1ste IP College 2024 PDF

INLEIDING PETROLOGIE Dr. D.MONSELS  REGELS We beginnen altijd op het vooraf afgesproken tijdstip. Aanmelden bij colleges +practica= 5 minuten voor de tijd. Aanwezigheid is bij hoorcollegs en practica ALTIJD verplicht. Netjes afmelden indien je niet bij...

INLEIDING PETROLOGIE Dr. D.MONSELS  REGELS We beginnen altijd op het vooraf afgesproken tijdstip. Aanmelden bij colleges +practica= 5 minuten voor de tijd. Aanwezigheid is bij hoorcollegs en practica ALTIJD verplicht. Netjes afmelden indien je niet bij een practicum kan zijn. Kom zelf met een voorstel om het practicum in te halen. (volgende dag of week). Goed voorbereiden voor het practicum met de “ practicum voorbereidingsslides”+ altijd practicum handleiding bij je hebben. Liefs tabellen van te voren uitprinten of tekenen (voordat je in het mineralogie lab komt) Houden jullie je aub aan de afgesproken deadlines. Ik zal de verslagen die laat ingeleverd zijn NIET corrigeren.  PLANNING Evaluatievorm Theorie: Tentamen aan het eind van het semester (70% eindcijfer ≥5.5). Praktijk: Verslag (= gemiddelde van alle opdracht+verslagcijfers en dat vormt dan 5% van jouw eindcijfer)  Praktijk-/PracticumToets na afronding van alle practica (25% eindcijfer ≥5.5). Verslagen (groepen) + Toets (individueel)  PLANNING COLLEGE Dictaat: “ Inleiding Petrologie” Powerpoint van hoorcollege op MS Teams. PRACTICUM Handleiding + college slides van Practicum voorbereiding Standaard planning Alle groepen: Dinsdag= 11.00-12.30u = hoorcollege Groep 1: Woensdag 10.00-11.00 u Groep 2: Woensdag 11.00-12.00u Groep 3: Donderdag 9.00-10.00 u Groep 4: Donderdag 10.00-11.00u Vrijdag: Afronden alle groepen = 7.45-9.00u Corrigeren van de gesteenten= volgende hoorcollege (dinsdag) na desbetreffende practicum 2-10mei 15-17 mei 22-24 mei VERSLAG Groepjes van 8-10 personen (Magm., Metam., Sedimentair)  Planning toets en tentamen OEFENEN VOOR TOETS: 29-31 Mei 2024 DEADLINE INLEVEREN GROEPSVERSLAG = 3 juni 2024 TOETS = 4-7 Juni 2024 (online/fysiek) HERKANSING TOETS = 11 Juni 2024 TENTAMEN= Augustus 2024  LEERDOELEN VAN DIT VAK De student een grondig inzicht geven in : 1. de oorsprong en ontstaanswijze van de magmatische, sedimentaire en metamorfe gesteenten 2. de wijze waarop de genetische processen vastgelegd zijn in hun chemische, mineralogische en texturele kenmerken.  LESDOELEN 1STE COLLEGE Algemene introductie in de petrologie Kennismaking met de drie hoofdtypen gesteenten. Classificatie van de Magmatische gesteenten. Voorbereiding Practicum Magmatische gesteenten 2 opties: 1. Na 45 minuten-> pauze van 10 minuten en aub optijd terug op uw plek. 2. Gewoon doortrekken-> direct klaar met het college  ALGEMENE INLEIDING DEFINITIES Petrologie: De wetenschap die zich bezighoudt met de studie van de gesteenten, hun voorkomen, mineralogie, oorsprong en evolutie; alsook hun fysisch voorkomen op handstuk en onder de microscoop. Onderverdeling Petrologie 1. Petrografie: Beschrijving en classificatie van gesteenten 2. Petrogenese: Oorsprong en evolutie van gesteenten  VRAAG Wat is het verschil tussen een MINERAAL en GESTEENTE?  