Porfyyri: Muodostuminen, geologia ja lajikkeet
Jaa
Muodostuminen, geologia ja lajikkeet
Porfyyri: kaksivaiheinen jäähtyminen ja kiteiden rakenne
Porfyyri ei ole yksi mineraali tai kivilaji. Se on magmakiven rakenne: suuret kiteet kasvavat aikaisin ja lukkiutuvat sitten hienompaan pohjamassaan, kun jäljelle jäänyt sula jäähtyy nopeammin. Sen kuvioitu pinta on näkyvä merkki muuttuvasta paineesta, liikkeestä, kemiasta ja ajasta.
Mitä porfyyri on
Porfyyri kuvaa kivilajin rakennetta. Rakenne määritellään näkyvillä suuremmilla kiteillä, joita kutsutaan fenokrysalleiksi, ja jotka ovat hienorakeisen, mikrokiteisen tai lasimaisen pohjamassan sisällä. Termiä voidaan käyttää monista koostumuksista: ryoliittiporfyyri, andesiittiporfyyri, basalttiporfyyri, graniittiporfyyri, dioriittiporfyyri ja muita.
Fenokrysallit
Nämä ovat suurempia, aikaisemmin muodostuneita kiteitä. Ne voivat olla kalimaasälpälevyjä, lasimaisia kvartsisilmiä, tummia pyrokseni- tai amfiboliprismejä, mikalevyjä tai oliiviin jyviä magman kemian mukaan.
Peruskivi
Hienompi matriisi muodostuu jäljelle jääneestä sulasta. Se voi olla afaaninen, mikrokiteinen, lasimainen, virtausvyöhykkeinen tai osittain myöhemmin nesteiden muuttama.
Ei yksi mineraali
Porfyyrillä ei ole yhtä kemiallista kaavaa. Sen identiteetti riippuu kiven koostumuksesta ja rakenteesta, ei yhdestä mineraalilajista.
Kaksivaiheinen muodostumistarina
Porfyyrinen rakenne muodostuu, kun magman jäähtymisnopeus muuttuu. Aikaisemmilla kiteillä on aikaa kasvaa suuriksi. Myöhemmin jäljelle jäävä sula jäähtyy nopeammin ja jäätyy niiden ympärille.
Miksi kuvio jäätyy paikalleen
Magma voi alkaa kiteytyä syvyydessä, missä lämpö säilyy ja kiteet voivat kasvaa ajan myötä. Jos tämä kiteitä sisältävä magma nousee, tunkeutuu viileämpään kiveen, purkautuu, sekoittuu toisen magman kanssa tai menettää haihtuvia aineita, jäljelle jäävä sula voi jäähtyä nopeasti. Aiemmat kiteet pysyvät näkyvissä, kun taas pohjamassa tallentaa nopeamman loppuvaiheen.
Ydintymistä syvyydessä
Kun magma alkaa jäähtyä, valitut mineraalit alkavat kiteytyä. Feldi, kvartsi, amfiboli, pirokseeni, biotiitti tai oliiviini voivat kasvaa sulan koostumuksesta riippuen.
Hidas fenokristojen kasvu
Lämpö, aika ja saatavilla olevat kemialliset aineet sallivat joidenkin kiteiden kasvaa tarpeeksi suuriksi, jotta ne näkyvät selvästi käsinäytteessä.
Nousu, tunkeutuminen tai purkaus
Nostovoima, tektoninen jännitys, uuden magman syöttö, paineen lasku tai haihtuvien aineiden vapautuminen muuttaa magman ympäristöä.
Nopea lopullinen jäähtyminen
Jäljelle jäävä sula muodostaa hienorakeisen peruskiven. Uudet kiteet ovat pienempiä, koska niillä on vähemmän aikaa kasvaa.
