Tuffsten

• 

• 

Tuffsten er en forholdsvis blød og porøs sten, der består af aske og andre sedimenter fra vulkanudbrud, som er størknet til en sten. Efter efterfølgende udsprængning og aflejring komprimeres asken til en fast sten i en proces, der kaldes konsolidering. Bjergarter, der indeholder mere end 50 % tuf, betragtes som tufsten. Den kan klassificeres som enten sedimentær eller magmatisk bjergart. De studeres normalt i forbindelse med magmatisk petrologi, selv om de undertiden beskrives ved hjælp af sedimentologiske termer.

Navnets oprindelse: Navnet Tuff drevet fra det italienske tufo, også kendt som vulkansk tuf

Tekstur: Pyroklastisk

Origin: Extrusiv/vulkanisk

Kemisk sammensætning: Felsisk

Farve: Lys til mørk brun

Mineral sammensætning: Overvejende glas

Diskret: Lysgrå pimpstenfragmenter i hvid askematrix

Tektonisk miljø: Konvergent grænse – Subduktionszoner af Andet-typen, intrakontinentale hot spots og rifts

Tuffklassifikation og sammensætning

Svejset tuf

Svejset tuf er en pyroklastisk sten, der var tilstrækkelig varm på aflejringstidspunktet til at blive svejset sammen. Hvis stenen indeholder spredte, ærteformede fragmenter eller fiamme i den, kaldes den generelt for svejsetlapilli-tuff. Under svejsningen klæber glasskårene og pimpstenfragmenterne sammen, deformeres og komprimeres.

Rhyolitisk tuf

Tuf klassificeres generelt efter arten af den vulkanske sten, som den består af. Rhyolitisk tuf indeholder pimpsten, glasfragmenter og små scoriae med kvarts, alkalifeldspat, biotit osv. Den knækkede pimpsten er klar og isotrop, og meget små partikler har almindeligvis krescentiske, seglformede eller bikonkave konturer, hvilket viser, at de er fremstillet ved knusning af et blæret glas, der undertiden beskrives som en askestruktur.

Trachyttuff

Trachyttuffer indeholder lidt eller ingen kvarts, men meget sanidin eller anorthoklas og undertiden oligoklas-feldspat, med lejlighedsvis biotit, augit og hornblende. Ved forvitring ændrer de sig ofte til bløde røde eller gule lersten, rige på kaolin med sekundært kvarts.

Andesitisk tuf

Farven er rød eller brun; deres scoriae-fragmenter er af alle størrelser fra store blokke ned til meget lille granulært støv. Hulrummene er fyldt med mange sekundære mineraler, såsom calcit, chlorit, kvarts, epidot eller kalcedon; i mikroskopiske snit kan man dog næsten altid ud fra formerne og egenskaberne af de små krystaller, der forekommer i den nedbrudte glasagtige bund, udlede arten af den oprindelige lava.

Basaltisk tuf

Basaltisk tuf er også af udbredt forekomst både i distrikter, hvor vulkaner nu er aktive, og i lande, hvor udbruddene for længe siden er ophørt. De er sorte, mørkegrønne eller røde i farven; de varierer meget i grovhed, nogle er fulde af runde svampede bomber på en fod eller mere i diameter; og da de ofte ligger under vandet, kan de indeholde skifer, sandsten, grus og andet sedimentært materiale og er lejlighedsvis fossilholdige.

Ultramafiske tufsten

Ultramafiske tufsten er yderst sjældne; deres kendetegn er rigeligheden af olivin eller serpentin og knapheden eller fraværet af feldspat og kvarts. Sjældne forekomster kan omfatte usædvanlige overfladeaflejringer af maars af kimberlitter fra diamantfelterne i det sydlige Afrika og andre regioner. Kimberlitens hovedbjergart er en mørk blågrøn, serpentinrig breccia (blågrund), som når den er grundigt oxideret og forvitret bliver til en smuldrende brun eller gul masse (den “gulegrund”).

Foldning og metamorfisme

I tidens løb kan andre forandringer end forvitring overtage tuffaflejringer. Nogle gange er de involveret i foldning og bliver skåret og kløvet. Den grønne farve skyldes den store udvikling af chlorit. Blandt de krystallinske skifer i mange regioner forekommer grønne lag eller grønne skifer, som består af kvarts, hornblende, klorit eller biotit, jernoxider, feldspat osv. og er sandsynligvis rekrystalliserede eller metamorfoserede tufsten. De ledsager ofte masser af epidiorit og hornblende – skifer, som er de tilsvarende lavas og sills. Nogle chlorit-skister er sandsynligvis også ændrede lag af vulkansk tuf.

