При застывании магмы на земной поверхности образуется

Понятие о магматизме. Интрузивный и эффузивный магматизм

Предыдущая19202122232425262728293031323334Следующая

Магматизм — термин, объединяющий эффузивные (вулканизм) и интрузивные (плутонизм) процессы в развитии складчатых и платформенных областей. Под магматизмом понимают совокупность всех геологических процессов, движущей силой которых является магма и её производные.Магматизм является проявлением глубинной активности Земли; он тесно связан с ее развитием, тепловой историей и тектонической эволюцией.Выделяют магматизм:

геосинклинальный,

платформенный,

океанический,

магматизм областей активизации.

По глубине проявления:

абиссальный,

гипабиссальный,

поверхностный.

По составу магмы:

ультраосновной,

основной,

средний,

кислый,

ультракислый.

Интрузивный магматизм

Интрузивные процессы связаны с образованием и движением магмы ниже поверхности Земли. Образовавшиеся в глубинах Земли магматические расплавы имеют более низкую, чем у окружающих твёрдых пород плотность и, обладая подвижностью, внедряются в вышележащие горизонты. Процесс внедрения магмы называют интрузией (от «intrusio» — внедрение). Если магма застывает, не достигая поверхности (среди вмещающих горных пород), то образуются интрузивные тела. По отношению к вмещающим породам интрузивы разделяются на согласные (конкордантные) и несогласные (дискордантные). Первые залегают согласно с вмещающими породами, не пересекая границ их слоёв; вторые имеют секущие контакты. По форме выделяют ряд разновидностей интрузивных тел.К согласным формам интрузивов относятся силл, лополит, лакколит и другие менее распространённые. Силлы представляют собой согласные пластообразные интрузивные тела, образующиеся в условиях растяжения земной коры. Их мощность составляет от десятков см до сотен м. Внедрение большого количества силлов в слоистую толщу образует подобие слоёного пирога. При этом в результате эрозии прочные магматические породы в рельефе образуют «ступени» (англ. «sill» — порог). Такие многоярусные силлы, сложенные основными породами, широко распространены на Сибирской платформе (в составе Тунгусской синеклизы), на Индостане (Декан) и других платформах. Лополиты — это крупные согласные интрузивные тела блюдцеобразной формы. Мощность лополитов достигает сотен метров, а диаметр – десятков километров. Образуются в условиях тектонического растяжения и опускания. Лакколиты — согласное интрузивное тело грибоорбразной формы. Кровля лакколита имеет выпуклую сводообразную форму, подошва обычно горизонтальная. Классическим примером являются интрузивы гор Генри в Северной Америке. Формируются в условиях значительного давления внедряющейся магмы на слоистые вмещающие породы. Являются малоглубинными интрузиями, поскольку в глубоких горизонтах давление магмы не может преодолеть давление мощных толщ вышележащих пород.К наиболее распространённым несогласным формам относятся дайки, жилы, штоки и батолиты. Дайка – несогласное интрузивное тело пластиннобразной формы. Образуются в гипабиссальных и субвулканических условиях при внедрении магмы по разломам и трещинам. В результате действия экзогенных процессов вмещающие осадочные разрушаются быстрее, чем залегающие в них дайки из-за чего в рельефе последние напоминают разрушенные стены (название от англ. «dike», «dyke» — преграда, стена из камня). Жилами называют небольшие секущие тела неправильной формы. Шток (от нем. «Stock» — палка, ствол) представляет собой несогласное интрузивное тело столбообразной формы. Наиболее крупными интрузиями являются батолиты, к ним относят интрузивные тела площадью более 200 км2 и мощностью несколько км. Батолиты сложены кислыми абиссальными породами, образующимися при плавлении вещества земной коры в областях горообразования. Примечательно, что гранитоиды, слагающие батолиты, образуются как в результате плавления первчноосадочных «сиалических» пород (S-граниты), так и при плавлении первичномагматических, в том числе и основных «фемических», пород (I-граниты). Образующиеся в результате масштабного плавления магмы могут кристаллизоваться на месте своего образования, создавая автохтонные интрузивы, или внедряться во вмещающие породы –аллохтонные интрузивы.

