סלע פלוטוני

סלע פלוטוני, קרוי גם "סלע תהום" ו"סלע אינטרוסיבי", הוא סלע יסוד שהתגבש ממאגמה מתחת לפני השטח של כדור הארץ בתהליך של התקררות איטית המאפשרת צמיחת גבישים גדולים.  גרניט הנוצר בדרך זו מהווה תשתית ליבשות בדמות מסיבים ושילדים. סלעים פלוטוניים מתגבשים במעטפת כדור הארץ וגם כמחדרים פלוטוניים בקרום דוגמת דייקים, סילים, בתוליתים ולקוליתים. דוגמאות לסלעים פלוטוניים: גרניט, גברו, דיוריט וסיאניט.

היווצרות

סלעים פלוטוניים נוצרים מהצטברות גבישי מינרלים שהתגבשו בהתקררות איטית של המאגמה במאגר כלשהו – תא מאגמה או סדק – במעטפת העליונה או בקרום. גבישים אלה נראים לעין וגודלם יותר מ-5 מ"מ, ובסלעים שהתגבשו קרוב יותר לפני השטח יהיו הגבישים קטנים יותר: בין 1–5 מ"מ. תהליך היווצרותם של הסלעים הפלוטוניים כולל היווצרות מאגמה, הובלתה והתגבשותה בחלקים שונים של הליתוספירה.

התכת סלעים

המאגמה היא נתך סלעים הנוצר מהתכה בעליית טמפרטורה, התכה של שחרור לחץ והתכת שטף. לאחר ההתכה נאגרת המאגמה בתאי מאגמה, שם היא עשויה להתקרר ולהתגבש. בעודה מותכת חודרת המאגמה לאזורי חולשה במסלע העוטף את המאגר, או שהיא מובלת באמצעות צינורות הזנה אל פני השטח – שם היא נפלטת כלבה מתוך הרי געש.

גיבוש מפריט

המאגמה האגורה בתא המאגמה מתקררת עם הזמן ומאבדת חום אל הסלעים המצויים מחוץ למאגר. התקררות זו מובילה לגיבוש מפריט – שורת תהליכים הדרגתיים של התבדלוּת והתגבשות מינרלים במאגמה, כאשר לכל מינרל נקודת התכה והתגבשות משלו. כל מינרל מתגבש כאשר הוא שואב את האטומים הנחוצים לו מתוך הנוזל המגמטי. לאחר התגבשותו ישתנה הרכב הנוזל ויכיל ריכוז נמוך יותר ויותר של האטומים ששימשו לבניית המינרל. באופן זה משתנה הרכבו המינרלוגי והכימי של הנתך וייווצרו ממנו סלעים בהרכבים שונים.

במהלך הגיבוש המפריט נוצרים גבישי מינרלים שצפיפותם שונה. גבישים בצפיפות נמוכה מזו של המאגמה צפים, ואילו גבישים שצפיפותם גבוהה שוקעים אל תחתית המאגר. גבישים נוספים צומחים ישירות על הדפנות המתקררות של תא המאגמה. הצטברות הגבישים בשולי המאגר יוצרת סלעי הצטברות.

התגבשות לסלעים
כאשר המאגמה נקרשת מתחת לפני השטח, היא יוצרת סלעים פלוטוניים במבנים שונים:
סלעים שכבתיים – סלעים הנוצרים כאשר המאגמה נדחקת לסדקים או מתגבשת על דפנות המאגר, ויוצרת שכבות מקבילות של יריעות קונצנטריות צמיגות וקרות הנמשכות מהדפנות פנימה. שכבות אלה מורכבות מפסי זרימה הנוצרים בהתגבשות חלקית במהלך הגיבוש המפריט של המאגמה, כאשר בשולי פסי הזרימה נלכדים גבישים הנפרדים מהנתך. שכבתיות זו מאפיינת בעיקר סלעי הצטברות.
סלעים מסיביים – גושי סלע אחידים בהרכבם שלא ניכר בהם מבנה שכבתי. סלעים אלה נוצרים מהתגבשות הנתך המגמטי בתוך תאי מאגמה גדולים.

