Реферат: Магматизм и магматические горные породы
Реферат: Магматизм и магматические горные породы
Магматизм
и магматические горные породы
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 вышележащие 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 минералов.
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 минералы и образуются породы
неполнокристаллически е – эффузивные.
Химический
состав магматических пород принято записывать в оксидной форме. Если общее
количество минерального 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 минералов, 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 определенных интервалах. Поэтому в
основу их классификации положен химический состав, а ведущим признаком в ней
является содержание SiO2.
Все породы по содержанию кремнезема делятся на: ультраосновные, основные,
средние и кислые. Содержание SiO2 возрастает от ультраосновных пород к кислым (демонстрация
табл.) и определяет не только разный минералогический состав и химические
свойства, но и физические свойств а – такие как плотность, температура
кристаллизации, вязкость расплава. Последнее свойство определяет способность
расплава к текучести, а следовательно с разной скоростью перемещаться и
удаляться от очага, т.е. подвижностью. Наиболее подвижными являются магмы
ультраосновного состава, соответственно кислые – более вязкие и менее
подвижные.
Разделение
магмы на составные части по химическому составу или дифференциация магмы
происходит различными путями.
I. Считается
возможным разделение магмы разного состава – у льтраосновной, основной и
кислой.
II.
Кристаллизационная дифференциация – обусловлена различием в температуре
кристаллизации породообразующих минералов. Это явление обосновано английским
ученым Н. Боуэном, который сгруппировал породообразующие минералы в две
серии. В первой (прерывной) помещены темноцветные минералы оливин, пироксены
(ромбический и моноклинный), роговая обманка и биотит; а во второй
(непрерывной) сери и – полевые шпаты: плагиоклазы (от основных к кислым) и
калиевый полевой шпат. В каждой серии последовательность кристаллизации
минералов связана с понижением температуры магматического расплава, которая
убывает от оливина к биотиту. Из схемы реакционной серии Боуэна (плакат) видно
как последовательная совместная кристаллизация влияет на разделение
магматических пород по химическому и минеральному составу, а также позволяет
судить об основных минеральных ассоциациях породообразующих минералов.
III.
Дифференциация расплава по плотности называется ликвация. Этот процесс приводит
к расслоению единого расплава на части отличающиеся по плотности: в нижней
части как более плотные (или тяжелые) формируются породы ультраосновного и
основного состава. Часто они сопровождаются ликвацией сульфидно-оксидной массы
от силикатной. Так образуются ликвационные месторождения Cu-Ni руд. Выше этой
части формируются породы среднего состава, а в верхней части – кислого. Яркий
пример такого формирования – Бушвельдский интрузивный массив в ЮАР.
IV. При
движении магмы от магматического очага к месту кристаллизации часто происходит
захват и переплавление магмой встречаемых ею пород. Это явление называется
ассимиляцией, и оно тоже может стать причиной дифференциации магмы.
При снижении
температуры и кристаллизации магмы от нее отделяются растворенные в расплаве
минерализованные газы (флюиды) и растворы, которые определяют постмагматические
процессы, среди которых кратко рассмотрим:
1.
Пегматитовый – отделение остаточного расплава и газов-минерализаторов. Их
кристаллизация происходит после остывания и кристаллизации основной части магмы
на периферии интрузивного тела или даже за его пределами. В результате
образуется своеобразная горная порода, в которой породообразующие минералы
достигают больших размеров, часто образуют хорошо ограненные кристаллы и друзы
кристаллов.
2. Пневматолитовый
процесс-воздействие отделившихся от магмы газов (пневма) на окружающие породы.
В результате этого воздействия происходит образование новых минералов, в том
числе рудных. Так образуются месторождения вольфрамита и касситерита в породах
при воздействии на них термальных газов гранитной интрузии.
3.
Гидротермальный процесс – отделение минерализованных газов и растворов от
остывающего интрузивного тела и перемещение их по трещинам в окружающие породы.
При этом происходит снижение давления и температуры гидротермальных растворов и
отложение из них минералов по трещинам с образованием жил. Гидротермальные жилы
могут формироваться на разном удалении от интрузивного тела, как вблизи
контакта, так и на несколько км от него. Минеральный состав жил очень разнообразен
и при достаточной концентрации в них полезных компонентов они рассматриваются
как месторождения полезных ископаемых на золото, серебро, ртуть, олово и др.
Образующиеся
при остывании магмы интрузивные тела разделяются по глубинам образования и по
форме (см.
фото).
Батолиты – глубинные,
наиболее крупные тела (размеры достигают сотен км).
Шток – отличается
от батолита меньшими размерами и часто образуется как ответвление от батолита
или на некотором удалении от него.
Интрузивные
тела меньших размеров разделяются по условиям залегания во вмещающих породах на
согласные и секущие. Согласные тела формируются между пластами пород – это силлы,
лакколиты и лополиты.
Если магма
застывает в трещинах пересекающих напластование пород, то образуются секущие
тела – это жилы и дайки. Для них характерна небольшая мощность
(несколько м) и значительная длина (до нескольких км). Пример – Материнская
дайка в Южной Африке.
Эффузивный
магматизм тоже можно рассматривать как несколько последовательных процессов.
1. Излияние
лавы и сопутствующих продуктов и образование вулканических пород. Скорость
движения или подвижность лавы зависит от ее химического состава. Лавы основного
состава с t~1200 о наиболее подвижны. Они образуют лавовые потоки и покровы,
удаляясь от центров извержения на несколько км. Лавы кислого состава вязкие и
малоподвижные.
Характер
отделения газов от магмы зависит от степени ее насыщенности ими. Как правило,
отделение газов имеет взрывной характер. При этом увлекаются не застывшие
частицы лавы, которые, застывая в воздухе, дают твердые продукты извержения –
бомбы, лаппили и пепел. Твердые продукты извержения в зависимости от размеров
могут вместе с газами уноситься на различные расстояния. Бомбы – крупные куски
застывшей лавы перемещаются недалеко от кратера вулкана. А вот пеплы – мельчайшие
частицы лавы, размером до 1 мм, могут образовать пепловые тучи (наподобие
пылевых) и уноситься газами на несколько км. Смешиваясь с парами воды, они
оседают вместе с ливнями и иногда это приводит к катастрофическим последствиям.
2. Выделение
газов предшествует и сопровождает извержение лав и может продолжаться после
прекращения извержения. Часто вулканическая деятельность не сопровождается
излиянием лав, а представляет только выбросы газа и пепла. В зависимости от
состава вулканические газы подразделяются на:
·
фумаролы – HCl, HF, SO4; CO, CO2; B и т.д.
·
сольфатары – SO2; H2S; CO, CO2; H2O, N, CH4
·
мофетты
– преобладает в составе углекислый газ.
Вулканические
газы, остывая, превращаются в твердое вещество и могут представлять
месторождения серы, борной кислоты, карбонатов и др.
3.
Поствулканические процессы – это процессы, связанные с затуханием активного
вулканизма. Продуктами выделения являются пар и горячая вода. Вылетая из недр,
периодически и под большим напором они образуют гейзеры. При отсутствии напора
пар а – образуются термальные источники.
Типы
вулканизма, географию, причины вулканизма – самостоятельно (см. фото).
Характеристике магматических пород.
1.
Минеральный состав – минералы подразделяют на породообразующие (главные и
второстепенные) и акцессорные.
Породообразующие
минералы – составляют>90% объема породы и представлены главным образом
силикатами:
Страницы: 1, 2, 3, 4 |