Эффузивным магматизмом, или вулканизмом называется выброс на земную поверхность различных магматических продуктов. Последние подразделяются на газообразные, жидкие и твердые.

при застывании магмы внутри земной поверхности образуется

Газообразные продукты во время извержения представлены парами воды, углекислоты, встречаются водород, азот, хлористый водород. Интенсивность выделения газов и паров из лавы зависит от степени вязкости последней: из кислых и вязких лав газы выходят с трудом, что ведет к их скоплению и последующим взрывам. В фумарольную стадию происходит выделение сернистых газов. Количество газов, выделяющихся во время извержения, может составлять до нескольких тысяч тонн в сутки.

2. Жидкие продукты представлены лавами разного химического состава.

Кислые лавы содержат более 65 % кремнезема, являются самыми вязкими и малоподвижными. Они застывают в виде коротких и мощных языков, куполов, сложенных липаритом (риолитом), дацитом.

Средние лавы содержат 65 – 53 % кремнезема, обладают разной степенью вязкости и подвижности, что зависит от содержания в них кремнезема и летучих компонентов. При их остывании возникают трахиты и андезиты. В составе кислых и средних вулканических пород часто встречаются пирокласты – обломки других горных пород.

Основные лавы содержат 53 – 45 % кремнезема, являются очень жидкими и подвижными (скорость их движения по земной поверхности может превышать 50 км/час). При остывании их возникают базальты и диабазы, почти никогда не содержащие пирокластов.

Ультраосновные лавы содержат менее 45 % кремнезема, встречаются крайне редко, образуют пикриты и кимберлиты.

Объем лавы, выделившейся во время извержения, может достигать десятков и сотен кубических километров.

3. Твердые продукты (пирокласты) представляют собой минеральные обломки разного диаметра, возникающие в наибольших объемах при взрывных извержениях. В зависимости от размера, выделяют следующие типы пирокластов: а) вулканические пепел и пыль; б) вулканический песок; в)лапилли (диаметром до горошины); г) вулканические бомбы; д) вулканические глыбы (при извержении Вулькано была выброшена глыба объемом 25 куб. м и массой 68 т). При отложении пирокластов на суше возникают вулканические туфы, а при осаждении обломков в воде – туффиты. Объемы выброса пирокластов иногда измеряются десятками кубических километров

16. Продукты извержения вулканов.

Основными продуктами извержения являются лава, пепел, и др. вещества, которые выходят на поверхность земли после деятельности вулкана.

Вулканы могут испускать значительное количество ядовитых газов даже в интервалах между извержениями.
Двуокись серы. Одним из самых вредных газов является двуокись серы, которая обладает едким запахом и даже при небольшой концентрации раздражает слизистые оболочки носа, горла и глаз. Двуокись серы может распространяться на значительное расстояние от ее источника. Газ реагирует с влажным воздухом, образуя крошечные капли серной кислоты. Эти капли настолько малы, что содержатся в воздухе в виде тонкой взвеси в течение неопределенно долгого времени. Аэрозоль серной кислоты может образовать вулканический смог, качество воздуха при этом часто опускается ниже стандартов. Растительность высыхает на корню, а дождевая вода становится кислотной, загрязняя питьевую воду.
Фтороводород и сероводород
Несмотря на очевидный вред для здоровья, в мире еще не было доказанных случаев гибели людей из-за непосредственного воздействия двуокиси серы. То же самое относится к фтороводороду, другому распространенному вулканическому газу, который может абсорбироваться в частицы пепла и становиться причиной фторового отравления скота. Так, соединения фтора захватываются пепловыми частицами, а при выпадении последних на земную поверхность заражают пастбища и водоемы, вызывая тяжелые заболевания скота. Таким же образом могут быть загрязнены открытые источники водоснабжения населения.
Углекислый газ
Большая часть жертв вулканических газов приходится на долю углекислого газа. Как и сероводород, он тяжелее воздуха и при пассивной дегазации может накапливаться в опасной для жизни концентрации. В обычном воздухе содержится около 0,5% углекислого газа, а в воздухе, который мы выдыхаем, примерно в два раза больше. Однако если концентрация углекислого газа в воздухе, которым мы вынуждены дышать, достигает 7,5%, это приводит к сонливости и головной боли. Первый документально подтвержденный смертельный инцидент произошел в 1979 году в районе вулканического комплекса Дьенг на острове Ява (Индонезия). Здесь 149 человек, спасавшихся бегством от фреатического извержения, погибли в невидимом облаке углекислого газа, проплывавшем у них на пути. Считается, что газ вырвался из подземной ловушки из-за сейсмических толчков, связанных с извержением.

