Forelesning 3 Intrusjonsformer og intrusjonsmekanismer

Forelesning 3Forelesning 3

IntrusjonsformerIntrusjonsformerogog

intrusjonsmekanismerintrusjonsmekanismer

Geo105, Kjell P Skjerlie 2002Geo105, Kjell P Skjerlie 2002


Intrusjonsformer assosiert med vulkansk områdeIntrusjonsformer assosiert med vulkansk område

Magma dannes i mantelen (basalt) eller i Magma dannes i mantelen (basalt) eller i kontinentalskorpen (granitt)kontinentalskorpen (granitt)

Magma har lavere tetthet enn kildebergarteneMagma har lavere tetthet enn kildebergarteneog vil derfor søke å migrere oppog vil derfor søke å migrere opp

Noen magma når overflaten, mens noen dannerNoen magma når overflaten, mens noen dannerintrusjonerintrusjoner

Hvordan dannes magmakammere, og hvilkeHvordan dannes magmakammere, og hvilkefaktorer styrer intrusjonsdypet og defaktorer styrer intrusjonsdypet og deintrusjonsformer som dannes?intrusjonsformer som dannes?


IntrusjonerIntrusjoner

SillSill

Dyke (Eng)/dike (US)Dyke (Eng)/dike (US)

LopolittLopolitt

LakolittLakolitt

PlutonPluton – Stor intrusiv masse – Stor intrusiv masse

BatolittBatolitt - - Granittoid intrusivt kompleks av sværtGranittoid intrusivt kompleks av sværtstor dimensjon. Opptrer normalt istor dimensjon. Opptrer normalt iensialiske øybuer og er bygget opp avensialiske øybuer og er bygget opp avtallrike mindre plutoner av varierendetallrike mindre plutoner av varierendesammensetning. Kan også inneholdesammensetning. Kan også inneholdemafiske intrusjoner, men disse vil alltidmafiske intrusjoner, men disse vil alltidvære i mindretall.være i mindretall.

Viktigste faktor i magmabevegelse er det faktumViktigste faktor i magmabevegelse er det faktumat magma er lettere enn faste bergarter. Magmaat magma er lettere enn faste bergarter. Magmavil derfor ha oppdrift.vil derfor ha oppdrift.

I teorien vil det derfor være slik at magma vil I teorien vil det derfor være slik at magma vil stige oppover i skorpen inntil det treffer på berg-stige oppover i skorpen inntil det treffer på berg-arter med samme eller høyere tetthet.arter med samme eller høyere tetthet.


Det er vist at magma har:Det er vist at magma har:

Newtonisk oppførsel ved lavt innhold av krystaller (<0.35)Newtonisk oppførsel ved lavt innhold av krystaller (<0.35)

Skjærtynning eller Bingham oppførsel (0.35 – 0.65)Skjærtynning eller Bingham oppførsel (0.35 – 0.65)

Fast stoff oppførsel (>0.65)Fast stoff oppførsel (>0.65)

Vi skal først studere Vi skal først studere BASALT MAGMABASALT MAGMA

Basalt har lav viskositet og vil lettere kunneBasalt har lav viskositet og vil lettere kunnemigrere enn mere viskøse magma.migrere enn mere viskøse magma.

Dessuten er det slik at basaltmagma dannes iDessuten er det slik at basaltmagma dannes imantelen og denne har langt høyere tetthetmantelen og denne har langt høyere tetthetenn basalt.enn basalt.


Videre dannes basalt i områder med ekstensjonVidere dannes basalt i områder med ekstensjon

I ekstensjonsfelt vil det kunne dannes sprekkerI ekstensjonsfelt vil det kunne dannes sprekkerfra magmakilden og helt opp til overflaten. I slikefra magmakilden og helt opp til overflaten. I sliketilfeller vil det være lett for magma å nå overflatentilfeller vil det være lett for magma å nå overflaten

Island, midt oseanske spredningsryggerIsland, midt oseanske spredningsrygger


I Island erupteres basalt viaI Island erupteres basalt viastore sprekker som når fra store sprekker som når fra overflaten og ned til magmaoverflaten og ned til magmakildenkilden

USAUSA EuropaEuropa


Tilførselskanalene til store sprekkeerupsjonerTilførselskanalene til store sprekkeerupsjonervil etter at utbruddet er over størkne (krystallisere)vil etter at utbruddet er over størkne (krystallisere)til flakformete intrusjoner som kan være mangetil flakformete intrusjoner som kan være mangekilometer lange, men bare noen få meter tykke.kilometer lange, men bare noen få meter tykke.

