Магматизм и магматические горные породы

Одним из наиболее ярких проявлений эндогенных геологических процессов является магматизм -сложный процесс перехода вещества глубоких зон земной коры и мантии из твердого состояния в жидкое и газообразное с последующим проникновением в верхние слои земной коры или излиянием на поверхность. Магма (от греческого тесто) представляет собой сложный расплав вещества, насыщенный растворенными в нем газами и температурой более 1000⁰С. Лава -излившаяся на поверхность Земли магма, лишенная газов и паров. Характер движения и глубина застывания магмы являются весьма важными показателями магматического процесса. Поэтому выделяют две его формы:

1) интрузивный;

2) эффузивный.

Интрузивный магматизм развивается в толщах земной коры в результате движения магмы и ее производных (газы, пары, горячие растворы) по зонам тектонических нарушений и взаимодействия с вмещающими горными породами. Образовавшиеся при застывании магмы тела по глубине их залегания разделяют на глубинные (абиссальные) и приповерхностные (гипабиссальные). Глубинные тела (батолиты, штоки) имеют крупные размеры. Своим основанием они, как правило, связаны с магматическим очагом. Приповерхностные тела (лакколиты) обычно связаны с питающим очагом, узкими трещинами и каналами.

Эффузивный магматизм проявляется на поверхности Земли или под водой в виде трещинных излияний или центральных извержений (рис. 1.4).

Рис. 1.4. Типы вулканов

При трещинных излияниях большие массы вещества разливаются по окружающей местности через длинные, узкие трещины (рифты), образуя лавовые покровы (под водой траппы). Центральные извержения происходят через каналы или жерла округлого сечения, заканчивающиеся у поверхности земли воронкообразным расширением (кратером) и формирующие вулканы. При очень сильных взрывах во время эксплозивных (взрывных) извержений, старая воронка или вулканический конус разрушаются и на их месте образуется кальдера (воронка взрыва). В результате таких взрывов, кроме лав и газообразных продуктов, происходят выбросы в атмосферу большого количества твердых частиц на высоту до 40-50 км. Например, пыль, вынесенная в стратосферу взрывом вулкана Кракатау в 1883 году придавала необычную окраску восходам и закатам Солнца на всей Земле в течение двух недель.

В зависимости от размеров (вулканический пепел, вулканический песок, вулканические лапилли и бомбы) пирокластические частицы могут находиться в атмосфере часы, дни, недели и переноситься на большие расстояния. Например, продукты извержений вулканов Италии прослеживаются на территории России до Пензы (флегрийские поля). А пеплы (и иногда вулканические пески) Эльбруса обнаруживаются на расстояниях до 600 км.

Магматические породы представляют собой продукт остывания и кристаллизации магмы. Они образуют более 60% объема земной коры. Свойства магматических горных пород зависят от:

- положения остывающих магматических тел;

- температуры;

- скорости остывания;

- давления;

- состава магмы и т.д.

Диагностическими признаками горных пород являются структура и текстура.

Структура - степень кристаллизации или другими словами строение породы, обусловленное величиной и формой слагающих породу минералов. Когда магма застывает на большой глубине в условиях высоких давлений и в течение длительного периода времени, формируются породы, характеризующиеся полным развитием кристаллов многих минералов. Породы приобретают полнокристаллическую равномерно-зернистую структуру – интрузивные (глубинные) породы (граниты, диориты, габбро, пироксениты и дуниты). Если магма выходит на дневную поверхность, в результате резкого снижения давления и температуры ее покидают летучие компоненты (газы и пары), она очень быстро остывает и получаются породы другого типа. Для них характерна стекловатая (масса не раскристаллизована - обсидиан) или скрытокристаллическая структура, при которой кристаллы так мелки, что едва различимы (мелкозернистая структура). Такие породы называются – эффузивные (липариты, дациты, базальты). Существуют промежуточные породы – гипабиссальные (полуглубинные). Эти породы обладают порфировой структурой. В этом случае на общем фоне нераскристаллизованной массы видны крупные кристаллы какого-либо минерала (гранит-порфир, порфириты).

Текстура - это соотношение отдельных участков слагающих породу и характеризующих степень однородности ее сложения (каким образом распределены минералы). Породы однородные в значительных объемах характеризуются массивной текстурой. При наличии признаков какой-либо ориентировки в породе, что может быть связано с течением магмы при застывании структура становится флюидальной. Выделяются также шаровая, полосчатая, пористая, шлаковая, миндалекаменная текстуры.

Химическая классификация магматических пород основана на изменении содержания SiO₂. По содержанию кремнезема разделяют (табл. 1.3):

- кислые – свыше 64% SiO₂;

- средние – 64-53%;

- основные – 53-44%;

- ультраосновные – менее 44%.

В кислых и средних породах доминируют минералы полевых шпатов и кварца, придающие им светлую окраску (лейкократовые породы). Содержание темноцветных минералов – 5-20%.

В основных и ультраосновных породах преобладают темноцветные минералы - роговая обманка, оливин, пироксен, придающие им темную, черно-зеленую окраску (меланократовые породы).

Таблица 1.3