Đá magma
Phân loại > Phân loại hóa học và địa dư

Khi việc phân loại một loại đá núi lửa dựa trên khoáng vật trở nên không thực tế, đá phải được phân loại theo phương pháp hóa học.
Có rất ít khoáng vật quan trọng trong quá trình hình thành của các loại đá nham thạch thông thường, bởi vì magma từ đó các khoáng vật kết tinh là giàu các nguyên tố nhất định: silic, oxi, nhôm, natri, kali, calci, sắt và magiê. Đây là những nguyên tố kết hợp để tạo thành các khoáng chất silicat, chiếm hơn chín mươi phần trăm tổng số các loại đá nham thạch. Hóa học của các loại đá nham thạch được biểu hiện khác nhau cho các nguyên tố chính và phụ, cũng như cho các nguyên tố vi phân. Nồng độ các nguyên tố chính và phụ thường được biểu thị theo phần trăm trọng lượng ôxi (ví dụ: 51% SiO2 và 1,50% TiO2). Sự hiện diện của các nguyên tố vi phân thường được biểu thị theo phần triệu theo trọng lượng (ví dụ: 420 ppm Ni và 5,1 ppm Sm). Thuật ngữ "nguyên tố vi phân" thường được sử dụng cho các nguyên tố hiện diện trong hầu hết các loại đá ở nồng độ ít hơn khoảng 100 ppm, nhưng một số nguyên tố vi phân có thể hiện diện trong một số loại đá ở nồng độ vượt quá 1.000 ppm. Sự đa dạng về thành phần của đá đã được xác định bằng một lượng dữ liệu phân tích lớn - hơn 230.000 phân tích đá có thể được truy cập trên web thông qua một trang web do Cơ quan Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ tài trợ (xem liên kết ngoài đến EarthChem).[cần dẫn nguồn]
Thành phần quan trọng nhất đó là silica, SiO2, dù xuất hiện dưới dạng quartz hoặc kết hợp với các oxit khác như feldspar hoặc các khoáng vật khác. Cả đá nham thạch xâm nhập và đá nham thạch núi lửa được nhóm lại theo thành phần silica tổng hợp thành các danh mục rộng.
Đá Felsic có nồng độ silica cao nhất và chủ yếu bao gồm các khoáng chất felsic quartz và feldspar. Những loại đá này (granit, rhyolite) thường có màu sáng và mật độ tương đối thấp.
Đá Intermediate có nồng độ silica vừa phải và chủ yếu bao gồm feldspar. Những loại đá này (diorite, andesite) thường có màu sẫm hơn so với đá felsic và mật độ hơi cao hơn.
Đá Mafic có nồng độ silica tương đối thấp và chủ yếu bao gồm các khoáng chất pyroxene, olivine và plagioclase calci. Những loại đá này (basalt, gabbro) thường có màu đen và mật độ cao hơn so với đá felsic.
Đá Ultramafic có nồng độ silica rất thấp, với hơn 90% khoáng chất mafic (komatiite, dunite).
Bảng phân loại này được tóm tắt trong bảng sau:
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |
| --- | --- | --- | --- | --- |
: Thành phần
| Cách xuất hiện | Felsic (>63% SiO2) | Intermediate (52% đến 63% SiO2) | Mafic (45% đến 52% SiO2) | Ultramafic (<45% SiO2) |
| Xâm nhập | Granite | Diorite | Gabbro | Peridotite |
| Núi lửa | Rhyolite | Andesite | Basalt | Komatiite |
Tỷ lệ oxit kim loại kiềm (Na2O cộng K2O) chiếm vị trí quan trọng thứ hai sau silica đối với việc phân loại hóa học đá núi lửa. Tỷ lệ silica và oxit kim loại kiềm được sử dụng để đặt đá núi lửa trên biểu đồ TAS diagram, đủ để phân loại ngay lập tức hầu hết các loại đá núi lửa. Các loại đá trong một số lĩnh vực, như lĩnh vực trachyandesite, được phân loại tiếp theo tỷ lệ của kali và natri (vì vậy trachyandesites chứa kali là latites và trachyandesites chứa natri là benmoreites). Một số lĩnh vực mafic hơn được chia thành các phân vùng hoặc xác định bằng normative mineralogy, trong đó thành phần khoáng chất ảo tưởng được tính toán dựa trên thành phần hóa học của đá. Ví dụ, basanite được phân biệt với tephrite bằng việc có nồng độ olivine ảo tưởng cao.
Các điều chỉnh khác cho phân loại cơ bản TAS bao gồm:
Đá siêu kali - đá chứa tỉ lệ mol K2O/Na2O > 3.
Đá siêu kiềm - đá chứa tỉ lệ mol (K2O + Na2O)/Al2O3 > 1.
Đá siêu nhôm - đá chứa tỉ lệ mol (K2O + Na2O + CaO)/Al2O3 < 1.
Trong thuật ngữ cũ hơn, các loại đá giàu silica được gọi là silicic hoặc acidic khi nồng độ SiO2 vượt quá 66% và thuật ngữ quartzolite được áp dụng cho loại giàu silica nhất. Sự hiện diện của khoáng chất ảo tưởng feldspathoid xác định một loại đá là siêu kiềm; một ví dụ là nephelinite.
Magma được chia thành ba chuỗi phụ:
Chuỗi magma tholeiitic - bao gồm các loại đá basaltic andesite và andesite.
Chuỗi magma calc-alkaline - bao gồm các loại đá andesite.
Chuỗi magma alkaline - bao gồm các nhóm con của đá alkaline basalt và các loại lava có hàm lượng kali rất cao (ví dụ như shoshonitic).
Chuỗi magma alkaline có thể phân biệt với hai chuỗi khác trên biểu đồ TAS, với tổng hợp oxit kiềm cao hơn đối với cùng nồng độ silica, trong khi chuỗi magma tholeiitic và calc-alkaline chiếm vị trí tương đương trên biểu đồ TAS. Chúng được phân biệt bằng cách so sánh tổng hợp kiềm với hàm lượng sắt và magiê.
Ba chuỗi magma này xuất hiện trong một loạt các môi trường kiến tạo mảng đá vỏ Trái Đất. Các loại đá thuộc chuỗi magma tholeiitic, ví dụ như các đá basaltic andesite và andesite, được tìm thấy ở các dãy núi dưới đáy đại dương, lưu vực sau lưng hẻm núi, các đảo đại dương hình thành từ các điểm nóng, cung đảo và các vùng đá núi lửa lớn trên lục địa.
Cả ba chuỗi magma này được tìm thấy ở vị trí gần nhau tương đối ở các vùng chìm giảm, nơi sự phân bố của chúng liên quan đến độ sâu và tuổi của vùng chìm giảm. Chuỗi magma tholeiitic được đại diện tốt trên các vùng chìm giảm trẻ hình thành từ magma ở độ sâu tương đối nhỏ. Chuỗi magma calc-alkaline và chuỗi magma kiềm được quan sát trên các vùng chìm giảm trưởng thành và liên quan đến magma ở độ sâu lớn hơn. Andesite và basaltic andesite là loại đá núi lửa phổ biến nhất trong cung đảo, điều này chỉ ra sự hiện diện của magma calc-alkaline. Một số hệ cung đảo có chuỗi núi lửa được phân tán như có thể thấy trong hệ cung đảo Nhật Bản, nơi các đá núi lửa thay đổi từ tholeiite - calc-alkaline - kiềm khi đi xa từ rãnh chìm.