מחדרים פלוטוניים

מחדרים פלוטוניים הם סלעים הנוצרים כאשר מאגמה חודרת אל תוך סדקים ומתגבשת בתוכם. חלוקה פנימית אחת של המחדרים מתייחסת לגודלם ולאופן התגבשותם. חלוקה פנימית אחרת מתייחסת לעומק התגבשותם, כאשר אלה המתגבשים עמוק מתחת לקרום נקראים "גופי חדירה עמוקים" – דוגמת בתולית, ואילו גופי חדירה רדודים יותר המתגבשים קרוב לפני השטח נקראים "סלעי ביניים" או סלעים תת-געשיים – דוגמת דייק.

אזורי היווצרות

מרבית הסלעים הפלוטוניים בכדור הארץ מצויים במעטפת, והרכבם אולטרה-מאפי – דלים בסיליקה ועתירי ברזל ותחמוצות מגנזיום. סלעים אלה הם פרידוטיט – המורכב מאוליבין ומפירוקסן, ודוניט – המורכב בעיקר מאוליבין. סלע מעטפת נוסף הוא קימברליט נושא יהלומים.

סלעים פלוטוניים נוספים נוצרים במיקומים טקטוניים שונים:

גבולות פתיחה

בגבולות פתיחה מתרחשת התכה של סלע פרידוטיטי מהמעטפת הליתוספירית בעומק רב ובטמפרטורה גבוהה. הנוזל המגמטי נאגר בתאי מאגמה בבסיסם של רכסים מרכז-אוקייניים, משם חודרת המאגמה לרווח הנוצר בין שני הלוחות המתרחקים זה מזה, ויוצרת דייקים המתקררים באיטיות יחסית. באזורים אלה נוצרים בעיקר סלעי גברו בעלי גבישים גסים, דיאבז – הדומה לגברו בהרכבו הכימי אך גבישיו בינוניים, וסלעי הצטברות פרידוטיטיים משוכבים.

גבולות סגירה
בגבולות סגירה נוצרת מאגמה בהתכת שטף של סלעי בזלת מקרום אוקייני החודר אל המעטפת מתחת לקרום אחר – אוקייני או יבשתי. המאגמה נאגרת בתאי מאגמה, משם היא חודרת לסלעי הסביבה. בהיקפים קטנים נוצרים מחדרים גרניטיים ובהיקפים גדולים נוצר קרום יבשתי גרניטי. התמצקות של תאי המאגמה יוצרת בתוליתים גרניטיים.

הרכב
הרכבם הכימי והמינרלוגי של הסלעים הפלוטוניים נובע מתהליכים המתחילים בהתכה של סלעים והיווצרות המאגמה, בגיבוש המפריט המתרחש בה ובהובלתה.

הרכב מינרלוגי

דיאגרמת QAPF היא תרשים המשמש לסיווג סלעי יסוד על-פי המינרלים היוצרים אותם. האותיות Q, A, P ו-F מייצגות את המינרלים קוורץ, פצלת שדה אלקלית, פלגיוקלז ופלדשפטואידים בהתאמה. התרשים בנוי באופן המייצג את האחוז היחסי של המינרל בסלע. באמצעות תרשים זה ניתן לתת שם מקובל לסלעים בעלי הרכב מינרלוגי ידוע.

מיון על-פי הרכב כימי
הרכבם הכימי של סלעים פלוטוניים הוא המאפיין העיקרי שלהם, והוא משקף את הרכב המאגמה ממנה נוצרו. מיון כימי פשוט מחלק את הסלעים לפי סוג פצלת השדה ונוכחות או היעדר קוורץ ופלדשפטואידים, ובסלעים נעדרי מינרלים אלה – לפי סוג מינרלי הברזל או המגנזיום. מאחר שנוכחות קוורץ ופלדשפטואידים בסלע אחד אינה יוצרת קשרים יציבים, סלעים ממוינים לסלעים פלסיים מכילי-קוורץ עתירי-סיליקה ולסלעים מאפיים מכילי-פלדשפטואידים ודלי-סיליקה.

