Магматизм і магматичні гірські породи

Магма - це речовина Землі в розплавленому рідкому стані. Вона утворюється в Земній корі і верхній мантії в інтервалах глибин 30-400 км.

По складу - це силікатний розплав + атоми розчинених металів і розчинені гази.

З магматичного вогнища магма рухається до поверхні Землі. При цьому її внутрішній тиск і температура знижуються, починається процес кристалізації і перехід з рідкого у твердий стан. Утворюються магматичні гірські породи. Це загальна схема магматичного процесу. У свою чергу в ньому виділяють два типи (або дві гілки).

I. Інтрузивний магматизм - процес впровадження магми в вищерозміщені товщі та її кристалізація в земній корі не досягаючи поверхні на різних глибинах. Для цього процесу характерно повільне зниження температури і тиску, кристалізація в замкнутому просторі. Магматичні породи складаються з повністю раскрісталлізованних зернистих агрегатів породоутворюючих мінералів. Такі магматичні породи називаються інтрузивними.

II. Ефузивний магматизм або вулканізм - процес проникнення магми в земну кору і вихід її в рідкому розплавленому стані на поверхню Землі. При цьому, відбувається різке зниження t і P в розплаві і від нього відділяються розчинені гази. І вже такий розплав називають лавою. При різкому зниженні t і Р відбувається швидке остигання лави та перехід її в твердий стан. При цьому кристалізуватися встигають деякі мінерали і утворюються породи неполнокрісталліческі е - ефузивні.

Хімічний склад магматичних порід прийнято записувати в оксидної формі. Якщо загальна кількість мінеральної речовини в гірській породі прийняти за 100%, то 99% в них представлені силікатами, склад яких визначають 12 оксидів - SiO2; TiO2; Al2O3; Fe3O4; Fe2O3; MnO, CaO, MgO, Na2O; K2O; H2O; P2O5. Ці оксиди називають петрогенних, і їх кількість у складі магматичних гірських порід досягає 99,5%. Кількісне співвідношення між оксидами може змінюватися, а це в свою чергу відбивається на видовому складі породоутворюючих мінералів, а значить на різноманітності різновидів магматичних порід. У той же час було відзначено, що в кожній з різновидів магматичних порід кількісне співвідношення петрогенних оксидів є стабільним в певних інтервалах. Тому в основу їх класифікації покладено хімічний склад, а провідною ознакою в ній є вміст SiO2. Всі породи за вмістом кремнезему діляться на: ультраосновних, основні, середні і кислі. Зміст SiO2 зростає від ультраосновних порід до кислих (демонстрація табл.) І визначає не тільки різний мінералогічний склад та хімічні властивості, а й фізичні властивостей а - такі як щільність, температура кристалізації, в'язкість розплаву. Остання властивість визначає здатність розплаву до плинності, а отже з різною швидкістю переміщатися і віддалитися від домашнього вогнища, тобто рухливістю.Найбільш рухомими є магми ультраосновного складу, відповідно кислі - більш в'язкі і менш рухливі.

Поділ магми на складові за хімічним складом або диференціація магми відбувається різними шляхами.

I. Вважається можливим поділ магми різного складу - у льтраосновной, основний і кислої.

II. Кристаллизационная диференціація - обумовлена ​​розходженням у температурі кристалізації породоутворюючих мінералів. Це явище обгрунтовано англійським ученим Н. Боуеном, який згрупував породообразующие мінерали в дві серії. У першій (перервний) поміщені темнокольорові мінерали олівін, піроксени (ромбічний і моноклінний), рогова обманка і біотит, а в другій (безперервної) сери і - польові шпати: плагиоклази (від основних до кислих) і калієвий польовий шпат. У кожній серії послідовність кристалізації мінералів пов'язана з пониженням температури магматичного розплаву, яка убуває від олівіну до біотіта. Зі схеми реакційної серії Боуена (плакат) видно як послідовна спільна кристалізація впливає на поділ магматичних порід за хімічним і мінеральним складом, а також дозволяє судити про основні мінеральних асоціаціях породоутворюючих мінералів.

III. Диференціація розплаву по щільності називається сегрегація. Цей процес призводить до розшарування єдиного розплаву на частини відрізняються по щільності: у нижній частині як більш щільні (або важкі) формуються породи ультраосновного і основного складу.Часто вони супроводжуються ліквацією сульфідно-оксидної маси від силікатної. Так утворюються Лікваційне родовища Cu-Ni руд. Вище цієї частини формуються породи середнього складу, а у верхній частині - кислого. Яскравий приклад такого формування - Бушвельдскій інтрузивний масив в ПАР.

