Porfyyri: Fyysiset ja optiset ominaisuudet
Jaa
Fyysinen ja optinen profiili
Porfyyri: fenokristallit, perusmassa ja tuliperäinen kontrasti
Porfyyri on tuliperäinen rakenne, ei yksittäinen mineraali: suuret, näkyvät kiteet ovat hienommassa perusmassassa, joka tallentaa kaksivaiheisen jäähtymishistorian kiveen. Sen optinen luonne syntyy kontrastista, kiteen muodosta, rakeen koosta, rautapitoisesta väristä ja siitä, miten vaaleat fenokristallit katkaisevat tummemman tulivuorisen tai matalasyvän intruusiorungon.
Mikä on porfyyri?
Porfyyri on porfyyrinen tuliperäinen kivirakenne: suuret, hyvin muodostuneet kiteet, joita kutsutaan fenokristalleiksi, ovat hienommassa perusmassassa. Termi voi kuvata rhyoliitti-porfyyriä, andesiitti-porfyyriä, basaltti-porfyyriä, graniitti-porfyyriä, dioriitti-porfyyriä ja muita koostumuksia. Se kuvaa kiteiden kokovaihtelua, ei yhden mineraalilajin nimeä.
Rakenne, ei laji
Porfyyrin voi olla felsinen, välivaiheen tai mafinen. Mineraalikoostumus muuttuu magman kemian mukaan, mutta visuaalinen periaate pysyy samana: suuret kiteet ovat näkyvästi upotettu hienompaan kantajaan.
Kaksi jäähtymisvaihetta
Fenokristallit alkavat kasvaa hitaasti, kun magma on vielä tarpeeksi syvällä pysyäkseen kuumana ja liikkuvana. Myöhemmin jäljelle jäävä sulanut aine jäähtyy nopeammin, muodostaen tiiviin perusmassan niiden ympärille.
Historiallinen purppurakivi
Kuuluisa keisarillisen purppuran porfyyri antiikin ajoilta on historiallisesti arvostettu materiaali. Sen syvän purppurasta punapurppuraan vaihteleva perusmassa ja vaaleat fenokristallit antoivat sille seremoniallisen, arkkitehtonisen läsnäolon.
Fyysiset ja optiset ominaisuudet yhdellä silmäyksellä
Koska porfyyri on kivirakenne, sen tarkat ominaisuudet riippuvat mineraalikoostumuksesta. Alla oleva taulukko antaa käytännön rajoja, jotka ovat merkityksellisimpiä näytteille, levyille, veistoksille ja arkkitehtonisille kappaleille.
| Ominaisuus | Tyypillinen porfyyrin ilmentymä | Tulkintamuistio |
|---|---|---|
| Materiaalin tyyppi | Tuliperäinen kivi porfyyrirakenteella. | Suuret fenokristallit hienossa tai mikrokiteisessä perusmassassa. |
| Yleiset kivilajit | Rhyoliitti, andesiitti, basaltti, graniitti, dioriitti, granodioriitti tai gabbro-porfyyri. | Koostumus säätelee väriä, tiheyttä, kovuutta ja esiintymisympäristöä. |
| Yleiset fenokristallit | Feldspaatti, kvarts, amfiboli, pyroksiini, oliiviini, biotiitti. | Näkyvät kiteet antavat usein kivelle sen kuvion ja tunnistettavuuden. |
| Perusmassa | Afanittinen, mikrokiteinen tai osittain lasimainen. | Hienompi perusta voi olla himmeä, tiivis, lasimainen tuoreessa särmässä tai näkyvästi rakeinen suurennuksen alla. |
| Väri | Violetti, punainen, ruskea, harmaa, vihreä, musta, kerma tai suola-pippuri. | Rautaoksidit voivat tuottaa punavioletteja sävyjä; kloriitti ja epidotiitti voivat aiheuttaa vihreää muutosta. |
| Kiilto | Yleisesti himmeästä lievästi lasimaisiin; fenokristallit voivat olla lasimaisia, helmiäisiä tai lasimaisia. | Optinen viehätys perustuu enemmän kontrastiin kuin läpinäkyvyyteen. |
| Läpinäkyvyys | Kivenä läpinäkymätön. | Yksittäiset kvartsin tai feldspaatin kiteet voivat olla läpikuultavia reunoiltaan tai ohuissa näytteissä. |
