הלבה הפורצת מתוך הקרום נובעת ממאגמה – סלע שעברהתכה בעומקכדור הארץ, נאגר בתא מאגמה והובל באמצעות צינור הזנה או באמצעות סדקים בקרום אל פני השטח. המאגמה מכילה מרכיבים נדיפים כגזים ואדימים, שמרביתם נפלטים ממנה כשהיא מגיעה סמוך לפני השטח. בשלב זה היא נקראת "לבה". בהגיעה אל פני השטח, הלבה החמה – 600-1,800°C – באה במגע עם אוויר או מים קרים ממנה, מתקררת במהירות ונוצרים ממנה סלעים געשיים.
הסלע הגעשי הנפוץ בגבולות פתיחה כאלה הואבזלת, ומקורו בהתכה חלקית של סלעיםפרידוטיטים במעטפת הליתוספירית. הוא נוצר בעקבותהתפרצות תת-ימית, ומפגש הלבה עם מי האוקיינוס יוצרתבזלת כרים או "לבת כרים" – מבנה בזלתי הדומה לכרים ובנוי מגבישים זעירים במעטהזכוכיתי. בגבולות פתיחה יבשתיים נפלטת הלבה מבעד לסדקים בקרום ויוצרתשפכי בזלת יבשתיים.
גבולות סגירה הם שולי לוחות טקטוניים הנעים זה לקראת זה. כאשר קרום אוקייני צפוף וכבד פוגש בקרום יבשתי או בקרום אוקייני צעיר שצפיפותו נמוכה יותר, הקרום הכבד חודר אל מתחת לקרום הקל. נקודת החדירה נקראתאזור הפחתה, ובתחתיתו נוצרתמאגמה אנדזיטית בתהליך שלהתכת שטף היוצרת בפליטתהקשתות איים וקשתות געשיות.
במקום בו הליתוספירה נמתחת נוצריםבקעים והעתקים. באזורים אלה מוגבלת מתיחת הליתוספירה והיווצרות המאגמה מהתכת המעטפת מתקיימת בעומק רב. המתיחה יוצרת שברים עמוקים בלוח, דרכם עולה מאגמה אל פני השטח ויוצרת בזלתתולאיטית, בזלות מסוגבסניט ונפליניט וכן סלעיטרכיט ופונוליט.
בניגוד לאזורים הגעשיים המצויים בשולי לוחות,נקודה חמה נמצאת בתוך לוח טקטוני והגעשיות בה אינה נובעת מתנועת הלוחות. להפך, הנקודה החמה קבועה עמוק מתחת לקרום, והפעילות הגעשית המתרחשת מעליה נותרת באותה נקודה, גם כאשר הלוח חולף על פניה. דוגמה לכך ניתן לראות באייהוואי, הנוצרים זה אחר זה מעל אותה נקודה חמה עם מעברהלוח הפסיפי מעליה לכיוון צפון-מערב. נקודה חמה מצויה מעלתימרת מעטפת, בה עולה זרם של סלע חם מסביבתו מעומק רב במעטפת אל הקרום בשלהקונבקציה שמקורה בתחום אי הרציפות וייכרט-גוטנברג – הגבול בין המעטפת לגלעין כדור הארץ.[1]
בנקודות חמות נוצרתמאגמה גרניטית הנוצרת מהתכה של קרוםגרניטי באמצעותמאגמה בזלתית המתיכה את חלקו התחתון של הקרום ומדקקת אותו. בקרום הדק נוצרים סדקים עגולים, דרכם פורצת הלבה ובהתקרשותה יוצרת סלעי בזלת,פומיס וריוליט.
סוגים שונים שלהתפרצות געשית יוצרים מגוון של סלעים געשיים. לדוגמה,התפרצות הוואית יוצרת זרמי לבה בזלתית דלילה וחמה המכילה כמויות קטנות שלגזים געשיים, ולרוב אינה פולטתחומר פירוקלסטי. הסלעים הנקרשים יהיו לכן חסרי נקבוביות. התפרצויות בעוצמה רבה יותר יפלטו לבה שתכולת הגזים בה גבוהה יותר, ולכן ייווצרו נקבוביות רבות וגדולות בסלעים הנוצרים בהן.
מיון TAS הוא שיטה להבחנה בין הסלעים הגעשיים השונים, המבוססת על היחסים בין המרכיבים האלקליים לבין הסיליקה בסלע. השם TAS נובע מהגדרת השיטה: "Total Alkali versus Silica" – סך כל האלקלים לעומת הסיליקה.[2] פרמטרים כימיים אלה שימושיים מאחר שהשיעור היחסי של האלקלים והסיליקה משחקים תפקיד חשוב בקביעת המינרלוגיה של הסלעים בפועל. שיטת מיון זו פשוטה לשימוש בסלעים שכבר עברו ניתוח כימי, וגאולוגים נוטים להשתמש בה מאחר שהיא עקבית.[3] השיטה מפחיתהמים ופחמן דו-חמצני העשויים להימצא בסלע, ומחשבת מחדש את הרכבו הכימי הנותר כ-100%.[4] באופן זה משמש מיון TAS אמצעי למחקר מקורם של הסלעים הגעשיים.
