Fra aflejring til sedimentær bjergart!

 

Et sediment – en aflejring – er ikke en sedimentær bjergart. Sedimenterne omfatter grus, sand, silt og ler. Hvor grus har de største korn og ler de mindste. De sedimentære bjergarter opstået herfra er henholdsvis konglomerat, sandsten, siltsten og lerskifer. Der må ske ændringer, før det ene kan blive til det andet.

Den første del af processen er sammenpresning. Et sediment, som er aflejret og fx danner en sandbanke eller en mudret søbund, er normalt ikke det sidste lag i rækkefølgen. Mere materiale aflejres ovenpå, og dette fortsætter, indtil sedimentationen er færdig. På dette tidspunkt presser de øverste aflejringers vægt de nedre sammen, og luft og vand klemmes ud mellem de enkelte partikler. Samtidig forvrides og knuses partiklerne selv, indtil de flades ud og knyttes tæt sammen. Virkningen af denne sammentrykning forstærkes af eventuelle efterfølgende bevægelser i jordskorpen, som kan presse aflejringerne ind i foldninger, gennemskære dem med forkastninger og udøve alle mulige former for tryk.

Den næste del af processen er sammenkitningen. Grundvandet, som siver ind overalt, hvor der er åbninger i aflejringen, aflejrer de mineraler, det indeholder. Det mest almindelige mineral er kalkspat. Det danner små krystaller på hvert enkelt sedimentkorn, som vokser sammen og forener det hele i en fast masse. Det er nøjagtig samme proces som fremstilling af beton, hvor hårdt ral og grus cementeres sammen af kalk og danner et hårdt, bestandigt bygge-materiale. Faktisk tager selv erfarne geologer ofte fejl af konglomerat og slidte betonstykker på en strand.

Undertiden vil de enkelte korn i mineralerne rekrystalliseres eller ændre deres kemiske sammensætning – kalcium i kalkspat kan erstattes af magnesium, hvorved dolomit opstår.

Mineralerne i kalkholdige lerlejer kan udskille sig og med tiden danne skiftende lag af kalksten og lerskifer. Hele denne proces med dannelse af en sedimentær bjergart af aflejringer kaldes hærdning eller diagenese.

Magmatiske bjergarter!
Magmatiske bjergarter har sjældent en sammensætning som de magmaer, de opstod fra. Fordi disse oprindelige materialer er blandinger af silikater og oxider med forskellige smeltepunkter, vil en temperaturstigning få nogle af bestanddelene til at smelte før andre. Den magma, som til sidst stiger op til Jordens overflade, vil derfor have en sammensætning, som er forskellig fra dens ophav, og som afhænger af den temperatur, magmaen efterlader resten af det oprindelige materiale i.

Yderligere ændringer i sammensætningen kan forekomme, når magmaen igen afkøles. Når temperaturen falder, vil bestanddelene med de højeste smeltepunkter krystalliseres først. Noget af det endnu smeltede materiale undviger måske, før krystalliseringen er fuldendt. De mineraler, der først udkrystalliseres fra magmaen, kan endog gå i forbindelse med endnu flydende materiale og danne helt nye mineraler.

Heraf følger, at en type magma kan frembringe magmatiske bjergarter med vidt forskellig sammensætning. Hertil kommer, at ikke alle magmaer oprindelig har ens sammensætning, og antallet af potentielt forskellige magmatiske bjergarter er enormt. Endelig kan magmatiske bjergarter med ens sammensætninger have helt forskellige indre strukturer - kaldet teksturer - afhængig af, hvordan de afkøledes.

De fem hovedteksturer i magmatiske bjergarter!
Tekstur betyder størrelsen, formen og den karakteristiske fordeling af en bjergarts mineraler. En bjergart med glasagtig tekstur har slet ingen krystaller, fordi den afkøledes så hurtigt, at krystallerne ikke fik tid til at dannes. Atomerne, som var tilfældigt spredt i magmaen, forblev »fastfrosne« i samme stilling i den endelige bjergart. Glasagtige teksturer dannes fx på overfladen af lava, som afkøles og størkner meget hurtigt under vand, og i små vulkanske fragmenter, som i smeltet tilstand slynges ud i den meget køligere atmosfære.

Magma, som afkøles lidt langsommere, får afanitisk, finkornet, tekstur og mikroskopiske krystaller.

Magma, som afkøles endnu langsommere, frembringer en bjergart med en faneritisk, eller forholdsvis grovkornet, tekstur, hvori krystallerne kan ses med det blotte øje. Faneritiske teksturer er karakteristiske for store intrusiver - bjergarter, som er afkølet meget langsomt under jorden omgivet af isolerende stenmasser. Afanitiske teksturer er derimod karakteristiske for ekstrusiver - bjergarter, som afkøledes hurtigere, fordi de var i forbindelse med atmosfæren.

