Під магматизмом розуміють сукупність явищ, пов'язаних з формуванням, еволюцією складу і рухом магми до поверхні Землі. Магматизм є одним з найважливіших глибинних процесів у земних надрах. За формою прояву магматизм ділиться на інтрузивний та ефузивний. Відмінність між ними багато в чому визначає механізми породоутворення.

Поняття про магмі

Магма являє собою високотемпературний флюїдно-силікатний розплав, що формується в глибинних ділянках, головним чином у верхній мантії (астеносфері) і частково в нижніх шарах земної кори. Освіта магматичного вогнища відбувається при поєднанні певних значень тиску і температури. Така первинна магма має однорідний склад, що включає наступні компоненти: рідина (розплав), в якому розчинена газова, або летюча фаза (флюїд). Також присутній деяка кількість твердого кристалічного речовини. По мірі просування до поверхні первинна магма еволюціонує в залежності від конкретних умов.


Еволюція магми включає декілька типів процесів. По-перше, вона відчуває диференціації різного роду:

ликвацию, при якій розшаровується на незмішувані рідкі компоненти;

кристаллизационную диференціацію. Цей найважливіший процес пов'язаний з випаданням (кристалізацією) з аморфного розплаву тих чи інших сполук при різних поєднаннях температури і тиску.

По-друге, магма змінює свій хімічний склад у результаті взаємодії з вміщуючими породами. Це явище називається контамінації.

Кристаллизационные процеси в магмі

Оскільки магма є рухомий сумішшю багатьох речовин і знаходиться в умовах, що змінюються, кристалізація її компонентів – це досить складний процес. Зазвичай його підрозділяють на три основні фази:

Високотемпературна раннемагматическая фаза. На цьому етапі з магми випадають високощільні залізо - і магнийсодержащие мінерали. Вони осідають і накопичуються в придонних областях магматичного вогнища.

Середньотемпературна головна магматична фаза, в якій формуються основні компоненти гірських порід, такі як польові шпати, кварц, слюди, піроксени, амфіболи. Випадає кальцій, переважна частина кремнію і алюмінію. Кристалізація в цій фазі супроводжується вже дефіцитом місця в магматичне вогнище, тому що утворюються мінерали більш дрібнозернисті.

Низькотемпературна позднемагматическая (пегматитова) фаза. На даному етапі рухливий так званий пегматитовими залишок магми, збагачені леткими компонентами, поширюється залишилися в магматичне вогнище порожнинах і тріщинах, сприяючи перекристалізації вміщуючих порід. Для пегматитовых жив характерно формування великих кристалів, які можуть проростати один в одного. Цей етап межує і тісно пов'язаний з гідротермальної фазою минералообразования.

Вулканізм та плутонизм

Виділяють такі форми прояву магматизму, як інтрузивний та ефузивний. Відмінність між ними полягає в умовах еволюції магми і місце їх застигання. Останній фактор відіграє особливо важливу роль. Ефузивний магматизм – це процес, в ході якого магма досягає подводящему каналу поверхні Землі, виходить наверх, утворюючи вулкани, і застигає. Излившаяся магма називається лавою. При виході на поверхню вона інтенсивно втрачає летючий компонент. Застигання також відбувається швидко, деякі типи лав не встигають при цьому кристалізуватися і тверднуть в аморфному стані (вулканічні скла).
Інтрузивний магматизм (плутонизм) відрізняється тим, що магма не досягає поверхні. Проникаючи тим чи іншим чином у верхні горизонти вміщуючих порід, магма застигає на глибині, утворюючи інтрузивні (плутонические) тіла.

Класифікація інтрузивів

Взаємовідносини вміщуючих порід з продуктами інтрузивного магматизму і типи інтрузивних тіл розрізняють за багатьма критеріями, зокрема за такими, як:

Глибина формування. Розрізняють приповерхневі (субвулканічні), середньо-глибинні (гипабиссальные) і глибинні (абиссальные) интрузивы.

Розташування відносно вміщає породи. За цим критерієм впроваджені масиви поділяються на приголосні (конкордантні) і незгодні (дискордантних).

