Tuf
Kategória: Pyroklastické
Typ: Jemnozrnný popolový tuf.
Všeobecné: Tuf je spevnená pyroklastická hornina s obsahom vulkanického popola > 75 %. Pyroklasty sú fragmenty vznikajúce rozrušovaním okolitého materiálu pri vulkanickej erupcii. Môžu to byť jednotlivé kryštály, skupiny kryštálov, vulkanické sklo, alebo úlomky hornín. Najjemnozrnnejšími pyroklastmi sú popolové zrná s veľkosťou častíc < 2 mm, ktoré sú prevládajúcim materiálom v tufe. Okrem popola môže tuf obsahovať aj hrubozrnnejší pyroklastický materiál ako sú lapilly (pyroklasty rôzneho tvaru a veľkosti 2 – 64 mm), bloky (ostrohranné pyroklasty väčšie ako 64 mm, v čase vzniku v pevnom stave) alebo bomby (zaoblené pyroklasty s povrchom “chlebovej kôry”, väčšie ako 64 mm, v čase vzniku a transportu čiastočne alebo úplne roztavené).
Pôvod názvu: Povôd názvu tuf je v talianskom slove tufo a francúzskom slove tuf. Termín tuf objasňuje po prvýkrát Phillips v roku 1818 (Phillips, 1815). Pre termín tuf sa používa aj synonymum popolový tuf.
Lokalita: Vulcano, vulkanický kužel La Fossa, Aeolské ostrovy, Taliansko (vzorku darovala K. Šarinová)
GPS: 38° 24' 22,1" N, 14° 57' 27,5" E
Hlavné minerály: Pyroklasty tvorené úlomkami minerálov - kryštaloklasty (pyroxén, plagioklas), hornín – litoklasty a vulkanického skla - vitroklasty. Pyroklasty sú tmelené vulkanickým popolom.
Akcesorické minerály:
Klasifikácia: Tuf sa klasifikuje na základe modálneho zloženia v polymodálnej klasifikácii pre pyroklastické horniny podľa obsahu blokov/bômb, lapíll a popola (Fisher, 1966), kde sa premieta do poľa s modálnym obsahom popola > 75 % a obsahom blokov/bômb a lapíll < 25 %. Ak nie je dostupná modálna analýza, klasifikuje sa tuf na základe veľkosti častíc (Schmid, 1981). V tejto klasifikácii sa rozlišuje hrubozrnný (popolový) tuf (veľkosť častíc 2 – 1/16 mm) a jemnozrnný (popolový) tuf (veľkosť častíc < 1/16 mm). Pre jemnozrnný popolový tuf sa používa aj synonymum prachový tuf.
Farba: Okrová hnedá, svetlo hnedá až svetlo ružová.
Textúra: Masívna.
Zrnitosť: Jemnozrnná hornina (0,1 – 1 mm).
Štruktúra: Pyroklastická.
Premeny:
Petrografická charakteristika: Tuf je produktom vulkanickej aktivity malého tufového kužela La Fossa, ktorý sa začal formovať v kaldere La Fossa pred 6000 rokmi. Tuf pochádza z vrstevného sledu Pietre Cotte, (De Astis et al., 2007), ktorý začína pyroklastickými horninami a končí viskóznym lávovým prúdom. Posledná vulkanická aktivita tufového kužela La Fossa bola v rokoch 1888 – 1890. V tomto období dochádzalo k malým, ale intenzívnym erupciám pyroklastického materiálu, stĺpov popola a vulkanických bômb s povrchom „chlebovej kôry“, na základe čoho bol tento typ pomenovaný ako „vulkánsky“ typ erupcie (Mercalli & Silvestri, 1891). Za posledných viac ako 100 rokov sa dá pozorovať len aktivita fumarol, ktorá dosiahla svoje maximum v roku 1993, kedy bola nameraná teplota viac ako 700 °C. V súčasnosti je ich teplota okolo 400 °C, čo naznačuje, že pod kuželom La Fossa sa nachádza magmatické teleso s vysokou teplotou a vysokým obsahom uvoľňujúcich sa fluíd (Santacroce et al., 2003), čo pre obyvateľov žijúcich v blízkom okolí predstavuje značný geohazard (Santacroce et. al., 2003; Revil et al., 2008; Dellino et al., 2011). Vo fumarolách bolo identifikovaných viacero nových minerálov najmä z radu halidov, ako napríklad panichiit, barberiit, lafossait, demartinit, hephaistosit alebo knasibfit (Demartin et al., 2009 a citácie tam). Tuf je svetlohnedej až svetloružovej farby, jemnozrnný a málo spevnený. Na základe veľkosti popolových zŕn do 1/16 mm by sa mohol označiť ako jemnozrnný popolový tuf. Nie sú v ňom makroskopicky viditeľné žiadne ďalšie typy pyroklastov.