מרקם

מרקם של סלעים פלוטוניים נקבע על-פי גודל הגרגרים – גבישי המינרלים היוצרים את הסלע. מרקמם של הסלעים הפלוטוניים מורכב מגבישים נראים לעין שגודלם יותר מ-5 מ"מ בסלעים שהתגבשו בעומק רב ו-1–5 מ"מ בסלעים שהתגבשו קרוב יותר לפני השטח. גודל הגבישים נובע בעיקר מהתקררות איטית של המאגמה, המאפשרת את צמיחתם של גבישים גדולים לאורך זמן רב.

לסלעים פלוטוניים שני סוגי מרקם עיקריים:
מרקם גס-גביש – סלעים הבנויים מגבישים שגודלם עולה על 5 מ"מ, אופייני להתקררות איטית מאוד בגופים מגמטיים גדולים
מרקם בינוני-גביש – סלעים הבנויים מגבישים שגודלם 1–5 מ"מ, אופייני להתקררות מהירה יחסית בגופים מגמטיים קטנים

לסלעים פלוטוניים שני סוגי מרקם נוספים:
מרקם פגמטיטי – גבישים גדולים במיוחד – מ-20 מילימטר ומעלה. סלעים מסוג זה מכונים "סלעים פגמטיטיים". פגמטיטים נוצרים בהתקררות של מהירה יחסית של מאגמה. תהליך יצירת הפגמטיט מתחיל לרוב כשמחדר כדייק או סיל חודרים לתוך סלע קר, ללא חשיפה בפני השטח. סלעים אלה מאפשרים גידול מואץ של גבישים על אף התקררות מהירה יחסית. לעיתים נוצרים בסוף תהליך הגיבוש עורקי קוורץ המורכבים מגבישים גדולים.
מרקם פורפירי – מרקם המתאפיין בגבישים גדולים הנראים בבירור רב והקרויים לכן פֶנוקריסטים (מיוונית – "גבישים נראים") הנתונים בתוך מסת אם של גבישים קטנים יותר, שבדרך כלל אינם נראים לעין. מוצאם של הפנוקריסטים בהתגבשות איטית מאוד הנסחפים עם המאגמה המותכת, ובעת התקררות מהירה של המאגמה נוצרים סביבם גבישים קטנים.

סלעים פלוטוניים
הסלעים הפלוטוניים העיקריים הם: אנורתוזיט, גברו, גרניט, דוניט, דיוריט, טונליט, מונזוניט, סיאניט, פרידוטיט וקימברליט.

בין סלעים אלה קיימים גם הרכבי ביניים:
קוורץ דיוריט – דיוריט בעל תכולה גבוהה של קוורץ
גרנודיוריט – הרכב ביניים של גרניט ודיוריט
מונזודיוריט – הרכב ביניים של מונזוניט ודיוריט
מונזוגברו – הרכב ביניים של מונזוניט וגברו
מונזוניט – הרכב ביניים של מונזוניט וסיאניט בעל תכולת קוורץ נמוכה מאוד או חסרה
מונזוסיאניט – הרכב ביניים של מונזוניט וסיאניט
מונזוגרניט – הרכב ביניים של מונזוניט וגרניט

סלעים תת-געשיים
סלעים תת-געשיים הם קבוצת ביניים של סלעי יסוד הנוצרים בעומק רדוד בקרום – בין סלעים פלוטוניים לסלעים געשיים. דוגמאות לסלעים תת-געשיים:
דיאבז – סלע תת-געשי המקביל לבזלת ולגברו
פורפיר – סלעי יסוד המכילים פנוקריסטים במסת אם זעירת-גביש
למפרואיט – הנחשב גם לסלע געשי וגם לסלע תת-געשי

דוגמאות לסלעים פלוטוניים

ראו גם
גאולוגיה - מונחים
פטרולוגיה
וולקנולוגיה
סלע יסוד
מאגמה
סביבת היווצרות

לקריאה נוספת

קישורים חיצוניים

 שלמה שובאל, צפונות כדור הארץ, האוניברסיטה הפתוחה (דורש הרשמה לאתר) ובגוגל ספרים

הערות שוליים

פטרולוגיה
וולקנולוגיה

sv:Bergart#Djupbergarter