Slike flakformete intrusjoner kalles for Slike flakformete intrusjoner kalles for DYKESDYKES(ganger). Dykes kan også være småskala,(ganger). Dykes kan også være småskala,men har alltid et høyt forhold mellom lengdemen har alltid et høyt forhold mellom lengdeog tykkelseog tykkelse.


Multiple dyke intrusjonerMultiple dyke intrusjonerkalles for dyke komplekskalles for dyke kompleks(gang kompleks)(gang kompleks)

Troodos ofiolitt, KyprosTroodos ofiolitt, KyprosGeo105, Kjell P Skjerlie 2002Geo105, Kjell P Skjerlie 2002

Små anortosittdykes, TromsøSmå anortosittdykes, Tromsø

Basaltdykes, SeilandBasaltdykes, Seiland

Store basaltdykes, RingvassøyaStore basaltdykes, Ringvassøya


Basaltganger fra RingvassøyaBasaltganger fra Ringvassøya


Anortosittganger fra TromsøAnortosittganger fra Tromsø


Magma som transporteres i dykes kan treffeMagma som transporteres i dykes kan treffeharde bergartslag som det ikke kan trenge igjennom.harde bergartslag som det ikke kan trenge igjennom.Magmaet vil da trenge ut langs laggrensene Magmaet vil da trenge ut langs laggrensene og danne og danne SILLSSILLS (lagganger) (lagganger)

Sillintrusjoner kanSillintrusjoner kanbli svært store. Multiplebli svært store. Multiplesillintrusjoner dannersillintrusjoner dannersill kompleksersill komplekser


Gangintrusjoner har vanligvis finkorneteGangintrusjoner har vanligvis finkorneteeller glassaktige marginer. Kornstørrelsen eller glassaktige marginer. Kornstørrelsen øker gradvis innover mot kjernen. øker gradvis innover mot kjernen.

Skyldes rask avkjøling mot sidebergartSkyldes rask avkjøling mot sidebergart




I noen tilfeller vil magma trenge inn langs I noen tilfeller vil magma trenge inn langs lagflater og samtidig løfte bergartslagenelagflater og samtidig løfte bergartslageneover i konveks form. Dette danner en over i konveks form. Dette danner en LAKOLITTLAKOLITT

Mange store basaltMange store basaltintrusjoner harintrusjoner harlakolitt formlakolitt form


I andre tilfeller danner magma intrusjonerI andre tilfeller danner magma intrusjonermed konkav bunn og topp. Disse kalles med konkav bunn og topp. Disse kalles LOPOLITTER LOPOLITTER og kan bli svært store. og kan bli svært store. Lopolitter tilføres magma av dykes Lopolitter tilføres magma av dykes

Mange store basaltMange store basaltintrusjoner har intrusjoner har LOPOLITT formLOPOLITT form(Skaergaard,(Skaergaard,Bjerkreim-Sokndal)Bjerkreim-Sokndal)


Oppsummering basaltintrusjonerOppsummering basaltintrusjoner

Magma føres opp fra kilderegionen i dykesMagma føres opp fra kilderegionen i dykes

ErupsjonErupsjon DykeDykeLakolittLakolittLopolittLopolittSillSill

(Ekstrusiv, lava(Ekstrusiv, lavaformer, pyrokla-former, pyrokla-stiske produkter)stiske produkter)

(Intrusiv)(Intrusiv)