Жидкие вулканические продукты представляют собой лаву, вышедшую на поверхность.

Характер эффузивных извержений, форма и протяженность лавовых потоков определяется химическим составом, вязкостью, температурой, содержанием летучих веществ.

Твердые породы, образующиеся при остывании лавы, содержат в основном диоксид кремния, оксиды алюминия, железа, магния, кальция, натрия, калия, титана и воду. Обычно в лавах содержание каждого из этих компонентов превышает один процент, а многие другие элементы присутствуют в меньшем количестве.

17.Летоисчисление геологическое — Определение возраста геологических событий, горных пород или организмов, существовавших на Земле. Геологическое летоисчисление начинают с того момента, когда на Земле появилась твердая кора. Оно может быть абсолютным и относительным в зависимости от того, определяется ли абсолютный или относительный возраст. (смотри Возраст геологический.) Абсолютное летоисчисление выражается в годах, относительное — в условных отрезках времени, называемых эрами, периодами, эпохами, веками.

Геохронологическая шкала — геологическая временная шкала истории Земли, применяемая в геологии и палеонтологии, своеобразный календарь для промежутков времени в сотни тысяч и миллионы лет

Предыдущая19202122232425262728293031323334Следующая

Date: 2015-11-13; view: 471; Нарушение авторских прав

Понравилась страница? Лайкни для друзей:

Химия Виды магматизма

Изотопный состав газа метаморфических и магматических пород

По немногочисленным данным метан изверженных пород, как и ожи­далось, весьма тяжел. В щелочных породах было обнаружено распределœение изотопов в ряду СН4—С2Н6—С3Н8, обратное тому, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ встречается в газах осадочной толщи. Здесь углерод становился легче. Этому явлению не найдено обоснованного объяснения.

Э. М. Прасоловым было проведено детальное изучение распределœения изотопов гелия и аргона в микровключениях горных пород различного состава и происхождения. Во включениях были обнаружены в измеримых количествах всœе исследуемые изотопы (3Не, 4Не, 40Аг, 36Аг), их содержания и соотношения варьировали в широких пределах.

Отношение изотопов гелия 3Не/4Не находилось в основном в пределах 10 -7—10-6 , на порядок превосходя характерное для газов осадочной толщи. Доля мантийного гелия в породах, естественно, гораздо выше, но в большинстве случаев она всœе равно не превышала 10%, т. е. в газах изверженных пород гелий преимущественно коровый.

Отношение 40Аг/36Аг находилось в пределах 300—40000. Причем около половины всœех образцов характеризовалось значением, превышающим 2000, что соответствует доле воздушного аргона 15%. Тем самым было показано, что хотя вклад флюидов близповерхностного происхождения гораздо ниже, чем в осадочной толще, но всœе же заметен и в магматогенных и метаморфогенных процессах.

В целом изучение инœертных газов пород показало, что в магматических и метаморфических породах присутствуют газы всœех трёх источников: мантии, коры и атмосферы. Конечно, вклад второго из них и особенно третьего гораздо ниже, чем в газах осадочной толщи, но всœе же существен. Это говорит о том, что в формировании даже изверженных пород принимали участие флюиды, зародившиеся в неглубоких слоях коры, в том числе и в осадочной толще.

Контрольные вопросы:

1. Охарактеризуйте явление грязевого вулканизма.

2. Какие компоненты преобладают в газах грязевых вулканов?

3. Существует ли зависимость УВГ и Сорг в параметаморфических породах?