DEFINITIES Mineraal: 1. Is een vast lichaam, gevormd door natuurlijke processen, met een regelmatige rangschikking van atomen, gelimiteerde variatie van de chemische samenstelling en een karakteristieke vorm. 2. Is een homogeen natuurlijk anorganisch vast lichaam met een karakteristieke kristalstructuur, chemische samenstelling en fysieke eigenschappen. Gesteente: is een vast materiaal bestaande uit èèn (1) of meerdere mineralen en/of glas en is dus heterogeen.  Gemstones (edelstenen) zijn over het algemeen (90%) geen stenen maar mineralen. Gesteenten Kwarts varieteiten?  Mineraal= Surinamiet (Mg,Fe)3Al4BeSi3O16 Komt voor in Suriname, Antartica, Zambia, MINERALEN Schotland 4500 mineralen Belangrijke gesteentevormende mineralen ≈36 (< 1%). Op basis van percentages : Hoofdbestanddelen: mineralen die in grote hoeveelheden van het gesteente voorkomen (>10%). Nevenbestanddelen: zijn accessorische mineralen die in mindere mate voorkomen in het gesteente (10%-5%). Restbestanddelen: mineralen die in geringe mate (3gr/cm3),donkerkleurig (bevatten bv veel magnesium (Mg)+Ijzer (Fe) ) vb pyroxeen en amfibool. - Felsische mineralen; licht (Dichtheid < 3gr/cm3 ), lichtkleurig (bevatten bv veel Silica (Si)+ Aluminium (Al) of Ca v.b kwarts en veldspaat, calciet 2. Vormingsproces Magmatische mineralen: vorming tijdens afkoeling magma bv. kwarts, veldspaat, amfibool, pyroxeen Metamorfe mineralen: vorming tijdens metamorfose bv. andalusiet, sillimaniet, kyaniet (Al2SiO5), granaat. Sedimentaire mineralen: vorming tijdens sedimentaire processen bv. zoutmineralen, carbonaten, kleimineralen, gips.  GESTEENTEN 1. Monomineraal gesteenten - Bestaat uit èèn mineraal v.b gesteente witte marmer bestaat alleen uit het mineraal calciet Marmer Calciet 2. Polymineraal gesteenten - Bestaat uit meerdere mineralen v.b gesteente graniet bestaat uit onderstaande mineralen Kwarts Veldspaat Pyroxeen Mica (Biotiet/muscoviet) Graniet  Opbouw Aardkorst HOOFDINDELING GESTEENTEN 27% 8% 1. Magmatische, endogene of stollingsgesteenten 65% 2. Metamorfe gesteenten 3. Sedimentaire of exogene gesteenten Met 4e subgroep Transitionele gesteenten v.b pyroklastica die zowel magmatische als sedimentaire karakteristieken hebben.  ALGEMENE CLASSFICATIE VAN GESTEENTEN Metamorf Sedimentair Magmatisch GESTEENTECYCLUS 1. Is een schematische weergave van interne en externe processen (respectievelijk in/op de aardkorst), die de evolutie van gesteenten op Aarde beïnvloeden. 2. Deze cyclus beschrijft de processen die plaatsvinden tussen de drie hoofdtypen van gesteenten namelijk magmatische, metamorfe en sedimentaire gesteenten.  Fig.1 GESTEENTECYCLUS De verschillende stappen van de gesteente cyclus 1 = Magma / lava (vloeibaar gesteente) 2 = Stolling en kristallisatie (in/op aardkorst) 3 = Stollings-/Magmatisch gesteente (plutonisch/vulkanisch) 4 = Verwering + erosie +transport Fig.2 5 = Sedimentatie +Diagenese 6 = Sedimentair gesteente Magmatisch 7 = door verandering P+T (vulkanisch) Metamorfose + rekristallisatie 8 = Metamorf gesteente 9 = (partieel) Smelten Weer bij stap1= magmatisch gesteente Magma- kamer Let ook op de “shortcuts”! (fig 1.)  