Under magmatism förstå helheten av fenomen som är förknippade med bildandet, utvecklingen av magmas sammansättning och förflyttning till jordens yta. Magmatism är en av de viktigaste djupa processerna i jordens inre. Enligt manifestationsformen delas magmatism in i påträngande och effusiv. Skillnaden mellan dem bestämmer till stor del mekanismerna för bergbildning.
Begreppet magma
Magma är en högtemperatur vätske-silikatsmälta som bildas i djupa kammare, främst i den övre manteln (astenosfären) och delvis i de nedre lagren av jordskorpan. Bildandet av en magmakammare uppstår när vissa värden på tryck och temperatur kombineras. Sådan primär magma har en homogen sammansättning, inklusive följande komponenter: vätska (smälta), i vilken gasen eller den flyktiga fasen (vätskan) är upplöst. Det finns också någrafast kristallint ämne. När du rör dig mot ytan utvecklas den primära magman beroende på de specifika förhållandena.
Evolution av magma inkluderar flera typer av processer. För det första upplever hon olika sorters differentiering:
- segregation, där den separeras i oblandbara vätskekomponenter;
- kristallisationsdifferentiering. Denna viktigaste process är förknippad med utfällning (kristallisation) av vissa föreningar från en amorf smälta vid olika kombinationer av temperatur och tryck.
För det andra ändrar magma sin kemiska sammansättning som ett resultat av interaktion med värdstenar. Detta fenomen kallas kontaminering.
Kristallisationsprocesser i magma
Eftersom magma är en mobil blandning av många ämnen och befinner sig i föränderliga förhållanden, är kristalliseringen av dess komponenter en mycket komplex process. Det är vanligtvis uppdelat i tre huvudfaser:
- Hög temperatur tidig magmatisk fas. I detta skede faller järn- och magnesiumh altiga mineraler med hög densitet ut ur magman. De sätter sig och ackumuleras i magmakammarens bottenområden.
- Magmatisk huvudfas i medeltemperatur, där huvudkomponenterna i bergarter bildas, såsom fältspat, kvarts, glimmer, pyroxener, amfiboler. Kalcium fälls ut, den stora majoriteten av kisel och aluminium. Kristallisering i denna fas åtföljs redan av brist på utrymme i magmakammaren, så de resulterande mineralerna är finare.
- Lågtemperatur sen magmatisk (pegmatit)fas. I detta skede sprider sig den mobila så kallade pegmatitmagma-resten, berikad med flyktiga komponenter, genom håligheterna och sprickorna som finns kvar i magmakammaren, vilket bidrar till omkristalliseringen av värdstenar. Pegmatitvener kännetecknas av bildandet av stora kristaller som kan växa in i varandra. Detta stadium gränsar till och är nära relaterat till den hydrotermiska fasen av mineralbildning.
Vulkanism och plutonism
Det finns sådana former av manifestation av magmatism som påträngande och utsvävande. Skillnaden mellan dem ligger i villkoren för utveckling av magma och platsen för deras stelning. Den sista faktorn spelar en särskilt viktig roll.
Effusiv magmatism är en process under vilken magma når jordens yta genom en försörjningskanal, stiger till toppen, bildar vulkaner och fryser. Den utbrutna magman kallas lava. När den når ytan förlorar den intensivt sin flyktiga komponent. Stelningen sker också snabbt, vissa typer av lavor hinner inte kristallisera och stelna i amorft tillstånd (vulkaniska glas).
Intrusiv magmatism (plutonism) är annorlunda genom att magman inte når ytan. Magma, som på ett eller annat sätt inkräktar på de överliggande horisonterna av värdstenar, stelnar på djupet och bildar påträngande (plutoniska) kroppar.
Klassificering av intrång
Släktskap mellan värdstenar och produkter av påträngande magmatism och typer av påträngande kroppar särskiljs enligt många kriterier, i synnerhet som:
- Formationsdjup. Det finns ytnära (subvulkaniska), medeldjupa (hypabyssal) och djupa (abyssal) intrång.
- Placering i förhållande till värdrock. Enligt detta kriterium är inbäddade arrayer uppdelade i konsonant (konkordant) och diskordant (diskordant).
Också karaktären av påträngande magmatism och typer av intrång klassificeras enligt sådana egenskaper som förhållandet mellan strukturen hos den plutoniska kroppen och kontaktytan (konform och diskonform), relation till tektoniska rörelser, form, storlek av massivet och så vidare.