| Kovuus | Yleensä noin Mohsin asteikolla 6–7, kun kvartsia ja feldspaatteja on runsaasti. | Mafiset mineraalit ja muuttunut materiaali voivat alentaa paikallista kovuutta. |
| Suhteellinen tiheys | Noin 2,60–3,10. | Felsiset porfyytit ovat vaaleampia; mafiset tyypit yleensä raskaampia. |
| Halkeilu | Kivessä ei ole laajaa halkeilua. | Yksittäiset fenokristallit voivat haljeta, erityisesti feldspaatti, amfiboli ja pyrokseeni. |
| Murtuma | Epätasainen tai lievästi kuorimainen; karkeammissa tyypeissä rakeinen. | Tuoreet säröt voivat paljastaa fenokristallien ja perusmassan välisen suhteen. |
| Magnetismi | Yleensä ei tai heikosti. | Magnetiittia sisältävät mafiset porfyytit voivat reagoida heikosti magneettiin. |
| Happoreaktio | Tyypillisesti inertti laimealle hapolle. | Kalkkikivisuonet, karbonaattimuutokset tai täytteet voivat paikallisesti kuplia. |
| Fluoresenssi | Yleensä ei diagnostinen. | Lisämineraalit voivat fluoresoida, mutta porfyyria ei tunnisteta UV-vasteen perusteella. |
Kaksivaiheisen jäähtymisen tunnusmerkki
Porfyyrin kuvio on jäädytetty jäähtymishistoria. Se kertoo silmälle, että kiteillä oli aikaa kasvaa ennen kuin jäljelle jäänyt sulanut aine muuttui nopeammin jäähtyväksi ja kiteytyi.
Fenokristallit aikamerkkeinä
Fenokristalli on kide, joka on tarpeeksi suuri erottuakseen perusmassasta. Porfyyrissa nämä kiteet ovat vanhempia kuin suuri osa ympäröivästä perusmassasta. Niiden koko, muoto ja säilyminen auttavat erottamaan kaksivaiheisen jäähtymisen sedimenttikivien rakenteesta, breksiaatiosta tai keinotekoisesta pilkullisuudesta.
Varhainen kiteiden kasvu
Magma pysyy tarpeeksi kuumana, jotta valikoidut mineraalit voivat ytimiintyä ja kasvaa näkyviksi kiteiksi. Feldspaatti ja kvarts ovat yleisiä felsisissä järjestelmissä; pyrokseeni, amfiboli tai oliiviini voi esiintyä keskitai mafisissa järjestelmissä.
Liike tai paineen muutos
Kiteita sisältävä magma liikkuu ylöspäin, tunkeutuu viileämpään kiveen tai purkautuu. Olosuhteet muuttuvat, joten jäljelle jäävä sulanut aine ei enää jäädy samalla hitaalla tahdilla.
Perusmassan kiteytyminen
Jäljelle jäävä sulanut aine kiteytyy hienorakeiseksi, mikrokiteiksi tai lasimaiseksi materiaaliksi olemassa olevien fenokristallien ympärille, säilyttäen porfyyrisen kontrastin.
Optinen käyttäytyminen: kontrasti, ei jalokivien läpinäkyvyys
Porfyyria pidetään yleensä käsinäytteessä läpinäkymättömänä. Sen optinen kiinnostavuus perustuu mittakaavaan: vaaleat tai lasimaiset kiteet katkaisevat tummemman, hienorakeisemman perusmassan, luoden pilkullisen, tähtimäisen tai arkkitehtonisen mosaiikkiefektin.
Fenokristallin kiilto
Kvartsifenokristallit voivat näyttää lasimaisilta tai harmaalta ja joskus niissä on pyöristettyjä, upottuneita reunoja. Feldspaatin fenokristallit voivat näyttää helmiäisiltä, kermaisilta, vaaleanpunaisilta, valkoisilta tai lohkaremaisilta, ja niissä näkyy halkeamapinnat.
Perusmassan viimeistely
Hieno perusmassa voi näyttää mattaiselta, tiiviiltä, vahamaiselta, rakeiselta tai hienovaraisesti lasimaiselta tuoreessa särössä. Kiillotus voi vahvistaa kiteiden ja matriksin visuaalista kontrastia.