15. ГЕОХИМИЯ МАГМАТИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

Магма — это вещество Земли в расплавленном жидком состоянии. Она образуется в Земной коре и верхней мантии в интервалах глубин 30-400 км.

По составу — это силикатный расплав + атомы растворенных металлов и растворенные газы.

Из магматического очага магма движется к поверхности Земли. При этом ее внутреннее давление и температура понижаются, начинается процесс кристаллизации и переход из жидкого в твердое состояние. Образуются магматические горные породы. Это общая схема магматического процесса. В свою очередь в нем выделяют два типа (или две ветви).

I. Интрузивный магматизм — процесс внедрения магмы в вышелœежащие толщи и ее кристаллизация в земной коре не достигая поверхности на разных глубинах. Для этого процесса характерно медленное снижение температуры и давления, кристаллизация в замкнутом пространстве. Магматические породы состоят из полностью раскристаллизованных зернистых агрегатов породообразующих минœералов. Такие магматические породы называются интрузивными .

II. Эффузивный магматизм или вулканизм — процесс проникновения магмы в земную кору и выход ее в жидком расплавленном состоянии на поверхность Земли. При этом, происходит резкое снижение t и P в расплаве и от него отделяются растворенные газы. И уже такой расплав называют лавой. При резком снижении t и Р происходит быстрое остывание лавы и переход ее в твердое состояние. При этом кристаллизоваться успевают немногие минœералы и образуются породы неполно кристаллические — эффузивные .

Химический состав магматических пород принято записывать в оксидной форме. В случае если общее количество минœерального вещества в горной породе принять за 100%, то 99% в них представлены силикатами, состав которых определяют 12 оксидов- SiO2 ; TiO2 ; Al2O3 ; Fe3O4 ; Fe2O3 ; MnO , CaO , MgO , Na2O; K2O; H2O; P2O5 . Эти оксиды называют петрогенными, и их количество в составе магматических горных пород достигает 99,5%.

Количественное соотношение между оксидами может изменяться, а это в свою очередь отражается на видовом составе породообразующих минœералов, а значит на разнообразии разновидностей магматических пород. В тоже время было отмечено, что в каждой из разновидностей магматических пород количественное соотношение петрогенных оксидов является стабильным в определœенных интервалах. По этой причине в основу их классификации положен химический состав, а ведущим признаком в ней является содержание SiO2 .

По химическому составу и в частности по содержанию кремнезема SiO 2 всœе породы делятся на :

  • ультраосновные SiO2 >45%
  • основные SiO2 до 45-52%
  • средние SiO2 до 52-65%
  • кислые SiO2 до 65-75%

В свою очередь среди этих групп каждая подразделяется по генезису на интрузивные и эффузивные.

Термин «магма» используется для обозначения в природе подвижноговещества, в основном из жидкой фазы, имеющей состав силикатного расплава. Бунзен предполагает существова­ние двух первичных магм: гранитной; базальтовой.

По его мнению изверженные породы земного шара образовались из этих магм, что менее вероятно. Возможное образование магм различного состава может быть объяснено фракционной кристаллизацией базальтовой магмы, отделœением остаточ­ных магм различных типов и ассимиляцией материаларазного состава, от­делœением летучих веществ. Очаги гранитоидного магматизма залегают на глубинœе 8–25 км, базальтового– 50–500 км.

Геохимия магматических процессов тесно связана с температурой, давлением и концентрацией раствора. При понижении температуры про­исходит выделœение тепла и кристаллизация магмы. Температура магмы колеблется в пределах 900–1200 °С. Повышение давления приводит к уменьшению объема и повышению плотности магмы. В случае если повышается концентрация магмы, то происходит переход ее в твердую фазу, при по­нижении– сохраняется ионная жидкая фаза.

В магматических процессах А. Е. Ферсман (1938) выделил геофазы – отрезок времени в длительных геохимических процессах, характеризую­щийся более или менее определœенным комплексом минœералов и связанных с ними элементов. Выделяются следующие геофазы процессов при пони­жении температуры магмы:

ü А – магматический, выше 900 °С;

ü B–C – эпимагматический (800 °С) – пегматитовый (700 °С);

ü D–E–F–G – пневматолититовый, 600 – 500 °С;

ü H–I–K – гидротермальный, 400–50 °С;

ü L – гипергенный, ниже 50 °С.

