Характерные особенности минерального состава

Для пород нормального ряда характерно присутствие кварца и полевых шпатов и "...отсутствие фоидов (фельдшпатоидов) и щелочных темноцветных минералов, а также пироксенов и амфиболов с высоким содержанием титана." ^[2] Состав Na-Ca полевых шпатов отражает кислотность магматических пород: базиты содержат богатые кальцием, тогда как кислые магматиты - богатые натрием разновидности плагиоклазов. Характерным минералом кислых пород является кварц. Он образуется тогда, когда содержание SiO₂ в магме превышает, необходимое для образования силикатов (полевых шпатов и др.). В то же время, кварц не встречается в магматических фазах совместно с нефелином или оливином. Оливин встречается, главным образом, в ультрабазитах. В средних породах обычно присутствует роговая обманка, а в кислых — биотит. Присутствие оливина в породе служит признаком недостатка SiO₂. Оливин выделяется только из магм, в которых содержание кремнезема недостаточно для образования пироксенов. При достатке его в расплаве оливин превращается в энстатит:

Mg₂SiO₄ + SiO₂ = Mg₂Si₂O₆
Форстерит Энстатит

Аналогичным путём образуется нефелин, который присутствует лишь в щелочных породах, недосыщенных кремнезёмом. В случае насыщенности магмы кремнезёмом вместо нефелина образуется альбит:

NaAlSiO₄ + 2SiO₂ = NaAlSi₃O₈
Нефелин Альбит

Содержание в породе кварца отличается от концентрации кремнезёма (SiO₂), хотя и зависит от неё, но также и от того, какие основания и в каком относительном количестве содержатся в породе. Ультрабазиты недосыщены кремнезёмом (на что указывает присутствие оливина), а кислые пересыщены (присутствие кварца). Однако относительно бедные SiO₂ базиты не всегда им недосыщены. Насыщенные кремнезё­мом, не содержащие оливин и нефелин, разно­сти часто встречаются среди основных и средних магматических пород.

Связь цвета магматических пород и их состава

Чем больше кремнзёма в породе, тем она светлее. Этот эффект обусловлен тем, что богатые кремнием породообразующие минералы, как правило, обладают светлыми окрасками. Содержание темноцветных минералов, подсчитанное в объемных процентах, называют цветным числом (ц.ч.). Ультрабазиты обычно имеют черный цвет (ц.ч. в диапазоне 95-100%), базиты - темно-серый до черного (ц.ч. ~ 50%). Породы среднего состава характеризуются серыми окрасками (ц.ч. ~ 30%). Кислые и ультракислые магматиты отличаются светло-серым цветом (ц.ч. <10%). В природе нередко встречаются отклонения от указанных значений, в связи с локальными особенностями магматизма, а также эпигенетическими изменениями пород, в связи с выветриванием и гидротермальной проработкой. При эпигенезе первичные минералы замещаются новообразованными (вторичными). В частности, плагиоклазы, чаще всего, замещаются серицитом и цеолитами. Пироксены и амфиболы переходят в хлорит и эпидот.

Визуальный осмотр с подсчетом цветного числа, а также определением текстуры (порфировой или афировой) и структуры (полно- или неполнокристаллической) позволяет делать обоснованное предположение о составе породы не только специалистам, но также и любителям.

Химический состав

В химическом составе магматитов выделяют петрогенные и редкие химические элементы. Петрогенные элементы определяют фазовый (минеральный) состав породы, в то время как редкие входят в эти фазы в виде примесей. Состав магматитов, чаще всего, отражают концентрациями ряда элементов в форме их оксидов (петрогенных окислов). "Главными оксидами магматических образований являются: SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, FeO, MgO, CaO, Na₂O и K₂O, H₂O" ^[3]. Процентное содержание кремнезёма в породе служит определенным критерием её кислотности, в связи с чем термином «кислая порода» стали обозначать породы, богатые, а «основная порода» — бедные кремнезёмом, но обогащенные основаниями - СаО, MgO и FeO. Обратная зависимость между содержанием этих оснований и кремнезёма весьма ярка выражена в ряду кислотности пород.

Распространение

Магматические и метаморфические (в т.ч. переходные ультраметаморфические) породы доминируют в составе земной коры. Точное соотношение между ними не известно. На значительных площадях они скрыты под чехлом морских и континентальных отложений. На современной субаэральной и субаквальной поверхности палеотипные магматические образования широко развиты в пределах подвижных поясов и в областях длительного воздымания (кристаллических щитах, кратонах и пр.). Среди магматических пород наибольшим распространением пользуются базиты-ультрабазиты и гранитоиды, на что обращал внимание ещё Левинсон-Лессинг. Основные и ультраосновные магматиты преобладают над кислыми, слагая нижние глубинные слои земной коры. Меланократовые породы почти полностью образуют кору океанического типа, причем базиты слагают её "базальтовый" слой и верхнюю часть нижнего, а ультрабазиты - низы нижнего слоя, где представлены полнокристаллическими (интрузивными) разностями. В отличие от тонкой океанической, в составе массивной континентальной коры широко развиты гранитоиды. Они образуют верхний "гранито-гнейсовый" слой. Однако под ними базиты вновь приобретают главенствующую роль. Нижний слой континентальной коры согласно предположениям В.В. Белоусова имеет "гранулит-базитовый" состав.^[4]

Помимо прочего, выделяются участки земной коры, в пределах которых экстремально быстро и широко проявился магматизм, получившие название "больших магматических провинций" (large igneous province, LIP). С 11-ю такими провинциями связывают массовые вымирания живых организмов в истории Земли. В LIP входят как "большие плутоногенные провинции", так и "большие вулканогенные", в том числе трапповые поля, такие как Сибирское в России.