Myöhäinen muutos
Nesteet voivat myöhemmin muuttaa feldiä saveksi, mafisia mineraaleja kloriitiksi tai epidoteksi tai tuoda suonia, karbonaattialueita, sulfidipitoisuuksia tai hapettumisvärejä.
Tektoniset ympäristöt, joissa porfyyri menestyy
Porfyyrinen rakenne muodostuu monissa tektonisissa ympäristöissä, mutta on erityisen yleinen siellä, missä magmat pysähtyvät, nousevat, sekoittuvat, purkautuvat tai tunkeutuvat matalille tasoille.
Alityöntökaaret
Vesipitoiset, kalki-alkaliset magmat manner- ja saarikaarilla muodostavat yleisesti andesiitti-, dakiitti- ja rhyoliittiporfyyrejä. Nämä järjestelmät ovat myös tärkeitä kupari- ja molybdeeniporfyyriesiintymille.
Mannerhalkeamat
Laajeneminen voi tuottaa porfyyrisiä rhyoliitteja, trakiitteja, basalttia ja niihin liittyviä vulkaanisia kiviä, kun kuoren sulaminen ja vaipan syöttö vuorovaikuttavat.
Matalat intruusiot
Varastot, dyykit, sillit ja lakoliitit voivat jäähtyä suurten varhaiskiteiden ja viilentyneiden reunojen kanssa, tuottaen graniitti-, dioriitti- tai gabbro-porfyyriä.
Tulivuoren kanavat ja laavavirrat
Kiteitä sisältävä magma voi purkautua laavana tai matalina kupuina, säilyttäen fenokristat hienossa vulkaanisessa peruskivessä, virtausvyöhykkeissä, kuplissa tai lasimaisissa reunoissa.
Rakenteet ja mikropiirteet
Porfyyri luetaan rakenteen kautta. Fenokristojen koko, muoto, reunat, klusterit ja sisäiset piirteet paljastavat, miten magma muuttui ennen kiven jähmettymistä.
| Ominaisuus | Miltä näyttää | Geologinen merkitys | Missä etsiä |
|---|---|---|---|
| Glomeroporfyyttiset klusterit | Fenokristat ryhmittyneinä paakkuina tai pieninä kiteisinä aggregaatteina. | Kiteet kasvoivat lähellä toisiaan, kerääntyivät yhteen tai kulkivat klusterina sulassa. | Andesiitti-, basaltti-, dakiitti- ja jotkut intrusiiviset porfyytit. |
| Vyöhykkeisyys | Konsentriset vyöhykkeet tai sisäiset muutokset fenokristassa. | Magma-kemia, lämpötila tai paine muuttuivat kiteytymisen aikana. | Plagioklaasi-, feldi- ja pirokseenipitoiset sekä jotkut kvartsia sisältävät kivet. |
| Resorptiohaavat | Pyöreät tai syöpyneen näköiset reunat, erityisesti kvartsissa. | Aiemmat kiteet muuttuivat epävakaiksi ja osittain liukenivat olosuhteiden muuttuessa. | Rhyoliitti-, dakiitti- ja graniittiporfyyrit. |
| Siivilätekstuurit | Kiteet näyttävät olevan täynnä pieniä inkluusioita tai sulapusseja. | Nopea epätasapaino, magman sekoittuminen, kuumeneminen, paineen lasku tai haihtuvien aineiden aiheuttama häiriö. | Plagioklaasirikkaat kaarikivet. |
| Virtauslinjaus | Pitkänomaiset mineraalit tai feldspaattilastut osoittavat samaan suuntaan. | Liikkuva laava tai matala intruusio venytti ja suuntasi kiteitä ja mikrolittejä. | Trahyyttiset, pilotaaksiset ja virtausvyöhykkeet tulivuorikivissä. |
| Vesikkelit ja amygdyyli | Pyöristetyt kaasukammiot, tyhjiä tai mineraaleilla täytettyjä. | Haihtuvat kuplat muodostuivat purkauksen tai matalan sijoittumisen aikana; myöhemmät nesteet voivat täyttää ne. | Basalttiset ja andesiittiset porfyytit. |
| Jähmettyneet reunat | Hienorakeiset reunat dyykin tai intruusion ympärillä. | Kuuma magma jäähtyi nopeasti kylmempää ympäröivää kiveä vasten. | Dyykit, sillit ja matalat varastot. |
Hydrotermiset muutokset ja malmijärjestelmät
Taloudellisessa geologiassa sana porfyyri esiintyy usein nimissä kuten ”porfyyrikupari”, ”porfyyrimolybdeeni” tai ”porfyyrikulta”. Nämä järjestelmät eivät ole koristekiviluokkia. Ne ovat suuria, nesteiden ohjaamia malmijärjestelmiä, jotka liittyvät usein porfyyrisiin intruusioihin.