Основы процесса дифференциации и кристаллизации магмы за­ложены трудами Г. Боуэна, В. М. Гольдшмидта͵ П. Ниггли, Р.

Процесс образования магматических пород и их применение

Фогта и других ученых. Показано, что при кристаллизации расплава минœералы выделяются в определœенной последовательности.

В кристаллизационной стадии дифференциации магмы идет обра­зование трех самостоятельных комплексов: твердого остатка поро­ды, остаточного расплава; дистиллятов (ряд погонов).

Остаточ­ный расплав превращается в пегматитовый расплав, а дистилляты – в пневматолиты, которые при охлаждении дают горячие водные рас­творы и их осадки – гидротермалиты.

В кристаллизации магмы вы­деляют следующие последовательные этапы:

ü протокристаллизацию,

ü главную кристаллизацию,

ü остаточную кристаллизацию.

Протокристаллизация – образование наиболее ранних продуктов кристаллизации из расплава, флюида или раствора. Происходит обра­зование темных и устойчивых минœералов. По Г. Боуэну, кристаллиза­ция расплава начинается с образования наиболее тугоплавких, бога­тых Mg и Fe (фемических) силикатов. Собственные минœералы обра­зуют в первую очередь элементы с четными номерами и малыми раз­мерами ионных радиусов. Атомные массы большинства из них крат­ны четырем. Энергия кристаллических решеток этих минœералов высо­кая, ионные радиусы малые. Этим требованиям согласно А. Е. Ферсману, отвечают следующие элементы (у выделœенных эле­ментов атомные массы кратны четырем: Mg, Si, O, Ti, Fe, Cr, C, S, Ca, Ni, Pt, Ru, Os.

В период главной кристаллизации (мезокристаллизации) по мере падения температуры в породах увеличивается содержание Ca – Mg силикатов и алюмосиликатов Ca, Na, K . Выделяются распространен­ные минœералы (плагиоклазы, слюды, амфиболы, калиево- и натриевые полевые шпаты). В минœералах возрастает роль одновалентных хими­ческих элементов (Na, K) и уменьшается роль двухвалентных (Mg, Ca, Fe). У одновалентных элементов ионные радиусы большие. Энергия кристаллических решеток низкая. Минœералы с содержанием этих эле­ментов неустойчивы в гипергенных условиях.

Остаточная кристаллизация (телокристаллизация) приводит к образованию кислых пород, обогащенных редкими элементами и ле­тучими компонентами. Характерны четные химические элементы (O, Si) и резко возрастает роль нечетных (Al, K, Na), усложняется струк­тура базовых породообразующих минœералов. При остывании про­дуктов остаточного расплава образуются крупнокристаллические по­роды, иногда сильноминœерализованные, которые называют пегмати­тами. Наиболее широко распространены гранитные пегматиты с тем­пературой кристаллизации 700–850 °С. В минœерализованных пегмати­тах формируются крупные минœералы в природе, к примеру, сподумен длиной до 14 м, берилл весом до 18 т, кварц до 14 т, циркон до 6 кᴦ.

Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, последовательность кристаллизации зависит от термических и кристаллохимических свойств реагирующих веществ и их количественных отношений в расплаве. Химическая лаборатория природы представляет собой ряд медленных превращений атомов на пути к достижению максимального химического равновесия, за ис­ключением отдельных моментов этого процесса, и формирования ус­тойчивыхминœеральных видов.

Читайте также

  • — Виды магматизма

    Изотопный состав газа метаморфических и магматических пород По немногочисленным данным метан изверженных пород, как и ожи­далось, весьма тяжел. В щелочных породах было обнаружено распределение изотопов в ряду СН4—С2Н6—С3Н8, обратное тому, которое встречается в… [читать подробенее]

  • Магма (От греч. "магма" — "густая мазь") смесь магматического расплава, кристаллов и/или их сростков и флюидной фазы, способная к перемещению в земной коре. Магма, изливающаяся на поверхность Земли, теряет растворенные летучие компоненты и превращается в лаву, которая застывая формирует эффузивные горные породы. При застывании магмы на глубине образуются интрузивные горные породы, которые образуют разнообразные по форме и размерам интрузивные тела — от мелких даек, представляющих собой выполненные магмой трещины, до огромных массивов, площадью во многие тысячи км2.

