Under magmatisme forstå helheten av fenomener knyttet til dannelsen, utviklingen av sammensetningen og bevegelsen av magma til jordens overflate. Magmatisme er en av de viktigste dype prosessene i jordens indre. I henhold til manifestasjonsformen er magmatisme delt inn i påtrengende og effusive. Forskjellen mellom dem bestemmer i stor grad mekanismene for steindannelse.
Konseptet magma
Magma er en høytemperatur væske-silikatsmelte som dannes i dype kammer, hovedsakelig i den øvre mantelen (astenosfæren) og delvis i de nedre lagene av jordskorpen. Dannelsen av et magmakammer skjer når visse verdier av trykk og temperatur kombineres. Slik primær magma har en homogen sammensetning, inkludert følgende komponenter: væske (smelte), der gassen eller den flyktige fasen (væsken) er oppløst. Det er også noenfast krystallinsk substans. Når du beveger deg mot overflaten, utvikler den primære magmaen seg avhengig av de spesifikke forholdene.
Evolusjon av magma inkluderer flere typer prosesser. For det første opplever hun forskjellige typer differensiering:
- segregering, der den separeres i ikke-blandbare flytende komponenter;
- krystalliseringsdifferensiering. Denne viktigste prosessen er assosiert med utfelling (krystallisering) av visse forbindelser fra en amorf smelte ved forskjellige kombinasjoner av temperatur og trykk.
For det andre endrer magma sin kjemiske sammensetning som et resultat av interaksjon med vertsbergarter. Dette fenomenet kalles forurensning.
Krystalliseringsprosesser i magma
Siden magma er en mobil blanding av mange stoffer og er i skiftende forhold, er krystalliseringen av komponentene en svært kompleks prosess. Den er vanligvis delt inn i tre hovedfaser:
- Høy temperatur tidlig magmatisk fase. På dette stadiet faller jern- og magnesiumholdige mineraler med høy tetthet ut av magmaen. De legger seg og akkumuleres i bunnområdene av magmakammeret.
- Midtemperatur magmatisk hovedfase, der hovedkomponentene i bergarter dannes, som feltspat, kvarts, glimmer, pyroksener, amfiboler. Kalsium feller ut, det aller meste av silisium og aluminium. Krystallisering i denne fasen er allerede ledsaget av mangel på plass i magmakammeret, så de resulterende mineralene er finkornete.
- Lavtemperatur sen magmatisk (pegmatitt)fase. På dette stadiet sprer den mobile såk alte pegmatitt-magma-resten, anriket på flyktige komponenter, seg gjennom hulrommene og sprekkene som er igjen i magmakammeret, og bidrar til omkrystallisering av vertsbergarter. Pegmatittårer er preget av dannelsen av store krystaller som kan vokse inn i hverandre. Dette stadiet grenser til og er nært knyttet til den hydrotermiske fasen av mineraldannelse.
Vulkanisme og plutonisme
Det finnes slike former for manifestasjon av magmatisme som påtrengende og overstrømmende. Forskjellen mellom dem ligger i forholdene for utvikling av magmaer og stedet for deres størkning. Den siste faktoren spiller en spesielt viktig rolle.
Effusiv magmatisme er en prosess der magma når jordens overflate gjennom en tilførselskanal, stiger til toppen, danner vulkaner og fryser. Magmaen som er utbrutt kalles lava. Når den når overflaten, mister den intensivt sin flyktige komponent. Størkning skjer også raskt, noen typer lavaer rekker ikke å krystallisere og stivne i amorf tilstand (vulkaniske glass).
Intrusiv magmatisme (plutonisme) er annerledes ved at magmaen ikke når overflaten. På en eller annen måte trenger magma inn i de overliggende horisontene til vertsbergarter, og magma størkner på dypet og danner påtrengende (plutoniske) kropper.
Klassifisering av inntrengninger
Relasjoner mellom vertsbergarter med produkter av påtrengende magmatisme og typer påtrengende kropper skilles ut i henhold til mange kriterier, spesielt som:
- Formasjonsdybde. Det er overflatenære (subvulkaniske), middels dype (hypabyssale) og dype (abyssal) intrusjoner.
- Plassering i forhold til vertsrock. I henhold til dette kriteriet er innebygde matriser delt inn i konsonant (konkordant) og diskordant (diskordant).
Også, arten av påtrengende magmatisme og typer inntrengninger er klassifisert i henhold til slike egenskaper som forholdet mellom strukturen til den plutoniske kroppen og kontaktflaten (konform og diskonform), forhold til tektoniske bevegelser, form, størrelse av massivet, og så videre.
