Магматизм. Формы залегания интрузивных пород

Магматизм – это совокупность геологических процессов, движущей силой которых является магма и ее производные. Магма (от греч. magma — густая мазь), расплавленная масса преимущественно силикатного состава, образующаяся в глубинных зонах Земли. При внедрении магмы в земную кору или при ее излиянии на поверхность Земли формируются магматические горные породы. По условиям кристаллизации они делятся на интрузивные и эффузивные.

По содержанию кремнезема эффузивные горные породы делятся на кислые (липарит (риолит) – содержание кремнекислоты SiO₂ более 65%), средние (трахит; андезит) – SiO₂ – 65 - 52%, основные (диабазовый порфирит и базальт) –52 - 45%;

Магма – это флюидно-силикатный расплав, со­стоящий из главных нелетучих петрогенных оксидов: SiO₂, TiO₂, Al₂O₃, Fe₂O_3, FeO, CaO, MgO, Na₂O, K₂O по объему составляющих 90 - 97 %. Летучие компоненты в магме представлены СО₂, Н₂, Н₂О, НF и др. Оксид углерода, водород, вода легко (раньше всех) отделяются от рас­плава, способствуя образованию «сухих» магм. Фтор и другие летучие компоненты накапливаются в расплаве, так как они трудно отделимы от него.

Кристаллизация магмы происходит не мгновенно, а постепенно, с одно­временным падением температуры. Летучие компоненты препятствуют зас­тыванию расплавов, понижая температуру ее кристаллизации. Наличие легко отделимых летучих компонентов приводит к вулканическим процессам, трудно отделимых — к интрузивным.

В зависимости от глубины формирования интрузивные массивы подразделяют на приповерхностные, или субвулканические (последнее слово означает, что магма почти подошла к поверхности, но все таки не вышла на нее, т. е. образовался «почти вулкан» или субвулкан) – от нескольких сотен метров до 1,0–1,5 км; среднеглубинные, или гипабиссальные, – до 1–3 км и глубинные, или абиссальные, – глубже 3 км.

Интрузивные горные породы развиты в земной коре чрезвычайно широко. Они распространены в складчатых областях и играют большую роль в строении фундамента платформ. Формы интрузивных тел весьма разнообразны (рисунок 28). Простейшая классификация интрузивных тел основывается на соотношениях их форм с залеганием вмещающих пород. По этому признаку все интрузивные тела делятся на согласные (конкордантные) и несогласные (секущие, дисккордантные).

Формы согласных и несогласных интрузивных тел. Среди согласных интрузивов выделяются силлы, лакколиты, факолиты, лополиты. Необходимым элементом «согласных» тел является подводящий магматический канал, или «ножка» интрузива.

Силлы, интрузивные залежи, или пластовые интрузии – пластообразные тела, залегающие параллельно напластованию вмещающих пород, образуются на сравнительно небольшой глубине. Мощность их от сантиметров до сотен метров, сложены могут быть габбро, габбро-диабазами, реже гранитами.

Лакколиты – грибообразные или караваеобразные тела, образовавшиеся при внедрении магмы между слоями под давлением и приподнявшие над собой вышележащие слои. Имеют небольшие размеры до 3-6 км в поперечнике.

Факолиты – небольшие интрузии серповидной формы в разрезе. Они образуются в ядрах антиклинальных, реже синклинальных складок.

Лополитами называются блюдцеобразные тела, залегающие согласно с вмещающими породами. Сложены они обычно ультраосновными или щелочными породами, а также гранитоидами. Размеры лополитов различны.

К числу главных типов несогласных, или секущих интрузивных тел принадлежат батолиты, штоки и дайки.

Батолиты – гигантские интрузивы гранитоидного состава, внедрившиеся в земную кору при активном воздействии магмы на вмещающие породы. Размеры их – сотни или десятки километров в длину и десятки в ширину, площади выходов их превышают 100 км².

Рисунок 18.Формы залегания магматических горных пород

Штоки несогласно залегающие крутопадающие интрузивные тела неправильной формы имеющие площадь выхода на поверхности менее 100 км², сложены породами кислого или среднего состава.

Дайки – несогласные интрузивные тела, ограниченные параллельными стенками, образованы при заполнении магмой вертикальных или наклонных трещин в земной коре. Мощность даек обычно составляет сантиметры или метры, но встречаются и гигантские дайки.