Kriterierna för att identifiera olika typer av magmatiska intrång är nära besläktade. Till exempel, beroende på strukturen av det omslutande skiktet, djupet och mekanismen för bildandet av det magmatiska massivet och andra manifestationer av påträngande magmatism, kan formerna på intrång variera mycket.
Mekanismer för införande av magma i bergmassan
Magma kan tränga in i värdskiktet på två huvudsakliga sätt: längs skiktningen av det sedimentära skiktet eller längs befintliga sprickor i berget.
I det första fallet, under trycket av magma, stiger takets lager - de överliggande områdena av tjockleken - eller omvänt, som ett resultat av påverkan av massan av inträngande magma, de underliggande lagren svikta. Det är så konsonantintrång bildas.
Om magma tränger uppåt, fyller och expanderar sprickor, bryter igenom lager och kollapsar takstenar, bildar den själv en hålighet som kommer att upptas av en påträngande kropp. På detta sätt, oöverensstämmande förekommandeplutoniska kroppar.
Former av inbäddade magmatiska massor
Beroende på den specifika väg längs vilken processen med påträngande magmatism fortskrider, kan formerna för påträngande kroppar vara mycket olika. De vanligaste inkonforma magmassiven är:
- Dike är en plattliknande brant sänkande kropp som korsar de omslutande skikten. Vallarna är mycket längre än tjocka, och kontaktytorna är nästan parallella. Vallar kan vara av olika storlekar - från tiotals meter till hundratals kilometer långa. Formen på vallar kan också vara cirkulär eller radiell, beroende på platsen för sprickor fyllda med magma.
- En ven är en liten sekantkropp med oregelbunden, grenad form.
- Stam är en pelarformad kropp som kännetecknas av vertikala eller brant fallande kontaktytor.
- Batholith är det största utbudet av intrång. Batholiths kan vara hundratals eller till och med tusentals kilometer långa.
Överlappande kroppar tar också olika former. Bland dem finns ofta:
- Sill är en bäddad intrång vars kontaktytor är parallella med värdsängar.
- Lopolith är en linsformad uppsättning, konvex vänd nedåt.
- Laccolit är en kropp med liknande form, vars konvexa sida är placerad upptill, som en svampmössa. Mount Ayu-Dag på Krim är ett exempel på gabbroid laccolith.
- Phacolite är en kropp som är belägen i vecket av värdberget.
Intrångskontaktzon
Bildandet av plutoniska kroppar åtföljs av komplexa processer av interaktion vid gränsen till det omslutande skiktet. Zoner med endokontakt och exokontakt bildas längs kontaktytan.
Endokontaktförändringar inträffar i intrusivet på grund av penetration av värdstenar i magman. Som ett resultat av detta genomgår magma nära kontakten kemiska förändringar (kontamination) som påverkar mineralbildningen.
Exokontaktzonen uppstår i värdberget som ett resultat av de termiska och kemiska effekterna av magma och kännetecknas av aktiva processer av metamorfism och metasomatism. Sålunda kan flyktiga magmakomponenter ersätta mineraler i exokontaktzonen med införda föreningar och bilda de så kallade metasomatiska haloserna.
Mineralföreningar som utförs av flyktiga komponenter kan också kristallisera direkt i kontaktzonen. Denna process spelar en betydande roll i bildandet av till exempel glimmer och med deltagande av vatten kvarts.
Påträngande magmatism och påträngande stenar
Stenar som bildas som ett resultat av djup magmakristallisering kallas påträngande eller plutoniska. Effusiva (vulkaniska) stenar bildas när magma bryter ut på jordens yta (eller på havsbotten).
Påträngande och utsvävande magmatism ger upphov till serier av bergarter liknande mineralsammansättning. Klassificeringen av magmatiska bergarter efter sammansättning baseras på innehållet av kiseldioxid SiO2. Enligt detta raskriteriumuppdelad i ultrabasisk, basisk, medium och sur. Kiseldioxidh alten i serien ökar från ultramafiska (mindre än 45 %) stenar till sura (mer än 63 %). Inom varje klass skiljer sig bergarter i alkalinitet. De huvudsakliga inträngande bergarterna i enlighet med denna klassificering bildar följande serie (vulkananalog inom parentes):
- Ultrabasic: peridotiter, dunites (picrites);
- Huvudsak: gabbroider, pyroxeniter (bas alter);
- Medium: dioriter (andesiter);
- Sur: granodioriter, graniter (dacites, rhyoliter).