Ohutleikkeen optiikka
Petrografisen mikroskoopin alla jokainen mineraali säilyttää oman optisen käyttäytymisensä. Porfyyrillä kivenä ei ole yhtä ainoaa taitekerrointa, kaksikaksisuuntaisuutta tai optista merkkiä.
Väri ja muutos
Porfyyrin väriä ohjaavat sekä alkuperäinen koostumus että myöhempi muutos. Keisarillinen purppura, punaruskea, harmaa-vihreä, musta tai suola- ja pippurikuviot kertovat kukin erilaisen mineraalitarinan.
| Värin ilmentymä | Yleinen syy | Visuaalinen vaikutelma | Tunnistusmuistio |
|---|---|---|---|
| Purppurasta punertavan purppuraan | Rautaoksidin värjäytymä tai hienojakoinen hematitti piipitoisessa perusmassassa. | Majesteettinen, viininpuhdas perusmassa vaaleiden kalimaas- tai kvartsifenokristallien kanssa. | Historiallisesti yhdistetty keisarilliseen purppuraporfyyriin, vaikka kaikki purppuraporfyyrit eivät ole peräisin siitä lähteestä. |
| Punaisesta ruskeaan | Hematitti, rautaoksidaatio tai hapettunut vulkaaninen perusmassa. | Lämmin maanläheinen kenttä, jossa on kerma-, vaaleanpunaisia tai harmaita fenokristalleja. | Voi muistuttaa jaspista tai ryoliittia, ellei kiderakennetta näy. |
| Vihreä | Kloriitti, epidoti, aktinoliitti tai muut muutosmineraalit. | Häivytetty vihreä perusmassa tai vihreät halot mafisten mineraalien ympärillä. | Usein heijastaa hydrotermistä muutosta tai matalan asteen metamorfoosia. |
| Harmaasta mustaan | Mafinen perusmassa, vulkaaninen lasi, pyroksiini, amfiboli tai hienojakoiset rautapitoiset mineraalit. | Korkea kontrasti vaaleiden kalimaasfenokristallien kanssa. | Yleinen andesiitti-, basaltti- tai dioriittiporfyyreissä. |
| Suolaa ja pippuria | Vaaleat kalimaas ja kvartsit tummempien mikojen tai mafisten mineraalien kanssa. | Kiteinen, laikukas, intrusiivikiven näköinen. | Voi siirtyä graniitti-, granodioriitti- tai dioriittiporfyyriksi. |
Rakenteet ja kenttäviitteet
Porfyyrin tunnistus alkaa rakenteesta. Keskeinen kysymys on, kasvoivatko näkyvät kiteet kiven sisällä vai ovatko ne myöhemmin lisättyjä kappaleita, kiviä tai fragmentteja.
Fenokristallit
Suuret kiteet istuvat hienommassa perusmassassa. Ne voivat olla euderaalisia, lohkaremaisia, liukenemisen pyöristämiä, rikkoutuneita, kaksinkertaisia, vyöhykkeisiä tai osittain muuttuneita.
Perusmassa
Matriksi voi olla afaaninen, mikrokiteinen, lasimainen, pilotaaksinen, trakiittinen, kidevälinen tai kidevälien täyttämä riippuen jäähtymisolosuhteista ja koostumuksesta.
Virtauksen suuntautuminen
Jotkut tulivuoren porfyyrityypit osoittavat järjestäytyneitä kalimaasäikeitä tai venynyttä perusmassaa, mikä viittaa viskoosin laavan liikkeeseen tai matalaan intrusiiviseen virtaukseen.
Vesikkelit ja amygdyyli
Tulivuoren porfyyrin kaasukuplat voivat olla tyhjiä tai myöhemmin täyttyä kvartsilla, kalkiitilla, zeoliiteilla, epidotilla tai kloriitilla.
Resorptio-uurteet
Kvartsifenokristallit felsisissä porfyreissä voivat näyttää osittain liuenneilta tai pyöristyneiltä, mikä viittaa magman olosuhteiden muutoksiin varhaisen kiteytymisen jälkeen.
Muutoshalot
Mafiset fenokristallit voivat muuttua kloriitiksi, epidotiksi, rautaoksideiksi tai saviksi, tuottaen vihertäviä, ruosteisia tai pehmeäreunaisia haloja.
