Wycieczka po polskich wulkanach
 
 

Wszystko co chcielibyście wiedzieć o wulkanach a boicie się zapytać czyli krótkie wprowadzenie


Na poczatku była magma.

Gorąca materia tworząca górny płaszcz Ziemi nazywana jest magmą. Po zastygnięciu głęboko pod powieszchnią ziemi jest skałą głębinową lub plutoniczną. Zastygając bliżej powierzchni Ziemi tworzy skały żyłowe. Magma po wydostaniu się na powierzchnię określana jest lawą, następnie staje się skałą wulkaniczną.

Zależnie od składu lawy oraz ciśnienia i ilości gazów powstają różne typy erupcji wulkanicznej. Podstawowe typy to: wulkany lawowe (efuzywne), eksplozywne - bez lawy, ale z materiałem piroklastycznym i najczęściej występujący typ wulkanu - mieszany (stratowulkany, z naprzemianległymi warstwami lawy i materiału piroklastycznego).

Jeżeli jest jeden punkt będący centrum wybuchu jest to erupcja centralna. Jeżeli lawa wydostaje się podłużną szczeliną to jest to szczelinowa (linearna) erupcja. Znany jedynie z dawnych epok geologicznych jest arealny typ erupcji następujący przez stopienie nadległych skał lub ich przedarcie i wydobycie się na dużej przestrzeni lawy z ogromnych zbiorników magmowych .

Poszczególne typy lawy różnią się nie tylko składem ale i właściwościami fizycznymi. Lawy zasadowe mają mniejszą lepkość, są bardziej płynne dlatego mogą tworzyć jeziora i szybko płynące strumienie. Wulkany powstałe z takiej lawy mają płaskie i rozległe stożki. Ten typ wulkanu zwany jest tarczowym. Kwaśne lawy mają dużą lepkość, ich kopuły są strome i wysokie w stosunku do średnicy. Są to przykłady jedynie dwóch skrajnych typów wulkanów.

Główne typy law wyróżnione na podstawie składu to:

1. lawy siarczkowe i tlenkowe (występują sporadycznie i w niewielkich ilościach)
2. lawy węglanowe (rzadko powstają)
3. lawy krzemianowe (występują najczęściej).




Pierwszy typ law występuje niezwykle rzadko i nie został opisany na terenie Polski, dlatego też nie został szerzej omówiony

Magmy węglanowe znane są z prekambryjskich intruzji w północno-wschodniej Polsce, w masywie tajnowskim (70 km na północ od Białegostoku) . Są to karbonatyty - tintruzje żyłowe, których głównym składnikiem są węglany. Intrudująca magma wykorzystała wcześniejsze spękania platformy, które już stanowiły drogę dla wcześniejszych intruzji.

żyła karbonatytowa i jej kontakt ze skałą przez którą się przebijała. Fragment rdzenia wiertniczego z głąbokości 1523 m z masywu Tajno.

Lawy krzemianowe mogą być kwaśne, zasadowe lub pośrednie. Powstałe z nich skały określa się jako kwaśne jeżeli zawierają nadmiar krzemionki (SiO2) w stosunku do tlenków metali alkalicznych. Występowanie w skale dużej ilości kwarcu jest najprostszym wskaźnikiem kwaśnych skał. Skały obojętne mają wyrównaną zawartość obu podstawowych składników chemicznych. Natomiast skały zasadowe zawierają niedomiar krzemionki a nadmiar tlenków metali alkalicznych i ziem alkalicznych. Na niedomiar krzemionki wskazuje obecność w skale skaleniowców.


Najprostsze sposoby rozpoznania minerałów najczęściej występujących w skałach wulkanicznych.

Rozpoznanie minerałów występujących w skałach wulkanicznych ułatwi zapoznanie się z wybranymi terminami używanymi do ich opisu. Łupliwość jest łatwością pękania minerałów, czyli skłonnością do dzielenia się wzdłuż uprzywilejowanych płaszczyzn pod wpływem nacisku lub uderzenia. Jeżeli minerał pękając po uderzeniu tworzy nieregularną powierzchnię, określa się ją jako przełam. Twardość jest stałym parametrem do pomiaru, którego najprostszym sposobem jest użycie skali Mohsa.


