithofysy nebo uzlíky v ryolitické sopečné hornině.	Zaoblené uzlíky s achátem, chalcedonem, křemenem, opálem nebo krystalickými vnitřky.	Zaznamenává jak textury sopečných plynů, tak pozdější mineralizační tekutiny.

Textury a mikrostruktury

Textury ryolitu jsou záznamem ochlazování, pohybu, fragmentace, hydratace, devitrifikace, svařování a pozdější fluidní aktivity. Často jsou diagnosticky významnější než samotná barva.

Proužkování toku

Pruhy mohou odrážet variace v obsahu mikrolitů, oxidaci, poměru sklo-krystal, množství bublinek nebo opakované pulzy mírně odlišné taveniny. V ručním vzorku často vypadají jako složené vrstvy krémové, béžové, růžové, rezavé, šedé nebo zelenkavé barvy.

Sferulity

Sferulity jsou radiální propleteniny křemene a živce, které se běžně tvoří při devitrifikaci skla. Mohou vytvářet vzory ve tvaru vloček, koulí, leopardích skvrn nebo hvězdic.

Perlitové trhliny

Hydratované sopečné sklo může vyvinout zakřivené, cibulové trhliny. To je charakteristické pro perlit a může se objevit i v alterovaném obsidiánovém ryolitu.

Fiamme

Ve svařených tufech se úlomky pemzy splošťují do čočkovitých pruhů nazývaných fiamme. Označují zhutnění, svaření a proudovou strukturu v horkých pyroklastických usazeninách.

Vezikuly a amygdaly

Plynové bubliny vytvářejí vezikuly. Pozdější vyplnění minerály vytváří amygdaly, často se silikáty, chalcedonem, křemenem, opálem, kalcitem nebo zeolity.

Lithofysy

Lithofysy jsou duté nebo částečně vyplněné sféroidní dutiny v kyselých vulkanických horninách. Mohou být vystlány křemenem, chalcedonem, opálem nebo jinými sekundárními minerály.

Porfyrická textura

Fenokrysty křemene nebo živce mohou plavat v jemné nebo sklovité základní hmotě. Křemen může být zaoblený nebo s výkroji tam, kde částečně reagoval s taveninou.

Devitrifikovaná základní hmota

Sklo je v geologickém čase nestabilní a může se přeměnit na jemné agregáty křemene a živce, což mění lesk, barvu, tvrdost a způsob, jakým se kámen leští.

Minerální partneři a alterace

Minerální sestava ryolitu obvykle začíná křemenem a živcem, poté se stává složitější díky doplňkovým minerálům, odplyňování, devitrifikaci, oxidaci, hydrataci a hydrotermální alteraci.

Kategorie	Běžné minerály nebo materiály	Co naznačují
Primární kyselé minerály	Křemen, sanidin, ortoklas, plagioklas	Chemie od ryolitické po granitovou, s fenokrysty a základní hmotou zaznamenávající rychlost ochlazování.
Mafické a doplňkové fáze	Biotit, hornblenda, magnetit, zirkon, apatit, titanite, allanite	Složení magmatu, oxidační stav, historie krystalizace a potenciál pro geochronologii pomocí zirkonu.
Indikátory peralkalinity	Aegirin, arfvedsonit, alkalické amfiboly a pyroxeny	Vyvinutý ryolit bohatý na alkálie, často v riftech nebo hotspotových oblastech.
Fáze bohaté na fluor	Topaz, fluorit, křemen, minerály z parní fáze	Vysoce vyvinuté, bohaté na těkavé látky magmatu s pozdní mineralizací dutin nebo vugů.
Sekundární křemičité výplně	Chalcedon, achát, opál, křemen	Cirkulující křemičité tekutiny vyplňující vezikuly, lithofysy, trhliny nebo dutiny thundereggu.
Produkty alterace	Jíly, chlorit, epidot, oxidy železa, zeolity, kalcit	Větrání, hydrotermální alterace, oxidace, hydratace nebo pozdější cirkulace tekutin.

Terénní indicie a identifikace

Ryolit může připomínat jiné felsické nebo křemičité horniny, proto by identifikace měla kombinovat barvu, texturu, fenokrysty, strukturu, hustotu, reakci na kyseliny a geologický kontext.

Hledejte křemen a živec

Fenokrysty křemene mohou být čiré, kouřové, zaoblené nebo s vpadlinami. Fenokrysty živce jsou často světlé, tabulkové a více úhlové. Jejich přítomnost pomáhá rozlišit ryolit od mnoha nevulkanických podobných hornin.

Čtěte texturu

Proudové pásy, sferulity, fiammy, perlitové trhliny, skleněné okraje a pemzové úlomky všechny ukazují na ryolitický vulkanický původ.

Oddělte ryolit od dacitu

Dacit je obecně méně bohatý na křemen, často bohatší na plagioklas a může obsahovat více amfibolu nebo pyroxenu. Hraniční linie na vzorcích mohou být nejisté bez petrogrfie nebo chemie.

Oddělte ryolit od trachytu

Trachyt je bohatý na alkalický živce, ale má málo nebo žádný křemen a může vykazovat uspořádané živcové destičky. Ryolit obvykle obsahuje křemen a více křemičitého skla nebo základní hmoty.

