Mafinen — määritelmä, koostumus ja mafiset kivet (basaltti, oliviini)

Mafinen: selkeä määritelmä ja kemiallinen koostumus, mafisten kivien (basaltti, oliviini) ominaisuudet, väri, tiheys ja vulkaaninen käyttäytyminen.

Mafinen on adjektiivi, joka kuvaa runsaasti magnesiumia ja rautaa sisältävää silikaattimineraalia tai magmakiveä. Termi on portmanteau, joka muodostuu sanoista "magnesium" ja "ferri".

Määritelmä ja perusominaisuudet

Mafiset mineraalit ja kivet ovat yleensä väriltään tummia, usein vihreän, mustan tai ruskean sävyisiä. Ne sisältävät runsaasti rautaa (Fe) ja magnesiumia (Mg), minkä vuoksi niiden tiheys on usein suurempi kuin vaaleilla, felsisillä kivillä; tyypillinen ominaispaino on yli 3. Mafisten kivilajien piidioksidipitoisuus (SiO2) on yleensä alhaisempi kuin felsisillä kivillä, tyypillisesti noin 45–52 painoprosenttia, kun taas felsiset kivet ovat yleensä yli ~63 % SiO2. Ultramafiset kivet taas sisältävät vielä vähemmän piidioksidia (alle ~45 %).

Mineraalit ja tavalliset kivilajit

Mafiset mineraalit ovat yleensä väriltään tummia ja niiden ominaispaino on yli 3. Yleisiä kiviä muodostavia mafisia mineraaleja ovat oliviini, pyrokseeni, amfiboli, biotiitti ja muut mikaalit, augiitti ja kalsiumrikkaat plagioklaasimaasälpä. Yleisiä mafisia kiviä ovat basaltti ja gabro.

Eräs keskeinen ero kivilajien välillä liittyy myös tekstuuriin: kun sama magma jäähtyy nopeasti pinnalla, siitä muodostuu hienorakeinen, hienostruktuurinen vulkaaninen kivi kuten basaltti; samasta magmasta hitaasti jäähtyvä sisäinen kivilaji on karkearakenteinen gabro. Ultramafiset kivet, kuten peridiotti, koostuvat pääosin olivinista ja pyrokseenista ja liittyvät usein vaipan kivilajeihin.

Kemiallinen koostumus ja magmakäyttäytyminen

Kemialliselta koostumukseltaan mafiset kivet ovat kivilajispektrin toisella puolella kuin niin sanotut felsiset kivet. Termi vastaa suunnilleen vanhempaa peruskallioluokkaa.

Mafisen laavan viskositeetti on ennen jäähtymistä alhaisempi kuin felsisen laavan, koska sen piidioksidipitoisuus on pienempi. Alhaisempi viskositeetti tarkoittaa, että liekkeet ja kaasut pääsevät helpommin liikkumaan ja että laava virtaa helpommin. Tämän vuoksi mafisesta laavasta tehtyjen tulivuorten purkaukset ovat usein vähemmän räjähdysmäisen voimakkaita kuin felsisen laavan purkaukset; sijaan esiintyy usein laavavirtaumia ja tulivuoren sivuaukkojen pitkittyneitä purkauksia. Useimmat mafisen laavan tulivuoret ovat valtamerten tulivuoria, kuten Havaiji, joissa laava muodostaa laavoja ja laavakenttiä.

Magman jäähtyessä mafiset mineraalit, kuten oliviini ja vähäisessä määrin pyrokseenit, kiteytyvät yleensä varhaisessa vaiheessa (Bowenin kiteytysarvojen mukaisesti). Tämä vaikuttaa kiteytyssarjoihin, erilaisten mineraali­yhdistelmien muodostumiseen ja mahdollisiin kumulaatiorakenteisiin (esim. gabbro- tai peridotittipalojen muodostuminen syvemmällä).

Esiintyminen ja geologinen merkitys

Mafiset magmat ja kivet ovat tyypillisiä merenpohjassa syntyvälle peruskivelle: keskiselännekäytävät (mid-ocean ridges), kuumat pisteet (hotspotit) ja subduktiovyöhykkeiden yhteydessä syntyvä basalttinen tuliperäisyys ovat yleisiä esiintymisympäristöjä. Mafiset kivet muodostavat suuren osan maapallon vaipan koostumuksesta ja muodostavat usein valtamerten litosfäärin perustan.

Mafiset kivet voivat myös esiintyä mantereellisissa piirteissä esimerkiksi laavavirtoina, basalttisina laavakenttinä ja intruusioina, jotka myöhemmin paljastuvat eroosion myötä.

Käyttö ja taloudellinen merkitys

Basaltti ja gabro ovat yhteiskäyttöarvoisia kivilajeja: niitä käytetään rakennusmateriaalina, täytemateriaalina ja murskeena teiden sekä rakennusten perustuksissa. Oliviinista valmistettua materiaalia käytetään joissakin teknisissä sovelluksissa, kuten lämmönkestävissä tuotteissa ja hiontaaineissa. Lisäksi mafisissa ja ultramafisissa kivissä esiintyvät mineraalit voivat kantaa metallisia alkuaineita tai vaipan xenoliitteja, jotka tarjoavat tietoa syvemmän kuoressa ja vaipan prosesseista.

Yhteenveto

Mafinen kuvaa magnesiumpitoisia, rautapitoisia ja silikaatirunsaista mineraaleja ja kiviä, jotka ovat yleensä tummia ja painavampia kuin felsiset kivet. Niiden laavat ovat vähemmän viskooseja, minkä seurauksena purkaukset ovat usein laavavirtausmäisiä. Tavallisia mafisia mineraaleja ovat oliviini ja pyrokseeni, ja tavallisia mafisia kivilajeja ovat basaltti ja gabro. Mafiset kivet ovat keskeisiä maapallon geologiassa, erityisesti valtamerten kuoren ja vaipan dynamiikassa.

Kysymyksiä ja vastauksia

K: Mihin termi "mafinen" viittaa?

K: Miten termi "mafinen" on johdettu?

K: Mitkä ovat mafisten mineraalien ominaisuuksia?

K: Mitkä ovat joitakin yleisiä kiviä muodostavia mafisia mineraaleja?

Kysymys: Mitkä ovat yleisiä mafisia kivilajeja?

K: Mikä erottaa mafiset kivet felsisistä kivistä?

K: Mitä eroa on mafisella ja felsisellä laavalla viskositeetin ja räjähtävyyden suhteen?

Hae kirjaimella