Fonolit
Kategória: Vulkanické
Typ: vulkanické
Všeobecné: Fonolit je pomerne raritná vulkanická hornina chemickým zložením pohybujúcim sa medzi mafickými a felzickými horninami. Jeho hlbinným ekvivalentom je nefelínový syenit. Skladá sa prevažne z alkalického živca, menej sú v nej zastúpené foidy a mafické minerály. Ak je jediným foidom nefelín a/alebo hauÿn, hornina sa na nazáva fonolit. Ak však prevláda leucit nad nefelínom, tak horninu pomenujeme ako leucitový fonolit, prípadne leucitovo-nefelínový fonolit ak je nefelínu viac ako leucitu (Le Maitre et al., 2002). Fonolity, ktoré obsahujú sodný pyroxén a/alebo amfibol sú peralkalické fonolity.
Pôvod názvu: Pôvod názvu je v samotnej hornine, ktorá pri poklepaní vydáva kovový zvuk - znie. Pomenovaná je z gréckeho phone – zvuk a lithos – kameň. Ako prvý ju pod týmto názvom publikoval Cordier v roku 1816. Mnohí poznajú fonolit aj pod familiárnym označením znelec.
Lokalita: Pico de Teide („Pekelná hora“), Tenerife, Kanárske ostrovy, Španielsko (vzorku daroval J. Pavlík)
GPS: 28° 16' 17,2" N, 16° 38' 18,9" W
Hlavné minerály: Alkalický živec - anortoklas (Ab69,5-70,4An6,0-9,2Or20,3-25,3), klinopyroxén – salit – fenokryštál (Fs11-18En37-41Wo45-47) (Ablay et al., 1998) a (Fs15,2-15,9En38,6-39,6Wo45,0-45,5) (elektrónová mikroanalýza – nepublikované údaje). V súčasnosti je salit klasifikovaný ako Fe varieta diopsidu. Niektoré sality z Pico de Teide sú bohaté na Na (do 1 hmot. % Na2O) a klasifikujú sa ako Na-salit. Sklo v intergranulárnych priestoroch je fonolitového zloženia, v ktorom je obsah SiO2 58,1-58,2 hmot. % a obsah alkálií Na2O + K2O 15,7-15,8 hmot. % (elektrónová mikroanalýza – nepublikované údaje Huraiová 2022).
Akcesorické minerály: Fe-Ti oxidy (magnetit a Ti-magnetit), ilmenit, nefelín, biotit a apatit.
Klasifikácia: Podľa modálneho zloženia v QAPF diagrame pre vulkanické horniny (Streckeisen, 1978) je pole fonolitu definované modálnym obsahom foidov (F 10 – 60 %) a plagioklasovým pomerom P/(P + A) medzi 0 - 10. Ak nie je možné určiť modálne zloženie, klasifikuje sa na v TAS diagrame (Total alkali-silica diagram) pre vulkanické horniny na základe obsahu SiO2, Na2O a K2O (Le Bas et al., 1986), kde spadá do poľa fonolitu.
Farba: Čierna.
Textúra: Masívna, pórovitá, miestami fluidálna.
Zrnitosť: Jemnozrnná hornina so skleným leskom. Voľným okom sú viditeľné fenokryštály živca a pyroxénu.
Štruktúra: Hemikryštalická, pilotaxitická, porfyrická.
Premeny: Hornina nie je premenená, je úplne čerstvá.
Petrografická charakteristika: Hornina je čierna, mierne pórovitá, s nápadným skleným leskom, lebo sa jedná o veľmi čerstvú horninu. Makroskopicky v nej vynikajú svetlé porfyrické výrastlice živcov do veľkosti 2 mm. Pri detailnejšom mikroskopickom pozorovaní sa dajú odlíšiť aj porfyrické výrastlice klinopyroxénu – Fe-bohatého diposidu – salitu až augitu. Vzorka pochádza z vrcholovej časti stratovulkánu Pico de Teide, ktorý sa nachádza v centrálnej časti ostrova Tenerife. S výškou 3718 m je najvyšším bodom Španielska a súčasne je aj najvyšším bodom pre všetky ostrovy v Atlantickom oceáne. Ostrov Tenerife, najväčší ostrov Kanárskeho súostrovia, je oceánsky ostrov situovaný na oceánskom type platne. Svojou výškou (od dna Atlantiku po vrchol – cca 7000 m) a objemom vulkanického materiálu je 3 najväčším vulkánom sveta. Vrcholy stratovulkánov Pico de Teide a blízkeho Pico Viejo sú dnes súčasti Národného parku Nacional del Teide, ktorý bol v roku 2007 zapísaný do UNESCO. Vzhľadom k blízkym osídleným oblastiam je vulkán zapísaný do zoznamu 16 najnebezpečnejších sopiek sveta - Decade Volcanoes. Posledná vulkanická aktivita tu bola v roku 1909, kedy sa na SZ svahu Pico Viejo pohyboval 5 km dlhý lávový prúd. Stratovulkán je štruktúrne nestabilný a predstavuje veľký geohazard. Preto tu neustále prebiehajú geofyzikálne merania s cieľom lokalizovať magmatické rezervoáry pod vulkánom (PiñaVaras et al., 2018).