Oddělte ryolit od jaspisu

Jaspis je mikrokřemičitý křemen a může postrádat vulkanické fenokrysty, vezikuly, fiammy nebo proudové pásy kolem krystalů. Některé vzorované obchodní materiály nazývané jaspis jsou ve skutečnosti ryolitické nebo křemenné vulkanické horniny.

Pečlivě kontrolujte reakci na kyseliny

Ryolit je křemičitanová hornina a obecně je inertní vůči studené zředěné kyselině. Místní šumění může pocházet z sekundárního kalcitu v žilách nebo dutinách, nikoli z ryolitu samotného.

Péče založená na geologii

Kompaktní ryolit je obecně odolný, ale ryolitové materiály se velmi liší. Hustá deska s proudovými pásy, pórovitý pemzový úlomek, skleněný okraj obsidiánu a plátek thundereggu s dutinami vyžadují odlišné zacházení.

Kompaktní ryolit

Otřete měkkým hadříkem a podle potřeby krátce očistěte jemným mýdlem a vlažnou vodou. Vyhněte se silným kyselinám, abrazivním práškům a opakovanému tepelnému šoku.

Skleněné zóny

Obsidianové nebo perlitové oblasti se mohou ostrými úlomky odlupovat a mohou vykazovat zakřivené sítě trhlin. Chraňte okraje a vyhněte se nárazům.

Pórovitý a pemzový materiál

Pumice, vezikulární ryolit a slabé tufové zóny mohou zachytávat vodu, nečistoty, oleje a zbytky. Nepouštějte do vody křehké nebo pórovité kousky.

Kousky s dutinami

Plátky thundereggů, lithofysy a amygdaloidní kusy by měly být podepřeny ze spodní strany. Vyhněte se tlaku na tenké můstky, otevřené dutiny nebo drúzové vnitřky.

Často kladené otázky

Je obsidián samostatná hornina od rhyolitu?

Obsidián je vulkanické sklo a většina obsidiánů má rhyolitické nebo dacitické složení. Liší se hlavně texturou: obsidián vychladl příliš rychle na to, aby mohly růst krystaly, zatímco kompaktní rhyolit je částečně nebo zcela krystalizovaný.

Proč rhyolit tvoří kupole místo dlouhých tekutých toků?

Rhyolitická magma je bohatá na křemík a proto velmi viskózní. Odolává proudění, zachycuje plyny a má tendenci tvořit silné kupole, coulée, sklovité okraje nebo výbušné popelové usazeniny místo dlouhých tekutých lávových toků.

Co vytváří orbikulární nebo „leopardí“ vzory v rhyolitu?

Mnoho orbikulárních vzorů vzniká sferulity: radiálními růsty křemene a živce, které vznikají při devitrifikaci vulkanického skla. Oxidační haló a barvy alterace mohou způsobit, že koule vypadají jako skvrnité nebo prstencové.

Jak se svařený tuf stane tvrdou horninou?

Horké popelové proudy mohou dopadat při teplotách dostatečně vysokých na to, aby se skleněné úlomky a fragmenty pemzy stlačily, deformovaly a svařily dohromady. To vytváří hustý ignimbrite s ploššími fiamme a pruhovanou strukturou.

Je „deštný prales rhyolit“ skutečně rhyolit?

Materiál prodávaný pod tímto názvem je obvykle vzorovaná rhyolitická hornina, často se zelenými tóny a orbikulárními nebo sferulitickými texturami. Může být také prodáván pod názvy podobnými jaspisu, takže textura a geologický kontext jsou spolehlivější než samotné obchodní označení.

Jaký je rozdíl mezi pemzou a perlitem?

Pemza vzniká, když plynem bohatá rhyolitická magma pěnivě vybuchuje, čímž vzniká velmi lehké pórovité sklo. Perlit vzniká, když se rhyolitické sklo po vychladnutí hydratuje a vytvoří zakřivené, cibulové trhliny.

Proč jsou thundereggy spojovány s rhyolitem?

Mnoho thundereggů vzniká v rhyolitických vulkanických horninách, kde jsou dutiny, lithofysy nebo uzlíky později vyplněny křemíkovými tekutinami. Jejich vnitřek může obsahovat chalcedon, achát, křemen, opál nebo směs křemíkových minerálů.

Závěrečný pohled

Rhyolit je nejlépe chápán jako skupina textur vzniklých vyvinutou kyselou magmou. Stejný systém s vysokým obsahem křemíku může vychladnout jako páskovaná láva, zchladnout jako obsidián, hydratovat do perlitu, pěnit do pemzy, rozpadnout se na popel, svařit se do ignimbritu nebo hostit thundereggy vyplněné achátem. Jeho geologie je tedy studiem rychlosti chlazení, viskozity, chování plynů, devitrifikace, svařování a pozdější fluidní činnosti. Kousek rhyolitu není jen vzorovaný kámen; je to zachovaný záznam o tom, jak se křemíkem bohatá magma pohybovala, praskala, chladla a měnila.

Země/oblast

Jazyk