בניגוד לסלעים פלוטוניים העשויים להיות בעלי גבישים גדולים ונראים לעין, סלעים געשיים מורכבים לרוב מגבישים זעירים אואפינטיים ועשויים אף להיות חסרי-התגבשות כזכוכית. במקרים אחרים הם עשויים להכילקסנוליתים של סלעים אחרים אופנוקריסטים – גבישים גדולים – במסת האם זעירת הגביש. מרקם זה נקראמרקם פורפירי.
היווצרות וצמיחת גבישים מתאפשרת באמצעות סידור מאורגן שלאטומים ומולקולות. התארגנות של סידור כזה עשויה להיות מופרעת או שלא תתאפשר כלל, ותלויה בגורמים הבאים:
מהירות קירור – הלבה החמה הנפלטת לאטמוספירה או למי האוקיינוס הקרים ממנה בהרבה, מתקררת במהירות. במהלך ההתקררות נוצרים בתוך הלבה מרכזי גיבוש רבים, סביבם נוצרים גבישים רבים וקטנים. צפיפותם הרבה של מרכזי הגיבוש מונעת מהגבישים לצמוח, וכך נוצר מרקם של גבישים רבים וקטנים.
צמיגות התמיסה – בלבה צמיגה יהיה קשה ליונים לנוע זה לקראת זה וליצור גבישים, ולכן ייווצרו מעט גבישים שגודלם מיקרוסקופי.
לחץ – הלבה נפלטת לאוויר או למים שלחצם עליה קטן מאוד, מה שמאפשר לחומרים המומסים בה להיפלט מתוכה. פליטתם של חומרים אלה מעלה את צמיגות הלבה ומקשה על תנועתם של היונים זה לקראת זה לצורך בניית גבישים.
ריכוז החומר בתמיסה – הסיכוי לפגישת יונים של חומר לצורך בניית גביש עולה ככל שריכוזם בתמיסה גבוה.
מרקמים של סלעים געשיים מתחלקים לשני סוגים עיקריים:
מרקם געשי – גבישים זעירים שגודלם פחות מ-1 מ"מ, מרקמו של סלע שהתגבש במהירות על-פני השטח או בסמוך לפני השטח.
סלע בעל מרקם געשי עשוי להיות גם בעלמרקם פורפירי, המתאפיין בפנוקריסטים – גבישים נראים לעין – הכלואים בתוךמסת אם זעירת-גביש. מרקם זה נוצר כאשר הלבה מכילה גבישים שהספיקו לצמוח בהתקררות איטית של המאגמה במעטפת או בקרום, ואז נפלטת אל פני השטח ומתקררת במהירות. מרקם זה אופייני לסלעים געשיים רבים דוגמתפורפיר,אנדזיט,בזלת ואחרים.
בדומה למרקם פורפירי, סלע געשי עשוי להכילקסנוליתים – פיסות סלע שנגרפו אל תוך המאגמה בעת הובלתה אל פני השטח.
מרקם זכוכיתי – סלעאמורפי חסר גבישים שהתגבש במהירות רבה מאוד, אם כי בבדיקהמיקרוסקופית ניתן לעיתים לראות את תחילת היווצרותם של מרכזי גיבוש זעירים. מרקם זה מאפיין סלעים שנוצרו מלבה צמיגה ועתירתסיליקה שהתקררה במהירות רבה ויצרהזכוכית געשית דוגמתאובסידיאן וקרום זכוכיתי שלבזלת כרים. מרקם זכוכיתי בסלעים געשיים נקבוביים מאפיין סלעיסקוריה שהתגבשו באוויר וסלעיפומיס שהתגבשו בים.
בסלעים געשיים רבים נוצרות נקבוביות מכליאתן של בועותגז געשי ואדי מים בתוך הלבה. כאשר ההתגבשות מהירה, הבועות אינן מספיקות להימלט מתוך הלבה, והנוזל המקיף אותן נקרש לסלע. דוגמאות לסלעים געשיים נקבוביים:
בזלת נקבובית – נוצרת כאשר זרם לבה מתקרש במהירות ואינו מאפשר את פליטתם של הגזים ואדי המים. מצב זה אופייני בחלקו העליון של זרם לבה בזלתית, מאחר שגב הקילוח – השכבה העליונה של הזרם החשופה לאוויר – נקרש ומונע את בריחתן של הבועות העולות כלפי מעלה.
בזלת שקדית – בזלת נקבובית שבתוך הנקבוביות שלה התגבשו בשלב מאוחר יותר מינרלים משניים דוגמתקלציט אוזאוליט.
סקוריה – לבה בזלתית שחורה שהתגבשה בעודה באוויר, בטרם נפלטו ממנה בועות הגז.
פומיס (חפף) – לבה ריוליטית בהירה שהתגבשה במגעה עם מים בהתפרצות תת-ימית, בטרם נפלטו ממנה בועות הגז. נקבוביותו הרבה של הפומיס מורידה אתמשקלו הסגולי ומאפשרת לו לצוף על-פני המים.
טוף – נוצר מצבר של טיפות געשיות שנקרשו באוויר, שביניהן נכלאו גזים ואדים.
זכוכית געשית היאזכוכית טבעית, הנוצרת מהתקררות מהירה במיוחד של לבה. הזכוכית הגעשיתאמורפית וחסרת-גבישים, מאחר שאלה לא הספיקו להתגבש בה בשל ההתקררות המהירה. הזכוכית הגעשית מורכבת מ-70%סיליקה או יותר, עובדה הגורמת לה להיות בעלת צפיפות גבוהה המפריעה לבניית מרכזי התגבשות.