I afanitiske og faneritiske bjergarter har de sammenhængende krystaller i alle prøver omtrent samme størrelse, hvilket antyder, at afkølingen foregik temmelig ensartet. Men i nogle bjergarter findes to forskellige størrelser af krystaller - store krystaller kaldt fenokryster anbragt i en matrix eller grundmasse af mindre krystaller. Denne struktur kaldes porfyrisk og de pågældende bjergarter porfyrer. En porfyrisk tekstur viser, at afkølingen er foregået i to etaper. Først langsom afkøling,muligvis intrusiv, hvor fenokryster dannedes, derefter en hurtigere, muligvis ekstrusiv, som fremkaldte den omgivende matrix.

Endelig er der bjergarter med pyroklastisk tekstur, som er slynget ud fra vulkaner. De har ingen tekstur af krystaller, men består af fragmenter, ofte knækkede og deforme, som enten smeltede sammen, mens de var varme eller cementeredes sammen efter afkølingen.

Tekstur er af stor betydning, fordi den fortæller geologerne noget om en bjergarts afkøling. Den er derfor en nødvendig del af klassificeringen af magmatiske bjergarter. Den er dog ikke tilstrækkelig i sig selv, fordi en bjergart med en bestemt sammensætning kan have flere forskellige teksturer afhængigt af de forhold, den blev dannet under. En fuldstændig klassifikation må derfor også omfatte mineralsammensætning. Ved hjælp af både tekstur og sammensætning har geologerne opstillet et dobbelt klassifikationssystem, som viser opdelingen mellem de vigtigste typer af magma tiske bjergarter.

Sedimentære bjergarter!
Betegnelsen sedimentære bjergarter bruges om de bjergarter, som er opbygget af lag af materiale aflejret ved naturens processer. Disse processer omfatter i reglen også strømme, der danner ophobninger af aflejringer som sand- og mudder-banker. l modsætning til magmatiske eller metamorfe bjergarter har varme ikke spillet nogen rolle under deres tilblivelse.

Der er tre hovedprocesser, der fører til dannelsen af sedimentære bjergarter, og bjergarterne klassificeres efter de processer, som frembragte dem.

Den første type er de kiastiske sedimentære bjergarter. De består af ældre, nedbrudte bjergarter. Brudstykkerne er blevet ført bort fra deres oprindelige beliggenhed og aflejret andetsteds. l grove, kiastiske bjergarter, som fx konglomerater og breccier, er stykkerne af den oprindelige bjergart helt tydelige. Men det er mere almindeligt, at sedimentet blot består af de oprindelige mineralkorn adskilt fra deres modermasse, som i sandsten.

Den kemiske sammensætning af de oprindelige mineraler kan endog være ændret i processen som i lerskifer og ler. En særlig type klastisk bjergart, kaldt pyroklastisk, består af støv og brudstykker slynget ud af vulkaner; men den betragtes normalt som en magmatisk bjergart.

Den anden type er de kemiske sedimentære bjergarter. Disse bjergarters materiale blev ikke ført med af vandet som de kiastiske bjergarters, de opløstes faktisk i det. Da vandet fordampede i et lavt, varmt hav eller måske i en ørken- eller strandsø, blev koncentrationen af det opløste materiale så høj, at det blev udskilt og bundfældet. Sådanne lejer kaldes undertiden evaporitter. Natriumklorid (bordsalt) og forskellige former for kalksten opstod på denne måde. Betegnelsen »kemisk« er noget misvisende, da fysikerne og kemikerne betragter opløsning og udfælde/se af opløselige stoffer som fysiske ændringer og ikke som kemiske processer.

Den tredje type sedimentære bjergarter er de biogene. De består hovedsagelig af resterne af levende organismer - de biogene, sedimentære bjergarter. De kan i reglen let genkendes, da de indeholder fossiler af de væsener, som indgik i deres dannelse. Dette gælder i høj grad skalkalksten, som består af sammenkittede skaldele. Somme tider er de enkelte bestanddele alt for små til at kunne skelnes med det blotte øje, som fx i kridt. / andre tilfælde, som fx kul, er strukturen af det oprindeligt levende stof ikke genkendelig, da den er blevet ændret ved bjergartens dannelse.

Alle disse bjergarter er ofte umiddelbart genkendelige i blottet form, da de normalt danner lejer flade lag, som afspejler de oprindelige aflejringers lagdelte natur og de strømme og aflejringsprocesser, der ophober dem.