Содержание
- Что такое пемза?
- Как образуется пемза?
- Газ и пемза на извержении Пинатубо
- Гора Мазама Извержение (Кратерное озеро)
- Композиция из пемзы
- Пемза имеет очень низкий удельный вес
- Использование пемзы
- Производство пемзы и пумицита
- Импортированная пемза и заменители
Пемза: Этот образец показывает пенистую везикулярную текстуру пемзы. Он имеет удельный вес менее единицы и будет плавать на воде. Это около пяти сантиметров (два дюйма) в поперечнике.
Пемза на горе Святой Елены: Пирокластический поток иногда будет содержать большие куски пемзы. На этой фотографии изображен ученый USGS, исследующий блоки пемзы на носке пирокластического потока на горе Сент-Хеленс. Изображение Терри Лейли, Sandia Labs.
Что такое пемза?
Пемза - это светлая, чрезвычайно пористая магматическая порода, которая образуется во время взрывных извержений вулканов. Он используется в качестве заполнителя в легком бетоне, в качестве ландшафтного заполнителя и в качестве абразива в различных промышленных и потребительских товарах. Многие образцы имеют достаточно высокую пористость, чтобы они могли плавать на воде до тех пор, пока они не станут медленно заболоченными.
Пемза карьер: Фотография отложений слоистой пемзы, полученных пирокластическими потоками на горе Сент-Хеленс, штат Вашингтон. USGS изображение Л. Топинки.
Рок & Минеральные Комплекты: Получить камень, минерал или ископаемый комплект, чтобы узнать больше о материалах Земли. Лучший способ узнать о камнях - это иметь образцы, доступные для тестирования и экспертизы.
Как образуется пемза?
Поровые пространства (известные как везикулы) в пемзе являются ключом к ее формированию. Везикулы на самом деле представляют собой пузырьки газа, которые были захвачены в скале во время быстрого охлаждения богатой газом пенистой магмы. Материал охлаждается так быстро, что атомы в расплаве не могут упорядочиться в кристаллическую структуру. Таким образом, пемза представляет собой аморфное вулканическое стекло, известное как «минералоид».
Некоторые магмы содержат несколько процентов растворенного газа по весу, пока они находятся под давлением. Остановись на минуту и подумай об этом. Газ очень мало весит на поверхности Земли, но эти магмы под давлением могут содержать несколько процентов по весу газа, удерживаемого в растворе.
Это похоже на большое количество растворенного углекислого газа в запечатанной бутылке газированного напитка, такого как пиво или газированная вода. Если вы встряхиваете контейнер, а затем сразу же открываете бутылку, внезапное снижение давления позволяет газу выходить из раствора, и напиток выливается из контейнера в пенистом беспорядке.
Восходящее тело магмы, нагруженное растворенным газом под давлением, ведет себя аналогичным образом. Когда магма прорывается сквозь поверхность Земли, внезапное падение давления вызывает выход газа из раствора. Это то, что производит огромный выброс газа высокого давления из вентиляционного отверстия.
Этот поток газа из вентиля измельчает магму и выдувает ее как расплавленную пену. Пена быстро затвердевает, когда летит по воздуху и падает на Землю в виде кусочков пемзы. Самые крупные извержения вулканов могут выбросить много кубических километров материала. Этот материал может варьироваться по размеру от мельчайших частиц пыли до больших блоков пемзы размером с дом.
Большие извержения могут покрыть ландшафт вокруг вулкана более чем 100-метровой пемзой и выбросить пыль и пепел высоко в атмосферу.
В разделах ниже приводятся цитаты из отчетов Геологической службы США, описывающих производство пемзы при двух крупных извержениях.
Пинатубо извержения: Взрывное извержение горы Пинатубо на Филиппинах 12 июня 1991 года выбросило более пяти кубических километров материала и было оценено как извержение VEI 5 по индексу вулканической взрывоопасности. Большая часть этого материала была пемзой лапилли (см. Изображение ниже), которая покрывала ландшафт вокруг вулкана. USGS изображение.
Пинатубо пемза: Осколки дацитовой пемзы, извергнутые на горе Пинатубо, Филиппины, во время огромного извержения 15 июня 1991 года. Фото W.E. Скотт, изображение USGS.
Газ и пемза на извержении Пинатубо
Второе самое мощное извержение вулкана 20-го века произошло на горе Пинатубо в 1991 году. Приведенное ниже описание объясняет, как огромные объемы растворенного газа привели к извержению и как кубическая миля пепла и пемзы лапилли была взорвана вулканом.
«С 7 по 12 июня первая магма достигла поверхности горы Пинатубо. Поскольку она потеряла большую часть газа, содержащегося в ней, по пути к поверхности, магма вытекла, образовав лавовый купол, но не стала причиной взрыва. Извержение. Однако 12 июня миллионы кубических ярдов заряженной газом магмы достигли поверхности и взорвались в вновь пробуждающихся вулканах.Когда 15 июня еще более сильно заряженная газом магма достигла поверхности Пинатубоса, вулкан взорвался в результате катастрофического извержения, извергшего более 1 кубической мили материала. Одеяло из вулканического пепла и пемзы лапилли покрыло сельскую местность.
Огромные лавины жгучего горячего пепла, газа и пемзы прорывались по склонам горы Пинатубо, заполняя некогда глубокие долины свежими вулканическими отложениями толщиной до 660 футов. Извержение удаляло столько вулкана и магмы из-под вулкана, что саммит рухнул, образовав большую вулканическую впадину длиной 1,6 мили. "
Плот Плот: «Плот» из легкой пемзы, плавающей на поверхности южной части Тихого океана после извержения на островах Тонга. Изображение НАСА.