Також характер інтрузивного магматизму і типи інтрузивів класифікуються за такими ознаками, як відношення структури плутонічного тіла до поверхні контакту (конформні і дисконформные), ставлення до тектонічним рухам, форма, розмір масиву і так далі. Критерії виділення різних типів магматичних впроваджень тісно пов'язані між собою. Наприклад, в залежності від структури вміщує товщі, глибини і механізму формування магматичного масиву та інших проявів інтрузивного магматизму форми інтрузій можуть сильно відрізнятися.

Механізми впровадження магми в товщу порід

Магма може проникати в вміщає товщу двома основними способами: по площинах нашарування осадової товщі або за існуючим в породі тріщин. У першому випадку під тиском магми піднімають пласти покрівлі – вищерозміщені області товщі – або ж, навпаки, в результаті впливу маси внедряющейся магми прогинаються підстильні шари. Так утворюються приголосні интрузивы. Якщо магма проникає вгору, заповнюючи і розсовуючи тріщини, прориваючи пласти і обрушуючи породи покрівлі, вона сама формує порожнину, яку займе интрузивное тіло. Таким шляхом формуються незгідно залягають плутонические тіла.

Форми впроваджених магматичних масивів

В залежності від конкретного шляху, по якому протікає процес інтрузивного магматизму, форми інтрузивних тіл можуть бути дуже різноманітні. Найбільш поширеними з незгідно залягають магматичних масивів є:

Дайка – плитообразное крутопадающее тіло, секущее вміщають пласти. Довжина дайок значно перевищує товщину, а розташування поверхонь контакту практично паралельно. Дайки можуть бути різного розміру – від десятків метрів до сотень кілометрів в довжину. Форма дайок може бути також кільцевої або радіальної – в залежності від розташування тріщин, що заповнюються магмою.

Жила – невелике секущее тіло неправильної, гіллястою форми.

Шток – тіло столбообразной форми, що характеризується вертикальними або крутопадающими контактовыми поверхнями.

Батоліт – найбільш велика різновид інтрузивів. Батолиты можуть мати протяжність в сотні і навіть тисячі кілометрів.

Залягають тіла також приймають різні форми. Серед них часто зустрічаються:

Сілла – пластовий інтрузив, поверхні контакту якого паралельні вміщує пластів.

Лополит – лінзоподібні масив, звернений опуклістю вниз.

Лаколіт – тіло аналогічної форми, випукла сторона якого розташована вгорі, подібно капелюшка гриба. Гора Аю-Даг в Криму – це приклад габброидного лакколита.

Факолит – тіло, розташоване в складці прогину вміщуючих порід.

Контактовая зона інтрузії

Освіта плутонічних тел супроводжується складними процесами взаємодії на кордоні з вміщує товщею. Уздовж контактовій поверхні утворюються зони эндоконтакта і экзоконтакта. Эндоконтактовые зміни відбуваються в интрузиве завдяки проникненню в магму порід вміщує товщі. Внаслідок цього магма поблизу контакту зазнає хімічні зміни (контамінацію), що впливають на мінералоутворення. Зона экзоконтакта виникає під вміщує породі як результат теплового і хімічного впливу магми і характеризується активними процесами метаморфізму та метасоматозу. Так, леткі компоненти магми можуть заміщати привнесеними сполуками мінерали в зоні экзоконтакта, утворюючи так звані метасоматичні ореоли.
Виносяться леткими компонентами мінеральні сполуки можуть кристалізуватися безпосередньо в контактовій зоні. Цей процес відіграє значну роль при утворенні, наприклад, слюд, а при участі води – кварцу.

Інтрузивний магматизм і інтрузивні гірські породи

Породи, що утворюються в результаті глибинної кристалізації магми, називаються інтрузивними, або плутоническими. Ефузивні (вулканічні) породи формуються при виливі магми на поверхню Землі (або на дно океану). Інтрузивний та ефузивний магматизм породжує ряди порід, подібні за мінеральним складом. В основу класифікації магматичних порід за складом покладено зміст кремнезему SiO 2 . За цим критерієм породи поділяються на ультраосновних, основні, середні і кислі. Вміст кремнезему в ряду зростає від ультраосновных (менш 45%) порід до кислих (понад 63%). Усередині кожного класу породи розрізняються по лужності. Найголовніші інтрузивні породи у відповідності з цією класифікацією утворюють наступний ряд (в дужках – вулканічний аналог):

Ультраосновні: перидотіти, дуниты (пикриты);

Основні: габроїди, пироксениты (базальти);

Середні: діорити (андезити);

Кислі: гранодіорити, граніти (дациту, ріоліти).

