Các Quá Trình Núi Lửa và Xâm Nhập Sâu

Magma trồi lên bề mặt phun trào tạo thành đá núi lửa, trong khi magma đông đặc ở độ sâu hình thành các thể xâm nhập sâu; hai quá trình này ghi nhận các cơ chế hình thành đối lập nhau.

Definition

Các quá trình vật lý mà qua đó magma được vận chuyển, phun trào lên bề mặt, hoặc hình thành và kết tinh trong vỏ Trái Đất để tạo thành đá núi lửa và đá xâm nhập sâu.

Scope

Chủ đề này bao gồm sự dâng lên của magma qua vỏ Trái Đất, các yếu tố kiểm soát kiểu phun trào từ dòng dung nham chảy tràn đến phun trào mảnh vụn núi lửa (pyroclastic) bùng nổ, hình thái của các kiến trúc và trầm tích núi lửa, và sự hình thành của các thể xâm nhập như đê (dike), sill, laccolith và batholith. Nó liên kết độ nhớt của magma và hàm lượng chất dễ bay hơi với hành vi phun trào.

Core questions

• Điều gì kiểm soát việc một vụ phun trào là chảy tràn hay bùng nổ?
• Độ nhớt của magma và các chất dễ bay hơi hòa tan chi phối kiểu phun trào như thế nào?
• Các dạng chính của các thể đá mácma xâm nhập là gì?
• Magma tạo không gian cho chính nó như thế nào trong quá trình hình thành khối xâm nhập sâu?

Key theories

Hoạt động núi lửa bùng nổ do chất dễ bay hơi

Các khí hòa tan, chủ yếu là nước và carbon dioxide, thoát ra khi magma giảm áp suất; trong magma silicic có độ nhớt cao, khí không thể thoát ra dễ dàng, dẫn đến sự phân mảnh và phun trào mảnh vụn núi lửa bùng nổ, trong khi bazan có độ nhớt thấp phun trào chảy tràn.

Cơ chế hình thành khối xâm nhập sâu

Magma xâm nhập tạo không gian bằng cách stoping, biến dạng dẻo của đá vách, nâng trần và sụt lún đáy, tạo ra các thể từ đê và sill mỏng đến các batholith rộng lớn.

Clinical relevance

Hiểu biết về các quá trình này là trọng tâm để đánh giá nguy cơ núi lửa và dự báo phun trào, để giải thích các địa hình núi lửa và xâm nhập cổ đại, và để xác định vị trí các mỏ khoáng vật magma và nhiệt dịch liên quan đến các khối xâm nhập sâu.

History

Ngành núi lửa học thế kỷ XX, được phát triển bởi các nhà khoa học như George Walker, đã thiết lập các mối liên hệ định lượng giữa các đặc tính của magma và động lực phun trào, trong khi việc lập bản đồ chi tiết các phức hệ xâm nhập đã làm sáng tỏ vấn đề không gian gây tranh cãi từ lâu về cách các khối xâm nhập sâu lớn được hình thành.

Key figures

• George P. L. Walker
• Ray Cas
• John D. Winter

Seminal works

• winter2013
• cas1987

Frequently asked questions

Tại sao một số núi lửa phun trào bùng nổ và một số khác lại nhẹ nhàng?

Tính bùng nổ chủ yếu phụ thuộc vào độ nhớt của magma và hàm lượng khí: magma silicic có độ nhớt cao, giàu khí phun trào bùng nổ, trong khi magma bazan lỏng, ít khí tạo ra các dòng dung nham nhẹ nhàng.

Batholith là gì?

Một khối xâm nhập sâu rất lớn, thường có thành phần granit và lộ ra trên diện tích hơn 100 kilômét vuông, được hình thành do sự hợp nhất của nhiều khối xâm nhập sâu trong vỏ Trái Đất.