NộI Dung
- Pumice là gì?
- Pumice hình thành như thế nào?
- Khí và đá bọt tại vụ phun trào Pinatubo
- Núi Mazama phun trào (Hồ miệng núi lửa)
- Thành phần của đá bọt
- Pumice có trọng lượng riêng rất thấp
- Công dụng của đá bọt
- Sản xuất đá bọt và đá bọt
- Pumice nhập khẩu và thay thế
Đá bọt: Mẫu vật này cho thấy kết cấu mụn nước của đá bọt. Nó có trọng lượng riêng nhỏ hơn một và sẽ nổi trên mặt nước. Nó dài khoảng năm centimet (hai inch).
Đá bọt ở núi St. Helens: Một dòng chảy pyroclastic đôi khi sẽ chứa những mảnh đá bọt lớn. Bức ảnh này cho thấy một nhà khoa học USGS đang kiểm tra các khối đá bọt ở đầu dòng chảy pyroclastic tại Núi St. Helens. Hình ảnh của Terry Leighley, Phòng thí nghiệm Sandia.
Pumice là gì?
Pumice là một loại đá lửa có màu sáng, cực kỳ xốp, hình thành trong các vụ phun trào núi lửa bùng nổ. Nó được sử dụng làm cốt liệu trong bê tông nhẹ, làm cốt liệu tạo cảnh quan, và làm chất mài mòn trong một loạt các sản phẩm công nghiệp và tiêu dùng. Nhiều mẫu vật có độ xốp đủ cao để chúng có thể nổi trên mặt nước cho đến khi chúng từ từ bị úng nước.
Mỏ đá bọt: Hình ảnh về mỏ đá bọt phân tầng được tạo ra bởi dòng chảy pyroclastic tại Núi St. Helens, Washington. Hình ảnh USGS của L. Topinka.
Bộ dụng cụ đá & khoáng sản: Nhận một bộ đá, khoáng sản hoặc hóa thạch để tìm hiểu thêm về các vật liệu Trái đất. Cách tốt nhất để tìm hiểu về đá là có sẵn mẫu vật để thử nghiệm và kiểm tra.
Pumice hình thành như thế nào?
Các không gian lỗ rỗng (được gọi là mụn nước) trong đá bọt là một đầu mối để hình thành nó. Các mụn nước thực sự là các bong bóng khí đã bị giữ lại trong đá trong quá trình làm lạnh nhanh chóng của một magma frothy giàu khí. Các vật liệu nguội đi nhanh đến mức các nguyên tử trong tan chảy không thể tự sắp xếp thành một cấu trúc tinh thể. Do đó, đá bọt là một loại thủy tinh núi lửa vô định hình được gọi là "khoáng chất".
Một số magma chứa vài phần trăm khí hòa tan theo trọng lượng trong khi chúng chịu áp lực. Dừng lại một chút và suy nghĩ về điều đó. Khí nặng rất ít trên bề mặt Trái đất, nhưng những magma dưới áp lực này có thể chứa vài phần trăm khí theo trọng lượng được giữ trong dung dịch.
Điều này tương tự với lượng lớn carbon dioxide hòa tan trong một chai nước giải khát có ga kín như bia hoặc soda. Nếu bạn lắc bình chứa, sau đó mở chai ngay lập tức, việc giải phóng áp suất đột ngột cho phép khí thoát ra khỏi dung dịch, và đồ uống phun ra từ bình chứa trong một mớ hỗn độn.
Một cơ thể magma đang trỗi dậy, được tăng áp với khí hòa tan dưới áp lực, hành xử theo cách tương tự. Khi magma phá vỡ bề mặt Trái đất, sự sụt giảm áp suất đột ngột khiến khí thoát ra khỏi dung dịch. Đây là những gì tạo ra sự vội vã lớn của khí áp suất cao từ lỗ thông hơi.
Luồng khí từ lỗ thông hơi này phá hủy magma và thổi nó ra như một bọt nước nóng chảy. Bọt biển nhanh chóng đông cứng lại khi nó bay trong không khí và rơi trở lại Trái đất như những mảnh đá bọt. Các vụ phun trào núi lửa lớn nhất có thể phóng ra nhiều km khối vật liệu. Vật liệu này có thể có kích thước từ các hạt bụi nhỏ đến các khối đá bọt lớn bằng kích thước của một ngôi nhà.
Các vụ phun trào lớn có thể che phủ cảnh quan xung quanh núi lửa với hơn 100 mét đá bọt và phóng bụi và tro bụi cao vào bầu khí quyển.
Các phần dưới đây đưa ra trích dẫn từ các báo cáo Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ mô tả việc sản xuất đá bọt tại hai vụ phun trào lớn.
Pinatubo phun trào: Vụ nổ núi lửa Pinatubo ở Philippines vào ngày 12 tháng 6 năm 1991 đã phun ra hơn năm km khối vật liệu và được đánh giá là vụ phun trào VEI 5 về chỉ số nổ núi lửa. Phần lớn vật liệu đó là đá lapilli (xem hình ảnh bên dưới) che phủ cảnh quan xung quanh núi lửa. Hình ảnh USGS.