Yleiset fenokristallit ja optiset vihjeet
Näkyvät kiteet antavat suorat vihjeet porfyyriin koostumuksesta. Käsilasi ja hyvä valo paljastavat usein, onko näyte felsinen, välivaiheen vai mafinen.
| Fenokristalli | Käsinäyte ulkonäkö | Optinen tai tekstuurivihje | Yleinen kiviyhdistelmä |
|---|---|---|---|
| Kvartsi SiO2 | Harmaat, lasimaiset, läpikuultavat, pyöristetyt tai uurteiset rakeet. | Ei lohkeavuutta; lasimainen kiilto; voi näyttää pieniltä savuisilta ikkunoilta. | Rioliitti-, graniitti-, granodioriittiporfyyri. |
| K-kalimaasälpä KAlSi3O8 | Vaaleanpunainen, kerma, valkoinen, lohkaremainen, joskus levyinen. | Hyvä lohkeavuus; helmiäishohtoiset välähdykset; voi näyttää yksinkertaisen kaksosrakenteen tai perthiiittisen rakenteen. | Graniitti-, rioliitti-, syeniittiporfyyri. |
| Plagioklaasi | Valkoiset tai harmaat levyt tai tabletit, usein suorakaiteen muotoisia. | Lohkeamispintojen uurteet voivat näkyä suurennuksella. | Andesiitti-, dioriitti-, basaltti-, granodioriittiporfyyri. |
| Amfiboli | Tummanvihreät tai mustat prismat tai neulat. | Pitkulainen muoto; kaksi lohkeavuutta noin 56° ja 124°. | Andesiitti-, dioriitti-, tonalittiporfyyri. |
| Pyroksiini | Tummanvihreät tai mustat lohkaremaiset kiteet. | Lyhyempi, tukeva muoto; lohkeavuudet lähellä 90°. | Basaltti-, gabbro-, andesiittiporfyyri. |
| Oliiviini | Oliivinvihreät rakeet, usein muuttuneita ruosteisiksi tai vihertäviksi tuotteiksi. | Lasimaiset rakeet ilman selvää lohkeavuutta; usein reunoiltaan muuttuneita. | Basaltti ja muut mafiset porfyytit. |
| Biotiitti | Musta tai ruskea kiiltävä hilse. | Täydellinen peruslohkeavuus; joustavilta näyttävät levyt tuoreina. | Graniitti-, rioliitti-, dioriitti- ja granodioriittiporfyyri. |
Tunnistussarja
Porfyyri tunnistetaan parhaiten järjestelmällisenä sarjana: ensin rakenne, sitten koostumus, lopuksi muutos ja käyttöhistoria.
Vahvista porfyyrinen rakenne
Etsi näkyviä kiteitä hienommassa magmakiviperusmassassa. Kiteiden tulisi näyttää kasvaneen kiven sisällä, eivät sementoituneilta kappaleilta.
Tunnista fenokristallit
Käytä käsilasia erottaaksesi kvartsin, kalimaasälvän, mikaan, amfibolin, pyroksiinin tai oliiviinin. Kide tyyppi on nopein tapa luokitella kivi.
Lue perusmassa
Päätä, onko perusmassa vulkaanista, lasimaista, afaanista, mikrokiteistä vai näkyvästi rakeista. Tämä auttaa erottamaan rioliitti- tai andesiittiporfyyrit graniitti- tai dioriittiporfyyreistä.
Tarkista kovuus ja happoreaktio
Kvartsia ja kalimaasälpää sisältävän porfyyriin tulisi kestää veistä eikä sen normaalisti pitäisi kuplia happotestissä. Paikallinen happokuplinta viittaa kalsiittisuoniin tai karbonaattimuutokseen, ei koko kiveen.
Tarkasta muutos
Huomioi rautatahrat, kloriitti, epidoti, savimuutokset, rapautunut kalimaasälpä, täytetyt kuplat tai myöhemmät suonet. Nämä piirteet voivat muuttaa väriä ja kestävyyttä.