Miten porfyyrin intruusio muuttuu malmijärjestelmäksi
Vesipitoinen magma kiteytyy matalilla kuoren tasoilla. Kun mineraalit muodostuvat, metallipitoiset nesteet erottuvat sulasta ja liikkuvat halkeamien läpi. Nesteet muuttavat ympäröivää kiveä ja voivat tallettaa kuparia, molybdeeniä, kultaa, hopeaa, pyriittiä, kalkopyriittiä, bornitea ja muita mineraaleja suonissa, varastoissa ja haloissa.
| Muutos tyyli | Tyypilliset mineraalit | Mitä se viestii |
|---|---|---|
| Potassinen | K-feldspati, biotiitti, magnetiitti, kvarts, sulfidit. | Korkean lämpötilan ydinmuutos lähellä intruusion keskustaa. |
| Fylliitti | Kvarts, serisiitti, pyriitti. | Happamat nesteet peittävät aiemman muutoksen; muodostaa usein vaaleita, valkaistuja alueita. |
| Argilliitti | Savimineraalit, kaoliiniitti, illiitti, smektiitti. | Feldspaatin hydrotermalinen hajoaminen happamissa tai matalammissa lämpötiloissa. |
| Propylittinen | Kloritti, epidotti, kalsiitti, albiitti, rauta- pyriitti. | Viileämpi ulkokehys kuumemman muutosalueen ympärillä. |
| Edistynyt argilliitti | Aluniitti, pirofylliitti, dikkiitti, kvarts. | Voimakas happamuuden muutos, usein korkean rikin tai lähellä pintaa olevissa ympäristöissä. |
Lajit koostumuksen mukaan
Koska porfyyrirakenne on tekstuuri, tarkimmat lajien nimet yhdistävät koostumuksen ja tekstuurin. Näkyvät kiteet tulisi tulkita yhdessä kiven kemian, värin ja ympäristön kanssa.