Magmatische gesteenten We zullen vanaf deze slide de Magmatische gesteenten en alles wat met hun ontstaanswijze, uiterlijk, chemische en mineralogische samenstelling te maken heeft, nader bekijken.  CLASSIFICATIE: MAGMATISCHE GESTEENTEN = Zijn ontstaan door stolling van Magma/Lava in de aardkorst of op het aardoppervlak. Worden op basis van ontstaanswijze onderverdeeld in: 1. Plutonische- of Dieptegesteenten (intrusief): magma stolt op grote diepte in de aardekorst b.v graniet 2. Vulkanische- of Uitvloeiingsgesteenten (extrusief): lava stolt aan het aardoppervlak b.v rhyoliet 3. Hypabyssale- of ganggesteenten: magma stolt in spleten of barsten in de aardkorst b.v apliet Vulkanisch + pyroklastisch Aardoppervlak Aardkorst Plutonisch + Ganggesteenten PLUTONISCHE GESTEENTEN Ontstaanswijze Magma stijgt omdat het “vloeibaar” gesteente een kleinere dichtheid heeft (lichter is) dan het omringend vast gesteente en door drukverschillen. Plutonen Vaak genoeg kan het magma het aardoppervlak niet bereiken en koelt het dus heel langzaam diep in de aardkorst af. Kenmerken Deze gesteenten zijn grofkorrelig (kristallen zichtbaar met het blote oog) = Gevolg van langzame afkoeling Meestal geen bepaalde voorkeursrichting van de mineralen / kristallen te herkennen. (uitzondering bij stolling in de magmakamer)  Vulkanische gesteenten Ontstaanswijze Bij vulkanische uitbarstingen is het magma aan het aardoppervlak gekomen (in de vorm van lava) waar het als vulkanisch gesteente uitvloeit en heel snel afkoelt. Kenmerk Door snelle afkoeling van lava zijn kristallen van deze gesteenten macroscopisch en/of microscopisch klein. Soms aanwezigheid van vulkanisch glas Soms grote kristallen (fenokristen) die reeds in de aardkorst gevormd waren.  HYPABYSSALE – OF GANGGESTEENTEN Ontstaanswijze Niet al het opstijgend magma bereikt het aardoppervlak, een deel accumuleert in spleten en barsten in de korst. Kenmerk Hypabyssale intrusies hebben altijd scherpe, duidelijke contactrelaties met de gesteenten die ze indringen (nevengesteente of country rock). Voorkomen Dikes, sills (dolerieten). Ganggesteente  PYROKLASTICA (VULKANISCHE GEST. MET KENMERKEN SEDIMENTAIRE GESTEENTEN) Pyroklastica en Tuf (‘Tephra’) behoren tot transitionele vulkanische gesteenten en zijn ontstaan uit gefragmenteerde lava van verschillende grootte die uitgeworpen worden bij een explosieve vulkaanuitbarsting. Agglomerate Lapilli Ash= as * Bombs waren nog plastisch toen ze uit de vulkaan kwamen * Blocks = vast  VOORBEREIDING PRACTICUM MAGMATISCHE GESTEENTEN  TIJDENS DIT PRACTICUM ZULLEN WE DE GESTEENTEN MACROSCOPISCH BESCHRIJVEN; Tijdens het practicum zullen jullie deze 9 punten moeten invullen:  Sample nr 1) Naam Nr+ naam #2. Pumice 2) Mineralogie Bv. #1. Graniet 3) Korrelgrootte *Mineralogie Korrelgrootte 4) Kleurindex Kleurindex 5) Kristalliniteit Etc. 6) Textuur Etc. 7) Classificatie Etc. Maken jullie alvast zo een grafiek in jouw schrift zodat je geen tijd 8) SiO2-gehalte verliest in het petro lab, want jullie hebben maar 1uur om max.16 9) SiO2- verzadiging stenen te beschrijven. Nadat je alles hebt ingevuld zal ik de ingevulde antwoorden direct corrigeren in jouw schrift. Je mag het lokaal dus pas verlaten nadat ik alles gecorrigeerd heb. Screenshot van de practicumhandleiding waarbij de verschillende punten uitgebreid wordt beschreven.  