Sub magmatism înțelegeți totalitatea fenomenelor asociate cu formarea, evoluția compoziției și mișcarea magmelor la suprafața Pământului. Magmatismul este unul dintre cele mai importante procese profunde din interiorul pământului. După forma de manifestare, magmatismul se împarte în intruziv și efuziv. Diferența dintre ele determină în mare măsură mecanismele de formare a rocii.
Conceptul de magmă
Magma este o topitură fluid-silicată la temperatură în altă care se formează în camere adânci, în principal în mantaua superioară (astenosferă) și parțial în straturile inferioare ale scoarței terestre. Formarea unei camere de magmă are loc atunci când anumite valori ale presiunii și ale temperaturii sunt combinate. O astfel de magmă primară are o compoziție omogenă, incluzând următoarele componente: lichid (topitură), în care se dizolvă gazul sau faza volatilă (fluid). Există și uniisubstanță cristalină solidă. Pe măsură ce vă deplasați spre suprafață, magma primară evoluează în funcție de condițiile specifice.
Evoluția magmei include mai multe tipuri de procese. În primul rând, ea experimentează diferite tipuri de diferențiere:
- segregare, în care se separă în componente lichide nemiscibile;
- diferențiere prin cristalizare. Acest proces cel mai important este asociat cu precipitarea (cristalizarea) anumitor compuși dintr-o topitură amorfă la diferite combinații de temperatură și presiune.
În al doilea rând, magma își schimbă compoziția chimică ca urmare a interacțiunii cu rocile gazdă. Acest fenomen se numește contaminare.
Procese de cristalizare în magmă
Deoarece magma este un amestec mobil de multe substanțe și se află în condiții schimbătoare, cristalizarea componentelor sale este un proces foarte complex. Este de obicei împărțit în trei faze principale:
- Faza magmatică timpurie la temperatură ridicată. În această etapă, mineralele de mare densitate care conțin fier și magneziu cad din magmă. Acestea se stabilesc și se acumulează în zonele inferioare ale camerei de magmă.
- Fază magmatică principală la temperatură medie, în care se formează principalele componente ale rocilor, precum feldspați, cuarț, mica, piroxeni, amfiboli. Precipită calciu, marea majoritate de siliciu și aluminiu. Cristalizarea în această fază este deja însoțită de o lipsă de spațiu în camera magmatică, astfel încât mineralele rezultate sunt cu granulație mai fină.
- Magmatică târzie la temperatură joasă (pegmatită)fază. În această etapă, așa-numita rămășiță de magmă pegmatită mobilă, îmbogățită în componente volatile, se răspândește prin cavitățile și fisurile rămase în camera magmatică, contribuind la recristalizarea rocilor gazdă. Venele de pegmatită se caracterizează prin formarea de cristale mari care pot crește unele în altele. Această etapă se învecinează și este strâns legată de faza hidrotermală a formării mineralelor.
Vulcanism și plutonism
Există astfel de forme de manifestare a magmatismului ca intruzive și efuzive. Diferența dintre ele constă în condițiile de evoluție a magmelor și locul solidificării lor. Ultimul factor joacă un rol deosebit de important.
Magmatismul efuziv este un proces în care magma ajunge la suprafața Pământului printr-un canal de alimentare, se ridică în vârf, formând vulcani și îngheață. Magma eruptă se numește lavă. Când ajunge la suprafață, își pierde intens componenta volatilă. Solidificarea are loc și rapid, unele tipuri de lave nu au timp să se cristalizeze și să se solidifice în stare amorfă (pahare vulcanice).
Magmatismul intruziv (plutonismul) este diferit prin faptul că magma nu ajunge la suprafață. Intruzând într-un fel sau altul în orizonturile de deasupra rocilor gazdă, magma se solidifică în adâncime, formând corpuri intruzive (plutonice).
Clasificarea intruziunilor
Relațiile rocilor gazdă cu produsele magmatismului intruziv și tipurile de corpuri intruzive se disting în funcție de multe criterii, în special, cum ar fi:
- Adâncime de formare. Există intruziuni aproape de suprafață (subvulcanice), de adâncime medie (hipabisale) și profunde (abisale).
- Locație în raport cu rock-ul gazdă. Conform acestui criteriu, tablourile încorporate sunt împărțite în consoană (concordantă) și discordante (discordantă).
De asemenea, natura magmatismului intruziv și tipurile de intruziuni sunt clasificate în funcție de caracteristici precum raportul dintre structura corpului plutonic și suprafața de contact (conformală și disconformală), relația cu mișcările tectonice, forma, dimensiunea a masivului și așa mai departe.
