Формы залегания интрузивных горных пород

По способу внедрения расплава выделяют собственно интрузии, при внедрении раскаленного расплава во вмещающие породы, и протрузии, тела, которые внедряются в холодном состоянии.

По глубине кристаллизации выделяют гипабиссальные (полуглубинные) с глубиной кристаллизации до 4 км и абиссальные – с глубиной кристаллизации более 4 км. На поверхность интрузивные тела выходят в результате денудации.

В строении интрузивных тел выделяют следующие элементы:

1. Собственно интрузивное тело.

2. Вмещающие породы – рама интрузива.

3. Кровля или апикальная часть интрузива.

4. Боковые ответвления интрузии (апофизы или жилы).

В интрузивном теле могут содержаться обломки пород рамы, в которых сохраняются элементы структуры вмещающих пород. Это – ксенолиты. За счет плавления таких пород образуются скопления темноцветных минералов – шлиры.

Граница между рамой и интрузией называется контактом. Контакты бывают горячие (активные) и холодные (пассивные). Горячие контакты образуются при непосредственном воздействии раскаленного вещества на вмещающие породы, а холодного вещества рамы на состав интрузивного тела. Горячий контакт состоит из эндоконтактовой и экзоконтактовой зон. Эндоконтактовая зона находится в пределах интрузии (краевая часть интрузивного тела со следами химического воздействия вмещающих пород). Экзоконтактовая зона – это краевая часть рамы со следами термального и химического влияния магматического расплава. Если вмещающими являются породы карбонатного состава (известняки, мраморы и др.) в экзоконтакте образуются скарны. Если магма внедряется в песчано-глинистые отложения, песчаники, глинистые сланцы – образуются роговики, кварциты. При горячем контакте вмещающие породы всегда древнее интрузивных пород. Ширина приконтактовых зон изменяется в широких пределах – от нескольких миллиметров до многих сотен метров.

В холодном контакте нет никаких изменений ни в интрузивном теле, ни в породах рамы. В этом случае вмещающие породы моложе интрузивных. В них часто содержатся окатанные обломки интрузивных пород, свидетельствующие о том, что после денудационного среза интрузия была перекрыта осадочными породами.

По взаимоотношению с породами рамы интрузивные тела делятся согласные (конкордантные), несогласные (дискордантные) и частично согласные.

Согласные тела по условиям залегания близки к вмещающим породам. Среди них выделяются силлы, лакколиты, лополиты, факолиты.

Силлы сложены обычно основными породами, внедрившимися между отдельными слоями вмещающих пород. Площади их распространения часто составляют сотни квадратных километров.

Лакколиты – караваеобразные или грибообразные тела, чаще всего приуроченные к ядрам антиклиналей. Они занимают площади до нескольких десятков квадратных километров.

Лополиты – блюдцеобразные тела, обычно приуроченные к ядрам синклиналей. По размерам сходны с лакколитами.

Факолиты – это седловидные тела, приуроченные к замкам изоклинальных, опрокинутых складок. Обычно представлены породами основного состава.

Несогласные тела имеют секущие контакты с вмещающими породами. Среди них выделяют: батолиты, ареал-плутоны, штоки, дайки, магматические жилы.

Батолиты – интрузии, обладающие площадью более 100 кв. км. Встречаются батолиты длиной до 1500 км при ширине около 300 км. Вертикальные размеры батолитов достигают 10 км. По составу это чаще всего гранитоиды. Образуются батолиты при плавлении пород гранитно-метаморфического слоя земной коры.

Ареал-плутоны – это массивы гранитов и гранито-гнейсов, не имеющие определенных очертаний с поперечными размерами в сотни километров. Формируются при неоднократном повторении итрузивной деятельности с участием процессов гранитизации метаморфических комплексов в условиях больших глубин и высоких температур.

Штоки – интрузивные тела изометричной формы в плане с крутыми контактами.

Дайки – плитообразные тела с протяженностью в десятки и сотни метров при мощности от десятков сантиметров до нескольких метров. Их образование связано с заполнением трещин отрыва. Состав может быть различным. По морфологии среди них выделяют линейные, кольцевые (цилиндрические и конические) дайки.

Магматические жилы сходны с дайками, но отличаются от них более сложной формой (много апофиз, ответвлений).

К несогласным интрузиям также относятся редко встречающиеся формы, такие как: этмолиты (расширяющиеся кверху в виде воронки); акмолиты (по размерам близки к штокам, имеют форму пламени); бисмалиты (напоминающие по форме пробку).

Частично согласные тела – это гарполиты, которые в верхней части согласно залегают с вмещающими породами, а в нижней – секут слоистость; магматические диапиры – вверху залегают согласно, а внизу - несогласно.

Недифференцированные и дифференцированные интрузивные тела выделяются по особенностям внутреннего строения. Недифференцированные тела однородны по составу и формируются за счет одной порции расплава. Это небольшие интрузии: дайки, жилы, лакколиты и др.

Дифференцированные интрузии отличаются большими размерами. В них выделяются участки с различным составом. Они могут быть многофазными и расслоенными. Многофазные тела образуются путем внедрения нескольких порций расплава. Промежуток времени, в течение которого внедряется и кристаллизуется расплав, называется фазой. При формировании многофазных интрузий вначале внедряется самый большой объем расплава. Последующие порции образуются из остаточного расплава. Их остывание происходит быстрее, поэтому образуются порфировидные и мелкозернистые породы. Затем по трещинам образуется жильная фаза (дайки, жилы, пегматиты). Завершающую фазу формируют пневматолито-гидротермальные образования. Если вначале образуются основные породы, а затем кислые средние и основные, то такая последовательность называется гомодромной. Если вначале образуются кислые породы, а потом средние и основные, то такая последовательность называется антидромной.