| Lajit | Yleiset fenokrysallit | Perusta ja väri | Tyypillinen ympäristö |
|---|---|---|---|
| Rhyolittiporfyyri | Kvarts, K-feldspati, plagioklaasi, biotiitti. | Vaalea, vaaleanpunainen, punainen, violetti, harmaa tai lasimainen felsinen perusta. | Tulivuoren kartiot, tuhkapurkauksen järjestelmät, kalderat, mannerlaattojen repeämät. |
| Dasiittiporfyyri | Plagioklaasi, kvarts, hornblendi, biotiitti, pyroksiini. | Harmaa, ruskea, vihertävä tai vaalea tulivuoriperuskivi. | Alityöntökaaret, laavakupolit, matalat intruusiot. |
| Andesiittiporfyyri | Plagioklaasi, amfiboli, pyroksiini, biotiitti. | Harmaa tai tummanharmaa tulivuoriperuskivi, usein virtauslinjainen. | Tulivuorikaaret ja stratovulkaaniset järjestelmät. |
| Basalttiporfyyri | Oliiviini, pyroksiini, plagioklaasi. | Tumma, hienorakeinen, huokoinen tai amygdaloidinen peruskivi. | Laavavirrat, dyykit, repeämät, valtameren saaret, tulvabasalttialueet. |
| Graniittiporfyyri | K-feldspaatit, kvartsi, plagioklaasi, mica. | Hieno- tai keskikarkea felsinen intruusio-peruskivi. | Dyykit, matalat varastot, graniittisten kappaleiden marginaaliset vaiheet. |
| Dioriitti- tai gabbro-porfyyri | Plagioklaasi, amfiboli, pyroksiini, joskus oliiviini. | Väli- tai mafinen intruusio-matriisi. | Matalat intruusiot, dyykit, sillit, kaareen liittyvät plutonit. |
| Imperiaalinen purppuraporfyyri | Vaaleat feldspaatin fenokristallit punavioletissa peruskivessä. | Tiivis, kova, historiallisesti arvostettu punavioletti kivi. | Kuuluisa muinainen louhostraditio Egyptin Itäisen autiomaan alueelta. |
Tulivuorinen vs. intruusio-porfyyri
Porfyyria voi muodostua purkautuneissa kivissä tai matalissa intruusioissa. Ero vaikuttaa rakeiden kokoon, kenttäsuhteisiin, muuttumiseen ja siihen, miten kivi käyttäytyy koriste- tai arkkitehtonisena materiaalina.
| Ulkonäkö | Tulivuorinen porfyyri | Matala intruusio-porfyyri |
|---|---|---|
| Jäähdytysympäristö | Lähellä pintaa tai purkautunut laavana, kupuna tai pyroklastisena aineksena. | Sijoittunut pinnan alle dyykkinä, sillinä, varastona tai lakoliittina. |
| Peruskivi | Usein hyvin hieno, lasimainen, mikroliittinen, virtausvyöhykkeinen, huokoinen tai devitrifioitunut. | Hienorakeinen tai keskikarkea; voi näyttää jäähdytysmarginaaleja emäkivessä. |
| Kentän vihjeet | Virtaumat, breksiat, huokoset, virtausvyöhykkeet, hitsatut rakenteet, lasimaiset reunat. | Poikkileikkaavat kontaktit, jäähdytysmarginaalit, kontaktimuuttuminen, dyykki- tai silligeometria. |
| Yleisiä esimerkkejä | Rhyoliitti-, dakiitti-, andesiitti- ja basalttiporfyyrät. | Graniitti-, dioriitti-, granodioriitti- ja gabbro-porfyyrät. |
| Käyttö kivenä | Voi olla erinomainen tiiviinä; jotkut lajikkeet voivat olla huokoisia tai halkeilleita. | Usein vahva ja työstettävä, erityisesti laatoissa, päällysteissä ja arkkitehtonisissa kappaleissa. |
Kentän vihjeet ja rakenteet
Kentällä porfyyrin tunnistus alkaa varmistamalla, että suuret näkyvät kappaleet ovat magmakiteitä, eivät sirpaleita, kiviä tai ihmisen tekemiä kokkareita.
Vahvista kristallin ja peruskiven suhde
Fenokristallien tulisi näyttää upotetuilta jatkuvaan magmakiveen, ja niillä voi olla kristallipintoja, halkeamia, vyöhykkeitä tai mineraalikohtaisia muotoja.
Tunnista pääfenokristallit
Kvartsi näyttää yleensä lasimaiselta ja voi olla pyöristetty tai laaksoinen. Feldspaatit ovat lohkaremaisia tai levyjä ja voivat näyttää halkeamia. Mafiset fenokristallit ovat tummempia ja voivat muuttua kloriitiksi, epidotiksi tai rautaoksideiksi.
Lue kontaktit ja rakenteet
Etsi juonireunat, virtaviivat, kuplat, amygdyyli, breksia-alueet, inkluusiot, halkeamat ja poikkileikkaussuhteet ympäröivän kiven kanssa.