1. MINERALOGIE Gesteente bestaat uit mineralen. Meest voorkomende mineralen in Gesteente= GRANIET lichtkleurige magmatische gesteenten: - Kwarts - Veldspaat (wit, kan ook grijs, roze) - Mafische mineralen (pyroxeen, hoornblende) - Mica * biotiet (Mg/Fe)= zwart * muscoviet (K,Al)= wit  Bij Afanitische (=microscopisch kleine korrels)/fijnkorrelig gest.: schrijf je dan : Niet te bepalen  Bij onbekend mineraal: mineraal beschrijven v.b blauw mineraal. Naam blauw mineraal? sodaliet, azuriet VOORBEELD GESTEENTE MINERALOGIE Naam? Roze mineraal = Roze veldspaat = Microcline Zwart mineraal/Mafisch mineraal= Pyroxeen/amfibool +mica Transparent/wit mineraal = Kwarts Naam van het gesteente? Roze graniet! 2. KORRELGROOTTE  Equigranulair KORRELGROOTTE Inequigranulair 1. Equigranulair: 2. Inequigranulair: Kristallen hebben ongeveer Kristallen hebben NIET dezelfde dezelfde grootte. grootte. (verschil 1:10) Grote kristallen (fenokristen) in Fijn-, middel-,grof-, zeer afanitisch-fijnkorrelige matrix. grofkorrelig, pegmatisch. (textuur=porfierisch) Indeling Equigranulaire gesteenten: KORRELGROOTTE Afmeting kristallen Textuur Geen kristallen Glas Microscopisch klein Afanitisch 0.05-1 mm Fijnkorrelig Glas (geen korrels) Middelkorrelig 1 - 5 mm (blote oog) 5 mm – 1 cm Grofkorrelig Zeer 1 cm-3cm grofkorrelig Fijnkorrelig (0.05-1 mm) Middel- tot grofkorrelig...... (1-5mm) (5mm-1cm) > 3 cm Pegmatisch Zeer grofkorrelig (1cm-3cm) Pegmatisch (> 3 cm) Pyriet kristal  KORRELGROOTTE Welke korrelgroottes zie jij? Indeling Equigranulaire gesteenten: Grofkorrelig (Duniet (>90%olivijn) Diameter kristallen Textuur Microscopisch klein Afanitisch 0.05-1 mm Fijnkorrelig Middelkorrelig 1 - 5 mm (blote oog) Afanitisch (Peridotiet=pyroxeen+olivijn) 5 mm – 1 cm Grofkorrelig Zeer 1 cm-3cm grofkorrelig > 3 cm Pegmatisch  KORRELGROOTTE Equigranulair/Inequigranulair? Glas? Afanitisch? Fijn, middel-grofkorrelig? Hoe heten de grote kristallen? Fenokristen  KLEURINDEX De kleurindex geeft het percentage aan mafische= donkere (zwarte) mineralen (b.v pyroxeen, amfibool) in het gesteente weer: ► Hololeukokraat : 0 tot 10 % mafische mineralen ► Leukokraat : 10 tot 30 % mafische mineralen ► Mesokraat : 30 tot 60 % mafische mineralen ► Melanokraat : 60 tot 90 % mafische mineralen ► Holomelanokraat : 90 tot 100 % mafische mineralen Let op! % Mafische mineralen (Obsidiaan is uitzondering!)  KLEURINDEX Hoeveel % mafische mineralen? 35-40% En tijdens practicum schrijf je mesokraat of leukokraat.  