Tuffformation

De fleste tufformationer omfatter en række fragmentstørrelser og varianter. Disse spænder fra finkornet støv og aske (asketuffer) til mellemstore fragmenter kaldet lapilli (lapilli-tuffer) til store vulkanske blokke og bomber (bombetuffer). Tuffer opstår, når skummende magma trænger op til overfladen som en blanding af varme gasser og glødende partikler og bliver skudt ud fra en vulkan. De betingelser, under hvilke den udskudte aske størkner, er afgørende for tuftens endelige karakter. Den kan variere både i tekstur og i kemisk og mineralogisk sammensætning på grund af variationer i betingelserne for deres dannelse og sammensætningen af det udskudte materiale. Hvis det pyroklastiske materiale er varmt nok til at smelte, dannes der med det samme en svejset tuf (kaldet ignimbrit). Andre tufsten lithificeres langsomt gennem komprimering og cementering og kan stratificeres, når de ophobes under vand.

Tuff Anvendelse

Det er en relativt blød sten, så den er blevet brugt til byggeri siden oldtiden. Da den er almindelig i Italien, brugte romerne den ofte til byggeri. Rapa Nui-folket brugte den til at lave de fleste af moai-statuerne på Påskeøen.

Denne primære økonomiske værdi er som byggemateriale. I den antikke verden betød tufstens relative blødhed, at det almindeligvis blev brugt til byggeri, hvor det var tilgængeligt. Det er almindeligt i Italien, og romerne brugte det til mange bygninger og broer.

Pe peperino, der er meget brugt i Rom og Napoli som byggesten, er en trachyttufsten. Pozzolana er også en nedbrudt tufsten, men af basisk karakter, oprindelig fremstillet nær Napoli og anvendt som cement, men dette navn anvendes nu på en række stoffer, der ikke altid har samme karakter. I Eifel-regionen i Tyskland er en trachytisk, pimpstenholdig tuf kaldet trass blevet brugt i stor udstrækning som hydraulisk mørtel.

Yucca Mountain atomaffaldsdepot, et terminalopbevaringsanlæg for brugt atomreaktor- og andet radioaktivt affald fra det amerikanske energiministerium, ligger i tuf og ignimbrit i Basin and Range Province i Nevada. I Napa Valley og Sonoma Valley, Californien, udgraves der rutinemæssigt områder lavet af De til opbevaring af vinfade.

Tuff fra Rano Rarakuwar brugt af Rapa Nui-folket på Påskeøen til at lave langt de fleste af deres berømte moai-statuer.

Konklusion

• Aflejringerne af tuf kan være hundredvis af kilometer tykke, og det samlede volumen af udbruddet kan være mange kubikkilometer. Denne tykkelse kan være fra et enkelt eller flere udbrud over en lang periode.
• En lille vulkankegle med lavt relief, der omgiver et lavt krater, kaldes en tufring. Kratere er kendt som maars og er dannet af eksplosioner forårsaget af kontakt mellem koldt grundvand og varm magma. Ringen dannes, når materialerne falder tilbage til jorden.
• Svejset tuf er en sten, der dannes, når ejectaen er varm nok, når den lander, og partiklerne er bløde og klæbrige. De udskudte partikler er svejset sammen. Aflejringerne kan være i nærheden af udbruddet og “usvejset” tuf i en afstand, hvor koldere, mindre partikler er faldet til jorden.
• En bred vifte af materialer betegnes ofte som tuf. Ofte er det eneste krav, at materialerne er produceret af et vulkanudbrud.
• Det kan indeholde forskellige størrelser af partikler, fra støvstore til partikler på størrelse med stenblokke, og være sammensat af mange forskellige typer materialer.
• Et stort antal tufflag kan indeholde fragmenter, der ikke har noget med vulkanisk aktivitet at gøre. Inddragelsen stammer fra vulkanske eksplosioner, der finder sted under jorden.
• Enormt mange tuffaflejringer dannes fra magma med rhyolitisk sammensætning, men basaltisk, andesitisk og andre typer magma kan bidrage.
• De er normalt væsentligt ændret i sammensætning og tekstur efter aflejring. Ændringen kan begynde med at et varmt askelag gryder i sine egne gasser og kondenserede væsker, eller udefrakommende vand tilsat til varm aske.
• Disse bjergarter kan findes i det nordvestlige USA, i store dele af Washington og Oregon som følge af Mount St. Helens eksplosionen. Andre områder omfatter New Zealand, Påskeøen, Grækenland og Peru.
• Den er blevet brugt som byggemateriale siden oldtiden, fordi den er nem at arbejde med og relativt blød.
• I fortiden blev der lavet store udskæringer af tufsten, og der findes berømte statuer på Påskeøen lavet af tufsten.
• Den er almindelig i Italien, og romerne brugte den til bygninger og broer. Romerne troede også, at bier byggede rede i tufsten.
• Når tufsten dannes fra en varm askestrøm kan den skabe skaller omkring genstande eller mennesker.
• Vesuv-udbruddet og tufsten resulterede i de bevarede former og stillinger af de mennesker, der blev fanget af udbruddet og den dækkende aske.
• Det nukleare affaldsdepot, der ligger i Yucca Mountain, et slutdepot for brugt atomreaktor- og radioaktivt affald, er i tuf og ignimbrit.