    Классификации магм.

    Магмы по химическому составу делятся на силикатные, карбонатные, фосфатные, сульфидные и т.д. Наиболее распространены в земных условиях силикатные магмы. Силикатные магмы состоят из соединений кислорода, Si, Al, Fe, Mg, Ca, Na,К, Ti, P и других элементов. При высоких давлениях в магмах может быть растворено значительное количество летучих компонентов, таких как вода, углекислый газ, фтор, хлор, соединения серы, углеводороды и др. Силикатные магмы по аналогии с магматическими горными породами подразделяются по содержанию SiO2 (масс.%) на ультраосновные (< 45%), основные (45-52%), средние (52-65%), кислые (>65%). По суммарному содержанию щелочей (Na2O и K2O) магмы подразделяются на магмы нормального ряда, субщелочные и щелочные. Среди этих групп преобладают магмы нормального ряда основного (базальтовые магмы) и кислого (риолитовые или гранитные магмы) состава.

    Физические свойства магм.

    Магма имеют различные физические свойства, которые зависят от их состава, температуры и содержания летучих компонентов. Температуры большинства магм в земной коре лежат в пределах 600-1300°С. Самые низкие температуры зафиксированы для натрокарбонатитовой магмы (~450°С), самые высокие – для коматиитовых и меймечитовых магм (1600-1650°С). Вязкость магматических расплавов варьирует от 1 до 108 Па*с. Наименьшей вязкостью обладают высокотемпературные магмы ультраосновного и основного составов, наибольшая вязкость характерна для риолитовых магм. Магма стремится подняться к поверхности вследствие своей подвижности и меньшей по сравнению с вмещающими породами плотностью. При подъеме она может накапливаться на различной глубине, формируя магматические очаги.

    Законы кристаллизации магм.

    При подъеме к поверхности или в магматическом очаге магма постепенно остывает и начинает кристаллизоваться. Сначала кристаллизуются высокотемпературные минералы, затем постепенно они сменяются более низкотемпературными. Немецкий петрограф К. Г. Розенбуш на основе природных наблюдений и американский петролог Н. Боуэн на основе экспериментов предложили общую последовательность кристаллизации, известную как ряд Боуэна: вначале кристаллизуются магнезиально-железистые безводные силикаты (оливин, ортопироксен, клинопироксен) и основные плагиоклазы, далее следуют роговая обманка и средние плагиоклазы, а в конце процесса образуются биотит, щелочные полевые шпаты и кварц. Такая последовательность характерна для пород нормального ряда, кристаллизующихся при небольших давлениях и умеренных содержаниях летучих. В субщелочных и щелочных породах и при больших давлениях порядок кристаллизации может существенно отличаться от последовательности ряда Боуэна.

    Магма может эволюционировать, меняя свой состав. Это приводит к образованию разных по минеральному составу г. п. Дифференциация магмы может происходить до её кристаллизации (докристаллизационная дифференциация) или в процессе кристаллизации (кристаллизационная дифференциация), в промежуточном магматич. очаге (глубинная дифференциация) или на месте её застывания (внутрикамерная дифференциация). Среди факторов, обусловливающих дифференциацию магм, выделяют гравитацию, термодиффузию, ассимиляцию, ликвацию и др. Установление в расплавах гравитац. равновесия может привести к дифференциации их вещества по высоте. Общая тенденция такой дифференциации — обогащение SiO2, Al2O3, CaO и щелочами верх. частей поднимающейся магматич. колонны и накопление MgO и FeO в нижних её частях (гравитац. дифференциация).