Co to jest skala twardości Mohsa?

Wykorzystuje się do tego minerały o znanej twardości. Twardość porównuje się poprzez zarysowanie badanego minerału (twardszy zarysowuje mniej twardego) i w ten sposób określana jest jego twardość. Skala Mohsa składa się z 10 minerałów uporządkowanych według twardości od najmniej twardego do najtwardszego.
Twardość 1 ma talk, 2 - gips, 3 - kalcyt, 4 - fluoryt, 5 - apatyt, 6 - ortoklaz, 7 - kwarc, 8 - topaz, 9 - korund, 10 - diament. Przy braku wymienionych minerałów (np. w czasie wycieczki) do badania twardości można użyć prostych przedmiotów, które mają w przybliżeniu określoną twardość w skali Mohsa. Czyste aluminium ma twardość 2.5, paznokieć - 2.5, czysta miedź - 3, gwóźdź żelazny - 4-5, szkło, stal - 5-6, najtwardsza stal np. narzędziowa - 6.5.


Opis głównych minerałów znajdowanych w skałach wulkanicznych:
Kwarc- jest łatwy do rozpoznania. Wyróżnia się wysoką twardością (7 w skali Mohsa), brakiem łupliwości a jedynie przełamem. Najczęściej jest przezroczysty i bezbarwny lub szarawy.
Skalenie - tworzą dwie główne grupy o różnym składzie: skalenie alkaliczne i plagioklazy. Ze względu na to, iż rozróżnienie obu grup często możliwe jest dopiero z użyciem mikroskopu, zostały one potraktowane łącznie. Rozpoznanie skaleni ułatwia ich dobra łupliwość (rozłupują się na grube tabliczki), twardość 6 w skali Mohsa i jasne kolory.
Biotyt - należy do mik (łyszczyków). Charakteryzuje się doskonałą łupliwością w jednym kierunku, dającą efekt rozłupywania się na blaszki lub łuseczki. W połączeniu z niską twardością (2-3 w skali Mohsa) i czarną barwą (czasami z odcieniem zielonym i brunatnym) biotyt jest bardzo łatwy do rozpoznania.
Amfibole - z tej grupy minerałów w skałach wulkanicznych występuje hornblenda. Minerał ten charakteryzuje się prawie czarną barwą, z reguły wydłużonym kształtem kryształów (przypominają słup) i dobrą łupliwością.
Pirokseny - najczęściej spotykanym minerałem tej grupy jest augit. Ma on barwę przeważnie czarną, kształt krótkich słupów, dobrą łupliwość i twardość 5.5-6.5 w skali Mohsa.
Oliwin - ma charakterystyczną oliwkowozieloną barwę, słabą łupliwość, krótkosłupkowe kryształy i twardość 6.5-7 w skali Mohsa. Niestety stosunkowo szybko wietrzeją i w skałach często można obserwować jedynie łatwo kruszące się zwietrzałe oliwiny.
Skaleniowce - minerały tej grupy są trudne do
rozpoznania ze względu na brak charakterystycznych
cech ułatwiających ich makroskopowe rozpoznanie,
rzadko występujące dobrze wykształcone kryształy i
małą odporność na wietrzenie. Mają pospolite
zabarwienie - białe, szarawe lub są bezbarwne.
Jedynie duże kryształy leucytu są stosunkowo łatwo
rozpoznawalne ze względu na charakterystyczną
postać układu regularnego.
Ostatnim omówionym minerałem jest kalcyt krystalizujący
w szczelinach i próżniach występujących w skałach
wulkanicznych. Kalcyt ma doskonałą łupliwość,
twardość 3 w skali Mohsa, szklisty połysk i jest
bezbarwny, szary, żółty, różowy, czerwony a nawet
czarny. Reaguje gwałtownie z kwasami, dlatego
polany nawet 2% roztworem kwasu solnego zareaguje
wydzielając intensywnie CO2, jest to tzw. burzenie.
W przypadku większych kryształów obserwowane przez nie rzeczy mogą być widoczne podwójnie.
Aby poznać skały wulkaniczne konieczna jest znajomość ich struktur.