Гора Мазама Извержение (Кратерное озеро)
«Катастрофическое извержение горы Мазама 7 700 лет назад началось с единственного отверстия на северо-восточной стороне вулкана в виде возвышающейся колонны пемзы и пепла, высота которой достигала около 30 миль. Ветры переносили пепел через большую часть тихоокеанского северо-запада и части южная Канада. Так много магмы извергалось, что вулкан начал разрушаться сам по себе. Когда рухнула вершина, вокруг вершины образовались круглые трещины. Больше магмы прорывалось через эти трещины, чтобы скатываться вниз по склонам в виде пирокластических потоков. Отложения от этих потоков частично В долинах вокруг горы Мазама находилось до 300 футов пемзы и пепла. По мере того, как извергалось все больше магмы, разрушение продолжалось, пока пыль не осела, обнаружив вулканическую впадину, называемую кальдерой, диаметром 5 миль и глубиной 1 милю ".
Плот Плот: Вид на плот пемзы с лодки. Волны видны движущимися под пемзой. Плоты могут плавать в течение многих лет, пока вся пемза не станет заболоченной и не утонет, или она не рассеется волнами и ветром. USGS изображение.
Композиция из пемзы
Большинство пемзы извергается из магм, которые сильно заряжены газом и имеют риолитовый состав. Редко пемза может прорываться из заряженных газом магм базальтового или андезитового состава.
Пантеон: Часть бетона, использованного римлянами в 126 году нашей эры для строительства Пантеона, была легким материалом, изготовленным из пемзы. Фотография Роберты Драган, используется по лицензии Creative Commons.
Пемза имеет очень низкий удельный вес
Обильные везикулы в пемзе и тонкие стенки между ними придают скале очень низкий удельный вес. Обычно он имеет удельный вес менее единицы, что дает скале возможность плавать на воде.
Большое количество пемзы, производимой некоторыми островными и подводными извержениями, будет всплывать на поверхность и выталкиваться ветрами. Пемза может плавать в течение длительных периодов времени - иногда лет - прежде чем она, наконец, станет заболоченной и утонет. Большие массы плавающей пемзы известны как "плоты пемзы". Они достаточно велики, чтобы их можно было отслеживать с помощью спутников, и представляют опасность для судов, которые проходят через них (см. Изображения).
Изделия из пемзы: Разнообразие товаров для красоты и здоровья, содержащих пемзу. Они включают в себя знаменитое «мыло лавы», которое очищает грязные руки с помощью крошечных кусочков абразива пемзы, крем-скраб для ног, который служит отшелушивающим средством для сглаживания «сандаловых ног», два камня пемзы и губка со встроенным абразивом пемзы.
Использование пемзы
Наибольшее использование пемзы в Соединенных Штатах - производство легких бетонных блоков и других легких бетонных изделий. Когда этот бетон смешивается, пузырьки остаются частично заполненными воздухом. Это уменьшает вес блока. Более легкие блоки могут снизить требования к конструкционной стали здания или уменьшить требования к фундаменту. Захваченный воздух также дает блокам большую изоляционную ценность.
Второе наиболее распространенное использование пемзы в озеленении и садоводстве. Пемза используется как декоративное почвопокровное растение в озеленении и насаждениях. Используется в качестве дренажного камня и кондиционера почвы в насаждениях. Пемза и скория также являются популярными породами для использования в качестве субстрата в гидропонном садоводстве.
У пемзы есть много других применений. Вместе они составляют менее нескольких процентов потребления в Соединенных Штатах, но это те продукты, о которых большинство людей думают, когда слышат слово «пемза».
Многие люди находили мелкие камешки из пемзы в карманах совершенно новых «вымытых камнем джинсов», и почти все видели знаменитое «мыло лавы», в котором пемза используется в качестве абразива. Ниже мы перечислим эти и некоторые другие мелкие виды использования пемзы (в произвольном порядке).
- абразив в кондиционере "вымытый" деним
- абразивный материал в слитках и жидкое мыло, такое как "Lava Soap"
- абразив в карандашных ластиках
- абразив в отшелушивающих кожу продуктах
- тонкий абразив, используемый для полировки
- тяговый материал на заснеженных дорогах
- усилитель тяги в резине шины
- абсорбент в кошачьем туалете
- мелкозернистый фильтрующий материал
- легкий наполнитель для гончарной глины
Производство пемзы и пумицита
Пемза производится в двух формах: каменная пемза и пумицит. «Пумицит» - это название очень мелкозернистой пемзы (менее 4 миллиметров в диаметре до субмиллиметровых размеров). Слово может использоваться как синоним «вулканического пепла». Его добывают из отложений вулканического пепла или его можно получить путем дробления каменной пемзы.
В 2011 году в Соединенных Штатах было добыто около 500 000 метрических тонн пемзы и пумицита. Общая стоимость этой пемзы составила около 11 200 000 долларов США, или в среднем около 23 долларов США за тонну на шахте. Государства-производители были в порядке уменьшения производства:
- Орегон
- Невада
- Айдахо
- Аризона
- Калифорния
- Нью-Мексико
- Канзас
Пемза Ретикулит: Ретикулит - это базальтовая пемза, в которой все пузырьки лопнули, оставляя сотовую структуру. Фотография Дж. Д. Григгса, изображение USGS.
Импортированная пемза и заменители
Все производство пемзы в Соединенных Штатах происходит к западу от реки Миссисипи. В 2011 году большая часть пемзы для потребления в восточной части Соединенных Штатов была импортирована из Греции.
В восточной части Соединенных Штатов расширенный заполнитель, производимый путем нагревания определенных типов сланца в контролируемых условиях, используется в качестве замены пемзы в легких заполнителях, садоводстве и ландшафтном дизайне.