Kjente mafiske intrusjonerKjente mafiske intrusjoner

Skaergaard (Grønland) LopolithSkaergaard (Grønland) LopolithStillwater (Montana) Lopolith Stillwater (Montana) Lopolith Muscox (Canada) LopolithMuscox (Canada) LopolithBushweld (Afrika) Lopolith/DykeBushweld (Afrika) Lopolith/DykePalisades (New York) SillPalisades (New York) SillIllimaussaque (Grønland) LopolithIllimaussaque (Grønland) Lopolith

Bjerkreim-Sokndal (Lopolith)Bjerkreim-Sokndal (Lopolith)


Geologisk kart overGeologisk kart overSkaergaardintrusjonenSkaergaardintrusjonen

Granittiske magmaGranittiske magma

Har høy viskositet og dårlig flyteevneHar høy viskositet og dårlig flyteevne

Hvordan kommer disse opp fra kilden ogHvordan kommer disse opp fra kilden oghvordan danner de intrusjoner?hvordan danner de intrusjoner?


Hvordan granittmagma migrerer er endaHvordan granittmagma migrerer er endaomdiskutert og det er to konkurrerendeomdiskutert og det er to konkurrerendeideerideer

DiapirismeDiapirisme

Migrasjon i gangerMigrasjon i ganger


Noen mener at granittmagma migrerer oppoverNoen mener at granittmagma migrerer oppoveri store lyspæreformete volumer, DIAPIRERi store lyspæreformete volumer, DIAPIRER

Disse beveger seg oppover ved først å varme oppDisse beveger seg oppover ved først å varme oppsidebergartene. Dermed blir disse plastisk ogsidebergartene. Dermed blir disse plastisk ogmagmavolumet kan presse dem til side ogmagmavolumet kan presse dem til side ogslik stige oppoverslik stige oppover


Teoretisk dannelse av diapirTeoretisk dannelse av diapir


Har en observasjoner som støtter diapirmodellen?Har en observasjoner som støtter diapirmodellen?

Noen mener det, især det faktum at en del Noen mener det, især det faktum at en del granittinstrusjoner er runde og synes å ha granittinstrusjoner er runde og synes å ha deformert sidebergartendeformert sidebergarten



Beviser dette diapirmodellen?Beviser dette diapirmodellen?

Nei, det er jo mulig at granittmagma transporteresNei, det er jo mulig at granittmagma transporterespå andre måter, og at det danner ballongaktige intru-på andre måter, og at det danner ballongaktige intru-sjoner til slutt!sjoner til slutt!

Det er også vanskelig å forstå at granittmagmaDet er også vanskelig å forstå at granittmagmakan migrerer 10-talls kilometer som diapirerkan migrerer 10-talls kilometer som diapirer


Vis ikke diapirer, hva så?Vis ikke diapirer, hva så?

Transport i dykes er mer realistisk. GranittmagmaTransport i dykes er mer realistisk. Granittmagmadannes ved smeltereaksjoner som har positiv volum-dannes ved smeltereaksjoner som har positiv volum-endring (Forelesning 6). Når smeltereaksjonene skjerendring (Forelesning 6). Når smeltereaksjonene skjervil det derfor dannes sprekkesystemer oppover mot vil det derfor dannes sprekkesystemer oppover mot lavere trykk. Magma vil søke mot lavere trykk og lavere trykk. Magma vil søke mot lavere trykk og migrere oppover i sprekkesystemenemigrere oppover i sprekkesystemene


Er det bevis for dette?Er det bevis for dette?

Nei, egentlig ikke, men modellering viser at Nei, egentlig ikke, men modellering viser at større mengder granittmagma kan transporteresstørre mengder granittmagma kan transporteresflere 10-talls kilometer i dykes på relativt kortflere 10-talls kilometer i dykes på relativt korttid. Modellering støtter ikke diapirmodellentid. Modellering støtter ikke diapirmodellen

En del granittintrusjoner synes å være byggetEn del granittintrusjoner synes å være byggetopp som sillkomplekseropp som sillkomplekser



Et viktig og diskutert tema er hvor mye smelteEt viktig og diskutert tema er hvor mye smeltesom dannes før et magma kan migrere oppoversom dannes før et magma kan migrere oppovermot lavere trykk.mot lavere trykk.

