Магматические горные породы. Магматические глубинные горные породы

Горные породы - это образования, которые состоят из отдельных минералов, а также их ассоциаций. Сюда же относятся и магматические горные породы. Для них характерен постоянный состав и образование в связи с определёнными геологическими условиями как внутри Земли, так и на её поверхности. Они содержат полезные компоненты, минералы. Те из них, которые извлекать экономически целесообразно, называются полезными ископаемыми.

О науках

Изучают происхождение и физические свойства горных пород две науки, связанные друг с другом - петрография и петрология, от греческого слова "петрос" - камень. История развития этих наук условно подразделяется на два этапа - до изобретения микроскопа и после этого.

Открытия, сделанные вулканологами, продолжаются и по сей день. Например, коматиит, онгонит и бонинит были открыты и подробно изучены совсем недавно.

Строение и условия залегания

Условия залегания и строение магматические горные породы имеют разнообразные, в зависимости от формирования в процессе геологических подвижек. Образования всех горных пород делятся на три типа: магматические, осадочные и метаморфические.

Интрузивные - магматические глубинные горные породы - появились в результате высокого давления при постепенном остывании магмы глубоко под земной корой. Поэтому и сформировались плотные массивные породы, имеющие полнокристаллическую структуру - гранит, габбро, лабрадорит.

Излившиеся магмы

Эффузивные - излившиеся на поверхность - породы образовываются после извержения из быстро остывающей при низком давлении и невысокой температуре лавы. Поскольку времени на этот процесс уходит мало, образование кристаллов происходит быстро, из-за чего породы данной группы обычно мелко-кристаллической или скрыто-кристаллической структуры. В этих случаях получаются очень пористые магматические горные породы, примеры: порфир, вулканический туф, базальт, пемза, пепел и так далее.

Метаморфическими породами называют те, которые получились после преобразования магматических и осадочных под воздействием высоких температур, давления и прочих физических и химических процессов. Так появились кварциты, мрамор, сланцы. гнейсы. Метаморфические и магматические глубинные горные породы занимают около девяноста процентов всей земной коры, остальные же десять - осадочные, однако они царствуют на поверхности, занимая более семидесяти пяти процентов площади Земли.

Состав магмы

Магматические горные породы образовываются из магмы непосредственно. Магма - в переводе с греческого - означает густая мазь. Это расплавленные массы, чаще всего силикатного состава. В результате охлаждения и застывания получаются глубинные - интрузивные и эффузивные, то есть магматические излившиеся горные породы.

Преимущественно магма состоит из сложного раствора соединений очень большого количества химических элементов, с преобладанием кислорода, кремния, алюминия, железа, магния, кальция, натрия, калия. Имеются в ней и летучие компоненты, такие как вода, сероводород, углерод, водород, хлор, фтор и другие. При извержении вулкана магма превращается в лаву (в переводе с итальянского "лава" - падение, обвал), теряя улетучивающиеся газы.

При кристаллизации получаются горные породы магматического происхождения, где летучие компоненты частично вливаются в состав всевозможных минералов. Так получается слюда, амфиболы и другие. Изредка встречаются магматические горные породы несиликатного состава, а, как восточно-африканские вулканы, щёлочно-карбонатного или сульфидного.

Исследования магматических пород

Изучая магматические породы и увидев, что распространение гранитов и базальтов полцчило явное преимущество, советские геологи сделали вывод, что все они образовывались из двух различных родоначальных магм: основной базальтовой, которая богата железом, магнием и кальцием с содержанием диоксида кремния от сорока до пятидесяти пяти процентов, и кислой гранитной, имеющей в составе много щелочных металлов и от шестидесяти пяти до семидесяти восьми процентов диоксида кремния.

Геолог из Англии А. Холмс предположил, что, кроме кислой и основной магмы, существует и ультраосновная - перидотитовая, обогащённая железом и магнием, она исторгается прямо из подкоровых очагов и содержит не менее сорока процентов диоксида кремния.

Уже в двадцатом веке стало известно, что вулканы извергают в большинстве случаев основную магму, то есть лаву, между тем как кислые породы встречены только как интрузивные образования. Тогда американским петрологом Н. Боуэном было утверждено, что существует только одна родоначальная магма - базальтовая. Образование гранитов объяснялось как результат кристаллизации в процессе остывания.