    Кристаллизационная дифференциация, экспериментально и теоретически обоснована Боуэном для базальтовой магмы B процессе дифференциации под влиянием разл. факторов (напр., гравитац. осаждение или всплывание выделившихся из расплава кристаллов, перемещение их конвекционными потоками) должно происходить и пространственное обособление возникающих минеральных фаз (фракционирование). B результате в вертикальном разрезе магматич. камеры образуются горные породы различного состава.

    Магмы могут менять свой состав за счет взаимодействия с вмещающими породами. При фильтрации по тонким трещинам и каналам магма насыщается минералами вмещающих пород. Кроме этого, магма может разрушать стенки магматических очагов и каналов, захватывая ксенолиты вмещающих пород, которые растворяются в магме полностью или частично (ассимиляция, контаминация). Этими процессами часто объясняют детали строения отдельных массивов магматических пород.

    В долгоживущих вулканических центрах приповерхностные магматические очаги периодически подпитываются порциями магм, которые обеспечивают активность вулкана в течение многих тысяч лет. При этом формируется магматическая питающая система, состоящая из области магмогенерации, области миграции магм и приповерхностных магматических очагов. Области магмогенерации существуют за счет факторов (например высокого теплового потока и/или потока летучих компонентов) создающих условия для постоянного или периодического плавления горных пород.

    Процесс образования магматических пород и их применение

    Порции магм могут отличаться по составу как от магмы в приповерхностном очаге, так и друг от друга. Попадая в магматические очаги, магмы смешиваются друг с другом и формируют гибридные породы (см. Смешение магм).

    Механизмы образования магм.

    До середины XX века предполагали, что под земной корой существует океан магмы. Сейсмологические исследования внутреннего строения Земли доказали, что несмотря на постоянное повышение температуры с глубиной, подстилающая земную кору мантия является твердой. Ранние исследователи исходя из существования единого океана магмы предполагали наличие единой родоначальной магмы, из которой образуются все другие. В качестве родоначальной рассматривалась либо базальтовая, либо ультраосновная пикритовая магма. Российский петрограф Ф. Ю. Левинсон-Лессинг предположил существование двух родоначальных магм: базальтовой и гранитной. Английский геолог А. Холмс предполагал существование трех родоначальных магм: базальтовой, гранитной и ультраосновной (перидотитовой). В настоящее время считается, что различные по составу магмы образуются за счет плавления пород мантии и земной коры в результате трех основных механизмов: привноса тепла и нагрева пород, уменьшения давления или привноса летучих компонентов, преимущественно воды. Их состав зависит от состава субстрата плавления и условий, в которых это плавление происходит. Причиной нагрева может быть поступление тепла из более глубоких слоев Земли, накопление радиогенного тепла и др. Генерация магмы за счет прогрева верхней мантии поднимающимися из нижней мантии плюмами характерна для магматизма океанических островов (горячие точки) и крупных магматических провинций. Плавление за счет уменьшения давления может происходить при подъеме отдельных крупных блоков мантии, которые при этом подъеме сохраняют тепло и высокие температуры. Такой механизм плавления реализуется под срединно-океаническими хребтами, с которыми связан интенсивный базальтовый вулканизм. Присутствие летучих компонентов, например водяного пара, существенно снижает температуру плавления горных пород. Образование магм за счет привноса летучих компонентов в мантию характерно для магматизма островных дуг. Этот магматизм вызван погружением океанической плиты в мантию (см. Субдукция). При погружении происходит прогрев океанической плиты, прогрессивный метаморфизм богатых водой пород плиты (спиллитов, серпентинитов и др.) и выделение огромного количества летучих, которые поступают в вышележащую мантию и вызывают ее частичное плавление.

    Mагмы возникают при частичном плавлении ранее существовавших горных пород, при котором легкоплавкие жидкие фракции отделяются от нерасплавившегося твёрдого остатка (т.н. реститов). Степени плавления могут варьировать от первых процентов до 40-50% от объема первоначальной породы. Из земных магм наиболее высокие степени частичного плавления мантии зафиксированы для коматиитов, которые формировались преимущественно в архейскую эру (4.5-2.6 млрд. лет назад). Большая часть гранитных магм формируется за счет плавления пород земной коры, а базальтовые магмы преимущественно пород верхней мантии.