KRISTALLINITEIT De magmatische gesteenten, in het bijzonder de vulkanische, kunnen opgebouwd zijn uit kristallen en glas. Om de graad van kristalliniteit te beschrijven, maakt men gebruik van de volgende termen: Holokristallijn: het gesteente bestaat volledig uit kristallen (Let op Kwarts kristal heeft een kristalstructuur en is dus geen glas!) Hypokristallijn of hypohyalien: het gesteente bestaat uit kristallen èn glas. Holohyalien: het gesteente bestaat volledig uit glas. Zelfde steen (snowflake obsidian) onder microscoop met sferulieten. holohyalien holokristallijn hypokristallijn KRISTALLINITEIT  Holokristallijn  Hypokristallijn  Holohyalien  TEXTUUR FACTOREN DIE DE TEXTUUR VAN MAGMATISCHE GESTEENTEN BEÏNVLOEDEN ZIJN: De snelheid van afkoeling (cooling rate): snelle afkoeling= fijnkorrelig of glas langzame afkoeling = grofkorrelig. De diffussie-snelheid (diffusion rate ) van atomen en moleculen: snelheid van atomen en moleculen die bewegen door de vloeistof (magma/lava). De nucleatie-snelheid (nucleation rate) van kernen: is de snelheid waarmee er kernen van nieuwe kristallen gevormd worden De groeisnelheid van kristallen (growth rate) : is de mate waarin nieuwe moleculen bij het oppervlak van het groeiend kristal/kern arriveren. Dit is grotendeels afhankelijk van de diffusie-snelheid Kernen Kristallen (kernen + moleculen) van de desbetreffende moleculen. Deze factoren zijn temperatuurafhankelijk. * VEEL KERNEN, HOGE GROEISNELHEID FIJNKORRELIG * WEINING KERNEN, MIDDELMATIGE GROEISNELHEID GROFKORRELIG  Texturen in Equigranulaire gesteenten die gebaseerd zijn op de vorm van de mineralen Euhedrisch granulair: Toermalijn+amazonite Merendeel der samenstellende kristallen is euhedrisch (goedgevormde kristalvlakken). Zeldzame textuur, vaak bij ganggesteenten of pegmatiet. Pyrite Subhedrisch granulair of granitisch: Sommige kristalen zijn euhedrisch, terwijl overgrootste deel sub- of anhedrisch zijn. Kenmerkend voor plutonische gesteenten, in het bijzonder granieten. Muscoviet Anhedrisch granulair of aplitisch: De kristallen in dit gesteente zijn over het algemeen xenomorf (geen eu- of (sub)hedrische kristalvorm) en fijnkorrelig. V.b aplitische gangen.(gesteente Apliet) TEXTUUR Euhedrisch granulair: Merendeel der samenstellende kristallen is euhedrisch (goedgevormde kristalvlakken). Zeldzame textuur, vaak bij ganggesteenten of pegmatiet. Subhedrisch granulair of granitisch: Sommige kristalen zijn euhedrisch, terwijl andere sub- of anhedrisch zijn. Kenmerkend voor plutonische gesteenten, in het bijzonder granieten. Anhedrisch granulair of aplitisch: De mineralen zijn over het algemeen xenomorf (geen eu- of (sub)hedrische kristalvorm). V.b aplitische gangen.(gesteente Apliet) Roze Graniet !  TEXTUREN VAN INEQUIGRANULAIRE GESTEENTEN (1) PORFIERISCH OF PORFIRISCH Hoe is deze textuur ontstaan? Plutonisch magmakamer gest. Hoe heten de witte kristallen? Deze textuur ontstaat wanneer er twee fasen van afkoeling hebben plaatsgevonden: 1. een langzame afkoeling die plaatsvindt in de diepte en resulteert in de groei van enkele grote euhedrische kristallen (fenokristen). 2. gevolgd door een snelle afkoeling aan het aardoppervlak waarbij de fijnkorrelige of afanitische grondmassa uitkristalliseert. 