Раздел 5. Эндогенные геологические процессы

Тема 5.1: Магматизм

План:

1. Интрузивный магматизм.

2.Эффузивный магматизм.

3. Формы магматических тел

Ключевые слова: Магма, литосфера, источник, радиогенное тепло, гравитационные поле Земли, Плутонизм, окисления, ассимиляция, кристаллизация, классификация, кислые, средние, основные, ультраосновные, силл, лакколит, лополит, факолит, дайка, шток, батолит.

Магматизмом называют явления, связанные сообразованием, изменением состава и движением магмы недр Земли к её поверхности. Магма представляет собой природный высокотемпературный расплав, образующийся в виде отдельных очагов в литосфере и верхней мантии. Основной причиной плавления вещества и возникновения магматических очагов в литосфере является повышение температуры в результате выделения радиогенного тепла на участках локальных концентраций радиоактивных элементов.

Подъём магмы, и прорыв в вышележащие горизонты происходит вследствии так называемой инверсии плотностей, при которой внутри литосферы появляются очаги менее плотного, мобильного расплава. Таким образом, магматизм - это глубинный процесс, обусловленный тепловым и гравитационными полями Земли.

В зависимости от характера движения магмы различают магматизм интрузивный и эффузивный. При интрузивном магматизме (плутонизм) магмы не достигает земной поверхности, а активно внедряется во вмещающие породы, частично расплавляя их.

Затем, застывает в трещинах и полостях горы. При эффузивном магматизме (вулканизме) магма через подводящий канал достигает поверхности Земли, где образует вулканы различных типов, и застывает на поверхности. В обоих случаях при застывании расплава образуются магматические горные породы. Температуры магматических расплавов, находящихся внутри земной коры в пределах 700-1100 о С. Измеренные температуры магм, излившихся на поверхности, в большинстве случаев колеблются в интервале 900-1100 о С., изредка достигает 1350 о С. Более высокая температура, наделенных расплавов обусловлена тем, что в них протекают процессы окисления под воздействием атмосферного О 2.

С точки зрения химического состава магма представляет сложную многокомпонентную систему, образованную в основном кремнезёмом Si O 2 и веществами, химически эквивалентными силикатами Al, Na, K, Ca. Преобладающим компонентом магмы является кремнезёмом. В природе существуют несколько типов магм, различающихся по химическому составу. Состав магм зависит от состава материалы, за счёт плавления которого они образуются.

Однако при подъёме магмы происходит частичное плавление и растворение вмещающих пород земной коры, или их ассимиляция; при этом первичный её состав меняется. Таким образом, состав магм изменяется в процесс как внедрения их в верхние горизонты коры, так и кристаллизация. На больших глубинах в магмах в растворённом состоянии присутствуют летучие компоненты - пары воды и газов (H₂S, H ₂, CO₂, HСl и др.). В условиях высоких давлений их содержание может достигать 12%.

Они являются химически очень активными, подвижными веществами и удерживаются в магме только благодаря высокому внешнему давлению. Магматические классифицируют по их вещественному составу и условиям образования. Вещественный состав может быть выражен через химический или минеральный состав породы.

Состав породы	Породы глубинные	Породы излившиеся
Химический	Основные минералы	Древние (изменение)	Молодые (свежие)
Кислые	Кварц, полевые шпаты, слюда (реже др. тёмные минералы)	гранит	Кварцевый порфир	Липарит
Средние	Полевой шпат, немного роговой обманки, биотита, плагиоклаз, авгит.	Сиенит Диорит	Ортоклазовый порфир порфириты	Тракит Внезит
Основные	Основные плагиоклазы, авгит. Иногда оливин	Габбро	Диабаз	Базальт
Ультроосновные	Авгит Авгит, оливин, рудные, минералы Оливин и рудные минералы.	Пироксениты Перидотит дунит	_______ _______	______ ______

В настоящее время признаётся существование 2-х первичных магм - базальтовой (основной) и гранитной (кислой). Гипотеза 2- х первичных магм окончательно не решена. Базальтовая магма образуется в верхней мантии. При движении этой магм вверх её состав постепенно изменяется в результате обогащения наиболее лёгкими и лёгкоплавкими компонентами. Очаги гранитной магмы возникают в пределах коры на глубинах 10- 30 км. По современным представлениям, гранитная магма образуется в результате переплавления осадочных и метаморфических пород. Существуют 2 основных механизма внедрения магмы во вмещающую толщу.