Pinatubo pumice: Các mảnh đá bọt của Dacitic phun trào bởi Núi Pinatubo, Philippines, trong một vụ phun trào khổng lồ vào ngày 15 tháng 6 năm 1991. Ảnh của W.E. Scott, hình ảnh USGS.
Khí và đá bọt tại vụ phun trào Pinatubo
Vụ phun trào núi lửa mạnh thứ hai trong thế kỷ 20 là tại Núi Pinatubo năm 1991. Mô tả dưới đây giải thích khối lượng khí hòa tan khổng lồ đã tạo ra vụ phun trào và cách một dặm khối tro và đá bọt được phun ra từ núi lửa.
"Từ ngày 7 đến ngày 12 tháng 6, magma đầu tiên chạm tới bề mặt núi Pinatubo. Bởi vì nó đã mất phần lớn khí chứa trên đường lên bề mặt, magma chảy ra để tạo thành một vòm nham thạch nhưng không gây ra vụ nổ Tuy nhiên, vào ngày 12 tháng 6, hàng triệu mét khối magma tích khí đã chạm tới bề mặt và phát nổ trong những ngọn núi lửa đang bùng phát lần đầu tiên.Khi magma tích điện cao hơn nữa chạm tới bề mặt Pinatubos vào ngày 15 tháng 6, ngọn núi lửa đã phát nổ trong một vụ phun trào thảm khốc, phun ra hơn 1 dặm khối vật liệu. Một tấm chăn tro bụi núi lửa và đá cuội phủ kín vùng quê.
Những trận tuyết lở khổng lồ làm cháy tro, khí đốt và đá bọt ầm ầm đổ xuống sườn núi Pinatubo, lấp đầy các thung lũng sâu một lần với các mỏm núi lửa mới dày tới 660 feet. Đợt phun trào loại bỏ rất nhiều magma và đá từ bên dưới núi lửa mà hội nghị thượng đỉnh sụp đổ để tạo thành một chỗ lõm núi lửa lớn 1,6 dặm."
Pumice bè: Một "bè" đá bọt nhẹ nổi trên bề mặt Nam Thái Bình Dương sau một vụ phun trào ở quần đảo Tonga. Hình ảnh NASA.
Núi Mazama phun trào (Hồ miệng núi lửa)
"Các vụ phun trào đại hồng thủy của Núi Mazama 7.700 năm trước bắt đầu từ một lỗ thông hơi đơn ở phía đông bắc của núi lửa như một cột cao chót vót của đá bọt và tro mà đạt khoảng 30 dặm cao. Gió mang tro ở hầu khắp các vùng Tây Bắc Thái Bình Dương và các bộ phận của miền nam Canada. Rất nhiều magma phun trào khiến núi lửa bắt đầu tự sụp đổ. Khi đỉnh núi sụp đổ, các vết nứt tròn mở ra xung quanh đỉnh núi. Nhiều magma phun trào qua các vết nứt này để chạy xuống sườn dốc khi dòng chảy pyroclastic. điền các thung lũng xung quanh núi Mazama với lên đến 300 feet của đá bọt và tro. Như magma hơn đã nổ ra, sự sụp đổ tiến triển cho đến khi bụi giải quyết để lộ một chỗ lõm núi lửa, được gọi là một miệng núi lửa, 5 dặm đường kính một dặm sâu ".
Pumice bè: Quang cảnh một chiếc bè đá bọt từ một chiếc thuyền. Sóng có thể được nhìn thấy di chuyển dưới đá bọt. Các bè có thể nổi trong nhiều năm cho đến khi tất cả các đá bọt bị úng và chìm hoặc nó bị tiêu tan bởi sóng và gió. Hình ảnh USGS.
Thành phần của đá bọt
Hầu hết các đá bọt phun trào từ magma có tính khí cao và có thành phần rhyolitic. Hiếm khi, đá bọt có thể phun trào từ magma tích điện của thành phần bazan hoặc andesitic.
Đền: Một số bê tông được sử dụng để xây dựng Pantheon bởi người La Mã vào năm 126 sau Công nguyên là vật liệu nhẹ được làm bằng cốt liệu đá bọt. Nhiếp ảnh của Roberta Dragan, được sử dụng theo giấy phép Creative Commons.
Pumice có trọng lượng riêng rất thấp
Các mụn nước dồi dào trong đá bọt và các bức tường mỏng giữa chúng tạo cho đá một trọng lượng riêng rất thấp. Nó thường có trọng lượng riêng nhỏ hơn một, tạo cho đá khả năng nổi trên mặt nước.
