Лекция 11

Содержание
1.Понятие о магматизме. Виды магматизма.
2. Глубинный магматизм. Дифференциация магмы. Магматические интрузии. Пегматитовый процесс.
3. Полуглубинный магматизм. Послемагматические процессы: пневматолитовый и гидротермальный процессы.
4. Минералы, горные породы и полезные ископаемые глубинного магматизма.

Понятие о магме. Дифференциация магмы
Под магматизмом понимают процесс, с которым связано возникновение и движение из глубоких недр к поверхности Земли огненно-жидкого расплава – магмы.
Магма – огненно-жидкая масса сложного силикатного расплава. Главный компонент оксид кремния, содержание 40 - 75%.
2 типа магматизма:
глубинный (интрузивный) поверхностный (эффузивный).

Магматические процессы минералообразования
Типы магмы:
– Силикатные
– Сульфидные (Fe, Fe-Ni-Co, Fe-Cu, Fe-Cu-Ni…)
– Карбонатные (Ca, Ca-Mg, Ca-Fe, Ca-Mn, Sr-Ba)
– Пегматитовые расплавы - растворы
Силикатные магмы. В магме существуют простые и комплексные катионы, анионы, а также анионные группы, например, (Si2O7)6-, (SiO3)4-, (Si6O18)12-, (SiO4)4- и т.д. Помимо этого присутствуют летучие компоненты (флюиды).
Температура от 15000 до 5500 С, обычно от 1200 до 700-6500 С. Р обычно 0-20 кбар, реже до 50 и более. Высокое Р способствует удержанию в расплаве летучих компонентов магмы.

Магматические процессы минералообразования
Флюид - надкритическая фаза, в которую переходит жидкость при повышении Т.
Основными компонентами флюидных систем являются Н2О и СО2, часто значительную роль могут играть O2, HF, HCl, SO2, H2S, H2, CH4. Флюиды снижают Т кристаллизации расплавов (Т кристаллизации Li-F гранитов понижается до 550̊ С!) и являются важными комплексообразователями.
Количество флюидов от следов (~0.5%) до 50% (иногда более) объёма магмы. Нередко флюиды после раскристаллизации рассеиваются, но при этом оставляют «следы» - газы при вулканических извержениях, газовые пузыри в лавах, пенолавы и пемзы, миаролы и пегматиты в интрузивных породах.

Обстановки проявления магматизма
Межплитная:
1. В срединноокеанских хребтах – «малоглубинный» магматизм
2. В активных континентальных окраинах – островных дугах, на границах континент – океан – разноглубинный магматизм, главным образом «среднеглубинный»
Внутриплитный: в зависимости от степени кратонизации (жёсткости) структур глубинный и сверхглубинный магматизм

Распределение Т в плите окенической литосферы толщиной 80 км, заглубляющейся в мантию со скоростью 8 см/год
(М. Токсёз, Дж. Минеар, Б. Джулиан, 1971).

Всё разнообразие пород, возникающих из магмы является результатом её расщепления – дифференциации. Дифференциация – сложный физико-химический процесс, который происходит в магме, когда она находится в расплавленном состоянии.
1. Гравитационная дифференциация. Характерна для ультраосновных, основных и щелочных магм. Кристаллизующиеся первыми рудные и фемические минералы (существенно Mg-Fe), имеющие большую плотность, чем плотность расплава, под действием сил гравитации могут опускаться на дно магматической камеры. В щелочных магмах возможно иное проявление гравитационной дифференциации. Кристаллизация каркасных алюмосиликатов с низкой плотностью (лейцит, нефелин, ПШ) приводит к их всплыванию и накоплению в верхней части магматической камеры.

2. Ликвационная дифференциация
разделение первоначально однородного состава магмы по способу двух несмешивающихся жидкостей. При обогащении магмы некоторыми компонентами (S, P, летучие) в ходе ее кристаллизации может произойти ликвация - разделение единого расплава на две несмешивающиеся жидкости (например, силикатный расплав и сульфидный расплав).
Эти жидкости будут обладать различной подвижностью и плотностью; дальнейшая их эволюция может вызвать явления гравитационной дифференциации.

3. Кристаллизационная дифференциация
когда в процессе постепенного остывания из неё выпадают минералы в виде кристаллов, которые распределяются по плотности. Кристаллизация идёт в определённой последовательности. Вначале выделяются кристаллы более высокотемпературных минералов, затем кристаллизуются более низкотемпературные минералы, богатые кремнезёмом.

4. Ассимиляция расплавом вмещающих толщ с образованием гибридных пород.
Заключительные фазы кристаллизации магма обогащается низкотемпературными газовыми компонентами и парами воды, становится очень подвижной и легко проникает по трещинам во вмещающие породы с этими фазами связано проявление пегматитового, пневматолитового и гидротермального процессов.