Tarkista muutos
Kalima voi muuttua saveksi; mafiset mineraalit voivat muuttua kloriitiksi tai epidotiksi; rautaoksidit voivat punertaa kiveä; karbonaattisuonet voivat reagoida paikallisesti hapolla.
Dokumentoi konteksti
Tallenna sijainti, emäkivi, kontaktisuhteet, siihen liittyvät mineraalit, rapautumistyyli ja onko materiaali vulkaanista, intrusiivista vai uudelleenmuodostunutta.
Näköis- ja erotusmateriaalit
Porfyyrin voi sekoittaa muihin pilkullisiin, sirpaleisiin tai valmistettuihin materiaaleihin. Erotus perustuu rakenteeseen: paikallaan kasvaneet kiteet vs. sirpaleet tai aggregaattikappaleet.
| Materiaali | Miksi se voi muistuttaa porfyyriä | Miten erottaa se |
|---|---|---|
| Graniitti | Karkeat lomittaiset kiteet voivat luoda pilkullisen kuvion. | Tyypillinen graniitti on laajasti tasarakeinen; porfyyrissä on suurempia kiteitä selvästi hienommassa perusmassassa. |
| Tulivuorituffi | Kiteikkäät tuffit voivat sisältää kalima-, kvartsija vulkaanisia sirpaleita. | Tuffi on sirpaleinen; etsi tuhkapinta, sirpaleet, kevyet kivet, rikkoutuneet kiteiset sirpaleet ja huono lajittuneisuus. |
| Breksia | Kulmikkaat sirpaleet matriksissa voivat matkia suuria kiteitä. | Breksia sisältää rikkoutuneita kiven sirpaleita, joissa on sirpaleiden rajat; porfyyrissä on kiteitä, jotka ovat kasvaneet sulassa. |
| Konglomeraatti | Pyöristyneet sorapalat voivat kaukaa näyttää soikeilta fenokristalleilta. | Konglomeraatti on sedimenttikivi ja sisältää pyöristyneitä kiviainesta eri kivilaaduista, ei magmakiteitä. |
| Terrazzo tai valmistettu kivi | Ihmisperäinen aggregaatti voi matkia pilkullista kivikuviota. | Etsi sideainetta, toistuvaa aggregaattimuotoa, sahattuja sirpaleita, keinotekoista rytmiä ja luonnollisten kiteiden suhteiden puutetta. |
| Jaspis tai hienorakeinen kvartsikivi | Punainen, violetti tai ruskea mikrokiteinen kvartsikivi voi muistuttaa hienoa perusmassaa. | Jaspis ei sisällä aitoja fenokristalleja, jotka ovat kasvaneet magman sulassa, vaan siinä on yleensä mikrokiteinen piipinta. |
Hoito ja säilytys
Tiheä porfyyri voi olla erittäin kestävä, mikä selittää sen pitkän arkkitehtonisen käytön. Yksittäiset kappaleet vaihtelevat kuitenkin mineraalikoostumuksen, halkeamatiheyden, huokoisuuden, muutoksen, viimeistelyn ja iän mukaan.
Puhdista hellävaraisesti
Käytä pehmeää liinaa, vettä ja mietoa pH-neutraalia saippuaa tarvittaessa. Kuivaa kiillotetut pinnat huolellisesti.
Vältä voimakkaita happoja
Vahvat happamat puhdistusaineet, hankaavat jauheet ja aggressiiviset kemialliset käsittelyt voivat himmentää kiiltoa, syövyttää karbonaattisuonia tai vahingoittaa vanhoja täytteitä.
Suojaa reunat
Levyt, laatat, upotukset, kaiverrukset ja kabosonit voivat lohjeta kulmista tai ohuista reunoista. Tue raskaita kappaleita alapuolelta.