Жилы – несогласные плитообразные минеральные тела с более ровными плоскостями ограничения, чем у даек. Размеры жил колеблются в широких пределах.

Апофизы – мелкие инъекции магмы в виде ответвлений неправильной формы во вмещающих породах связанные с крупными интрузивными телами.

Вулканические жерла (некки) представляют собой каналы магмы при вулканических извержениях. В плане некки имеют округлую, овальную или неправильную форму. Диаметр от десятков метров до 1-1,5 км.

Изучение контактов интрузий и их внутренней структуры.

Внедряющаяся магма всегда воздействует на окружающие породы. Под влиянием выделяющихся из нее паров, газов и высокой температуры вмещающиеся породы изменяются и перекристаллизовываются с образованием роговиков, скарнов и других контактово-метаморфических пород, причем степень этого изменения постепенно убывает при удалении от контакта интрузии. Ширина зон контактов измененных пород (экзоконтактовые зоны) у различных интрузий бывает неодинакова. У гранитных интрузий обычно ореолы контактового метаморфизма шире, а у интрузий среднего и основного состава меньше. Ширина ореола контактово-измененных пород зависит от характера контакта интрузива. Если контакт интрузива крутопадающий, то ширина ореола измененных пород будет незначительной, при пологом падении контакта она будет намного шире. При изучении контактов интрузий следует обращать внимание на контактовые изменения и в самих интрузивных породах (эндоконтактовые зоны). Они могут выражаться в появлении мелкозернистых разностей пород, а также пород более кислого или основного состава.

Рисунок 19. Типы контактов магматических пород с вмещающими слоями: 1 - резкие; 2 - незаметные; 3 - извилистые; 4 - угловатые; 5 - глыбовые; 6 - клиновидные; 7 - согласные; 8 - несогласные; 9 - секущие; 10 - смешанные; 11 - магматически активные; 12 - тектонические (по Павлинову В.Н.)

При изучении внутренней структуры интрузивных массивов следует обращать внимание на явления прототектоники, или первичной тектоники интрузива. К элементам прототектоники относится закономерная ориентировка минералов в интрузивном массиве обусловленная появлением первичных полосатых и линейных текстур, отражающих динамические условия и направление течения внедряющейся магмы. При медленном и длительном остывании магмы происходит ее кристаллизация и отвердевание. В эту фазу формирования интрузивных массивов в них проявляются первичные трещины, среди которых по Г. Клоссу выделяют поперечные, продольные, пластовые и диагональные.

Определение возраста интрузий. Существуют два метода определения возраста интрузии: абсолютный и относительный. Абсолютный метод основан на количественном определении продуктов распада радиоактивных элементов содержащихся в минералах, слагающих интрузивную породу.

Среди методов определения абсолютного возраста пород чаще пользуются свинцово-изотопным и рубидий-строциевым методами, менее надежен калий-аргоновый метод.

Относительный метод определения возраста интрузий основан на сопоставлении времени образования интрузии с возрастом вмещающих пород. Взаимоотношения интрузии с окружающими породами могут быть выражены или активным воздействием интрузии на вмещающие породы, или трансгрессивным перекрытием размытой поверхности интрузивного массива последующими отложениями. Интрузия всегда моложе тех пород, которые она активно прорывает, т.е. имеет «горячий», активный контакт и всегда древнее тех пород которые ее перекрывают образуя «холодный», пассивный контакт. Таким образом, определение относительного возраста интрузий сводится к установлению «возрастной вилки» т.е. нижнего возрастного предела и верхнего возрастного предела. Если интрузия прорывает складчатую толщу, то ее возраст моложе складчатости или определяется возрастом наиболее молодых пород затронутых складчатостью.

Изображение интрузивных пород на аэрофотоснимках и разрезах. Интрузивные породы на аэрофотоснимках в отличие от осадочных дешифрируются по отсутствию слоистости, по однотонности окраски и по характерному сетчатому рисунку, обусловленному совокупностью трещин отдельности. При прослеживании на аэрофотоснимках контактов интрузивных пород с вмещающимися, необходимо особенно внимательно изучить характер самой приконтактовой линии, оконтурить апофизы и жильные образования, отходящие от интрузии во вмещающие породы.