Využitie: Tuf je pomerne mäkký materiál a od antických čias sa používa v stavebníctve. Najčastejšie ho nachádzame v stavbách na území dnešného Talianska a Arménska . Na Slovensku sú známe skalné obydlia vytesané do tufov v obci Brhlovce (pri Leviciach na južnom Slovensku). Pôvod jedinečných skalných obydlí nie je jednoznačný. Niektorí autori ich spájajú s možnosťou úkrytov pred Turkami v 16. storočí, iní ich pôvod viažu k hospodárskej činnosti - zaniknutým viniciam. Skalné obydlia, ktoré možno nájsť najmä v uličke Šurda, pochádzajú z 18. až 20. storočia. Niektoré slúžia na bývanie, ako vínne pivnice alebo hospodárske priestory a v súčasnosti sú chránenou rezerváciou ľudovej architektúry (http://slovakia.travel/brhlovce). Z tufu sú vytesané aj mnohé sochy „moai“ na Veľkonočných ostrovoch v Polynézii.
Literatúra: De Astis, G., Dellino, P., La Volpe, L., Lucchi, F. & Tranne, C.A. 2007: Geological map of the Vulcano Island, scale 1:10000, edited by La Volpe, L. & De Astis, G., Ist. Nat. Geofis. Vulcanol., Napoli, Italy. Dellino, P., De Astis, G., La Volpe, L., Mele, D., and Sulpizio, R., 2011: Quantitative hazard assessment of phreatomagmatic eruptions at Vulcano (Aeolian Islands, Southern Italy) as obtained by combining stratigraphy, event statistics and physical modeling, Journal of Volcanology and Geothermal Research, 201, 364–384. Demartin, F., Campostrini, I. & Gramaccioli, C.M. 2009: Panichiite, natural ammonium hexachlorostannate (IV), (NH4)2SnCl6, from La Fossa crater, Vulcano, Aeolian Islands, Italy. Canadian Mineralogist, 47, 367-372. Fisher, R.V. 1966: Rocks composed of volcanic fragments and their clasification . Earth-Science Reviews, 1, 287-298. Mercalli, G., Silvestri, O. 1891: L'eruzione dell'Isola di Vulcano incominciata il 3 agosto 1888 e terminata il 22 marzo 1890. Annali dell'ufficio Centrale di Meteorologia e Geodinamica, 10, 71–281. Phillips, W. 1815: An Outline of Mineralogy and Geology, intended for the use of those who may desire to become acquainted with the elements of those sciences; especially of young persons. Phillips, London, 193 pp. Revil, A., Finizola, A., Piscitelli, S., Rizzo, E., Ricci, T., Crespy, A., Angeletti, B., Balasco, M., Barde Cabusson, S., Bennati, L., Bolève, A., Byrdina, S., Carzaniga, N., Di Gangi, F., Morin, J., Perrone, A., Rossi, M., Roulleau, E. & Suski, B. 2008: Inner structure of La Fossa di Vulcano (Vulcano Island, southern Tyrrhenian Sea, Italy) revealde by high-resolution electric resistivity tomography coupled with self-potential, temperature, and CO2 diffusive degassing measurements. Journal of Geophysical Research, 113, B07207, 1-21. doi:10.1029/2007JB005394 Schmid, R. 1981: Descriptive nomenclature and classification of pyroclastic deposits and fragments: Recommendations of the IUGS Subcommision on the Systematics of Igneous Rocks. Geology. The Geological Society of America. Boulder, Co., 9, 41-43. Santacroce, R., Cristofolini, R., La Volpe, L., Orsi, G. & Rosi, M. 2003: Italian active volcanoes. Episodes, 26, 3, 227-234.
Mikrofotografie
Fragmenty hornín – litoklasty (rock fragments), minerálov – kryštaloklasty (crystal fragments) a vulkanického skla – vitroklasty (glass fragments) sú tmelené vulkanickým popolom. Fragmenty kryštálov tvorí hlavne pyroxén – Px a plagioklas – Pl. Za litoklast sa považuje aj fragment zložený zo skla – glass, pyroxénu – Px a plagioklasu – Pl, nachádzajúci sa v pravých horných rohoch dvoch horných mikrofotografií. Ich šírka je je 2,2 mm. Na dvoch dolných obrázkoch je detail pyroklastickej štuktúry, s veľkým kryštaloklastom plagioklasu – Pl, vitroklastom – glass fragment a litoklastom – rock fragment. Šírka dvoch spodných mikrofotografií je 1,1 mm.