Criteriile de identificare a diferitelor tipuri de intruziuni magmatice sunt strâns legate. De exemplu, în funcție de structura stratului de îngrădire, de adâncimea și mecanismul de formare a masivului magmatic și de alte manifestări ale magmatismului intruziv, formele intruziunilor pot varia foarte mult.
Mecanisme de introducere a magmei în masa de rocă
Magma poate pătrunde în stratul gazdă în două moduri principale: de-a lungul planurilor de stratificare a stratului sedimentar sau de-a lungul fisurilor existente în rocă.
În primul caz, sub presiunea magmei, straturile acoperișului se ridică - zonele supraiacente ale grosimii - sau, dimpotrivă, ca urmare a influenței masei magmei intruse, straturile subiacente. sag. Acesta este modul în care se formează intruziunile consoanelor.
Dacă magma pătrunde în sus, umplând și extinzând crăpăturile, rupând straturi și prăbușind rocile de acoperiș, ea însăși formează o cavitate care va fi ocupată de un corp intruziv. În acest fel, apar neconformcorpuri plutonice.
Forme de mase magmatice încorporate
În funcție de calea specifică pe care se desfășoară procesul de magmatism intruziv, formele corpurilor intruzive pot fi foarte diverse. Cele mai frecvente masive magmatice care apar neconform sunt:
- Digul este un corp cu scufundare abruptă asemănătoare unei plăci care traversează straturile înconjurătoare. Digurile sunt mult mai lungi decât groase, iar suprafețele de contact sunt aproape paralele. Digurile pot fi de diferite dimensiuni - de la zeci de metri la sute de kilometri lungime. Forma digurilor poate fi, de asemenea, circulară sau radială, în funcție de locația fisurilor umplute cu magmă.
- O venă este un mic corp secant de formă neregulată, ramificată.
- Tulpina este un corp în formă de coloană caracterizat prin suprafețe de contact verticale sau cu înclinare abruptă.
- Batholith este cea mai mare varietate de intruziuni. Batoliții pot avea sute sau chiar mii de kilometri lungime.
Corpurile suprapuse îmbracă, de asemenea, diferite forme. Printre acestea se găsesc adesea:
- Sill este o intruziune cu paturi ale cărei suprafețe de contact sunt paralele cu paturile gazdă.
- Lopolith este o matrice lenticulară, convexă cu fața în jos.
- Laccolith este un corp de formă similară, a cărui latură convexă este situată în partea de sus, ca un capac de ciupercă. Muntele Ayu-Dag din Crimeea este un exemplu de laccolit gabroid.
- Facolitul este un corp situat în pliul jgheabului de rocă gazdă.
Zonă de contact pentru intruziune
Formarea corpurilor plutonice este însoțită de procese complexe de interacțiune la limita cu stratul înconjurător. Zonele de endocontact și exocontact se formează de-a lungul suprafeței de contact.
Modificări de endocontact apar în intruziv datorită pătrunderii rocilor gazdă în magmă. Ca urmare, magma din apropierea contactului suferă modificări chimice (contaminare) care afectează formarea mineralelor.
Zona de exocontact apare în roca gazdă ca urmare a efectelor termice și chimice ale magmei și se caracterizează prin procese active de metamorfism și metasomatism. Astfel, componentele volatile ale magmei pot înlocui mineralele din zona de exocontact cu compuși introduși, formând așa-numitele halouri metasomatice.
Compușii minerali realizati de componente volatile pot, de asemenea, să cristalizeze direct în zona de contact. Acest proces joacă un rol semnificativ în formarea, de exemplu, a mica și, cu participarea apei, a cuarțului.
Magmatism intruziv și roci intruzive
Rocile formate ca urmare a cristalizării profunde a magmei sunt numite intruzive sau plutonice. Rocile efuzive (vulcanice) se formează atunci când magma erupe pe suprafața Pământului (sau pe fundul oceanului).
Magmatismul intruziv și efuziv dă naștere unor serii de roci similare ca compoziție minerală. Clasificarea rocilor magmatice după compoziție se bazează pe conținutul de silice SiO2. Conform acestui criteriu de rasăsubdivizat în ultrabazic, bazic, mediu și acid. Conținutul de silice din serie crește de la roci ultramafice (mai puțin de 45%) la roci acide (mai mult de 63%). În cadrul fiecărei clase, rocile diferă ca alcalinitate. Principalele roci intruzive în conformitate cu această clasificare formează următoarea serie (analog vulcanic între paranteze):
- Ultrabazic: peridotite, dunite (picrite);
- Principal: gabroizi, piroxeniți (baz alt);
- Mediu: diorite (andezite);
- Acide: granodiorite, granite (dacite, riolite).