Využitie: Na výrobu dlažby, znelcového skla. Používa sa aj ako prísada do betónu, alebo na výrobu štrku.
Literatúra: Ablay, G.J., Carroll, M.R., Palmer, M.R., Martí, J., Sparks, S.J., 1998 : Basanite-phonolite Lineags of the Teide-Pico Viejo Volcanic Complex, Tenerife, Canary Islands. Journal of Petrology, 39, 5, 905-936. Le Bas, M.J., Le Maitre, R.W., Streckeisen, A. & Zanettin, B., 1986: A Chemical Classification of Volcanic Rocks Based on the Total Alkali-Silica Diagram. Journal of Petrology, 27, 3, 745 – 750. Cordier, P.L.A., 1816: Sur les substances minerales dites en masses qui entrent dans la composition des roches volcaniques de tous les ages. Journal de Physique, de Chimie et d’Histoire Naturelle. Paris. Vol.83, p.352–386. [Alloite, Asclerine, Cinerite, Peperite, Phonolite, Pumite, Spodite, Trassoite, Tufaite] Le Maitre, R.W., Streckeisen, A., Zanettin, B., Le Bas, M.J., Bonin, B., Bateman, P., Bellien,i G., Dudek, A., Efremova, S., Kelle,r J., Lameyre, J., Sabine, P.A., Schmid, R., Sørensen, H., Woolley, A.R., 2002: Igneous Rocks: A Classification and Glossary of Terms. Recommendationas of the International Union of Geological Sciences. Subcommision on the Systematics of Igneous Rocks. Cambridge University Press, Cambridge, UK, 236 pp. PiñaVaras, P., Ledo, J., Queralt, P., Marcuello, A., Perez, N., 2018: On the detectability of Teide volcano magma chambers (Tenerife, Canary Islands) with magnetotelluric data. Earth, Planets and Space, 70, 14, 11 pp. https://doi.org/10.1186/s40623-018-0783-y Streckeisen, A., 1978: IUGS Subcommision on the Systematics of Igneous Rocks. Classification and nomenclature of volcanic rocks, lamprophyres, carbonatites and melilite rocks. Recommendatiins and suggestions. Neues Jahrbuch für Mineralogie. Stuttgard. Abhandlungen. 143, 1-14.
Mikrofotografie
Idiomorfné porfyrické výrastlice klinopyroxénu – Cpx, Fe-bohatého diopsidu - salitu, alkalického živca - Kfs a magnetitu - Mag v jemnozrnnej základnej hmote tvorenej plagioklasom - Pl a sklom - Glass. Ojedinele sa v hornine vyskytuje aj apatit – Ap (obrázok vpravo dole). Magnetit je v rovinne polarizovanom svetle aj v skrížených nikoloch stále čierny, lebo väčšinu svetla, ktoré dopadne na jeho povrch odráža. Radí sa medzi opakné (opakové) minerály. Klinopyroxén má v skrížených nikoloch pestrú interferenčnú farbu na rozdiel od alkalických živcov a plagioklasu, ktoré majú interferenčné farby v odtieňoch sivobielej a sivej. Vulkanické sklo má v rovinne polarizovanom svetle svetlo hnedú farbu a v BSE obrázku sú v ňom pozorovateľné drobné lištovité výrastlice plagioklasu – Pl. Porfyrické výrastlice Fe-bohatého diopsidu - salitu sú oscilačne zonálne, čo je dobre viditeľné nielen v prechádzajúcom svetle pri jednom nikole (na okraji je iný odtieň zelenej) ale hlavne v BSE obrázkoch (spätne rozptýlené elektróny - back scattered electrons) získaných pomocou elektrónového mikroanalyzátora (obrázok vpravo dole), kde má jadro klinopyroxénu svetlejší odtieň sivej v dôsledku vyššieho obsahu Fe. Hornina je pri mikroskopickom pozorovaní pórovitá, čo je dobre viditeľné v rovinne polarizovanom svetle (drobné zaoblené útvary – prázdne priestory vznikajúce po úniku vulkanických plynov), alebo v BSE obrázkoch, kde sú póry čiernej farby. Veľké množstvo vulkanického skla v hornine svedčí o rýchlom utuhnutí fonolitu na povrchu. Inklúzia (uzavrenina) silikátovej taveniny – melt inclusion v alkalickom živci – Kfs je dôkaz magmatického pôvodu horniny. Inklúzia taveniny bola uzavretá počas rastu alkalického živca. Šírka horných mikrofotografií je 2,2 mm. Spodné dva obrázky majú svoju samostatnú mierku.