W większości skał wylewnych można znaleźć kryształy zwane fenokryształami (prakryształami). Fenokryształy zdążyły wykrystalizować przed wydostaniem się i zastygnięciem lawy. Masa skalna, drobniej uziarniona od fenokryształów, w której one tkwią nazywana jest tłem skalnym lub ciastem skalnym. Może nie mieć wykształconych lub mieć niewidoczne gołym okiem kryształy, często zawiera też szkliwo, (jeśli skała jest stosunkowo świeża). Taką strukturę skalną określa się jako porfirową.


Widoczne w skale jasne kryształy na tle ceglastego tła skalnego


Kryszyały w cieście skalnym widoczne pod mikroskopem


Jeżeli z magmy, przed jej zastygnięciem nie zdążyły wykrystalizować kryształy, lub są one widoczne jedynie pod mikroskopem, strukturę takiej skały określa się jako afanitową.

Przedstawione skały tworzą trzy główne grupy: skały skaleniowcowe, bazalty i andezyty. Wyróżnione w obrębie grup skały w terenie są raczej nierozróżnialne. Podane są jedynie po to, aby można było łatwiej zorientować się w podawanych w literaturze nazwach skał.

Najczęściej spotykane skały wulkaniczne, z którymi będzie można spotkać się w czasie naszej wycieczki, ułożone od najbardziej zasadowych do kwaśnych.



Skały skaleniowcowe

Nefelinit jest najbardziej zasadową skałą z omawianych w czasie wycieczki. Jest barwy czarnej, można w niej znaleźć kryształy skaleniowców.

Bazanity należą do skał zasadowych, barwy ciemniej, przypominają bazalty, różnią się od nich większą zawartością oliwinów i obecnością skaleniowców, które rzadko są widoczne makroskopowo (tzn. bez pomocy mikroskopu).


Bazalty

Bazalt jest prawie czarną lub czarną skałą, zawierającą głównie plagioklazy, oliwiny, i pirokseny oraz niewielki ilości skaleni potasowych.

Trachybazalt może być barwy ciemno szarej do brunatnej. Od bazaltu różni się większą zawartością skaleni potasowych.


Andezyty

Andezyt ma ciemnoszarą barwę, najczęściej strukturę porfirową z fenokryształami plagioklazów, amfiboli, piroksenów i skaleni alkalicznych.

Trachyandezyt w stosunku do andezytu zawiera więcej skaleni alkalicznych.

Riolit może mieć barwę od szaro-różowej do brunatno-szarej. Zawiera głównie fenokryształy kwarcu, skaleni i biotytu.

Odmiany bazaltu lub andezytu o teksturze migdałowcowej lokalnie nazywane są melafirem.

Należy wspomnieć o skałach powstałych z utworów wyrzucanych przez wulkany. Materiał piroklastyczny wyrzucany w czasie erupcji po opadnięciu i scementowaniu tworzy skały nazywane tufami.


Kiedy wybuchały wulkany na terenie dziesiejszej Polski
Główne okresy aktywności wulkanicznej
Pieniński Pas Skałkowy i Dolny Śląsk.



Pieniński Pas Skałkowy i Dolny Śląsk.

Rejon Krakowa i Dolny Śląsk.


Rejon Krakowa i Dolny Śląsk.

Sudety.



Rejon północno-wschodniej Polski.
TEKST: Izabela Ploch
ILUSTRACJE: Izabela Ploch
ZDJĘCIA : Monika Krzeczyńska, Izabela Ploch, Anna Nowicka
Lekcja zrealizowana przez
Muzeum Geologiczne Państwowego Instytutu Geologicznego
dzięki dofinansowaniu
Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej
- powrót -