Dette vil variere for basalt og granitt (viskositet)Dette vil variere for basalt og granitt (viskositet)

Vi vet at basalt migrerer ved svært lav grad avVi vet at basalt migrerer ved svært lav grad avoppsmelting (< 5%)oppsmelting (< 5%)


Før trodde en at granittmagma først villeFør trodde en at granittmagma først villemigrere når kildebergarten gikk fra å væremigrere når kildebergarten gikk fra å værekornbåret til å være smeltebåretkornbåret til å være smeltebåret

Smeltemengden da er vanligvis ca 30-35% og denneSmeltemengden da er vanligvis ca 30-35% og dennesmeltemengden ble kalt:smeltemengden ble kalt:

The Rheological Critical Melt FractionThe Rheological Critical Melt Fraction


Ideen her er når et system går fra å være kornbåretIdeen her er når et system går fra å være kornbårettil matriksbåret dannes en suspensjon med lavtil matriksbåret dannes en suspensjon med lavviskositet som kan danne diapirer.viskositet som kan danne diapirer.

Spørsmålet er imidlertid om smelten som sitter iSpørsmålet er imidlertid om smelten som sitter imatriks i et kornbåret system er i stand til å migrerematriks i et kornbåret system er i stand til å migrereog samle seg i større volumer. I så fall, hvor mye og samle seg i større volumer. I så fall, hvor mye smelte må det da være i matriks?smelte må det da være i matriks?

Når smeltemengden blir lik RMC gårNår smeltemengden blir lik RMC gårbergarten over i suspensjon og diapirerbergarten over i suspensjon og diapirerkan danneskan dannes


I dag tror de fleste at granittmagma kan migrereI dag tror de fleste at granittmagma kan migrerei dykes ved smeltevolum betydelig lavere enn RCMi dykes ved smeltevolum betydelig lavere enn RCMdersom smeltelommene som dannes er i kontaktdersom smeltelommene som dannes er i kontaktmed hverandre. Dette bestemmes av den såkaltemed hverandre. Dette bestemmes av den såkalte

DIHEDRALE VINKELDIHEDRALE VINKEL

Smeltelommene kan være sammenhengende vedSmeltelommene kan være sammenhengende vedsvært lav smeltemengde ved lav dihedral vinkel.svært lav smeltemengde ved lav dihedral vinkel.


Definisjon av den dihedrale vinkelDefinisjon av den dihedrale vinkel




Hvilke bergarter tror du vil favorisere lavHvilke bergarter tror du vil favorisere lavdihedral vinkel?dihedral vinkel?


Granittiske magma kan danne svært storeGranittiske magma kan danne svært storeintrusjoner som da kalles for BATOLITTERintrusjoner som da kalles for BATOLITTER

Disse opptrer ofte i kontinentale øybuer somDisse opptrer ofte i kontinentale øybuer somf.eks Andesfjellenef.eks Andesfjellene

I Norge har vi svære batolitter i Nordland I Norge har vi svære batolitter i Nordland (Bindal batolitten), Trøndelag (Smøla-Hitra)(Bindal batolitten), Trøndelag (Smøla-Hitra)og Hordland (Sunnhordlandsbatolitten)og Hordland (Sunnhordlandsbatolitten)



Batolitter er ikke en stor separat intrusjonBatolitter er ikke en stor separat intrusjon

Studier viser alltid at alle store batolitter erStudier viser alltid at alle store batolitter ersvært komplekse og bygget opp av mangesvært komplekse og bygget opp av mangemindre intrusjoner med forskjellig alder ogmindre intrusjoner med forskjellig alder ogsammensetning. Til og med gabbro kan finnessammensetning. Til og med gabbro kan finnesi batolitteri batolitter


Granittbatolitter dannesGranittbatolitter dannesikke i ensimatiske øybuerikke i ensimatiske øybuer

Batolitter dannes i ensialiskeBatolitter dannes i ensialiskeøybuerøybuer


Documents

Forelesning 3 Intrusjonsformer og intrusjonsmekanismer