Плутонические породи відрізняються від ефузивних умовами залягання і кристалічною структурою складових їх мінералів: вони полнокристаллические (не містять аморфних структур), яснозернистые і не мають часу. Чим глибше осередок формування породи (абиссальные интрузивы), тим повільніше йшли процеси охолодження і кристалізації магми при збереженні великої кількості леткої фази. Такі глибинні породи відрізняються більш великими кришталевими зернами.

Внутрішня будова інтрузивних тіл

Структура плутонічних масивів формується в ході комплексу явищ, що об'єднуються під загальною назвою прототектоники. В ній розрізняють два етапи: прототектоника рідкої і твердої фази. На жидкофазном етапі закладаються первинні смугасті і лінійні текстури утворюється тіла. Вони відображають напрям течії внедряющейся магми і динамічні умови орієнтування кристалізуються мінералів (наприклад, паралельне розташування кристалів слюди, рогових обманок тощо). Текстури також пов'язані з розташуванням фрагментів чужорідної породи, які потрапили в магматичне вогнище – ксенолітів, – і обособившихся мінеральних скупчень – шлиров. Твердофазних етап еволюції интрузива пов'язаний з остиганням новоствореної породи. У масиві з'являються первинні тріщини, розташування і кількість яких обумовлена обстановкою охолодження і структурами, що сформувалися в рідкій фазі. Крім того, в такому магматичне масиві розвиваються вторинні структури внаслідок роздроблення його ділянок і зміщень по розривів. Вивчення прототектоники важливо для прояснення умов розміщення родовищ корисних копалин всередині інтрузій і в навколишніх породах.

Магматичні інтрузії і тектоніка

Гірські породи інтрузивного походження широко поширені в самих різних областях земної кори. Ті або інші прояви інтрузивного магматизму вносять значний внесок як в регіональні, так й в глобальні тектонічні процеси. При континентальних колізії в ході нарощування потужності кори, завдяки активному гранітного магматизму утворюються великі батолиты, наприклад, батоліт Гангдисе в Трансгималаях. Також формування великих батолитов пов'язано з активними континентальними околицями (Андський батоліт). Взагалі, інтрузії кислих магм відіграють важливу роль у процесах горотворення. При розтягненнях кори часто утворюються серії паралельних дайок. Такі серії спостерігаються в серединно-океанічних хребтах. Однією з характерних форм внутрішньоконтинентальних магматичних впроваджень є силли. Вони також можуть мати велику протяжність – до сотень кілометрів. Часто магма, проникаючи між пластами осадових порід, утворює кілька ярусів силлов.

Глибинна магматична діяльність і корисні копалини

Завдяки особливостям кристалізації в процесах інтрузивного магматизму утворюються рудні мінерали на хром, залізо, магній, нікель, а також самородні платиноїди в ультраосновных породах. При цьому важкі метали (золото, свинець, олово, вольфрам, цинк і ін) утворюють розчинні сполуки з летючими компонентами магми (наприклад, з водою) і концентруються у верхніх областях магматичного вогнища. Це відбувається на ранній фазі кристалізації. На пізньому етапі рухливий пегматитовими залишок, що містить рідкоземельні та рідкісні елементи, утворює жильні родовища в тріщинах интрузива. Так, Хібіни на Кольському півострові представляють собою лаколіт, оголений в результаті ерозії вміщує товщі. Це тіло складено нефелиновыми сієнітів, що представляють собою руду на алюміній. Ще один приклад – силловые інтрузії Норильська, багаті міддю і нікелем. Контактові зони також представляють великий практичний інтерес. Родовища золота, срібла, олова та інших цінних металів приурочені до метасоматическим і метаморфічним ореолам інтрузивних тіл, таких як Бушвельдский лополит в Південній Африці, відомий своїм золотоносних ореолом. Таким чином, області інтрузивного магматизму є найважливішим джерелом багатьох цінних корисних копалин.