Plutoniska bergarter skiljer sig från utströmmande bergarter genom förekomstförhållandena och kristallstrukturen hos de mineral som utgör dem: de är helkristallina (innehåller inte amorfa strukturer), klarkorniga och har inga porer. Ju djupare källan till bergbildningen (avgrundsintrång) var, desto långsammare fortgick processerna för magmakylning och kristallisation, samtidigt som en stor del av den flyktiga fasen bibehölls. Sådana djupa stenar kännetecknas av större kristallina korn.
Intern struktur hos påträngande organ
Strukturen av plutoniska massiv bildas under loppet av ett komplex av fenomen som förenas under det allmänna namnet prototektonik. Den särskiljer två stadier: prototektonik för den flytande och fasta fasen.
I vätskefasstadiet läggs de primära randiga och linjära texturerna av den resulterande kroppen. De återspeglar flödesriktningen för den inträngande magman och de dynamiska förhållandena för orienteringen av kristalliserande mineral (till exempel det parallella arrangemangetglimmerkristaller, hornblende, etc.). Texturer är också associerade med platsen för fragment av främmande bergarter som föll in i magmakammaren - xenoliter - och isolerade mineralansamlingar - schlieren.
Fastfasstadiet av påträngande evolution är förknippat med kylningen av den nybildade bergarten. Primära sprickor uppstår i massivet, vars placering och antal bestäms av kylmiljön och strukturerna som bildas i vätskefasen. Dessutom utvecklas sekundära strukturer i en sådan magmatisk massa på grund av fragmentering av dess sektioner och förskjutningar längs brott.
Studiet av prototektonik är viktigt för att klargöra förutsättningarna för lokalisering av mineralfyndigheter inom intrång och i omgivande bergarter.
Magmatiska intrång och tektonik
Stenar av påträngande ursprung är utbredda i olika områden av jordskorpan. Vissa manifestationer av påträngande magmatism ger ett betydande bidrag till både regionala och globala tektoniska processer.
Under kontinentala kollisioner under loppet av att öka tjockleken på jordskorpan, på grund av aktiv granitisk magmatism, bildas stora batholiter, till exempel Gangdis-batoliten i Trans-Himalaya. Bildandet av stora batholiter är också förknippat med aktiva kontinentala marginaler (andinska batholiter). I allmänhet spelar intrång av kiselmagma en viktig roll i bergsbyggnadsprocesser.
När skorpan sträcks bildas ofta serier av parallella vallar. Sådana serier observeras i åsar i mitten av havet.
Sills är en av de karakteristiska formerna av intrakontinentala magmatiska intrång. De kan också ha en stor omfattning - upp till hundratals kilometer. Ofta bildar magma, som tränger in mellan lager av sedimentära bergarter, flera lager av trösklar.
Djup magmatisk aktivitet och mineraler
På grund av kristallisationens särdrag i processerna för påträngande magmatism, bildas malmmineraler för krom, järn, magnesium, nickel, såväl som inhemska platinoider i ultrabasiska bergarter. I detta fall bildar tungmetaller (guld, bly, tenn, volfram, zink, etc.) lösliga föreningar med flyktiga magmakomponenter (till exempel vatten) och koncentreras i magmakammarens övre regioner. Detta inträffar i den tidiga fasen av kristallisationen. I ett senare skede bildar en rörlig pegmatitrest som innehåller sällsynta jordartsmetaller och sällsynta grundämnen venavlagringar i intrusiva frakturer.
Khibiny på Kolahalvön är alltså en laccolit, exponerad som ett resultat av erosion av det omslutande skiktet. Denna kropp är sammansatt av nefelinsyeniter, som är en malm för aluminium. Ett annat exempel är Norilsk tröskelintrång rika på koppar och nickel.
Kontaktzoner är också av stort praktiskt intresse. Avlagringar av guld, silver, tenn och andra värdefulla metaller är förknippade med metasomatiska och metamorfa glorier av påträngande kroppar som Bushveld-lopoliten i Sydafrika, känd för sina guldbärande glorier.
Därmed, områden med påträngandemagmatism är den viktigaste källan till många värdefulla mineraler.