Kriteria for å identifisere ulike typer magmatiske inntrengninger er nært beslektet. For eksempel, avhengig av strukturen til det omsluttende stratumet, dybden og mekanismen for dannelsen av det magmatiske massivet og andre manifestasjoner av påtrengende magmatisme, kan formene på intrusjoner variere sterkt.
Mekanismer for innføring av magma i bergmassen
Magma kan trenge inn i vertslaget på to hovedmåter: langs lagdelingsplanene til det sedimentære lag eller langs eksisterende sprekker i fjellet.
I det første tilfellet, under trykk av magma, hever lagene av taket seg - de overliggende områdene av tykkelsen - eller omvendt, som et resultat av påvirkningen av massen av inntrengende magma, de underliggende lagene sag. Slik dannes konsonantinntrengninger.
Hvis magma trenger oppover, fyller og utvider sprekker, bryter gjennom lag og kollapser takstein, danner det selv et hulrom som vil bli okkupert av en påtrengende kropp. På denne måten, inkonformt forekommendeplutoniske kropper.
Former av innebygde magmatiske masser
Avhengig av den spesifikke veien som prosessen med påtrengende magmatisme fortsetter, kan formene til påtrengende kropper være svært forskjellige. De vanligste inkonforme magmatiske massivene er:
- Dike er en platelignende bratt fallende kropp som krysser de omsluttende lagene. Dikene er mye lengre enn tykke, og kontaktflatene er nesten parallelle. Diker kan være av forskjellige størrelser - fra titalls meter til hundrevis av kilometer lange. Formen på diker kan også være sirkulær eller radiell, avhengig av plasseringen av sprekker fylt med magma.
- En vene er et lite sekantlegeme med en uregelmessig, forgrenet form.
- Stem er en søyleformet kropp preget av vertikale eller bratt fallende kontaktflater.
- Batholith er det største utvalget av inntrengninger. Batholiths kan være hundrevis eller til og med tusenvis av kilometer lange.
Overlappende kropper antar også ulike former. Blant dem finnes ofte:
- Sill er en inntrengning med strø med kontaktflater parallelle med vertssenger.
- Lopolith er en linseformet rekke, konveks vendt ned.
- Laccolith er en kropp med lignende form, hvis konvekse side er plassert på toppen, som en sopphette. Mount Ayu-Dag på Krim er et eksempel på gabbroid laccolith.
- Phacolite er en kropp som ligger i folden til vertsfjellet.
Innbruddskontaktsone
Dannelsen av plutoniske legemer er ledsaget av komplekse prosesser for interaksjon ved grensen til det omsluttende stratumet. Soner med endokontakt og eksokontakt dannes langs kontaktflaten.
Endokontaktforandringer oppstår i intrusivet på grunn av inntrengning av vertsbergarter inn i magmaen. Som et resultat gjennomgår magma nær kontakten kjemiske endringer (forurensning) som påvirker mineraldannelsen.
Eksokontaktsonen oppstår i vertsbergarten som et resultat av de termiske og kjemiske effektene av magma og er preget av aktive prosesser av metamorfose og metasomatisme. Dermed kan flyktige magmakomponenter erstatte mineraler i eksokontaktsonen med introduserte forbindelser, og danne de såk alte metasomatiske haloene.
Mineralforbindelser utført av flyktige komponenter kan også krystallisere direkte i kontaktsonen. Denne prosessen spiller en betydelig rolle i dannelsen av for eksempel glimmer, og med deltagelse av vann, kvarts.
påtrengende magmatisme og påtrengende bergarter
Barter dannet som et resultat av dyp magmakrystallisering kalles påtrengende, eller plutoniske. Effusive (vulkaniske) bergarter dannes når magma bryter ut på jordoverflaten (eller på havbunnen).
Påtrengende og utstrømmende magmatisme gir opphav til serier av bergarter som har lignende mineralsammensetning. Klassifiseringen av magmatiske bergarter etter sammensetning er basert på innholdet av silika SiO2. I henhold til dette rasekriterietdelt inn i ultrabasisk, basisk, medium og sur. Silikainnholdet i serien øker fra ultramafiske (mindre enn 45 %) bergarter til sure (mer enn 63 %). Innen hver klasse er bergarter forskjellig i alkalitet. De viktigste påtrengende bergartene i samsvar med denne klassifiseringen danner følgende serie (vulkananalog i parentes):
- Ultrabasic: peridotitter, dunitter (picrites);
- Main: gabbroider, pyroksenitter (bas alter);
- Medium: dioritter (andesitter);
- Syrlig: granodioritter, granitter (dacites, rhyolitter).