Расслоенные интрузивные массивы обладают основным и ультраосновным составом. В их разрезе выделяют краевую и центральную серии. Для первой характерна слабая стратификация. В краевой серии выделяют зону закалки, верхнюю и нижнюю краевые зоны. Расслоенность объясняется гравитационной дифференциацией, в результате которой тяжелые ранние минералы оседают на дно магматической камеры. Затем кристаллизуются минералы более кислого состава.

Прототектоника жидкой фазы – это закономерная ориентировка минералов в интрузивах. Она обусловливает появление в них первичных полосчатых и линейных текстур, отражающих динамические условия и направление течения внедряющейся магмы.

Первичные полосчатые текстуры характеризуются послойным чередованием пород различного состава или чередованием полос, обогащенных каким-либо одним или несколькими минералами, например, слюдой, кварцем, роговой обманкой, полевым шпатом. Мощность полос колеблется от нескольких миллиметров до десятков и сотен метров. Внешнее сходство первично расслоенных пород интрузива со слоистыми осадочными породами позволяет успешно применять для изучения структуры интрузива те же приемы, что и для осадочных толщ. Структура первично расслоенного массива наиболее четко видна на разрезах вкрест простирания полосчатости.

Параллельно-линейные текстуры течения характеризуются параллельным расположением игольчатых или удлиненно-призматических и таблитчатых кристаллов (слюды, роговых обманок, пироксена и др.), шлиров и ксенолитов. Параллельно-линейная текстура обнаруживается не только в породах, содержащих игольчатые или призматические минералы, но нередко хорошо видна и в породах с изометрическим сложением. В таких случаях линейная текстура выражается в параллельно-линейном расположении шлировых скоплений. Шлиры имеют форму лент, полос, линз и слагаются различными минералами: слюдой, роговой обманкой, пироксеном, полевыми шпатами, кварцем и др. Иногда в породе наблюдается несколько систем шлиров, пересекающих одна другую; в таких случаях можно судить о раз­ личных по времени направлениях течения магмы. В тех случаях, когда полосчатость и линейность выражены отчетливо, линейность располагается параллельно первичной полосчатости.

Возникновение первичной полосчатости и линейности объясняется тем, что в период формирования интрузива магма в течение некоторого промежутка времени находится в таком состоянии, когда одновременно существуют жидкая составляющая и взвешенные в ней кристаллы. При движении такой взвеси твердые части ее приобретают ориентированное расположение.

Прототектоника твердой фазы формируетсяпосле кристаллизации и отвердевания магмы. Породы остывают медленно. В эту фазу в них проявляются первичные (контракционные) трещины (рис.21). Они возникают вследствие сокращения объема породы. Г. Клоосом выделены поперечные, продольные, пластовые и диагональные трещины.

Поперечные трещины (Q - трещины) развиваются нормально к ориентировке структур течения; они относительно прямые, с шероховатыми поверхностями. Поперечные трещины быть интерпретированы как трещины отрыва.

Рис. 21. Первичные трещины и директивные текстуры интрузивного массива по Г. Клоосу. F - линейная ориентировка (директивная текстура), L пологолежащие трещины, параллельные контактам, Q - трещины поперечной системы, S - трещины продольной системы, St диагональные сбросы, по которым смещены более древние трещины и жилы, A - раскрытые трещины отрыва (двойные линии) к которым часто приурочены кварцевые, аплитовые, пегматитовые и прочие жилы или корочки минералов — хлорита, мусковита, пирита, флюорита и др.

Продольные трещины (S - трещины) ориентированы по простираниюлинейных структур течения. Они ровнее, менее ясно выражены, чем поперечные трещины, и короче их.

Пластовые трещины (L- трещины) образуются в верхних и боковых частях интрузий. Они обычно совпадают с поверхностью первичной полосчатости и перпендикулярны к трещинам Q и S. В общем, пластовые трещины параллельны контактам массива.

Трещины развиваются в соответствии с расположением изотерм понижения температур остывающего массива. Близкие по ориентировке направления трещиноватости отмечаются в таких случаях и в окружающих массив вмещающих породах.

Диагональные трещины (ST - трещины) располагаются косо к направлению структур течения, однако образуются они далеко не всегда. Обычно эти трещины крутые и в механическом смысле могут быть истолкованы как трещины скалывания, возникающие под воздействием горизонтального или вертикального давления. Диагональные трещины располагаются по двум направлениям, пересекающимся под прямым или меньшим углом.

Помимо перечисленных типов трещин первичной отдельности в краевых частях некоторых интрузивных массивов, как указывает Г. Клоос, развивается группа краевых трещин. Эти трещины падают вглубь массива под углом 20—45°. Видимо, они возникают как трещины растяжения и отражают, по мнению Г. Клооса, стремление магмы продвинуться вверх при интенсивном сопротивлении вмещающих пород.

Кроме описанных выше первичных структур после формирования интрузий в них нередко развиваются вторичные, наложенные, структуры, выражающиеся в появлении гнейсовидности, раздробленности и смещений по разрывам. Вторичные структуры могут в значительной степени затушевывать первичные структурные элементы.