Một lượng lớn đá bọt được sản xuất bởi một số hòn đảo và các vụ phun trào dưới đáy biển sẽ nổi trên bề mặt và bị gió đẩy đi. Đá bọt có thể nổi trong thời gian dài - đôi khi nhiều năm - trước khi cuối cùng nó bị úng và chìm. Khối lượng lớn của đá bọt nổi được gọi là "bè đá bọt". Chúng đủ lớn để được theo dõi bởi các vệ tinh và là mối nguy hiểm cho những con tàu đi qua chúng (xem hình ảnh).
Sản phẩm đá bọt: Một loạt các sản phẩm sức khỏe và sắc đẹp có chứa đá bọt. Chúng bao gồm "Xà phòng Lava" nổi tiếng có tác dụng làm sạch bàn tay bẩn bằng những miếng đá bọt nhỏ, kem tẩy da chân có tác dụng như một chất tẩy da chết để làm mịn "bàn chân sandal", hai viên đá bọt và bọt biển với đá mài.
Công dụng của đá bọt
Việc sử dụng đá bọt lớn nhất ở Hoa Kỳ là sản xuất các khối bê tông nhẹ và các sản phẩm bê tông nhẹ khác. Khi bê tông này được trộn, các túi vẫn chứa đầy một phần không khí. Điều đó làm giảm trọng lượng của khối. Các khối nhẹ hơn có thể làm giảm các yêu cầu thép kết cấu của một tòa nhà hoặc giảm các yêu cầu nền móng. Không khí bị mắc kẹt cũng mang lại cho các khối có giá trị cách điện lớn hơn.
Việc sử dụng phổ biến thứ hai của đá bọt là trong cảnh quan và làm vườn. Các đá bọt được sử dụng như một lớp phủ mặt đất trang trí trong cảnh quan và người trồng. Nó được sử dụng làm đá thoát nước và điều hòa đất trong rừng trồng. Đá bọt và rau mùi cũng là những loại đá phổ biến để sử dụng làm chất nền trong làm vườn thủy canh.
Pumice có nhiều công dụng khác. Cùng nhau những tài khoản này chiếm ít hơn một vài phần trăm tiêu dùng ở Hoa Kỳ, nhưng đây là những sản phẩm mà hầu hết mọi người nghĩ đến khi họ nghe thấy từ "đá bọt".
Rất nhiều người đã tìm thấy đá cuội nhỏ trong túi quần jean "đá rửa" hoàn toàn mới và hầu như mọi người đều thấy "Xà phòng Lava" nổi tiếng sử dụng đá bọt như một chất mài mòn. Dưới đây chúng tôi liệt kê những điều này và một số sử dụng nhỏ khác của đá bọt (không theo thứ tự cụ thể).
- một chất mài mòn trong điều hòa denim "đá rửa"
- một chất mài mòn trong thanh và xà phòng lỏng như "Xà phòng Lava"
- một mài mòn trong tẩy bút chì
- một chất mài mòn trong các sản phẩm tẩy tế bào chết cho da
- một chất mài mòn tốt được sử dụng để đánh bóng
- một vật liệu lực kéo trên những con đường phủ đầy tuyết
- một chất tăng cường lực kéo trong lốp cao su
- một chất hấp thụ trong mèo
- một phương tiện lọc hạt mịn
- Chất độn nhẹ cho đất sét gốm
Sản xuất đá bọt và đá bọt
Đá bọt được sản xuất dưới hai dạng: đá bọt và đá bọt. "Pumicite" là tên được đặt cho đá bọt rất mịn (đường kính nhỏ hơn 4 mm xuống kích thước dưới cỡ). Từ này có thể được sử dụng đồng nghĩa với "tro núi lửa". Nó được khai thác từ các mỏ tro núi lửa, hoặc nó có thể được sản xuất bằng cách nghiền nát đá bọt.
Khoảng 500.000 tấn đá bọt và đá bọt đã được khai thác ở Hoa Kỳ vào năm 2011. Tổng giá trị của đá bọt này là khoảng 11.200.000 đô la, hoặc trung bình khoảng 23 đô la mỗi tấn tại mỏ. Các quốc gia sản xuất, theo thứ tự giảm sản xuất:
- Oregon
- Nevada
- Idaho
- Arizona
- California
- Mexico mới
- Kansas
Đá bọt Reticulite: Reticulite là một đá bọt bazan trong đó tất cả các bong bóng đã vỡ, để lại cấu trúc tổ ong. Ảnh của J.D. Griggs, hình ảnh USGS.
Pumice nhập khẩu và thay thế
Tất cả sản xuất đá bọt ở Hoa Kỳ xảy ra ở phía tây sông Mississippi. Năm 2011, phần lớn đá bọt để tiêu thụ ở miền đông Hoa Kỳ được nhập khẩu từ Hy Lạp.
Ở miền đông Hoa Kỳ, cốt liệu mở rộng, được sản xuất bằng cách nung các loại đá phiến cụ thể trong các điều kiện được kiểm soát, được sử dụng thay thế cho đá bọt trong các ứng dụng tổng hợp nhẹ, làm vườn và tạo cảnh.