Normatívne zloženie
Chemické zloženie tufu z vrstevného sledu Pietre Cotte nie je zatiaľ k dispozícii. V literatúre je publikované len celohorninové zloženie strusky z toho istého vrstevného sledu, preto opisujeme ďalej normatívne zloženie strusky. Struska je vulkanická hornina, ktorá obsahuje veľa dutín vznikajúcich pri úniku rozpustených fluíd z magmy počas jej výstupu na povrch a tuhnutia (solidifikácie). Struska sa môže vytvárať na okrajoch lávových prúdov v blízkosti povrchu, alebo môže byť súčasťou pyroklastík ako sú lapilly a vulkanické bomby. Na rozdiel od pemzy má väčšie vezikuly (dutiny) s hrubšími stenami a preto má aj vyššiu molekulovú hmotnosť a nepláva na vode. Poznáme strusky bazaltového a andezitového zloženia, čiernej, tmavohnedej až červenohnedej farby. Struska z vrstevného sledu Pietre Cotte je normatívnym zložením podobná trachyandezitu. Je to kremeň – q normatívna hornina s vysokým obsahom normatívneho ortoklasu - or, lebo má vysoký obsah K
Normatívne minerály
SiO2
TiO2
ZrO2
Al2O3
Fe2O3
FeO
MnO
MgO
CaO
Na2O
K2O
P2O5
F
S
CO2
Suma
Molárna proporcia normatívneho minerálu
Molekulová hmotnosť normatívneho minerálu
Hmot. % normatívnych minerálov
Oxid
(hmot. %)
56.63
0.59
16.77
3.38
3.80
0.14
2.43
5.36
3.80
5.27
0.37
98.54
Molekulová
hmotnosť
60.08
79.88
101.96
159.69
71.85
70.94
40.31
56.08
61.98
94.20
141.95
Molárna
proporcia
0.9426
0.0074
0.1645
0.0212
0.0549
0.0020
0.0603
0.0956
0.0613
0.0559
0.0026
ap
0.0087
0.0026
0.0026
328.68
0.86
il
0.0074
0.0074
0.0074
151.75
1.12
or
0.3357
0.0559
0.0559
0.0559
556.67
31.14
ab
0.3679
0.0613
0.0613
0.0613
524.46
32.15
an
0.0944
0.0472
0.0472
0.0472
278.21
13.14
mt
0.0212
0.0212
0.0212
231.54
4.90
zvyšky
0.0263
0.0603
0.0397
di
0.0793
0.0121
0.0276
0.0397
0.0397
226.14
8.97
hy
0.0469
0.0143
0.0327
0.0469
109.97
5.16
q
0.0183
0.0183
60.08
1.10
D: -0.0183
Mg/(Mg+Fe2+): 0.696
Suma hmot. % normatívnych: 98.54
Poznámka: Struska, vzorka VL339/1P.Cotte, analýza 67 (De Astis et al., 1997).
Chemické zloženie
Tuf z vrstevného sledu Pietre Cotte je latitový tuf (Dellino et al., 2011). Na základe chemického zloženia (obsah SiO2, K2O a Na2O) v TAS diagrame zodpovedá vysokodraselnej variete trachyandezitu. Keďže nie je v literatúre dostupné celohorninové zloženie popolového tufu z vrstevného sledu Pietre Cotte, uvádzame zloženie strusky, ktoré je veľmi podobné popolovému tufu z vrstevného sledu Commenda, ktorý leží tesne pod Pietre Cotte.
La Fossa, Commenda, Vulcano, Italy - VL99/1 - popolový tuf
SiO2
57.85TiO2
0.58Al2O3
16.16Fe2O3
2.78FeO
4.37MnO
0.13MgO
2.52CaO
5.26Na2O
3.72K2O
4.85P2O5
0.30LOI
1.49Suma
100.01Mg(Mg/Fe2+)
0.51A/CNK
0.77A/NK
1.42
De Astis et al., 1997
La Fossa, Pietre Cotte, Vulcano, Italy - VL339/1 - struska
SiO2
56.63TiO2
0.59Al2O3
16.77Fe2O3
3.38FeO
3.80MnO
0.14MgO
2.43CaO
5.36Na2O
3.80K2O
5.27P2O5
0.37LOI
1.44Suma
99.98Mg(Mg/Fe2+)
0.53A/CNK
0.77A/NK
1.40
De Astis et al., 1997