Plutoniske bergarter skiller seg fra utstrømmende bergarter ved forekomstbetingelsene og krystallstrukturen til mineralene som utgjør dem: de er fullkrystallinske (inneholder ikke amorfe strukturer), klarkornede og har ingen porer. Jo dypere kilden til bergformasjon (avgrunnsinntrengninger) er, desto langsommere gikk prosessene med magmakjøling og krystallisering, samtidig som en stor mengde av den flyktige fasen ble opprettholdt. Slike dype bergarter er preget av større krystallinske korn.
Intern struktur av påtrengende organer
Strukturen til plutoniske massiver dannes i løpet av et kompleks av fenomener forent under det generelle navnet prototektonikk. Den skiller to stadier: prototektonikk av flytende og fast fase.
På væskefasestadiet legges de primære stripete og lineære teksturene til den resulterende kroppen. De gjenspeiler strømningsretningen til det inntrengende magmaet og de dynamiske forholdene for orienteringen av krystalliserende mineraler (for eksempel det parallelle arrangementetglimmerkrystaller, hornblende, etc.). Teksturer er også assosiert med plasseringen av fragmenter av fremmed bergart som f alt ned i magmakammeret - xenolitter - og isolerte mineralansamlinger - schlieren.
Fastfasestadiet av påtrengende evolusjon er assosiert med avkjølingen av den nydannede bergarten. Primære sprekker oppstår i massivet, hvis plassering og antall bestemmes av kjølemiljøet og strukturene som dannes i væskefasen. I tillegg utvikles sekundære strukturer i en slik magmatisk masse på grunn av fragmentering av dens seksjoner og forskyvninger langs brudd.
Undersøkelsen av prototektonikk er viktig for å avklare forholdene for lokalisering av mineralforekomster innenfor intrusjoner og i de omkringliggende bergartene.
Magmatiske inntrengninger og tektonikk
bergarter av påtrengende opprinnelse er utbredt i ulike områder av jordskorpen. Noen manifestasjoner av påtrengende magmatisme gir et betydelig bidrag til både regionale og globale tektoniske prosesser.
Under kontinentale kollisjoner i løpet av å øke tykkelsen på jordskorpen, på grunn av aktiv granittisk magmatisme, dannes det store batholitter, for eksempel Gangdis-batolitten i Trans-Himalaya. Også dannelsen av store batholitter er assosiert med aktive kontinentale marginer (Andinske batholith). Generelt spiller kiselmagma-inntrengninger en viktig rolle i fjellbyggeprosesser.
Når jordskorpen strekkes, dannes det ofte serier med parallelle diker. Slike serier er observert i midthavsrygger.
Sills er en av de karakteristiske formene for intrakontinentale magmatiske inntrengninger. De kan også ha et stort omfang – opptil hundrevis av kilometer. Magma, som trenger inn mellom lag av sedimentære bergarter, danner ofte flere lag med terskler.
Dyp magmatisk aktivitet og mineraler
På grunn av særegenhetene ved krystallisering i prosessene med påtrengende magmatisme, dannes malmmineraler for krom, jern, magnesium, nikkel, så vel som native platinoider i ultrabasiske bergarter. I dette tilfellet danner tungmetaller (gull, bly, tinn, wolfram, sink, etc.) løselige forbindelser med flyktige magmakomponenter (for eksempel vann) og konsentrerer seg i de øvre delene av magmakammeret. Dette skjer i den tidlige fasen av krystallisering. På et senere tidspunkt danner en mobil pegmatittrest som inneholder sjeldne jordarter og sjeldne grunnstoffer åreavsetninger i påtrengende brudd.
Dermed er Khibiny på Kolahalvøya en lakkolitt, eksponert som følge av erosjon av det omsluttende lag. Denne kroppen er sammensatt av nefelinsyenitter, som er en malm for aluminium. Et annet eksempel er Norilsk-terskelinnbruddene rike på kobber og nikkel.
Kontaktsoner er også av stor praktisk interesse. Forekomster av gull, sølv, tinn og andre verdifulle metaller er assosiert med metasomatiske og metamorfe glorier av påtrengende kropper som Bushveld-lopoliten i Sør-Afrika, kjent for sine gullbærende glorier.
Dermed områder med påtrengendemagmatisme er den viktigste kilden til mange verdifulle mineraler.
