Möjlig berggeologi

Assimilering

En annan metod för att skapa olika dottermagmas från en förälder är att få den senare att reagera med sina väggstenar. Tänk på en magma som kristalliserar pyroxen och labradorit. Om magma rivs från sina väggmineraler, till exempel olivin och anorthit, som bildas tidigare än pyroxen och labradorit i serien, kommer de att reagera med vätskan för att bilda samma mineraler som magmaen är i jämvikt. Värmen för att driva denna reaktion kommer direkt från själva magmaen. Mer pyroxen och labradorit kommer att kristallisera under reaktionen och kommer att frisätta deras latenta kristallisationsvärme. Å andra sidan, om ett mineral (till exempel kvarts) som bildas i ett senare skede än pyroxen eller labradorit faller från bergmuren in i magma,den latenta värmen som tillhandahålls genom ytterligare kristallisation av pyroxen och labradorit kommer att få den att upplösas. Denna situation kommer endast att inträffa om kvarts från väggberget har en lägre temperatur än magma. Det kommer att få magma att överföra sitt värme till kvarts i en kylningsprocess. Kylningen av magma kommer nödvändigtvis att åtföljas av kristallisationen av de mineraler som redan finns. I båda fallen kommer sammansättningen av modermagma att ändras genom xenolitisk kontaminering (främmande berg). Föroreningen behöver inte tillhöra reaktionsserien för att den kan orsaka reaktioner eller upplösning. I de flesta fall kommer slutresultatet att vara en förskjutning från den ursprungliga sammansättningen av modermagmaen mot den förorenande. Denna process där väggstenar införlivas i magmaen kallas assimilation.Eftersom assimilering åtföljs av kristallisation är det troligt att både fraktionerad kristallisation och assimilering kommer att ske samtidigt. Denna kombinerade process, kallad AFC för assimilering - fraktionerad kristallisation, har föreslagits som mekanismen genom vilken andesiter produceras från basalter.

Flyktiga beståndsdelar och sent magmatiska processer

Effekter av vatten och andra flyktiga ämnen

Vatten och de flesta andra flyktiga ämnen påverkar starkt egenskaper och beteende hos magmas där de upplöses. De minskar viskositeten, sänker kristallisationstemperaturer med tiotals till hundratals grader och deltar direkt i bildandet av mineraler som innehåller essentiell hydroxyl (OH) eller element som halogener. De ökar också hastigheterna för kristallisation och reaktion, särskilt när de är närvarande som en vätskefas som skiljer sig från magma. I allmänhet har de emellertid endast ett begränsat inflytande på sekvensen av magmatisk kristallisation, utom i de senaste stegen i reaktionsserien.

The relatively low confining pressures in volcanic environments permit ready escape of volatile constituents, which nonetheless leave their imprint in the form of special mineral assemblages and a variety of textural and structural features among the volcanic rocks. Under the higher pressures of plutonic environments, these constituents tend to be maintained in magmatic solution and to be increasingly concentrated as crystallization progresses with falling temperature. Few members of the reaction series require them as compositional contributors; water, for example, is not thus used until amphiboles or micas begin to form, and even then the amounts removed from the melt rarely are large. Escape of volatiles from the system can occur “osmotically” if the enclosing rocks are pervious to them but not to the magma, but in general they are fractionated in favour of the residual melt until their concentration reaches the limit of solubility under the prevailing conditions of temperature and effective confining pressure. When this happens, normally at a very late stage of magmatic crystallization, they are exsolved from the melt as a separate fluid phase that under most circumstances is a supercritical gas. This process has been referred to as resurgent boiling, a somewhat misleading term because the exsolved fluid is not necessarily expelled from the system.

Pegmatites and late-stage mineralization

Coexistence of residual magma and a volatile-rich fluid (generally aqueous) promotes the partitioning and segregation of constituents, as well as the growth of very large crystals. The exsolved fluid, with its very low viscosity, not only can move readily through open spaces in the nearly solid igneous rock and in adjacent rocks but also serves as a medium through which various substances can diffuse rapidly in response to concentration gradients. Thus, it plays an important role in the formation of such special rock types as the pegmatites and lamprophyres, special features such as miaroles and plumose mineral aggregates, and many kinds of ore deposits whose constituents are derived from the original magma.

Most plutonic systems remain at elevated temperatures for long periods of time after all magma has been used up, and during these periods hydrothermal conditions normally obtain. These depend upon the continued presence of a typically aqueous fluid that further facilitates crystallization and exchanges of materials. It speeds up exsolution within homogeneous solid phases and devitrification of any glass that may be present, and it is a potent agent in the alteration, leaching, and replacement of minerals. Rock textures thereby are modified, especially along boundaries between original mineral grains, and details of composition also can be much changed. In some instances the bulk chemistry of the rock is markedly affected.

The hydrothermal alterations favour development of phases such as albite, carbonates, chlorites, clay minerals, epidotes, iron oxides, micas, silica minerals, talc, and zeolites, and many of them are accompanied by gross changes in volume.

Forms of occurrence

Extrusive igneous rocks

Extrusive igneous rocks are the products of volcanic activity. They appear at the surface as molten lava that spreads in sheets and hardens, or they are made up of fragments of magma ejected from vents by violent gaseous explosions. Large-scale extrusive features include stratovolcanoes (composite cones), shield volcanoes, lava domes, and cinder cones. Smaller extrusive features include lava flows known as pahoehoe and aa. For a detailed description of the principal forms of extrusive igneous rocks, see volcano: Volcanic landforms: Major types of volcanic landforms.