Kunnioita muuntuneita alueita
Sään kuluttama kalima, savipitoiset alueet, kuplat ja pehmeät muutosrenkaat voivat kulua kiillotuksen aikana tai kerätä likaa, jos niitä hankataan voimakkaasti.
Tallenna alkuperä
Paikka, kivilaji, louhos, muodostuma, aiempi asennus ja entisöintimuistiinpanot ovat erityisen tärkeitä historialliselle tai arkkitehtoniselle porfyyrille.
Säilytä historialliset pinnat
Antiikkinen porfyyri voi säilyttää vanhan kiillon, vahan, täytteet, kiinnikkeet tai uudelleenleikatut pinnat. Merkittävät kappaleet on parasta arvioida pätevän kivikonservaattorin toimesta.
UKK
Onko porfyyri mineraali?
Ei. Porfyyri on tuliperäinen rakenne: suuret näkyvät kiteet hienommassa perusmassassa. Monet eri kivilajit voivat olla porfyyrisiä.
Mikä aiheuttaa porfyyrin suuret kiteet?
Suuret kiteet muodostuivat varhain, kun magma jäähtyi hitaasti. Myöhemmin jäljellä oleva sulamassa jäähtyi nopeammin ja muodosti niiden ympärille hienomman perusmassan.
Miksi porfyyri on yleinen laattojen rajoilla?
Laattojen rajojen magmat kokevat usein veden rikastumista, vaiheittaista varastointia, sekoittumista, paineen alenemista, nousua ja nopeaa jäähtymistä. Nämä muutokset suosivat suuria varhaisia kiteitä, joita seuraa hienompi lopullinen perusmassa.
Mikä on koristeporfyyrin ja porfyyrikupariesiintymän ero?
Koristeporfyyri on kivi, jota arvostetaan sen rakenteen, värin ja kestävyyden vuoksi. Porfyyrikupariesiintymä on suuri hydrotermalinen malmijärjestelmä, joka liittyy porfyyrisiin tunkeumiin ja metallipitoisiin nesteisiin.
Voiko porfyyri olla tuliperäinen tai tunkeutunut?
Kyllä. Tuliperäinen porfyyri voi esiintyä ryoliittina, dakiittina, andesiittina tai basalttina, joissa on fenokristalleja hienossa perusmassassa. Tunkeutunut porfyyri voi esiintyä graniittina, dioriittina, granodioriittina tai gabbro-porfyyrinä matalissa varastoissa, juonissa tai laattamaisissa muodostumissa.
Miten porfyyri voidaan erottaa breksiasta tai konglomeraatista?
Porfyyrissä on kiteitä, jotka ovat kasvaneet tuliperäisessä sulassa. Breksia sisältää kulmikkaita kivenkappaleita, kun taas konglomeraatti sisältää pyöreitä sedimenttikiviä. Kiteiden pinnat, halkeamat, vyöhykkeet ja jatkuva tuliperäinen perusmassa tukevat porfyyrin tunnistamista.
Miten kiillotettua porfyyriä tulisi puhdistaa?
Käytä mietoa pH-neutraalia saippuaa, vettä ja pehmeää liinaa, ja kuivaa huolellisesti. Vältä vahvoja happoja, hankaavia jauheita, voimakkaita kemikaaleja ja kovaa hankausta, erityisesti antiikki- tai entisöidyissä kappaleissa.
Porfyyrin geologinen merkitys
Porfyyri on kiven tallenne muuttuvista olosuhteista. Se alkaa kiteiden hitaalla kasvulla magmassa, jossa on vielä aikaa, ja päättyy, kun jäljellä oleva sulamassa liikkuu, jäähtyy, purkautuu tai tunkeutuu uuteen ympäristöön. Sen fenokristallit ovat ensimmäinen luku; sen perusmassa on lopetuslause. Yhdessä ne säilyttävät magman liikkeen kuoressa, laattojen rajojen rakenteen ja tuliperäisen ajan kuvioidun kauneuden.