IV. При русі магми від магматичного вогнища до місця кристалізації часто відбувається захоплення і переплавлені магмою зустрічаються нею порід. Це явище називається асиміляцією, і воно також може стати причиною диференціації магми.

При зниженні температури і кристалізації магми від неї відокремлюються розчинені в розплаві мінералізовані гази (флюїди) і розчини, які визначають постмагматіческіх процеси, серед яких коротко розглянемо:

1. Пегматитові - відділення залишкового розплаву і газів-мінералізаторів. Їх кристалізація відбувається після охолодження і кристалізації основної частини магми на периферії інтрузивного тіла або навіть за його межами. У результаті утворюється своєрідна гірська порода, в якій породообразующие мінерали досягають великих розмірів, часто утворюють добре ограновані кристали і друзи кристалів.

2. Пневматолітово процес-вплив відокремилися від магми газів (пневма) на навколишні породи. У результаті цього впливу відбувається утворення нових мінералів, в тому числі рудних. Так утворюються родовища вольфраміту і каситериту в породах при впливі на них термальних газів гранітної інтрузії.

3. Гідротермальний процес - відділення мінералізованих газів і розчинів від остигаючого інтрузивного тіла і переміщення їх по тріщинах в навколишні породи. При цьому відбувається зниження тиску і температури гідротермальних розчинів і відкладення з них мінералів по тріщинах з утворенням жив. Гідротермальні жили можуть формуватися на різній відстані від інтрузивного тіла, як поблизу контакту, так і на декілька кілометрів від нього. Мінеральний склад жив дуже різноманітний і при достатній концентрації у них корисних компонентів вони розглядаються як родовища корисних копалин на золото, срібло, ртуть, олово і ін

Утворюються при охолодженні магми інтрузивні тіла поділяються за глибинами освіти і за формою (див. фото).

Батоліти - глибинні, найбільш великі тіла (розміри сягають сотень км).

Шток - відрізняється від батоліту меншими розмірами і часто утворюється як відгалуження від батоліту або на деякій відстані від нього.

Інтрузивні тіла менших розмірів поділяються за умовами залягання у вмісних породах на згодні і січні. Приголосні тіла формуються між пластами порід - це силли, лаколіти і лополіти.

Якщо магма застигає в тріщинах перетинають нашарування порід, то утворюються січні тіла - це жили і дайки. Для них характерна невелика потужність (кілька м) і значна довжина (до декількох км). Приклад - Материнська Дайка в Південній Африці.

Ефузивний магматизм теж можна розглядати як кілька послідовних процесів.

1. Вилив лави і супутніх продуктів та освіта вулканічних порід. Швидкість руху або рухливість лави залежить від її хімічного складу.Лави основного складу з t ~ 1200 про найбільш рухливі. Вони утворюють лавові потоки і покриви, віддаляючись від центрів виверження на кілька км. Лави кислого складу в'язкі і малорухомі.

Характер відділення газів від магми залежить від ступеня її насиченості ними. Як правило, відділення газів має вибуховий характер. При цьому захоплюються не застиглі частинки лави, які, застигаючи в повітрі, дають тверді продукти виверження - бомби, Лаппо і попіл.Тверді продукти виверження в залежності від розмірів можуть разом з газами нестися на різні відстані. Бомби - великі шматки застиглої лави переміщуються недалеко від кратера вулкана. А ось попели - найдрібніші частинки лави, розміром до 1 мм, можуть утворити Попільні хмари (на зразок пилових) й нестися газами на кілька км. Змішуючись з парами води, вони осідають разом зі зливами і іноді це призводить до катастрофічних наслідків.

2. Виділення газів передує і супроводжує виверження лав і може продовжуватися після припинення виверження. Часто вулканічна діяльність не супроводжується виливом лав, а представляє лише викиди газу і попелу. У залежності від складу вулканічні гази поділяються на:

· фумароли - HCl, HF, SO4; CO, CO2; B і т. д.

· сольфатари - SO2; H2S; CO, CO2; H2O, N, CH4

· мофетти - переважає в складі вуглекислий газ.

Вулканічні гази, остигаючи, перетворюються на тверду речовину і можуть представляти родовища сірки, борної кислоти, карбонатів і ін

3. Поствулканіческіх процеси - це процеси, пов'язані з загасанням активного вулканізму. Продуктами виділення є пара і гаряча вода.Вилітаючи з надр, періодично і під великим напором вони утворюють гейзери. При відсутності напору пар а - утворюються термальні джерела.

Типи вулканізму, географію, причини вулканізму - самостійно (див. фото).

Дата добавления: 2015-07-15