Магма может проникать по плоскостям напластования осадочных пород или по трещинам, пересекающим вмещающую толщу. В первом случае она может поднимать пласты кровли или, наоборот, вызывать прогибание подстилающих пластов, воздействуя своей массой.

Дифференциация магмы — это процесс разделения однородного первичного расплава на различные по химическому составу фракции, из которых образуются горные породы разного минерального состава. Дифференциация может происходить в жидкой фазе до появления первых кристаллов — ликвация, или в процессе выделения кристаллов из расплава — кристаллизационная дифференциация. В процессе ликвации магма расслаивается на две различные по плотности и несмешивающиеся жидкие фазы. Существующие к настоящему времени петрографические и экспериментальные данные свидетельствуют о том, что процессы ликвации не играют существенной роли в формировании основной массы магматических пород.

Главной причиной разнообразия магматических пород является кристаллизационная дифференциация. Отделение кристаллов от расплава обусловливается действием главным образом тектонических сил и силы тяжести (гравитационное фракционирование). Процесс гравитационного фракционирования является основным. Он заключается в последовательной кристаллизации силикатов, начиная от наиболее тугоплавких и тяжелых железо-магнезиальных минералов и основных плагиоклазов и кончая легкоплавкими и легкими (калиевые полевые шпаты и кварц). В процессе кристаллизации тяжелые минералы погружаются в нижние слои расплава, а остаточный расплав верхних частей последовательно обедняется железо-магнезиальными соединениями и обогащается кремнеземом. В результате гравитационного фракционирования в процессе кристаллизации основной магмы в нижних слоях расплава могут образовываться ультраосновные породы; при этом в верхних слоях расплав может при­обрести такой состав, что из него начнут формироваться диориты, сиениты и даже граниты.

Процесс дифференциации может происходить как на больших, глубинах, в магматическом очаге так и в верхних частях земной коры, в магматической камере. В результате дифференциации в магматическом очаге в верхние горизонты коры внедряются уже готовые дифференциаты первичной магмы, при застывании которых образуются породы различного состава, залегающие в виде самостоятельных массивов. Процесс дифференциации в магматической камере приводит к формированию расслоенных массивов горных пород, основность которых уменьшается снизу вверх. При излиянии магмы на поверхность кристаллизационная дифференциация практически не имеет места, так как обычно магма, затвердевает довольно быстро, не успев раскристаллизоваться.

Ассимиляция — процесс полной переработки вмещающих пород, контактирующих с магмой или попадающих в нее в виде обломков — ксенолитов. Расплавляя и растворяя вмещающие породы, магма тем самым изменяет свой состав. Особенно резко изменяется состав первичной магмы, если она ассимилирует осадочные или метаморфические породы, существенно отличающиеся от нее по химическому составу. В таких случаях образуются новые разновидности магматических пород, мало сходные по составу с первичными магмами.

Формы магматических тел

Силл - пластообразное интрузивное тело.

Лакколит - тело, имеющее плоское основание куполообразный свод, как правило образуются при внедрении кислой магмы, которая вследствие большой вязкости с трудом проникает по плоскостям наслоения, скапливается на одном участке и приподнимает порды кровли (в плане от 100 м до нескольких км).

 

 

Лополит - это чашеобразное тело вогнутой форм, которая обусловлена прогибанием подстилающих пластов под тяжестью магмы 9площади которых достигает от десятки тыс. км ²).

Факолит - линзообразное тело, залегающее в ядре антиклинальной или синклинальной складки.

Дайка - плитообразное тело, образуется при заполнении трещин и ориентированы в земной коре вертикально или наклонно. Самая крупная в Родезии «Большая дайка» мощность около 5 км протяженность 500 км..

Шток - тело неправильной формы, приближающейся к цилиндрической, с крупнопадающими или вертикальными контактовыми поверхностями.

Батолит - самое крупное интрузивное тело и измеряется десятками и сотнями тысяч квадратных км.

Контрольные воросы

1.Что такое магма?

2.На каких глубинах образуется магма

3.Понятие дифференциации и ассимиляции магмы

4.Состав магмы