Магмы и магматизм

Основная (базальтовая) магма имеет действительно значительно большее распространение. Она содержит почти пятьдесят процентов кремнезёма, а также в ней значительным количеством присутствуют кальций, алюминий, магний, железо, чуть меньше - калия, натрия, фосфора и титана.

По химический составу сразу становится понятно, какие горные породы магматические. Магмы базальтового типа подразделяются на толеиновую, перенасыщенную кремнезёмом, и щелочно-базальтовую, иначе - оливин-базальтовую магму, которая обогащена щелочами, но в ней мало кремнезёма.

Виды магмы

Гранитная, иначе риолиновая, кислая магма имеет шестьдесят пять процентов кремнезёма, меньшую плотность, большую вязкость, малую подвижность. Она более других насыщена газами.

Магматический расплав любого типа состоит из твёрдых кристаллов, газа и жидкости, и все компоненты стараются уравновеситься. Когда меняется давление, температура, состав газов и любой другой из параметров, расплав изменяется, потому что минералы то растворяются, то снова кристаллизуются. Объём магмы не постоянен, он непрерывно эволюционирует.

Кайнотипные, палеотипные и вулканогенно-обломочные - вот таких видов встречаются эффузивные магматические горные породы. Примеры можно наблюдать в районе Камчатки, где собрались и подводные, и наземные вулканы, среди которых много действующих. Кайнотипные магмы - неизменённые, молодые. Палеотипные - перекристаллизованные, древние. Вулканогенно-обломочные породы образуются при извержениях и состоят в основном из обломков - пирокластитов.

Магматические глубинные горные породы - формы залегания

Когда магма внедряется в горные породы, составляющие земную кору, образуются интрузивные тела. Иначе их называют интрузивными массивами, плутонами, интрузивами, интрузиями. Глубинные тела-интрузии бывают разнообразных видов, как и пути на волю, которые пытаются проложить магматические горные породы. Список основных видов глубинных тел:

• Батолит (с греческого báthos и líthos - глубина и камень) - крупные массивы неправильной формы, которые уходят на большую глубину. Площадь их до нескольких тысяч километров в квадрате. Это полностью магматические горные породы, примеры - практически все центральные части складчатых гор, где батолиты простираются на всю длину горной системы. Состоят из крупнозернистых гранитов. Имеют наросты, выступы, отроги. Верхние части могут иметь огромные призмы - останцы кровли, это материнские породы. Батолиты обнажаются в результате эрозии.
• Шток (с немецкого - палка, ствол) - округлой или эллипсообразной формы поперечного сечения. Похожи на батолиты, но меньше размерами. Иногда выглядят как куполообразные выступы на батолите. Стены штока крутопадающие, очертания их неправильной формы.
• Лакколит (с греческого lákkos и líthos - яма и камень) - грибообразной или куполообразной формы в верхней поверхности и с более плоской нижней. Образованы вязкими магмами, размеры обычно невелики - от сотни метров до нескольких километров диаметром.
• Бисмалит (с греческого býsma и líthos - пробка и камень) - разновидность лакколитов, сформировавшихся в поздней стадии.
• Этмолит (с греческого этмос - воронка) - чашеобразной формы тело с воронкообразной нижней частью (в прошлом - магмоподводящий канал).
• Лополит (с греческого lopás и líthos - чаша и камень) - блюдцеобразное тело, обычно выпуклое, с опущенным центром и приподнятыми краями. Горные породы магматического происхождения иногда имеют весьма причудливые формы.
• Дайки - пластинообразные тела с чётко ограниченными стенами, стоящими параллельно. Вмещающие их породы буквально пронизаны дайками, то есть залегают несогласно. В поперечнике не превышают шести метров, но до нескольких километров длиной. Структура мелкозернистая из-за быстрого охлаждения в период формирования. Часто образуют гребни гор или стены, поскольку к эрозии устойчивы. При формировании дайков в тех видах, которые нам знакомы, явно требовалась фантазия, и её применили магматические горные породы. Список потребуется и тут. Вернее, подсписок. Дайки различаются по характерному пространственному размещению: а) групповые дайки, которые иногда образуют пояса; б) радиальные дайки, которые расходятся от центра; в) кольцевые дайки.
• Силл (с английского - порог) - пластообразное тело, которое образуется, когда легкоподвижная магма распространяется вдоль пласта осадочной породы, причем иногда на тысячи километров. Ограничивающие силл поверхности сверху и снизу на многие километры могут быть параллельны.