Пегматитовый процесс сводится к кристаллизации остаточного расплава, насыщенного летучими компонентами и к образованию крупнокристаллических тел (пегматитов) в виде жил, линз, гнёзд.

Послемагматические процессы
Пневматолитовый процесс (от греч. «пневма» - газ, пар) - проявляется на контакте внедрившейся магмы с вмещающими породами и выражается в том, что летучие компоненты, выделенные из магмы, либо кристаллизуются в контактовой зоне, либо вызывают метасоматоз – замещение привнесёнными минеральными соединениями минералов контактовой зоны.
Происходит при активном участии газо- и парообразной фазы, состоящей, прежде всего из паров воды, при температурах 400-500º С. Ведущую роль в пневматолитовой деятельности играют такие «летучие» компоненты, как H2O, HF, HCl. В результате взаимодействия этих компонентов с веществом горных пород, в которые они проникают, образуются новые минералы – такие, как флюорит, топаз, турмалин, и другие.

Гидротермальный процесс выражается в проникновении в трещины вмещающих пород горячих водных растворов и образовании в них минеральных отложений, возникают так называемые гидротермальные жилы.
Сменяет пневматолитовый, когда t опускается ниже критической точки воды (375ºС) и вода переходит в жидкую фазу и начинает циркулировать в виде горячих растворов. Диапазон t 375-50ºС. Чем выше t гидротермальных растворов, тем выше растворимость в них большинства минеральных веществ.

Формы залегания интрузивных пород
1) Магма, застывающая в недрах земной коры, образует различающиеся по форме, размерам и условиям залегания тела.
Разделяют на 2 группы:
- глубинные или абиссальные - полуглубинные или гипабиссальные.
2) Классификация интрузивных тел основывается на соотношениях их формы с залеганием вмещающих пород
– согласные (конкордантные): силлы, лакколиты, факолиты, лополиты
- несогласные (секущие, дискордантные): батолиты, штоки, дайки, некки, жилы.

Формы залегания магматических тел

Блок-диограмма строения магматических интрузий в горных породах весьма разнообразны по форме — кольцевые интрузии (дайки, субвулканы), пластовые (силлы), грибообразные (лакколиты). Справа показаны плутоны — всплывающие в окружающей породе пузыри магмы.

Формы залегания интрузий

Глубинные или абиссальные формы залегания интрузии
Батолиты (от греч. «батос» – глубина, «литос» – камень) – крупные массивы интрузивных пород, имеющие площадь выхода на поверхности не менее 100 км2 и секущие контакты с вмещающими породами. Распространены чрезвычайно широко. Сложены гранитами, а породы иного состава (гранодиориты, диориты, сиениты или габбро) приурочены обычно к краевым и приконтактовым их частям.
Штоки (от нем. Stock – палка, ствол) – крутопадающие интрузивные тела округлой или вытянутой формы, секущие структуру вмещающих пород и имеющие площадь выхода на поверхности менее 100 км2

Гипабиссальные горные породы
Располагаются на относительно небольшой глубине и залегают преимущественно согласно с вмещающими – в виде межпластовых тел: лакколит, лополит.
Лакколиты (от греч. «ляккос» - яма, подземелье) – грибообразные или караваеобразные тела, границы которых согласны с поверхностями слоистости вмещающих их пород.

Лополиты (от греч. - чаша, плоское блюдо) – согласная межпластовая интрузия блюдцеобразной формы, залегающая в синклиналях и мульдах. В диаметре могут достигать десятков километров, мощность - многих сотен метров. Развиты в платформенных структурах, сложены породами основного состава и формируются в условиях тектонического растяжения и опускания.

Гипабиссальные горные породы
Дайка (англ. стена из камня) интрузивное тело с секущими контактами, длина которого во много раз превышает ширину, плоскости эндоконтактов практически параллельны. Представляет трещину, которая была заполнена магматическим расплавом. Длина от десятков метров до сотен км и шириной от нескольких см до 5-10 км.
Силлы (интрузивные залежи, пластовые залежи) – пластообразные тела, залегающие параллельно напластованию вмещающих пород, образовавшиеся на сравнительно небольшой глубине. Мощность от нескольких сантиметров до нескольких сотен метров, но чаще от 10 до 50 м.

Минералы, горные породы и
полезные ископаемые глубинного магматизма
В результате кристаллизации магмы на глубине образуются глубинные магматические породы с которыми связаны месторождения хромитов, апатита, магнетита, лабрадора, слюд и др.
С пегматитовыми процессами связано образование пегматитов к которым приурочены месторождения слюд, драгоценных камней (самоцветов) и др.
В ходе послемагматических (пневматолитово-гиротермальных) процессов образуются сульфиды, золото и др.

Супервулкан Йеллоустоун

Эффузивный магматизм

Классификация вулканов

Строение гейзера