Rocile plutonice se deosebesc de cele efuzive prin condițiile de apariție și prin structura cristalină a mineralelor care le compun: sunt plin cristaline (nu conțin structuri amorfe), cu granulație limpede și nu au pori. Cu cât sursa de formare a rocii (intruzii abisale) este mai adâncă, cu atât procesele de răcire și cristalizare a magmei au decurs mai lent, menținând în același timp o cantitate mare de faza volatilă. Astfel de roci adânci sunt caracterizate de boabe cristaline mai mari.
Structura internă a corpurilor intruzive
Structura masivelor plutonice se formează în cursul unui complex de fenomene unite sub denumirea generală de prototectonic. Ea distinge două etape: prototectonica fazei lichide și solide.
În stadiul în fază lichidă, sunt așezate texturile primare în dungi și liniare ale corpului rezultat. Ele reflectă direcția de curgere a magmei intruse și condițiile dinamice de orientare a mineralelor care se cristalizează (de exemplu, aranjamentul paralel).cristale de mica, hornblenda etc.). Texturile sunt, de asemenea, asociate cu locația fragmentelor de rocă extraterestră care au căzut în camera de magmă - xenoliți - și acumulări de minerale izolate - schlieren.
Etapa în fază solidă a evoluției intruzive este asociată cu răcirea rocii nou formate. În masiv apar fisuri primare, a căror locație și număr sunt determinate de mediul de răcire și de structurile formate în faza lichidă. În plus, structurile secundare se dezvoltă într-o astfel de masă magmatică din cauza fragmentării secțiunilor sale și a deplasărilor de-a lungul rupturilor.
Studiul prototectonicii este important pentru a clarifica condițiile de amplasare a zăcămintelor minerale în interiorul intruziunilor și în rocile din jur.
Intruzii magmatice și tectonice
Rocile de origine intruzivă sunt răspândite în diferite zone ale scoarței terestre. Unele manifestări ale magmatismului intruziv au o contribuție semnificativă la procesele tectonice regionale și globale.
În timpul coliziunilor continentale în cursul creșterii grosimii scoarței, din cauza magmatismului granitic activ, se formează batoliți mari, de exemplu, batolitul Gangdis din Trans-Himalaya. De asemenea, formarea batoliților mari este asociată cu marginile continentale active (batolit andin). În general, intruziunile de magmă silicică joacă un rol important în procesele de construire a munților.
Când crusta este întinsă, se formează adesea serii de diguri paralele. Astfel de serii sunt observate în crestele oceanice de mijloc.
Pragurile sunt una dintre formele caracteristice de intruziuni magmatice intracontinentale. Ele pot avea, de asemenea, o mare întindere - până la sute de kilometri. Adesea, magma, care pătrunde între straturile de roci sedimentare, formează mai multe straturi de praguri.
Activitate magmatică profundă și minerale
Datorită particularităților cristalizării în procesele de magmatism intruziv, mineralele de minereu se formează pentru crom, fier, magneziu, nichel, precum și platinoizi nativi în rocile ultrabazice. În acest caz, metalele grele (aur, plumb, staniu, wolfram, zinc etc.) formează compuși solubili cu componente magmatice volatile (de exemplu, apă) și se concentrează în regiunile superioare ale camerei magmatice. Acest lucru se întâmplă în faza incipientă a cristalizării. Într-o etapă ulterioară, un reziduu mobil de pegmatită care conține pământuri rare și elemente rare formează depozite de vene în fracturile intruzive.
Astfel, Khibiny din Peninsula Kola sunt un laccolit, expus ca urmare a eroziunii stratului de înconjurare. Acest corp este compus din sienite nefeline, care sunt un minereu pentru aluminiu. Un alt exemplu este pervazurile Norilsk bogate în cupru și nichel.
Zonele de contact sunt, de asemenea, de mare interes practic. Depozitele de aur, argint, staniu și alte metale valoroase sunt asociate cu halourile metasomatice și metamorfice ale corpurilor intruzive, cum ar fi lopolitul Bushveld din Africa de Sud, cunoscut pentru halourile sale purtătoare de aur.
Astfel, zonele intruzivemagmatismul este cea mai importantă sursă de multe minerale valoroase.