1. Magmakamer 2. Aardoppervlak Fenokristen Plagioklaas fenokristen (wit) Matrix (donkergrijs/zwart)  TEXTUREN VAN INEQUIGRANULAIRE GESTEENTEN (2) TRACHITISCH (FLUIDAAL, VLOEI-TEXTUUR) De sub-parallelle (bijna evenwijdig) oriëntatie van de latvormige en prismatische mineralen. De platte plagioklaas kristallen (fenokristen) in de grondmassa vertonen duidelijk vloeistructuren. Typisch voor vulkanische gesteenten. Fenokrist GEEN voorkeursrichting Plagioklaas fenokristen MET Microlieten voorkeursrichting in vulkanisch gesteente. Stroomrichting lava?  TEXTUREN VAN INEQUIGRANULAIRE GESTEENTEN (3) ORBICULAIR In de structuur zijn kogelvormen te onderscheiden, waarbij de ‘kogels’ bestaan uit concentrische lagen rondom een kern (inclusion). Komt voornamelijk voor bij de plutonische- of ganggesteenten. Orbicular granite formed by coronas of reaction rims of oriented hornblende formed around xenolithic inclusions.(Zuid-Afrika, Finland, Chile)  TEXTUREN GEKENMERKT DOOR NIET OPGEVULDE HOLTEN.  Typisch bij Vulkanische gesteenten  Vesiculair: bevat ronde of elliptische holten (‘vesicles’), die oorspronkelijk bellen van ontwijkend gas bevatten. Vesicular basalt Kleine hoeveelheden gas in lava  Schuimige/cellige textuur: veel holten (>50%) met dunne wanden. Karakteristiek voor Pyroklastica. Ontstaat bij explosieve uitbarsting. Heel licht/ niet zwaar Puimsteen (Pumice) (pedicure) Grote hoeveelheden gas in lava Kleine dichtheid (drijft op water) Dus?  TEXTUREN WAARBIJ GLAS EEN ROL SPEELT  Glazige textuur (glassy texture): - Bij Holohyaliene gesteenten. - Ontstaat door de snelle afkoeling van lava. v.b Obsidiaan.  Sferulitisch - De grondmassa bestaat uit glas, waarin ronde ‘kogels’ met radiaire vezels (sferulieten) voorkomen. V.b Cristobaliet- kristallen in Snowflake obsidian. Sferulieten Snowflake obsidian Onder microscoop  MOGELIJKE TEXTUREN MASSIEVE MAGMATISCHE GESTEENTEN Equigranulaire gest. Inequigranulaire gest. Euhedrisch granulair (zeer grofkorrelig) Porfierisch Subhedrisch granulair (middelkorrelig) Trachitisch of vloeitextuur Anhedrisch granulair (fijnkorrelig) Orbiculair Mineralen in het gesteente hebben geen euhedrische/ “mooie rechte’ kristalvlakken 7. CLASSIFICATIE MAGMATISCHE GEST. 1. PLUTONISCH (GROFKORRELIG, KRISTALLEN ZIJN WEL ZICHTBAAR MET HET BLOTE OOG) 2. VULKANISCH (AFANITISCH, GLAS OF PORFIERISCH 3. GANGGESTEENTEN (FIJNKORRELIG) 4. TRANSITIONEEL (KENMERKEN MAGM+SED.GESTEENTE)  SILICA (SIO2)-GEHALTE We kunnen op basis van de kleur meestal ook schatten wat het silicagehalte van een gesteente is. Let op er zijn altijd uitzonderingen op de regel! De schema’s op de laatste slides geven een duidelijk overzicht welke gesteenten bij elkaar horen en hun SiO2 gehalte. (Dit schema moet je goed onthouden) 1. Zure gesteenten: >66% SiO2 (Veel kwarts + veldspaat) 2. Intermediaire gesteenten: 52-66% SiO2 (veel veldspaat) 3. Basische gesteenten: 45-52 SiO2 (veel mafische mineralen, geen kwarts,wel veldspaat) 4. Ultrabasische gesteenten: 66% SiO2 2. Intermediaire gesteenten: 52-66% SiO2 3. Basische gesteenten: 45-52% SiO2 4. Ultrabasische gesteenten: 66% SiO2  Intermediair: 52-66% SiO2  Basisch: 45-52 SiO2  Ultrabasisch : 66%), intermediair, basisch, ultrabasisch (