TAS-diagram
Een TAS-diagram of totaal alkali-silica-diagram is een grafisch hulpmiddel bij de naamgeving en classificatie van stollingsgesteente op grond van chemische samenstelling. De IUGS adviseert alleen chemische samenstelling te gebruiken voor de naamgeving van vulkanisch gesteente dat glazig is of waarvan de korrelgrootte te klein is om de verhouding tussen de belangrijkste mineralen te bepalen. In andere gevallen volgt de naam van gesteente uit de gesteentevormende mineralen, die weergegeven worden in een QAPF-diagram. Een TAS-diagram geeft de naam van het gesteente op basis van de verhouding van de oxides van drie belangrijke elementen. Om deze verhouding te bepalen is chemische analyse van het gesteente noodzakelijk. In het diagram staan de oxiden van de alkalimetalen natrium en kalium op de verticale as en silica (het oxide van silicium) op de horizontale as. Het TAS-diagram is door rechte lijnen verdeeld in 15 velden. Om de naam van een gesteente te vinden dient de chemische samenstelling ervan in de diagram geplot te worden. Het veld waarin de samenstelling ligt geeft de naam van het gesteente.
Achtergrond
Classificatie op grond van mineralen is bij fijnkorrelig afanitisch of glasrijk gesteente vaak onmogelijk, zodat de naamgeving op chemische analyse moet worden gebaseerd. Een voordeel van chemische classificatie is dat zulke gesteentes qua chemische samenstelling vaak dichterbij het oorspronkelijke magma gebleven zijn dan faneritisch of porfirisch dieptegesteente. Het laatste ontstaat door zeer langzame, geleidelijke kristallisatie waarbij kristallen accumuleren en het magma van samenstelling verandert. Afanitisch gesteente daarentegen kristalliseerde zo snel dat de samenstelling nauwelijks kon veranderen, hoewel de zeer mobiele alkalimetalen later kunnen zijn ontsnapt.
Normatieve mineralen worden soms ook gebruikt om gesteente dat alteratie heeft ondergaan te onderzoeken. Ook bij vulkanisch gesteente met een licht metamorfe graad benadert de chemische samenstelling vaak goed de protoliet. Als gesteente meer dan 2% H2O en 0,5% CO2 bevat kan het te sterk gealtereerd zijn om correct te worden geclassificeerd met het TAS-diagram.
In de natuur komt een continu spectrum van chemische samenstellingen voor in stollingsgesteente. Daarom volgt de naamgeving noodgedwongen arbitraire grenzen. Wel is het aandeel van de oxiden van silica en de alkalimetalen in de natuur tot een zeker bereik beperkt. Silica vormt in vrijwel alle natuurlijke stollingsgesteentes tussen de 30% en 80% van het gewicht[2] (uitgezonderd enkele zeer zeldzame gesteentes zoals carbonatiet). De alkalimetalen komen niet boven de 20%.[2] Om die reden laat een TAS-diagram een beperkt gebied van samenstellingen zien: de horizontale as (silica) loopt gewoonlijk van 35% tot 75% en de verticale as (alkali's) van 0 tot 15%.
Gebruik
In het TAS-diagram staat het gehalte siliciumdioxide (SiO2) op de horizontale as en het gehalte alkali-oxiden op de verticale as. De waarde van de alkali-oxiden bestaat alleen uit natriumoxide (Na2O) en kaliumoxide (K2O). Deze waarden zijn eerst genormaliseerd. Het zijn percentages van de massa van alle oxiden samen, behalve die van waterstof en koolstof (H2O en CO2).
De 15 velden in het diagram komen grotendeels overeen met traditioneel gangbare gesteentenamen en namen in het QAPF-diagram. Bij sommige velden dient men bij de naamgeving nog andere criteria toe te passen.
- B = basalt (andere naam mogelijk op basis van MgO en TiO2; verder onderverdeeld op basis van normatieve samenstelling)
- O1 = basaltisch andesiet (andere naam mogelijk op basis van MgO en TiO2)
- O2 = andesiet (andere naam mogelijk op basis van MgO en TiO2)
- O3 = daciet
- R = ryoliet (gebruik normatieve mineralogie voor verdere indeling)
- T = trachiet (gebruik normatieve mineralogie voor verdere indeling)
- Ph = fonoliet
- S1 = trachybasalt (verdere onderverdeling op basis van de verhouding tussen Na2O en K2O)
- S2 = basaltisch trachyandesiet (verdere onderverdeling op basis van de verhouding tussen Na2O en K2O)
- S3 = trachyandesiet (verdere onderverdeling op basis van de verhouding tussen Na2O en K2O)
- Pc = picrobasalt (andere naam mogelijk op basis van MgO en TiO2)
- U1 = basaniet of tefriet (verdere normatieve mineralogie is nodig om van veld F te scheiden)
- U2 = fonotefriet
- U3 = tefrifonoliet
- F = foidiet (gebruik verdere normatieve mineralogie om van veld U1 te scheiden; indien mogelijk verder onderverdeeld op basis van de dominante veldspaatvervanger)
Het totaal silica- en alkaligehalte geeft in veel gevallen nog niet de complete en correcte naam. De verdere identificatie verloopt niet op grond van het silica- en alkaligehalte, zodat het TAS-diagram daarbij geen hulp biedt.
Voetnoten
Bronnen en verwijzingen
- (en) Best, M.G., 2003: Igneous and Metamorphic Petrology (2nd ed.), Blackwell Publishing, ISBN 1-405 10-588-7.
- (en) Gill, R., 2010: Igneous Rocks and Processes, A Practical Guide, Wiley-Blackwell, ISBN 978-1-4443-3065-6.
- (en) 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, 745-750. DOI:10.1093/petrology/27.3.745
- (en) Le Maitre, R.W. (ed.); Streckeisen, A.; Zanettin, B.; Le Bas, M.J.; Bonin, B.; Bateman, P.; Bellieni, G.; Dudek, A.; Efremova, F.; Keller, J.; Lameyre, J.; Sabine, P.A.; Schmid, R.; Sørensen, H. & Woolley, A.R., 2002: Igneous Rocks, A Classification and Glossary of Terms, Recommendations of the International Union of Geological Sciences Subcommission on the Systematics of Igneous Rocks (2nd ed.), Cambridge University Press, ISBN 978-0-521-66215-4.
- (en) Philpotts, A.R. & Ague, J.J., 2022: Principles of Igneous and Metamorphic Petrology (3rd ed.), Cambridge University Press, ISBN 9781108492881.