Näköis- ja erotusmateriaalit
Porfyyrin voi sekoittaa jaspikseen, graniittiin, breksiaan, konglomeraattiin, tulivuorituffiin ja valmistettuun terrazzoon. Erotus perustuu siihen, ovatko näkyvät lisäaineet kiteitä, sirpaleita vai valmistettua kiviaineista.
| Materiaali | Miksi se voi muistuttaa porfyyriä | Miten erottaa se |
|---|---|---|
| Graniitti | Karkeat, lomittain kasvavat kvartsin ja kalimaasälvän kiteet voivat luoda pilkullisen pinnan. | Graniitti on yleensä tasakiteistä; porfyyrissä fenokristallien ja peruskiven välillä on selvä kokokontrasti. |
| Jaspis | Punainen, ruskea tai purppuranvärinen jaspis voi muistuttaa hienoa peruskiveä väriltään. | Jaspis on mikrokiteistä kvartsia eikä sisällä todellisia fenokristalleja, jotka ovat kasvaneet magmakivessä. |
| Breksia | Kulmikkaat sirpaleet matriisissa voivat ensi silmäyksellä näyttää suurilta kiteiltä. | Breksia sisältää rikkoutuneita kivenkappaleita sirpaleiden rajoineen; porfyyrissä on kiteitä, joilla on magmakiviin tyypilliset muodot ja kristallipinnat. |
| Konglomeraatti | Pyöristyneet sorakivet sedimenttimatriisissa voivat matkia pilkullista porfyyriä. | Sorakivet näyttävät erilaisia kivilajeja ja sedimenttikulumista; fenokristallit ovat mineraalikiteitä, jotka ovat kasvaneet kiven sisällä. |
| Tulivuorituffi | Kristallipitoiset tuffit voivat sisältää kalimaasälpää, kvartsia ja tulivuorikappaleita. | Tuffit ovat fragmentaalisia tulivuorikerrostumia; etsi tuhkan rakennetta, rikkoutuneita sirpaleita, kevyitä pumppukappaleita tai huonosti lajittunutta ainesta. |
| Terrazzo tai valmistettu kivi | Valmistettu kiviaine voi matkia pilkkuja tai kristallin sirpaleita. | Yhtenäinen sideaine, toistuvat kiviainekset, sahatut sirpaleet ja keinotekoinen kuviorytmi paljastavat ihmisen valmistuksen. |
Hoito, esillepano ja käsittely
Tiheä porfyyri on yleensä kestävää, mikä selittää sen arkkitehtonisen merkityksen. Valmiit kappaleet ansaitsevat silti huolellista hoitoa: vältä voimakkaita kemikaaleja, suojaa reunat ja kunnioita kiiltoa.
Puhdista hellävaraisesti
Käytä pehmeää liinaa, vettä ja mietoa pH-neutraalia saippuaa tarvittaessa. Huuhtele kevyesti ja kuivaa huolellisesti, erityisesti kiillotetuilla pinnoilla.
Vältä voimakkaita happoja
Etikka, happamat puhdistusaineet, hankaavat jauheet ja vahvat liuottimet voivat himmentää kiiltoa, syövyttää karbonaattisuonia tai vahingoittaa restaurointimateriaaleja.
Suojaa reunat
Porfyyri on vahvaa, mutta kulmat, ohuet inlayt, veistokset ja kiillotetut reunat voivat lohjeta iskusta. Tue raskaita kappaleita alapuolelta.
Kunnioita historiallisia pintoja
Antiikki- tai arkkitehtoninen porfyyri voi sisältää vanhoja täytteitä, vahoja, tiivisteitä tai restaurointeja. Merkittävien kappaleiden kohdalla on parasta kysyä konservointialan neuvoja.
Käytä tukevia esittelytukia
Raskaat laatat ja veistokset tarvitsevat pehmustetut, naarmuttamattomat tuet. Vältä metallireunojen painamista kiillotettuun kiveen.
Tallenna alkuperä
Arkkitehtonisesta, antiikkisesta tai paikalliseen porfyyrin tyypistä kannattaa pitää muistiinpanot lähteestä, tekijästä, restaurointihistoriasta ja mahdollisista aiemmista asennuksista.
Porfyyrin valokuvaus
Porfyyrivalokuvauksen tulisi paljastaa fenokristallien ja peruskiven mittasuhteet. Tavoitteena ei ole kimallus, vaan kuvio, syvyys, pinnan viimeistely ja mineraalikontrasti.