    Условия образования магм, состав плавившихся пород, условия внедрения магм в земную кору, условия кристаллизации и фракционирования определяют набор компонентов, которые концентрируются при этих процессах и формируют месторождения полезных ископаемых. Рудные минералы (минералы Сr, Ti, Ni, Pt) обосабливаются в процессе кристаллизации базальтовых магм и образуют магматические месторождения в расслоённых комплексах (Норильск в России, Бушвельд в ЮАР, Садбери в Канаде). На последних стадиях формирования интрузивов (послемагматическая стадия) за счёт летучих компонентов, отделившихся от магм и теплового потока, поступающего от интрузивов во вмещающие породы формируются гидротермальные, грейзеновые, скарновые месторождения цветных, редких и драгоценных металлов, а также некоторые месторождения железа.

    Внутренние части земного шара находятся в твёрдом перегретом состоянии.

    Переход здесь вещества в жидкую фазу всегда локально ограничен и вызывается либо дальнейшим местным разогревом под действием местного скопления радиоактивных веществ, либо одним только ослаблением давления без всякого дополнительного нагрева. Таким образом в земной коре имеются отдельные более или менее обширные очаги жидких или тестоподобных минеральных масс, возникающие преимущественно в тех участках, которые подвергаются разломам с образованием трещин и где, стало быть, наиболее вероятно уменьшение давления на глубине. Поскольку такая масса (её называют магмой) образовалась, содержащиеся в ней газы увлекают её вверх, по направлению к земной поверхности. Движение это может закончиться, пока магма ещё не достигла поверхности; тогда она медленно застывает под землёй и вновь становится твёрдым телом, дав начало так называемым магматическим горным породам, а именно той их группе, которая известна под названием интрузивных, или глубинных (т. е. застывших на глубине) пород. Если же магма, достигая поверхности, выльется на неё и здесь затвердеет, то получившиеся в результате этого магматические породы называются эффузивными, экструзивными, или излившимися. Магма, излившаяся на поверхность и потерявшая значительное количество содержавшихся в ней газов, называется лавой.

    Известно около 700 видов изверженных пород. Их делят на две главные группы: кислые породы, характеризующиеся присутствием в них свободной кремнекислоты (т. е.

    При застывании магмы на земной поверхности образуется

    кварца) и кислых полевых шпатов (в особенности ортоклаза и кислых плагиоклазов), и основные породы, характеризующиеся отсутствием или очень небольшим количеством кварца, наличием основных полевых шпатов (лабрадор, анортит), а также минералов, богатых железом, кальцием и магнием (авгит, роговая обманка, оливин и т. п.).

    Вся совокупность процессов, связанных с возникновением и перемещением магмы, называется вулканизмом. Значит, вулканы, в которых происходит излияние магмы на поверхность земли, — это лишь частный случай вулканизма и притом имеющий не столь большое значение в формировании земной коры по сравнению со случаями, когда магма застывает, не доходя до поверхности.

    Горные породы, образовавшиеся в результате застывания магмы, чаще всего состоят сплошь из кристаллов, плотно прилегающих друг к другу. В магме всегда есть газы и вода. Застывая под землёй, магма удерживает в себе значительную часть этих летучих веществ, которые понижают температуру кристаллизации, вследствие чего процесс охлаждения растягивается на длительное время, и породы получаются крупнокристаллические. Если же магма изливается на поверхность, летучие вещества быстро из неё уходят, охлаждение совершается быстро, и застывшая масса будет тонкозернистой или даже стекловатой.

    Интрузивные породы обнажаются на поверхности земли только в результате уничтожения прикрывающей их толщи других пород экзогенными процессами.

    Интрузивные породы обычно приурочены к складчатым зонам Земли (как молодым, так и древним в смысле складкообразования). В этом — одно из доказательств связи, существующей между движениями земной коры и вулканизмом. Здесь, как и во всех других случаях, лишний раз проявляется взаимная обусловленность природных процессов.

    Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

    Вконтакте

    Google+

    Одноклассники

    Оставьте комментарий