Normatívne zloženie
Fonolit má vysoký obsah normatívneho albitu - ab, ortoklasu - or a nefelínu - ne. Okrem bežných normatívnych minerálov obsahuje fonolit z vulkánu Teide na Kanárskych ostrovoch aj normatívny akmit – ac, v ktorom sa umiestnil zvyšok molárnej proporcie Na po vytvorení albitu. Nedosýtenie horniny kremeňom sa prejavuje prítomnosťou normatívneho nefelínu - ne. Fonolit nie je hornina korund – c, normatívna.
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. %)
58.92
0.76
19.12
3.82
0.00
0.17
0.72
1.32
8.86
5.27
0.13
99.09
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
0.9807
0.0095
0.1875
0.0239
0.0024
0.0024
0.0179
0.0235
0.1429
0.0559
0.0009
ap
0.0031
0.0009
0.0009
328.68
0.30
il
0.0024
0.0024
0.0024
151.75
0.36
ru
0.0071
0.0071
79.90
0.57
or
0.3357
0.0559
0.0559
0.0559
556.67
31.14
ac
0.0455
0.0114
0.0114
0.0114
462.02
5.25
hm
0.0126
0.0126
159.69
2.00
di
0.0357
0.0000
0.0179
0.0179
0.0179
216.56
3.87
wo
0.0026
0.0026
0.0026
116.17
0.30
ab
0.4471
0.0745
0.0745
0.0745
524.46
39.08
ne
0.1141
0.0571
0.0571
0.0571
284.11
16.21
D: 0.2283
D1: 0.2283
D2: 0.2283
Mg/(Mg+Fe2+): 99.09
Suma hmot. % normatívnych: 99.09
Poznámka: Časť provizórneho albitu – ab´ bola premenená na nefelín - ne a zvyšok tvorí skutočný normatívny albit – ab. Normatívny ilmenit - il bol vytvorený z molárnej proporcie MnO, ktorá sa priraďuje k molárnej proporcii FeO, lebo v chemickej analýze bolo všetko železo stanovené ako Fe2O3. Normatívny diopsid - di bol vytvorený na základe molárnej proporcie MgO, ktorá bola netradične menšia ako molárna proporcia CaO. Zo zvyšku CaO ešte vznikol normatívny wollastonit - wo. Zvyšok molárnej proporcie TiO2 po vytvorení normatívneho ilmenitu - il je v rutile - ru. Zvyšok molárnej proporcie Fe2O3 je po vytvorení ilmenitu – il umiestnený v hematite – hm.
Chemické zloženie
Fonolit má na základe obsahu SiO2 intermediárne zloženie v rozmedzí 52 – 63 hmot. %. Jedná sa o alkalickú horninu, kde je obsah alkáli (Na2O + K2O) minimálne 12 hmot. %, kde prevláda Na2O and K2O. Fonolit z Teide (chemická analýza - vzorka T1-27-2 z jednotky tf1, Ablay et al., 1998) má prebytok molekulárneho obsahu Na2O a K2O nad Al2O3, čo sa prejavilo prítomnosťou normatívneho akmitu – je to teda peralkalická hornina s peralkalickým indexom P.I. = NK/A = 1,05. Peralkalický index zo vzorky TEI-1 (Huraiová 2022, nepublikovaná analýza) je hodnota 1,05. Peralkalický index je molárny pomer (Na2O + K2O)/Al2O3 a u peralkalických hornín je vždy väčší ako 1. Súčasne je nedosýtený kremeňom, lebo obsahuje normatívny nefelín. Predpokladá sa, že fonolit na Pico Teide vznikol frakčnou kryštalizáciou bazanitovej materskej magmy, z ktorej postupne vykryštalizovali fenokryštály alkalického živca - anortoklasu a diopsidu bohatého na Fe a Na.
Pico de Teide, Tenerife, Kanárske ostrovy, Španielsko - fonolit, T1-27-2, jednotka tf1
SiO2
58.72TiO2
0.76Al2O3
19.12Fe2O3
3.82FeO
0.00MnO
0.17MgO
0.72CaO
1.32Na2O
8.86K2O
5.27P2O5
0.13LOI
0.60Suma
99.69Mg(Mg/Fe2+)
1.000A/CNK
0.84A/NK
0.94
Ablay et al. 1998