Käytä kulmavaloa
Laaja sivuvalo tuo esiin kiillotetun pinnan reliefin, kalimaasälvän halkeamien välähdykset ja hienovaraisen perusmassan rakenteen ilman häikäisyä.
Sisällytä makrotason yksityiskohta
Lähikuvat fenokrysteistä, liukenemiskärjistä, kalimaasälvän halkeamista tai muuntuneista mafisista rakeista auttavat lukijaa ymmärtämään kiven rakennetta.
Näytä sekä märät että kuivat sävyt huolellisesti
Vesi voi tilapäisesti syventää väriä ja vääristää mattapinnan ulkonäköä. Tarkkaa dokumentointia varten kuvaa kivi kuivana puhdistuksen jälkeen.
Käytä neutraaleja taustoja
Lämmin harmaa, hiilenmusta, kerma tai kivivalkoinen tausta tukee violetteja, punaisia ja vihreitä porfyyrilajeja vääristämättä värisävyjä.
Tallenna mittakaava
Viivoitin, käteen sopiva vertailukohde tai mittojen merkintä auttaa erottamaan pienet fenokrystit suurista arkkitehtonisista kuvioista.
Dokumentoi reunat ja taustat
Levyt, veistokset ja upotukset: dokumentoi paksuus, reunan kunto, sahamerkit, kiilto, täytteet ja mahdolliset entisöinnit.
UKK
Onko porfyyri mineraali?
Ei. Porfyyri on magmakiven rakenne. Se kuvaa suuria näkyviä kiteitä hienommassa perusmassassa. Kivessä esiintyvät mineraalit vaihtelevat kivityypin mukaan.
Mitä fenokrystit ovat?
Fenokrystit ovat suurempia kiteitä, jotka kasvoivat ennen hienojakoisen perusmassan jähmettymistä. Porfyyrissä ne ovat näkyviä kiteitä, jotka luovat pilkullisen tai tähtimäisen kuvion.
Miksi osa porfyyristä on violettia?
Violettiin tai punertavan violettiin porfyyriin väri johtuu yleensä rautapitoisista pigmentistä tai hienojakoisista rautaoksideista perusmassassa. Historiallinen keisarillinen violetti porfyyri on yksi tunnetuimmista tämän väriperheen ilmentymistä.
Voiko porfyyri sisältää kvartsia?
Kyllä. Vaaleat porfyyrikivet sisältävät usein kvartsifenokrystejä, joilla on usein lasimainen harmaa ulkonäkö. Mafiset ja välivaiheen porfyyrikivet voivat olla kvartsittomia ja sisältää sen sijaan kalimaasälpää, pyroksenia, amfibolia tai oliiviinia.
Miten porfyyri eroaa graniitista?
Graniitti on yleensä karkearakeista ja melko tasalaatuista. Graniittiporfyyri sisältää selvästi suurempia kiteitä hienommassa tai kontrastisessa perusmassassa, mikä osoittaa kahden vaiheen jäähtymisen.
Onko porfyyri kestävää?
Tiheä porfyyri on yleensä kestävää ja sitä on pitkään käytetty arkkitehtuurissa, veistoksissa, päällysteissä ja koristekivissä. Viimeistellyt reunat, upotukset ja kiillotetut pinnat tarvitsevat silti suojaa iskuilta ja voimakkailta puhdistusaineilta.
Mikä on paras tapa puhdistaa kiillotettua porfyyriä?
Käytä pehmeää liinaa, mietoa pH-neutraalia saippuaa ja vettä, ja kuivaa huolellisesti. Vältä happamia puhdistusaineita, hankaavia jauheita, höyryä ja voimakkaita kemiallisia käsittelyjä, erityisesti antiikki- tai entisöidyssä kivessä.
Porfyyrin olennaiset ominaisuudet
Porfyyri on näkyvän ajan kivi. Sen suuret kiteet tallentavat varhaisen, hitaamman jäähtymisvaiheen; hienojakoinen perusmassa tallentaa myöhemmän, nopeamman vaiheen. Käsinäytteessä, levynä tai arkkitehtuurissa sen kauneus piilee tässä kontrastissa: vaaleat kiteet tummemmassa kivessä, mineraalinen todistus kuin tähdistöjä jäähtyneessä magmakivitaivaassa.