Диференціація магми

Інтрузивний магматизм

Інтрузивний магматизм - це сукупність геологічних процесів, пов’язаних із рухом і застиганням магми в земній корі.

Магма, яка рухається в земній корі, при певних обставинах зупиняється і починає охолоджуватись. При цьому, в магмі відбуваються різноманітні процеси, які отримали узагальнюючу назву – диференціація (розділення, розшарування) магми, а після її застигання виникають специфічні тіла магматичних порід, які називаються інтрузивними магматичними тілами або інтрузіями.

Форма інтрузивних тіл розглядається у лекції № 16, тому у даній лекції розглянемо лише питання, пов’язані із диференціацією магми.

Виділяють два типи диференціації магми: власне магматичну диференціацію та кристалізаційну диференціацію.

Власне магматична диференціація – це диференціація магми у рідкому стані. Вона проходить раніше кристалізаційної диференціації. При проходженні власне магматичної диференціації відбуваються два основних процеси: ліквація та асиміляція.

Ліквація – це розділення магми при її охолодженні в межах конкретного магматичного тіла на дві частини за густиною – нижню і верхню. У нижній частині магматичного тіла накопичуються (осідають) більш важки компоненти магми, перш за все – метали. Переміщення важких компонентів вниз призводить також і до розділення магми за хімічним складом – у верхній частині кількість певних металів та їх сполук зменшується, а у нижній – збільшується. Відповідно до вказаних перетворень, верхня частина отримала назву силікатної (після застигання складається переважно із мінералів класу силікатів), а нижня – сульфідної (після застигання містить крім мінералів силікатів ще і мінерали сульфіди). При цьому, інколи, певні цінні мінерали накопичуються у нижній частині магматичного тіла у промислових кількостях, утворюючі поклади корисних копалин. До таких корисних копалин відносяться нікель (міститься у мінералі пентландиті), мідь (міститься у мінералі халькопіриті), платина (у самородному вигляді).

Слід зазначити, що ліквація відбувається у магмі не завжди і проходить лише у магмі певного хімічного складу і при певних термодинамічних умовах.

Асиміляція – це процес захоплення і розплавлення магмою оточуючих гірських порід під час її руху, а також під час її застигання. У деяких випадках, в результаті розплавлення оточуючих (вміщуючих) порід склад вихідної магми змінюється. Інколи, окремі великі уламки оточуючих порід, які попали у магматичне тіло, повністю не розплавляються і зберігаються при наступному застиганні магми. Такі уламки називаються ксенолітами. Ксеноліти можуть досягати декількох метрів і навіть - десятків метрів у діаметрі.

Кристалізаційна диференціація – це процес послідовного виникнення в магмі кристалів певних мінералів під час поступового падіння температури у магматичному тілі. Результатом даного процесу є повна розкристалізація магми і виникнення твердого магматичного інтрузивного тіла, складеного певними сукупностями мінералів – інтрузивними породами.

Мінеральний склад гірської породи, яка виникає після застигання магми, залежить від вихідного хімічного складу магми, а також від глибини залягання магматичного тіла, температури і тиску в ньому. Вирішальним для утворення магматичної породи того чи іншого типу є вміст у магмі SiO₂.

Слід зазначити, що в цілому, перелік основних породоутворюючих мінералів, які виникають при кристалізації магми, невеликий. До таких мінералів відносяться декілька силікатів (олівін, піроксен, рогова обманка, мусковіт, біотит, мікроклін, ортоклаз, плагіоклази, нефелін) і кварц. Кількісне співвідношення цих мінералів визначає тип породи, яка виникає після повної розкристалізації магми.

Крім основних породоутворюючих мінералів, в процесі кристалізації також виникають і різноманітні другорядні мінерали, але їх кількість вже значно більша. Деякі з цих другорядних мінералів як раз і є цінними корисними копалинами, якщо вони накопичуються у промислових кількостях.

Буває два основних принципових варіанти розкристалізації магми.

Перший варіант – це коли вихідна магма містить невелику кількість хімічних елементів і з неї утворюються мономінеральні або майже мономінеральні породи. До таких порід відносяться, наприклад, лабрадорити, олівініти, дуніти.

Другий варіант – це коли магма збагачена великою кількістю хімічних елементів і з неї утворюються полімінеральні породи.

Процес розкристалізації полімінеральної магми, в цілому можна розділити на три етапи: ранньомагматичний, головний і пізньомагматичний.

На ранньомагматичному етапі кристалізуються високотемпературні (тугоплавкі) мінерали – магнетит, хроміт, сульфіди, апатит, сфен, циркон. Деякі з цих мінералів мають високу густину і занурюються у нижні ділянки магматичного тіла, утворюючі поклади корисних копалин (хроміт, титаномагнетит). До ранньомагматичних утворень також відносяться алмази.

На головному етапі кристалізуються основні породоутворюючі мінерали – олівін, піроксени, рогова обманка, нефелін, польові шпати, плагіоклази, мусковіт, кварц, в результаті чого виникають власне магматичні породи.

На пізньомагматичному етапі відбувається кристалізація мінералів із залишкових розплавів, вже після застигання основної маси магматичного тіла. До таких мінералів відносяться: мінерали групи платини, апатит, магнетит, хроміт, нефелін, егірин, циркон, ільменіт та ін. Деякі з цих мінералів накопичуються у промислових кількостях, утворюючі поклади корисних копалин.

При подальшому охолодженні магми починається так званий пегматитовий процес. Це процес пов’язаний із виникненням на заключному етапі застигання магматичного тіла особливого залишкового силікатного розплаву, збагаченого леткими компонентами. Даний залишковий розплав збагачується на силіцій, алюміній, натрій, калій і в ньому різко зростає концентрація розчинених газів. Через це розплав стає дуже рухомим і проникає по тріщинах на значні відстані від магматичного тіла. Після охолодження і розкристалізації цього розплаву виникають дуже специфічні та унікальні породи – пегматити. До складу пегматитів входить велика кількість різноманітних мінералів, таких як кварц, польовий шпат, слюди, рудні мінерали (каситерит, вольфраміт та ін.), дорогоцінні камені (ізумруд, топаз, турмалін, гірський кришталь, аметист), мінерали, які містять рідкісні та розсіяні елементи. Пегматитам також властиві великі розміри кристалів кварцу, польових шпатів і слюд.

Дата добавления: 2014-01-04